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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Dachmodul für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Montageverfahren.
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Aus
der
DE 29 29 689 A1 ist
ein gattungsgemäßes Dachmodul
bekannt, welches durch das Zusammenwirken von in den Karosserierahmen
eingreifenden Spreizklipsen und einer elastischen Dichtung auf dem
Karosserierahmen gehalten wird.
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Aus
der
DE 37 36 029 A1 ist
ein Dachmodul bekannt, bei welchem ein Distanzelement auf einen seitlich
abstehenden Flansch der Dachaußenhaut des
Dachmoduls aufgesteckt wird, wobei sich das Distanzelement mit seinem
unteren Ende in den Grund einer U-förmigen Rinne des Karosserierahmens
anlegt, um den Abstand zwischen dem Grund der Rinne und der Dachaußenhaut
festzulegen. Es sind mehrere über
den Umfang des Dachmoduls verteilte solche Distanzelemente vorgesehen.
Um eine Zentrierung des Dachmoduls in dem Karosserierahmen zu bewirken,
ist jedes Distanzelement seitlich mit einem seitlich nach oben abstehenden,
elastischen Schenkel versehen, welcher sich im montierten Zustand
an die äußere Seitenwand
der Rinne des Karosserierahmens anlegt. Nachteilig bei diesem Dachmodul
ist, dass einerseits während
des Aushärtens
der Kleberaupe nur eine Fixierung des Dachmoduls bezüglich nach
unten wirkender Kräfte,
jedoch keine definierte Fixierung bezüglich nach oben wirkender Kräfte erzielt
wird. Andererseits legen die Distanzelemente den Abstand zwischen
dem Karosserierahmen und dem Dachmodul unabhängig von eventuellen Fertigungstoleranzen
fest, so dass kein Ausgleich bezüglich
Fertigungstoleranzen möglich ist.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dachmodul zu schaffen,
bei dessen Montage sowohl eine sichere Fixierung des Dachmoduls
während
des Aushärtens
des Klebers erzielt wird und andererseits Fertigungstoleranzen ausgeglichen
werden können.
Ferner soll ein entsprechendes Montageverfahren geschaffen werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Dachmodul gemäß Anspruch
1 sowie ein Montageverfahren gemäß Anspruch
19.
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Bei
dieser erfindungsgemäßen Lösung ist vorteilhaft,
dass dadurch, dass die Fixierungsanordnung so ausgebildet ist, dass
sie, wenn das Dachmodul von oben in die Sollposition gebracht wurde, selbsttätig eine
Arretierung des Dachmoduls entgegen der Montagerichtung bewirkt,
einerseits eine sichere Fixierung des Dachmoduls in der Sollposition gewährleistet
ist, bis der Kleber ausgehärtet
ist, und andererseits ein Toleranzausgleich in der Hochrichtung
gewährleistet
ist.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft
näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine
Schnittansicht durch den Randbereich eines Dachmoduls, welches nicht
unter die vorliegende Erfindung fällt;
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2 eine
Ansicht wie 1, wobei eine Abwandlung gezeigt
ist, die ebenfalls nicht unter die vorliegende Erfindung fällt;
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3 eine
Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2;
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4 eine
Ansicht wie 1, wobei jedoch eine erste Ausführungsform
der Erfindung gezeigt ist;
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5 eine
Ansicht wie 1, wobei jedoch eine zweite
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt ist;
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6 eine
Ansicht wie 1, wobei jedoch eine dritte
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt ist; und
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7 eine
Ansicht in Richtung VII von 6.
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In 1 ist
ein Fahrzeugdach gezeigt, welches von einem Dachmodul 10 gebildet
wird, welches nicht unter die vorliegende Erfindung fällt und welches
mittels einer Kleberaupe 12 in einen Karosserierahmen 14 eingeklebt
ist. Der in 1 dargestellte Abschnitt des
Karosserierahmens 14 wird dabei von einem Seitenholm gebildet,
welcher einen sich im wesentlichen in horizontaler Richtung nach innen
erstreckenden Flansch 16 aufweist, welcher die Kleberaupe 12 trägt.
