-
Die Erfindung betrifft eine Karosserie-Dachstruktur für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
-
Im Fahrzeuginnenraum eines solchen Fahrzeugs befindet sich frontseitig oberhalb der Instrumententafel sowie der Fahrzeug-Frontscheibe am Dachhimmel ein Dachstaukasten (nachfolgend allgemein auch als Quermodul bezeichnet), der sich in der Fahrzeugquerrichtung durch den Insassenraum erstreckt. Dessen Stauraum ist ausgehend vom Fahrer- und Beifahrersitz zugänglich.
-
Eine Karosserie-Dachstruktur weist einen, von einer Dach-Außenhaut überzogenen Dachrahmen auf, der aus einem vorderen, an eine Fahrzeug-Frontscheibe grenzenden Dachrahmen-Querträger und einem hinteren Dachrahmen-Querträger aufgebaut ist, die jeweils seitliche Karosserie-Seitenteile in der Fahrzeugquerrichtung miteinander verbinden. Im Bereich des vorderen Dachrahmen-Querträgers erstreckt sich ein Dachstaukasten als Quermodul zwischen den beiden Karosserie-Seitenteilen.
-
Der Dachstaukasten-Boden kann einer Missbrauchslast ausgesetzt sein, etwa wenn ein Fahrzeuginsasse eine Dachstaukasten-Eingriffskante umgreift und sich mit seinem Körpergewicht am Dachstaukasten einhängt. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass sich der Dachstaukasten durchbiegt.
-
Aus der
DE 102 55 999 A1 ist ein Dachlängsträger bekannt, der sich zwischen einem vorderen Dachrahmen-Querträger und einem hinteren Dachrahmen-Querträger erstreckt. Die Funktion des Dachlängsträgers besteht darin, ein Ein- bzw. Ausbeulen der Dach-Außenhaut zu vermeiden. Aus der
DE 10 2009 053 750 A1 ist ein Fahrerhaus eines Nutzfahrzeugs mit einem Rohbaumodul bekannt, dessen Dachstruktur ein Mitteldachmodul mit einem vom Fahrzeuginnenraum zugänglichen Stauraum aufweist. Das Mitteldachmodul weist zudem eine Antenneneinheit mit einer Dachantenne auf. Aus der
DE 102 19 222 A1 ist ein Fahrzeugteil mit einem Antennenträgerelement bekannt. Das Fahrzeugteil weist eine Ausnehmung auf, in der das Antennenträgerelement aufgenommen und gehalten ist. Aus der
DE 10 2006 011 417 A1 ist ein Dachrahmen mit einem Rahmenquerteil bekannt an dem in etwa mittig ein Haltearm in der Fahrzeuglängsrichtung nach vorne abragt. Am vorderen Ende des Haltearms ist ein Funktionsmodul vorgesehen.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosserie-Dachstruktur mit einem Quermodul, insbesondere mit Dachstaukasten, bereitzustellen, das in einfacher Weise gegen Missbrauchsfälle geschützt ist.
-
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
-
Zum Schutz vor Missbrauchsfällen sind gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 der vordere Dachrahmen-Querträger und ein hinterer Querträger mit einer Längstraverse, insbesondere aus Kunststoff, verbunden. An der Längstraverse ist das Quermodul an einer Quermodul-Anbindungsstelle abgestützt. Bei der Längstraverse handelt es sich um ein längliches Bauteil, das eine Verbindung zum Fahrzeug-Rohbau bietet. Wie oben erwähnt, erstreckt sich die Längstraverse (auch als Kunststoffdachrahmen bezeichnet) im Fahrerhaus vom ersten, an der Fahrzeugfrontscheibe angrenzenden Dachrahmen-Querträger bis zum Beispiel zum B-Säulen-Querträger. An den beiden Anbindungsstellen ist die Längstraverse jeweils mit dem Fahrzeug-Rohbau (das heißt der Fahrzeugkarosserie) verschraubt. Bei Bereitstellung von Fahrzeugvarianten mit unterschiedlicher Fahrzeughöhe können auch unterschiedliche Längstraversen mit daran angepassten Höhen/Längen bereitgestellt werden. Die Längstraverse ist bevorzugt steifigkeitsoptimiert, da sie vorrangig der Stabilisierung des Quermoduls (das heißt des Dachstaukastens) dient, das oberhalb der Instrumententafel und der Frontscheibe positioniert ist. Exemplarisch kann der Dachstaukasten mit Hilfe der Längstraverse einer Missbrauchslast von 1000N beschädigungsfrei standhalten.
