DE102004046834B4

DE102004046834B4 - Schraubverbindung zur Befestigung eines Aufsatzes, insbesondere einer Reling, auf dem Dach von Fahrzeugen, vornehmlich Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102004046834B4
Application number: DE200410046834
Authority: DE
Inventors: Andreas Winkler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: DE102004046834A1

Abstract

Schraubverbindung zur Befestigung eines Aufsatzes, insbesondere einer Reling, auf dem Dach von Fahrzeugen, vornehmlich Kraftfahrzeugen, wobei der Aufsatz (10) mittels eines Fußes (13) auf einem Dachblech (11, 16) oberhalb eines als Hohlprofil ausgebildeten Dachrahmens (17, 17a) ruht und mittels mindestens eines Gewindebolzens (18), der zueinander fluchtende Durchgangsbohrungen im Dachrahmen (17, 17a), Dachblech (11, 16) und Aufsatz-Fuß (13) durchsetzt und mit einer Mutter (24, 24a) zusammenwirkt, an Fahrzeugdach (11, 16) und Dachrahmen (17, 17a) fixiert ist, und wobei der Gewindebolzen (18) durch eine zu seiner Längsachse fluchtende Ausnehmung (28) im Dachrahmen (17, 17a) vom Fahrzeug-Innenraum aus betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Gewindebolzen (18) zusammenwirkende Mutter (24, 24a) bereits im Innern des Dachrahmens (17) befestigt ist und dass der Gewindebolzen (18) an einem aus dem unteren Ende der Mutter (24, 24a) herausragenden Schaftabschnitt (22) Angriffsmittel für ein Betätigungswerkzeug aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubverbindung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem Dachaufsatz, insbesondere einer Dachreling von PKW, wird Wert darauf gelegt, dass die Befestigungspunkte von außen nicht sichtbar sind. Diese Forderung hat zu konstruktiv aufwendigen Lösungen geführt.
So ist beispielsweise durch die DE 102 04 528 A1 eine Befestigungsanordnung für eine Dachreling bekannt geworden, unter deren Fuß Durchtrittsöffnungen für bolzenförmige Befestigungselemente vorgesehen sind, die mit toleranzausgleichenden Mitteln zur Einleitung von Befestigungskräften in einen unterhalb des Daches und beabstandet von diesem befindlichen Dachrahmen zusammenwirken. Die in Rede stehenden Mittel enthalten ein von oben in den Dachrahmen ragendes, in Fortsetzung zumindest einer der Durchtrittsöffnungen zur Aufnahme des Befestigungselements eingerichtetes Trägerelement, welches zu Dach und Dachrahmen verlaufende Stützflächen aufweist, von denen zumindest die dem Dachrahmen zugekehrte eine toleranzausgleichende Schicht aus Strukturschaum trägt, der infolge Aufschäumens und Härtens eine kraftübertragende Verbindung zwischen Trägerelement und Dachrahmen bilden soll.
Eine konstruktiv noch aufwendigere Befestigungseinrichtung für eine Dachreling offenbart die DE 43 43 093 A1 . Diese bekannte Befestigungseinrichtung weist einen vom Fahrzeugdach abstehenden sowie am Fahrzeugaufbau festgelegten Befestigungsflansch und mindestens ein mit diesem lösbar verbundenes Aufnahmeteil auf. Der Befestigungsflansch ist einstückig an mindestens einer, ihrerseits mit dem Dachrahmen verschraubten Aufnahmebuchse ausgebildet. Des Weiteren greift der Befestigungsflansch jeweils in einen Schlitz des Aufnahmeteils ein, das mit dem Befestigungsflansch durch eine etwa quer zu diesem verlaufende und dabei seine Durchgangsbohrung mit Radialspiel durchsetzende Befestigungsschraube verbunden ist.
Aus der DE 35 24 558 A1 ist eine Befestigungsanordnung bekannt, bei der sich ein Gewindebolzen, der in einem Stützfuß befestigt ist, durch das Dach und den Dachrahmen erstreckt. Hierbei wird der Gewindebolzen auf der gegenüberliegenden Seite des Stützfußes über eine Schraubenmutter am Dachrahmen fixiert. Ferner ist ein Distanzausgleich zwischen Dachrahmen und Stützfuß vorgesehen, bei dem über einen Innensechskant die Länge des Gewindebolzen verändert werden kann.
