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Die Erfindung betrifft ein Dach für einen Personenkraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Bei Personenkraftwagen mit Flügeltüren weist das Dach zumindest zwei seitliche Türöffnungen auf, so dass die aus konventionellen Dächern bekannte Versteifung des Daches durch seitliche Längsträger nicht möglich ist. Die Torsions- und Biegesteifigkeit des Daches muss daher durch andere Maßnahmen sichergestellt werden. Aus der
DE 102 55 999 A1 ist es bekannt, in der Dachmitte verlaufende Dachlängsträger zwischen einem vorderen und einem hinteren Dachquerträger anzuordnen. Solche Dachlängsträger entsprechen üblichen Dachspriegeln, verlaufen jedoch in Längsrichtung statt in Querrichtung. Beim Einsatz eines derartigen Dachlängsträgers für einen Personenkraftwagen mit Flügeltüren kann jedoch nachteiligerweise der Verlust der seitlich angeordneten Dachlängsträger nur teilweise kompensiert werden, so dass das Dach keine hinreichende Biege- und Torsionssteifigkeit aufweist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Dach für einen Personenkraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiterzuentwickeln, dass die Steifigkeit des Daches verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Dach mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ein solches Dach für einen Personenkraftwagen weist wenigstens einen Längsträger auf, welcher sich zwischen einem vorderen Querträger und einem hinteren Querträger in einem Mittenbereich des Dachs erstreckt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Längsträger im Randbereich einer korrespondierenden Türöffnung verläuft, welche seitlich aus dem Dach ausgespart ist. Mit anderen Worten ist der Längsträger so breit ausgebildet, dass er sich vom Mittenbereich des Daches bis zum Randbereich der korrespondierenden Türöffnung erstreckt. Durch diese große Erstreckung in Fahrzeugquerrichtung kann der Längsträger eine Schubfeldfunktion übernehmen, um so eine besonders gute Biege- und Torsionssteifigkeit zu erzielen.
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Bevorzugt ist der Längsträger im Randbereich einer jeweils korrespondierenden Türöffnung einer linken bzw. rechten Seitentür des Personenkraftwagens angeordnet, wobei diese Türöffnungen jeweils seitlich aus dem Dach ausgespart sind. Mit anderen Worten erstreckt sich der Längsträger über die gesamte zur Verfügung stehende Breite des Daches zwischen den beiden Türöffnungen. Durch die maximale Ausnutzung der Dachbreite wird eine besonders gute Versteifungsfunktion erzielt.
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Der Längsträger ist vorzugsweise als einstückiges Gussbauteil ausgebildet. Hierdurch kann ein besonders festes Dach geschaffen werden.
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Bevorzugt umfasst der Längsträger zumindest zwei Längsstreben, welche über wenigstens eine Querstrebe verbunden sind. Hierdurch können sowohl Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung als auch in Fahrzeugquerrichtung besonders gut abgestützt werden. Es ist dabei besonders zweckmäßig, die beiden Längsstreben alternativ oder zusätzlich hierzu über zwei sich überkreuzende Querstreben zu verbinden. Dies verbessert insbesondere die Biegesteifigkeit des Daches.
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Der Längsträger kann vorteilhafterweise noch Zusatzfunktionen übernehmen. Insbesondere können Scharniere und/oder Gasfedern für die Flügeltüren an dem Längsträger angebunden werden. Aufgrund der hohen Steifigkeit des Längsträgers selbst werden beim Öffnen bzw. Schließen der Türen eingeleitete Kräfte besonders gut abgestützt, so dass es auch bei diesem Vorgang nicht zu Biegungen oder Verwindungen des Daches kommen kann.
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Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Daches,
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2 eine Darstellung der Fügefolge zum Herstellen eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Daches,
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3 Dach gemäß 1 im montierten Zustand,
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4 das Dach gemäß 1 im montierten Zustand mit zusätzlichen Anbauteilen zur Türmontage,
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5 eine Detailansicht eines Längsträgers eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Daches mit montierten Flügeltüren von der Fahrzeuginnenseite betrachtet,
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6 und 7 Detailansichten der Versteifungsstrukturen an dem Längsträger gemäß 5 und
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8A und 8B Detailansichten des Montageschritts zur Montage einer Innenbeplankung an ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Daches.
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Ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Dach für einen Kraftwagen ist in 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Es umfasst einen Längsträger 12, der als Aluminiumgussbauteil ausgebildet ist. Mit dem Längsträger 12 wird ein Außenbeplankungsteil 14 aus Aluminiumblech verbunden. Dieses weist zwei Türöffnungen 16, 18 auf. Der Längsträger wird hierbei in einem Mittenbereich 20 der Außenbeplankung 14 montiert und erstreckt sich zwischen den Randbereichen 22 der Türöffnungen 16 und 18. Das Dach umfasst weiterhin einen vorderen Querträger 24 sowie einen hinteren Querträger 26, welche beide ebenfalls aus Aluminiumblech ausgebildet sind. Zur Fahrgastzelle hin schließt sich ein Innenbeplankungsteil 28 an. Seitlich sind schließlich noch Regenrinnen 30 vorgesehen.
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2 zeigt einzelne Schritte der Herstellung des Daches gemäß 1. Zunächst wird das Innenbeplankungsteil 28 mit dem Längsträger 12 verbunden. An diesen Verbund werden anschließend die Querträger 24 und 26 montiert. Die Montage des Außenbeplankungsteils 14 sowie die nicht dargestellte Montage weiterer Zusatzteile wie in der Regenrinne 30 schließen schließlich die Montage des Daches 10 ab.
