DE102020207729A1

DE102020207729A1 - Roof cap in sandwich construction for convertibles

Info

Publication number: DE102020207729A1
Application number: DE102020207729.0A
Authority: DE
Inventors: Ralf Johe; Holger Röder; Randolf Liebhardt; Michael Schwarzer; Maria-Magdalena Romanowska; Tobias Waidelich; Claus Careni; Mario Andress; Wilfried Engelhardt; Oliver Bofinger
Original assignee: Magna Car Top Systems GmbH
Current assignee: Magna Car Top Systems GmbH
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2020-12-31

Abstract

Dachkappe (10) in Kompositbauweise für ein Cabriolet bestehend aus einem Alu- oder Stahlblech als Dachaußenhaut (1), einem verrippten Trägerelement (2) aus Glasfaser verstärkten Kunststoff mit Stahlhülsen (8) an den Schraub,- bzw. Nietstellen, sowie den dazugehörigen Anbauteilen (3), wobei alle Bauteile und Trägerelemente zueinander verschraubt und / oder vernietet sind.Roof cap (10) in composite construction for a convertible consisting of an aluminum or steel sheet as the outer roof skin (1), a ribbed support element (2) made of glass fiber reinforced plastic with steel sleeves (8) at the screw or rivet points, and the associated attachments (3), wherein all components and support elements are screwed and / or riveted to one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dachkappe in Sandwichbauweise für Cabriolets.The invention relates to a roof cap in sandwich construction for convertibles.

Stand der TechnikState of the art

Aus der EP 0 509 326 A1 ist ein Klapp- bzw. Faltverdeck für ein Cabriolet bekannt, das in einem vorderen Bereich, d.h. benachbart einem Windschutzscheibenrahmen, einen sogenannten Windlaufspriegel, auch als Dachkappe bezeichnet, umfasst. Diese Dachkappe weist eine trägerartige Gestalt und in einem Randsektor ein Befestigungsprofil auf. An dem Befestigungsprofil wird ein Dichtkörper gehalten, der mittels Schlauchdichtabschnitten mit einem oberen Querträger eines Windschutzscheibenrahmens zusammenarbeitet. Die Dachkappe ist mit einem U-förmigen Querschnitt einem Fahrgastraum zugewandt.From the EP 0 509 326 A1 a folding or folding top for a convertible is known which comprises a so-called cowl bow, also referred to as a roof cap, in a front area, ie adjacent to a windshield frame. This roof cap has a support-like shape and a fastening profile in an edge sector. A sealing body is held on the fastening profile and cooperates with an upper cross member of a windshield frame by means of hose sealing sections. The roof cap faces a passenger compartment with a U-shaped cross section.

Aus der EP 2 368 737 A1 ist ein Cabriolet bekannt, das einen Aufbau umfasst, der von Rädern getragen wird und einen Grundkörper und ein bewegliches von einer Schließstellung Schst in eine Offenstellung verstellbares Dach umfasst. Das Dach ist als am Aufbau gelagertes und mittels einer Kinematikanordnung verstellbares Faltverdeck ausgebildet. Am Grundkörper gehalten sind Seitentüren und ein Windschutzscheibenrahmen, der einen oberen Querträger besitzt. Mit dem Querträger wirkt ein vorderer Bereich, z. B. in Gestalt eine Dachkappe, des einen Fahrgastraum Fg in der Schließstellung Schst überspannenden Faltverdecks zusammen, wobei die Dachkappe an dem Querträger über einen Verriegelungsmechanismus in der Schließstellung verriegelt gehalten ist. Die Verriegelung ist zur Verstellung des Faltverdecks in eine Offenstellung lösbar und umfasst hakenförmige Verriegelungen, Betätigungsstangen und bei einer elektrischen Betätigung eine Antriebsmotor, der mit den Betätigungsstangen zusammenwirkt und diese verstellt.From the EP 2 368 737 A1 a convertible is known which comprises a structure which is carried by wheels and comprises a base body and a movable roof which can be moved from a closed position Schst into an open position. The roof is designed as a folding top mounted on the body and adjustable by means of a kinematic arrangement. Side doors and a windshield frame, which has an upper cross member, are held on the base body. A front area acts with the cross member, e.g. B. in the form of a roof cap, the folding top spanning a passenger compartment Fg in the closed position Schst, the roof cap being held locked in the closed position on the cross member via a locking mechanism. The lock can be released for moving the folding top into an open position and comprises hook-shaped locks, actuating rods and, in the case of electrical actuation, a drive motor which interacts with the actuating rods and adjusts them.

