DE102011122396A1 - Roof device for motor car body e.g. passenger motor car body, has reinforcing element that is consists partially of lightweight structural material, and connected integral with frame element - Google Patents

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Abstract

The roof device has a roof module assembly (10) which is located for receiving a roof module and provided with frame element (11) which is formed as a sheet metal bent component. The roof module assembly is provided with a reinforcing element (12). The reinforcing element is consists partially of a lightweight structural material, and connected integral with the frame element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dachvorrichtung einer Kraftfahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a roof device of a motor vehicle body according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 103 43 877 A1 ist bereits eine Dachvorrichtung einer Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere einer Personenkraftfahrzeugkarosserie, mit einer Dachmodulanordnung, die in einem Montageschritt zur Aufnahme eines Dachmoduls vorgesehen ist, und die zumindest ein Rahmenelement aufweist, das als ein Blech-Biegebauteil ausgebildet ist, bekannt.From the DE 103 43 877 A1 is already a roof device of a motor vehicle body, in particular a passenger vehicle body, with a roof module assembly, which is provided in an assembly step for receiving a roof module, and having at least one frame member, which is formed as a sheet metal bending member known.

Aus der DE 10 2009 051 460 A1 ist bereits ein Strukturteil bekannt, dass ein Hohlprofil aufweist, in das ein Verstärkungselement eingelegt ist.From the DE 10 2009 051 460 A1 already a structural part is known that has a hollow profile, in which a reinforcing element is inserted.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Dachvorrichtung bereitzustellen, die eine hohe Stabilität, insbesondere in einem Crashfall, sowie ein geringes Gewicht aufweist, und die eine einfache Herstellung und Montage ermöglicht. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of providing a roof device which has a high stability, in particular in a crash, and a low weight, and which allows easy manufacture and assembly. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung geht aus von einer Dachvorrichtung einer Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere einer Personenkraftfahrzeugkarosserie, mit einer Dachmodulanordnung, die in einem Montageschritt zur Aufnahme eines Dachmoduls vorgesehen ist, und die zumindest ein Rahmenelement aufweist, das als ein Blech-Biegebauteil ausgebildet ist.The invention relates to a roof device of a motor vehicle body, in particular of a passenger vehicle body, with a roof module arrangement, which is provided in an assembly step for receiving a roof module, and which has at least one frame element, which is designed as a sheet-metal bent component.

