DE19529523C1 - Wasserablaufeinrichtung für Dachrahmen von öffnungsfähigen Fahrzeugdächern sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer solchen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserablaufeinrichtung für Dachrahmen von öffnungsfähigen Fahrzeugdächern mit einem in eine Öffnung in einer Wand eines Dachrahmenteils eingesetzten Wasserablaufrohr, dessen eines Ende auf der Innenseite über die Wand des Dachrahmenteils übersteht und zur Verbindung mit dem Dachrahmenteil verformbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Wasserablaufeinrichtung.

Bei einer aus der DE 38 35 017 C1 bekannten Wasserablaufeinrichtung wird ein Wasserablaufrohr von der Außenseite einer in einem Dachrahmenteil vorgesehenen Öffnung eingeschoben, mit seinem vorspringenden Bund mit einer Wand des Dachrahmenteils zur Anlage gebracht und anschließend ein auf der Innenseite dieser Wand überstehendes Ende des Wasserablaufrohres durch Verstemmen gestaucht und umgelegt. Es hat sich erwiesen, daß derartige Wasserablaufeinrichtungen trotz des zusätzlichen Vorsehens von Klebe- oder Dichtungsmassen in Großserienfertigung nicht prozeßsicher wasserdicht herzustellen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wasserablaufeinrichtung der oben genannten Art mit einer dichten Verbindung eines Wasserablaufrohres zu einem Dachrahmenteil ohne Einsatz von Zusatzstoffen zu schaffen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein hierfür geeignetes Verfahren sowie eine hierfür besonders geeignete Vorrichtung bereit zu stellen.

Diese Aufgabe wird bezüglich der Wassereinrichtung durch die Merkmale im Patentanspruch 1, bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale im Patentanspruch 8 und bezüglich der Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wasserablaufeinrichtung ist an einer Wand des Dachrahmenteils ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen, der das eine Ende des Wasserablaufrohres umgibt und der gemeinsam mit diesem Ende verformbar ist. Durch das gemeinsame Verformen beider schon im unverformten Zustand eng aneinander anliegenden Teile wird eine 100% wasserdichte Verbindung durch eine große Anlagefläche zwischen beiden Teilen im Verformungsbereich geschaffen.

Der Verformungsbereich am Ende des Wasserablaufrohres und am zylindrischen Abschnitt ist vorzugsweise so gewählt, daß beide Teile axial in Richtung auf die den zylindrischen Abschnitt begrenzende Wand des Dachrahmenteils zu verformbar sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Verformung des zylindrischen Abschnitts von der Wand sogar auf die Außenseite des Dachrahmenteils. Durch den dabei erzielten besonders großen Verformungsweg ergibt sich eine besonders innige Verbindung des Wasserablaufrohres mit dem Material des zylindrischen Abschnitts an der Wand des Dachrahmenteils.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das eine Ende des Wasserablaufrohrs und der zylindrische Abschnitt im verformten Zustand nahezu bündig mit der Innenseite der Wand des Dachrahmenteils abschließen. Hierdurch wird vermieden, daß sich auf der Innenseite des Dachrahmenteils im Bereich der dort angeordneten Wasserrinne Toträume bilden, in denen sich Schmutz ablagern kann.

Vorteilhafterweise legt sich das eine Ende des Wasserablaufrohres im verformten Zustand mit einer radialen Aufweitung in eine radiale Ausbuchtung des zylindrischen Abschnitts der Wand des Dachrahmenteils ein. Eine derartige Gestaltung formgleicher Aufweitungen und Ausbuchtungen erfordert bei einer geeigneten Wahl der Fügewerkzeuge keinerlei entsprechende Vorformung der zu verbindenden Teile.

