WO2003045762A1 - Moduldach für ein kraftfahrzeug und verfahren zu seiner montage - Google Patents

Moduldach für ein kraftfahrzeug und verfahren zu seiner montage Download PDF

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WO2003045762A1
WO2003045762A1 PCT/EP2002/011148 EP0211148W WO03045762A1 WO 2003045762 A1 WO2003045762 A1 WO 2003045762A1 EP 0211148 W EP0211148 W EP 0211148W WO 03045762 A1 WO03045762 A1 WO 03045762A1
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WO
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roof
module
cutout
modular
flanges
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PCT/EP2002/011148
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Zirbs
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/06—Fixed roofs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
    • B62D65/06—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components the sub-units or components being doors, windows, openable roofs, lids, bonnets, or weather strips or seals therefor

Definitions

  • the invention relates to a modular roof for a motor vehicle according to the preamble of claim 1, as is known for example from DE 197 09 016 AI. Furthermore, the invention relates to a method for assembling such a modular roof.
  • the edge of the module roof is provided with a circumferential flange, which in the assembled position overlaps with a flange in the roof cutout of the vehicle body and is connected to it by adhesive connections.
  • the roof module has a crown in the longitudinal direction of the vehicle, i.e. a convex curvature; Accordingly, the side rails of the body frame opposite the roof module or the associated flanges of the roof cutout are cambered in the vehicle longitudinal direction, i.e. provided with a convex curvature.
  • the position and shape of the roof module in the installed position must be precisely coordinated with the position and shape of the side rails.
  • the body appears to be aesthetically unsatisfactory, since the curvatures of the two adjacent body areas - side rails of the body frame and roof module - do not match. Furthermore, depending on the size of the gap between the roof module and the flanges of the roof cutout, there may be leaks in the adhesive connection in the roof area.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a generic modular roof so that this tolerant modular roof can be adapted very precisely to a curvature in the longitudinal direction of the vehicle which is predetermined by the curvature of the side rails, which in turn is also subject to tolerances. Furthermore, the invention is based on the object of providing a method for assembling the modular roof that can be mass-produced a high-precision match of the crowning of the side rails and the module roof is guaranteed.
  • the curvature of the modular roof to be installed in the vehicle longitudinal direction is less than the curvature of the flange of the roof cutout in the vehicle longitudinal direction.
  • the module roof therefore has a smaller curvature than the desired curvature that it should have after installation in the roof cutout before installation in the roof cutout of the vehicle body.
  • fixing elements are provided, by means of which the rear and front edge areas of the module roof can be tensioned with respect to the roof cutout, as a result of which the curvature of the module roof is matched to that of the flanges of the side rails in a highly precise manner.
  • the module roof is first provided with an adhesive bead according to the invention and then placed on the flanges of the roof section of a vehicle body. Because of the lower curvature of the module roof compared to the curvature of the flanges in the longitudinal direction of the vehicle, the rear and / or front end regions of the module roof gap in relation to the flanges of the vehicle body. Forces are now exerted on these rear and front end areas of the roof module, as a result of which these areas are pressed onto the opposite flanges of the roof cutout. In this tensioned state, the module roof is then fixed with the aid of the fixing elements with respect to the vehicle body (see claim 7).
  • the inventive design of the modular roof and the assembly method according to the invention ensure that the modular roof - regardless of manufacturing inaccuracies - can be installed precisely in terms of its curvature in the roof cutout of the body.
  • a reproducible assembly process is created, which ensures a precisely coordinated contour of the two curvatures in the installed state even with fluctuations in the curvature of the module roof and / or the side rails. This ensures high process reliability in assembly, even with larger manufacturing tolerances.
  • the fixing elements which are used to fix the front and rear end areas of the module roof with respect to the roof cutout, are expediently designed as hooks on the module roof, which engage under the flange of the roof cutout in the installed position of the module roof (see claim 2).
  • these hooks are pivotally attached to the roof module so that they can be pivoted into the interior of the roof module during roof installation and thus collisions with the flanges are avoided; the module roof is installed and clamped in the desired position, the hooks are swung out so that they reach under the flanges of the roof cutout and thus ensure that the module roof is fixed in the tensioned state in the roof cutout.
  • hooks, screws or pins can be used as fixing elements, which protrude through openings in the roof cutout in the installed position of the module roof (see claim 3).
  • spacers are provided in the area of the roof edges in the vicinity of the adhesive areas, which protrude in the direction of the flanges of the roof cutout (see claim 4). The end faces of these spacers rest in the assembled position on the flanges of the roof cutout and ensure that there is a minimum clearance for adhesive between the module roof edge and the tops of the flanges.
  • the method according to the invention enables the precise fitting of different roof variants in the course of vehicle assembly.
  • Sliding roofs, glass roofs, slatted roofs etc. and fixed roofs can be used as modular roofs. While sliding and glass roofs inherently have a certain stiffness, fixed roofs - especially if they only consist of a single deep-drawn sheet - are relatively unstable; If the modular roof is a fixed roof made of sheet metal, it is therefore advisable to inject the metal sheet with a plastic compound in order to give the modular roof greater inherent rigidity and thereby simplify handling (see claim 5). The same applies to fixed roofs made of plastic with a small wall thickness, which should also be expediently back-injected with a plastic compound (see claim 6).