Es wird vorgeschlagen, dass die Dachmodulanordnung zumindest ein Verstärkungselement aufweist, das zumindest teilweise aus einem Leichtbaumaterial besteht und das fest mit dem Rahmenelement verbunden ist. Dadurch kann eine Dachvorrichtung bereitgestellt werden, die eine hohe Stabilität, insbesondere in einem Crashfall, und gleichzeitig ein geringes Gewicht aufweist. Zudem kann eine Anzahl von Bauteilen in der Dachmodulanordnung reduziert werden, wodurch eine Herstellung und Montage vereinfacht werden kann. Unter einem „Dachmodul” soll dabei insbesondere ein Modul verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, in einem späteren Montageschritt in die Dachvorrichtung eingesetzt zu werden, wie insbesondere ein Schiebe-Hebe-Dach. Unter einer „Dachmodulanordnung” soll insbesondere eine Anordnung von Bauteilen verstanden werden, die eine Aufnahme zur Befestigung des Dachmoduls in der Dachvorrichtung ausbildet. Unter einem „Blech-Biegebauteil” soll insbesondere ein aus einem metallischen Werkstoff gefertigtes Bauteil verstanden werden, dass in einem Umformprozess aus einem dünnwandigen Rohling, insbesondere einem Rohling mit einer Wandstärke im Bereich von einigen Millimetern oder weniger, hergestellt wird. Unter einem „Leichtbaumaterial” soll insbesondere ein metallisches Material, wie vorzugsweise Aluminium oder Magnesium, und/oder ein Kunststoffmaterial und/oder ein organisches Material verstanden werden. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.It is proposed that the roof module arrangement has at least one reinforcing element which consists at least partially of a lightweight material and which is firmly connected to the frame element. Thereby, a roof device can be provided, which has a high stability, in particular in a crash, and at the same time a low weight. In addition, a number of components in the roof module assembly can be reduced, whereby manufacture and assembly can be simplified. A "roof module" is to be understood in particular as a module which is intended to be used in a later assembly step in the roof device, such as in particular a sliding-lifting roof. A "roof module arrangement" is to be understood in particular an arrangement of components which forms a receptacle for fastening the roof module in the roof device. A "sheet-metal bent component" is to be understood in particular as a component made of a metallic material that is produced in a forming process from a thin-walled blank, in particular a blank having a wall thickness in the range of a few millimeters or less. A "lightweight material" is to be understood in particular a metallic material, such as preferably aluminum or magnesium, and / or a plastic material and / or an organic material. By "intended" is intended to be understood in particular specially designed and / or equipped.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Verstärkungselement zumindest im Wesentlichen kraft- und formschlüssig mit dem Rahmenelement verbunden ist. Dadurch kann eine einfache und sichere Verbindung zwischen dem Verstärkungselement und dem Rahmenelement erreicht werden, insbesondere wenn das Verstärkungselement und das Rahmenelement entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind. Unter „im Wesentlichen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass ein hauptsächlicher Anteil von Kräften zur Verbindung des Verstärkungselements mit dem Rahmenelement durch eine form- und kraftschlüssige Verbindung bereitgestellt wird und dass auf eine stoffschlüssige Verbindung prinzipiell verzichtet werden kann. Grundsätzlich ist zusätzlich oder alternativ aber auch eine stoffschlüssige Verbindung bei metallischer Ausführung des Verstärkungselements oder eine adhäsive Verbindung bei nichtmetallischer Ausführung des Verstärkungselements denkbar. Unter „stoffschlüssig verbunden” soll insbesondere verstanden werden, dass die Masseteile durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden, wie beispielsweise beim Löten, Schweißen, Kleben und/oder Vulkanisieren.It is further proposed that the reinforcing element is at least substantially non-positively and positively connected to the frame member. As a result, a simple and secure connection between the reinforcing element and the frame element can be achieved, in particular if the reinforcing element and the frame element are made according to an inventive embodiment of different materials. By "substantially" is to be understood in this context in particular that a major proportion of forces for connecting the reinforcing element to the frame member is provided by a positive and non-positive connection and that can be dispensed with in principle a cohesive connection. In principle, however, in addition or as an alternative, a cohesive connection in the case of a metallic embodiment of the reinforcing element or an adhesive connection in the case of a non-metallic design of the reinforcing element is also conceivable. By "cohesively connected" should be understood in particular that the mass parts are held together by atomic or molecular forces, such as soldering, welding, gluing and / or vulcanization.

Vorzugsweise ist das Leichtbaumaterial, aus dem das Verstärkungselement zumindest teilweise besteht, nicht ferrometallisch. Dadurch kann das Verstärkungselement leicht und steif ausgeführt werden. Vorzugsweise ist das Leichtbaumaterial, aus dem das Verstärkungselement zumindest teilweise besteht, ein Leichtmetall, wobei neben Aluminium und Magnesium grundsätzlich auch andere Leichtmetalle oder Leichtmetalllegierungen verwendet werden können.Preferably, the lightweight construction material from which the reinforcing element at least partially consists is not ferrometallic. As a result, the reinforcing element can be made light and stiff. Preferably, the lightweight material from which the reinforcing element is at least partially, a light metal, in addition to aluminum and magnesium, in principle, other light metals or light alloys can be used.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Verstärkungselement zumindest ein Befestigungselement zur Verbindung mit dem Dachmodul aufweist. Dadurch kann das Dachmodul besonders einfach an die Dachvorrichtung angebunden werden. Unter einem „Befestigungselement” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, dass zur festen Verbindung mit einem korrespondierenden Befestigungselement des Dachmoduls vorgesehen ist, wie insbesondere eine Aufnahme für eine Schraube, ein Klemmelement oder ein anderes Element, dass für eine im Wesentlichen form- und/oder kraftschlüssige Verbindung vorgesehen ist.It is further proposed that the reinforcing element has at least one fastening element for connection to the roof module. As a result, the roof module can be particularly easily connected to the roof device. In this context, a "fastening element" is to be understood as meaning, in particular, an element which is provided for a fixed connection to a corresponding fastening element of the roof module, such as, in particular, a receptacle for a screw, a clamping element or another element that is suitable for an essentially form-fitting fastening element. and / or non-positive connection is provided.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Dachvorrichtung und 1 a plan view of a roof device according to the invention and

2 einen Querschnitt durch die Dachvorrichtung entlang einer Schnittlinie II-II aus 1. 2 a cross section through the roof device along a section line II-II 1 ,

