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Die
Erfindung betrifft einen Dachrahmen für ein Kraftfahrzeug, insbesondere
einen vorderen Dachrahmen bzw. einen Dachrahmen vorne.
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Bei
herkömmlichen
Fahrzeugen, insbesondere Autos oder Lastkraftwagen, besteht der
Dachbereich aus einem vorderen und einem hinteren Dachrahmen sowie
aus zwei seitlichen Dachrahmen, die im Folgenden auch als Seitenholme
bezeichnet werden. Der vordere Dachrahmen verbindet die beiden Seitenteile
der Rohkarosserie, insbesondere über
die A-Säulen,
und bildet das Auflager für
die Frontscheibe. Zu diesem Zweck wird der vordere Dachrahmen in
der Regel mit den vorderen Enden der Seitenholme verbunden. Der
vordere Dachrahmen besitzt hierbei einen geometrisch gleichmäßig durchgehenden
Querschnitt und erstreckt sich lokal entlang der Frontscheibe des
Kraftfahrzeuges. In den 1 bis 3 ist eine Ausführungsform
eines Dachbereiches des Standes der Technik schematisch dargestellt.
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Der
Nachteil eines solchen vorderen Dachrahmens des Standes der Technik
liegt darin, dass dieser ausschließlich eine Verbindungsfunktion
für die
vorderen Enden der Seitenholme und eine Auflagefunktion für die Frontscheibe
erfüllt.
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Die
Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht
daher darin einen vorderen Dachrahmen zu schaffen, in dem zusätzliche
Funktionen realisiert sind, durch die die Sicherheit eines Kraftfahrzeuges
auf einfache Weise erhöht
werden können.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgabe gelöst werden
kann, indem dem vorderen Dachrahmen eine zusätzliche Stabilisierungsfunktion
zugeordnet wird.
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Die
Erfindung wird daher durch einen Dachrahmen vorne für ein Kraftfahrzeug
gelöst,
wobei dieser sich zumindest über
einen Teil seiner Breite in Längsrichtung
des Fahrzeuges erstreckt.
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Der
erfindungsgemäße Dachrahmen
vorne wird in Folgenden auch als Vorderdachrahmen bezeichnet. Unter
der Breite des Vorderdachrahmens wird die Abmessung des Vorderdachrahmens
verstanden, die im eingebauten Zustand in der Querrichtung des Fahrzeuges
liegt. Als Länge
des Vorderdachrahmens wird die Abmessung bezeichnet, die im eingebauten
Zustand in der Längsrichtung
des Fahrzeuges liegt.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung erstreckt
sich der Vorderdachrahmen zumindest teilweise über die A-Säule hinaus in Längsrichtung
des Fahrzeuges. Hierdurch kann der Vorderdachrahmen zum einen zusätzliche
Verbindungspunkte für
die Querverbindung der Seitenholme liefern, die von dem vorderen
Ende der Seitenholme beabstandet sind. Die Verbindung der Seitenholme
ist somit nicht mehr auf deren vorderes Ende begrenzt und der Querverbund
zwischen den Seitenteilen der Rohkarosserie wird verbessert, was
auch zu einer Erhöhung
der Gesamtkarosseriesteifigkeit führt. Zu anderen wird durch
die Längserstreckung
der Bereich, in dem Kräfte,
die in Längsrichtung
auf das Kraftfahrzeug wirken, aufgenommen werden können, vergrößert. Somit
wird die Sicherheit des Fahrzeuges insgesamt verbessert.
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Der
Vorderdachrahmen ist erfindungsgemäß eine Profilstruktur, die
bevorzugt als Hohlprofil ausgestaltet ist. Es ist aber auch möglich eine
offene Profilstruktur zu verwenden, bei der, aufgrund ihrer Form,
zwischen dieser und einer weiteren Komponente des Fahrzeuges ein
Hohlraum gebildet wird.
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In
einer Ausführungsform
ist die Profilstruktur des Vorderdachrahmens ein Schubfeld. Dieses wird
parallel zum Dach beziehungsweise zu der Dachaußenhaut des Fahrzeuges ausgerichtet.
In diesem Fall deckt der Vorderdachrahmen über dessen Länge den
Abstand zwischen den Seitenholmen vollständig ab. Hierdurch erfolgt
somit der Querverbund zwischen diesen Seitenteilen nicht lokal an
der Frontscheibe, sondern über
den gesamten vorderen Bereich der Seitenholme. Bei der Verwendung
eines Schubfeldes ist der Querschnitt des Vorderdachrahmens über dessen
Breite zwischen den Seitenholmen gleich bleibend. An den Berührungsstellen
zu den Seitenholmen können
selbstverständlich
Verbindungsmittel, beispielsweise in Form von Flanschen, vorgesehen
sein.