  • Figure 1 is a schematic perspective view of a body with a modular roof to be installed in the body.
  • Fig. 2 three selected process steps in the assembly of the roof module in a sectional view along the line II-II in Fig. 1 ... Fig. 2a ... before installing the module roof; Fig. 2b ... after placing the module roof; Fig. 2c ... after pressing the module roof;
  • Fig. 3a shows a section along the line III-III in Fig. 2c in an enlarged view; 3b shows the area of FIG. 3a in an alternative
  • FIG. 1 shows a perspective schematic view of a vehicle body 1 with a roof cutout 2, in which a modular roof 3 is to be installed.
  • the roof cutout 2 is delimited in the vehicle transverse direction Y by side bars 4 and in the vehicle longitudinal direction X by a front and a rear cross bar 5.
  • the roof cutout 2 is provided with peripheral flanges 6, 7, in the area of which the module roof 3 is connected to the vehicle body 1.
  • the reference numerals 6 denote the flanges adjacent to the side rails 4, while the reference numerals 7 denote the flanges adjacent to the cross bars 5.
  • the flanges 6 have a crown in the vehicle longitudinal direction X;
  • “crowning” is to be understood as a convex curvature in the vertical (Z) direction.
  • the crowning of the flanges 6 generally corresponds to the crowning of the height contour 8 of the side rails 4, so that the top sides 9 of the flanges 6 are essentially parallel run to the height contour 8 of the side rails 4.
  • the modular roof 3 is shown schematically in the illustration in FIG. 1 as a fixed roof and, in the present exemplary embodiment, consists of a formed part 10 made of steel or aluminum sheet which is injection-molded with a plastic compound 11 to increase the rigidity.
  • the module roof 3 can also be injection-molded with plastic Be plastic or SMC part.
  • a glass roof, a sliding roof, a slatted roof, etc. can also be inserted into the body 1 as the modular roof 3.
  • the module roof 3 On its inner surface 13 facing the body interior 12, the module roof 3 is provided with knob-shaped or rib-shaped spacers 14 on the edge (shown in dashed lines in FIGS. 2a to 2c).
  • FIGS. 2a to 2c show selected snapshots of the installation of the module roof 3 in the vehicle body 1.
  • a circumferential bead of adhesive 17 is first applied to the inner surface 13 of the module roof 3 in edge areas 16.
  • the module roof 3 is then transferred to a robot-guided assembly tool 18 or a handling device, with the aid of which the module roof 3 is inserted into the roof cutout 2 of the vehicle body 1.
  • FIG. 2a shows the module roof 3 held in the assembly tool 18 with the aid of suction cups 19 at a point in time before lowering into the roof cutout 2.
  • the module roof 3 has a crowning in the vehicle longitudinal direction X, the crowning of the module roof 3 according to the invention being less than the crowning of the flange 6.
  • the difference in the crowning of the flange 6 and the module roof 3 is greatly exaggerated in FIG. 2a shown; in reality, the difference between the two crowns is very small, so that a module roof 3 placed on the flanges 6 gapes in its front and / or rear end regions 20, 21 only a few millimeters with respect to the flanges 7 of the cross bars 5.
  • the dimensioning of the crowning of the modular roof 3 depends heavily on the manufacturing inaccuracies of the modular roof 3 and the vehicle body 1 in the area of the roof cutout 2: the curvature of the modular roof 3 must be selected so that in any case the modular roof 3 provided in the roof assembly has a lower curvature than the body 1, in which this modular roof 3 is to be used.
  • the crowning of the roof module 3 must therefore be reproducibly less than the lowest possible crowning of the flanges 6 in the roof cutout 2. This ensures that the module roof 3 when lowered onto the roof cutout 2 as part of the roof assembly on both sides only at a single point 22 on the Flanges 6 rests.
  • FIG. 2b shows the modular roof 3 placed on the body 1, which rests on the flanges 6 of the roof cutout 2 in its central region 22 'and - due to its lower curvature - has a gap in its front and rear end regions 20, 21 with respect to the flanges 7.
  • the front and rear end regions 20, 21 of the module roof 3 are pressed down onto the flanges 7;
  • the assembly tool 18 is provided with hydraulically or pneumatically actuatable pressure cushions 23, which act on the upper side 24 of the module roof 3 in the end regions 20, 21 (see FIG. 2c). While pressing the end regions 20, 21, the lateral edges 16 of the module roof 3 - starting from the contact points 22 already lying on both sides up to the end regions 20, 21 - are pressed progressively onto the opposite flanges 6, 7 of the roof cutout 2.
  • the adhesive bead 17 - starting from the two contact points 22 - is compressed all around in the space between the module roof 3 and the flange 6, 7 of the roof cutout 2, so that a circumferential adhesive web is created between the roof cutout 2 and the module roof 3.
