DE102009016682A1

DE102009016682A1 - Dachluken-Rahmenmodul zum Verstärken eines Kraftfahrzeugdachs

Info

Publication number: DE102009016682A1
Application number: DE102009016682A
Authority: DE
Inventors: Lawrence Anderson Pinckney Queener; James Wayne Temperance Lowe; Hikmat F. Bloomfield Hills Mahmood; Jason Scott Commerce Balzer; Ramakrishna P. Canton Koganti
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2010-02-04
Also published as: CN201484501U; US20100026054A1; US7914072B2

Abstract

Dachluken-Rahmenmodul zum Verstärken eines Kraftfahrzeugdaches, wobei das Dachluken-Rahmenmodul so bemessen ist, dass es sich zwischen den seitwärts mit Abstand voneinander angeordneten Dachseitenschienen einer Kraftfahrzeug-Dachrahmenstruktur erstreckt, und mit den gegenüberliegenden Dachseitenschienen verschweißt ist, so dass es in die Dachrahmenstruktur integriert ist. Im Ergebnis dient die Dachrahmenanordnung als ein Lastpfadelement zum Verstärken der Kraftfahrzeugdachstruktur. Das integrierte Dachluken-Rahmenmodul wird Überrollkräfte aufnehmen und die Festigkeit der Dachstruktur des Kraftfahrzeugs erhöhen. Das Dachluken-Rahmenmodul weist ein U-förmiges Dachpaneel auf, das an die gegenüberliegenden Dachseitenschienen geschweißt ist und das ein verstärkendes Querelement bereitstellt, das vor der Dachlukenöffnung angeordnet ist. Ein zweites Querelement, das hinter der Dachlukenöffnung angeordnet ist, erhöht die Steifigkeit des verstärkenden Dachluken-Rahmenmoduls.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dachstruktur eines Kraftfahrzeugs, und insbesondere ein Dachluken-Rahmenmodul, das in die Dachrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugs integriert werden kann zum Verstärken des Kraftfahrzeugdachs, so dass dieses Überrollbedingungen standhält bzw. widersteht.
Die Dachrahmenstruktur eines Kraftfahrzeugdaches weist im Allgemeinen ein Paar von Dachseitenschienen auf, die sich jeweils entlang der quer mit Abstand voneinander angeordneten Seiten des Daches erstrecken, wobei sich eine Rahmenstruktur, wie beispielsweise Kopfteile und Dachbögen, quer zwischen den Dachseitenschienen erstreckt bzw. spannt, so dass sie die Dachstruktur stützt. Die Dachseitenschienen sind mit vertikalen Rahmenelementen der Fahrzeugkarosserie verbunden, die üblicherweise als Säulen bezeichnet werden, wie beispielsweise die A-Säule an der Vorderseite der Fahrzeugfahrgastzelle und die B-Säule, welche in Abhängigkeit von der Konfiguration des Fahrzeugs und der Anzahl von Türen in der Fahrgastzelle sowie der Art und Weise, in welcher diese montiert sind, in der Mitte oder an der Hinterseite der Fahrgastzelle sein kann.
Die Dachrahmenstruktur kann Abstützung für ein Dachlukenmodul bereitstellen, das üblicherweise in die Dachstruktur eingesetzt ist und das mittels üblicher Einrichtungen, einschließlich Falzen, Klebemitteln und Schrauben, an den Dachkopfteilen oder den Dachbögen angebracht ist. Derzeitige Dachlukenmodule werden eine Kombination von Falzen oder Schrauben mit Klebemitteln nutzen zum Verbinden des Dachlukenmoduls mit dem Dachpaneel, wobei Klebemittel für einen sekundären bzw. zweiten Verbindungsprozess zwischen dem Dachpaneel und dem Dachlukenpaneel verwendet wird. Solch übliche Dachlukenstruktur stellt im Fall eines Überrollereignisses keine Abstützung oder Verstärkung für die Dachstruktur bereit, da das Dachlukenmodul nicht dafür vorgesehen ist, irgendeine strukturelle Crash-Funktion bereitzustellen. Derzeitige Richtlinien für Widerstandskräfte bei Überrollereignissen werden schwieriger zu erfüllen. Demgemäß muss, um diese Anforderungen zu erfüllen, die Festigkeit der Dachstruktur erhöht werden.
