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Die
Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einer Rahmenstruktur und einem
Rahmenmodul, das einen Rahmenstrukturanteil aufweist, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes
Rahmenmodul gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 17 und auf eine entsprechende Rahmenstruktur gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 18.
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Eine
Baugruppe der eingangs genannten Art und insbesondere eine entsprechende
Fahrzeugkarosserie mit einem Karosseriemodul in Form eines Dachmoduls
und mit einer Karosseriestruktur sind bekannt. Beispielsweise offenbart
die
DE 199 19 505 A1 ein
Fahrzeugdach mit einer Dachöffnung
zwischen zwei fahrzeugfesten seitlichen Längsträgern, an welchen ein die Dachöffnung abdeckendes
vormontiertes Dachmodul fest angebracht werden kann. Das Dachmodul
weist einen vorderen oder hinteren Querträger des Fahrzeugdachs auf,
der zur Verbindung der beiden Längsträger und
somit zur Querversteifung des Fahrzeugdachs dient. Zur Montage des Dachmoduls
ist selbiges von der Vorderseite oder von der Hinterseite des Fahrzeugs
in die Längsträger einschiebbar
und mittels einer Klebverbindung an selbigen befestigbar.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Baugruppe der eingangs genannten
Art zu schaffen, die durch eine korrekte Modulanbindung an die Rahmenstruktur
gekennzeichnet ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes
Rahmenmodul und eine entsprechende Rahmenstruktur zu schaffen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird eine Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs
1 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Baugruppe zeichnet sich dadurch
aus, dass der Rahmenstrukturanteil wenigstens teilweise mittels
eines eine Ausrichtung eines zugehörigen Bereichs der Rahmenstruktur
in eine vorgesehene Montagestellung begünstigenden Anlagekontakts mit
der Rahmenstruktur verbunden ist. Hierdurch wird also bei der Montage
des Rahmenmoduls an der Rahmenstruktur eine selbsttätig einsetzende
Ausrichtbewegung eines zugehörigen
Bereichs derselben Rahmenstruktur hervorgerufen und somit die Einnahme
einer korrekten Montagestellung dieser Bereiche und des Rahmenmoduls
relativ zur Rahmenstruktur ermöglicht.
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Mit
Vorteil ist der Anlagekontakt formschlüssig ausgebildet. Der formschlüssige Anlagekontakt dient
dabei zur Formstabilisierung wenigstens eines Teils des Verbindungsbereichs
zwischen dem Rahmenmodul und der Rahmenstruktur, wobei gleichzeitig
eine optimierte Kraftübertragung
vom Rahmenmodul in die Rahmenstruktur bei einer Kraftbeaufschlagung
des Rahmenmoduls, beispielsweise infolge einer Kollision, erzielt
werden kann.
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Gemäß einer
möglichen
Ausführungsform kann
die Baugruppe eine Fahrzeugkarosserie, das Rahmenmodul ein Karosseriemodul
und der Rahmenstrukturanteil ein Karosserierahmenanteil sein. Ferner
kann der Karosserierahmenanteil beispielsweise ein Dachrahmenanteil
sein, der in einem Säulenbereich
wenigstens teilweise mittels eines formschlüssigen Anlagekontakts mit der
Karosseriestruktur verbunden ist. Da die Säulenbereiche einer Fahrzeugkarosserie
zu den höchstbelasteten
Teilbereichen eines Fahrzeugdachs bei einer Kollision zählen, ist
der formschlüssige
Anlagekontakt zwischen dem Dachrahmenanteil des Dachmoduls und der
Karosseriestruktur in einem Säulenbereich
ausgebildet, so dass ein möglichst
großer
Anteil der bei einer Kollision in das Dachmodul eingeleiteten Kräfte mittels
des formschlüssigen
Anlagekontakts in die entsprechende Karosseriesäule übertragen werden können, zur Gewährleistung
einer hinreichend lagestabilen Dachstruktur der Fahrzeugkarosserie.
