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Die Erfindung betrifft eine Dachstruktur für eine Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bekannte Dachstrukturen für Fahrzeugkarosserien weisen in der Regel eine Dachöffnung und einen Dachrahmen auf, in welchen ein feststehendes Dachelement eingebracht ist, welche die Dachöffnung zumindest teilweise verschließt. Das Dachelement besteht aus beispielsweise aus Glas und ist bei einer Ausführung als Panorama-Schiebe-Dach (PSD) mit einem beweglichen Dachelement zur Abdeckung der Dachöffnung in den Dachrahmen eingebracht. Das bewegliche Dachelement kann dann einen vorgegebenen Bereich der Dachöffnung mittels eines Antriebs öffnen bzw. schließen. Zur Herstellung der Dachöffnung wird in das Dachblech der Fahrzeugkarosserie ein entsprechend großer Ausschnitt hineingeschnitten. Bei einem Fahrzeugdach ohne Dachöffnung tragen die Volldachbleche aber erheblich zur Fahrzeugsteifigkeit bei. Durch den Dachausschnitt des Panorama-Schiebe-Dachs und insbesondere bei großen Panoramadächern verlieren die Fahrzeuge im Vergleich zu Volldachfahrzeugen daher an Steifigkeit.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dachstruktur für eine Fahrzeugkarosserie bereitzustellen, die über eine Dachöffnung verfügt, ohne dass es dabei gegenüber Fahrzeugen ohne Dachöffnung zu einem nennenswerten Steifigkeitsverlust der Fahrzeugkarosserie kommt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung einer Dachstruktur für eine Fahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Dachstruktur für eine Fahrzeugkarosserie zur Verfügung, welche eine Dachöffnung und einen Dachrahmen aufweist, in welchen ein feststehendes Dachelement eingebracht ist, welches die Dachöffnung zumindest teilweise verschließt. Erfindungsgemäß weist die Dachstruktur ein als Schubfeld ausgeführtes Karosserieverstärkungselement auf, welches einerseits am Dachrahmen und andererseits an dem feststehenden Dachelement befestigt ist. Durch das erfindungsgemäße Karosserieverstärkungselement kann der ansonsten unvermeidbare Steifigkeitsverlust durch die Dachöffnung in vorteilhafter Weise größtenteils kompensiert werden. Durch die Ausführung als Schubfeld ist das Karosserieverstärkungselement in der Lage auftretende Schubbelastungen in Fahrzeuglängsrichtung aufzunehmen und auszugleichen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dachstruktur ist das Karosserieverstärkungselement in einfacher Art und Weise in Form einer Platte ausgeführt, welche mit einer ersten Seite im Bereich einer fondseitigen Stirnseite des feststehenden Dachelements und mit einer zweiten Seite an einem fondseitigen Bereich des Dachrahmens befestigt ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Aufnahme der Schubbelastungen in Fahrzeuglängsrichtung und gleichzeitig eine gute Verbindung des feststehenden Dachelements mit dem Dachrahmen bzw. der Fahrzeugkarosserie.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dachstruktur weist das feststehende Dachelement an der fondseitigen Stirnseite ein Verbindungselement auf, an welchem das Karosserieverstärkungselement in einfacher Art und Weise, vorzugsweise durch mindestens eine Schraubverbindung, befestigt ist. In vorteilhafter Weise sind das Verbindungselement und das feststehende Dachelement über eine Klebverbindung miteinander verbunden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dachstruktur ist das erfindungsgemäße Karosserieverstärkungselement in einfacher Art und Weise am Verbindungselement und am Dachrahmen verschraubt.
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Eine gute Anbindung und Schubfeldwirkung des erfindungsgemäßen Karosserieverstärkungselements ist gegeben, wenn Anschraubpunkte des Karosserieverstärkungselements am Dachrahmen zumindest teilweise versetzt zu einer in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Befestigungslinie vorgesehen sind.
