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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie, die eine Basiskarosseriestruktur und wenigstens eine über Fügebereiche mit der Basiskarosseriestruktur verklebte Teilstruktur umfasst.
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Aus der
US 5,915,781 ist eine solche Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, bei der die Fügebereiche als Klebespalt zwischen einer Basiskarosseriestruktur und eines Dachrahmens als Teilstruktur ausgeführt sind und mit Klebstoff verfüllt werden. Hierzu weisen die Fügebereiche an der Basiskarosseriestruktur als auch an der Teilstruktur korrespondierende Profilierungen auf, beispielsweise in der Art von Spundungen oder Schlitzen mit entsprechenden Zapfen. Die Profilierungen sind dabei so ausgeführt, dass die einander entsprechenden Flächen der Profilierungen nicht flächenbündig aneinander liegen, sondern ein Klebespalt dazwischen liegt, wobei die Spaltbreite über am Rand der Profilierungen anliegenden und als Passungen ausgebildeten Schultern oder Dichtmitteln bestimmt wird. Dieser derart gebildete Hohlraum wird nach dem Zusammenfügen über Injektionsbohrungen mit Klebstoff verfüllt.
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Der Nachteil einer solchen Verbindungstechnik liegt einmal in dem hohen Aufwand zur Herstellung der Profilierungen und zum anderen in der schwierigen Positionierung der zusammenzufügenden Teile in Fügerichtung, da durch die Verwendung von Dichtungen oder Passungen eine exakte Positionierung nur mit Hilfsmitteln möglich ist.
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Die
WO 2006/0997648 A2 beschreibt ebenfalls eine Klebeverbindung, mit der Karosseriesäulenabschnitte von Karosserieteilen miteinander verklebt werden. Hierzu sind die Stirnseiten der Karosseriesäulenabschnitte als Hohlprofile derart ausgebildet, dass diese teleskopartig ineinander geschoben werden können. In Längsrichtung der Profile, die der z-Richtung entspricht, sind Anschläge vorgesehen, die den Abstand der zu verbindenden Teile bestimmen. Das aufnehmende Profil ist mit Kleber gefüllt und in x- und y-Richtung derart ausgeführt, dass ein gewisses Spiel zwischen den zu verbindenden Teilen als Toleranzausgleich entsteht.
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Mit dieser Art von Klebeverbindung wird wohl die Anforderung an die statische und dynamische Stabilität der Karosserie erfüllt, jedoch sind die vorgeschlagenen Hohlprofile sehr aufwendig und damit teuer in ihrer Herstellung.
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Aus der
DE 198 33 395 A1 ist eine Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, deren Teile ausschließlich mechanisch, beispielweise mittels Schweißen miteinander verbunden werden. Hierzu weisen die Fügeflächen der zusammenzufügenden Karosserieteile korrespondierende Profilierungen auf, die im montierten Zustand formschlüssig ineinander greifen. Ein Toleranzausgleich in einer der Raumrichtung ist hierbei jedoch nicht möglich.
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Der Vollständigkeit halber wird auf die
DE 102 52 151 A1 und die
WO 02/064 416 A1 verwiesen, die ein Verfahren zum Verkleben von zwei Karosseriebauteilen eines Fahrzeugs beschreiben.
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Bei dem Verfahren gemäß der
DE 102 52 151 A1 werden zwei einen hutförmigen Querschnitt aufweisende Bauteile mit ihren Krempen aufeinandergelegt, so dass sich zwischen diesen ein Klebespalt bilden kann, der mit Klebstoff verfüllt wird.
