DE10329445A1

DE10329445A1 - Karosseriesystem

Info

Publication number: DE10329445A1
Application number: DE10329445A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dipl.-Ing. Bernhardt; Berthold Dipl.-Ing. Hopf; Matthias Dipl.-Ing. Müller; Lars Dipl.-Ing. Pflüger (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-02-10

Abstract

Das Karosseriesystem (10) enthält eine Karosseriestruktur (12) und ein Dichtungselement (14), wobei die Karosseriestruktur (12) einen Verbindungsstoß (16) aufweist, der in einem Befestigungsbereich (18) liegt, in welchem das Dichtungselement (14) an der Karosseriestruktur (12) befestigt ist. Hierbei ist vorgesehen, dass der Verbindungsstoß (16) mittels eines Fügeverfahrens mit einseitiger Fügezugänglichkeit hergestellt ist und der Befestigungsbereich (18) der Karosseriestruktur (12) eine Fixierfläche für das Dichtungselement (14) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Karosseriesystem, mit einer Karosseriestruktur und einem Dichtungselement, wobei die Karosseriestruktur einen Verbindungsstoß aufweist, der in einem Verbindungsbereich liegt, in welchem das Dichtungselement an der Karosseriestruktur befestigt ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Karosseriesysteme der eingangs genannten Art sind bereits bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 100 23 332 A1 eine Fahrzeugkarosserie, an welcher im Bereich einer Türöffnung ein Kantenschutzprofil auf einen Schweißflansch formschlüssig aufgebracht ist. Das Kantenschutzprofil besteht aus einem Strangmaterial und umfasst einen U-förmigen Haltebereich, mit dem es auf den Schweißflansch aufgesteckt ist und in dem es in seinem Inneren durch ein U-förmiges Stahlband verstärkt ist, einen Dichtungsbereich, der zur Abdichtung der Fahrzeugkarosserie gegenüber der Fahrzeugtür dient, sowie eine Abschlussleiste, die im fertigmontierten Zustand mit der Innenverkleidung der Karosserie überlappt und somit den an die Türöffnung bordenden Rand der Innenverkleidung der Karosserie kaschiert. Der Schweißflansch ist als Punktschweißflansch ausgebildet und begrenzt die Öffnung der Karosserie für die entsprechende Fahrzeugtür. Auf diesen Schweißflansch wird das strangförmige Kantenschutzprofil formschlüssig aufgesteckt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Karosseriesystem der eingangs genannten Art zu schaffen.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Karosseriesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Karosseriesystem zeichnet sich dadurch aus, dass der Verbindungsstoß mittels eines Fügeverfahrens mit einseitiger Fügezugänglichkeit hergestellt ist und der Befestigungsbereich der Karosseriestruktur eine Fixierfläche für das Dichtungselement aufweist. Hierbei wird unter dem Begriff „Befestigungsbereich" ein Bereich an der Karosseriestruktur verstanden, innerhalb dessen ein Anbringen eines Dichtungselements an der Karosseriestruktur zur Erfüllung der jeweils gestellten Dichtungsaufgabe sinnvoll ist. Da der Verbindungsstoß nun mittels eines Fügeverfahrens mit einseitiger Fügezugänglichkeit hergestellt ist, muss nun nicht wie im Stand der Technik notwendigerweise ein Punktschweißflansch vorgesehen sein, an welchem das Dichtungselement formschlüssig befestigt wird, ggf. unter gleichzeitiger Gewährleistung einer Kantenschutzfunktion, sondern kann die Befestigung des Dichtungselements unabhängig von der Geometriegestaltung des Verbindungsstoßes erfolgen. Dabei kann das Dichtungselement an der Fixierfläche relativ einfach und schnell mittels geeigneter Verfahren, wie z. B. Kleben, befestigt werden. Es ist somit in Bezug auf die formschlüssige Verbindung gemäß dem Stand der Technik, d.h. zwischen dem Dichtungselement und einem Punktschweißflansch der Karosseriestruktur, nun eine alternative Befestigungsart des Dichtungselements an der Karosseriestruktur realisiert, wobei gleichzeitig eine konstruktiv flexible Gestaltungsfreiheit des Verbindungsstoßes im Befestigungsbereich der Karosseriestruktur gewährleistet ist.

