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Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik und betrifft ein Dachmodul, sowie eine mit einem solchen Dachmodul ausgestattete Dachstruktur eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Moderne Kraftfahrzeuge sind in der Regel mit einer selbsttragenden Karosserie versehen, die im Vergleich zu einer auf einem Rahmen aufgebauten Karosserie eine Gewichts- und Kostenreduktion ermöglicht. In der selbsttragenden Karosserie nehmen die Bauteile in ihrer Gesamtheit die eingeleiteten Kräfte auf, wobei die Steifigkeit der Karosserie durch hohle Blechquerschnitte und eine kompakte Blechaußenhaut erreicht wird.
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In der Rohkarosserie wird typischer Weise durch einen Dachrahmen eine Dachöffnung für das Fahrzeugdach umgrenzt. Häufig werden als Fahrzeugdächer Modulbauteile (”Dachmodul”) am Band verbaut. In der Regel verfügt der Dachrahmen zu diesem Zweck über seitliche Rahmenteile mit horizontalen Befestigungsflanschen zur Befestigung des Dachmoduls.
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Um Fahrräder, Sportgeräte wie Ski und Snowboards, sowie allgemein bewegliche Lasten zu transportieren, ist von vielen Fahrzeughaltern die Möglichkeit der Montage von Dachquerträgern gewünscht. Bei einer in der Serienfertigung gängigen Bauweise sind zu diesem Zweck an den Befestigungsflanschen Montagesockel angebracht, an denen die Dachquerträger montierbar sind.
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Aufgabenstellung
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, herkömmliche Dachstrukturen von Kraftfahrzeugen in vorteilhafter Weise weiterzubilden. Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine Dachstruktur eines Kraftfahrzeugs sowie durch ein Dachmodul mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
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Im Folgenden gemachte Richtungs- und Lageangaben wie ”längs”, ”quer”, ”oben”, ”unten”, ”vorn”, ”hinten”, ”horizontal” und ”vertikal” beziehen sich auf ein horizontal stehendes Kraftfahrzeug und dessen (Vorwärts-)Fahrtrichtung.
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Erfindungsgemäß ist eine Dachstruktur eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Als ”Dachstruktur” im Sinne vorliegender Erfindung wird der obere Teil des Kraftfahrzeugs angesehen, durch den der Fahrzeuginnenraum, in Personenkraftfahrzeugen beispielsweise die Fahrgastzelle, nach oben hin begrenzt wird.
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Die erfindungsgemäße Dachstruktur umfasst auf jeder Fahrzeugseite zumindest ein Karosseriebauteil, durch das ein in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckender, seitlicher Dachkanal gebildet wird. Typischer Weise wird der Dachkanal auf beiden Fahrzeugseiten jeweils durch eine Mehrzahl Karosseriebauteile gebildet. Die Karosseriebauteile können aus Blech, einem Leichtmetallwerkstoff wie Aluminium, Magnesium oder eine Legierung hiervon, oder einem nichtmetallischen Werkstoff, beispielsweise faserverstärkter Kunststoff, bestehen. Durch die in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegenden Karosseriebauteile wird dachseitige Karosserieöffnung (Dachöffnung) gebildet, die zumindest abschnittsweise durch ein Dachmodul verschlossen werden kann. Das Dachmodul wird zu diesem Zweck an zwei in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden, insbesondere horizontalen Befestigungsflanschen befestigt, die jeweils von dem zumindest einen, einen Dachkanal bildenden Karosseriebauteil geformt werden. Das Dachmodul verfügt zum Überbrücken der Dachöffnung über einen flächig ausgebildeten Abschnitt (Flächenabschnitt), der zumindest abschnittsweise, insbesondere vollflächig, in Form eines Glasdaches ausgebildet ist.