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Alternativ
kann der Vorderdachrahmen so ausgestaltet sein, dass dieser über seine
Breite, insbesondere zwischen den Seitenholmen, unterschiedliche
Querschnitte besitzt. Hierbei kann der Querschnitt insbesondere
bezüglich
der Länge
des Vorderdachrahmens und/oder der Höhe variieren. Somit können unterschiedliche
Bereiche des Vorderdachrahmens entsprechend deren Funktion ausgelegt werden.
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In
einer Ausführungsform
besitzt der Vorderdachrahmen über
seine Länge
eine Verjüngung. Hierdurch
kann bei verhältnismäßig geringem
Gewicht des Vorderdachrahmens eine Querverbindung zwischen den Seitenholmen
an einer von der Frontscheibe beabstandeten Stelle geschaffen werden. Darüber hinaus
wird eine Längssteifigkeit
des Dachrahmens aufrechterhalten.
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Zusätzlich oder
alternativ kann in dem Vorderdachrahmen zumindest eine Aussparung
vorgesehen sein. Hierdurch kann eine weitere Gewichtseinsparung
erzielt werden. Die Aussparungen können beispielsweise an Stellen
vorgesehen sein, an denen kein Hohlraum vorliegt. Werden Aussparungen
im vorderen Bereich des Vorderdachrahmens vorgesehen, so werden
diese im Abstand vom vorderen Rand des Vorderdachrahmens angeordnet.
Auf diese Weise kann ein Randstreifen an der Seite des Vorderdachrahmens
erhalten bleiben. Hierdurch wird ein zuverlässiger Querverbund an dem vorderen Ende
der Seitenholme weiterhin gewährleistet.
Zudem kann hierdurch eine Auflagefläche für die Frontscheibe bereitgestellt
werden. Der Vorteil eines Vorderdachrahmens, in dem Aussparungen
vorgesehen sind, liegt insbesondere in dem geringeren Gewicht.
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Die
Länge des
Vorderdachrahmens entspricht erfindungsgemäß vorzugsweise mindestens dem
Abstand der Frontscheibe zu der Position einer Öffnung im Dach des Fahrzeuges
für ein
Schiebedach. Über
diese Länge
besteht bei dieser Ausführungsform
eine Querverbindung zwischen den Seitenholmen. Zudem kann durch
den Vorderdachrahmen ein Auflager für das Schiebedach bereitgestellt werden.
Gesonderte separate Verstärkungs-
und Halterungselemente für
die Vorderseite des Schiebedachs können somit entfallen. Für Fahrzeuge,
bei denen kein Schiebedach vorgesehen ist, kann sich der Vorderdachrahmen
bis zu der B-Säule erstrecken. Zusätzliche
Stabilisierungsmittel, wie Dachspriegeln an einem Querträger sind
dadurch nicht mehr notwendig und die Montage des Fahrzeuges wird
erleichtert.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist der Vorderdachrahmen einteilig ausgestaltet. In der einfachsten
Form kann dieser durch ein Profilblech gebildet werden, das mit
dem Dach des Fahrzeuges verbunden werden kann. Hierbei werden zwischen dem
Profilblech und dem Dach einer oder mehrere Hohlräume gebildet.
Es ist aber auch möglich
den Vorderdachrahmen als Hohlprofil auszugestalten.
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Alternativ
kann der Vorderdachrahmen aus einem Oberteil und einer Unterteil
bestehen. In diesem Fall bildet der Vorderdachrahmen eine selbst tragende
Struktur. Diese kann an der Vorderseite mit dem Dach verbunden werden
und an den Seiten mit den Seitenholmen in Kontakt gebracht werden.
Der Vorderdachrahmen wird vorzugsweise auch an den Seitenholmen
befestigt. Der Vorteil eines Vorderdachrahmens, der aus einem Unterteil
und einem Oberteil besteht, liegt insbesondere darin, dass komplexe
Geometrien aus verhältnismäßig einfach
ausgestalteten Einzelteilen gebildet werden können.