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Entsprechend
einer möglichen
Ausführungsform
ist der Dachrahmenanteil ein vorderer Dachquerträger, der an der Oberkante einer
Fahrzeugfrontscheibe anschließbar
und im A-Säulenbereich wenigstens
teilweise formschlüssig
mit der Karosseriestruktur verbunden ist. Alternativ hierzu kann
der Dachrahmenanteil auch ein hinterer Dachquerträger sein,
der an der Oberkante einer Fahrzeugheckscheibe anschließbar und
im C-Säulenbereich
wenigstens teilweise formschlüssig
mit der Karosseriestruktur verbunden ist. Derartige Dachmodule können dabei
bereits mit einem Dachhimmel ausgestattet sein, wobei der Dachhimmel,
insbesondere im Bereich des Dachrahmenanteils, bereits mit den vorgesehenen
Anbauteilen versehen sein kann. Das Dachmodul besteht deshalb vorzugsweise
aus einer lackierten Dachbeplankung, ggf. einem Dachöffnungssystem
sowie aus einem Dachhimmel mit Anbauteilen. Selbstverständlich kann
das Dachmodul auch als Glasdachmodul mit geeigneten Funktionseinheiten
ausgebildet sein.
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Mit
Vorteil ist der Karosserierahmenanteil zusätzlich mittels eines kraftschlüssigen und/oder
eines stoffschlüssigen
Befestigungssystems fixiert. Das kraftschlüssige Befestigungssystem kann
beispielsweise eine Schraubenverbindung sein, während das stoffschlüssige Befestigungssystem
vorzugsweise als Klebverbindung ausgebildet ist. Auch in Bereichen
außerhalb
des Karosserierahmenanteils kann das Karosseriemodul mittels mindestens
eines entsprechenden oder anderen geeigneten Befestigungssystems
an der Karosseriestruktur fixiert sein. Im falle eines Dachmoduls
kann selbiges an der zugehörigen
Säule (A-Säule oder
C-Säule)
befestigt sein.
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Der
formschlüssige
Anlagekontakt ist vorzugsweise im Bereich des Fertigungssystems
ausgebildet. Da das Befestigungssystem zur Fixierung des Karosseriemoduls
an der Karosseriestruktur dient und somit eine erwünschte Kraftübertragung
zwischen diesen Funktionseinheiten gewährleisten soll, ist die Anordnung
des formschlüssigen
Anlagekontakts im Bereich des Befestigungssystems sinnvoll, denn
der formschlüssige
Anlagekontakt gewährleistet
eine in Bezug auf die Verformung der Fahrzeugkarosserie besonders
günstige
Kraftübertragung
insbesondere vom Karosseriemodul in die Karosseriestruktur.
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Der
formschlüssige
Anlagekontakt kann an einem befestigten Formteil und einem umgeformten Blechanteil
oder an zwei umgeformten Blechanteilen oder an zwei befestigten
Formteilen ausgebildet sein. Bei fertigungstechnischen Einschränkungen
hinsichtlich realisierbarer Blechgeometrien für den formschlüssigen Anlagekontakt
kann somit auf separate Formteile zurückgegriffen werden, die an
entsprechende Baueinheiten (Karosseriemodule oder Karosseriestrukturen)
befestigt werden können.
Hierdurch kann der formschlüssige
Anlagekontakt durch verschiedene, sich einander komplementär ergänzende Formgeometrien
an geeigneten Formteilen geschaffen werden, wobei ein Formteil mit
dem Dachmodul und das andere Formteil mit der Karosseriestruktur,
beispielsweise mittels einer Schweißverbindung, verbunden sein
kann.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der formschlüssige
Anlagekontakt wenigstens bereichsweise durch einen Kegelsitz gebildet.
Ein Kegelsitz ist durch eine verhältnismäßig große Anlagekontaktfläche gekennzeichnet
und hat gleichzeitig bei Herstellung des Anlagekontakts eine autozentrierende
Wirkung während
der Positionierungsphase des Karosseriemoduls relativ zur Karosseriestruktur.