Nachteilig hierbei ist, dass die Befestigungsanordnung sichtbar ist und das Dach und der Dachrahmen große Öffnungen aufweisen müssen.
Bei einer Befestigungsanordnung der eingangs bezeichneten Gattung, wie sie beispielsweise in einem RUDI Avant vorhanden sind, werden zur Befestigung der Dachreling dienende Gewindebolzen vom Innenraum des Fahrzeugs aus durch den Dachrahmen in die – als Hohlprofil ausgebildete – Dachreling eingeführt und mit im Hohlprofil angeordneten Muttern verschraubt. Um die Gewindebolzen von unten her in den Dachrahmen einführen zu können, muss dieser an seinem unteren Holm Durchgangslöcher aufweisen, deren Durchmesser zumindest dem Durchmesser des jeweiligen Gewindebolzenkopfes entsprechen muss. Verbaut man, aus Sicherheitsgründen, den Gewindebolzen mit einer Unterlegschreibe, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Gewindebolzenkopfes, so erfordert diese Maßnahme entsprechend noch größere Durchgangslöcher am unteren Holm des Dachrahmens.
Die genannten großkalibrigen Durchgangslöcher bewirken eine Materialschwächung, die durch einen massiveren Aufbau ausgeglichen werden muss, um einer Verminderung der Steifigkeit des Dachrahmenprofils entgegenzuwirken.
Ausgehend von dem letztgenannten Stand der Technik sieht die Erfindung ihre Aufgabe darin, eine Schraubverbindung von Aufsatz, insbesondere Reling, und Fahrzeugdach zu schaffen, die bei vergleichsweise geringem konstruktiven Aufwand Schwächungen der Dachrahmenkonstruktion vermeidet.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Schraubverbindung der eingangs bezeichneten Gattung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Schraubverbindung wird der Gewindebolzen nicht mehr von unten her durch den Dachrahmen eingeführt, sondern von oben her durch das Hohlprofil des Aufsatzes, z. B. einer Dachreling. Gleichwohl erfolgt aber die Betätigung des Gewindebolzens (durch ein entsprechendes Werkzeug) nach wie vor vom Inneren des Dachrahmens aus. Dies wird durch die erfindungsgemäßen Angriffsmittel am Gewindebolzen-Schaftende ermöglicht. Da die Angriffsmittel, die z. B. als Sechskant ausgestaltet sein können, einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufweisen – dieser darf maximal dem Außendurchmesser des Bolzengewindes entsprechen – ist auch die Verwendung eines entsprechend kleinkalibrigen Betätigungswerkzeugs, z. B. eines Sechskant-Steckschlüssels, möglich. Um dieses in das Dachrahmenprofil einführen zu können, genügt somit ein entsprechend kleinkalibriges Durchgangsloch im unteren Holm des Dachrahmenprofils. Auf diese Weise vermeidet die Erfindung eine nennenswerte Verringerung der Steifigkeit des Dachrahmenprofils.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung können den Patentansprüchen 2 bis 10 entnommen werden.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die nachstehend detailliert beschrieben sind. Es zeigt:
1 – in Querschnittsdarstellung (Schnitt I-I in
2) – eine Ausführungsform einer Schraubverbindung Dachreling/Dachrahmen,
2 die Dachreling nach 1 bzw 3 in Seitenansicht (gegenüber 1 bzw. 3 verkleinert dargestellt), und
3 – in Querschnittsdarstellung entsprechend 1 (Schnitt III-III in 2) – eine gegenüber 1 abgewandelte Variante eines Dachrahmenprofils mit Mutter für eine Schraubverbindung Dachreling/Dachrahmen.
Es bezeichnet 10 eine als Hohlprofil ausgebildete Dachreling, die üblicherweise in Parallelanordnung beidseitig auf dem Dach eines PKW montiert ist. 1 zeigt ein Dachblech 11 mit einer im Querschnitt trapezförmigen Vertiefung 12, in die die Dachreling 10 mit einer mittleren Stütze 13 (2) eingreift. Wie 2 erkennen lässt, ist die Dachreling 10 an ihren Enden nach unten abgebogen und bildet dort zwei weitere Stützen, die mit 14 und 15 beziffert sind.
