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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dachaufbau für eine Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere einen Dachaufbau mit einem Airbag, der an einem Dachlängsträger montiert ist und von dort nach unten in eine Stellung expandierbar ist, in der er ein Polster zwischen dem Kopf und Oberkörper eines Fahrzeuginsassen und einer Tür der Karosserie bildet.
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Den Airbag unter dem Dachlängsträger anzubringen, ist unbefriedigend, da die Verkleidung eines zu weit nach unten ragenden Airbags die Sicht durch ein Fenster der Tür beeinträchtigt. Ein Airbag, der sich neben dem Dachlängsträger auf dessen der Fahrgastzelle zugewandter Seite erstreckt, beeinträchtigt die Kopffreiheit der Fahrzeuginsassen.
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Aus
US 8 967 662 B1 ist ein Dachaufbau mit einem einteiligen, hohlen Längsträger bekannt, der an seiner Unterseite einerseits eine Aussparung für den Airbag und neben der Aussparung einen Steg aufweist, der als Träger für Türdichtungen dient. Wenn ein solcher Längsträger durch Extrusion gefertigt wird, ist es kaum möglich, seinen Querschnitt über seine Längs hinweg zu variieren. Dies macht das Verbinden eines solchen Längsträgers mit Karosseriesäulen aufwendig. Es ist auch schwierig, einen Längsträger einteilig vom Dach in eine A- oder C-Säule übergehend zu montieren, da, wenn der Längsträger am Übergang zwischen dem Dach und einer Säule mit kleinem Radius gekrümmt werden muss, nur schwer zu vermeiden ist, dass der Steg seitlich ausweicht oder Falten bildet.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Dachaufbau mit einem Längsträger und einem daran montiertem Airbag zu schaffen, der einen kompakten, Sicht und Kopffreiheit möglichst wenig beeinträchtigenden Aufbau mit einer einfachen Fertigung und Montage des Dachlängsträgers kombiniert.
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Die Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst, indem bei einem Dachaufbau für eine Kraftfahrzeugkarosserie, mit einem eine Türöffnung begrenzenden, eine Dachfläche unterstützenden Dachlängsträger, wobei ein inneres Wandelement des Dachlängsträgers eine in einen Hohlraum des Dachlängsträgers vorspringende konvexe Innenseite und eine konkave Außenseite aufweist, und mit einem entlang des Dachlängsträgers in eine von der konkaven Außenseite begrenzte Aussparung eingreifend montierten Airbag, der Dachlängsträger ferner wenigstens ein äußeres Wandelement umfasst und das innere Wandelement mit dem wenigstens einen äußeren Wandelement über sich beiderseits der Aussparung erstrekkende Flansche verbunden ist.
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Indem der Dachlängsträger mehrteilig aufgebaut und durch Verbinden der Ränder der einzelnen Wandelemente zusammengefügt wird, sind Querschnittsveränderungen entlang des Dachlängsträgers, Krümmungen oder Anschlüsse für andere Bauteile einfach und flexibel realisierbar.
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Insbesondere kann jedes Wandelement einteilig aus Flachmaterial zugeschnitten - und ggf. vor dem Zusammenfügen mit einem anderen Wandelement dreidimensional verformt - sein.
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Der Airbag hat typischerweise auf einem Großteil seiner Länge, bedingt dadurch, dass die Airbagmembranen in ihm aufgerollt sind - einen zylindrischen Querschnitt. Entsprechend ist bevorzugt, dass die konkave Außenseite und die konvexe Innenseite wenigstens teilweise durch zum Querschnitt des Airbags konzentrische Kreisbögen gebildet sind. Für eine hohe Biegefestigkeit sollte der Querschnitt des Dachlängsträgers bei gegebenen Abmessungen ein möglichst hohes Flächenträgheitsmoment erreichen. Dafür sollten sich die Kreisbögen über einen Winkel von mindestens 120°, besser mindestens 150° erstrecken. Andererseits sollte der Winkel 180° nicht überschreiten, damit der Dachlängsträger nicht ein Entfalten des Airbags behindert, wenn letzterer ausgelöst worden ist. Um einen kompakten Aufbau zu ermöglichen, sollte ferner der Mittelpunkt der Kreisbögen im Wesentlichen mit einem Flächenschwerpunkt des Querschnitts des Airbags zusammenfallen.