Dabei kann der Kegelsitz relativ einfach formstabil ausgebildet
werden, wodurch eine korrekte und günstige Kraftübertragung
zwischen dem Karosseriemodul und der Karosseriestruktur auch bei größeren Kraftbeanspruchungen
dieser Verbindungsbereiche erziel bar ist. Ferner kann zwischen den
zu verbindenden Bauteilen ein formschlüssiger Anlagekontakt einer
kugelförmigen
Anlagefläche
an eine kegelförmige
Anlagefläche
oder einer kegelförmigen
Anlagefläche
an eine zylinderförmige
Anlagefläche
oder auch durch anders gestaltete, geeignete Formkombinationen gebildet
werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist der formschlüssige Anlagekontakt an zueinander
komplementären
und gewölbten
Ausrichtflächen
gebildet. Demgemäß erfolgt
bei Herstellung des Anlagekontakts zwischen dem Karosseriemodul
und der Karosseriestruktur eine räumliche Ausrichtung der zu
verbindenden Funktionseinheiten zueinander, wobei aufgrund der größeren Formstabilität des Karosseriemoduls,
das nun einen integrierten Karosserierahmenanteil aufweist, insbesondere
eine selbsttätige Ausrichtung
von ggf. nicht in Idealposition stehenden Seitenwänden der
Karosseriestruktur erfolgen kann. Dies ist deshalb besonders wichtig,
weil nun im Karosseriemodul ein Karosserierahmenanteil integriert ist,
so dass bewegliche Seitenbereiche der Karosseriestruktur vor Montagebeginn
mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht in einer exakten Soll-Montageposition stehen.
Der formschlüssige
Anlagekontakt kann nun außer
zur Herstellung einer stabilen Verbindung des Karosseriemoduls mit
der Karosseriestruktur in einem Verbindungsbereich zusätzlich zum
Ausrichten der Karosseriestruktur, bzw. von Bereichen derselben,
zur Gewährleistung
hinreichend genauer Form- und/oder Lagetoleranzen der Fahrzeugkarosserie genutzt
werden. Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Wölbung der
Ausrichtflächen
eine bei Herstellung des Anlagekontakts eine Ausrichtbewegung eines
zugehörigen
Bereichs der Karosseriestruktur in eine vorgesehene Montagestellung
begünstigende
Krümmungsorientierung
aufweist. Vorzugsweise ist die Wölbung
der Ausrichtfläche
des Karosseriemoduls konvex ausgebildet, während die Wölbung der Ausrichtfläche des
zugehörigen
Bereichs der Karosseriestruktur komplementär konkav gestaltet sein kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsvariante
stehen bei Formschlussherstellung lediglich Teilbereiche der gewölbten Ausrichtflächen miteinander
in Anlagekontakt. Somit erfolgt bei Formschlussherstellung zwischen
den Ausrichtflächen
ein Abrollen bzw. ein Gleiten der gewölbten Flächen aufeinander, bis die Ausrichtflächen in
Teilbereichen miteinander in Anlagekontakt stehen, wobei die Lage
der Teilbereiche von der jeweiligen Ausrichtbewegung des zugehörigen Bereichs
der Karosseriestruktur während
der Karosseriemodulmontage an der Karosseriestruktur abhängt.
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Mit
Vorteil ist das Karosseriemodul zusätzlich mittels einer Klebverbindung
an der Karosseriestruktur befestigt. Somit ist die Befestigungsmöglichkeit
des Karosseriemoduls an der Karosseriestruktur nicht durch die Herstellung
eines formschlüssigen Anlagekontakts
eingeschränkt,
sondern wird hinsichtlich einer korrekten Klebverbindung vielmehr
erleichtert, da infolge des Ausrichteffekts eine korrekte Positionierung
der zu verbindenden Einheiten, insbesondere im Verbindungsbereich,
gewährleistet
ist. Im Falle eines Dachmoduls kann eine Klebverbindung im zugehörigen Säulenbereich
und/oder an weiteren Karosserierändern
vorgesehen sein.
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Ferner
wird die Aufgabe gelöst
durch ein Karosseriemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und
durch eine Karosseriestruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.