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Das
Oberteil und das Unterteil können
als Schalen ausgebildet sein. In diesem Fall kann ein Schubfeld
gebildet werden. Es ist aber auch möglich, dass eines der Teile
des Vorderdachrahmens eben ausgestaltet ist, insbesondere eine ebene
Platte darstellt. Als eben wird in diesem Zusammenhang ein Teil
bezeichnet, das parallel zu dem Dach des Fahrzeuges verläuft, das
heißt
gegebenenfalls die entsprechende Wölbung aufweist.
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Unabhängig von
der Ausgestaltung des Vorderdachrahmens als einteiliges Bauteil
oder als aus Ober- und Unterteil zusammengefügtes Bauteil ist dieser stets
in Längs-
und Breitenrichtung als integrales Teil gefertigt. Auf diese Weise
kann die Stabilität des
Vorderdachrahmens und damit die Karosseriestabilität erhöht werden.
Weiterhin sind die Herstellung und die Montage des Vorderdachrahmens vereinfacht.
Das Verclinchen oder Verpunkten von Dachspriegeln an dem Dachrahmen
oder Verkleben einzelner Dachspriegel mit dem Dach, wie dies im Stand
der Technik teilweise realisiert wird, kann bei dem erfindungsgemäßen Vorderdachrahmen
entfallen.
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Der
Vorderdachrahmen kann erfindungsgemäß eine Profilierung über zumindest
einen Teil von dessen Fläche
aufweisen. Die Profilierung kann insbesondere diagonal angeordnet
sein. Zusätzlich
können
auch Profilierungen vorgesehen sein, die sich parallel oder senkrecht
zu der Vorderseite des Vorderdachrahmens erstrecken. Als Profilierung
können beispielsweise
Rippen in einem Blech verwendet werden. Besonders bevorzugt werden
die Rippen so angeordnet, dass diese sich kreuzen. Durch das Vorsehen
einer Kreuzform in zumindest einem Teils des Vorderdachrahmens kann
der Querverbund zwischen den Seitenholmen erhöht werden. Durch eine Profilierung,
die sich über
die gesamte Breite des Vorderdachrahmens erstreckt, das heißt unabhängig von
deren Ausrichtung die beiden Seitenholme miteinander verbindet,
werden zu der Verbindung durch die Auflagefläche der Frontscheibe zusätzliche
Kraftpfade zwischen den Seitenholmen geschaffen, die die Querverbindung
der Karosserie und dadurch die Karosseriesteifigkeit verbessern.
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Der
erfindungsgemäße Vorderdachrahmen kann
durch eine lösbare
oder unlösbare
Verbindungstechnik mit der Karosserie verbunden werden. So kann
der Dachrahmen mit der Karosserie, beispielsweise mit den A-Säulen und/oder
den Seitenholmen, zum Beispiel verschweißt oder verschraubt werden.
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Der
Vorderdachrahmen kann erfindungsgemäß aus Blechteilen bestehen.
Es ist allerdings auch möglich
zumindest Teile des Vorderdachrahmens aus Strangpressprofilen, Gussteilen
und/oder Pressteilen herzustellen. Als Material für den Vorderdachrahmen
kann beispielsweise Aluminium, Aluminiumlegierung, Stahl, Magnesium,
Kunststoff und/oder ein Verbund aus diesen Materialien verwendet
werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen
erneut erläutert.
Es zeigen:
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1:
eine schematische Perspektivansicht der Karosserie eines Fahrzeuges
nach dem Stand der Technik;
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2:
eine Detailansicht des Dachrahmens vorne der Karosserie nach 1;
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3:
eine schematische Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A in 2;
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4:
eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform des Vorderdachrahmens
gemäß der Erfindung;
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5:
eine schematische Schnittansicht des Vorderdachrahmens nach 4 entlang
der Schnittlinie B-B in 4;
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6:
eine schematische Schnittansicht des Vorderdachrahmens nach 4 entlang
der Schnittlinie C-C in 4;
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7:
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Vorderdachrahmens;
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8:
eine schematische Schnittansicht der Ausführungsform des Vorderdachrahmens
nach 7 entlang der Schnittlinie B-B in 4;
und
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9:
eine schematische Schnittansicht der Ausführungsform des Vorderdachrahmens
nach 7 entlang der Schnittlinie C-C in 4.
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Die
Figuren sind nicht maßstabsgetreu.
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In
den 1 bis 3 ist ein Fahrzeug 20 mit
einem vorderen Dachrahmen 100 nach dem Stand der Technik
gezeigt. Der vordere Dachrahmen 100 befindet sich lediglich
am oberen Bereich der Frontscheibe 21 des Fahrzeuges 20 zwischen
den A-Säulen 23 und 24.