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Wie in 3 zu erkennen, erstreckt sich der Längsträger 12 zwischen den Türöffnungen 16 und 18 des fertig montierten Daches über die gesamte Breite des Mittenbereichs 20 und reicht bis zu den jeweiligen Randbereichen 22 der Türöffnungen 16 und 18. Der Längsträger 12 kann daher den Wegfall eines seitlichen Dachrahmens, der aufgrund der Türöffnungen 16 und 18 über die Flügeltüren nicht montiert werden kann, kompensieren. An seinem vorderen 32 und hinteren Ende 34 verbreitert sich der Längsträger 12 in den Bereich der Querträger 24 und 26 hinein, so dass eine besonders gute Anbindung und hohe Steifigkeit erzielt wird.
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Der Längsträger 12 kann weiterhin zum Anbinden weiterer Bauteile, wie beispielsweise der Türscharniere 36 und Gasfedern 38 für die Flügeltüren dienen. Diese werden im Bereich der Türöffnungen 16 und 18 montiert. Aufgrund der inneren Rippenstruktur und der Ausbildung des Längsträgers 12 des Gussbauteils werden beim Öffnen und Schließen der Türen eingeleitete Kräfte vom Längsträger 12 besonders gut abgestützt, so dass auch hier kein Verwinden oder Verbiegen des Daches zu erwarten ist.
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In 5 ist die Rippenstruktur des Längsträgers 12 von der Fahrzeuginnenseite betrachtet nochmals verdeutlicht. Der Längsträger 12 umfasst zwei seitliche Längsstreben 40, welche sich über die gesamte Länge des Längsträgers 12 erstrecken und in den Endbereichen 32 und 34 zu seitlichen Flügelelementen 42 aufgeweitet sind. Die Längsstreben 40 sind über Querverstrebungen 44 miteinander verbunden, wobei durch eine Zusatzstrebe 45 eine Überkreuzung der Querstreben erzielt wird. Beim Guss des Längsträgers 12 wird ein Rippenmuster auf diesem ausgebildet, welches die Biege- und Torsionssteifigkeit weiter erhöhen soll. Insbesondere die Anbindungsbereiche der Türscharniere 36 und der Gasfedern 38 sind gezielt an diese Rippenstruktur angebunden, um eingeleitete Kräfte beim Öffnen und Schließen der Türen besonders gut abstützen zu können. Die Anbindungsbereiche der Scharniere 36 sind dabei über im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Rippen 46 und 48 miteinander verbunden.
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In 6 sind diejenigen Strukturelemente des Längsträgers 12 hervorgehoben, welche dazu ausgelegt sind, die Biegesteifigkeit des Daches 10 zu erhöhen. Hierzu dienen zunächst die Längsstreben 40. Eine besonders große Erhöhung der Biegesteifigkeit wird durch zwei schräg verlaufende Rippen 50 erzielt, welche sich überschneiden und sich X-förmig über den gesamten Längsträger 12 erstrecken. Die Rippen verlaufen dabei jeweils zwischen zwei gegenüberliegenden Flügelelementen 42 der Endbereiche 32, 34 des Längsträgers 12.
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In 7 sind dagegen diejenigen Elemente hervorgehoben, die dazu dienen, die Torsionssteifigkeit des Daches 10 zu erhöhen. Zur Torsionssteifigkeit tragen ebenfalls die X-förmig verlaufenden Rippen 50 bei. Die Flügel 42 der Endbereiche 32 und 34 weisen ebenfalls innere Rippenstrukturen 52 auf, die zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit dienen. Einzelne Rippen dieser Rippenstrukturen 52 sind fachwerkartig angeordnet, wobei eine erste Rippe 54 im Wesentlichen in Querrichtung des Daches verläuft und an die langen Rippen 50 des Längsträgers 12 angebunden ist. Weitere Rippen 56, 58, 60 verlaufen zickzackförmig über die Flügel 42 hinweg. Auch die bereits geschilderten Rippen 46 und 48, welche sich in einem Mittenbereich 62 des Längsträgers 12 im Wesentlichen in Dachquerrichtung erstrecken, tragen zur Torsionssteifigkeit bei.
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Auch das Innenbeplankungsteil 28 vergrößert die Torsionssteifigkeit des Daches 10. Wie in 8A dargestellt, wird das Innenbeplankungsteil 28 von unten her in Richtung des Pfeiles 64 an dem Zusammenbau aus Außenbeplankungsteil 14 und Längsträger 12 angefügt. Ein Mittenbereich 66 des Innenbeplankungsteils 28 weist eine Mehrzahl von Längsstreben 68 und Querstreben 70 auf, die der Übersichtlichkeit halber nicht alle bezeichnet sind. Die Endbereiche 72 und 74 des Innenbeplankungsteils 28 überlappen mit den Querträgern 24 und 26 des Daches. Insgesamt wird durch die Kombination aus dem Innenbeplankungsteil 28 und den weiteren Elementen des Daches 10 ein zentrales Schubfeld zur Verfügung gestellt, welches die Torsionssteifigkeit zwischen dem vorderen Querträger 24, dem Längsträger 12 und dem hinteren Querträger 26, also die Widerstandsfähigkeit gegenüber Torsionen entlang des Pfeiles 76, erhöht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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