Die 1 und 2 zeigen eine Dachvorrichtung eines Personenkraftfahrzeugs. Die Dachvorrichtung umfasst eine Dachmodulanordnung 10, die zur Aufnahme eines Dachmoduls in einem Endmontageschritt vorgesehen ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dachmodulanordnung 10 für ein Schiebe-Hebe-Dach vorgesehen. Sie kann aber grundsätzlich auch für andere Dachmodule, insbesondere im Bereich von Sonderfahrzeugen, genutzt werden.The 1 and 2 show a roof device of a passenger vehicle. The roof device comprises a roof module arrangement 10 , which is intended to receive a roof module in a final assembly step. In the illustrated embodiment, the roof module assembly 10 intended for a sliding lifting roof. However, it can also be used in principle for other roof modules, in particular in the field of special vehicles.

Die Dachvorrichtung weist einen Rahmen 15 auf, der Teil eines Rohbaus des Kraftfahrzeugs ist. Der Rahmen 15 umfasst eine vordere Querstrebe 16, die in montiertem Zustand einen oberen Abschluss für eine Windschutzscheibe ausbildet, zwei seitliche Dachholme 17, die entlang einer Fahrzeuglängserstreckung verlaufen, und zumindest eine weitere Querstrebe 18. Die Dachvorrichtung ist dabei in 1 lediglich teilweise dargestellt. Die vordere Querstrebe 16 verbindet zwei A-Säulen 19 des Rohbaus miteinander. Die weitere Querstrebe 18 ist im Bereich von B-Säulen 20 des Rohbaus angeordnet. Die Dachholme 17 verbinden jeweils die A-Säule 19 und die B-Säule 20, die auf einer gleichen Seite angeordnet sind, miteinander. Die Dachvorrichtung kann grundsätzlich neben den zwei Querstreben 16, 18 noch weitere Querstreben aufweisen.The roof device has a frame 15 on, which is part of a shell of the motor vehicle. The frame 15 includes a front crossbar 16 , which forms an upper end for a windshield when mounted, two lateral roof bars 17 extending along a vehicle longitudinal extent, and at least one further transverse strut 18 , The roof device is in 1 only partially shown. The front cross brace 16 connects two A-pillars 19 of the bodyshell together. The further cross strut 18 is in the range of B-pillars 20 of the shell. The roof pillars 17 each connect the A-pillar 19 and the B-pillar 20 which are arranged on a same side with each other. The roof device can basically next to the two cross struts 16 . 18 have further cross struts.

Die Dachmodulanordnung 10 umfasst ein Rahmenelement 11. Das Rahmenelement 11 umgibt in montiertem Zustand eine Öffnung 21 in der Dachvorrichtung, die für die Aufnahme des Dachmoduls vorgesehen ist. Das Rahmenelement 11 ist als Blechbiegebauteil ausgebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Rahmenelement 11 aus Stahl gefertigt. Grundsätzlich ist aber auch eine Ausbildung aus Aluminium denkbar.The roof module arrangement 10 comprises a frame element 11 , The frame element 11 surrounds an opening in the assembled state 21 in the roof device, which is provided for receiving the roof module. The frame element 11 is designed as a sheet metal bending component. In the illustrated embodiment, the frame element 11 made of steel. Basically, however, a training aluminum is conceivable.

Das Rahmenelement 11 ist in montiertem Zustand mit den seitlichen Dachholmen 17 des Rahmens 15 verbunden. Das Rahmenelement 11 umfasst eine Mehrzahl von Laschen 22, 23, 24 die für eine Verbindung mit den seitlichen Dachholmen 17 vorgesehen sind. Bei einer Montage wird das Rahmenelement 11 mittels der Laschen 22, 23, 24 auf die seitlichen Dachholme 17 aufgelegt und anschließend mit dem Rahmen 15 verschweißt. Grundsätzlich ist aber auch eine Verschraubung oder eine andere Verbindung denkbar.The frame element 11 is in the assembled state with the side roof pillars 17 of the frame 15 connected. The frame element 11 includes a plurality of tabs 22 . 23 . 24 for a connection with the side roof pillars 17 are provided. When mounting the frame element 11 by means of the tabs 22 . 23 . 24 on the side roof pillars 17 put on and then with the frame 15 welded. In principle, however, a screw connection or another connection is conceivable.