Ein Beispiel für Dachlukenmodule vom Einsetztyp ist in dem US-Patent Nr. 6,431,644 gezeigt, das für Youji Nagashima et al. am 13. August 2002 erteilt wurde, wobei ein Paar von seitwärts mit Abstand voneinander angeordneten Führungsschienen Abstützung für das sich bewegende Paneel bereitstellt, welches die Dachlukenöffnung öffnet und schließt. In dem US-Patent Nr. 6,786,538 , das am 7. September 2004 für Daniel Turk et al. erteilt wurde, ist die Dachstruktur um die Dachluke herum durch eine Stützdachstruktur verstärkt, die unterhalb des oberen Dachpaneels installiert ist zum Verstärken des oberen Dachabschnitts. Die Stützdachstruktur gemäß dem Turk-Patent ist mit einer Dachluke ausgerüstet und weist Seitenschienen auf, die sich entlang der Seitenränder des Dachlukenpaneels erstrecken zum Befestigen an der Paneeleinfassung. Die Dachlukenstruktur gemäß dem US-Patent Nr. 6,846,040 , das am 25. Januar 2005 für Martin De Waal erteilt wurde, verwendet eine Verstärkungsschicht, die an dem Dachrahmen angebracht ist, zum Erhöhen der Stabilität des Fahrzeugdaches. Stützrohre sind an dem Dachrahmen angebracht zum Verbinden des Dachrahmens mit dem Seitenelement.
Bei keinem dieser Verweise auf den Stand der Technik wird das Dachlukenmodul dazu verwendet, beim Standhalten gegen die Niederdrückkräfte, die der Dachstruktur während eines Überrollereignisses beaufschlagt werden, behilflich zu sein. Demgemäß wäre es wünschenswert, ein Dachlukenmodul bereitzustellen, das an der Dachrahmenstruktur angebracht werden kann, so dass die Festigkeit des Fahrzeugdaches erhöht ist, und das als eine Verstärkung für die Dachstruktur dient bzw. fungiert.
Es ist ein Ziel der Erfindung, die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, indem ein Dachluken-Rahmenmodul bereitgestellt wird, das sich in die Dachrahmenstruktur integriert, so dass die Dachfestigkeit zum Standhalten gegen Überrollkräfte erhöht wird.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Dachluken-Rahmenmodul bereitzustellen, das die Dachstruktur eines Kraftfahrzeugs verstärkt.
Ein Merkmal der Erfindung ist es, dass das Dachluken-Rahmenmodul sich zwischen den Dachseitenschienen erstreckt bzw. spannt.
Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass das Dachluken-Rahmenmodul die Dachfestigkeit bezüglich Überrollereignissen verbessert.
Ein anderer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Dachlukenanordnung in die Dachrahmenstruktur integriert ist, so dass ein Lastübertragungspfad zu dem Dachluken-Rahmenmodul hin bereitgestellt wird.
Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, dass das Dachluken-Rahmenmodul als ein Lastpfadelement fungiert.
Noch ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, dass das Dachluken-Rahmenmodul an die Dachseitenschienen geschweißt ist, so dass die Dachlukenanordnung in die Dachrahmenstruktur integriert ist.
Noch ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Dachluken-Rahmenmodul bereitzustellen, das in die Dachrahmenstruktur integrierbar ist und das in seiner Konstruktion widerstandfähig, kostengünstig herzustellen, wartungsfrei, leicht zu montieren und einfach und effektiv zu verwenden ist.
Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile werden erfindungsgemäß erreicht, indem ein Dachluken-Rahmenmodul bereitgestellt ist, das so bemessen ist, dass es sich zwischen den seitwärts mit Abstand voneinander angeordneten Dachseitenschienen einer Kraftfahrzeug-Dachrahmenstruktur erstreckt bzw. spannt, und das an die einander gegenüberliegenden Dachseitenschienen geschweißt ist, so dass es in die Dachrahmenstruktur integriert ist. Im Ergebnis fungiert die Dachlukenanordnung als ein Lastpfadelement zum Verstärken der Kraftfahrzeugdachstruktur. Die integrierte Dachlukenanordnung wird Überrollkräfte aufnehmen und die Festigkeit der Dachstruktur eines Kraftfahrzeugs erhöhen. Das Dachluken-Rahmenmodul weist ein U-förmiges Dachpaneel auf, das an die einander gegenüberliegenden Dachseitenschienen geschweißt ist und das ein verstärkendes Querelement bereitstellt, welches vor bzw. frontwärts der Dachlukenöffnung angeordnet ist. Ein zweites Querelement, das hinter bzw. heckwärts der Dachlukenöffnung angeordnet ist, erhöht die Steifigkeit des verstärkenden Dachluken-Rahmenmoduls.
