DE10152478A1

DE10152478A1 - Roof frame structure for motor vehicles ha hollow profile longitudinal and transverse roof struts forming closed ring profile, and supporting roof element

Info

Publication number: DE10152478A1
Application number: DE2001152478
Authority: DE
Inventors: Hilmar Schulze
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2021-10-25
Also published as: DE10152478B4

Abstract

The structure has longitudinal roof struts (4) and transverse roof struts, which are hollow profiles with an open recess (8) in the top, and together form a closed ring profile. A roof element (9) has downward angled edge rails (10) engaging into the open recesses in the struts, to form a further closed allround ring profile. The element is fastened in place via the edge rails, and also supports itself on internal sections (13) of the struts. An additional transverse strut is located between front and rear transverse struts, to divide the roof area into sections.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dachrahmenstruktur an Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a roof frame structure on motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 38 10 268 C2 ist es bekannt, Dachlängs- und -querträger als Hohlprofile auszubilden. Auf dem gebildeten Dachrahmen wird anschließend das Dachelement verschraubt. From DE 38 10 268 C2 it is known to use longitudinal roof and cross members as hollow profiles train. The roof element is then on the formed roof frame screwed.

Des Weiteren ist aus der DE 197 09 016 A1 ein Dachrahmen der eingangs genannten Art bekannt, wobei das Dachelement im Wesentlichen auf dem Dachrahmen aufgeklebt ist. Furthermore, DE 197 09 016 A1 describes a roof frame of the type mentioned Art known, wherein the roof element is glued to the roof frame substantially is.

Ebenso ist es aus der DE 199 39 978 A1 bekannt, einen nach innen weisenden Dachelementeträger fest an einem als Hohlprofil gefertigten Dachrahmen zu befestigen. Nachfolgend wird das Dachelement auf dem Dachelementeträger abgelegt und mit diesem fest verbunden. It is also known from DE 199 39 978 A1, an inward-facing one To fix the roof element carrier firmly to a roof frame made as a hollow profile. The roof element is then placed on the roof element carrier and with this firmly connected.

All den vorstehenden Dachrahmenstrukturen ist gemein, dass sie eine zu geringe Steifigkeit, insbesondere bei Verwendung von Leichtbauteilen aus Leichtmetallen, Kunststoffen und/oder Verbundwerkstoffen aufweisen. All of the above roof frame structures have in common that they are too small Rigidity, especially when using lightweight components made of light metals, Have plastics and / or composite materials.

Hier setzt nachfolgend beschriebene Erfindung an. This is where the invention described below applies.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dachrahmenstruktur zu schaffen, die zum einen der Forderung nach einer erhöhten statischen und dynamischen Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie, zum anderen aber auch nach maximalem Insassenschutz im Crashfall gerecht wird. The object of the invention is to provide a roof frame structure, on the one hand Demand for increased static and dynamic rigidity of the Vehicle body, but also after maximum occupant protection in the Crashfall does justice.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass sowohl die Dachlängsträger der Dachrahmenstruktur als auch die Dachquerträger, einen geschlossenen und umlaufenden Profilring ausbildend, als Hohlprofile mit einem nach oben offenen Kontureneinschnitt ausgeführt sind, wobei das Dachelement mit nach unten abgewinkelten Randstegen in den Kontureneinschnitt der Dachlängs- und Dachquerträger eindringt und mit denselben, einen weiteren geschlossenen und umlaufenden Profilring ausbildend, zum einen im Bereich der Kontureneinschnitte der Dachlängs- und Dachquerträger mittels der Randstege und zum anderen auf innen angeordneten Konturenabschnitten der Dachlängs- und Dachquerträger sich abstützend, befestigt ist. According to the invention the task in connection with the features in the preamble of Claim 1 solved in that both the roof rails of the roof frame structure as well as the roof cross members, a closed and all-round profile ring training, executed as hollow profiles with an open contour cut are, the roof element with angled downward webs in the Contour cut of the roof longitudinal and roof cross members penetrates and with the same, forming another closed and circumferential profile ring, on the one hand in Area of the contour cuts of the roof longitudinal and roof cross members by means of Edge webs and on the other on internally arranged contour sections of the Supporting longitudinal roof and roof crossmember is attached.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem vorderen und hinteren Dachquerträger, die Dachlängsträger miteinander verbindend und die Dachfläche in Felder aufteilend, wenigstens ein weiterer Dachquerträger angeordnet, auf dem das Dachelement, sich ebenfalls abstützend, befestigt ist. In one embodiment of the invention is between the front and rear Roof crossmembers, connecting the roof rails and the roof area in Dividing fields, at least one further roof cross member arranged on which the Roof element, also supported, is attached.