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Ferner ist in der erfindungsgemäßen Dachstruktur an den beiden Befestigungsflanschen zumindest ein Paar Montagesockel zur Montage eines Dach(quer-)trägers zwischen den Befestigungsflanschen und dem Flächenabschnitt des Dachmoduls angeordnet. Typischer Weise ist zumindest ein vorderes Paar Montagesockel und zumindest ein hinteres Paar Montagesockel zur jeweiligen Montage eines Dachträgers vorgesehen.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, dass sich das Dachmodul zumindest bis zu den Montagesockeln, typischer Weise jedoch bis jenseits der Montagesockel nach außen hin erstreckt, so dass sich die Montagesockel jeweils zwischen einem der beiden Befestigungsflansche und dem Flächenabschnitt des Dachmoduls befinden. Dabei verfügt der Flächenabschnitt des Dachmoduls über eine Mehrzahl den Montagesockeln zugeordnete Modulöffnungen, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie zur Montage/Demontage des Dachträgers an/von den Montagesockeln einen Zugriff zu den Montagesockeln von oben her ermöglichen. Zudem sind die Modulöffnungen im Flächenabschnitt des Dachmoduls jeweils mit einem Kunststoff vollständig umspritzt. Der Flächenabschnitt kann somit insbesondere vollflächig (mit Ausnahme der Modulöffnungen und deren Kunststoff-Umspritzungen) als Glasdach ausgebildet sein.
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Die erfindungsgemäße Dachstruktur ermöglicht somit in vorteilhafter Weise, dass sich der zumindest abschnittsweise, insbesondere vollflächig als Glasdach ausgebildete Flächenabschnitt des Dachmoduls bis jenseits der Montagesockel erstreckt und bis an äußere Begrenzungen der beiden seitlichen Dachkanäle mit einer sehr geringen Fugenbreite von einigen Millimetern heranreichen kann. Die Dachstruktur des Kraftfahrzeugs kann somit in einer ästhetisch besonders ansprechenden Weise gestaltet werden, wobei eine besonders gute Sicht von Fahrzeuginsassen nach draußen bzw. ein sehr ”offenes” Raumgefühl sowie ein besonders hoher Lichteinfall erreicht werden. In besonders vorteilhafter Weise kann auf eine separate Leiste zum Abdecken der Montagesockel sowie auf deren Befestigungsmittel, verzichtet werden, wodurch Zeit und Kosten, insbesondere für Fertigung und Lagerhaltung derartiger Leisten, eingespart werden können. Durch die Umspritzung der Modulöffnungen mit Kunststoff kann eine technisch besonders einfache Ausbildung der Modulöffnungen im Flächenabschnitt erreicht werden, die eine zuverlässige und sichere Montage von Dach(quer-)trägern ermöglichen.
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In der erfindungsgemäßen Dachstruktur ist das Dachmodul jeweils auf beiden Fahrzeugseiten am Befestigungsflansch durch zumindest ein Befestigungsmittel, beispielsweise eine im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckende Kleberaupe, befestigt. Vorteilhaft hat das Befestigungsmittel auf jeder Fahrzeugseite in einer einen Montagesockel nicht enthaltenden Zone (im Weiteren als ”erste” Zone bezeichnet) einen größeren Abstand von einer mittigen Fahrzeuglängshochebene als in einer den Montagesockel enthaltenden Zone (im Weiteren als ”zweite” Zone bezeichnet). Dies bedeutet, dass sich das Befestigungsmittel in der ersten Zone weiter außen befindet als in der zweiten Zone. Die ermöglicht insbesondere, dass der auf beiden Fahrzeugseiten sich jeweils in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Befestigungsflansch zur Befestigung des Dachmoduls in der Montagesockel-freien ersten Zone eine geringere sich senkrecht zu seiner Erstreckung bemessende Breite aufweist als in der einen Montagesockel enthaltenden zweiten Zone. Ohne Stabilität und Zuverlässigkeit der Befestigung des Dachmoduls zu beeinträchtigen, können durch diese Maßnahme in besonders vorteilhafter Weise Material und Kosten bei der Fahrzeugfertigung eingespart werden. Zudem kann das Fahrzeuggewicht verringert werden, wodurch Kosten zum Betrieb des Kraftfahrzeugs durch einen verminderten Kraftstoffverbrauch eingespart werden können.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen der erfindungsgemäßen Dachstruktur sind die Modulöffnungen jeweils mit einem wiederverschließbaren Verschlusselement zum Verschließen der Montageöffnung versehen. Bei dem Verschlusselement kann es sich beispielsweise um einen Klappdeckel oder Schiebedeckel handeln. Durch die Verschlusselemente kann in vorteilhafter Weise ein Eintritt von Schmutz und Wasser in die Modulöffnungen verhindert und zudem die äußere Erscheinung der Dachstruktur verbessert werden.