  • the spacers 14 provided on the edge of the module roof 3 ensure that a (the height of the Spacer 14 corresponding) minimum distance 15 between the opposite adhesive areas on the flanges 6,7 and the inner surface 13 of the module roof 3 is given and thus the adhesive is not pressed out of the adhesive area. Due to the uniform spacing 15 in the adhesive area, an optimal amount of adhesive is present all around the flanges 6, 7, which ensures high strength and good tightness of the adhesive connection.
  • the spacers 14 are preferably closer to the module roof edge 16 than the adhesive bead 17.
  • these fixing elements 25 are schematically represented by pivotable hooks
  • hooks 26 formed. These hooks 26 are pivoted into the interior of the module roof 3 during the insertion of the module roof 3 in order to avoid collisions of the hooks 26 with the flanges 6; after pressing down the front and rear end regions 20, 21, the hooks 26 are pivoted outward so that they engage under the flanges 6 of the roof cutout 2 and prevent the tensioned module roof 3 from springing back. This is shown in the detailed view of FIG. 3a, in which the swiveled position of the hooks 26 is indicated by solid lines in the finished installation position and in dashed lines while the module roof is being inserted.
  • FIG. 3b shows an alternative exemplary embodiment of a fixing element 25: in this case the fixing element is formed by a bolt 27 which is guided through a recess 28 in the flange 6, 7 of the roof cutout 2.
  • the tension state of the module roof 3 generated by pressing down the edge areas 20, 21 is fixed by nuts 29, which are screwed onto the bolts 27 projecting through the cutouts and tightened.
  • FIG. 3c shows a further exemplary embodiment of a fixing element 25 as a rotatable hook 30, which penetrates into a correspondingly shaped recess 28 ′ in the flange 6, 7 when the module roof 3 is lowered and, after the end regions 20, 21 have been pressed down, into a such a position is rotated that the top of the hook 32 rests on the underside 33 of the flange 6, 7 and thus prevents the tensioned module roof 3 from springing back.
  • a fixing element 25 as a rotatable hook 30, which penetrates into a correspondingly shaped recess 28 ′ in the flange 6, 7 when the module roof 3 is lowered and, after the end regions 20, 21 have been pressed down, into a such a position is rotated that the top of the hook 32 rests on the underside 33 of the flange 6, 7 and thus prevents the tensioned module roof 3 from springing back.
  • the fixing elements 25 can be formed, for example, by pins which - protruding from the inner surface 13 of the module roof 3 - are guided through recesses 28 in the flanges and, after tensioning the module roof 3, are fixed with the aid of spring washers relative to the underside 33 of the flange.
  • FIG. 3d A further embodiment of the fixing element 25 is shown in FIG. 3d:
  • the fixing element 25 is formed by a spring hook 34 connected to the module roof 3, which hooks automatically with the flange 6, 7 during joining.
  • the end 35 of the spring hook 34 connected to the module roof 3 is embedded in the plastic compound 11 of the module roof 3, but can also be connected to the module roof 3 in any other way.
  • the free end 37 of the spring hook 34 is first pushed back by the action of the flange 6, 7 (arrow 36) and snaps when the module roof 3 is lowered further into that shown in FIG. 3d Locked position (arrow 36 '), in which the module roof is then fixed by the spring action of the spring hook 34 with respect to the flange 6,7.
  • spacers 14 ′ projecting upwards can also be provided on the upper side 9 of the flanges 6, 7; this is indicated by dashed lines in FIG. 1.
  • fixing elements 25 which are attached to the module roof 3 and penetrate or reach under the flanges 6, 7 of the roof cutout 2 in the installed position
  • the fixing elements can also be attached to the vehicle body 1, in particular in the area of the flanges 6, 7 Roof cutout 2, be provided and engage in the assembled position in the module roof.

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Abstract

Zur Sicherstellung einer hochwertigen Anmutung von Fahrzeugkarosserien im Dachbereich ist es wichtig, dass die Bombierung eines in die Fahrzeugkarosserie eingebauten Moduldachs im Einbauzustand hochgenau an die Bombierung der Seitenholme der Karosserie angepasst ist. Um - unabhängig von den Fertigungstoleranzen des Moduldachs und der Karosserie - diese hochgenaue Anpassung gewährleisten zu können, wird das Moduldach erfindungsgemäss mit einer - gemessen am Einbauzustand - zu geringen Bombierung versehen und während der Montage in seinem vorderen und hinteren Endbereich in den gewünschten Bombierungszustand gedrückt. Dieser gewünschte Bombierungszustand wird durch Spannelemente gegenüber der Fahrzeugkarosserie fixiert.

Description

Moduldach für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zu seiner Montage
Die Erfindung betrifft ein Moduldach für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, wie es beispielsweise aus der DE 197 09 016 AI als bekannt hervorgeht. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines solchen Moduldachs .