Als erfindungsgemäß wird weiter angesehen, dass der die Dachfläche in Felder aufteilende Dachquerträger als geschlossenes Hohlprofil mit einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten Profilquerschnitten ausgebildet ist. It is further considered to be according to the invention that the roof surface is divided into fields dividing roof crossmember as a closed hollow profile with one or more Profile cross sections arranged parallel to each other is formed.

Ferner wird als erfindungsgemäß angesehen, dass das Dachelement im Bereich der Kontureneinschnitte der Dachlängsträger und des vorderen und hinteren Dachquerträgers durch eine Schweißung und/oder eine Verklebung mit denselben verbunden ist und auf den innen angeordneten Konturenabschnitten der Dachlängs- und Dachquerträger sowie auf dem die Dachfläche in Felder aufteilenden Dachquerträger durch Verklebung befestigt ist. Furthermore, it is considered according to the invention that the roof element in the area of Contour cuts in the roof rails and the front and rear Roof cross member by welding and / or gluing to the same is connected and on the internally arranged contour sections of the roof longitudinal and Roof crossmember and on the roof crossmember dividing the roof area into fields is fixed by gluing.

Eine weitere Maßnahme sieht vor, dass die Verklebungen umlaufend und geschlossen sind. Der Klebstoff der Verklebungen kann ein dauerelastischer oder ein expandierender Kunststoffschaum sein. Another measure provides that the bonds are all-round and closed are. The adhesive of the bonds can be permanently elastic or expanding Be plastic foam.

Als wesentlicher Vorteil der Erfindung wird gesehen, dass der gesamte Dachrahmenbereich aufgrund seiner geschlossenen Profilierung und Kammerbildung äußerst biege- und verdrehsteif ausgebildet ist und somit zur Steifigkeits- und Festigkeitserhöhung der Gesamtkarosserie maßgeblich beiträgt. A major advantage of the invention is seen that the entire Roof frame area due to its closed profile and chamber formation is extremely rigid and torsionally rigid and thus for rigidity and Increasing the strength of the overall body contributes significantly.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungbeispieles näher erläutert. The invention is illustrated below with reference to one in the drawings illustrated embodiment explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 die Draufsicht auf die Dachrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugs, Fig. 1 is a plan view of the roof frame structure of a motor vehicle,

Fig. 2 den Schnitt I-I nach Fig. 1, Fig. 2 shows the section II according to Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Dachrahmenstruktur. Fig. 3 is a perspective view of the roof frame structure.

Fig. 1 zeigt im Wesentlichen die Seitenteile 1; 2 einer Kraftfahrzeugkarosserie, auf denen die Dachrahmenstruktur 3 abgelegt und befestigt ist. Fig. 1 shows essentially the side parts 1 ; 2 of a motor vehicle body on which the roof frame structure 3 is deposited and fastened.

Die Dachrahmenstruktur 3 beinhaltet die an sich bekannten und gegenüberliegend angeordneten Dachlängsträger 4 und 5 sowie einen vorderen und einen hinteren, die Dachlängsträger 4; 5 miteinander verbindenden Dachquerträger 6 und 7. The roof frame structure 3 contains the roof rails 4 and 5 known per se and arranged opposite one another, as well as a front and a rear roof rails 4 ; 5 interconnecting roof cross members 6 and 7 .

Gemäß Fig. 2 sind die Dachlängsträger 4; 5, vorliegend am Dachlängsträger 4 näher gezeigt, als geschlossene Hohlprofile ausgeführt, die ihrerseits jeweils mit einem nach oben offenen Kontureneinschnitt 8 versehen sind. Über eine vergleichbare Ausführung verfügen die Dachquerträger 6 und 7 (nicht näher dargestellt). Referring to FIG. 2, the roof rail 4; 5 , in the present case shown in more detail on the longitudinal roof beam 4 , is designed as a closed hollow profile, which in turn is each provided with an upwardly open contour cut 8 . The roof cross members 6 and 7 (not shown in more detail) have a comparable design.