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Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Dachmodul für eine Dachstruktur eines Kraftfahrzeugs, die auf jeder Fahrzeugseite mit einem in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Dachkanal mit einem Befestigungsflansch zur Befestigung des Dachmoduls versehen ist. Das Dachmodul verfügt über einen zumindest abschnittsweise, insbesondere vollflächig, in Form eines Glasdaches ausgebildeten Flächenabschnitt zum Überbrücken einer zwischen den Dachkanälen gebildeten Dachöffnung, wobei der Flächenabschnitt mit einer Mehrzahl Modulöffnungen versehen ist, die jeweils einem im Bereich der Dachkanäle ausgebildeten Montagesockel zur Montage eines Dachträgers zugeordnet sind. Die Modulöffnungen sind jeweils von einer Kunststoff-Umspritzung umgeben. Von Vorteil kann es sein, wenn die Modulöffnungen jeweils mit einem wiederverschließbaren Verschlusselement versehen sind.
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Ferner erstreckt sich die Erfindung auf ein Kraftfahrzeug, dass eine wie oben beschriebene Dachstruktur aufweist.
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Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein können. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Es zeigen:
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1A–1B eine perspektivische Ansicht von oben eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dachmoduls (1A) sowie eine Draufsicht auf ein vergrößertes Detail (1B);
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2 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Dachstruktur mit dem Dachmodul von 1A und 1B;
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3 eine weitere Schnittansicht der Dachstruktur von 2;
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4 eine Schnittansicht einer Variante der Dachstruktur von 2 und 3;
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5 eine perspektivische Ansicht von oben zur Veranschaulichung von weiteren Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Dachstruktur.
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Seien zunächst 1A und 1B betrachtet, worin ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dachmoduls 100 zur Montage in einer Dachstruktur 1 eines Kraftfahrzeugs anhand einer perspektivischen Ansicht von oben gezeigt ist.
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Demnach umfasst das Dachmodul 100 einen Flächenabschnitt 101, der von einem Modulrand 102 mit den beiden Seitenrändern 104 und einem front- und einem heckseitigen Rand 105, 106 umgrenzt wird. Im montierten Zustand grenzt der Flächenabschnitt 101 einen Fahrzeuginnenraum bzw. Fahrgastzelle zur äußeren Umgebung hin ab. Dabei bildet eine Außenfläche 103 des Flächenabschnitts 101 einen Teil der Außenhaut des Kraftfahrzeugs. Eine aufgrund der Darstellung nicht erkennbare Innenfläche kann, je nach Gestaltung des Dachmoduls, Teil des Fahrzeughimmels sein oder von einer dachseitigen Innenverkleidung verdeckt werden. Der Flächenabschnitt 101 ist hier beispielsweise vollflächig als Glasscheibe bzw. Glasdach 109 ausgebildet. Angrenzend an die beiden Seitenränder 104 verfügt der Flächenabschnitt 101 jeweils über zwei in Fahrzeuglängsrichtung zueinander versetzt angeordnete Modulöffnungen 107, die hier als Durchbrechungen ausgebildet sind. Die Modulöffnungen 107 sind jeweils durch eine Umspritzung 110 mit einem Kunststoff vollständig umspritzt, so dass die Modulöffnungen 107 letztlich von Kunststoff umgrenzt sind. Im Dachmodul 100 sind jeweils zwei Modulöffnungen 107 in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegend angeordnet, wobei die Modulöffnungen 107 jeweils einem in den 2 und 3 gezeigten Montagesockel 6 zugeordnet sind. Der Ausdruck ”vollflächig” bezieht sich darauf, dass der Flächenabschnitt 101 mit Ausnahme der Modulöffnungen 107 und der Kunststoff-Umspritzungen 110 vollständig aus Glas besteht.