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Das
Dachmodul 10 umfasst eine Außenhaut 18, welche
von einer Trägerstruktur 20 getragen
wird. An der Unterseite der Trägerstruktur 20 ist
eine Fixierungsanordnung 22 vorgesehen, welche fest mit
dem Dachmodul 10 verbunden ist und beispielsweise in die
Trägerstruktur 20 eingeschäumt oder
eingespritzt ist und im wesentlichen einen nach unten abstehenden
Bolzen 24 umfasst, der über
einen Abschnitt seines Außenumfangs
mit einer Riffelung 26 versehen ist, welche mehrere in
Umfangsrichtung verlaufende Nuten umfasst. An seinem unteren Ende
ist der Bolzen 24 zugespitzt.
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Der
Flansch 16 weist eine Öffnung 28 auf,
in welche ein Rastclip 30 eingesetzt ist, der ein Gegenstück zu der
Fixierungsanordnung 22 bildet. Der Rastclip 30 ist
mit einem trichterförmig
sich nach unten verengenden Abschnitt 32 versehen, der
an seinem Grund eine Öffnung
mit einer umlaufenden Rastnase 34 aufweist.
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Die Öffnung 28 ist
so bemessen, dass der Rastclip 30 in der Ebene senkrecht
zu dem Bolzen 24 (d.h. in einer im wesentlichen horizontal
ausgerichteten Ebene) bezüglich
des Flansches 16 schwimmend gelagert ist. In der vertikalen
Richtung dagegen ist der Rastclip 30 bezüglich des
Flansches 16 feststehend, indem er den Rand der Öffnung 28 entsprechend
umgreift.
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Über den
Umfangsrand des Dachmoduls 10 sind mehrere Fixierungsanordnungen 22 der
Art, wie sie in 1 gezeigt ist, verteilt vorgesehen.
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Bei
der Montage des Dachmoduls 10 wird zunächst die Kleberaupe 12 auf
den Flansch 16 aufgebracht. Anschließend wird von oben das Dachmodul 10 auf
die Kleberaupe 12 aufgesetzt und in eine vorgegebene Sollposition
bezüglich
des Karosserierahmens 14 bzw. des Flansches 16 gebracht.
Dabei tritt die Spitze des Bolzens 24 in den trichterförmigen Abschnitt 32 des
Rastclips 30 ein. Aufgrund der schwimmenden Lagerung des
Rastclips 30 bezüglich des
Flansches 16 kann sich dieser in der horizontalen Ebene
verschieben, um Fertigungstoleranzen des Dachmoduls 10 bzw.
des Karosserierahmens 14 auszugleichen. Wenn das Dachmodul 10 nach
unten in die Sollposition gebracht wird, tritt der Bolzen 24 zunächst mit
der Spitze in die Öffnung
am Grund des trichterförmigen
Abschnitts 32 ein, wobei der Bolzen 24 schließlich so
weit nach unten gedrückt
wird, bis die Rastnase 34 des Rastclips 30 mit
einer der Nuten des geriffelten Bereichs 26 in Eingriff
kommt, wodurch der Bolzen 24 bezüglich des Rastclips 30 so verrastet,
dass er nicht mehr entgegen der Montagerichtung, d.h. nach oben,
gedrückt
werden kann. Dies wird durch die gezeigte geometrische Ausgestaltung der
Riffelung 26 bzw. der Rastnase 34 erreicht. Dabei ist
die Rastnase 34 oder die Riffelung 26 entsprechend
elastisch ausgebildet. Dadurch, dass die Riffelung 26 von
mehreren in Längsrichtung
des Bolzens 24 bzw. der Montagerichtung versetzt hintereinander angeordnete
Nuten gebildet wird, sind mehrere eng benachbarte Rastpositionen
bzw. Arretierungspositionen für
den Bolzen 24 bezüglich
des Rastclips 30 möglich.
Auf diese Weise kann ein wirksamer Ausgleich von Fertigungstoleranzen
des Dachmoduls 10 bzw. des Karosserierahmens 14 in
der vertikalen Richtung erzielt werden.