Die aus formsteifem Werkstoff bspw. Leichtmetallguss bestehende Dachkappe des Faltverdecks trägt einen Teilabschnitt eines flexiblen Verdeckbezugs. Zwischen Dachkappe und einer horizontalen Wand des oberen Querträgers des Windschutzscheibenrahmens ist ein Dichtkörper wirksam, der unter Vermittlung eines leistenartigen z.B. metallischen durch Strangpressen hergestellten Halteelements an dieser Dachkappe befestigt ist.The roof cap of the folding top, which is made of dimensionally stable material, for example cast light metal, carries a section of a flexible top cover. Between the roof cap and a horizontal wall of the upper cross member of the windshield frame, a sealing body is effective, which by means of a strip-like e.g. metallic holding element produced by extrusion is attached to this roof cap.

Solche Dachkappen für Cabriolets aus Magnesiumdruckguss, die pulverbeschichtet mit angeschraubten Anbauteilen bei geringem Gewicht ausgeführt sind, sind bekannt.Such roof caps for convertibles made of die-cast magnesium, which are powder-coated with screw-on attachments and are lightweight, are known.

Der Nachteil dieser bekannten Dachkappen besteht darin, dass ein aufwendiger Oberflächenschutz notwendig und die Handhabung entsprechend aufwändig ist. Dadurch ergeben sich relativ hohe Werkzeug- und Einzelteilkosten, sowie ein aufwändiges Qualitätsmanagement. Die bisher bestehende Bauweise grenzt die Möglichkeiten ein, weitere Funktionen zu integrieren. Auch bei einem Unfall weisen solche Bauteile ein kritisches Crash-Verhalten auf, in dem sie brechen.The disadvantage of these known roof caps is that complex surface protection is necessary and handling is correspondingly complex. This results in relatively high tool and individual part costs, as well as complex quality management. The previously existing construction limits the possibilities of integrating further functions. Even in the event of an accident, such components exhibit critical crash behavior in which they break.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Dachkappe für ein Cabriolet derart weiterzubilden, dass diese einfach demontierbar ist, keinen speziellen Oberflächenschutz bedarf, sowie eine billigere Herstellung und größere Möglichkeiten für die Integration von Funktion- und Bauteilen erlaubt. Auch ein verbessertes Crashverhalten soll erreicht werden.The object of the invention is to develop a roof cap for a convertible in such a way that it can be easily dismantled, does not require any special surface protection, and allows cheaper production and greater possibilities for integrating functional and component parts. Improved crash behavior should also be achieved.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Dachkappe in Kompositbauweise für ein Cabriolet bestehend aus einem Alu- oder Stahlblech, einem verrippten Trägerelement aus einem verstärkten Kunststoffmaterial mit eingefügten Stahlhülsen an den Schraub,- bzw. Nietstellen, sowie den dazugehörigen Anbauteilen, wobei alle Bauteile und Trägerelemente zueinander verschraubt und / oder vernietet sind. glasfaserverstärktem Kunststoff oder hochgefüllten Kunststoffmaterial Vorteilhafterweise werden die Stahlhülsen eingespritzt.The object is achieved with a composite roof cap for a convertible consisting of an aluminum or steel sheet, a ribbed carrier element made of a reinforced plastic material with inserted steel sleeves at the screw or rivet points, as well as the associated attachments, with all components and carrier elements to one another are screwed and / or riveted. Glass fiber reinforced plastic or highly filled plastic material. The steel sleeves are advantageously injected.

In einer alternativen Ausführungsform werden die Stahlhülsen nach der spritzgießtechnischen Herstellung des Trägerelements nachträglich in entsprechende Befestigungsbereiche verliersicher eingepresst oder eingesteckt. Diese Art der Verbindung zwischen Stahlhülsen und Trägerelement ist aufgrund der Vielzahl der anzuordnenden Stahlhülsen hinsichtlich der Herstellung kostengünstig.In an alternative embodiment, after the carrier element has been manufactured by injection molding, the steel sleeves are subsequently pressed or inserted into corresponding fastening areas in a captive manner. This type of connection between steel sleeves and carrier element is inexpensive in terms of production due to the large number of steel sleeves to be arranged.

Bei der zweiten Alternative hinsichtlich der Art der Befestigung der Stahlhülsen an dem Trägerelement, müssen alternativ Bundhülsen verwendet werden. Hierbei werden die Varianten mit und ohne Innengewinde entsprechend von der schraubenseiten-entgegengesetzten Richtung montiert. Dies gewährleistet aufgrund der Überdeckung des Hülsenbundes mit den zu verschraubenden Bauteilen einen Formschluss.In the second alternative with regard to the type of fastening of the steel sleeves to the carrier element, collar sleeves must be used as an alternative. Here, the variants with and without internal thread are mounted from the opposite direction on the screw side. This ensures a form fit due to the overlap of the sleeve collar with the components to be screwed together.