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Die
Erfindung wird anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht
eines Teils einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie
während
der Dachmodulmontage;
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2 eine schematische Draufsicht
auf die Fahrzeugkarosserie der 1 nach
Abschluss der Dachmodulmontage;
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3 eine schematische Teelschnittdarstellung
eines Befestigungsbereichs zwischen einem Dachmodul und einer Karosseriestruktur
nach Herstellung eines formschlüssigen
Anlagekontakts entsprechend einer ersten Ausführungsform;
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4 eine entsprechende Teilschnittdarstellung
des Befestigungsbereichs der 3 gemäß einer
zweiten, alternativen Ausführungsform;
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5 eine schematische Perspektivdarstellung
eines Befestigungsbereichs einer Karosseriestruktur entsprechend
einer dritten, alternativen Ausführungsform;
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6 eine schematische Perspektivdarstellung
eines Befestigungsbereichs eines zur Karosseriestruktur der 5 zugehörigen Dachmoduls;
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7 eine schematische Längsschnittdarstellung
des Befestigungsbereichs einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie mit
einer Karosseriestruktur und mit einem Dachmodul, gemäß einer
vierten, alternativen Ausführungsform;
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8 eine schematische Querschnittdarstellung
des Befestigungsbereichs der 7;
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9 eine schematische Draufsicht
auf den Befestigungsbereich der 7 und 8;
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10 eine schematische Querschnittdarstellung
in Längsrichtung
X eines Befestigungsbereichs gemäß einer
fünften,
alternativen Ausführungsform;
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11 eine schematische Querschnittdarstellung
in Querrichtung Y des Befestigungsbereichs entlang der Schnittlinie
XI-XI der 10;
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12 eine schematische Draufsicht
auf den Befestigungsbereich der 10;
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13 eine schematische Querschnittdarstellung
eines Befestigungsbereichs gemäß einer sechsten,
alternativen Ausführungsform;
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14 eine schematische Draufsicht
auf den Befestigungsbereich der 13;
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15 eine schematische Draufsicht
auf einen Befestigungsbereich gemäß einer siebten, alternativen
Ausführungsform;
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16 eine schematische Querschnittdarstellung
eines Befestigungsbereichs gemäß einer siebten,
alternativen Ausführungsform;
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17 eine schematische Querschnittdarstellung
eines Befestigungsbereichs gemäß einer achten,
alternativen Ausführungsform
und
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18 eine schematische Querschnittdarstellung
eines Befestigungsbereichs gemäß einer neunten,
alternativen Ausführungsform.
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Die 1 und 2 zeigen in schematischen Ansichten eine
Baugruppe 10 in Form einer Fahrzeugkarosserie, die eine
Karosseriestruktur 12 und ein Dachmodul 14 aufweist.
Entsprechend 1 wird
das Dachmodul 14 gemäß Pfeil 13 auf
die Karosseriestruktur 12 zu bewegt, um an selbiger in
einer definierten Montageposition gemäß 2 befestigt zu werden. Das Dachmodul 14 ist
mit einem Dachrahmenanteil 16 in Form eines vorderen Dachquerträgers versehen,
der an der Oberkante einer Fahrzeugfrontscheibe anschließbar ist.
Der Dachrahmenanteil 16 wird in entsprechenden A-Säulenbereichen 20 der
Karosseriestruktur 12 mit selbiger verbunden. Dabei weist
die Karosseriestruktur 12 einen hinteren Dachquerträger 22 und
an jeder Karosserieseitenwand 38 einen C-Säulenbereich 24 auf.
Das Dachmodul 14 ist mit einem Dachhimmel 15 ausgestattet und
stellt somit eine komplett vormontierte Baueinheit dar. Der Dachrahmenanteil 16 des
Dachmoduls 14 ist in einem Säulenbereich 18 – im vorliegenden Ausführungsbeispiel
im A-Säulenbereich 20 – unter Ausbildung
eines formschlüssigen
Anlagekontakts mit der Karosseriestruktur 12 verbunden.
Ein derartiger formschlüssiger
Anlagekontakt kann entsprechend einer nicht dargestellten, alternativen
Ausführungsform
auch im Bereich des hinteren Dachquerträgers 22 zur Verbindung
desselben mit dem C-Säulenbereich 24 der
Karosseriestruktur 12 vorgesehen sein.
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Die 3 und 4 zeigen mögliche Ausführungsbeispiele eines formschlüssigen Anlagekontakts
zwischen dem Dachmodul 14 und der Karosseriestruktur 12 in
einem Säulenbereich 18 und
insbesondere- im A-Säulenbereich 20.