Wie sich aus 2 ergibt, verbindet der vordere
Dachrahmen 100 die Seitenholme 25 und 26 des
Dachbereiches an deren Vorderseite. Der vordere Dachrahmen 100 besitzt
hierbei einen im Wesentlichen gleichmäßig durchgehenden Querschnitt,
der in der 3 schematisch angedeutet ist. Über dem
vorderen Dachrahmen 100 wird die Dachaußenhaut 22 vorgesehen.
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In 4 ist
nun eine schematische Perspektivansicht des Dachbereichs eines Fahrzeuges 20 mit
einem erfindungsgemäßen Vorderdachrahmen 10 gezeigt.
Wie in der 4 verdeutlicht ist, erstreckt sich
der Vorderdachrahmen 10 von der Frontscheibe 21 beziehungsweise
von den A-Säulen 23, 24 über den
vorderen Dachbereich in der Längsrichtung
des Fahrzeuges 20. Der Vorderdachrahmen 10 ist
in der dargestellten Ausführungsform
eine kreuzförmige Profilstruktur.
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Diese
Profilstruktur kann, wie in den Schnittzeichnungen in den 5 und 6 gezeigt,
aufgebaut sein. In dieser Ausgestaltung besteht der Vorderdachrahmen 10 aus
einem Unterteil 11, beziehungsweise einer Unterschale,
und einem Oberteil 12, beziehungsweise einer Oberschale.
Das Oberteil 12 und das Unterteil 11 sind an deren
Rändern
miteinander verbunden und werden von der Dachaußenhaut 22 des Fahrzeuges 20 abgedeckt.
Das Oberteil 12 des Vorderdachrahmens 10 weist
eine Profilierung auf, wohingegen das Unterteil 11 in der dargestellten
Ausführungsform
ein im Wesentlichen planes beziehungsweise ebenes Blech ist. Die
Gesamtform des Vorderdachrahmens 10 wird selbstverständlich entsprechend
der Form des Daches 22 des Fahrzeuges 20 gewählt und
kann somit insbesondere eine Wölbung
in Längs-
und Breitenrichtung aufweisen.
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Zwischen
dem Unterteil 11 und dem Oberteil 12 ist aufgrund
der Profilierung in dem Oberblech 12 ein Zwischenraum 13 gebildet.
Im mittleren Bereich des Vorderdachrahmens 10, der in der
Schnittansicht B-B in 5 gezeigt ist, liegen die Ränder des
Unterteils 11 und des Oberteils 12 aneinander
an und können
an diesen Stellen, beispielsweise durch Schweißen, miteinander verbunden
sein. Durch die Profilierung des Oberteils 12, ist im Bereich
der Hälfte
der Länge
des Vorderdachträgers 10 ein
Hohlraum gebildet. Dieser Hohlraum 13 geht zu den seitlichen
Rändern
des Vorderdachrahmens 10 hin in zwei voneinander beabstandete
Zweige über.
Diese werden durch zwei Erhebungen in dem Oberteil 12 gebildet. Durch
die Profilierung des Oberteils 12 erhält der Vorderdachrahmen 10 somit
die Form einer kreuzförmigen
Profilstruktur, die schematisch in der 4 angedeutet
ist.
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Das
Unterteil 11 ist bei der in den 5 und 6 gezeigten
Ausführungsform
ein im Wesentlichen rechteckiges Blech, dass die gesamte Fläche zwischen
der Frontscheibe und einer Öffnung
für ein Schiebedach
(nicht dargestellt) oder der B-Säule (nicht
dargestellt) des Fahrzeuges abdeckt. Die kreuzförmige Profilstruktur wird durch
das profilierte Oberteil 12 gebildet.
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Im
vorderen Bereich des Vorderdachrahmens 10 ist dieser mit
dem Dach 22 verbunden. Auch das Oberteil 12 und
das Unterteil 11 sind an dieser Stelle mit dem Dach 22 verbunden.
An der, dem vorderen Ende des Vorderdachrahmens 10 abgewandten
Seite, sind das Oberteil 12 und das Unterteil 11 ebenfalls
miteinander verbunden. Eine Verbindung zum Dach 22 besteht
an dieser Stelle allerdings nicht. Über die Länge des Vorderdachrahmens 10 wird
dieser vielmehr durch die Verbindung mit den Seitenholmen 25 und 26 gestützt. Zusätzlich zu
den Verbindungen am Rand des Vorderdachrahmens 10 zwischen
dem Oberteil 12 und dem Unterteil 11, können diese
Teile auch an weiteren Positionen miteinander verbunden sein, an
denen diese aneinander anliegen. Eine solche Verbindung kann daher
beispielsweise zwischen den Zweigen des Hohlraums 13, wie
in 6 gezeigt, vorgesehen sein.