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Eine kompakte Bauweise ergibt sich, wenn die Anschraubpunkte zwischen einer Rollowelle eines Rollos zur Abdeckung des feststehenden Dachelements und Antriebsseilen zur Betätigung eines beweglichen Dachelements vorgesehen sind.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dachstruktur ist das erfindungsgemäße Karosserieverstärkungselement aus Stahl oder Aluminium oder aus einem Verbundmaterial in Form einer Stahlblechplatte oder Aluminiumblechplatte oder Verbundplatte ausgeführt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Fahrzeugdachkarosserie ist eine gute Schubfeldwirkung des erfindungsgemäßen Karosserieverstärkungselements gegeben, wenn das Karosserieverstärkungselement zumindest eine Verstärkungssicke aufweist. Sehr vorteilhaft ist es, wenn zwei Verstärkungssicken vorgesehen sind, welche in Fahrzeugquerrichtung bogenförmig aufeinander zu und auseinander laufen. Durch die Verstärkungssicken kann die Materialstärke des als Platte ausgeführten Karosserieverstärkungselements bei gleicher Steifigkeitswirkung reduziert werden, so dass in vorteilhafter Weise der Leichtbaugedanke unterstützt wird.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Dachstruktur für eine Fahrzeugkarosserie, welche eine Dachöffnung aufweist, welche von einem Verstärkungselement fondseitig berandet ist;
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2 einen vergrößerten perspektivischen Ausschnitt entlang einer Schnittlinie II-II in 1; und
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3 eine perspektivische Teildarstellung der erfindungsgemäßen Dachstruktur aus 1 ohne Dachelement.
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In 1 bis 3 ist jeweils eine perspektivische Teildarstellung eines dem Fahrzeugheck zugewandten Teils einer Dachstruktur 1 für eine Fahrzeugkarosserie gezeigt. Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, weist eine erfindungsgemäße Dachstruktur 1 für eine Fahrzeugkarosserie 1 eine Dachöffnung 2 und einen Dachrahmen 3 auf.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist ein feststehendes Dachelement 4 in den Dachrahmen 3 eingebracht, welches die Dachöffnung 2 zumindest teilweise verschließt bzw. abdeckt. Erfindungsgemäß weist die Dachstruktur 1 ein als Schubfeld ausgeführtes Karosserieverstärkungselement 20 auf, welches einerseits am Dachrahmen 3 und andererseits an dem feststehenden Dachelement 4 befestigt ist. Dadurch ist das Karosserieverstärkungselement 20 in vorteilhafter Weise in der Lage entstehende Schubbelastungen in Fahrzeuglängsrichtung x auszugleichen bzw. aufzunehmen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeugdach als Panorama-Schiebe-Dach ausgeführt, so dass die Dachöffnung 2 teilweise von dem feststehenden Dachelement 4 überdeckt bzw. verschlossen ist. Das feststehende Dachelement 4 besteht bei der Ausführung als Panorama-Schiebe-Dach bzw. Panoramadach aus Glas und überdeckt einen Teil der Dachöffnung 2. In bekannter Weise kann über ein nicht näher dargestelltes bewegliches Dachelement der restliche Bereich der Dachöffnung 2 bedarfsweise geöffnet bzw. geschlossen werden. Das nicht dargestellte bewegliche Dachelement wird von einem Antrieb 54 beispielsweise über Antriebsseile 51 bewegt. Das feststehende Dachelement 4 weist zumindest an seiner fondseitigen Stirnseite 10 ein Verbindungselement 5 auf und ist von diesem zumindest teilweise fest aufgenommen. Das Verbindungselement 5 selbst kann seitlich an in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufenden Längsholmen 7 des Dachrahmens 3 befestigt werden. Im Bereich der in Fahrzeugquerrichtung y verlaufenden fondseitigen Stirnseite 10 stützt sich das feststehende Dachelement 4 entgegen einer Fahrzeughochrichtung z an dem Karosserieverstärkungselement 20 ab. Das Karosserieverstärkungselement 20 ist als rechteckförmige Platte ausgeführt und bildet den fondseitigen Abschluss der Dachöffnung 2. Das Karosserieverstärkungselement 20 hat eine längere, erste Seite 21, welche eine kürzere Seite 8 der rechteckförmigen Dachöffnung 2 bildet bzw. die Dachöffnung 2 stirnseitig berandet. Eine längere, zweite Seite 22 des Karosserieverstärkungselements 20 ist fest mit einem fondseitigen Bereich 3.1 des Dachrahmes 3 verbunden. Im Bereich des Übergangs zwischen den Längsholmen 7 des Dachrahmens 3 und des fondseitigen Bereichs 3.1 des Dachrahmens 3 ist ein in Fahrzeugquerrichtung y verlaufender Querholm 45 mit den Längsholmen und dem fondseitigen Bereich 3.1 des Dachrahmens 3 verbunden. Der Querholm 45 verläuft in Fahrzeughochrichtung z unterhalb des ebenfalls in Fahrzeugquerrichtung y verlaufenden Verbindungselements 20 des feststehenden Dachelements 4.