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In
der in 1 gezeigten Sollposition des Dachmoduls 10 wird
somit mittels des Bolzens 24 eine selbsttätige Arretierung
bzw. Verrastung des Bolzens 24 mit dem Rastclip 30,
und somit des Dachmoduls 10 mit dem Flansch 16,
erzielt, wobei die Arretierung entgegen der Montagerichtung wirkt,
so dass sich das Dachmodul 10 auch bei gegebenenfalls vorhanden
Rückstellkräften nicht
mehr bezüglich
des Flansches 16 nach oben bewegen kann, bis die Kleberaupe 12 ausgehärtet ist.
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In 2 ist
eine abgewandelte Form einer Fixierungsanordnung 122 gezeigt,
welche ebenfalls nicht unter die vorliegende Erfindung fällt und
welche sich von der Form gemäß 1 dadurch
unterscheidet, dass statt eines Bolzens 24 ein zylindrischer
Körper 124 vorgesehen
ist, der nicht kreiszylindrisch ausgebildet ist, sondern in der
Dachlängsrichtung (d.h.
in der Richtung senkrecht zu der Papierebene von 2)
langgestreckt ausgebildet ist (d.h. der Körper 124 ist als flachgedrückter Bolzen
ausgebildet), wobei der Rastclip 130 nur in der Dachquerrichtung
in der Öffnung 28 schwimmend
bezüglich
des Flansches 16 gelagert ist, nicht jedoch in der Dachlängsrichtung.
Der Toleranzausgleich in der Dachlängsrichtung wird bei der Ausführungsform
gemäß 2 und 3 dadurch
erreicht, dass der trichterförmige
Abschnitt 32 bzw. dessen Öffnung in der Dachlängsrichtung
größer dimensioniert
ist als die entsprechende Längsabmessung
des Körpers 124. Auf
diese Weise ist der Körper 124 in
gewissem Umfang auch im verrasteten Zustand bezüglich des Rastclips 130 in
Dachlängsrichtung
verschiebbar, um Toleranzen auszugleichen. Die Verrastung des Körpers 124 bezüglich des
Rastclips 130 erfolgt in dem geriffelten Bereich 26 des
Körpers 124 dadurch,
dass der Umfangsrand der Öffnung
am Grund des trichterförmigen
Abschnitts 32 als Rastnase 134 wirkt.
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An
seinem unteren Ende ist der Körper 124 zugespitzt,
so dass sich die Spitze des Körpers 124 bei
der Montage des Dachmoduls 10 den Weg in die Öffnung am
Grund des Rastclips 130 sucht und dort mit seinem geriffelten
Abschnitt 26 je nach Toleranzlage in der Dachhochrichtung
verrastet.
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In
den 4 bis 7 sind Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gezeigt, welche sich von den sich von den nicht unter
die vorliegende Erfindung fallenden Anordnungen gemäß 1 bis 3 im
wesentlichen dadurch unterscheiden, dass bei den Anordnungen gemäß 1 bis 3 das Gegenstück 30, 130 für die Fixierungsanordnung 22, 122 vor
der Montage des Dachmoduls 10 an dem Flansch 16 bzw.
dem Karosserierahmen 14 bereitgestellt werden muss und
der Rasteingriff zwischen der Fixierungsanordnung 22, 122 und
dem Gegenstück 30,130 erfolgt,
während
bei den Ausführungsformen gemäß 4 bis 7 die
an dem Dachmodul vorgesehene Fixierungsanordnung zweiteilig ausgebildet
ist, wobei ein Teil fest mit dem Dachmodul verbunden ist und der
andere Teil erst während
der Montage des Dachmoduls mit einem Gegenstück des Karosserierahmens in
Eingriff kommt, wobei das Gegenstück von dem Flansch des Karosserierahmens gebildet
wird und der Rasteingriff zwischen dem ersten und dem zweiten Teil
der Fixierungsanordnung erfolgt. Auf diese Weise kann die Montage
des Dachmoduls erleichtert und vereinfacht werden, da der Schritt
des separaten Anbringens eines Gegenstücks (z. B. eines Rastclips 30, 130)
an dem Karosserierahmen 14 entfällt.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 4 umfasst
die Fixierungsanordnung 222 ein erstes Element 224,
welches als fest mit der Trägerstruktur 20 des
Dachmoduls 10 verbundener, nach unten abstehender Bolzen
ausgebildet ist, sowie eine Rastklammer 230, welche eine Öffnung 250 aufweist,
in welche der Bolzen 224 eingesteckt ist. Die Rastklammer 230 bildet
dabei das zweite Element der Fixierungsanordnung 222.