Die Fixierfläche ist vorzugsweise eben ausgebildet, so dass hierdurch die Erzielung einer korrekten, d.h. stabilen und lagegenauen Verbindung des Dichtungselements mit der Karosseriestruktur begünstigt wird.

Mit Vorteil ist der Befestigungsbereich der Karosseriestruktur ein flanschfreier Bereich. Aufgrund der Eliminierung des aus dem Stand der Technik bekannten Punktschweißflansches, der zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung mit dem Dichtungselement genutzt wurde, kann nun eine Gewichtseinsparung durch den Entfall des Flansches sowie ggf. zusätzlich durch den Einsatz eines leichteren Dichtungselements erzielt werden. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass das nun einsetzbare Dichtungselement aufgrund der nicht mehr erfolgenden Formschlussbildung kein integriertes Metallträgersystem enthalten muss, welches bisher zur Herstellung einer hinreichend sicheren, formschlüssigen Verbindung mit einem Flansch diente. Aufgrund des nicht mehr vorhandenen Flansches im Befestigungsbereich kann auf eine Kantenschutzfunktion des Dichtungselements verzichtet werden.

Der Verbindungsstoß ist vorzugsweise lasergefügt. Hierbei wird unter Laserfügen eine laserunterstützte Fügetechnik, wie z. B. Laserlöten, Laserschweißen oder eine Kombination dieser Fügeverfahren, verstanden. Dabei zeichnet sich das Laserfügen durch eine hohe Fügepräzision bei lediglich einseitiger Fügezugänglichkeit aus.

Der Verbindungsstoß kann beispielsweise als Überlappstoß oder als I-Stoß ausgebildet sein. Derartige Verbindungsstöße lassen sich präzise und reproduzierbar mittels der Laserfügetechnik bei einseitiger Fügezugänglichkeit verbinden. Bei der Verbindungsstoßgestaltung können relativ einfach Leichtbaukonzepte an der Karosseriestruktur insbesondere durch Eliminierung eines Flansches im Stoßbereich realisiert werden.

Entsprechend einer alternativen Ausführungsform liegt die Fixierfläche an einer ebenen Befestigungsseite des Verbindungsstoßes, der flanschartig ausgebildet ist. Somit ist es auch möglich, an einem Flansch innerhalb des Befestigungsbereichs ein relativ einfach konzipiertes und leichtes Dichtungselement zu befestigen, da der Flansch nicht zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung mit dem Dichtungselement herangezogen wird, sondern lediglich eine ebene Befestigungsseite desselben, beispielsweise zur Herstellung einer Klebverbindung mit dem Dichtungselement, genutzt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist der flanschartige Verbindungsstoß an einer hinsichtlich der Befestigungsseite gegenüberliegenden Fügeseite lasergefügt. Die Befestigungsseite des Verbindungsstoßes, an welcher die Fixierfläche zum Befestigen des Dichtungselements liegt, wird hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit bzw. -ebenheit nicht durch den Laserfügevorgang an der gegenüberliegenden Fügeseite beeinträchtigt. Als Laserfügeverfahren kann beispielsweise das sog. „Rob-Scan" zum Einsatz kommen, gemäß welchem lediglich Kontursegmente einseitig auf die Fügeseite des flanschartigen Verbindungsstoßes lasergeschweißt werden unter Ausbildung einer schweißpunktartigen Verbindungsstruktur.

Mit Vorteil ist das Dichtungselement im Befestigungsbereich klebbefestigt. Klebverbindungen lassen sich an einer ebenen Fixierfläche relativ einfach und zuverlässig realisieren.

