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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1
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Die
EP 1 153 820 A2 offenbart
ein gattungsgemäßes Fahrzeugdach mit einem Dachmodul
zur Befestigung an einem Dachrahmenbereich einer Fahrzeugkarosserie.
An die Seitenholme der Fahrzeugkarosserie schließen einwärts
Tragränder für das Dachmodul an, dessen Dachhaut
nach unten auf die Tragränder umgebogene Seitenränder
aufweist. An der Innenseite der Dachhaut im Bereich ihrer Seitenränder
sind Verbindungsleisten angeordnet, die zur Befestigung mit den
Tragrändern des Dachrahmenbereichs bestimmte Unterseiten
aufweisen.
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Die
US 2006/0152043 A1 beschreibt
ein aus Kunststoff hergestelltes langgestrecktes Bauteil, das ein
Teil einer Fahrzeugdachstruktur bildet. Das Bauteil ist derart geformt,
dass es sich in Anlage mit dem Hohlkörper befindet und
an einem Sitz des Hohlkörpers derart befestigt ist, dass
es gemeinsam mit dem Hohlkörper die Dachstruktur bildet.
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Aus
der
DE 101 38 327
A1 ist ein Dachmodul für ein Fahrzeugdach mit
einer Dachhaut bekannt, die in einer Ausnehmung des Fahrzeugdachs
anbringbar ist. Zwischen der Dachhaut und dem Fahrzeugdach ist ein
Dichtelement vorgesehen. An der Innenseite des Dachmoduls ist ein
Innenhimmel anbringbar. Die Dachhaut ist lösbar mit dem
Fahrzeugdach verbunden.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeugdach zu schaffen,
das einfach montiert werden kann und bei einfachem Aufbau einen
gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Schutz gegen
nach innen wirkende Einflüsse wie Wasser oder Schmutz bietet.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Fahrzeugdach mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
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Das
Fahrzeugdach ist von einem Karosserierahmen abgestützt.
An Längsholmen der Fahrzeugkarosserie schließen
Tragränder an, auf denen sich die Dachhaut mit ihren Seitenrändern
mittelbar oder unmittelbar abstützt. Die Seitenränder
der Dachhaut sind jeweils abgewinkelt mit einem nach unten umgebogenen
ersten Streifenschenkel ausgebildet. Zwischen den ersten Streifenschenkeln
und den Längsholmen ist jeweils ein Spalt gebildet. Der Spalt
ist zumindest über einen Abschnitt seiner Längserstreckung
durch Dichtmittel abgedichtet. An die ersten Streifenschenkel schließt
jeweils ein nach innen zurückgebogener zweiter Streifenschenkel
an, dessen Unterseite am jeweiligen Tragrand befestigbar ist.
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Die
Befestigung der zweiten Streifenschenkel am Tragrand kann grundsätzlich
auf jede geeignete Weise erfolgen. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung jedoch sind die Unterseite jedes zweiten Streifenschenkels
und die Oberseite des jeweils zugeordneten Tragrandes durch eine
erste stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden.
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Bei
einer Ausführungsvariante der Erfindung ist unter der Dachhaut
wenigstens eine sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckende
Leiste angeordnet, die sich mittelbar oder unmittelbar auf einem Stützrand
abstützt, der an einen Dachquerholm der Fahrzeugkarosserie
anschließt. Durch die Verwendung einer solchen Leiste wird
ein Weg gezeigt, wie – ohne den Dachrahmen konstruktiv
verändern zu müssen – ein Höhenausgleich
und eine Niveau-Einstellung von unterschiedlichen Fahrzeugdächern zum
Boden des Fahrgastraumes verwirklicht werden kann. Dabei ist es
keineswegs zwingend, die Leiste direkt unter der Dachhaut anzuordnen.
Ist das Fahrzeugdach etwa sandwichartig mit einer Dachhaut und einer
darunter angeordneten Kunststoffschicht ausgebildet, so ist es grundsätzlich
denkbar, dass die Leiste unter dieser Kunststoffschicht angeordnet
ist.