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Miteinander verbundene Flansche des inneren und des wenigstens einen äußeren Wandelements können einen der Türöffnung zugewandten ersten Steg bilden. Die beidseitige Zugänglichkeit des Stegs macht es einfach, diesen mit anderen Karosseriekomponenten zu verbinden; seine im Vergleich zum Rest des Dachlängsträgers große Wandstärke gibt der Verbindung eine hohe Stabilität.
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Dort, wo kein anderes Karosserieteil am Steg befestigt ist, insbesondere dort, wo er sich entlang der Türöffnung erstreckt, kann an dem ersten Steg eine erste Türdichtung und/oder eine Halterung angebracht sein, in der ein Dachhimmel in durch ein Expandieren des Airbags lösbarer Weise gehalten ist.
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Zu beiden Zwecken kann ein steifes Profilelement, typischerweise ein Extrusionsprofil aus steifem Kunststoff, dienen, das eine erste Nut aufweist, in die der erste Steg eingreift. Um die Türdichtung zu bilden, kann ein flexibles Dichtprofil an dem steifen Profilelement befestigt sein, z.B. durch Aufkleben oder Koextrusion. Das flexible Dichtprofil kann von sich aus einen Hohlraum begrenzen, d.h. einen schlauchartigen Querschnitt haben, oder es kann an dem steifen Profilelement so befestigt sein, dass letzteres einen Teil der Wand des Hohlraums bildet.
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Das steife Profilelement kann ferner eine zweite Nut aufnehmen, die einen Rand des Dachhimmels aufnimmt.
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Ein zweiter Steg, an dem Flansche des inneren und des wenigstens einen äußeren Wandelements verbunden sind, kann ferner an eines der Dachmitte zugewandten Seite des Dachlängsträgers gebildet sein.
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Vorzugsweise umfasst das wenigstens eine äußere Wandelement ein erstes und ein zweites äußeres Wandelement, die unter Ausbildung eines zur Fahrzeugmitte hin abschüssigen dritten Stegs miteinander verbunden sind. Die Abschüssigkeit sorgt dafür, dass durch einen Spalt zwischen dem Dach und der geschlossenen Tür eindringendes Niederschlagwasser von der Tür weggeleitet wird und deren Innenseite nicht erreichen kann. Zusammen mit einer an den zweiten Steg angrenzenden ansteigenden Flanke eines der äußeren Wandelemente oder eines Dachblechs begrenzt der zweite Steg eine Abflussrinne, die das Wasser in Fahrzeuglängsrichtung ableitet.
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Auch an dem dritten Steg kann eine Türdichtung angebracht sein. Zweckmäßigerweise kann deren Querschnitt so gewählt sein, dass er wenigstens eine nach oben offene Regenablaufrinne bildet.
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Der dritte Steg kann ferner als Stütze für eine erste Längskante eines Dachblechs dienen. Das Dachblech kann sich quer über das Dach erstrecken und an seiner gegenüberliegenden Längskante an einem zu dem oben beschriebenen Dachlängsträger spiegelbildlichen zweiten Dachlängsträger abgestützt sein.
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Der dritte Steg kann eine nach oben offene Aussparung zum Aufnehmen eines oberen Randbereichs einer Tür begrenzen.
