DE102004019818A1

DE102004019818A1 - Vorrichtung zum Verbinden eines Dachrahmens mit einer Dachaußenhaut

Info

Publication number: DE102004019818A1
Application number: DE200410019818
Authority: DE
Inventors: Thomas Schneidewind; Matthias Gugisch; Stephan Dr. Helten; Thomas Possehn
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2024-04-24
Also published as: DE102004019818B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden eines Dachrahmens mit einer Dachaußenhaut an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges, wobei ein nach unten abragender Abschnitt des Dachrahmens parallel zu einem nach unten abgebogenen Flansch der Dachaußenhaut verläuft und die Dachaußenhaut mit dem Dachrahmen fest verbunden ist. Zur Herstellung einer montage- und fertigungstechnisch günstigen Verbindung wird vorgeschlagen, dass die Dachaußenhaut aus einer Aluminiumlegierung und der Dachrahmen aus Stahl hergestellt sind und dass die Verbindung durch eine kehlförmige Lötverbindung zwischen der Dachaußenhaut und dem Abschnitt des Dachrahmens gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden eines Dachrahmens mit einer Dachaußenhaut gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Verbindung zeigt beispielsweise die DE 37 36 029 A1 , wobei der nach unten abgebogene Flansch der Dachaußenhaut in einen rinnenförmigen Abschnitt des Dachrahmens einragt und dort mittels eingesetzter Distanzhalter positioniert ist. Die eigentliche feste Verbindung erfolgt mittels einer aushärtbaren Klebeverbindung zwischen einem weiter innen liegenden, horizontal verlaufenden Befestigungsabschnitt des Dachrahmens und der Dachaußenhaut.

Bei einer weiteren gattungsgemäßen Verbindung ( EP 1 227 028 A2 ) mit einem in den Dachrahmen eingesetzten Dachmodul sind in das Dachmodul eingesetzte Sockel verwendet, die mit dem Dachrahmen an entsprechenden Befestigungsabschnitten verschraubt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die eine fertigungstechnisch günstige und besonders korrosionsgeschützte Verbindung bei definierten Materialzusammensetzungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Dachaußenhaut aus einer Aluminiumlegierung und der Dachrahmen aus Stahl hergestellt sind und dass die Verbindung durch eine kehlförmige Lötverbindung zwischen der Dachaußenhaut und dem Abschnitt des Dachrahmens gebildet ist. Bei Einsatz eines niedrig schmelzenden Lotes und entsprechender Wärmeabführung kann so eine gewichtsgünstige Konstruktion erzielt werden, wobei die Lötverbindung ferner einen harmonischen, ästhetisch wirkenden Übergang vom Dachrahmen zur Dachaußenhaut ermöglicht.

Dabei kann bevorzugt der Dachrahmen an seiner Oberfläche verzinkt und die Lötverbindung mittels eines Zink-Aluminium-Lotes Zn Al₂ hergestellt sein.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann an dem nach unten abragenden Abschnitt des Dachrahmens zumindest eine mit einem Schenkel nach oben ragende Halteschiene befestigt sein, die von innen an dem Flansch der Dachaußenhaut anliegend die Dachaußenhaut relativ zum Dachrahmen hält. Neben der bei der Montage der Rohbauteile erwünschten Justiertunktion der Halteschiene bewirkt diese bei der Herstellung der Lötverbindung eine zusätzliche Wärmeableitung in den Dachrahmen hinein, die vorteilhaft einem thermischen Verzug der Dachaußenhaut entgegen wirkt.

Des weiteren kann die Halteschiene mit ihrem Schenkel den Flansch der Dachaußenhaut zumindest an einigen Stellen formschlüssig halten, so dass zusätzliche Spannmittel bei der Montage entfallen können und die Montage weiter vereinfacht ist.

Zur einfachen Herstellung der formschlüssigen Aufnahme der Dachaußenhaut kann deren nach unten abragender Flansch mit örtlich verteilten Ausbeulungen versehen sein, die mit dem rinnenförmig gestalteten Schenkel der Halteschiene formschlüssig zusammenwirken, während dazwischen liegende Abschnitte des Flansches zum Schenkel der Halteschiene beabstandet sind. Diese Ausgestaltung hat zusätzlich den Vorteil, dass bei einer nachfolgenden elektrostatischen Tauchlackierung der Karosserie die besagten Abschnitte lackdurchflutet und somit wirksam gegen Korrosion geschützt sind.