Die Dachlängsträger 4; 5 bilden demgemäß gemeinsam mit den Dachquerträgern 6; 7 einen sogenannten geschlossenen und umlaufenden Profilring. The roof rails 4 ; 5 accordingly form together with the roof cross members 6 ; 7 a so-called closed and circumferential profile ring.

Ein Dachelement 9, welches aus Stahl- oder Leichtmetallblech oder auch aus Kunststoff bestehen kann, verfügt über nach unten abgewinkelte Randstege 10, die in die Kontureneinschnitte 8 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 eindringen und sich vorliegend mittels einer zusätzlichen nach innen weisenden Abwinkelung 11 auf dem Boden 12 der Kontureneinschnitte 8 abstützen. A roof element 9 , which can consist of steel or light metal sheet or also of plastic, has edge webs 10 which are angled downwards and which cut into the contour incisions 8 of the roof longitudinal and roof cross members 4 ; 5 and 6 ; 7 penetrate and in the present case are supported on the bottom 12 of the contour incisions 8 by means of an additional inward-pointing bend 11 .

Des Weiteren stützt sich das Dachelement 9 auf innen angeordneten Konturenabschnitten 13 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 ab. Furthermore, the roof element 9 is supported on contour sections 13 of the roof longitudinal and roof cross members 4 ; 5 and 6 ; 7 from.

Das Dachelement 9 ist erfindungsgemäß zum einen im Bereich der besagten Kontureneinschnitte 13 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 vermittels der Randstege 10 und zum anderen auf den innen angeordneten Konturenabschnitten 13 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 mit denselben verbunden. According to the invention, the roof element 9 is on the one hand in the area of the said contour incisions 13 of the roof longitudinal and roof cross members 4 ; 5 and 6 ; 7 by means of the edge webs 10 and on the other hand on the contour sections 13 of the roof longitudinal and roof cross members 4 ; 5 and 6 ; 7 connected to the same.

Die Verbindung zwischen dem Dachelement 9, respektive den Randstegen 10, und den Kontureneinschnitten 8 wird vorzugsweise durch eine Schweißung 14 und/oder Verklebung (nicht näher dargestellt) realisiert, wogegen die Verbindung des Dachelementes 9 mit den nach innen angeordneten Konturenabschnitten 13 der Dachlängs- und Dachquerträger 4; 5 und 6; 7 ausschließlich durch eine Verklebung 15 erfolgt. The connection between the roof element 9 , respectively the edge webs 10 , and the contour incisions 8 is preferably realized by a weld 14 and / or gluing (not shown in detail), whereas the connection of the roof element 9 with the contour sections 13 of the roof longitudinal and Roof cross member 4 ; 5 and 6 ; 7 is done exclusively by an adhesive 15 .

Als Schweißverbindung bietet sich beispielsweise eine durch Laserschweißung erzeugte geschlossene Schweißnaht an. Selbstverständlich wird durch die Erfindung auch eine Schweißverbindung nach dem Punktschweißverfahren mit erfaßt. A welded connection, for example, is one created by laser welding closed weld. Of course, the invention also Welded connection also recorded using the spot welding process.

Für eine zusätzliche oder alleinige Klebeverbindung werden bevorzugt an sich bekannte dauerelastische Klebstoffe als geeignet angesehen, da diese keine Abzeichnungen auf der Außenhaut des Dachelementes 9 erzeugen. Als geeignet wird jedoch auch expandierender Kunststoffschaum angesehen, sofern dieser vergleichbare Materialeigenschaften wie besagter dauerelastischer Klebstoff aufweist. For an additional or sole adhesive connection, permanently elastic adhesives known per se are preferably considered suitable since they do not produce any marks on the outer skin of the roof element 9 . However, expanding plastic foam is also considered suitable, provided that it has comparable material properties to said permanently elastic adhesive.

Durch vorstehende Maßnahmen wird im Ergebnis ein sich umlaufend erstreckendes 2- Kammerprofil mit erheblich mehr Querschnitt als bei herkömmlichen Dachrahmen ausgebildet, woraus eine erhöhte Biege- und Verdrehsteifigkeit der vorgeschlagenen Dachrahmenstruktur 3 resultiert. As a result of the above measures, a circumferentially extending 2-chamber profile with considerably more cross-section is formed than in conventional roof frames, which results in increased bending and torsional rigidity of the proposed roof frame structure 3 .