Als äußeren Abschluss umfasst die Dachvorrichtung eine Dachbeplankung 14, die fest mit dem Rahmen 15 der Dachvorrichtung verbunden ist. Die Dachbeplankung 14 ist ebenfalls als ein Blechbiegebauteil ausgebildet. Die Dachbeplankung 14 weist eine Ausnehmung für das Dachmontagemodul auf. Eine Größe der Ausnehmung in der Dachbeplankung 14 entspricht einer Größe einer Ausnehmung, die das Rahmenelement 11 aufweist, und definiert die Öffnung 21, die für das Dachmodul vorgesehen ist.As outer termination, the roof device comprises a Dachbeplankung 14 that stuck with the frame 15 the roof device is connected. The roofing 14 is also formed as a sheet metal bending component. The roofing 14 has a recess for the roof mounting module. A size of the recess in the Dachbeplankung 14 corresponds to a size of a recess, which is the frame element 11 and defines the opening 21 , which is intended for the roof module.

Die Dachbeplankung 14 ist in montiertem Zustand fest mit dem Rahmenelement 11 verbunden. Das Rahmenelement 11 ist an seiner Innenseite, mit der es die Öffnung 21 zur Anordnung des Dachmoduls begrenzt, in Richtung eines Fahrzeuginnenraums umgebogen. Das Rahmenelement 11 ist dabei um einen Winkel von ca. 90 Grad umgebogen. Die Dachbeplankung 14 ist an das Rahmenelement 11 angeformt. Die Dachbeplankung 14 ist dazu um eine Kante des Rahmenelements 11 um einen Winkel von ca. 180 Grad umgebogen, wodurch die Dachbeplankung 14 und das Rahmenelement 11 kraft- und formschlüssig miteinander verbunden sind.The roofing 14 is in the mounted state fixed to the frame element 11 connected. The frame element 11 is on its inside, with which it is the opening 21 limited to the arrangement of the roof module, bent in the direction of a vehicle interior. The frame element 11 is bent by an angle of about 90 degrees. The roofing 14 is to the frame element 11 formed. The roofing 14 is at an edge of the frame element 11 bent by an angle of about 180 degrees, causing the Dachbeplankung 14 and the frame element 11 non-positively and positively connected with each other.

Zur Versteifung des Rahmenelements 11 umfasst die Dachmodulanordnung 10 ein Verstärkungselement 12, das aus einem nicht ferrometallischen Leichtbaumaterial, wie beispielsweise Aluminium, besteht und das fest mit dem Rahmenelement 11 verbunden ist. Das Verstärkungselement 12 kann alternativ auch aus einem nichtmetallischen Leichtbaumaterial bestehen. Das Verstärkungselement 12 ist an einer Seite des Rahmenelements 11 angeordnet, die in montiertem Zustand dem Innenraum zugewandt ist. Das Rahmenelement 11 ist insbesondere nicht als ein Hohlkörper ausgebildet, der das Verstärkungselement teilweise oder vollständig umgibt. Lediglich eine Seite des Verstärkungselements 12 grenzt an das Rahmenelement 11 an. Die dem Rahmenelement 11 zugewandte Seite des Verstärkungselements 12 weist dabei eine an das Rahmenelement 11 angepasste Form auf, wodurch das Verstärkungselement 12 zumindest in Teilbereichen flächig an dem Rahmenelement 11 anliegt.For stiffening the frame element 11 includes the roof module assembly 10 a reinforcing element 12 made of a non-ferro-metallic lightweight material, such as aluminum, and fixed to the frame member 11 connected is. The reinforcing element 12 may alternatively consist of a non-metallic lightweight material. The reinforcing element 12 is on one side of the frame element 11 arranged, which faces in the assembled state of the interior. The frame element 11 is in particular not formed as a hollow body which surrounds the reinforcing element partially or completely. Only one side of the reinforcing element 12 adjoins the frame element 11 at. The the frame element 11 facing side of the reinforcing element 12 has one of the frame element 11 adapted shape, whereby the reinforcing element 12 at least in some areas flat on the frame element 11 is applied.

Das Verstärkungselement 12 ist in einer bevorzugten Ausführung im Wesentlichen form- und kraftschlüssig mit dem Rahmenelement 11 verbunden. Grundsätzlich sind aber beliebige Verbindungsarten denkbar, wie insbesondere auch stoffschlüssige Verbindungen, die durch eine kraft- und/oder formschlüssige zusätzliche Verbindung verstärkt sind, und rein form- und/oder kraftschlüssige Verbindungen.The reinforcing element 12 is in a preferred embodiment substantially positive and non-positive with the frame member 11 connected. In principle, however, any types of connection are conceivable, in particular cohesive connections, by a force and / or positive additional connection are reinforced, and purely positive and / or non-positive connections.