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Beispielsweise
ist die Leiste zumindest teilweise aus einem Faser-Kunststoffschaum-Gemisch (LFI-
-Material) hergestellt (LFI = Long Fibre Injection). LFI-Material
hat die besonders vorteilhafte Eigenschaft, dass es bei vergleichsweise
geringem Gewicht eine hohe Steifigkeit aufweist. Bei den Fasern
des LFI-Materials kann es sich zum Beispiel um Glasfasern, Naturfasern
oder Kunststofffasern handeln. Natürlich sind auch andere
Faser-Kunststoff-Verbünde möglich wie beispielsweise
SMC („Sheet Molding Compound”).
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Die
geometrische Form der Leiste kann grundsätzlich beliebig
ausgestaltet sein. Bei einer Ausführungsform der Erfindung
ist die Leiste jedoch zumindest abschnittsweise in der Art eines
H-Profils mit zwei annähernd parallel zueinander angeordneten
Schenkeln und einem die beiden Schenkel miteinander verbindenden,
annähernd parallel zur Dachhaut angeordneten Basissteg
ausgestaltet.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante der Erfindung sind die Oberseite des
Basissteges und die Dachhaut über eine zweite stoffschlüssige
Verbindung miteinander verbunden und/oder die Unterseite des Basissteges
und der Stützrand sind über eine dritte stoffschlüssige
Verbindung miteinander verbunden. Alternativ ist vorgesehen, Leiste
und Dachhaut einstückig auszubilden, d. h. die Leiste in
die Dachhaut zu integrieren.
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Dabei
ist es keineswegs zwingend, dass die die Oberseite des Basisstegs
und die Dachhaut direkt durch die zweite stoffschlüssige
Verbindung miteinander verbunden sind. Vielmehr ist es grundsätzlich
denkbar, dass Oberseite des Basissteges mit der zuvor genannten
unter der Dachhaut angeordneten Kunststoffschicht verklebt ist.
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Bei
einer Ausführungsform der Erfindung ist eine vordere Leiste,
die sich an einem in rückwärtiger Richtung an
einen vorderen Querholm anschließenden vorderen Stützrand
abstützt und/oder eine hintere Leiste vorgesehen, die sich
an einem in vorwärtiger Richtung an einen hinteren Querholm
anschließenden hinteren Stützrand abstützt.
Der vordere Stützrand erstreckt sich über einen
Teil der Länge des vorderen Querholms oder über
die gesamte Länge des vorderen Querholms. Entsprechend
erstreckt sich der hintere Stützrand über einen
Teil der Länge des hinteren Querholms oder über
die gesamte Länge des hinteren Querholms
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung sind ein vorderer Bereich der Dachhautunterseite und
eine vordere Außenfläche des vorderen Querholms über
eine vordere vierte stoffschlüssige Verbindung miteinander
verbunden und/oder sind ein hinterer Bereich der Dachhautunterseite
und eine hintere Außenfläche des hinteren Querholms über eine
hintere vierte stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden.
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Beispielsweise
ist wenigstens eine der vier stoffschlüssigen Verbindungen
unter Verwendung eines Stütz- oder Scheibenklebers hergestellt.
Produktionstechnisch vorteilhaft ist die Verwendung eines einzigen
Klebers, also des Stütz- oder Scheibenklebers für
alle stoffschlüssigen Verbindungen.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante der Erfindung weist wenigstens ein
Querholm einen äußeren Wandungsabschnitt mit einer
nach außen weisenden Ausbuchtung auf. Dabei ist eine Außenseite
der Ausbuchtung über die vierte stoffschlüssige
Verbindung mit der Dachhaut verbunden.
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Bei
einer Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein
Querholm in Schalenbauweise aus einer inneren Schale und einer äußeren
Schale zusammengesetzt. Dabei ist die äußere Schale
im Querschnitt derart profiliert, dass sie die nach außen weisende
Ausbuchtung aufweist. Alternativ sind auch Strangpressprofile bzw.