Die Lösung hat folgende Vorteile:

Im Bedarfsfall demontierbare Sandwichbauweise. Kein spezieller, bzw. kein Oberflächenschutz (bei ALU-Blech) erforderlich. Geringere Beschaffungskosten, billigere Herstellung. Deutlich erhöhte Möglichkeit der Funktions- u. Bauteilintegration im Kunststoffträgerteil. Verbessertes Crashverhalten durch Einsatz von verschraubten/vernieteten Blechschalen. Kein höheres Gewicht als aktueller Konstruktionsstand bei Einsatz von ALU-Blech für die Außenhaut der Dachkappe.

The solution has the following advantages:

Sandwich construction that can be dismantled if necessary. No special or no surface protection (for ALU sheet metal) required. Lower procurement costs, cheaper production. Significantly increased possibility of functional u. Component integration in the plastic carrier part. Improved crash behavior through the use of screwed / riveted sheet metal shells. No higher weight than the current state of construction when using ALU sheet metal for the outer skin of the roof cap.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 zeigt eine schematische Darstellung des Kompositaufbaus in Explosionsdarstellung
2a zeigt eine Detaildarstellung von Stahl- oder Niethülsen,
2b zeigt eine perspektivische Darstellung einer Bundhülse,
3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Lagerhülse,
4 zeigt einen Stand der Technik.

The invention is described below by way of example with reference to the accompanying drawings.

1 shows a schematic representation of the composite structure in an exploded view
2a shows a detailed representation of steel or rivet sleeves,
2 B shows a perspective view of a collar sleeve,
3 shows a sectional view along a bearing sleeve,
4th shows a prior art.

In 4 ist eine Dachkappe 10 wie sie im Stand der Technik hergestellt wird dargestellt. Die Dachkappe 10 besteht dabei einteilig aus einem Magnesiumdruckgussmaterial 11, das pulverbeschichtet wird. Wie es in der 4 zu erkennen ist, umfasst die Dachkappe 10 einen Antrieb 5 zur Verstellung der Verriegelungsmechanik. Der Antrieb 5 ist auf einem Anbindungsblech 5a verschraubt. Das Anbindungsblech 5a ist auf dem Magnesiumdruckgussmaterial 11 angebunden.In 4th is a roof cap 10 as shown in the prior art. The roof cap 10 consists in one piece of a magnesium die-cast material 11 that is powder coated. Like it in the 4th can be seen, includes the roof cap 10 a drive 5 for adjusting the locking mechanism. The drive 5 is on a connection plate 5a screwed. The connection plate 5a is on the magnesium die-cast material 11 tied up.

Vom Antrieb 5 weg erstreckt sich rechts und links in y- Richtung jeweils eine Betätigungsstange 9 die als Anbauteil 3 gekennzeichnet ist. Die Betätigungsstangen 9 enden in hakenförmigen Verriegelungsvorrichtungen V, mit denen die Dachkappe 10 mit dem Fahrzeug bzw. vorderen Querträger der Fahrzeugkarosserie im Bereich des Windschutzscheibenrahmens entriegelbar/verriegelbar verbunden wird.From the drive 5 away, an actuating rod extends to the right and left in the y direction 9 as an attachment 3 is marked. The operating rods 9 end in hook-shaped locking devices V with which the roof cap 10 is connected to the vehicle or front cross member of the vehicle body in an unlockable / lockable manner in the area of the windshield frame.

Die Verriegelungsvorrichtungen sind über Crashbleche 5b mit seitlich angeordneten Adapterplatten 7 verbunden, die zur Anbindung an das Lenkersystem der Kinematikanordnung des Faltdaches des Cabriolets dienen.The locking devices are via crash panels 5b with laterally arranged adapter plates 7th connected, which are used to connect to the link system of the kinematic arrangement of the convertible roof.

In 1 ist in einer Explosionsdarstellung der erfindungsgemäße Aufbau der Dachkappe 10 gezeigt. Die Dachkappe 10 ist, wie es nachfolgend beschrieben ist, als Sandwichbauteil aus einer Dachaußenhaut 1 und einem Trägerelement 2 ausgeführt und umfasst eine Vielzahl von Anbauteilen 3.In 1 is an exploded view of the structure of the roof cap according to the invention 10 shown. The roof cap 10 is, as described below, as a sandwich component made from an outer roof skin 1 and a support element 2 executed and includes a variety of attachments 3 .