Gemäß einer möglichen Ausführungsvariante weist das Dichtungselement einen Befestigungssockel, der im Befestigungsbereich an der Karosseriestruktur befestigt ist, und ein Dichtungsprofil auf, das mit dem Befestigungssockel verbunden ist. Bei einem derartigen, zweiteiligen Dichtungselement kann das Dichtungsprofil beispielsweise mittels einer Klemmverbin dung an dem Befestigungssockel fixiert werden. Der Befestigungssockel kann im Befestigungsbereich ggf. auf die Karosseriestruktur aufextrudiert sein.

Mit Vorteil weist die Karosseriestruktur im Befestigungsbereich einen Aufnahmesitz auf zur teilweisen Abschirmung des Dichtungselements. Der Aufnahmesitz kann beispielsweise im Querschnitt L-förmig bzw. stufenförmig ausgebildet sein, wobei eine Fläche des Aufnahmesitzes als Fixierfläche und dessen andere Fläche als Anlagefläche für das Dichtungselement dient. Dabei erstreckt sich die Fixierfläche vorzugsweise senkrecht zur Hauptbeanspruchungsrichtung des Dichtungselements im Befestigungsbereich.

Der Befestigungsbereich kann in einem Türausschnitt oder in einem Deckelausschnitt eines Fahrzeugs liegen. Aufgrund einer möglichen Eliminierung eines Flansches in diesen Befestigungsbereichen ist es möglich, die Ausschnittsweite bei ansonsten gleichbleibender Karosseriestruktur um die Flanschhöhe gegenüber den traditionellen Karosseriesystemen zu vergrößern. Dies bedeutet beispielsweise im Falle eines Türausschnitts, dass der Einstiegskomfort mittels verhältnismäßig einfacher Konstruktionsmaßnahmen an der Karosseriestruktur erheblich erhöht werden kann. Gegebenenfalls ist es auch möglich, mit den erwähnten Maßnahmen ein vergrößertes Sichtfenster im Vordertürbereich eines Fahrzeugs zu realisieren, aufgrund der nun im Durchmesser entsprechend um die Flanschhöhe verkleinerten A-Säule.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.

Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Perspektivdarstellung eines Karosseriesystems eines Kraftfahrzeugs;
2 bis 5 alternative Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Karosseriesystems in einem Befestigungsbereich eines Türausschnitts;
6 bis 8 alternative Ausführungsformen eines jeweiligen Verbindungsstoßes eines erfindungsgemäßen Karosseriesystems in einem Befestigungsbereich;
9 bis 10 alternative Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Karosseriesystems in einem Befestigungsbereich eines Dachrahmens.
1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Karosseriesystems 10, das eine Karosseriestruktur 12 und eine Mehrzahl an Dichtungselementen 14 enthält. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Karosseriesystem 10 eines Kraftfahrzeugs, wobei ein jeweiliges Dichtungselement 14 in den Türausschnitten 30 und in einem Deckelausschnitt 32 (Kofferraumdeckelausschnitt) angeordnet ist.
Die 2 bis 4 zeigen schematische Schnittdarstellungen eines jeweiligen Befestigungsbereichs 18 in einem Türausschnitt eines erfindungsgemäßen Karosseriesystems 10. Die Karosseriestruktur 12 des Karosseriesystems 10 weist einen Verbindungsstoß 16 auf, der innerhalb des Befestigungsbereichs 18 liegt, in welchem das Dichtungselement 14 an der Karosseriestruktur 12 befestigt ist. Die in den 2 bis 4 dargestellten Pfeile 34 kennzeichnen die Hauptbeanspruchungsrichtung des Dichtungselements 14, wobei die Hauptbeanspruchungsrichtungen in diesem Ausführungsbeispiel die Türschließrichtung ist. Gemäß den 2 und 3 besteht das Dichtungselement 14 aus einem Befestigungssockel 24, der im Befestigungsbereich 18 an der Karosseriestruktur 12 befestigt und vorzugsweise klebbefestigt ist, und aus einem Dichtungsprofil 26, das mit dem Befestigungssockel 24 fest verbunden ist. Dabei kann die Verbindung zwischen dem Befestigungssockel 24 und dem Dichtungsprofil 26 beispielsweise als Klebverbindung oder als Klemmverbindung ausgebildet sein. Die Verbindungsstöße 16 der Ausführungsbeispiele der 2 und 3 sind lasergeschweißt, wobei die jeweilige Schweißung unter einseitiger Fügezugänglichkeit (von der Außenseite der Karosseriestruktur 12) hergestellt worden ist. Die Dichtungselemente 14 der 2 und 3 enthalten einen Dichtschlauch 36 und eine sogenannte Kosmetiklippe 38, wobei letztere die zugehörige Schweißnaht 40 nach außen abschirmt. Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 zeigt einen Befestigungsbereich 18, in welchem ein Aufnahmesitz 28 zur teilweisen Abschirmung des Dichtungselements 14 und insbesondere des Dichtschlauchs 36 ausgebildet ist. Dabei ist der Aufnahmesitz 28 stufenförmig gestaltet. Die senkrecht zur Pfeilrichtung 34 liegende Seite des Aufnahmesitzes 28 enthält eine ebene Fixierfläche, an welcher das Dichtungselement 14 bzw. der Befestigungssockel 24 mit der Karosseriestruktur 12 befestigt ist.
Die Ausführungsbeispiele gemäß den 4 und 5 zeigen alternative Ausführungsbeispiele möglicher Befestigungsbereiche 18 einer zugehörigen Karosseriestruktur 12, wobei bei diesen Ausführungsbeispielen die Dichtungselemente 14 keinen Befestigungssockel 24 enthalten, sondern direkt an einer entsprechenden ebenen Fixierfläche des Befestigungsbereichs 18 mit der Karosseriestruktur 12 verbunden sind. Ferner enthalten die Dichtungselemente 14 der 4 und 5 keine Kosmetiklippe 38, sondern einen im Querschnitt U-förmigen Aufnahmesitz für einen Blechrand der Karosseriestruktur 12.
Die 6 bis 8 zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele möglicher Verbindungsstöße 16 an einer erfindungsgemäße Karosseriestruktur 12. Dabei ist der Verbindungsstoß 16 der 6 als Flansch ausgebildet, während die Verbindungsstöße 16 der 7 und 8 nicht abstehende Überlappstöße bilden. An dem flanschartigen Verbindungsstoß 16 der 6 ist an dessen Befestigungsseite 20 die oben erwähnte Fixierfläche 19 zur Befestigung eines zugehörigen Dichtungselements 14 vorgesehen. Gegenüber der Befestigungsseite 20 enthält der Verbindungsstoß 16 eine Fügeseite 22, an welcher mittels einer geeigneten Laserschweißeinrichtung 42 eine Schweißverbindung zwischen den Einzelblechen innerhalb des Verbindungsstoßes 16 hergestellt wird. Eine derartige Schweißverbindung ist unter der Bezeichnung „Rob-Scan" bekannt und zeichnet sich dadurch aus, dass die Oberflächenstruktur der Fixierfläche 19 an der Befestigungsseite 20 durch die jeweilige Schweißung nicht derart beeinträchtigt wird, dass eine korrekte und zuverlässige Klebverbindung an der Fixierfläche 19 zur Befestigung eines zugehörigen Dichtungselements 14 an der Karosseriestruktur 12 nicht mehr möglich ist. An der Befestigungsseite 20 ist ferner ein Aufnahmesitz 28 zur Anordnung eines zugehörigen Dichtungselements 14 (nicht in 6 dargestellt) ausgebildet.
7 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Verbindungsstoßes 16 einer Karosseriestruktur 12, bei welcher ebenfalls mittels einer geeigneten Laserfügeeinrichtung 42 („Rob-Scan") einseitig von außen Laserschweißnähte zunächst zur Vorfixierung der Einzelbleche der Karosseriestruktur 12 gesetzt wurden und anschließend an dem Verbindungsstoß 16 eine Laserlötnaht 44 realisiert wurde. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine ebene bzw. plane Fixierfläche 19 im Befestigungsbereich 18 ausgebildet.
8 zeigt ein weiteres, alternatives Ausführungsbeispiel eines Verbindungsstoßes 16 einer Karosseriestruktur 12, bei welchem ebenfalls einseitig von außen eine Laserschweißnaht 40 gezogen wurde unter gleichzeitiger Gewährleistung einer planen Fixierfläche 19 zur Befestigung eines geeigneten Dichtungselements 14 an der Karosseriestruktur 12.
Die Ausführungsbeispiele der 7 und 8 zeichnen sich im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der 6 durch eine größere Kompaktheit und somit durch einen entsprechenden Raumgewinn aus, der im Falle eines Türausschnitts oder eines Deckelausschnitts eines Fahrzeugs einen erheblichen Komfortgewinn bedeuten kann.
Die 9 und 10 zeigen alternative Ausführungsbeispiele von Befestigungsbereichen 18 an einem Dachrahmen einer Karosseriestruktur 12. Der Befestigungsbereich 18 kann z. B. in einem Schiebedachausschnitt eines Fahrzeugs liegen. Die flanschfreie Ausbildung des Verbindungsstoßes 16 der Ausführungsbeispiele der 9 und 10 ermöglicht eine kompaktere Ausgestaltung des Dichtungselements 14 im Vergleich zu einer traditionellen Lösung mit einem Schweißflansch, der zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung mit einem entsprechend kompliziert ausgebildeten Dichtungselement dient.
Mit Ausnahme des Ausführungsbeispiels der 6 kann bei den dargestellten Karosseriesystemen 10 im Befestigungsbereich 18 auf den Einsatz eines Kantenschutzprofils zur Abdeckung eines Schweißflansches verzichtet werden, so dass das jeweilige Dichtungselement 14 lediglich Dichtfunktionen erfüllen muss. Hierdurch können Kostenreduzierungen durch Einsatz eines relativ einfach konzipierten Dichtsystems erzielt werden. Darüber hinaus können aufgrund des Entfalls eines Flansches an der Karosseriestruktur 12 in einem jeweiligen Befestigungsbereich 18 erhebliche Gewichtseinsparungen im Rahmen eines Leichtbaukonzepts realisiert werden.