Gussteile
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Fahrzeugdach bei einfachem
Aufbau einfach mit der Fahrzeugkarosserie verbunden werden kann. Das
harmonische äußere Erscheinungsbild der Außenkontur
des Fahrzeuges bleibt bei der erfindungsgemäßen
Lösung erhalten.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch etwas näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
vertikalen Längsschnitt im Bereich der Frontscheibe durch
ein an der Fahrzeugkarosserie angebrachtes Fahrzeugdach;
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2 einen
vertikalen Längsschnitt im Bereich der Heckscheibe durch
das an der Fahrzeugkarosserie angebrachte Fahrzeugdach; und
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3 einen
vertikalen Schnitt quer zur Fahrzeuglängsrichtung im Bereich
einer Seitenscheibe durch das an der Fahrzeugkarosserie angebrachte Fahrzeugdach.
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1 zeigt
einen vertikalen Längsschnitt (Schnitt in Fahrzeuglängsrichtung)
im Bereich der Frontscheibe 1 durch ein an einer Fahrzeugkarosserie
angebrachtes Fahrzeugdach 2.
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Das
beispielsweise für ein Coupe-Fahrzeug vorgesehene Fahrzeugdach 2 ist
in der Art eines getrennt von der Fahrzeugkarosserie hergestellten Fahrzeugdachmoduls
ausgeführt, das sandwichartig mit einer Dachhaut 20 und
einer darunter angeordneten Kunststoffschicht – beispielsweise
aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) – ausgebildet
ist.
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Die
beispielsweise aus CFK hergestellte Dachhaut 20 überdeckt
mit ihrem vorderen Randbereich einen vorderen Querholm 3 der
Fahrzeugkaroserie. Der auch als Windlauf bezeichnete vordere Querholm 3 ist
in Schalenbauweise aus einer vorderen inneren Schale 30 und
einer vorderen äußeren Schale 31 zusammengesetzt.
Die vordere äußere Schale 31 ist im Querschnitt
so profiliert, dass sie eine nach außen weisende vordere
Ausbuchtung 32 aufweist, die über dem Niveau der übrigen
Fläche der vorderen äußeren Schale 31 liegt.
Die Dachhaut 20 erstreckt sich – in eine parallel
zur Dachhaut 20 liegenden Ebene projiziert betrachtet – bis über
das vordere Ende der vorderen Ausbuchtung 32 hinweg nach
vorne, so dass der nach unten umgebogene vordere Rand 21 der
Dachhaut 20 vor der vorderen Ausbuchtung 32 liegt.
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Zwischen
der Außenseite der vorderen Ausbuchtung 32' und
der Unterseite der Dachhaut 20 ist ein erster vorderer
Spalt S1 gebildet, in den zur Schaffung einer Klebeverbindung zwischen
der Dachhaut und dem vorderen Querholm 3 an einer definierten
Stelle eine vordere Masse von Stützkleber SK1 eingebracht
ist. Dieser Stützkleber dient als Stütze für
die Dachhaut 20 und dichtet zugleich den vorderen Spalt
S1 partiell ab, bietet also einen zusätzlichen Schutz vor
nach innenwirkenden Einflüsse, wie Wasser oder Schmutz.
Immer dann, wenn – wie hier – ein Kontakt von
Kleber, hier des Stützklebers Ski, zur sichtbaren Dachhaut 20 vorhanden
ist, wird dieser derart gewählt, dass beim Aushärten
kein zu einer sichtbaren Verformung der Dachhaut 20 führendes
Zusammenziehen erfolgt.
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In
rückwärtiger Richtung schließt an den
vorderen Querholm 3 ein flacher erster vorderer Stützrand 33 an,
der durch einen vorderen inneren Fortsatz 34 der vorderen
inneren Schale 30 und einen vorderen äußeren
Fortsatz 35 der vorderen äußeren Schale 31 gebildet
ist.