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Wie 2 näher zeigt, ist das Karosserieverstärkungselement 20 über das Verbindungselement 5 fest mit dem Dachelement 4 verbunden. Der Verbindungselement 5 bildet im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem rinnenförmigen Abschlusselement 30 zumindest stirnseitig einen Abschluss des aus Glas bestehenden Dachelements 4 aus und ist über eine Klebefläche 9 eines U-förmigen Rahmenelements 31, das sich an das rinnenförmige Abschlusselement 32 anschließt, mit einer Unterseite 6 des aus Glas gefertigten Dachelements 4 flächig verklebt. Ein äußerer, dem fondseitigen Bereich 3.1 des Dachrahmens 3 zugewandter Fuß 32 des U-förmigen Rahmenelements 31 bildet eine Wand des rinnenförmigen Abschlusselements 30 des Dachelements 4 aus, und ein dem fondseitigen Bereich 3.1 des Dachrahmens 3 abgewandter innerer Fuß 33 des U-förmigen Rahmenelements 31 liegt mit seiner Innenseite 35 an einem in Fahrzeughochrichtung z umgebogenen Rand 23 der ersten Seite 21 des Karosserieverstärkungselements 20 an. Das Karosserieverstärkungselement 20 ist am umgebogenen Rand 23 vorzugsweise über mehrere Schraubverbindungen 40 fest mit dem inneren Fuß 33 des U-förmigen Rahmenelements 31 des Verbindungselements 5 verbunden, so dass eine feste Verbindung zum Dachelement 4 hergestellt wird. Dabei stützt sich das Karosserieverstärkungselement 20 entgegen der Fahrzeughochrichtung z auf dem Querholm 45 zumindest bereichsweise ab. Wie in 3 angedeutet ist sind beispielsweise vier Schraubenverbindungen 40 vorgesehen, welche den Rand 23 der ersten Seite 21 des Karosserieverstärkungselements 20 an den inneren Fuß 33 des Verbindungselements 5 verschrauben. Vorzugsweise sind die Schraubverbindungen 40 in Fahrzeugquerrichtung y gleichmäßig verteilt, d. h. in gleichen Abständen zueinander angeordnet.
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Die zweite Seite 22 des Karosserieverstärkungselements 20 ist mit dem fondseitigen Bereich 3.1 des Dachrahmens 3 ebenfalls über mehrere Schraubverbindungen 46 verbunden bzw. mehrfach verschraubt. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Anschraubpunkte 47 dabei nicht entlang einer gemeinsamen in Fahrzeugquerrichtung y verlaufenden Befestigungslinie 53, sondern seitlich versetzt zueinander vorgesehen sind. Auch ist es möglich, die Abstände der Schrauben 46 untereinander unterschiedlich zu gestalten. Die Anschraubpunkte 47 sind beispielsweise zwischen einer in 1 angedeuteten Rollowelle 50 eines nicht dargestellten Rollos zur Abdeckung des feststehenden Dachelements 4 und im fondseitigen Bereichs 3.1 des Dachrahmens 3 geführten Antriebsseilen 51 für das nicht dargestellte bewegliche Dachelement vorgesehen. Ein offener Bereich 52 zwischen dem Abschlusselement 30 des Verbindungselements 5 des Dachelements 4 und einem Außenrand 39 kann über einen nicht näher dargestelltes Deckelement verschlossen werden. Das Rollo ist vorzugsweise in Fahrzeughochrichtung z unterhalb des Karosserieverstärkungselements 20 und in Fahrzeuglängsrichtung x zwischen dem Abschlusselement 30 und dem Außenrand 39 angeordnet.