-
In einer Ausführungsvariante kann die Längstraverse in etwa mittig für einen Kabel- oder Steckerfreigang einer an der Dach-Außenhaut montierten Dachantenne geöffnet sein, zusätzlich kann sie zur Befestigung eines Dachklimagerätes genutzt werden. Eine flachere Variante der Längstraverse kann alternativ oder zusätzlich auch eine weitere Dachablage abstützen, die vom Laderaum erreichbar ist.
-
Bevorzugt ist die Kunststoff-Längstraverse aus einem faserverstärkten, insbesondere glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial gefertigt, das im Gegensatz zu anderen Werkstoffen eine große geometrische Gestaltungsfreiheit und Festigkeit bereitstellt. Der Verstärkungsfaser-Anteil ist dabei nicht ausschlaggebend für die Gestaltungsfreiheit, sondern für die Bauteil-Steifigkeit. Zudem ist der glasfaserverstärkte Kunststoff eine Alternative für Stahl hinsichtlich Belastbarkeit und Bauteil-Gewicht. Die Gestaltungsfreiheit wird durch übliche Kunststoff-Spritzgussverfahren ermöglicht. In diesem Fall kann die Längstraverse als ein zentrales Bauteil bereitgestellt werden, dass zur Befestigung und Stabilisierung mehrerer angrenzender Bauteile dient. Zusätzlich können durch Metalleinleger Spezialanforderungen an Bauteilbereiche erfüllt werden.
-
Nachfolgend sind weitere Erfindungsaspekte beschrieben: So kann die Längstraverse in der Fahrzeugquerrichtung bevorzugt mittig zwischen den beiden Karosserie-Seitenteilen, das heißt in der Fahrzeugmittellängsebene angeordnet sein, um eine mittige Abstützung des Quermoduls zu erzielen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Quermodul eine mittlere, dachhimmelseitige Dachkonsole aufweisen, in der Funktions-, Anzeige- und/oder Bedienelemente integriert sind. Die Dachkonsole kann beispielhaft ein äußeres Konsolengehäuse mit einer in der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten zugewandten Querwand und mit daran seitlich anschließenden, in der Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Seitenwänden sowie mit einem Konsolengehäuse-Boden aufweisen. Das Konsolengehäuse kann bevorzugt in der Fahrzeughochrichtung nach oben offen sein und (in der Fahrzeuglängsrichtung betrachtet) an den Dachhimmel anschließen.
-
Die Dachkonsole kann zudem, in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet, beidseitig nach fahrzeugaußen mit einem Staukasten-Boden verlängert sein. Jeder Staukasten-Boden kann seitlich an einer Anbindungsstelle an das zugeordnete Karosserie-Seitenteil rohbaufest angebunden sein.
-
Wie oben erwähnt, ist das Quermodul an einer Quermodul-Anbindungsstelle an der Längstraverse befestigt. Zur Realisierung der Quermodul-Anbindungsstelle kann das Quermodul ein Tragsegment aufweisen. Das Tragsegment kann über eine Clips- und/oder Schraubverbindung an der Längstraverse befestigt sein. In diesem Fall wird das Quermodul zunächst über die Clipsverbindung (oder Rastverbindung) an der Längstraverse in einer Endmontageposition vorpositioniert und anschließend über die Schraubverbindung endmontiert. Bevorzugt kann das modulseitige Tragsegment innerhalb des Konsolengehäuses der Dachkonsole, sichtgeschützt vom Fahrzeuginnenraum, angeordnet sein.
-
Im Zusammenbauzustand der Karosserie ist die Längstraverse in der Fahrzeughochrichtung betrachtet ausgehend vom Fahrzeuginnenraum sichtgeschützt angeordnet, das heißt oberhalb eines Dachhimmels positioniert. Der im Dachstaukasten bereitgestellte Stauraum ist in diesem Fall in der Fahrzeughochrichtung zwischen dem Staukasten-Boden und dem Dachhimmel begrenzt.