Gemäß der Erfindung wird unter Dachluke jedes mittels eines betätigbaren Dachlukenpaneels öffnungsfähige Fahrzeugdach verstanden, wie z. B. ein Schiebedach, ein Ausstelldach, ein Schiebeausstelldach usw.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dachlukenanordnung in Form eines transparenten Schiebe- und/oder Ausstelldaches ausgebildet, so dass das Dachluken-Rahmenmodul als Schiebe-und/oder-Ausstelldach-Rahmenmodul ausgebildet ist und die Dachluken-Seitenpaneele als Schiebe- und/oder-Ausstelldach-Seitenpaneele ausgebildet sind.
Die Vorteile der Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden detaillierten Offenbarung der Erfindung ersichtlich, insbesondere wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Figuren gesehen wird, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht eines die Prinzipien der Erfindung inkorporierenden Dachluken-Rahmenmoduls zeigt,
2 eine Draufsicht der Kraftfahrzeugdachstruktur mit dem Dachluken-Rahmenmodul in die Dachrahmenstruktur integriert zeigt,
3 eine Teil-Querschnittansicht der integrierten Dachlukenanordnung zeigt, in der die Integration des primären Dachlukenpaneels in die Dachseitenschienen dargestellt ist, und
4 ein typisches Dachluken-Rahmenmodul aus dem Stand der Technik zeigt, welches in einer Kraftfahrzeugdachstruktur installiert ist.
Bezugnehmend auf die 1 bis 3 ist ein die Prinzipien der Erfindung inkorporierendes Dachluken-Rahmenmodul am besten ersichtlich. Das typische Dachlukenmodul aus dem Stand der Technik, welches in einem Kraftfahrzeugdach installiert ist, ist in 4 ersichtlich. Dieses typische Dachlukenmodul 30 aus dem Stand der Technik ist einfach in die Dachstruktur 40 eingesetzt, so dass eine Dachlukenöffnung 31 in der Dachstruktur 40 definiert ist. Die Betriebskomponenten 35 zum Antreiben und Führen der Bewegung des Dachlukenelements 32 sind in üblicher Weise unter dem Dachelement 42 abgestützt. Die Umfangsränder des Dachlukenmoduls 30 sind gefalzt oder mittels Klebemitteln mit dem Dachelement 42 verbunden. Dieses typische Dachlukenmodul 30 aus dem Stand der Technik stellt keine Verstärkung für die Dachstruktur 40 bereit und vermindert die Dachfestigkeit bezüglich des Widerstandes gegen ein Zusammenfallen der Dachstruktur 40 bei einem Überrollereignis. Das die Prinzipien der Erfindung inkorporierende Dachluken-Rahmenmodul 10, welches hier als Schiebedach-Rahmenmodul ausgebildet ist, überwindet diese Nachteile des Dachlukenmoduls 30 aus dem Stand der Technik, indem ein Dachluken-Rahmenmodul 10 bereitgestellt wird, das die Dachstruktur 40 verstärken und das die Festigkeit der Dachstruktur 40 bezüglich des Standhaltens gegen Überrollkräfte erhöhen wird.
Wie am besten in den 1 und 2 ersichtlich, ist das Dachluken-Rahmenmodul 10 in einer U-förmig-Konfiguration ausgebildet, die an ihren einander gegenüberliegenden seitlichen Seiten Dachluken-Seitenpaneele 12 (in Form von Schiebedach-Seitenpaneelen) und ein einen Buchtabschnitt bzw. Stegabschnitt der U-förmig-Konfiguration des Dachluken-Rahmenmoduls 10 bildendes integrales vorderes bzw. frontwärtiges Querelement 13 aufweist. Bevorzugt werden die Dachluken-Seitenpaneele 12 und das vordere Querelement 13 in einer Profiliert-und-Gerippt-Konfiguration ausgebildet sein, so dass die Festigkeit der Dachluken-Seitenpaneele 12 und des vorderen Querelements 13 erhöht ist. Ein zweites Querelement 14 erstreckt sich zwischen den beiden einander seitwärts gegenüberliegenden Dachluken-Seitenpaneelen 12, so dass das zweite Querelement 14 mit dem vorderen Querelement 13 und den vorderen bzw. frontwärtigen Abschnitten der Dachluken-Seitenpanelle 12 die Dachlukenöffnung 15 (hier in Form einer Schiebedachöffnung) definiert. Wie bei dem Dachlukenmodul 30 aus dem Stand der Technik, sind die Betriebskomponenten 19 zum Antreiben und Führen der Bewegung des Dachlukenelements 16, welches hier als Schiebedachelement und insbesondere als transparentes Schiebedachelement ausgebildet ist, in üblicher Weise ausgebildet und in üblicher Weise unterhalb des Dachelementes 42 des Fahrzeugs abgestützt.