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Das Karosserieverstärkungselement 20 ist aus Stahl oder Aluminium aus einem Verbundmaterial in Form einer Stahlblechplatte oder Aluminiumblechplatte oder einer Verbundplatte ausgeführt. Durch die stirnseitige Anbindung einerseits an das feststehende Dachelement 4 und andererseits an dem fondseitigen Bereich 3.1 des Dachrahmens 3 bildet dass Karosserieverstärkungselement 20 ein so genanntes Schubfeld aus, das vorwiegend durch Schubkräfte und Schubspannungen in Fahrzeuglängsrichtung beansprucht wird. Damit ist es in vorteilhafter Weise möglich, den durch die Dachöffnung 2 bedingten Steifigkeitsverlust auszugleichen und zugleich die Torsionssteifigkeit der Fahrzeugdachkarosserie 1 zu erhöhen.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, können zur weiteren Verbesserung der Steifigkeit des Karosserieverstärkungselements 20 zum Beispiel zwei Verstärkungssicken 25 vorgesehen sein, die rinnenförmig verlaufen und in der Platte in Fahrzeughochrichtung z ausgewölbt sind. Beide Verstärkungssicken 25 verlaufen in Fahrzeugquerrichtung y bogenförmig von den Seiten 21 bzw. 22 zur Mitte des Karosserieverstärkungselements 20 aufeinander zu und dann wieder auseinander. Mit dem beschriebenen hinteren Schubfeld 20 lässt sich der Steifigkeitsverlust durch die Dachöffnung 2 größtenteils kompensieren. Das als Schubfeld ausgeführte Karosserieverstärkungselements 20 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem fondseitigen Bereich 3.1 des Dachrahmens 3 und dem als Glasdeckel ausgeführten feststehenden Dachelement 4 mehrfach verschraubt.
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In einer Abwandlung der Erfindung ist es auch möglich, die Dachöffnung nicht als Panorama-Schiebe-Dach mit einem feststehenden und einem beweglichen Dachelement zu gestalten, sondern nur mittels eines einzigen feststehenden Dachelements in Form eines Panoramadachs zu bedecken. Auch hier ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Dachstruktur für eine Fahrzeugkarosserie möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dachstruktur für eine Fahrzeugkarosserie
- 2
- Dachöffnung
- 3
- Dachrahmen
- 3.1
- fondseitiger Bereich
- 4
- feststehendes Dachelement
- 5
- Verbindungselement
- 6
- Unterseite
- 7
- Längsholm
- 8
- kurze Seite Dachöffnung
- 9
- Klebefläche
- 10
- Stirnseite Dachelement
- 20
- Karosserieverstärkungselement
- 21
- erste Seite
- 22
- zweite Seite
- 23
- Rand
- 25
- Verstärkungssicken
- 30
- Abschlusselement
- 31
- Rahmenelement
- 32
- äußerer Fuß
- 33
- innerer Fuß
- 35
- Innenseite
- 39
- Außenrand
- 40
- Schraubverbindung
- 45
- Querholm
- 46
- Schraubverbindung
- 47
- Anschraubpunkte
- 50
- Rollowelle
- 51
- Antriebsseil
- 52
- Bereich
- 53
- Befestigungslinie
- 54
- Antrieb
- x
- Fahrzeuglängsrichtung
- y
- Fahrzeugquerrichtung
- z
- Fahrzeughochrichtung