-
In einer weiteren Ausführungsform kann die Längstraverse Zusatzfunktionen übernehmen. Beispielhaft kann die Längstraverse einen Durchlass aufweisen. Der Durchlass stellt einen Stecker-Freigang für den Dachantennen-Stecker bereit. Zusätzlich können durch den Längstraversen-Durchlass Leitungen zu der, auf der Dach-Außenhaut montierten Dachantenne geführt werden. Außerdem können an der Längstraverse auch Kabel befestigt werden. Diese können beispielhaft mittels Klammern auf Rippen der Längstraverse gesteckt werden.
-
Alternativ und/oder zusätzlich kann das Fahrzeug ein Dachklimagerät aufweisen, das ausgehend vom Fahrzeuginnenraum sichtgeschützt hinter dem Dachhimmel positioniert ist. Das Dachklimagerät kann an einer Klimageräte-Anbindungsstelle an der Längstraverse befestigt sein. Zur Realisierung der Klimageräte-Anbindungsstelle kann die Längstraverse einen Vormontageabschnitt und einen Endmontageabschnitt aufweisen. In diesem Fall kann das Dachklimagerät zur Vorpositionierung in den Vormontageabschnitt der Längstraverse lose eingehängt werden und um eine Montage-Schwenkachse in eine Endmontageposition verschwenkt werden. Der Endmontageabschnitt der Längstraverse kann durch eine Clipsverbindung und eine Schraubverbindung realisiert sein. In diesem Fall wird das Dachklimagerät in der Endmontageposition zunächst mittels der Clipsverbindung lagefest gehalten. Anschließend kann das Dachklimagerät in einem Endbearbeitungsschritt mit der Längstraverse verschraubt werden.
-
Alternativ und/oder zusätzlich kann das Fahrzeug eine Dachablage aufweisen, die von einem heckseitigen Laderaum zugänglich ist, der zum Beispiel mittels einer Trennwand vom frontseitigen Insassenraum des Fahrzeugs getrennt ist. Die Dachablage kann mittels eines in etwa wannenförmigen Ablagebodens ausgeführt sein, der in der Fahrzeughochrichtung unterhalb des Dachhimmels angeordnet ist. Zudem kann der Ablageboden an einer weiteren Dachablagen-Anbindungsstelle unmittelbar auf der Längstraverse abgestützt sein. Zur Realisierung der Dachablagen-Anbindungsstelle kann der Ablageboden ein insbesondere topfförmiges Stützprofil aufweisen. Dessen Profilboden kann in der Fahrzeughochrichtung von oben auf der Längstraverse abgestützt sein und mit dieser verschraubt sein.
-
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
-
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 in einer Seitenansicht mit teilweisem Aufriss ein zweispuriges Nutzfahrzeug;
-
2 eine Teil-Perspektivansicht einer Karosserie-Dachstruktur des Nutzfahrzeugs;
-
3 eine Schnittdarstellung entlang einer Längsmittelebene des Fahrzeugs;
-
4a, 4b, 4c eine perspektivische Darstellung der Längstraverse in Alleinstellung gemäß einer ersten Ausführungsvariante sowie Querschnittsansichten der Längstraverse;
-
5 und 6 jeweils Schnittdarstellungen der Anbindungspunkte der Längstraverse am vorderen Dachrahmen-Querträger und am hinteren Dachrahmen-Querträger;
-
7 eine Quermodul-Anbindungsstelle;
-
8 in einer Ansicht entsprechend der 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Karosserie-Dachstruktur mit einem darin verbauten Dachklimagerät;
-
9 und 10 jeweils Ansichten der Klimageräte-Anbindungsstelle; und
-
11 in einer Ansicht entsprechend der 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Karosserie-Dachstruktur mit einer darin verbauten Dachablage.