Claims

Karosseriesystem (10), mit einer Karosseriestruktur (12) und einem Dichtungselement (14), wobei die Karosseriestruktur (12) einen Verbindungsstoß (16) aufweist, der in einem Befestigungsbereich (18) liegt, in welchem das Dichtungselement (14) an der Karosseriestruktur (12) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstoß (16) mittels eines Fügeverfahrens mit einseitiger Fügezugänglichkeit hergestellt ist und der Befestigungsbereich (18) der Karosseriestruktur (12) eine Fixierfläche (19) für das Dichtungselement (14) aufweist.
Karosseriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierfläche (19) eben ausgebildet ist.
Karosseriesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (18) der Karosseriestruktur (12) ein flanschfreier Bereich ist.
Karosseriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstoß (16) lasergefügt ist.
Karosseriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstoß (16) als Überlappstoß oder als I-Stoß ausgebildet ist.
Karosseriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierfläche (19) an einer ebenen Befestigungsseite (20) des Verbindungsstoßes (16) liegt, der flanschartig ausgebildet ist.
Karosseriesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der flanschartige Verbindungsstoß (16) an einer hinsichtlich der Befestigungsseite (20) gegenüberliegenden Fügeseite (22) lasergefügt ist.
Karosseriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (14) im Befestigungsbereich (18) klebbefestigt ist.
Karosseriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (14) einen Befestigungssockel (24), der im Befestigungsbereich (18) an der Karosseriestruktur (12) befestigt ist, und ein Dichtungsprofil (26) aufweist, das mit dem Befestigungssockel (24) verbunden ist.
Karosseriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriestruktur (12) im Befestigungsbereich (18) einen Aufnahmesitz (28) zur teilweisen Abschirmung des Dichtungselements (14) aufweist.
Karosseriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (18) in einem Türausschnitt (30) oder in einem Deckelausschnitt (32) eines Fahrzeugs liegt.