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Die
Rastklammer 230 weist einen starren Auflageschenkel 252 zur
Auflage auf den sich nach innen erstreckenden Flansch 16 des
Karosserierahmens 14 sowie einen Clipschenkel 254 auf,
der unterhalb des Auflageschenkels 252 angeordnet ist, schräg nach außen oben
absteht und vorzugsweise mit einer Sollbiegestelle versehen ist.
Ferner umfasst die Rastklammer 230 einen Vormontageschenkel 256,
welcher unterhalb der Öffnung 250 angeordnet ist,
als Anschlag für
die Spitze des Bolzens 224 in einer Vormontagestellung
wirkt und vorzugsweise mit einer Sollbiegestelle versehen ist.
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Vor
Beginn der eigentlichen Montage des Dachmoduls 10 am Karosserierahmen 14 ist
die Rastklammer 230 bereits auf den Bolzen 224 aufgesteckt,
wobei die Spitze des Bolzens 224 an dem Vormontageschenkel 256 anliegt.
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Bei
der Montage des Dachmoduls 10 wird dann das Dachmodul 10 nach
unten auf die Kleberaupe 12 gedrückt, wodurch der Clipschenkel
von dem inneren Rand 58 des Flansches 16 nach
innen gedrückt
wird, bis der Auflageschenkel 252 zur Anlage an der Oberseite
des Flansches 16 kommt. In dieser Stellung kann der Clipschenkel 254 dann
aufgrund der elastischen Rückstellkräfte wieder
nach außen
schnappen, wobei er sich in der in 4 gezeigten
Stellung dann von unten an die Unterseite des Flansches 16 anlegt.
Auf diese Weise umgreifen der Auflageschenkel 252 und der
Clipschenkel 254 den Rand 58 des Flansches 16,
so dass die Rastklammer 230 in der Hochrichtung fixiert
ist. In Dachlängsrichtung
bzw.
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Dachquerrichtung
dagegen ist die Halteklammer 230 in der in 4 gezeigten
Raststellung verschiebbar, um Toleranzen in dieser Richtung auszugleichen.
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Toleranzen
in der Dachhochrichtung können dagegen
dadurch ausgeglichen werden, dass sich der Bolzen 224 bei
gemäß 4 in
Dachhochrichtung fixierter Rastklammer 230 entgegen der
Vorspannkraft des Vormontageschenkels 256 in der Öffnung 250 nach
unten bewegt, falls die Toleranzlage in Dachhochrichtung dies erfordern
sollte. Dabei kann sich der Bolzen 224 bezüglich der
Rastklammer 230 jedoch nicht nach oben zurück bewegen,
da dies durch die geometrische Gestaltung der Rastklammer 230 im
Bereich der Öffnung 250 verhindert
wird, wobei der Bereich der Öffnung 250 trichterförmig ausgebildet
ist. Auf diese Weise kann der Bolzen 224 stufenlos bezüglich der
Rastklammer 230 in der Richtung entgegen der Montagerichtung
(d.h. nach oben) verrastet werden, während der Bolzen 224 nach
unten in die Rastklammer 230 einschiebbar ist, um Toleranzen
in der Dachhochrichtung auszugleichen.
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Die
von dem Vormontageschenkel 256 aufgebrachte Vorspannkraft
ist dabei im Verhältnis
zu der von dem Clipschenkel 254 aufgebrachten Vorspannkraft
so gewählt,
dass der Bolzen 224 den Vormontageschenkel 256 so
lange nicht nach unten umbiegen kann, bis der Auflageschenkel 252 auf
dem Flansch 16 aufliegt bzw. der Clipschenkel 254 in
die in 4 gezeigte Stellung zurückgeschnappt ist.