Aus der DE 197 09 016 AI ist ein Moduldach bekannt, welches unter Zuhilfenahme eines Klebeverfahrens während der Fahrzeugmontage in einen Dachausschnitt der
Fahrzeugkarosserie eingesetzt wird. Hierzu ist das Moduldach randseitig mit einem umlaufenden Flansch versehen, welcher in Zusammenbaulage mit einem Flansch im Dachausschnitt der Fahrzeugkarosserie überlappt und mit diesem über Klebeverbindungen verbunden ist. Weiterhin weist das Dachmodul in Fahrzeuglängsrichtung eine Bombierung, d.h. eine konvexe Krümmung auf; dementsprechend sind auch die dem Dachmodul gegenüberliegenden Seitenholme des Karosserierahmens bzw. die zugehörigen Flansche des Dachausschnitts in Fahrzeuglängsrichtung bombiert, d.h. mit einer konvexen Krümmung versehen.
Um ein qualitativ hochwertiges Fahrzeug herzustellen, muß die Lage und die Formgebung des Dachmoduls in Einbaulage hochgenau auf die Lage und die Formgebung der Seitenholme abgestimmt sein. Dies setzt voraus, daß die Bombierung des Moduldachs in Einbaulage hochgenau mit der Bombierung der Seitenholme bzw. der Flansche des Dachausschnitts übereinstimmt: Ist nämlich die Bombierung des Dachmoduls größer als diejenige der Dachholme des Karosserierahmens, so wölbt sich das Dachmodul im Mittelbereich der Seitenholme unter Bildung eines Spaltes gegenüber den Seitenholmen auf; ist andererseits die Bombierung des Dachmoduls geringer als diejenige des Dachausschnitts, so klafft der vordere und/oder der hintere Endbereich des Dachmoduls gegenüber den Flanschen des Dachausschnitts. In beiden Fällen entsteht eine ästhetisch unbefriedigende Anmutung der Karosserie, da die Krümmungen der beiden benachbarten Karosseriebereiche - Seitenholme des Karosserierahmens und Dachmodul - nicht übereinstimmen. Weiterhin kann es - in Abhängigkeit von der Größe des Spaltes zwischen dem Dachmodul und den Flanschen des Dachausschnitts - zu ündichtheiten der Klebeverbindung im Dachbereich kommen.
Diese hochgenaue Übereinstimmung der Krümmungen, die für die Dichtheit und die qualitativ hochwertige Anmutung der Karosserie von entscheidender Bedeutung ist, ist verfahrenstechnisch nur mit sehr hohem Aufwand zu erreichen. Bei Großserienproduktion unterliegt nämlich sowohl die Bombierung der Seitenholme als auch diejenige des Dachmoduls herstellungsbedingten Schwankungen. Im Regelfall muß daher davon ausgegangen werden, daß sich die Krümmung (Bombierung) der Seitenholme des Karosserierahmens von derjenigen des in diese Karosserie einzubauenden Dachmoduls unterscheidet und eine Anpassung der Krümmungen nur durch aufwendige Nacharbeit zu erreichen ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Moduldach so weiterzuentwickeln, daß dieses toleranzbehaftete Moduldach während des Einbaus in den Dachausschnitt der Fahrzeugkarosserie hochgenau an eine durch die Bombierung der Seitenholme vorgegebene Krümmung in Fahrzeuglängsrichtung angepaßt werden kann, welche ihrerseits ebenfalls toleranzbehaftet ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein großserienfähiges Verfahren zur Montage des Moduldachs bereitzustellen, das eine hochgenaue Übereinstimmung der Bombierungen der Seitenholme und des Moduldachs gewährleistet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst.
Danach ist die Bombierung des zu verbauenden Moduldachs in Fahrzeuglängsrichtung geringer ist als die Bombierung des Flansches des Dachausschnitts in Fahrzeuglängsrichtung. Das Moduldach hat somit vor Einbau in den Dachausschnitt der Fahrzeugkarosserie eine geringere Krümmung als die gewünschte Krümmung, die es nach Einbau in den Dachausschnitt haben sollte. Weiterhin sind Fixierelemente vorgesehen, mit Hilfe derer die hinteren und vorderen Randbereiche des Moduldachs gegenüber dem Dachausschnitt gespannt werden können, wodurch die Krümmung des Moduldachs hochgenau an diejenige der Flansche der Seitenholme angepaßt wird.
Zur Montage des Moduldachs wird das Moduldach erfindungsgemäß zunächst mit einer Klebstoffraupe versehen und anschließend auf die Flansche des Dachausschnitts einer Fahrzeugkarosserie aufgelegt. Aufgrund der - verglichen mit der Bombierung der Flansche in Fahrzeuglängsrichtung - geringeren Bombierung des Moduldachs klaffen die hinteren und/oder vorderen Endbereiche des Moduldachs dabei gegenüber den Flanschen der Fahrzeugkarosserie. Nun werden Kräfte auf diese hinteren und vorderen Endbereiche des Dachmoduls ausgeübt, wodurch diese Bereiche auf die gegenüberliegenden Flansche des Dachausschnitts gedrückt werden. In diesem gespannten Zustand wird das Moduldach dann mit Hilfe der Fixierelemente gegenüber der Fahrzeugkarosserie fixiert (siehe Anspruch 7) .