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In den 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dachstruktur 1 anhand von Schnitten in Fahrzeugquerrichtung erläutert. In 2 ist ein Schnitt auf Höhe eines Montagesockels 6, in 3 außerhalb eines Montagesockels 6 gezeigt. In den Figuren ist die Dachstruktur 1 jeweils nur auf einer Fahrzeugseite im Bereich eines Dachkanals 3 gezeigt, wobei es sich versteht, dass die Dachstruktur 1 auf der anderen Fahrzeugseite in symmetrischer Weise ausgebildet ist.
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Demnach umfasst die Dachstruktur 1 auf jeder Fahrzeugseite einen in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Seitenholm 2, der hier beispielsweise aus drei Karosserieblechen, nämlich einem äußeren Karosserieblech 7, einem mittleren Karosserieblech 7' und einem inneren Karosserieblech 7'' zusammengesetzt ist. Das äußere Karosserieblech 7 ist im Schnitt zumindest annähernd rechtwinklig geformt und umfasst einen ersten bzw. vertikalen Blechabschnitt 8 und einen zweiten bzw. horizontalen Blechabschnitt 9, die gemeinsam einen sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Dachkanal 3 formen. Durch den vertikalen Blechabschnitt 8 wird eine Seitenwand 5 des Dachkanals 3 gebildet.
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Im Bereich des horizontalen Blechabschnitts 9 sind die drei Karosseriebleche 7, 7', 7'' fest miteinander verbunden. Ein horizontaler Befestigungsflansch 4 zur Befestigung des Dachmoduls 100 wird durch das äußere Karosserieblech 7, insbesondere im Bereich der drei fest miteinander verbundenen Karosseriebleche 7, 7', 7'' gebildet. Der Befestigungsflansch 4 erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung, seine Breite bemisst sich in Fahrzeugquerrichtung. Durch den als Glasdach 109 ausgebildeten Flächenabschnitt 101 des Dachmoduls 100 wird eine von den Befestigungsflanschen 4 gebildete Dachöffnung 17 überbrückt bzw. geschlossen, wobei der Flächenabschnitt 101 an den beiden Befestigungsflanschen 4 befestigt ist.
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In jedem der beiden Dachkanäle 3 sind am Befestigungsflansch 4 zwei in Fahrzeuglängsrichtung versetzt angeordnete Montagesockel 4 befestigt, von denen einer in 2 im Schnitt gezeigt ist. Der Montagesockel 4 umfasst einen beispielsweise zylindrischen oder rechteckförmigen Sockelkörper 10 mit einem angeformten Gewindebolzen 11, der eine Durchbrechung 12 des Befestigungsflansches 4 durchstellt und mit einer Kontermutter 18 zur Befestigung des Montagesockels 6 am Befestigungsflansch 4 verschraubt ist. Die Montagesockel 6 ragen jeweils nach oben hin vom Befestigungsflansch 4 ab. Die Dachstruktur 1 verfügt hier beispielsweise ein vorderes und hinteres Paar einander in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegender Montagesockel 6. Die Montagesockel 6 eines selben Paars dienen zur Montage eines Dach(quer-)trägers (nicht gezeigt).
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Der als Glasdach 109 ausgebildete Flächenabschnitt 101 des Dachmoduls 100 erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung bis jenseits der Montagesockel 6, wobei der Seitenrand 104 im Dachkanal 3 weiter außen angeordnet ist, d. h. einen größeren Abstand von einer mittigen Fahrzeuglängshochebene hat, als die Montagesockel 6. Dabei grenzt der Seitenrand 104 des Dachmoduls 100 auf jeder Fahrzeugseite unmittelbar an den vertikalen Blechabschnitt 8 bzw. die Seitenwand 5 des äußeren Karosserieblechs 7 an, wobei eine Fuge 14 mit einer geringen Fugenbreite von beispielsweise ca. 4 mm (Toleranz ±2 mm) verbleibt. Ein Zugang zu den Montagesockeln 6 ist durch die den Montagesockeln 6 zugeordneten Modulöffnungen 107 ermöglicht. Bei montiertem Dachmodul 100 befinden sich die Montageöffnungen 107 zu diesem Zweck oberhalb der Montagesockel 6. Eine Montage/Demontage der Dach(quer-)träger ist somit in einfacher Weise möglich.