Vorzugsweise ist der zylindrische Abschnitt einstückig mit dem Rahmenteil verbunden, insbesondere aus dessen Material unmittelbar herausgeformt.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn der zylindrische Abschnitt und das Wasserablaufrohr aus einem Material von zumindestens näherungsweise gleichem elektrischem Normalpotential bestehen. Eine derartige - an sich bereits aus der DE 39 24 037 C1 bekannte - Materialauswahl verhindert eine unerwünschte Spannungskorrosion im Verbindungsbereich. Besonders bevorzugt ist selbstverständlich eine Verwendung gleichartiger Materialien für das Wasserablaufrohr und den zylindrischen Abschnitt am Dachrahmenteil, wie beispielsweise Stahlblech oder Aluminiumblech.

Bezüglich des durch die Merkmale im Patentanspruch 8 charakterisierten Verfahrens ist als besonders vorteilhaft herauszustellen, daß der Druck für eine Verformung des zylindrischen Abschnitts und des Wasserablaufrohres von einem Gegenhalter bzw. einem Halter aufgenommen werden, so daß keine Verformung des Dachrahmenteils an sich erfolgt.

Als besonders vorteilhaft für die Formgebung hat es sich bezüglich des Verfahrens und der Vorrichtung zur Herstellung einer Wasserablaufeinrichtung erwiesen, wenn ein an der Außenseite der Wand des Dachrahmenteils anliegender Gegenhalter an seiner Stirnfläche eine sich zur Innenseite, d. h. zur Außenwand des Wasserablaufrohres hin vergrößernde Freisparung aufweist, welche zur Aufnahme des verformten Materials im Verbindungsbereich dient. Die Freisparung hat vorteilhafterweise die Form eines konusförmigen Ringes mit einer Neigung gegenüber der Achse von etwa 45°. Durch eine solche Ausgestaltung wird der Materialfluß im Verformungsbereich günstig beeinflußt und es wird Rissen in der Wand des Dachrahmenteils vorgebeugt.

Um einem Umklappen der vorspringenden Wand des zylindrischen Abschnittes bei der Verformung nach außen vorzubeugen, ist es vorteilhaft, wenn die Stirnfläche an einem zur Vorrichtung gehörenden Stempel mit einem aus der Stirnfläche hervorragenden, im Durchmesser reduzierten Zapfen, der in das eine Ende des Wasserablaufrohres eintaucht, einen Winkel von weniger als 90° bildet. Der Radius im Übergangsbereich von dieser Stirnfläche zum Zapfen am Stempel ist vorzugsweise so klein, daß er höchstens der Wandstärke des Wasserablaufrohres entspricht. Durch diese Maßnahme wird auch am Wasserablaufrohr verhindert, daß bei der gemeinsamen Verformung vorzeitig eine nach außen gerichtete Kraftkomponente erzeugt wird, welche ein Umklappen des Endes des Wasserablaufrohres und des zylindrischen Abschnitts bewirken könnte.

Die Erfindung bewirkt eine enorme Ersparnis an Arbeitszeit, Energie und Material. Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Wasserablaufeinrichtung, bei der ohne Zusatzstoffe und unter Verzicht auf elektrothermische Verbindungstechniken eine prozeßsichere wasserdichte Verbindung durch gleichzeitige Verformung des Wasserablaufrohres und eines zylindrischen Abschnittes einer Wand des Rahmens ermöglicht wird, wird eine wesentliche Vereinfachung bei der Herstellung von weltweit jährlich mehreren Millionen Schiebedachrahmen ermöglicht.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Dachrahmens,

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch den Verbindungsbereich zwischen Dachrahmenteil und Wasserablaufrohr,

Fig. 3 einen aus einem Dachrahmenteil vorgeformten zylindrischen Abschnitt,

Fig. 4 ein in den zylindrischen Abschnitt eingeschobenes Wasserablaufrohr mit dessen Halter und Gegenhalter und

Fig. 5 eine Darstellung gemäß Fig. 4 mit einem die Verformung bewirkenden Stempel.