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Obwohl
in den 5 und 6 das Unterteil 11 als
ebenes Blech dargestellt ist, ist es im Sinne der Erfindung auch
möglich
sowohl das Ober- als auch das Unterteil 11, 12 mit
einer Profilierung zu versehen. Die Profilierungen werden dabei
an den gleichen Stellen der beiden Teile 11 und 12 eingebracht, so
dass zwischen diesen ein Hohlraum oder eine Kammer gebildet wird.
Durch diese Ausgestaltung kann die Stabilität des Vorderdachrahmens 10 weiter erhöht werden.
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Bei
der in den 5 und 6 gezeigten Ausgestaltung
ist der Vorderdachrahmen 10 eine selbst tragende Struktur.
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In 7 ist
eine weitere Ausführungsform des
Vorderdachrahmens 10 gezeigt. Hierbei besteht der Vorderdachrahmen 10 nur
aus einem Teil 11. Dieses Teil 11, das als Unterteil
wirkt, kann mit dem Dach 22 verbunden werden und so den
Querschnitt des Vorderdachrahmens 10 definieren. Aus 7 lässt sich
erkennen, dass das Profil des Unterteils 11 im Wesentlichen
eine ebene Fläche
darstellt. An den Rändern
des Unterteils, die nicht mit der Frontscheibe 21 in Berührung kommen,
sind v-förmige
Aussparungen 111 vorgesehen. Durch diese Aussparungen 111 erhält der Vorderdachrahmen 10 eine
sich in dessen Länge
im mittleren Bereich verjüngende
Form.
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Entlang
der Aussparungen 111 ist das Unterteil 11 aus
der Ebene heraus gebogen und weist an den Enden Flansche auf. Diese
Flansche können
zur Verbindung mit dem Dach 22 verwendet werden. An diesen
Stellen wird eine Klebeverbindung verwendet werden. Der vordere
Rand des Unterteils 11 kann an der Vorderseite des Daches 22 mit
diesem verbunden werden, beispielsweise verschweißt werden, und
als Auflager für
die Frontscheibe 21 dienen.
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In
der 7 und 9 ist mit der gestrichelten
Linie eine Variation des Vorderdachrahmens 10 gezeigt.
Bei diesem ist an dem, der Vorderkante des Vorderdachrahmens 10 abgewandten,
Ende eine Verbindungsfläche
vorgesehen. Diese Ausführungsform
kann insbesondere für
Fahrzeuge 20 eingesetzt werden, die ein Schiebedach (nicht
dargestellt) besitzen. Auf diese Weise kann der gesamte Bereich
zwischen der Frontscheibe 22 und dem Schiebedach durch
den Vorderdachrahmen 10 abgedeckt werden und gleichzeitig
wird eine Auflagefläche
für das Schiebedach
geschaffen.
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Ist
kein Schiebedach vorgesehen, so kann sich der Vorderdachrahmen 10 bis
zu der B-Säule des
Fahrzeugs erstrecken. Auch bei dieser Ausgestaltung kann wahlweise
ein Schubfeld oder ein Profil mit Kreuzform verwendet werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsformen beschränkt.
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Die
Profilierung, die in einem oder mehreren Teilen des Vorderdachrahmens
vorgesehen ist, kann auch eine andere als die dargestellte Kreuzform
aufweisen. Bevorzugt werden aber Profile verwendet, bei denen sich
zumindest ein zwischen den Teilen des Vorderdachrahmens oder zwischen
dem Vorderdachrahmen und dem Dach gebildeten Zwischenräume über die
gesamte Breite des Vorderdachrahmens erstrecken. Die Zwischenräume können hierbei
gerade oder verzweigten Kanäle
beziehungsweise Kammern darstellen. Durch die Ausdehnung mindestens eines
Zwischenraums über
die gesamte Breite wird die Stabilität erhöht. Die Kammern können beispielsweise
in einem Winkel zu der Vorderseite des Vorderdachrahmens liegen.
Sind mehrere Kammern vorgesehen, so können diese parallel zueinander
oder sich kreuzend ausgestaltet sein.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen einen
Querverbund zwischen den Dachrahmen seitlich, beziehungsweise Seitenholmen,
zu schaffen, die die Karosseriesteifigkeit insgesamt wesentlich
verbessert.