Bei beiden Ausführungsbeispielen
ist das Dachmodul 14 mittels eines kraftschlüssigen Befestigungssystems 26 in
Form einer Schraubenverbindung an der Karosseriestruktur 12 im
Säulenbereich 18 fixiert.
Dabei ist der formschlüssige
Anlagekontakt im Bereich des Befestigungssystems 26 ausgebildet.
Entsprechend 3 kann
der formschlüssige
Anlagekontakt zwischen einem umgeformten Blechanteil 28 des
Dachmoduls 14 und einem Formteil 33 ausgebildet
sein, wobei das Formteil 33 mittels einer Schweißverbindung
an der Karosseriestruktur 12 im Säulenbereich 18 befestigt
ist. Das Ausführungsbeispiel
entsprechend 4 zeigt
einen formschlüssigen
Anlagekontakt zwischen zwei Formteilen 32, 33,
wobei das Formteil 33 an der Karosseriestruktur 12 angeschweißt ist und das
Formteil 32 an einem Blech 30 des Dachmoduls 14 mittels
einer Schweißverbindung
befestigt ist. Bei beiden Ausführungsbeispielen
gemäß den 3 und 4 ist der formschlüssige Anlagekontakt durch einen Kegelsitz 34 gebildet.
Der Kegelsitz 34 ermöglicht eine
verbesserte Kraftübertragung
zwischen dem Dachmodul 14 und der Karosseriestruktur 12,
ist durch eine erhöhte
Formstabilität
gekennzeichnet und hat darüber
hinaus während
des Montagevorgangs des Dachmoduls 14 eine zentrierende
Wirkung, wodurch das Dachmodul 14 während des Montagevorgangs selbsttätig eine
definierte Soll-Montageposition relativ zur Karosseriestruktur 12 einnehmen
kann. Gegebenenfalls kann zusätzlich
zur kraftschlüssigen
Schraubenverbindung des Befestigungssystems 26 eine stoffschlüssige Verbindung des
Dachmoduls 14 mit der Ka rosseriestruktur 12, beispielsweise
mittels einer Klebverbindung, im Säulenbereich 18 vorgesehen
sein.
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Die 5 und 6 zeigen ein drittes, alternatives Ausführungsbeispiel
eines im A-Säulenbereich 20 auszubildenden
formschlüssigen
Anlagekontakts zwischen der Karosseriestruktur 12 (5) und dem Dachmodul 14 (6). Die Karosseriestruktur 12 enthält einen
Aufnahmesitz 44, in welchem ein Ausrichtelement 46 des
Dachmoduls 14 formschlüssig aufgenommen
werden kann. Der Aufnahmesitz 44 enthält zwei gegenüberliegende
Ausrichtflächen 36, die
konkav gewölbt
sind. Dementsprechend enthält auch
das Ausrichtelement 46 zwei Ausrichtflächen 36, die komplementär zu der
Aufnahmekontur des Aufnahmesitzes 44 konvex nach außen gewölbt sind. Der
Aufnahmesitz 44 ist mit zwei Durchgangsöffnungen 40 versehen,
während
das Ausrichtelement 46 entsprechend angeordnete Gewindeöffnungen 42 enthält. Die
Durchgangsöffnungen 40 und
die Gewindeöffnungen 42 dienen
zur Herstellung einer Schraubenverbindung des Dachmoduls 14 mit
der Karosseriestruktur 12 nach Aufnahme des Ausrichtelements 46 des
Dachmoduls 14 im Aufnahmesitz 44 der Karosseriestruktur 12.
Dabei erfolgt bei Herstellung des Anlagekontakts zwischen den Ausrichtflächen 36 des Aufnahmesitzes 44 und
des Ausrichtelements 46 infolge der Wölbung der Ausrichtflächen 36 eine
Ausrichtbewegung des Dachmoduls 14 und/oder einer zugehörigen Karosserieseitenwand 38 der
Karosseriestruktur 12 in eine entsprechend vorgesehene Soll-Montagestellung.
Somit hat das Ausrichtelement 46 die Funktion eines Fügekeils.