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In der Dachstruktur 1 dient auf jeder Fahrzeugseite eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Kleberaupe 13 zur Befestigung des Flächenabschnitts 101 des Dachmoduls 100 am seitlichen Befestigungsflansch 4, wobei es sich versteht, dass gleichermaßen jedes andere für diesen Zweck geeignete Befestigungsmittel eingesetzt werden kann. Wie aus 2 ersichtlich ist, verläuft die Kleberaupe 13 im Bereich der Montagesockel 6 fahrzeuginnenseitig der Montagesockel 6. Wie in 3, einem Schnitt durch die Dachstruktur 1 außerhalb eines Montagesockels 6, gezeigt ist, verläuft die Kleberaupe 13 außerhalb der Montagesockel 6 weiter außen bzw. mit einem größeren Abstand von der mittigen Fahrzeuglängshochebene, so dass der Befestigungsflansch 4 dort eine geringere (in Fahrzeugquerrichtung sich bemessende) Breite aufweisen kann. Hierdurch kann Material und damit Fahrzeuggewicht eingespart werden.
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In 4 ist eine Variante der Dachstruktur von 3 gezeigt, welche sich lediglich dadurch unterscheidet, dass die Modulöffnungen 107 jeweils mit einem reversibel abnehmbaren Deckel 108 verschlossen sind. Hierdurch wird der Eintritt von Schmutz und Feuchtigkeit an den Modulöffnungen 107 verhindert. Durch Abnehmen des Deckels 108 kann Zugang zu den Montagesockeln 6 verschafft werden. Anstelle eines Deckels 108 könnte gleichermaßen ein anderes für diesen Zweck geeignetes Verschlussmittel vorgesehen sein, beispielsweise ein Schieber.
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In 5 ist eine perspektivische Ansicht der Dachstruktur 1 der 2 bis 4 gezeigt, wobei der Flächenabschnitt 101 des Dachmoduls 100 als Glasdach ausgebildet ist oder ein solches umfasst. In 5 sind verschiedene Varianten in einer Darstellung zusammengefasst. In einer ersten Variante, welche den 1 bis 4 entspricht, ist der Flächenabschnitt 101 vollflächig als Glasdach 109 ausgebildet, so dass das Glas bis zum Modulrand 102 reicht (mit Ausnahme der Modulöffnungen 107). In einer zweiten Variante ist lediglich ein innerer Teil des Flächenabschnitts 101 als Glasdach 109' ausgebildet. In 5 sind die Modulöffnungen 107 nur auf einer Fahrzeugseite dargestellt.
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Die erfindungsgemäße Dachstruktur 1 schafft somit erstmals die Möglichkeit, dass sich der Flächenabschnitt 101 des Dachmoduls 100 bis über die Montagesockel 6 hinweg erstrecken kann, so dass zur Verbesserung der äußeren Erscheinung, einer besseren Sicht nach draußen sowie einem erhöhten Lichteinfall eine relativ kleine Fugenbreite zwischen den Seitenrändern 104 und der äußeren Begrenzung des Dachkanals 3 realisiert werden kann. Durch die Möglichkeit die Breite des Befestigungsflansches außerhalb der Montagesockel 6 zu verringern, können Material und Kosten eingespart werden. Zudem kann das Fahrzeuggewicht verringert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dachstruktur
- 2
- Seitenholm
- 3
- Dachkanal
- 4
- Befestigungsflansch
- 5
- Seitenwand
- 6
- Montagesockel
- 7, 7', 7''
- Karosserieblech
- 8
- vertikaler Blechabschnitt
- 9
- horizontaler Blechabschnitt
- 10
- Sockelkörper
- 11
- Gewindebolzen
- 12
- Durchbrechung
- 13
- Kleberaupe
- 14
- Fuge
- 15
- erste Zone
- 16
- zweite Zone
- 17
- Dachöffnung
- 18
- Kontermutter
- 100
- Dachmodul
- 101
- Flächenabschnitt
- 102
- Modulrand
- 103
- Außenfläche
- 104
- Seitenrand
- 105
- frontseitiger Rand
- 106
- heckseitiger Rand
- 107
- Modulöffnungen
- 108
- Deckel
- 109, 109'
- Glasdach
- 110
- Umspritzung