-
In der 1 ist ein zweispuriges Nutzfahrzeug gezeigt, in dessen Insassenraum 1 frontseitig oberhalb einer Instrumententafel sowie einer Frontscheibe 3 am Dachhimmel 5 ein Quermodul 7 angeordnet ist, das sich in der Fahrzeugquerrichtung y quer durch den Insassenraum 1 erstreckt. Das Quermodul 7 weist gemäß den 1 und 2 eine mittlere Dachkonsole 9 mit Funktions-, Anzeige- und/oder Bedienelementen auf. Die Dachkonsole 9 ist in der Fahrzeugquerrichtung y nach fahrzeugaußen beidseitig mit einem Staukastenboden 11 verlängert, der jeweils seitlich an einem Karosserie-Seitenteil 13 rohbaufest angebunden ist. Mit dem Staukastenboden 11 wird ein Staukasten bereitgestellt, der ausgehend vom Fahrer- und Beifahrersitz im Insassenraum 1 zugänglich ist. Die beiden seitlichen Karosserie-Seitenteile 13 bilden zusammen mit vorderen und hinteren Dachrahmen-Querträgern 15, 17 einen Dachrahmen, der von einer Dach-Außenhaut 19 überzogen ist. Auf dem Fahrzeugdach ist außerdem eine Dachantenne 4 montiert. Die Elektronik-Komponenten befinden sich hauptsächlich in einer Blende unterhalb des Staukastens, wo auch die Innenleuchte aufgenommen ist.
-
In der 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit ein vorderes Außenhaut-Segment der Dach-Außenhaut 19 weggelassen, um die Einbaulage einer Kunststoff-Längstraverse 21 zu zeigen. Die Längstraverse 21 erstreckt sich mittig zwischen den beiden Karosserie-Seitenteilen 13 und ist jeweils an ersten und zweiten Anbindungsstellen A1 und A2 am vorderen und am hinteren Dachrahmen-Querträger 15, 17 angebunden. Zudem ist die Längstraverse 21 im Zusammenbauzustand sichtgeschützt oberhalb des Dachhimmels 5 angeordnet.
-
Wie aus der 2 weiter hervorgeht, weist die mittlere Dachkonsole 9 ein Konsolengehäuse auf, das mit einer in der Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten zugewandten Querwand 23 sowie mit daran seitlich anschließenden, in der Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne verlaufenden Seitenwänden 25 sowie einem nicht gezeigten Gehäuse-Boden ausgebildet ist. Der Staukasten-Boden 11 begrenzt zusammen mit dem Dachhimmel 5 einen Stauraum, der vom Fahrer- und vom Beifahrersitz aus zugänglich ist.
-
In der 5 ist die Anbindungsstelle A1 der Längstraverse 21 mit dem vorderen Dachrahmen-Querträger 15 gezeigt. Demzufolge ist die vordere Anbindungsstelle A1 durch zwei Schraubverbindungen sowie einem mittleren Positionierstift 27 realisiert, der durch eine zugeordnete Positionieröffnung 29 im Profilboden 31 des vorderen Dachrahmen-Querträgers 15 ausgebildet ist. Zudem sind im Profilboden 31 des vorderen Dachrahmen-Querträgers 15 zwei seitliche Schraublöcher 33 ausgebildet, durch die jeweils die Schraubbolzen 35 (5) zum Verspannen der Längstraverse 21 am vorderen Dachrahmen-Querträger 15 geführt sind. In der 6 ist die Anbindungsstelle A2 zur Anbindung der Längstraverse 21 am hinteren Dachrahmen-Querträger 17 gezeigt. Demzufolge weist die Längstraverse 21 einen Anschlussflansch 37 auf, der ebenfalls durch Schraubverbindungen mit dem hinteren Dachrahmen-Querträger 17 verschraubt ist.
-
Gemäß den 4b und 4c weist die Längstraverse 21 spannungsoptimierte Querschnitte auf, wobei der Grundkörper der Längstraverse 21 in etwa fachwerkartig mit Längs- und Querstege 18, 20 aufgebaut ist.
-
In der 3 ist das Quermodul 7 an einer Quermodul-Anbindungsstelle A3 an der Längstraverse 21 angebunden. Die Quermodul-Anbindungsstelle A3 weist gemäß der 2 oder 3 ein modulseitiges Tragsegment 39 auf, das innerhalb des oben erwähnten Konsolengehäuses der Dachkonsole 9 angeordnet ist. Am Tragsegment 39 sind in der 7 Clipselemente 41 angeformt, mit deren Hilfe das Quermodul 7 an der Längsträger-Traverse 21 vorpositionierbar ist. Zudem weist die Quermodul-Anbindungsstelle A3 zwei seitlich angeordnete Schraubverbindungen 43 auf, mit deren Hilfe das vorpositionierte Quermodul 7 an der Längstraverse 21 endmontierbar ist.