Wie am besten in den 2 und 3 ersichtlich, sind die Dachluken-Seitenpaneele 12 mit den korrespondierenden, gegenüberliegenden Dachseitenschienen 22 verbunden, die einen Teil einer Kraftfahrzeug-Dachrahmenstruktur 20 bilden. Bevorzugt wird jede Dachseitenschiene 22 mit einer profilierten Montagefläche 23 ausgebildet sein, die mit dem korrespondierenden Dachluken-Seitenpaneel 12 zusammenpassen wird, so dass das Dachluken-Seitenpaneel 12 an der Dachseitenschiene 22 befestigt und integral damit ausgebildet bzw. darin integriert werden kann. Bevorzugt ist das jeweilige Dachluken-Seitenpaneel 12 beispielsweise mittels Laserschweißens mit der Montagefläche 23 der jeweiligen Dachseitenschiene 22 verschweißt, so dass das Dachluken-Seitenpaneel 12 vollständig bzw. ganzheitlich daran gesichert bzw. befestigt ist. Alternativ oder sogar zusätzlich zum Laserschweißen kann das Dachluken-Seitenpaneel 12 mittels Klebemitteln an der Dachseitenschiene 22 befestigt werden. Zusätzlich kann das vordere bzw. frontwärtige Querelement 13 mit dem vorderen Kopfteil (nicht gezeigt) der Dachrahmenstruktur 20 verschweißt und integral damit ausgebildet werden. Zusätzlich dazu, dass das heckwärtige zweite Querelement 14 die Dachlukenöffnung 15 definiert, dient das zweite Querelement 14 dazu, die seitwärts mit Abstand voneinander angeordneten Dachlukenpaneele 12 in korrektem Abstand voneinander zu halten, insbesondere wenn das Fahrzeug einem Überrollereignis ausgesetzt ist. Das Dachluken-Rahmenmodul 10 dient zusätzlich zu den normalen Querbögen und dem vorderen und dem hinteren Kopfteil (nicht gezeigt) zum Verstärken der Dachrahmenstruktur 20. Das Dachluken-Rahmenmodul 10 wird fertiggestellt durch das Vorsehen bzw. Anbringen geeigneter Einfassungselemente (trim members) 18.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6431644 [0004]
- US 6786538 [0004]
- US 6846040 [0004]

Claims

Kraftfahrzeug mit einer Dachrahmenstruktur (20), die ein Paar von seitwärts mit Abstand voneinander angeordneten Dachseitenschienenelementen (22) und ein sich quer erstreckendes Kopfteil aufweist, das die Dachseitenschienenelemente (22) miteinander verbindet, wobei das Kraftfahrzeug aufweist: ein Dachluken-Rahmenmodul (10), das ein Paar von quer mit Abstand voneinander angeordneten Dachluken-Seitenpaneelen (12) und ein vorderes Querelement (13) aufweist, das sich zwischen den Dachluken-Seitenpaneelen (12) erstreckt, wobei jedes der Dachluken-Seitenpaneele (12) an einem korrespondierenden Dachseitenschienenelement (22) befestigt ist, so dass es in die Dachrahmenstruktur (20) integriert ist, wobei das Dachluken-Rahmenmodul (10) eine Dachlukenöffnung (15) definiert.
Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei das Dachluken-Rahmenmodul (10) ein zweites Querelement (14) aufweist, das mit Abstand hinter dem vorderen Querelement (13) angeordnet ist, so dass die Dachlukenöffnung (15) zwischen dem vorderen Querelement (13) und dem zweiten Querelement (14) sowie zwischen den quer gegenüberliegenden Dachluken-Seitenrahmenelementen (12) definiert ist.
Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei die Dachluken-Seitenpaneele (12) und das vordere Querelement (13) in einer Gerippt-Konfiguration ausgebildet sind.
Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei jedes der Dachseitenschienenelemente (22) mit einer profilierten Montagefläche (23) ausgebildet ist zum Aufnehmen der Dachluken-Seitenpaneele (12) zur integralen Ausbildung damit.
Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei die Dachluken-Seitenpaneele (12) mit den Dachseitenschienenelementen (22) verschweißt sind.
Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei die Dachluken-Seitenpaneele (12) mittels Klebemitteln an den Dachseitenschienenelementen (22) befestigt sind.
Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei das vordere Querelement (13) mit dem sich quer erstreckenden Kopfteil verschweißt ist.
Dachluken-Rahmenmodul (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Dachrahmenstruktur (20), die ein Paar von quer mit Abstand voneinander angeordneten Dachseitenschienenelementen (22) und ein vorderes Kopfteil aufweist, das die Dachseitenschienenelemente (22) miteinander verbindet, aufweisend: ein Paar von sich längs erstreckenden Dachluken-Seitenpaneelen (12), die jeweils an den Dachseitenschienenelementen (22) befestigt sind, so dass sie in die Dachrahmenstruktur (20) integriert sind, und ein vorderes Querelement (13), das vordere Enden der Dachluken-Seitenpaneele (12) miteinander verbindet, so dass eine U-förmig-Dachluken-Rahmenmodul-Konfiguration gebildet ist.
Dachluken-Rahmenmodul (10) gemäß Anspruch 8, wobei das vordere Querelement (13) an dem vorderen Kopfteil der Dachrahmenstruktur (20) befestigt ist, so dass es integral damit ausgebildet ist.
Dachluken-Rahmenmodul (10) gemäß Anspruch 9, wobei die Dachluken-Seitenpaneele (12) mit den Dachseitenschienenelementen (22) verschweißt sind und das vordere Querelement (13) mit dem vorderen Kopfteil verschweißt ist, so dass die Dachluken-Seitenpaneele (12) jeweils integral mit dem jeweils zugeordneten Dachseitenschienenelement (22) ausgebildet sind und das vordere Querelement (13) integral mit dem vorderen Kopfteil ausgebildet ist.
Dachluken-Rahmenmodul (10) gemäß Anspruch 10, wobei jedes der Dachseitenschienenelemente (22) geformt ist zum Aufnehmen der Dachluken-Seitenpaneele (12) zur Integration dieser in die Dachrahmenstruktur (20).
Dachluken-Rahmenmodul (10) gemäß Anspruch 11, wobei die Dachluken-Seitenpaneele (12) und das vordere Querelement (13) in einer Gerippt-Konfiguration ausgebildet sind.
Dachrahmenstruktur (20) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: ein Paar von sich im Wesentlichen längs erstreckenden, quer mit Abstand voneinander angeordneten Dachseitenschienenelementen (22), ein vorderes Kopfteil, das sich zwischen vorderen Abschnitten der Dachseitenschienenelemente (22) erstreckt, ein Dachluken-Rahmenmodul (10), das sich hinter dem vorderen Kopfteil zwischen den Dachseitenschienenelementen (22) erstreckt, wobei das Dachluken-Rahmenmodul (10) ein Paar von quer mit Abstand voneinander angeordneten Dachluken-Seitenpaneelen (12) und ein integrales vorderes Querelement (13) aufweist, und wobei die Dachluken-Seitenpaneele (12) an den korrespondieren Dachseitenschienenelementen (22) befestigt sind.
Dachrahmenstruktur (20) gemäß Anspruch 13, wobei das vordere Querelement (13) vordere Enden der Dachluken-Seitenpaneele (12) miteinander verbindet, so dass eine U-förmig-Konfiguration gebildet ist.
Dachrahmenstruktur (20) gemäß Anspruch 14, wobei das vordere Querelement (13) an dem vorderen Kopfteil befestigt ist.
Dachrahmenstruktur (20) gemäß Anspruch 15, wobei jedes der Dachseitenschienenelemente (22) geformt ist zum Aufnehmen der Dachluken-Seitenpaneele (12) zur Integration dieser in die Dachrahmenstruktur (20).
Dachrahmenstruktur (20) gemäß Anspruch 16, wobei die Dachluken-Seitenpaneele (12) mit den Dachseitenschienenelementen (22) verschweißt sind und das vordere Querelement (13) mit dem vorderen Kopfteil verschweißt ist, so dass die Dachluken-Seitenpaneele (12) jeweils integral mit dem jeweils zugeordneten Dachseitenschienenelement (22) ausgebildet sind und das vordere Querelement (13) integral mit dem vorderen Kopfteil ausgebildet ist.
Dachrahmenstruktur (20) gemäß Anspruch 17, wobei die Dachluken-Seitenpaneele (12) und das vordere Querelement (13) in einer Gerippt-Konfiguration ausgebildet sind.
Dachrahmenstruktur (20) gemäß Anspruch 16, wobei die Dachluken-Seitenpaneele (12) mittels Klebemitteln an den Dachseitenschienenelementen (22) befestigt sind.