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Die
WO 02/064 416 A1 beschreibt einen Kofferaufbau für ein als Pickup bezeichnetes Nutzfahrzeug, der aus mehreren, aus einem Kunststoffwerkstoff hergestellten und miteinander verklebten Teilen besteht. Zur Herstellung der Klebeverbindung weisen diese Teile Überlappungsabschnitte mit Abstandselementen auf, so dass die Teile im Bereich der Überlappungsabschnitte über die Abstandselemente flächig aneinander liegen und außerhalb dieser Abstandselemente einen vorgegebenen Klebespalt bilden. Aufgabe der Erfindung ist es, die Verbindung zwischen einer Basiskarosseriestruktur und einem Dachrahmen als Teilstruktur derart zu gestalten, dass sie genügend Stabilität unter allen Betriebsbedingungen aufweist, beim Montieren einen Toleranzausgleich ermöglicht und mit einfachen Mitteln und damit kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kraftfahrzeugkarosserie gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
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Die erfindungsgemäße Verbindungstechnik besteht sowohl in einer mechanischen Anbindung eines Dachrahmens als Teilstruktur an eine Basiskarosseriestruktur, als auch in einer Klebeverbindung zwischen diesen Teilen. Die mechanische Anbindung lässt in einer Richtung, beispielsweise in z-Richtung, eine exakte Lagepositionierung der beiden zusammenzufügenden Karosserieteile bei gleichzeitigem Toleranzausgleich in der x-y-Ebene zu. Die Realisierung ist sehr einfach und damit auch kostengünstig, da die Auflageflächen im Wesentlichen eben sind und der Klebstoff vor der Montage auf die den Klebespalt bildenden Fügeflächen in üblicher Weise als Kleberaupe aufgebracht werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn zur genaueren Positionierung der Teilstruktur zur Basiskarosseriestruktur zwischen den aneinander liegenden Auflageflächen Distanzscheiben angeordnet werden. Damit können an verschiedenen Fügebereichen zum Toleranzausgleich eine unterschiedliche Anzahl von Distanzscheiben eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass auch verschiedene Teilstrukturen angebaut werden können, die sich darin unterschieden, dass sie gegenüber der Basiskarosseriestruktur unterschiedlich positioniert werden müssen. Dies kann dazu führen, dass bei einer Teilstruktur nur eine Distanzscheibe erforderlich ist, jedoch bei einer anderen Teilstruktur zwei solcher Distanzscheiben erforderlich sind. Das hat lediglich zur Folge, dass der Klebespalt geringfügig größer wird, was jedoch nicht nachteilig ist.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass zur genaueren Positionierung der Teilstruktur zur Basiskarosseriestruktur die Auflageflächen mechanisch bearbeitbar ausgebildet sind. So ist beispielsweise eine der Auflageflächen mit einer sogenannten Bearbeitungszugabe versehen, so dass vor Montage einer Teilstruktur diese Auflagefläche mechanisch abgetragen werden kann, falls dies erforderlich ist. Dies bietet den Vorteil, dass die Auflagefläche an aktuell gegebene Toleranzen bei der Montage angepasst werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie bestehend aus einer Basiskarosseriestruktur und einem Dachrahmen als Teilstruktur,
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2 eine vergrößerte Detailansicht eines Fügebereichs zwischen dem Dachrahmen und der Basiskarosseriestruktur der Kraftfahrzeugkarosserie nach 1,
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3 eine vergrößerte Detailansicht des Fügebereichs nach 2,
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4 eine Darstellung einer alternativen Ausführung des Fügebereichs nach 3, und
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5 eine Darstellung einer weiteren alternative Ausführung des Fügebereichs nach 3.
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Die Kraftfahrzeugkarosserie nach 1 besteht aus einer Basiskarosseriestruktur 1 und einem Dachrahmen 2 als Teilstruktur 2. Die Basiskarosseriestruktur 1 besteht aus einem Karosserieboden einschließlich Quer- und Längsträgern mit Hinterachs- und Vorderachsaufnahme, Motorträger, eine Vorderquerwand zwischen Motor- und Fahrzeuginnenraum sowie A- und B-Säule bis zur Bordkante. Schematisch ist ein Fügebereich 3 zwischen einer A-Säule 4 bis Bordkante und einem A-Säulenabschnitt 5 des Dachrahmens 3 angedeutet, dessen Aufbau in den nachfolgenden Figuren beschrieben und erläutert wird.