Das Verstärkungselement 12 weist mehrere Befestigungselemente 13 zur Verbindung mit dem Dachmodul auf, von denen in den Figuren jedoch lediglich eins dargestellt ist (vgl. 2). Die Befestigungselemente 13 sind an einer Seite des Verstärkungselements 12 angeordnet, die in montiertem Zustand dem Innenraum zugewandt ist. Das Dachmodul, zu dessen Aufnahme die Dachmodulanordnung 10 vorgesehen ist, kann von dem Innenraum her mittels der Befestigungselemente 13 mit dem Verstärkungselement 12 verschraubt werden. Die Befestigungselemente 13 bilden dazu Gewinde zur Aufnahme von Schrauben aus. Die Befestigungselemente 13 sind als Einsätze ausgebildet, die unlösbar mit dem Verstärkungselement 12 verbunden sind. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Befestigungselemente 13 und das Verstärkungselement 12 einstückig auszubilden, d. h. die Gewinde zur Aufnahme von Schrauben direkt in das Leichtbaumaterial einzubringen.The reinforcing element 12 has several fasteners 13 for connection to the roof module, of which in the figures, however, only one is shown (see. 2 ). The fasteners 13 are on one side of the reinforcing element 12 arranged, which faces in the assembled state of the interior. The roof module to accommodate the roof module assembly 10 is provided, can from the interior by means of the fastening elements 13 with the reinforcing element 12 be screwed. The fasteners 13 form for this purpose thread for receiving screws. The fasteners 13 are designed as inserts that are insoluble with the reinforcing element 12 are connected. In principle, it is also conceivable, the fasteners 13 and the reinforcing element 12 in one piece, ie to introduce the thread for receiving screws directly into the lightweight material.

Als Leichtbaumaterial, aus dem das Verstärkungselement 12 ausgebildet ist, ist auch ein faserverstärkter Kunststoff denkbar, wie insbesondere glasfaserverstärkter Kunststoff oder auch ein Kohlefaserverbundmaterial. Das Verstärkungselement 12 weist zur Gewichtsreduzierung eine Rippenstruktur auf. Die Rippenstruktur ist in die Seite, die in montiertem Zustand dem Innenraum zugewandt ist, eingebracht. Alternativ kann die Rippenstruktur auch entgegengesetzt angeordnet sein.As a lightweight material from which the reinforcing element 12 is formed, a fiber-reinforced plastic is conceivable, in particular glass fiber reinforced plastic or a carbon fiber composite material. The reinforcing element 12 has a rib structure for weight reduction. The rib structure is inserted in the side facing the interior in the assembled state. Alternatively, the rib structure can also be arranged opposite.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10343877 A1 [0002] DE 10343877 A1 [0002]
  • DE 102009051460 A1 [0003] DE 102009051460 A1 [0003]

Claims (4)

Dachvorrichtung einer Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere einer Personenkraftfahrzeugkarosserie, mit einer Dachmodulanordnung (10), die in einem Montageschritt zur Aufnahme eines Dachmoduls vorgesehen ist, und die zumindest ein Rahmenelement (11) aufweist, das als ein Blech-Biegebauteil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachmodulanordnung (10) zumindest ein Verstärkungselement (12) aufweist, das zumindest teilweise aus einem Leichtbaumaterial besteht und das fest mit dem Rahmenelement (11) verbunden ist.Roof device of a motor vehicle body, in particular of a passenger vehicle body, with a roof module arrangement ( 10 ), which is provided in an assembly step for receiving a roof module, and the at least one frame element ( 11 ), which is formed as a sheet metal bending component, characterized in that the roof module arrangement ( 10 ) at least one reinforcing element ( 12 ), which consists at least partially of a lightweight construction material and fixed to the frame element ( 11 ) connected is. Dachvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (12) zumindest im Wesentlichen kraft- und formschlüssig mit dem Rahmenelement (11) verbunden ist.Roof device according to claim 1, characterized in that the reinforcing element ( 12 ) at least substantially non-positively and positively with the frame element ( 11 ) connected is. Dachvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbaumaterial, aus dem das Verstärkungselement (12) zumindest teilweise besteht, nicht ferrometallisch ist.Roof device according to claim 1 or 2, characterized in that the lightweight material from which the reinforcing element ( 12 ) is at least partially non-ferrometallic. Dachvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (12) zumindest ein Befestigungselement (13) zur Verbindung mit dem Dachmodul aufweist.Roof device according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing element ( 12 ) at least one fastening element ( 13 ) for connection to the roof module.
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