Ein Seitenteil des Dachbleches 11 ist mit 16 bezeichnet. Das Dachblech 11 ruht in diesem seitlichen Bereich auf einem im Querschnitt sechseckförmigen, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Dachrahmen 17 (1) bzw. 17a (3). (Ein entsprechender Dachrahmen ist auch auf der – aus der Zeichnung nicht ersichtlichen – anderen Fahrzeugseite vorgesehen.) Zur Befestigung der Dachreling 10 am Dachrahmen 17 bzw. 17a dienen Gewindebolzen 18, die – wie aus 1 hervorgeht – einen Kopf 19, einen Gewindeabschnitt 20 und einen in eine Zentrierspitze 21 auslaufenden Endabschnitt 22 besitzen. Die Gewindebolzen 18 werden vor der Montage der Dachreling 10 in diese eingeführt (z. B. in das Profil eingehängt, durch ein Schlüsselloch eingeführt usw.). Die Gewindebolzen 18 sind in dem Hohlprofil der Dachreling 10 fixiert _und stehen wie 2 zeigt, vor Montage der Dachreling 10 aus dieser heraus. 1 macht deutlich, dass die Gewindebolzen 18 in dieser Position jeweils eine Durchgangsausnehmung 23 an der Unterseite der Dachreling 10 durchsetzen.
Wie 1 des Weiteren zeigt, durchsetzen die Gewindebolzen 18 auch entsprechende Durchgangslöcher im Dachblech 11, die koaxial zu den Durchgangsausnehmungen 23 der Dachreling 10 liegen, und sind jeweils mit dem Innengewinde einer Mutter 24 verschraubt, welche als Blindnietmutter ausgebildet und in eine entsprechende Durchgangsbohrung 25 in einem der Dachreling 10 zugewandten oberen Holm 26 des Dachrahmens 17 eingenietet ist. Die Blindnietmutter 24 befindet sich hierbei ganz überwiegend innerhalb des ein Hohlprofil darstellenden Dachrahmen 17.
1 lässt des Weiteren erkennen, dass der unten aus der Blindnietmutter 24 herausragende Schaftabschnitt 22 des Gewindebolzens 18 – als Angriffsmittel für ein Betätigungswerkzeug – einen mehrkantförmigen Querschnitt aufweist. Der Außendurchmesser des Mehrkants ist kleiner, höchstens ebenso groß wie der Innendurchmesser des mit dem Gewindebolzen 18, 20 zusammenwirkenden Innengewindes der Blindnietmutter 24. Vorzugsweise ist der unten aus der Blindnietmutter 24 herausragende Schaftabschnitt 22 des Gewindebolzens 18 – mit Ausnahme der Zentrierspitze 21 – als Sechskant ausgebildet, so dass der Gewindebolzen 18 mit einem entsprechenden Sechskant-Steckschlüssel betätigt werden kann. Das Betätigungswerkzeug, z. B. ein Sechskant-Steckschlüssel, wird zu diesem Zweck durch eine in einem unteren Holm 27 des Dachrahmens 17 eingearbeitete Durchgangsausnehmung 28 verhältnismäßig kleinen Durchmessers in das Innere des Dachrahmens 17 eingeführt. Die Durchgangsausnehmungen 23, 25 und 28 fluchten zueinander und zu dem Gewindebolzen 18.
Bei der Ausführungsform nach 3 ist die – hier mit 24a bezifferte – Befestigungsmutter für den Gewindebolzen 18 (1) im Unterschied zu 1 nicht als (von oben her eingenietete) Blindnietmutter, sondern vielmehr als Nietmutter ausgebildet, die von unten/innen her in das Dachrahmenprofil 17a eingenietet ist. Dies wird konstruktiv dadurch ermöglicht, dass sich bei der Variante nach 3 das Dachrahmenprofil 17a aus zwei (Blech-)Halbschalen 29, 30 zusammensetzt. Die Halbschalen 29, 30 besitzen jeweils beidseitig Flansche 31, 32 bzw. 33, 34, mittels derer sie, z. B. durch Punktschweißen, zu dem geschlossenen Dachrahmen-Hohlprofil 17a zusammengefügt werden. Die Montage der Nietmutter 24a erfolgt vor der Verbindung der beiden Halbschalen 29, 30.
Die Ausführungsform nach 3 zeichnet sich dadurch aus, dass die Nietmutter 24a wesentlich höhere Kräfte aufzunehmen vermag als die – als Blindnietmutter ausgebildete – Befestigungsmutter 24 nach 1.