Die Halteschiene kann bevorzugt aus Stahlblech gefertigt und mit einem an den nach unten abragenden Abschnitt des Dachrahmens anschließenden Befestigungsabschnitt verschweißt sein. Insbesondere können der Dachrahmen und/oder die Halteschiene an deren Oberfläche aluminiert ausgeführt und durch Punktschweißen miteinander verbunden sein. Die Aluminierung bildet dabei einen zusätzlichen Korrosionsschutz.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
Die schematische Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch einen teilweise dargestellten, seitlichen Dachrahmen und eine Dachaußenhaut einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeuges mit einer Lötverbindung und einer Halteschiene.
In der Zeichnung ist mit 10 ein nur abschnittsweise dargestellter Dachrahmen aus Stahlblech bezeichnet, der einen z.T. schräg nach unten und innen und z.T. senkrecht verlaufenden Abschnitt 12 aufweist. Der Abschnitt 12 geht wiederum in einen etwa horizontal verlaufenden Befestigungsabschnitt 14 über. Der dargestellte Querschnitt liegt zwischen der A- und B-Säule der Karosserie eines Personenkraftfahrzeuges.
An den nach unten verlaufenden Abschnitt 12 des Dachrahmens 10 schließt mit einem gerundeten Übergang der ebenfalls nach unten abragende Flansch 16 einer nur abschnittsweise dargestellten Dachaußenhaut 18 an, der parallel zum Abschnitt 12 verläuft.
Der Dachrahmen 10 und die Dachaußenhaut 18 sind nur soweit dargestellt, als dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist; die weiteren, dem Fachmann geläufigen Dachbauteile wie Querträger, Dachspriegel, etc. entsprechen der üblichen Konstruktion der Karosserie eines Personenkraftfahrzeuges und sind deshalb nicht dargestellt.
An den Befestigungsabschnitt 14 des Dachrahmens 10 ist eine im wesentlichen winkelförmige Halteschiene 20 aus Stahlblech mit einem horizontal verlaufenden Schenkel 20a durch elektrisches Widerstandsschweißen bzw. Punktschweißen befestigt. Der nach oben in einem definierten Abstand zum Abschnitt 12 und parallel zu diesem verlaufende Schenkel 20b der Halteschiene 20 ist wie ersichtlich rinnenförmig ausgeformt und nimmt formschlüssig komplementäre Ausbeulungen 16a des Flansches 16 der Dachaußenhaut 18 auf.
Die Ausbeulungen 16a sind über die Längserstreckung des Flansches 16 der Dachaußenhaut 18 örtlich verteilt; die dazwischen liegende Konfiguration des Flansches 16 ist in gestrichelten Linien eingezeichnet und verläuft mit geringem Abstand sowohl zum Abschnitt 12 des Dachrahmens 10, als auch zum Schenkel 20b der Halteschiene 20.
Nach dem Einsetzen der Dachaußenhaut 18 mit den seitlichen oder ggf. umlaufenden Flanschen 16 in den Dachrahmen 10, wobei die Ausbeulungen 16a formschlüssig in die rinnenförmige Ausformung der Schenkel 20b der Halteschiene 20 einrasten, wird die Dachaußenhaut 18 an deren Übergang in den Flansch 16 mit dem Dachrahmen 10 mit einer Kehlnaht 22 verlötet, wobei die Lötverbindung 22 wie ersichtlich einen harmonischen, ästhetischen Übergang (Strak) vom Dachrahmen 10 zur Dachaußenhaut 18 ermöglicht.
Die zugeführte Wärmeenergie beim Herstellen der Lötverbindung 22 wird schnell über den Dachrahmen 10 und die Halteschiene 20 abgeführt, bevor temperaturbedingte Verwerfungen an der Dachaußenhaut 18 auftreten können; ggf. können auch zusätzliche Kühlmaßnahmen vorgesehen sein.
Der Dachrahmen 10 aus Stahlblech ist an der Oberfläche verzinkt ausgeführt und wird mit der Dachaußenhaut aus einer Aluminiumlegierung mit einem Speziallot der Zusammensetzung Zn Al₂ verlötet. Ferner ist die Halteschiene 20 aus Stahlblech an ihrer Oberfläche aluminiert, um verstärkt Kontaktkorrosion auszuschließen.
Nach Fertigstellung der Rohbau-Karrosserie des Personenkraftfahrzeuges wird diese in einem Tauchbad mit einer elektrostatischen bzw. kataphoresischen Tauchlackierung versehen, wobei durch den Abstand des Flansches 16 mit den Ausbeulungen 16a der Dachaußenhaut 18 relativ zu dem Abschnitt 12 und dem Schenkel 20b des Dachrahmens 10 und der Halteschiene 20 ein wirkungsvoller Lackeintrag auch in diese Spalte gegeben ist.

Claims

Vorrichtung zum Verbinden eines Dachrahmens mit einer Dachaußenhaut an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges, wobei ein nach unten abragender Abschnitt des Dachrahmens parallel zu einem nach unten abgebogenen Flansch der Dachaußenhaut verläuft und die Dachaußenhaut mit dem Dachrahmen fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachaußenhaut (18) aus einer Aluminiumlegierung und der Dachrahmen (10) aus Stahl hergestellt sind und dass die Verbindung durch eine kehlförmige Lötverbindung (22) zwischen der Dachaußenhaut (18) und dem Abschnitt (12) des Dachrahmens (10) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachrahmen (10) an seiner Oberfläche verzinkt ist und dass die Lötverbindung mittels eines Zink-Aluminium-Lotes (Zn Al₂) hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem nach unten abragenden Abschnitt (12) des Dachrahmens (10) zumindest eine mit einem Schenkel (20b) nach oben ragende Halteschiene (20) befestigt ist, die von innen an dem Flansch (16) der Dachaußenhaut (18) anliegend die Dachaußenhaut (18) relativ zum Dachrahmen (10) hält.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschiene (20) mit ihrem Schen kel (20b) den Flansch (16) der Dachaußenhaut (18) zumindest an einigen Stellen formschlüssig hält.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nach unten abragende Flansch (16) der Dachaußenhaut (18) mit örtlich verteilten Ausbeulungen (16a) versehen ist, die mit dem rinnenförmig gestalteten Schenkel (20b) der Halteschiene (20) formschlüssig zusammenwirken, während dazwischen liegende Abschnitte des Flansches (16) zum Schenkel (20b) der Halteschiene (20) beabstandet sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschiene (20) aus Stahlblech gefertigt und mit einem an den nach unten abragenden Abschnitt (12) des Dachrahmens (10) anschließenden Befestigungsabschnitt (14) verschweißt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachrahmen (10) und/oder die Halteschiene (20) an deren Oberfläche aluminiert ausgeführt und durch Punktschweißen miteinander verbunden sind.