Die Dachaußenhaut 1 besteht aus einem Aluminiumblech oder einem Stahlblech, das vorzugsweise eine Dicke von 1,6 mm hat. Die Dachaußenhaut 1 weist Schraublöcher 6 auf, wie sie in der Zeichnung exemplarisch mit Pfeilen gekennzeichnet sind. Die Schraublöcher 6 weisen einen Toleranzausgleich auf und sind als Durchgangsbohrungen ausgeführt. Weiterhin ist in der Dachaußenhaut 1 mittig auf der nach innen weisenden Seite eine Lagerhülse 4 angeordnet, die bei der Herstellung der Dachaußenhaut 1 eingepresst oder mit der Dachaußenhaut 1 vernietet wird.The outer skin of the roof 1 consists of an aluminum sheet or a steel sheet, which preferably has a thickness of 1.6 mm. The outer skin of the roof 1 has screw holes 6th as shown by way of example in the drawing with arrows. The screw holes 6th have a tolerance compensation and are designed as through holes. Furthermore is in the roof skin 1 in the middle on the inward facing side a bearing sleeve 4th arranged in the manufacture of the outer roof skin 1 pressed in or with the roof skin 1 is riveted.

Als zweites Bauteil der Dachkappe 10 wird ein verripptes Trägerelement 2 aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder einem alternativen, hochgefüllten Kunststoffmaterial in einem Spritzgießverfahren hergestellt. Als bevorzugtes Material wird ein Polyamid mit einem 50 % Glasfaseranteil (PA 6 GF 50) verwendet. In das Kunststoffmaterial werden bei dem Spritzgießverfahren unterschiedliche Stahlhülsen 8 an den Schraub- bzw. Nietstellen eingespritzt.As the second component of the roof cap 10 becomes a ribbed carrier element 2 Made of glass fiber reinforced plastic or an alternative, highly filled plastic material in an injection molding process. A polyamide with a 50% glass fiber content (PA 6 GF 50) is used as the preferred material. In the injection molding process, different steel sleeves are inserted into the plastic material 8th injected at the screw or rivet points.

Die Schraub- und Niethülsen 8 sind exemplarisch in 2a und 2b dargestellt. Dabei handelt es sich auf der linken Seite der 2a um eine Stahlhülse 8 mit einem Durchgangsloch, auf der rechten Seite der 2a um eine Stahlhülse 8' mit einem Innengewinde. In Abhängigkeit der anzubindenden Bauteile bzw. Baugruppen, d.h. ob diese direkt verschraubt oder durchverschraubt werden, müssen die Stahlhülsen mit oder ohne Gewinde ausgeführt sein.The screw and rivet sleeves 8th are exemplary in 2a and 2 B shown. This is on the left side of the 2a around a steel sleeve 8th with a through hole, on the right side of the 2a around a steel sleeve 8th' with an internal thread. Depending on the components or assemblies to be connected, ie whether these are screwed directly or screwed through, the steel sleeves must be designed with or without a thread.

Alternativ zu den eingespritzten Stahlhülsen 8, 8' können in das Trägerelement 2 auch die in der 2b dargestellten Bundhülsen 18 eingepresst oder verliersicher eingesteckt werden. Auch bei dieser Varianten der Herstellung des Trägerelements 2 müssen Bundhülsen 18 mit Innengewinde oder ohne Innengewinde verwendet werden.Alternative to the injected steel sleeves 8th , 8th' can in the carrier element 2 also those in the 2 B shown collar sleeves 18th pressed in or inserted securely. Also in this variant of the production of the carrier element 2 need collar sleeves 18th can be used with internal thread or without internal thread.

Die Bundhülsen 18 umfassen dabei einen zylindrischen Abschnitt 18a und einen daran anschließenden radialen Bundabschnitt 18b.The collar sleeves 18th comprise a cylindrical section 18a and an adjoining radial collar section 18b .

Weiter sind aus 1 die dazugehörigen Anbauteilen 3 zu erkennen, die hauptsächlich aus dem Antrieb 5, sowie den Antriebsstangen 9 und den hakenförmigen Verriegelungen 12 bestehen. Die Adapterplatten 7 sind beidseits wie im Stand der Technik vorhanden und werden mit der Dachkappe 10 verschraubt.Next are off 1 the associated attachments 3 to recognize that mainly from the drive 5 , as well as the drive rods 9 and the hook-shaped locks 12 consist. The adapter plates 7th are present on both sides as in the state of the art and come with the roof cap 10 screwed.