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Moduldachs und das erfindungsgemäße Montageverfahren wird sichergestellt, daß das Moduldach - unabhängig von Fertigungsungenauigkeiten - passungsgenau in bezug auf seine Krümmung in den Dachausschnitt der Karosserie eingebaut werden kann. Durch das Auflegen des Moduldachs und das anschließende Hinabdrücken der endseitigen Bereiche wird ein reproduzierbarer Montagevorgang geschaffen, der auch bei Schwankungen in der Krümmung des Moduldaches und/oder der Seitenholme eine genau abgestimmte Konturführung der beiden Krümmungsverläufe im Einbauzustand sicherstellt. Somit kann auch bei größeren Fertigungstoleranzen eine hohe Prozeßsicherheit in der Montage sichergestellt werden.
Die Fixierelemente, die der Fixierung der vorderen und hinteren Endbereiche des Moduldachs gegenüber dem Dachausschnitt dienen, sind zweckmäßigerweise als Haken auf dem Moduldach ausgebildet, welche in Einbaulage des Moduldachs den Flansch des Dachausschnitts untergreifen (siehe Anspruch 2) . Vorteilhafterweise sind diese Haken schwenkbar am Dachmodul befestigt, so daß sie während des Dacheinbaus in den Innenbereich des Dachmoduls hineingeschwenkt werden können und somit Kollisionen mit den Flanschen vermieden werden; ist das Moduldach eingebaut und in der gewünschten Lage eingespannt, so werden die Haken nach außen ausgeschwenkt, so daß sie die Flansche des Dachausschnitts untergreifen und somit sicherstellen, daß das Moduldach in dem gespannten Zustand im Dachausschnitt fixiert wird. Alternativ können als Fixierelemente Haken, Schrauben oder Stifte verwendet werden, welche in Einbaulage des Moduldachs Öffnungen im Dachausschnitt durchragen (siehe Anspruch 3) .
Um während des Niederdrückens der vorderen und hinteren Bereiche des Moduldachs ein Auspressen des Klebstoffs zu verhindern, sind im Bereich der Dachränder in der Umgebung der Klebebereiche Abstandshalter vorgesehen, welche in Richtung der Flansche des Dachausschnitts abragen (siehe Anspruch 4) . Die Stirnflächen dieser Abstandshalter liegen in Zusammenbaulage auf den Flanschen des Dachausschnitts auf und stellen sicher, daß zwischen dem Moduldachrand und den Oberseiten der Flansche ein Mindestabstand für Klebstoff vorhanden ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das formgenaue Einsetzen unterschiedlicher Dachvarianten im Zuge der Fahrzeugmontage. Als Moduldächer können insbesondere Schiebedächer, Glasdächer, Lamellendächer etc. sowie Festdächer verwendet werden. Während Schiebe- und Glasdächer von sich aus eine gewisse Steifigkeit besitzen, sind Festdächer - insbesondere, wenn sie nur aus einem einzigen Tiefziehblech bestehen - verhältnismäßig labil; ist das Moduldach ein Festdach aus Metallblech, so empfiehlt sich daher, das Metallblech mit einer Kunststoffmasse zu hinterspritzen, um dem Moduldach eine höhere Eigensteifigkeit zu geben und dadurch das Handling zu vereinfachen (siehe Anspruch 5) . Ähnliches gilt für Festdächer aus Kunststoff geringer Wandstärke, welche zweckmäßigerweise ebenso mit einer Kunststoffmasse hinterspritzt werden sollten (siehe Anspruch 6) .
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer Karosserie mit einem in die Karosserie einzubauenden Moduldach;
Fig. 2 drei ausgewählte Verfahrensschritte bei der Montage des Dachmoduls in einer Schnittansicht entsprechend der Linie II-II in Fig. 1 ... Fig. 2a ... vor Einbau des Moduldachs; Fig. 2b ... nach Auflegen des Moduldachs; Fig. 2c ... nach Festdrücken des Moduldachs;
Fig. 3a einen Schnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 2c in einer vergrößerten Ansicht; Fig. 3b den Bereich der Figur 3a in einer alternativen
Ausführungsform; Fig. 3c den Bereich der Figur 3a in einer weiteren
Ausführungsform. Fig. 3d den Bereich der Figur 3a in einer weiteren
Ausführungsform.
Figur 1 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht einer Fahrzeugkarosserie 1 mit einem Dachausschnitt 2, in welchen ein Moduldach 3 eingebaut werden soll. Der Dachausschnitt 2 wird in Fahrzeugquerrichtung Y durch Seitenholme 4 und in Fahrzeuglängsrichtung X durch einen vorderen und einen hinteren Querholm 5 begrenzt. Der Dachausschnitt 2 ist mit randseitig umlaufenden Flanschen 6,7 versehen, im Bereich derer das Moduldach 3 mit der Fahrzeugkarosserie 1 verbunden wird. Hierbei bezeichnen die Bezugszeichen 6 die den Seitenholmen 4 benachbarten Flansche, während die Bezugszeichen 7 die den Querholmen 5 benachbarten Flansche bezeichnen.