Bei geeigneten Krümmungsorientierungen
der Ausrichtflächen 36 des
Aufnahmesitzes 44 und des Ausrichtelements 46 können bei
Formschlussherstellung auch lediglich Teilbereiche der gewölbten Ausrichtflächen 36 miteinander
in Anlagekontakt stehen, wobei diese Teilbereiche sich während des
Montagevorgangs des Dachmoduls 14 auch hinsichtlich ihrer
Lage und Größe verändern können.
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Die 7, 8 und 9 zeigen
in unterschiedlichen Ansichten einen Befestigungsbereich mit formschlüssigem Anlagekontakt eines
mit einer Karosseriestruktur 12 verbundenen Dachmoduls 14,
im Wesentlichen entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 5 und 6. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel
der 5 und 6 ist bei der Variante der 7 bis 9 das Dachmodul 14 zur Herstellung
eines formschlüssigen
Anlagekontakts nun mit einem zugehörigen Aufnahmesitz 44 und
zwei Durchgangsöffnungen 40 versehen,
während
die Karosseriestruktur 12 im vorgesehenen Säulenbereich 18 ein
entsprechend ausgebildetes Ausrichtelement 46 mit zwei Gewindeöffnungen 42 aufweist.
Es handelt sich somit um eine Umkehr des Aufnahmeprinzips des Ausführungsbeispiels
der 5 und 6, ansonsten werden jedoch
die gleichen Ausrichteffekte mittels des formschlüssigen Anlagekontakts
der Ausrichtflächen 36 erzielt.
In der Draufsicht auf den Befestigungsbereich des montierten Dachmoduls 14 gemäß 9 ist erkennbar, dass lediglich
ein Teilbereich der gewölbten
Ausrichtflächen 36 miteinander
in Anlagekontakt stehen.
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Der
formschlüssige
Anlagekontakt im Verbindungsbereich zwischen dem Dachmodul 14 und der
Karosseriestruktur 12 im Säulenbereich 18 ermöglicht es,
die Karosserieseitenwände 38 in
Querrichtung (Y-Richtung der 2)
auf Sollmaß zu
ziehen, während
gleichzeitig das Dachmodul 14 hinsichtlich seiner Höhenposition
zur Karosseriestruktur 12 (Z-Richtung der 1) festgelegt ist. Dabei wird eine Verschiebung
des Dachmoduls 14 in Längsrichtung
(X-Richtung der 1 und 2) der Karosseriestruktur 12 sowie
eine Verdrehung des Dachmoduls 14 um eine Z-Achse erlaubt.
Eine Festlegung des Dachmoduls 14 in der X-Richtung und/oder
um eine Drehachse (Z-Achse) ist problematisch, da bereits ein kleiner
Lageunterschied der Karosserieseitenwände 38 zueinander
eine Verdrehung des ganzen Dachmoduls 14 bewirken würde. Dies
hätte zur
Folge, dass große
Lagetoleranzen des Dachmoduls 14 im hinteren Dachbereich
verursacht werden würden.
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Die
als Fügeschrägen ausgebildeten
Wölbungen
der Ausrichtflächen 36 können im
A-Säulenbereich 20 beispielsweise
derart gestaltet sein, dass sie ca. ± 3,5 mm Toleranz bei der
Ausbildung des formschlüssigen
Anlagekontakts zulassen, da die entsprechende Karosserieseitenwand 38 mittels
des formschlüssigen
Anlagekontakts selbsttätig
wieder auf Nullmaß gezogen
wird.
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Die
Gewindeöffnungen 42 können in
einem Tiefziehteil, beispielsweise mittels des „Flowdrill-Verfahrens", realisiert werden.
Alternativ können
die Gewindeöffnungen 42 auch
in Form von Einstanzmuttern, Einschweißmuttern, eingeklipsten Muttern, Blindnietmuttern
oder eingeklebten Formmuttern vorgesehen sein.
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Das
Dachmodul 14 ist im Säulenbereich 18 und/oder
an weiteren Karosserierändern
zusätzlich vorzugsweise
mittels einer Klebverbindung an der Karosseriestruktur 12 befestigt
sein. Dabei zeichnen sich Schraubenverbindungen durch die Möglichkeit einer
besonders schnellen Belastungsaufnahme aus, im Gegensatz zu Klebverbindungen,
bei welchen im Bezug auf eine Belastungsaufnahme eine Mindesttrocknungszeit
abzuwarten ist, was in Bezug auf den Montagevorgang eine Einschränkung darstellt.