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Eine
in der Art eines H-Profils ausgebildete vordere Leiste 5,
die aus einem LFI-Material oder alternativ aus einem SMC-Material
hergestellt ist, erstreckt sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung über
einen Großteil der Breite der Dachhaut 20 oder über die
gesamte Breite der Dachhaut 20. Die vordere Leiste 5 dient
zur Abstützung und Versteifung der Dachhaut 20 und
stützt sich ihrerseits auf dem ersten vorderen Stützrand 33 ab.
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Die
vordere Leiste 5 umfasst zwei parallel zueinander angeordnete
vordere Schenkel 50, 51 und einen die beiden vorderen
Schenkel 50, 51 miteinander verbindenden vorderen
Basissteg 52, der parallel zur Dachhaut 20 angeordnet
ist.
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Zur
Schaffung einer Klebeverbindung zwischen der Dachhaut 20 und
der vorderen Leiste 5 ist zwischen der Oberseite des vorderen
Basissteges 52 und der Unterseite der Dachhaut 20 eine
vordere obere Masse von Stützkleber F1 vorgesehen. Zur Schaffung
einer Klebeverbindung zwischen der Dachhaut 20 und dem
ersten vorderen Stützrand 33 ist zwischen der
Unterseite des vorderen Basissteges 52 und der Oberseite
des ersten vorderen Stützrandes 33 eine vordere
untere Masse von Festigkeitskleber F2 vorgesehen.
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In
vorwärtiger Richtung schließt an den vorderen
Querholm 3 ein flacher zweiter vorderer Stützrand 36 an,
der durch ein äußeres Ansatzstück 37 der
vorderen inneren Schale 30 und eine inneres Ansatzstück 38 der äußeren
Schale 31 gebildet ist. Zwischen dem zweiten vorderen Stützrand 36 und
der Frontscheibe 1 ist ein zweiter vorderer Spalt S2 gebildet,
in den zur Schaffung einer Klebeverbindung zwischen der Frontscheibe 1 und
dem zweiten vorderen Stützrand 36 an einer definierten
Stelle eine vordere Masse von Klebstoff K1 als Scheibenkleber eingebracht
ist.
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2 zeigt
einen vertikalen Längsschnitt im Bereich der Heckscheibe 1' durch
das an der Fahrzeugkarosserie angebrachte Fahrzeugdach 2.
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Die
Dachhaut 20 überdeckt mit ihrem hinteren Randbereich
einen hinteren Querholm 3' der Fahrzeugkaroserie.
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Der
hintere Querholm 3' ist in Schalenbauweise aus einer hinteren
inneren Schale 30' und einer hinteren äußeren
Schale 31' zusammengesetzt. Die hintere äußere
Schale 31' ist im Querschnitt so profiliert, dass sie eine
nach außen weisende hintere Ausbuchtung 32' aufweist,
die über dem Niveau der übrigen Fläche
der hinteren äußeren Schale 31' liegt. Die
Dachhaut 20 erstreckt sich – in eine parallel
zur Dachhaut liegenden Ebene projiziert betrachtet – bis über
das hintere Ende der hinteren Ausbuchtung 32' hinweg nach
hinten, so dass der nach unten umgebogene hintere Rand 21' der
Dachhaut 20 hinter der hinteren Ausbuchtung 32' liegt.
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Zwischen
der Außenseite der hinteren Ausbuchtung 32' und
der Unterseite der Dachhaut 20 ist ein hinterer Spalt S3
gebildet, in dem an einer definierten Stelle eine hintere Masse
von Stützkleber SK2 eingebracht ist. Dieser Stützkleber
dient als Stütze für die Dachhaut 20 und
dichtet zugleich den hinteren Spalt S3 partiell ab, bietet also
einen zusätzlichen Schutz vor nach innenwirkenden Einflüsse, wie
Wasser oder Schmutz.
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In
vorwärtiger Richtung schließt an den hinteren
Querholm 3' ein flacher hinterer Stützrand 33' an,
der durch einen hinteren inneren Fortsatz 34' der hinteren
inneren Schale 30' und einen hinteren äußeren
Fortsatz 35' der hinteren äußeren Schale 31' gebildet
ist.