Wie insbesondere aus den Schnittansichten der Figuren 2a bis 2c deutlich erkennbar ist, weisen die Flansche 6 eine Bombierung in Fahrzeuglängsrichtung X auf; unter „Bombierung" ist im vorliegenden Fall eine konvexe Krümmung in Vertikal- (Z-) Richtung zu verstehen. Die Bombierung der Flansche 6 entspricht im Regelfall der Bombierung der Höhenkontur 8 der Seitenholme 4, so daß die Oberseiten 9 der Flansche 6 im wesentlichen parallel zu der Höhenkontur 8 der Seitenholme 4 verlaufen.
Das Moduldach 3 ist in der Darstellung der Figur 1 schematisch als Festdach dargestellt und besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Umformteil 10 aus Stahl- oder Aluminiumblech, das zur Steifigkeitserhöhung mit einer Kunststoffmasse 11 hinterspritzt ist. Alternativ kann das Moduldach 3 auch ein mit Kunststoff hinterspritztes Kunststoff- oder SMC-Teil sein. Weiterhin kann als Moduldach 3 auch ein Glasdach, ein Schiebedach, ein Lamellendach etc. in die Karosserie 1 eingesetzt werden. Auf seiner dem Karosserieinnenraum 12 zugewandten Innenfläche 13 ist das Moduldach 3 randseitig mit noppen- oder rippenförmigen Abstandshaltern 14 versehen (in Figuren 2a bis 2c gestrichelt dargestellt) . Diese Abstandshalter 14 liegen nach dem Einbau des Moduldachs 3 in die Karosserie 1 auf den Flanschen 6,7 auf und stellen sicher, daß zwischen der Innenfläche 13 des Moduldachs 3 und den Flanschen 6,7 überall ein bestimmter Mindestabstand 15 gewährleistet ist (siehe Figur 3a) .
Die Schnittansichten der Figuren 2a bis 2c zeigen ausgewählte Momentaufnahmen des Einbaus des Moduldachs 3 in die Fahrzeugkarosserie 1. In einem vorgelagerten, in Figur 2 nicht dargestellten Prozeßschritt wird zunächst in Randbereichen 16 auf der Innenfläche 13 des Moduldachs 3 eine umlaufenden Klebstoffraupe 17 aufgetragen. Dann wird das Moduldach 3 an ein robotergeführtes Montagewerkzeug 18 oder ein Handlingsgerät übergeben, mit dessen Hilfe das Moduldach 3 in den Dachausschnitt 2 der Fahrzeugkarosserie 1 eingesetzt wird. Figur 2a zeigt das mit Hilfe von Saugnäpfen 19 im Montagewerkzeug 18 gehaltene Moduldach 3 zu einem Zeitpunkt vor dem Absenken in den Dachausschnitt 2.
Wie aus Figur 2a ersichtlich, weist das Moduldach 3 eine Bombierung in Fahrzeuglängsrichtung X auf, wobei die Bombierung des Moduldachs 3 erfindungsgemäß geringer ist als die Bombierung der Flansches 6. Der Unterschied der Bombierungen des Flansches 6 und des Moduldachs 3 ist in Figur 2a stark überhöht dargestellt; in der Realität ist die Differenz der beiden Bombierungen sehr gering, so daß ein auf die Flansche 6 aufgelegtes Moduldach 3 in seinen vorderen und/oder hinteren Endbereichen 20,21 lediglich einige Millimeter gegenüber den Flanschen 7 der Querholme 5 klafft. Die Dimensionierung der Bombierung des Moduldachs 3 hängt stark von den Fertigungsungenauigkeiten des Moduldachs 3 und der Fahrzeugkarosserie 1 im Bereich des Dachausschnitts 2 ab: Die Bombierung des Moduldachs 3 muß so gewählt werden, daß in jedem Falle das gerade in der Dachmontage bereitgestellte Moduldach 3 eine geringere Bombierung aufweist als die Karosserie 1, in die dieses Moduldach 3 eingesetzt werden soll. Die Bombierung des Dachmoduls 3 muß somit reproduzierbar geringer sein als die geringste anzunehmende Bombierung der Flansche 6 im Dachausschnitt 2. Dadurch wird sichergestellt, daß das Moduldach 3 beim Absenken auf den Dachausschnitt 2 im Rahmen der Dachmontage beidseitig nur an jeweils einer einzigen Stelle 22 auf den Flanschen 6 aufliegt. Figur 2b zeigt das auf die Karosserie 1 aufgelegtes Moduldach 3, das in seinem Mittelbereich 22' auf den Flanschen 6 des Dachausschnitts 2 aufliegt und - aufgrund seiner geringeren Bombierung - in seinen vorderen und hinteren Endbereichen 20,21 eine Klaffung gegenüber den Flanschen 7 aufweist.