Um die Biege- und Verdrehsteifigkeit derselben noch weiter zu erhöhen, kann es gem. den Fig. 1 und 3 angezeigt sein, zwischen dem vorderen und hinteren Dachquerträger 6; 7 wenigstens einen weiteren die Längsträger 4; 5 miteinander verbindenden und demzufolge die Dachfläche in Felder 16; 17 aufteilenden Dachquerträger 18 anzuordnen, wobei sich das Dachelement 9 auch auf diesem Dachquerträger 18 abstützt und mittels einer Verklebung 19 mit demselben verbunden ist. Auch hier bietet sich besonders ein dauerelastischer Klebstoff an. In order to further increase the bending and torsional rigidity of the same, according to Figures 1 and 3 may be displayed between the front and rear roof cross members 6 ; 7 at least one further the longitudinal beam 4 ; 5 interconnecting and consequently the roof area in fields 16 ; 17 dividing roof crossmember 18 , wherein the roof element 9 is also supported on this roof crossmember 18 and is connected to the same by means of an adhesive 19 . Here, too, a permanently elastic adhesive is particularly suitable.

Dieser zusätzliche Dachquerträger 18 ist in der bevorzugten Ausführungsform als geschlossenes Hohlprofil mit einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten Profilquerschnitten ausgebildet (Fig. 3). In the preferred embodiment, this additional roof cross member 18 is designed as a closed hollow profile with one or more profile cross sections arranged parallel to one another ( FIG. 3).

Im Rahmen umfangreicher Versuche wurde ferner gefunden, dass bezüglich der Erzielung höchster Biege- und Verdrehsteifigkeit der Dachrahmenstruktur 3 vermittels geschlossener und umlaufender Verklebungen 15; 19 die besten Ergebnisse zu verzeichnen sind. In the context of extensive tests, it was also found that the roof frame structure 3 was achieved by means of closed and circumferential bonds 15 ; 19 the best results are achieved.

Claims

1. Roof frame structure on motor vehicles with oppositely arranged roof rails and a front and rear roof cross member and a roof element fastened thereon, characterized in that both the roof rail ( 4 , 5 ) and the roof cross member ( 6 , 7 ), forming a closed and circumferential profile ring , are designed as hollow profiles with an upwardly open contour cut ( 8 ), the roof element ( 9 ) penetrating into the contour cut ( 8 ) of the longitudinal roof and cross members ( 4 , 5 ; 6 , 7 ) with edge webs ( 10 ) angled downwards and with the same, forming a further closed and circumferential profile ring, on the one hand in the area of the contour incisions ( 8 ) of the roof longitudinal and roof cross members ( 4 , 5 ; 6 , 7 ) by means of the edge webs ( 10 ) and on the other hand on contour sections ( 13 ) the roof longitudinal and roof cross members ( 4 , 5 ; 6 , 7 ) are supported.

2. Roof frame structure according to claim 1, characterized in that between the front and rear roof cross members ( 4 , 5 ), connecting the roof side members ( 6 , 7 ) to one another and dividing the roof area into fields ( 16 , 17 ), at least one further roof cross member ( 18 ) is arranged on which the roof element ( 9 ), also supported, is attached.

3. A roof frame structure according to claim 2, characterized in that the roof cross member ( 18 ) dividing the roof area into fields ( 16 , 17 ) is designed as a closed hollow profile with one or more profile cross sections arranged parallel to one another.

4. Roof frame structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the roof element ( 9 ) in the area of the contour incisions ( 8 ) of the longitudinal roof rails ( 4 , 5 ) and the front and rear roof cross member ( 6 , 7 ) by a weld ( 14 ) and / or a bond is connected to the same.

5. Roof frame structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the roof element ( 9 ) on the internally arranged contour sections ( 13 ) of the roof longitudinal and roof cross members ( 4 , 5 ; 6 , 7 ) and on which the roof surface in fields ( 16 , 17 ) dividing roof cross member ( 18 ) is fixed by gluing ( 15 , 19 ).

6. Roof frame structure according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bonds ( 15 , 19 ) are circumferential and closed.

7. Roof frame structure according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adhesive of the bonds ( 15 , 19 ) is a permanently elastic adhesive.

8. Roof frame structure according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adhesive of the bonds ( 15 , 19 ) is an expanding plastic foam.