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In 5 ist
eine abgewandelte Ausführungsform
einer zweiteiligen Ausgestaltung der Fixierungsanordnung gezeigt,
wobei die Art des Eingriffs zwischen dem ersten Element und dem
zweiten Element der Fixierungsanordnung abgewandelt ist. Statt von einem
Bolzen 224 wird das erste Element der Fixierungsanordnung 322 dabei
von einem nach unten abstehenden Halteschenkel 224 gebildet,
der fest mit der Trägerstruktur 20 des
Dachmoduls 10 verbunden ist. Die Halteklammer 330 ist
mit einem Käfig 360 versehen,
in welchen der untere Abschnitt 362 des Halteschenkels 324 eingeschoben
ist. Der untere Abschnitt 362 des Halteschenkels 324 ist
mit einer senkrecht zur Montagerichtung verlaufenden Riffelung versehen,
in welche ein schräg
nach unten abstehender Rastschenkel 364 eingreift. Die
Riffelung kann dabei durch das Vorsehen von Kerben oder, wie in 5 gezeigt,
durch das Vorsehen von Vorsprüngen,
in dem unteren Abschnitt 362 realisiert sein.
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Ferner
ist ein Vormontageschenkel 356 im Bereich des Käfigs 360 vorgesehen,
welcher als Anschlag für
das untere Ende des unteren Abschnitts 362 des Halteschenkels 324 dient,
wenn die Halteklammer 330 noch nicht an dem Flansch 16 eingeclipst
ist.
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Das
Funktionsprinzip ist dabei das gleiche wie bei der Ausführungsform
gemäß 4,
d.h. sobald die Rastklammer 330 auf den Flanschrand 58 aufgeclipst
ist, kann sich der untere Abschnitt 362 des Halteschenkels 324 entgegen
der Vorspannung des Vormontageschenkels 356, der vorzugsweise mit
einer Sollbiegestelle versehen ist, in dem Käfig 360 nach unten
bewegen, um Toleranzen in Dachhochrichtung auszugleichen, falls
dies erforderlich sein sollte. Dabei verrastet der Rastschenkel 364 dann
in der Riffelung des unteren Abschnitts 362 in der schließlich erreichten
Sollposition, wobei dieser Rasteingriff grundsätzlich so ausgebildet ist,
dass der untere Abschnitt 362 zwar in dem Käfig 360 nach
unten, nicht jedoch nach oben bewegt werden kann.
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Der
Rastschenkel 364 ist, wie der Vormontageschenkel 356,
im Bereich des Käfigs 360 angeordnet,
der verhindert, dass der untere Abschnitt 362 des Halteschenkels 324 nach
innen (d.h. in 5 nach rechts) ausweichen kann.
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In 6 ist
eine weitere Ausführungsform
einer mehrteiligen Fixierungsanordnung 422 gezeigt, wobei
die Rastklammer 430 zusätzlich
zu dem starren Auflageschenkel 252, der sich von oben auf
den Flansch 16 auflegt, einen starren Anlageschenkel 454 aufweist,
der sich von unten an den Flansch 16 anlegt.
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An
der Trägerstruktur 20 des
Dachmoduls 10 ist ein Führungsteil 470 fest
angebracht, welches dazu dient, ein Bügelelement 472 in
Dachquerrichtung (d.h. in 6 nach rechts
bzw. links) verschiebbar zu führen.
An dem innenliegenden (d.h. in 6 rechts
liegenden) Ende des Führungsteils 470 ist eine
Feder 474 vorgesehen (siehe 7), welche das
Bügelelement 472 nach
außen
(d.h. in 6 nach links) vorspannt. Ferner
ist ein Anschlag 476 an dem Führungsteil 470 vorgesehen,
welcher die Bewegung des Bügelelements 472 nach
außen
(d.h. in 6 nach links) begrenzt.