Eine Kombination von Kleb- und Schraubverbindungen wirkt sich diesbezüglich vorteilhaft
aus, da die Spannkräfte
einer Schraubenverbindung die Ausbildung einer korrekten Klebverbindung
begünstigen.
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Die 10 bis 12 zeigen in verschiedenen Ansichten
eine mögliche
Gestaltung eines Befestigungsbereichs gemäß einer fünften, alternativen Ausführungsform.
Hierbei ist im Bereich der Schraubverbindung 29 im Säulenbereich 18 zwischen
der Karosseriestruktur 12 und dem Dachmodul 14 zusätzlich eine
Kleberschicht 48 vorgesehen. Die Karosseriestruktur 12 weist
in einem Anlagekontaktbereich 50 eine mit dem Radius R
kugelförmige Ausrichtfläche auf,
während
das Dachmodul 14 in diesem Bereich 50 konisch
ausgebildet ist. Bei der Montage des Dachmoduls 14 kann
in dem Anlagekontaktbereich 50 zu elastischen und/oder
plastischen Verformungen an den beteiligten Bautei len kommen. Das
Dachmodul 14 weist ferner eine Durchgangsöffnung 40 in
Form eines Langlochs auf (siehe insbesondere 10 und 12),
das zur Gewährleistung
eines Freiheitsgrads in X-Richtung (Längsrichtung) bei der Montage
des Dachmoduls 14 dient, während das Dachmodul 14 in
Y-Richtung (Querrichtung) hinsichtlich seiner Positionierung relativ
zur Karosseriestruktur 12 festgelegt ist (Siehe 11). Somit erfolgt bei einer
Belastung eines der beteiligten Bauteile (Dachmodul 14 oder
Karosseriestruktur 12) in X-Richtung zunächst eine
Kraftaufnahme im vorgesehenen Anlagekontaktbereich 50 (Verformungsbereich),
wobei im Falle einer zu großen Belastung
(z.B. eine Kollision) eine weitere Relativverschiebung der Bauteile
zueinander unter Überwindung
der bestehenden Klebkraft (Kleberschicht 48) beispielsweise
um das Längenmaß entsprechend
Doppelpfeil 52 der 12 möglich ist.
In einer derartigen Endstellung des Dachmoduls 14 relativ zur
Karosseriestruktur 12 liegt ein um ca. 180° umlaufender
Formschluss vor, wobei die wirkende Reaktionskraft auf die Schraube
bzw. Schrauben relativ gering ist, sodass verhältnismäßig hohe Belastungen mittels
eines derartigen Befestigungssystems ertragen werden können.
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Ein
Formschluss im Anlagekontaktbereich 50 zwischen dem Dachmodul 14 und
der Karosseriestruktur 12 kann relativ einfach mittels
einer elastischen und/oder plastischen Verformung mindestens eines
der Beteiligten Bauteile erhalten werden. Im Ausführungsbeispiel
gemäß den 13 und 14 ist das Material des Dachmoduls 14 (Unterteil)
weicher als dasjenige der Karosseriestruktur 12 (Oberteil). Somit
kann in den Anlagekontaktbereichen 50 (Verformungsbereiche)
das Unterteil zunächst
elastisch und gegebenenfalls zusätzlich
auch plastisch verformt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist
das Oberteil in den Anlagekontaktbereichen 50 jeweils eine
Sicke 54 auf, so dass bei der Montage des Unterteils eine
entsprechend zugehörige
Sicke 54 auch in das Unterteil eingeformt wird. Hierdurch kann
eine Aussteifung des Oberteils und zusätzlich eine plastische Verformung
des Unterteils erzielt werden. Die Verformung sollte möglichst
groß bei
relativ kleinem Kraftaufwand sein. Es lassen sich grundsätzlich mittels
plastisch verformter Verbindungselemente verhältnismäßig hohe Belastungskräfte übertragen
bzw. aufnehmen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
der 15 sind auch mehr
als eine Sicke 54, nämlich
beispielsweise zwei Sicken 54, in einem Anlagekontaktbereich 50 als
Negativ beim Fügen
des Oberteils in das Unterteil einformbar.