Für den Zusammenbau der Dachkappe 10 werden die Dachaußenhaut 1 und das Trägerelement 2 in Sandwichbauweise aufeinandergelegt. In einem zweiten Schritt werden Schrauben durch die Schraublöcher 6 des Alu- oder Stahlblechs 1 geschoben und mit den umspritzte Hülsen 8 des Trägerelements 2 oder alternativ mit den eingepressten Bundhülsen 18 verschraubt. Die Richtung der Verschraubung folgt dabei dem Pfeil P in der 1. Die Anbauteile 3 werden dagegen von der anderen Seite auf dem Trägerelement 2 unter Zuhilfenahme der Stahlhülsen 8 oder alternativ der Bundhülsen 18 direkt verschraubt.For assembling the roof cap 10 become the outer skin of the roof 1 and the support element 2 laid on top of each other in sandwich construction. In a second step, screws are put through the screw holes 6th of aluminum or steel sheet 1 pushed and with the encapsulated sleeves 8th of the carrier element 2 or alternatively with the pressed-in collar sleeves 18th screwed. The direction of the screw connection follows the arrow P in the 1 . The attachments 3 are, however, from the other side on the carrier element 2 with the help of the steel sleeves 8th or alternatively the collar sleeves 18th screwed directly.

3 zeigt in einer Schnittdarstellung den fertig montierten Antrieb 4 der im Kompositbauteil bzw. an der Dachkappe 10 am Trägerelement 2 und an der Dachaußenhaut 1 verbaut ist. Dabei wird der Antrieb 5 mit seiner Antriebswelle in der an der Dachaußenhaut 1 befestigten Lagerhülse 4 aufgenommen und an dem Trägerelement 2 über eine Hülse 8 befestigt. Wie man erkennt braucht man für eine solche Montage keine Anbindungsplatte 5a bzw. kein Anbindungsblech wie es im Stand der Technik notwendig war. 3 shows the fully assembled drive in a sectional view 4th that in the composite component or on the roof cap 10 on the carrier element 2 and on the outer skin of the roof 1 is installed. This is where the drive 5 with its drive shaft in the one on the outer roof skin 1 attached bearing sleeve 4th added and on the carrier element 2 over a sleeve 8th attached. As you can see, you don't need a connection plate for such an assembly 5a or no connection plate as was necessary in the prior art.

Auch bei der Montage der Verriegelungselemente entfällt das bisher notwendige Crash-Blech 5b, die Verriegelungselemente V, 12 können direkt über das Trägerelement 2 mit dem Alublech der Dachaußenhaut 1 verbunden werden.The previously necessary crash plate is also no longer required when assembling the locking elements 5b who have favourited locking elements V , 12 can directly over the carrier element 2 with the aluminum sheet of the roof skin 1 get connected.

Wie es aus der Schnittdarstellung der 3 weiterhin zu erkennen ist, ist auch ein notwendiger Anschlag 14 für den Verschlussantrieb im Trägerelement 2 integriert ausgeführt.As can be seen from the sectional view of the 3 can still be seen is also a necessary stop 14th for the lock drive in the carrier element 2 integrated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 0509326 A1 [0002]
EP 2368737 A1 [0003]

Claims

Roof cap (10) in sandwich construction for a convertible consisting of an aluminum or steel sheet as the outer roof skin (1), a ribbed carrier element (2) made of plastic with steel sleeves (8, 8 '; 18) at the screw or rivet points, and the associated attachment parts (3), the outer roof skin (1) and the carrier element (2) being screwed and / or riveted to one another.

Roof cap (10) Claim 1 , wherein the carrier element (2) is produced from a glass fiber reinforced plastic in an injection molding process.

Roof cap (10) Claim 1 or 2 , the steel sleeves (8, 8 ') being injected into the carrier part (2).

Roof cap (10) Claim 1 or 2 , wherein the steel sleeves are designed as collar sleeves (18) which are pressed or connected in the carrier part (2).

Roof cap (10) according to one of the preceding claims, wherein a bearing sleeve (4) is pressed in or riveted in a central area of the inner side of the outer roof skin (1) facing the carrier part (2).

Roof cap (10) Claim 5 , the drive (5) being received as an attachment part (3) with its drive shaft in the bearing sleeve (4) attached to the outer roof skin (1) and being attached directly to the carrier element (2) via a steel sleeve (8) or collar sleeve (18) .

Roof cap (10) Claim 1 , further attachments (3), such as adapter plates (7) and / or locks (12, V) being screwed and / or riveted directly to the carrier plate (2) via a number of bearing sleeves (8) or collar sleeves (18).