In einem nächsten Prozeßschritt werden nun die vorderen und hinteren Endbereiche 20,21 des Moduldachs 3 auf die Flansche 7 hinuntergedrückt; hierzu ist das Montagewerkzeug 18 mit hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Druckkissen 23 versehen, welche auf die Oberseite 24 des Moduldachs 3 in den Endbereichen 20,21 einwirken (siehe Figur 2c). Während des Drückens auf die Endbereiche 20,21 werden die seitlichen Ränder 16 des Moduldachs 3 - ausgehend von den beidseitig bereits aufliegenden Berührungsstellen 22 bis hin zu den Endbereichen 20,21 - fortschreitend auf die gegenüberliegenden Flansche 6,7 des Dachausschnitts 2 gedrückt. Dabei wird die Klebstoffraupe 17 - ausgehend von den beiden Berührungsstellen 22 - umlaufend in dem Freiraum zwischen Moduldach 3 und Flansch 6,7 des Dachausschnitts 2 zusammengedrückt, so daß ein umlaufender Klebstoffsteg zwischen Dachausschnitt 2 und Moduldach 3 entsteht. Die randseitig auf dem Moduldach 3 vorgesehenen Abstandshalter 14 stellen dabei sicher, daß ein (der Höhe des Abstandshalters 14 entsprechender) Mindestabstand 15 zwischen den gegenüberliegenden Klebebereichen auf den Flanschen 6,7 und der Innenfläche 13 des Moduldachs 3 gegeben ist und somit der Klebstoff nicht aus dem Klebebereich herausgepreßt wird. Durch den gleichmäßigen Abstand 15 im Klebebereich ist entlang der Flansche 6,7 umlaufend überall eine optimale Klebstoffmenge vorhanden, wodurch eine hohe Festigkeit und gute Dichtheit der Klebeverbindung sichergestellt wird. Vorzugsweise befinden sich die Abstandshalter 14 näher am Moduldachrand 16 als die Klebstoffraupe 17.
In dem mit Hilfe der Druckkissen 23 erzeugten Spannungszustand wird das Moduldach 3 nun gegenüber der Fahrzeugkarosserie 1 fixiert. Hierzu werden Fixierelemente
25 verwendet, welche auf der Innenfläche 13 des Moduldachs 3 in den vorderen und hinteren Endbereichen 20,21 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 2a bis 2c sind diese Fixierelemente 25 schematisch durch schwenkbare Haken
26 gebildet. Diese Haken 26 werden während des Einsetzens des Moduldachs 3 in den Innenbereich des Moduldachs 3 geschwenkt, um Kollisionen der Haken 26 mit den Flanschen 6 zu vermeiden; nach dem Hinunterdrücken der vorderen und hinteren Endbereiche 20,21 werden die Haken 26 nach außen geschwenkt, so daß sie die Flansche 6 des Dachausschnitts 2 untergreifen und ein Zurückfedern des gespannten Moduldachs 3 verhindern. Dies ist in der Detailansicht der Figur 3a dargestellt, in welcher die Schwenkstellung der Haken 26 in fertiger Einbaulage mit durchgezogener Linien und während des Moduldacheinsetzens gestrichelt angedeutet ist.
Alternativ bzw. zusätzlich zur oben beschriebenen Anordnung der Fixierelemente 25 entlang der Moduldachseiten können die Fixierelemente 25 auch im Bereich des hinteren oder vorderen Randes 20,21 des Moduldachs 3 angeordnet sein und den Flansch 7 untergreifen. Figur 3b zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Fixierelements 25: In diesem Fall ist das Fixierelement durch einen Bolzen 27 gebildet, welcher durch eine Aussparung 28 in dem Flansch 6,7 des Dachausschnitts 2 hindurchgeführt wird. Der durch das Hinunterdrücken der Randbereiche 20,21 erzeugte Spannungszustand des Moduldachs 3 wird durch Muttern 29 fixiert, welche auf die durch die Aussparungen hindurchragenden Bolzen 27 aufgeschraubt und festgezogen werden. Figur 3c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fixierelements 25 als ein drehbarer Haken 30, welcher beim Absenken des Moduldachs 3 in eine entsprechend geformte Aussparung 28' in dem Flansch 6,7 eindringt und nach dem Hinunterdrücken der Endbereiche 20,21 entsprechend dem Pfeil 31 in eine solche Position gedreht wird, daß die Hakenoberseite 32 auf der Unterseite 33 des Flanschs 6,7 anliegt und somit ein Zurückfedern des gespannten Moduldachs 3 verhindert wird. Weiterhin können die Fixierelemente 25 z.B. durch Stifte gebildet sein, welche - von der Innenfläche 13 des Moduldachs 3 abragend - durch Aussparungen 28 in den Flanschen hindurchgeführt werden und nach dem Spannen des Moduldachs 3 mit Hilfe von Federscheiben gegenüber den Flanschunterseiten 33 fixiert werden.
Eine weitere Ausgestaltungsform des Fixierelements 25 ist in Figur 3d dargestellt: In diesem Fall ist das Fixierelement 25 durch einen mit dem Moduldach 3 verbundenen Federhaken 34 gebildet, welcher beim Fügen selbständig mit dem Flansch 6,7 verrastet. Im Beispiel der Figur 3d ist das mit dem Moduldach 3 verbundene Ende 35 des Federhakens 34 in die Kunststoffmasse 11 des Moduldachs 3 eingebettet, kann jedoch auch auf beliebige andere Art mit dem Moduldach 3 verbunden sein. Beim Einsetzen des Moduldachs 3 in den Dachausschnitt 2 der Karosserie 1 wird das freie Ende 37 des Federhakens 34 zunächst durch das Einwirken des Flansches 6,7 zurückgedrängt (Pfeil 36) und schnappt beim weiteren Absenken des Moduldachs 3 in die in Figur 3d gezeigte Verrastlage (Pfeil 36'), in der das Moduldach dann durch die Federwirkung des Federhakens 34 gegenüber dem Flansch 6,7 fixiert ist.