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Ein
sich nach unten erstreckender Halteschenkel 478 des Bügelelements 472 ist
in die Rastklammer 430 eingesteckt, wobei ein Vormontageschenkel 456,
der vorzugsweise mit einer Sollbiegestelle versehen ist, an der
Rastklammer 430 vorgesehen ist, auf welchem sich das untere
Ende des Halteschenkels 478 abstützt, solange die Rastklammer 430 noch
nicht mit dem Flanschrand 58 verclipst ist.
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Wenn
das Dachmodul 10 zur Montage auf den Flansch 16 abgesenkt
wird, ist die Rastklammer 430 über den Halteschenkel 478 mit
dem Bügelelement 472 verbunden,
welches aufgrund der Vorspannung der Feder 474 nach links
bis zum Anschlag 476 vorgespannt ist.
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Sobald
die Unterseite des Anlageschenkels 454 mit dem Flanschrand 58 in
Eingriff kommt, gleitet dieser auf der Unterseite des Anlageschenkels 454 wie
auf einer schiefen Ebene ab, wodurch die Rastklammer 430 und
damit das Bügelelement 472 entgegen
der Vorspannung der Feder 474 nach rechts gedrückt werden,
bis der Flanschrand 58 das obere Ende des Anlageschenkels 454 erreicht,
wodurch dieser freikommt und die Rastklammer 430 von der Feder 474 nach
außen
bzw. nach links über
den Flanschrand 58 auf den Flansch 16 gedrückt wird. Diese
Stellung ist in 6 dargestellt, wo die Rastklammer 430 den
Flanschrand 58 so umgreift, dass die Rastklammer 430 in
der Dachhochrichtung fixiert ist, jedoch in der Dachquerrichtung
und der Dachlängsrichtung
verschiebbar ist, um Toleranzen in diesen Richtungen auszugleichen.
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Der
Halteschenkel 478 ist in seinem unteren Bereich mit einer
Riffelung 480 versehen, welche mit einer entsprechenden Öffnungskante
an der Rastklammer 430 so in Eingriff steht, dass der Halteschenkel 478 bezüglich der
Rastklammer 430 nach unten, nicht jedoch nach oben, verschoben
werden kann. Falls die Toleranzlage in Dachhochrichtung dies erforderlich
macht, kann auf diese Weise der Halteschenkel 478, und
damit das Bügelelement 472,
bezüglich
der nun in Dachhochrichtung karosseriefesten Rastklammer 430 nach
unten geschoben werden, um Toleranzen in Dachhochrichtung auszugleichen.
Wenn die Sollposition des Dachmoduls 10 dann erreicht ist,
ist das Bügelelement 472 bezüglich der
Rastklammer 430 in der Richtung entgegen der Montagerichtung
(d.h. nach oben) arretiert, wodurch aufgrund des festen Eingriffs
der Rastklammer 430 mit dem Flansch 16 das Dachmodul 10 insgesamt bezüglich des
Karosserierahmens 14 in der Richtung entgegen der Montagerichtung
arretiert ist.
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- 10
- Dachmodul
- 12
- Kleberaupe
- 14
- Karosserierahmen
- 16
- Flansch
von 14
- 18
- Dachaußenhaut
- 20
- Trägerstruktur
für 18
- 22,
122, 222, 322, 422
- Fixierungsanordnung
- 24
- Bolzen
- 26
- Riffelung
- 28
- Öffnung in 16
- 30,
130
- Rastclip
- 32
- trichterförmiger Abschnitt von 30
- 34,
134
- Rastnase
- 124
- Körper
- 224
- Bolzen
- 230,
330, 430
- Rastklammer
- 250
- Rast-Öffnung in 230
- 252
- Auflageschenkel
- 254
- Clipschenkel
- 256,
356, 456
- Vormontage-Schenkel
- 58
- Rand
von 16
- 324
- Halteschenkel
- 360
- Käfig
- 362
- unterer
Abschnitt von 324
- 364
- Rastschenkel
- 454
- Anlageschenkel
- 470
- Führungsteil
- 472
- Bügelelement
- 474
- Feder
- 476
- Anschlag
- 478
- Halteschenkel
- 480
- Riffelung