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Eine zweite Seite der Aussparung kann von einer steilen Flanke des oben erwähnten Dachblechs gebildet sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer Fahrzeugkarosserie und
- 2 einen Querschnitt durch einen Randbereich des Dachs der Karosserie aus 1.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Fahrzeugkarosserie 1, an der die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Türen der Karosserie sind in 1 auf der Betrachterseite weggelassen, zu sehen sind eine vordere und eine hintere Türöffnung 2, 3, nach oben begrenzt durch einen seitlichen Randbereich eines Dachs 4 und voneinander getrennt durch eine B-Säule 5. Eine A-Säule 7 begrenzt eine Frontscheibenöffnung 6 der Karosserie und geht an ihrem oberen Ende fließend in den Randbereich des Dachs 4 über.
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2 zeigt einen Querschnitt durch den Randbereich des Dachs 4 und eine Oberkante einer daran angrenzenden Tür 8 in geschlossener Stellung. Ein Dachlängsträger 9 ist aus mehreren langgestreckten Wandelementen 10, 11, 12 zusammengesetzt, die einen in Längsrichtung des Dachlängsträgers 9 erstreckenden Hohlraum 13 begrenzen und untereinander verbunden sind, indem je zwei von zwei einander benachbarten Wandelementen in einer radial vom Hohlraum 13 weg verlaufenden Richtung abgewinkelte Flansche paarweise aneinander zu Stegen 14, 15, 16, verschweißt sind. Die Wandelemente 10, 11, 12 sind jeweils im Querschnitt der 2 einteilige, dreidimensional umgeformte Zuschnitte aus Blech, in der Längsrichtung des Dachlängsträgers 9 können sie mehrteilig sein, wobei typischerweise untereinander verschweißte Flansche von Zuschnitten, die ein gleiches Wandelement 10, 11 oder 12 bilden, sich nicht radial sondern tangential zu den Grenzen des Hohlraums 13 erstrecken.
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Eines der Wandelemente, als inneres Wandelement 10 bezeichnet, da es der Fahrgastzelle des Fahrzeugs zugewandt ist, hat eine dem Hohlraum 13 zugewandte Innenseite, von der ein großer Teil 17 kreisbogenförmig konvex ist. Diesem liegt an der der Fahrgastzelle zugewandten Außenseite eine kreisbogenförmig konkave Oberfläche 18 mit einem Kreismittelpunkt M gegenüber, die eine Aussparung zur Aufnahme eines Airbags 19 bildet. Der Airbag 19 ist zu einer Zylinderform aufgerollt, so dass sein Flächenschwerpunkt mit dem Kreismittelpunkt seines Querschnitts identisch ist, und ist konzentrisch zum Kreismittelpunkt M angeordnet.
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Ein von der Aussparung zur Mitte des Dachs 4 hin abgewinkelter Abschnitt des inneren Wandelements 10 bildet einen Flansch 20, der mit einem entsprechenden Flansch 21 des ersten äußeren Wandelements 11 zum Steg 14 verschweißt ist. Ein Mittelteil 22 des ersten äußeren Wandelements 11 ist zu einem zu den Oberflächen 17, 18 konzentrischen Kreisbogen geformt. An den Kreisbogen schließt ein Flansch 23 an, der nach außen (d.h. von der Mitte der Karosserie fort) schräg ansteigt. Das zweite äußere Wandelement 12 füllt eine Lücke zwischen dem Flansch 23 und einem zweiten, von der Fahrzeugmitte abgewandten Flansch 24 des inneren Wandelements 10 und ist an beiden Flanschen 23, 24 verschweißt, um die von dem Hohlraum 13 zur Fahrzeugaußenseite abstehenden Stege 15, 16 zu bilden.
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Ein Dachblech 25 erstreckt sich über die gesamte Breite des Dachs 8 von dem in 2 gezeigten Dachlängsträger 9 zu einem auf der anderen Seite des Fahrzeugs spiegelbildlich gegenüberliegenden. Ein an einer Längskante eines Dachblechs 25 abgewinkelter Flansch 26 ist auf dem Steg 15 aufliegend verschweißt. Der Steg 15 und eine an den Flansch 26 anschließende steile Flanke 27 des Dachblechs 25 bilden eine nach oben und zur Seite offene Aussparung 28, die in geschlossener Stellung der Tür 8 durch einen sich schräg nach oben und zur Fahrzeugmitte erstrekkenden stegförmigen Randbereich 29 der Tür 8 bis auf einen schmalen Spalt 30 verschlossen ist.