Alternativ bzw. zusätzlich zu den in Figur 2a bis 2c gezeigten Abstandshaltern 14 auf der den Flanschen 6,7 zugewandten Innenfläche 13 des Moduldachs 3 können auch auf der Oberseite 9 der Flansche 6,7 nach oben abragende Abstandshalter 14' vorgesehen werden; dies ist in Figur 1 gestrichelt angedeutet. Diese Abstandshalter 14' können z.B. während des Tiefziehens in die Flansche 6,7 eingebracht werden oder in einem separaten Prägevorgang erzeugt werden.
Bezog sich die obige Beschreibung auf Fixierelemente 25, welche am Moduldach 3 befestigt sind und in Einbaulage die Flansche 6,7 des Dachausschnitts 2 durchdringen bzw. untergreifen, so können die Fixierelemente auch an der Fahrzeugkarosserie 1, insbesondere im Bereich der Flansche 6,7 des Dachausschnitts 2, vorgesehen sein und in Zusammenbaulage in das Moduldach eingreifen.
oOo,

Claims

Patentansprüche
1. Moduldach für ein Kraftfahrzeug,
- zum Einbau in einen hierfür vorgesehenen Dachausschnitt in der Kraftfahrzeug-Karosserie unter Verwendung eines Klebeverfahrens im Zuge der Fahrzeugmontage,
- wobei das Moduldach einen randseitigen Klebebereich aufweist, im Bereich dessen das Moduldach in Einbaulage mit einem Flansch im Dachausschnitt der Kraftfahrzeug- Karosserie überlappt,
- und wobei sowohl der Flansch des Dachausschnitts im Bereich der Seitenholme als auch das Moduldach eine Bombierung in Fahrzeuglängsrichtung aufweist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- daß die Bombierung des Moduldachs (3) in Fahrzeuglängsrichtung (X) geringer ist als die Bombierung des Flansches (6) des Dachausschnitts (2) im Bereich der Seitenholme (4) ,
- und daß Fixierelemente (25) zum Spannen der vorderen und hinteren Endbereiche (20,21) des Moduldachs (3) gegenüber dem Dachausschnitt (2) vorgesehen sind.
2. Moduldach nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Fixierelemente (25) als Haken (26) ausgebildet sind, welche in Einbaulage des Moduldachs (3) den Flansch (6,7) des Dachausschnitts (2) untergreifen.
3. Moduldach nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Fixierelemente (25) als Haken (30) oder Bolzen (27) oder Stifte ausgebildet sind, welche in Einbaulage des Moduldachs (3) Aussparungen (28, 28') des Dachausschnitts (2) durchragen.
4. Moduldach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Moduldach (3) in den Randbereichen (16) mit Abstandshaltern (14) versehen ist, welche von der Innenfläche (13) des Moduldachs (3) in Richtung der Flansche (6,7) des Dachausschnitts (2) abragen.
5. Moduldach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Moduldach (3) ein mit einer Kunststoffmasse (11) hinterspritztes Blechumformteil (10) ist.
6. Moduldach nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Moduldach (3) ein mit einer Kunststoffmasse (11) hinterspritztes Kunststoffteil ist.
7. Verfahren zur Montage eines Moduldachs (3) in eine Kraftfahrzeug-Karosserie (1) mit Hilfe eines Klebeverfahrens,
- wobei das Moduldach (3) einen randseitigen Klebebereich
(16) aufweist, im Bereich dessen das Moduldach (3) in Einbaulage mit einem Flansch (6,7) im Dachausschnitt
(2) der Kraftfahrzeug-Karosserie (1) überlappt,
- wobei die Flansche (6) des Dachausschnitts (2) im Bereich der Seitenholme (4) eine Bombierung in Fahrzeuglängsrichtung (X) aufweisen und das Moduldach
(3) seinerseits eine Bombierung in Fahrzeuglängsrichtung (X) aufweist, welche geringer ist als die Bombierung der Flansche (6) im Bereich der Seitenholme (4),
- und wobei das Moduldach (3) mit Fixierelementen (25) zum Spannen des vorderen und des hinteren Endbereiches (20,21) des Moduldachs (3) gegenüber dem Dachausschnitt
(2) versehen ist, m i t d e n f o l g e n d e n V e r f a h r e n s s c h r i t t e n:
- das mit einer Klebstoffraupe (17) versehene Moduldach
(3) wird in Einbaulage auf den Flansch (6) des Dachausschnitts (2) aufgelegt,
- das Moduldach (3) wird gespannt, indem es im vorderen und hinteren Endbereich (20,21) auf die Flansche (7) des Dachausschnitts (2) hinabgedrückt wird,
- das Moduldach (3) wird mit Hilfe der Fixierelemente
(25) in dieser gespannten Lage gegenüber der Fahrzeugkarosserie (1) fixiert.
. oOo .
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