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16 zeigt eine alternative
Variante eines Befestigungssystems, gemäß welcher eine elastische und/oder
plastische Verformung des Dachmoduls 14 in dem dargestellten
Befestigungsbereich erhalten wird unter Ausbildung eines Winkelversatzes des
Befestigungssystems um einen Winkel α in X-Drehrichtung relativ zur Karosseriestruktur 12 außerhalb
des Befestigungsbereichs. Hierdurch wird mittels der Verformung
ein erwünschter
Freiheitsgrad in X-Drehrichtung erhalten.
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In 17 ist eine Schraubverbindung 29 unter
Einsatz einer Kugelpfanne 58 dargestellt, wodurch eine
Winkelstellung der Befestigungsschraube relativ zum Dachmodul 14 ermöglicht wird,
ohne dass es zu einer diesbezüglichen
Verformung desselben Dachmoduls 14 kommen muss. Dagegen
zeigt 18 eine Schraubverbindung 29 mit
einer Schraube 60, die eine kugelförmige Kopfanlagefläche 61 relativ
zum Dachmodul 14 (Unterteil) aufweist. Die Kopfanlagefläche 61 kann
sich gegebenenfalls in das Unterteil 14 eindrücken unter
Ausbildung einer lokal auf den Befestigungsbereich desselben Unterteils 14 beschränkten elastischen
und/oder plastischen Verformung. Auch die in den 17 und 18 dargestellten
Ausführungsbeispiele
dienen somit zur Schaffung eines erwünschten Freiheitsgrads um eine
entsprechende Achse (X-Achse oder Y-Achse).
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Somit
ist es möglich,
das Dachmodul 14 (Rahmenmodul) unter Gewährleistung
von bis zu fünf
Freiheitsgraden (drei Drehachsen und zwei Bewegungsachsen) und bei
lediglich einem einzi gen festen Freiheitsgrad (Y-Achse; Abstand
der Seitenteile des Fahrzeugs) an die Karosseriestruktur 12 (Rahmenstruktur)
zu montieren. Hierdurch lassen sich auftretende Fertigungstoleranzen
verhältnismäßig einfach
ausgleichen, da bei der Dachmodulmontage eine lagegenaue Positionierung
des Dachmoduls 14 relativ zur Karosseriestruktur 12 möglich ist
unter Erzielung einer besonders hohen Spaltmaßgenauigkeit. Aufgrund des
festen Freiheitsgrads in Y-Richtung ist es ferner möglich, die
vor der Dachmodulmontage noch „freien" Karosserieseitenwände 38 auf das
durch den Karosserierahmenanteil 16 des Dachmoduls 14 vorgegebene
Maß in
Y-Richtung auszurichten. Durch die Keilwirkung der Ausrichtflächen 36 können mit
relativ kleinen Fügekräften verhältnismäßig große Ausrichtkräfte in Y-Richtung
erzeugt werden. Weiterhin kann mittels eines derart montierten Dachmoduls 14 (Rahmenmodul)
eine zusätzliche Klebverbindung
zwischen den zu fügenden
Bauteilen bis zur Aushärtung
fixiert werden, sodass auf weitere Fixierelemente verzichtet werden
kann. Gegebenenfalls kann von einer relativ aufwendigen Rundumklebung
des Dachmoduls (Rahmenmodul) an die Karosseriestruktur 12 (Rahmenstruktur)
abgesehen werden aufgrund der nun sicheren Verbindung zwischen den
erwähnten
Bauteilen. Die Klebverbindung kann gegebenenfalls auch zur Bildung
eines zusätzlichen Formschlusses
zwischen den zu fügenden
Bauteilen genutzt werden.
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Das
beschriebene Fügekonzept
ist nicht auf das Beispiel des Fahrzeugkarosseriebaus beschränkt, sondern
kann ebenfalls vorteilhaft in anderen Bereichen auch außerhalb
des Fahrzeugbaus zum Einsatz kommen. Auch sind grundsätzlich Prinzipumkehrungen
(beispielsweise hinsichtlich der Ausgestaltung des Ober- und des
Unterteils) der dargestellten Ausführungsbeispiele im rahmen der
Erfindung denkbar.