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2 zeigt diesen Fügebereich 3 zwischen der A-Säule 4 bis Bordkante und dem A-Säulen-Abschnitt 5 des Dachrahmens 2, der in 3 vergrößert dargestellt ist. An zwei Positionen der A-Säule 4 und des A-Säulenabschnittes 5 sind jeweils Auflageflächen 6 und 7 bzw. 8 und 9 an die Fügebereiche angeformt. Sowohl die Auflageflächen 6 und 8 an der A-Säule 4 als auch die Anlageflächen 7 und 9 an dem A-Säulen-Abschnitt 5 sind annähernd senkrecht zur z-Achse und parallel zueinander ausgerichtet. Im Fügebereich sind die A-Säule 4 und der A-Säulen-Abschnitt 5 so geformt, dass ein Klebespalt 10 zwischen diesen Teilen entsteht, wenn die Auflageflächen 6 und 7 bzw. 8 und 9 flächenbündig aufeinander liegen.
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Für die Montage erfolgt damit über diese Auflageflächen 6 und 7 bzw. 8 und 9 in z-Richtung eine mechanische Anbindung mit einer exakten Positionierung des Dachrahmens 2 in dieser z-Richtung gegenüber der Basiskarosseriestruktur 1. Gleichzeitig erfolgt in der x-y-Ebene ein Toleranzausgleich, da die Auflageflächen 6 und 7 bzw. 8 und 9 gegeneinander verschiebbar sind und auch sonst kein entsprechender Anschlag in x- oder y-Richtung vorgesehen ist.
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Vor dem Zusammenfügen des Dachrahmens 2 mit der Basiskarosseriestruktur 1 wird auf einem der beiden Teile in deren Fügebereich außerhalb der Auflageflächen 6 und 8 bzw. 7 und 9 Klebstoff als Kleberaupe aufgebracht, anschließend der Dachrahmen 2 in z-Richtung positioniert bzw. in der x-y-Ebene ausgerichtet und an den Auflageflächen 6 und 7 bzw. 8 und 9 mechanisch, beispielsweise durch Schweißen verbunden. Zusätzlich wird über die Klebespalten 10 die A-Säule 4 mit dem A-Säulenabschnitt 5 verklebt. In dieser Weise wird der Dachrahmen 2 über die beiden A-Säulen und die beiden B-Säulen mit der Basiskarosseriestruktur 1 verbunden.
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Wenn die Auflageflächen 6 und 7 bzw. 8 und 9 keine definierten Flächen zur exakten Positionierung der Dachrahmens 2 in z-Richtung darstellen, zeigt 4, wie dies mittels Distanzscheiben 11 dennoch möglich ist. Mit einer oder mehreren solchen Distanzscheiben, die zwischen den Auflageflächen 6 und 7 angeordnet werden, ist eine genaue Positionierung des Dachrahmens 2 gegenüber der Basiskarosseriestruktur 1 möglich. Diese Distanzscheiben 11 können beispielsweise mittels einer Niet- oder Schraubverbindung auf der Auflagefläche 6 oder 7 befestigt werden.
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Diese Distanzscheiben 11 können auch als Toleranzausgleich eingesetzt werden, wenn beispielsweise in 3 die beiden Auflageflächen 8 und 9 aufgrund ungünstiger Toleranzkonstellationen nicht flächenbündig aufeinander liegen.
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5 zeigt eine weitere Möglichkeit eine exakte Positionierung der Dachrahmens 2 in z-Richtung sicherzustellen, wenn die Auflageflächen 6 und 7 bzw. 8 und 9 keine definierten Flächen darstellen. Gemäß 5 ist hierzu die Auflagefläche 6 an der A-Säule 4 als kegelstumpfförmiger Fortsatz 12 ausildet und stellt damit eine Bearbeitungszugabe dar, d. h. diese Auflagefläche 6 kann mechanisch bearbeitet, also beispielsweise abgetragen werden, bis die richtige Positionierung möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Basiskarosseriestruktur
- 2
- Dachrahmen
- 3
- Fügebereich
- 4
- A-Säule der Basiskarosseriestruktur 1
- 5
- A-Säulenabschnitt des Dachrahmens 2
- 6
- Auflagefläche auf der A-Säule 4
- 7
- Auflagefläche auf dem A-Säulenabschnitt 5
- 8
- Auflagefläche auf der A-Säule 4
- 9
- Auflagefläche auf dem A-Säulenabschnitt 5
- 10
- Klebespalt
- 11
- Distanzscheiben
- 12
- kegelstumpfförmiger Fortsatz auf der A-Säule 4