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Eine
hintere Leiste 5' erstreckt sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung über
einen Großteil der Breite der Dachhaut 20 und
stützt sich auf dem hinteren Stützrand 33' ab.
Die hintere Leiste 5' stimmt hinsichtlich des Materials,
aus dem sie hergestellt ist, und dem grundsätzlichen Aufbau
nach mit der vorderen Leiste 5 überein und wird
daher zur Vermeidung von bloßen Wiederholungen nicht im
Einzelnen beschrieben.
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Zur
Schaffung einer Klebeverbindung zwischen der Dachhaut 20 und
der hinteren Leiste 5' ist zwischen der Oberseite eines
hinteren Basissteges 52' der hinteren Leiste 5' und
der Unterseite der Dachhaut 20 eine hintere obere Masse
von Stützkleber F3 vorgesehen. Zur Schaffung einer Klebeverbindung
zwischen der Dachhaut 20 und dem hinteren Stützrand 33' ist
zwischen der Unterseite des hinteren Basissteges 52' und
der Oberseite des hinteren Stützrandes 33' eine
hintere untere Masse von Festigkeitskleber F4 vorgesehen.
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3 einen
vertikalen Schnitt quer zur Fahrzeuglängsrichtung im Bereich
einer Seitenscheibe durch das an der Fahrzeugkarosserie angebrachte Fahrzeugdach 2.
Das Fahrzeugdach 2 ist hinsichtlich einer vertikalen Mittelebene
symmetrisch ausgestaltet, weshalb hier nur die gemäß 3 linke
Seite beschrieben wird.
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Ein
seitlicher Randabschnitt 22 der Dachhaut ist U-förmig
abgewinkelt mit einem sich nach unten erstreckenden ersten Streifenschenkel 23,
der gebildet wird, indem die Dachhaut 20 um 90° nach unten
umgebogen wird, und einem kurzen, zurückgebogenen zweiten
Streifenschenkel 24, der annähernd parallel zur
Dachhaut 20 angeordnet ist.
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Ein
Längsholm 6 der Fahrzeugkarosserie ist in Schalenbauweise
aus einer unteren Schale 60 und einer oberen Schale 61 zusammengesetzt.
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In
seitlicher Richtung schließt einwärts an den Längsholm 6 ein
Tragrand 7 an, der durch einen unteren Fortsatz 64 der
unteren Schale 60 und einen oberen Fortsatz 65 der
oberen Schale 61 gebildet ist, und auf dem sich die Dachhaut 20 abstützt.
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Zwischen
dem ersten Streifenschenkel 23 und einer parallel zum ersten
Streifenschenkel angeordneten Wandung 62 der oberen Schale 61 ist
ein erster seitlicher Spalt S4 gebildet, der über seine
gesamte axiale Erstreckung durch ein Dichtprofil 4 abgedichtet
ist. Zwischen der Unterseite des zweiten Streifenschenkels 24 und
der Oberseite des Tragrandes 7 ist ein zweiter seitlicher
Spalt S5 gebildet, in den zur Schaffung einer Klebeverbindung zwischen der
Dachhaut 20 und dem Tragrand 7 eine seitliche Masse
von Klebstoff K2 eingebracht ist. Dabei kann auch eine geschlossene
Geometrie vorgesehen sein, beispielsweise durch einen (nicht dargestellten)
dritten Streifenschenkel, der sich parallel zum ersten Streifenschenkel 23 erstreckt.
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Im
Hohlraum des Längsholms 6 ist ein Rohr 8 des
Dachrahmens angeordnet, das über einen Halter 80 mit
der unteren Schale 60 verbunden ist.
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Für
die Produktion des Fahrzeugdaches ist es dabei vorteilhaft, nur
eine Art von Klebstoff zu verwenden. Dieser Stütz- oder
Scheibenkleber ist dann derart gewählt, das beim Aushärten
kein zu einer sichtbaren Verformung der Dachhaut 20 führendes Zusammenziehen
erfolgt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1153820
A2 [0002]
- - US 2006/0152043 A1 [0003]
- - DE 10138327 A1 [0004]