In Fig. 1 ist ein Schiebedachrahmen für ein öffnungsfähiges Fahrzeugdach dargestellt, der unterhalb einer festen Dachhaut des Fahrzeuges angeordnet wird, sich aus einem oder mehreren Dachrahmenteilen 10 zusammensetzt und eine Dachöffnung 11 begrenzt. Nahe der Außenwand der Dachrahmenteile 10 ist eine vertiefte Wasserrinne 12 vorgesehen, in denen über den Randbereich der nicht dargestellten Öffnung im festen Fahrzeugdach eindringendes Wasser aufgefangen und über die Eckbereiche des Schiebedachrahmens und die dort angeordneten Wasserablaufrohre 15 abgeleitet wird, welche mit fest in der Fahrzeugkarosserie angeordneten Wasserablaufschläuchen verbunden werden.

Der Verbindungsbereich zwischen den Wasserablaufrohren 15 und einer Wand 17 eines Dachrahmenteil 10 ist derart gestaltet, daß ein aus der Wand 17 nach innen vorzugsweise unmittelbar herausgeformter zylindrischer Abschnitt 16 mit einem darin eingeschobenen Ende 14 des Wasserablaufrohres 15 gemeinsam verformt wird, so daß die in Fig. 2 dargestellte Kontur im Verformungsbereich entsteht. Dabei wird der zylindrische Abschnitt 16 gemeinsam mit dem Ende 14 des Wasserablaufrohres 15 in axialer Richtung von der Innenseite der Wand 17 zur Außenseite der Wand 17 hin gedrückt, wodurch sich das Material des zylindrischen Abschnittes 16, durch das weiter unten beschriebene Verformungswerkzeug bedingt, in Gestalt einer konusringförmigen Verformung 18 über die Außenseite der Wand 17 nach außen erstreckt. Durch das Ausweichen des Materials des zylindrischen Abschnitts 16 schräg nach außen in Richtung zur Verformung 18 bildet sich auf der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 16 eine radiale Ausbuchtung 20 heraus, in welche sich eine formgleiche radiale Aufweitung 19 an der Außenseite des Endes 14 des Wasserablaufrohres 15 einlegt.

Wie aus Fig. 2 gut ersichtlich, ergibt sich somit zwischen den beiden verbundenen Teilen 15 bzw. 16 eine im Querschnitt S-förmig gekrümmte Trennlinie, die einer vergrößerten umlaufenden Anlagefläche zwischen beiden Teilen entspricht und zu einer hermetisch dichten Verbindung zwischen beiden Teilen 15 bzw. 16 führt.

Zylindrischer Abschnitt 16 und das Ende 14 des Wasserablaufrohres 15 werden beim Verformen soweit nach außen gedrückt, daß sie nahezu bündig mit der Innenseite der Wand 17 abschließen. Somit bietet sich von der Innenseite des Rahmens her ein nahezu glattflächiges Erscheinungsbild. Es entstehen folglich keine Toträume oder Taschen, in die sich vom Regenwasser mitgeführte Verunreinigungen einlegen und im Laufe der Zeit zu Geruchsbelästigungen führen können. An der Außenseite wird durch die konusringförmige Gestalt der Verformung 18 ein sanfter Übergang von der Wand 17 her ermöglicht, so daß Spannungsrisse im Verbindungsbereich verhindert werden.

In den Fig. 3 bis 5 ist eine für die gemeinsame Verformung geeignete Vorrichtung dargestellt und im Zusammenhang damit werden die zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Wasserablaufeinrichtung vorteilhaften Verfahrensschritte beschrieben. In Fig. 3 wurde aus der Wand 17 des Rahmenteils 10 durch Ziehen oder Drücken ein zylindrischer Abschnitt 16 geformt, der sich zur Innenseite des Rahmens hin erstreckt. Gleichzeitig mit dem Zieh- bzw. Drückvorgang oder diesem vorausgehend erfolgt eine Lochung der Wand 17 zur Erzeugung einer Öffnung 13.