-
Zudem weist die Längstraverse 21 einen in der Fahrzeughochrichtung z ausgerichteten Durchlass 45 für elektrische Leitungen auf, die an der auf der Dach-Außenhaut 19 montierten Dachantenne 4 angeschlossen sind. Der Durchlass 45 bildet zudem einen Freigang für den Dachantennen-Stecker 48.
-
In der 8 ist eine Karosserie-Dachstruktur gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt, in der ein Dachklimagerät 47 ausgehend vom Fahrzeuginnenraum 1 sichtgeschützt hinter dem Dachhimmel 5 angeordnet ist. Das Dachklimagerät 47 ist an einer Klimageräte-Anbindungsstelle A4 an der Längstraverse 21 befestigt. Wie aus der 4 hervorgeht, ist die Klimageräte-Anbindungsstelle A4 zweiteilig ausgeführt, und zwar mit einem an der Längstraverse 21 ausgebildeten Vormontageabschnitt 49 und einem davon beabstandeten Endmontageabschnitt 51. Der Vormontageabschnitt 49 weist zwei in der Fahrzeugquerrichtung y seitlich abragende Positionierzapfen 53 (9) auf, die zur Vorpositionierung in Längsführungen 55 (9) des Klimagerätes 47 einsetzbar sind. Die Positionierzapfen 53 bilden zusammen mit den Klimageräte-Längsführungen 55 eine Montage-Schwenkachse M (9), um die das Dachklimagerät 47 in eine Endmontagestellung (10) schwenkbar ist. In der Endmontagestellung (10) ist die Längstraverse 21 in Rasteingriff mit am Endmontageabschnitt 51 ausgebildeten Clipselementen 57. Zudem ist das Dachklimagerät in seiner Endmontagestellung (10) mittels einer nicht gezeigten Schraubverbindung an der Längstraverse 21 verschraubt.
-
In der 11 ist die Karosserie-Dachstruktur gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem eine im Vergleich zur 4 flacher ausgeführte Längstraverse 21 verbaut ist. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist die Längstraverse 21 an ihrem hinteren Ende um einen Höhenversatz ¨h von der Dach-Außenhaut 19 beabstandet. Auf diese Weise ergibt sich ein Bauraum, in dem in der 11 eine Dachablage 61 angeordnet ist. Die Dachablage 61 ist über eine Zugangsöffnung vom heckseitigen Laderaum 62 (1) des Nutzfahrzeugs zugänglich, der mit einer in der 1 angedeuteten Trennwand 64 von Insassenraum 1 abgetrennt ist.
-
Die Dachablage 61 ist durch einen Ablageboden 63 realisiert, der einen Dachablage-Stauraum 65 in der Fahrzeughochrichtung z nach unten begrenzt. Wie aus der 11 hervorgeht, ist der Ablageboden 63 unterhalb des Dachrahmen-Querträgers 17 angeordnet. Zur Abstützung des Ablagebodens 63 ist in der 11 ein zusätzlicher Stütz-Querträger 71 bereitgestellt, der seitlich jeweils an die beiden Karosserie-Seitenteile 13 angebunden ist. Der Ablageboden 63 ist in der Fahrzeugquerrichtung y seitlich jeweils rohbaufest an die Karosserie-Seitenteile 13 angebunden. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist in der 11 die Längstraverse 21 mit ihrem Anschlußflansch 37 nicht mehr am Dachrahmen-Querträger 17 angebunden, sondern am darunter verlaufenden Stütz-Querträger 71.
-
Wie aus der 11 weitere hervorgeht, ist der Ablageboden 63 an einer Dachablagen-Anbindungsstelle A5 auf der Längstraverse 21 abgestützt. Die Dachablagen-Anbindungsstelle A5 ist in der 11 durch ein am Ablageboden 63 ausgebildetes topfförmiges Stützprofil 67 realisiert, dessen Profilboden in der Fahrzeughochrichtung z von oben auf der Längstraverse 21 abgestützt ist und mit dieser verschraubt ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10255999 A1 [0005]
- DE 102009053750 A1 [0005]
- DE 10219222 A1 [0005]
- DE 102006011417 A1 [0005]