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Eine auf den Steg 15 aufgesteckte Türdichtung 31 umfasst eine an der Flanke 27 anliegende Dichtlippe 32 und an dem Randbereich 29 anliegende Dichtlippen 33, 34. Durch den Spalt 30 eindringender Niederschlag wird von einer Rinne 35 zwischen den Dichtlippen 32, 33 in Fahrzeuglängsrichtung abgeleitet.
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Eine zweite Türdichtung 36 ist an dem Steg 16 montiert. Um an dem nach unten abschüssigen Steg 16 sicheren Halt zu finden, umfasst die Türdichtung 36 ein steifes Profilelement 37 mit einer ersten Nut 38, die den Steg 16 aufnimmt und an ihren beiden Innenseiten von dem Steg 16 elastisch ausgelenkte Rippen 39 trägt. Eine zweite Nut 40 des steifen Profilelements 37 ist geformt, um einen Rand 41 eines steifen Dachhimmels 42 aufzunehmen. Die zweite Nut 40 ist schräg nach unten und zur Fahrzeugmitte hin geneigt, so dass im Normalbetrieb das Profilelement 37 den Dachhimmel 42 unterstützt. Wenn bei einem Unfall der Airbag 19 aus seiner Aussparung hinaus expandiert, so tut er dies zunächst entlang einer Symmetrieebene 43 der Aussparung des Wandelements 10, trifft dabei alsbald auf den Dachhimmel 42 und schiebt diesen vor sich her. Der im Wesentlichen zu der Symmetrieebene 43 parallele Rand 41 wird dadurch aus der zweiten Nut 40 herausgezogen, und es öffnet sich ein Spalt zwischen dem Rand 41 und der zweiten Türdichtung 36, durch den sich der Airbag 19 entlang einer Fensterscheibe 44 der Tür 8 nach unten ausbreiten kann.
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Ein flexibler Materialstreifen 45 ist entlang seiner Ränder an jeweils eine Seitenwand der ersten bzw. der zweiten Nut 38, 40 des Profilelements 37 angeheftet, um einen Hohlkammerquerschnitt zu bilden und an einem Fensterrahmenprofil 46 der Tür 8 großflächig dichten anliegen zu können.
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Bezugszeichen
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- 1
- Fahrzeugkarosserie
- 2
- Türöffnung
- 3
- Türöffnung
- 4
- Dach
- 5
- B-Säule
- 6
- Frontscheibenöffnung
- 7
- A--Säule
- 8
- Tür
- 9
- Dachlängsträger
- 10
- (inneres) Wandelement
- 11
- (äußeres) Wandelement
- 12
- (äußeres) Wandelement
- 13
- Hohlraum
- 14
- Steg
- 15
- Steg
- 16
- Steg
- 17
- Teil
- 18
- konkave Oberfläche
- 19
- Airbag
- 20
- Flansch
- 21
- Flansch
- 22
- Mittelteil
- 23
- Flansch
- 24
- Flansch
- 25
- Dachblech
- 26
- Flansch
- 27
- steile Flanke
- 28
- Aussparung
- 29
- Randbereich
- 30
- Spalt
- 31
- Türdichtung
- 32
- Dichtlippe
- 33
- Dichtlippe
- 34
- Dichtlippe
- 35
- Rinne
- 36
- Türdichtung
- 37
- Profilelement
- 38
- Nut
- 39
- Rippe
- 40
- Nut
- 41
- Rand
- 42
- Dachhimmel
- 43
- Symmetrieebene
- 44
- Fensterscheibe
- 45
- Materialstreifen
- 46
- Fensterrahmenprofil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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