In Fig. 4 ist ein in der Länge verkürzt dargestelltes Wasserablaufrohr 15 auf ein Ende eines Halters 21 aufgesteckt und mit einem vorstehenden Ende 14 von außen her in den zylindrischen Abschnitt 16 eingeschoben. Das Ende 14 bleibt dabei vorzugsweise um einen Ab­ stand Z gegenüber der vorspringenden Kante des zylindrischen Abschnitts 16 zurück, der in etwa der Wandstärke S des Wasserablaufrohres 15 entspricht. Das andere Ende des Wasserablaufrohres 15 liegt mit seiner Innenwand an einem Zapfen 22 des Halters 21 an und stützt sich mit seiner unteren Stirnseite an einer Stirnfläche 23 des Halters 21 ab.

Nach dem Einführen des Wasserablaufrohres 15 wird dessen außerhalb des Rahmenteils 10 liegender Wandabschnitt von einem Gegenhalter 24 umgeben, der entweder radial geteilt oder auch einstückig ausgeführt sein kann und dann von außen her beispielsweise über den Halter 21 in Fig. 4 bis zur Anlage an der Außenseite der Wand 17 nach oben bewegt wird. Der Gegenhalter 24 stützt mit seiner an der Außenseite der Wand 17 anliegenden Stirnseite 25 das Rahmenteil 10 in axialer Richtung ab. Er verhindert gleichzeitig durch das Umschließen des Wasserablaufrohres 15 ein Ausknicken oder Ausbeulen desselben nach außen. Der Gegenhalter 24 weist an der Stirnseite 25 innenliegend eine sich zum Wasserablaufrohr 15 hin vergrößernde konusringförmige Freisparung 26 auf. Diese weist zur Achse des Wasserablaufrohres 15 einen Winkel von etwa 45° auf. Die Freisparung 26 dient zur Aufnahme des bei der Verformung aus dem zylindrischen Abschnitt 16 zur gegenüberliegenden Seite der Wand 17 hin verformten Materials, welches in Fig. 2 als Verformung 18 dargestellt ist.

Wie in Fig. 5 dargestellt, erfolgt die Verformung mittels eines Stempels 27, der von der Innenseite des Rahmenteils 10 axial gegenläufig zum Halter 21 auf die Stirnseite des zylindrischen Abschnitts 16 und das Ende 14 des Wasserablaufrohres 15 zu bewegt wird. Der Stempel 27 weist an seiner Vorderseite einen im Durchmesser reduzierten Zapfen 28 auf, der von einer Stirnfläche 29 umgeben ist. Zapfen 28 und Stirnfläche 29 bilde eine Winkel, der um einen Winkel A kleiner ist als ein rechter Winkel. Der Winkel A beträgt vorzugsweise etwa 0,5-2°. Zapfen 28 und Stirnfläche 29 schließen ferner einen Radius R ein, der kleiner ist als die Wandstärke S des Wasserablaufrohres 15. Das Ende 14 des Wasserablaufrohres 15 liegt gegenüber der Stirnseite des zylindrischen Abschnitts 16 um einen Betrag Z weiter innen, der in etwa der Wandstärke S des Wasserablaufrohres 15 entspricht. In Verbindung mit der Freisparung 26, der nach außen ansteigend geneigten Stirnfläche 29 und dem Radius R ergibt sich hieraus bei einer Annäherung des Stempels 27 eine Verformung, welche die besonders vorteilhafte, in Fig. 2 im Detail dargestellte Fügekontur zwischen den beiden zu verbindenden Bauteilen ergibt.

Claims (11)

1. Wasserablaufeinrichtung für Dachrahmen von öffnungsfähigen Fahrzeugdächern mit einem in eine Öffnung (13) in einer Wand (17) eines Dachrahmenteils (10) eingesetzten Wasserablaufrohr (15), dessen eines Ende (14) auf der Innenseite über die Wand (17) des Dachrahmenteils (10) übersteht und zur Verbindung mit dem Dachrahmenteil (10) verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Wand (17) des Dachrahmenteils (10) ein das eine Ende (14) des Wasserablaufrohres (15) umgebender zylindrischer Abschnitt (16) vorgesehen ist, der gemeinsam mit jenem Ende (14) verformbar ist.

2. Wasserablaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (14) des Wasserablaufrohres (15) mit dem zylindrischen Abschnitt (16) axial in Richtung auf die den zylindrischen Abschnitt (16) begrenzende Wand (17) des Dachrahmenteils (10) zu verformbar ist.

3. Wasserablaufeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verformung (18) des zylindrischen Abschnitts (16) von der Wand (17) auf die Außenseite des Dachrahmenteils (10) erstreckt.

4. Wasserablaufeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (14) und der zylindrische Abschnitt (16) im verformten Zustand nahezu bündig mit der Innenseite der Wand (17) des Dachrahmenteils (10) abschließen.

5. Wasserablaufeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das eine Ende (14) im verformten Zustand mit einer radialen Aufweitung (19) in eine radiale Ausbuchtung (20) des zylindrischen Abschnitts (16) einlegt.

6. Wasserablaufeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt (16) einstückig mit dem Rahmenteil (10) verbunden ist.

7. Wasserablaufeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt (16) und das Wasserablaufohr (15) aus einem Material von zumindestens näherungsweise gleichem Normalpotential bestehen.

8. Verfahren zur Herstellung einer Wasserablaufeinrichtung an einem Rahmen eines öffnungsfähigen Fahrzeugdachs, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• a) Vorlochen einer Öffnung (13) in einer Wand (17) eines Dachrahmenteils (10),
• b) Durchziehen oder -drücken eines Teils der Wand (17) zur Formung eines zylindrischen Abschnitts (16) auf der Innenseite der Rahmenwand,
• c) Einführen eines Wasserablaufrohres (15) mittels eines Halters (21) von außen, so daß ein vom Halter (21) entferntes Ende (14) des Wasserablaufrohres (15) zumindestens teilweise in den zylindrischen Abschnitt (16) eintaucht′
• d) Umschließen der Außenwand des Wasserablaufrohres (15) auf der Außenseite der Rahmenwand (17) mit einem Gegenhalter (24), der an seiner der Rahmenwand zugewandten Stirnseite (25) eine sich zur Außenwand des Wasserablaufrohres (15) hin vergrößernde Freisparung (26) aufweist,
• e) Verformen des zylindrischen Abschnitts (16) und des Endes (14) des Wasserablaufrohres (15) mittels eines von der Innenseite der Rahmenwand her vordringenden Stempels (27), der mit einem im Durchmesser reduzierten Zapfen (28) in das Ende (14) des Wasserablaufrohres eindringt und der mit einer den Zapfen (28) umgebenden Stirnfläche (29) den zylindrischen Abschnitt (16) und das Ende (14) des Wasserablaufrohres (15) in axialer Richtung gegen den Druck des Gegenhalters (24) bzw. des Halters (21) verformt.

9. Vorrichtung zur Herstellung einer Wasserablaufeinrichtung an einem Dachrahmen eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches, bestehend aus:

• a) einem Halter (21) der mit einem im Durchmesser reduzierten Zapfen (22) an einer Innenwand eines Wasserablaufrohres (15) anliegt und mit einer den Zapfen (22) umgebenden Stirnfläche (23) gegen eine Stirnseite desselben drückt,
• b) einem Gegenhalter (24), der eine Außenwand des Wasserablaufrohres (15) dicht umschließt, und der eine an einer Stirnseite (25) angeordnete, sich nach innen vergrößernde Freisparung (26) aufweist,
• c) axial gegenläufig zum Halter (21) bewegbaren Stempel (27), der einen im Durchmesser reduzierten Zapfen (28) aufweist, welcher sich an die Innenwand des einen Endes (14) Wasserablaufrohres (15) anlegt und welcher eine den Zapfen (28) umgebende Stirnfläche (29) zur gemeinsamen Verformung des Endes (14) mit einem dieses Ende umgebenden zylindrischen Abschnitt (16) an einem Dachrahmenteil (10) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zapfen (28) umgebende Stirnfläche (29) mit dem Zapfen (28) am Stempel (27) einen Winkel von etwas weniger als 90° bildet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (29) am Übergang zum Zapfen (28) einen Radius (R) aufweist, der höchstens der Wandstärke (S) des Wasserablaufrohres (15) entspricht.