Zwecks Montage wird die Dachreling 10 mit Hilfe der Zentrierspitzen 21 auf die Karosserie (11, 16) aufgesteckt, und vom Innenraum des Fahrzeugs her werden die Gewindebolzen 18 mittels des Betätigungswerkzeugs (nicht gezeigt) durch Drehen angezogen. Die für die Zugänglichkeit der Gewindebolzen 18 mit dem betreffenden Schraubwerkzeug erforderlichen Durchgangsausnehmungen 28 sind nur vergleichsweise kleinkalibrig, so dass sie die Steifigkeit des Dachrahmens 17 bzw. 17a nur unwesentlich beeinflussen.

Claims

Schraubverbindung zur Befestigung eines Aufsatzes, insbesondere einer Reling, auf dem Dach von Fahrzeugen, vornehmlich Kraftfahrzeugen, wobei der Aufsatz (10) mittels eines Fußes (13) auf einem Dachblech (11, 16) oberhalb eines als Hohlprofil ausgebildeten Dachrahmens (17, 17a) ruht und mittels mindestens eines Gewindebolzens (18), der zueinander fluchtende Durchgangsbohrungen im Dachrahmen (17, 17a), Dachblech (11, 16) und Aufsatz-Fuß (13) durchsetzt und mit einer Mutter (24, 24a) zusammenwirkt, an Fahrzeugdach (11, 16) und Dachrahmen (17, 17a) fixiert ist, und wobei der Gewindebolzen (18) durch eine zu seiner Längsachse fluchtende Ausnehmung (28) im Dachrahmen (17, 17a) vom Fahrzeug-Innenraum aus betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Gewindebolzen (18) zusammenwirkende Mutter (24, 24a) bereits im Innern des Dachrahmens (17) befestigt ist und dass der Gewindebolzen (18) an einem aus dem unteren Ende der Mutter (24, 24a) herausragenden Schaftabschnitt (22) Angriffsmittel für ein Betätigungswerkzeug aufweist.
Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unten aus der Mutter (24, 24a) herausragende Schaftabschnitt (22) des Gewindebolzens (18) – als Angriffsmittel für ein Betätigungswerkzeug – einen mehrkantförmigen Querschnitt aufweist und dass der Außendurchmesser des Mehrkants kleiner, höchstens ebenso groß wie der Innendurchmesser des mit dem Gewindebolzen (18, 20) zusammenwirkenden Innengewindes der Mutter (24, 24a) ist.
Schraubverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der unten aus der Mutter (24, 24a) herausragende Schaftabschnitt (22) des Gewindebolzens (18) als Sechskant ausgebildet ist.
Schraubverbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Gewindebolzen (18) zusammenwirkende Mutter (24) als Blindnietmutter ausgebildet und in einen dem Aufsatz (10) zugewandten Holm (26) des Dachrahmens (17) eingenietet ist (1)
Schraubverbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Gewindebolzen (18) zusammenwirkende Mutter (24a) als Nietmutter ausgebildet und – von unten her – in einen dem Aufsatz (10) zugewandten Holm (26a) des Dachrahmens (17a) eingenietet ist (3).
Schraubverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachrahmen (17a) aus mehreren sich zu einem geschlossenen Hohlprofil ergänzenden Profilteilen, vorzugsweise aus zwei mittels Flanschen (31, 32; 33, 34) miteinander verbindbaren Halbschalen (29, 30), besteht.
Schraubverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Aufsatz (10), insbesondere die Dachreling, als Hohlprofil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindebolzen (18) vor Montage des Aufsatzes am Fahrzeugdach (11, 16) in das Hohlprofil (10) eingeführt und in unten aus dem Hohlprofil (10) herausragender Stellung fixiert ist.
Schraubverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindebolzen (18) in das Hohlprofil (10) eingehängt oder durch ein Schlüsselloch eingeführt ist.
Schraubverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindebolzen (18) an seinem freien Ende, im Anschluss an den mehrkantförmigen Abschnitt (22), in eine Zentrierspitze (21) ausmündet.
Schraubverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (10) mittels dreier Gewindebolzen (18) am Fahrzeugdach (11, 16) oder am Dachrahmen (17, 17a) befestigt ist, von denen je einer am vorderen (15) und am rückwärtigen Ende (14) und einer im Mittelbereich (13) des Aufsatzes (10) angeordnet ist.