DE19542109C2

DE19542109C2 - Fastening arrangement of a rail on a vehicle roof

Info

Publication number: DE19542109C2
Application number: DE19542109A
Authority: DE
Inventors: Stephan Prisett
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1995-11-11
Publication date: 2001-08-30
Anticipated expiration: 2015-11-12
Also published as: DE19542109A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung einer Reling auf einem Fahrzeugdach entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fastening arrangement of a rail on a vehicle roof according to the preamble of claim 1.

In der nachveröffentlichten DE 195 33 157 A1 wird eine Befestigungsanordnung beschrieben, bei der zwecks Ausgleichs möglicher Winkeltoleranzen zwischen Seitenteil und Dach ein aus zwei Teilen bestehendes Verbindungselement vorgeschlagen wird, dessen Teile bei der Montage der Dachreling selbsttätig eine der jeweiligen Toleranzlage entsprechende Position einnehmen und in dieser Position miteinander verschraubt werden.In the post-published DE 195 33 157 A1 a fastening arrangement described, in order to compensate for possible angular tolerances between the side part and roof a connecting element consisting of two parts is proposed, the parts of which automatically fit one of the respective tolerance positions when installing the roof rails Take the appropriate position and screwed together in this position become.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Ausgleich von Winkeltoleranzen auch bei Verwendung eines einteiligen Verbindungselementes vornehmen zu können.In contrast, the invention is based, the compensation of Angular tolerances even when using a one-piece connecting element to be able to make.

Diese Aufgabenstellung unterscheidet die Erfindung von dem durch die US- PS 4,406,474 gegebenen Stand der Technik, der eine mittels einer Schraubverbindung erfolgende Stoßfängerbefestigung beschreibt mit einer Kugelscheibe/Kugelpfanne-Paarung und gewölbten Federscheiben, wodurch eine starre Stoßfängerbefestigung, die beim Fahren auf unebenen Straßen zu Beschädigungen führen kann, vermieden und eine in solchen Fällen geringe Relativbewegungen des Stoßfängers zulassende Befestigung erzielt werden soll.This task distinguishes the invention from that of the US PS 4,406,474 given prior art, the one by means of a The screw connection of the bumper attachment describes with a Ball disc / ball socket pairing and curved spring washers, creating a rigid bumper attachment that when driving on uneven roads too Damage can be avoided and a minor in such cases Relative movements of the bumper fastening should be achieved.

Aus den inhaltsgleichen DE 37 40 401 A1 und EP 0 318 769 A2 ist dagegen im Rahmen des Toleranzausgleichs die Verwendung einer einzelnen Kugelscheibe/Kugelpfanne-Paarung als Bestandteil einer Schraubverbindung für Karosserieteile bzw. einer Rahmenanordnung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Diesen Schriften ist auch die Integration einer Kugelscheibe in die Unterseite eines Schraubenkopfes und einer Kugelpfanne in die Abstützung für diesen im Bereich einer Durchtrittsöffnung für die Schraube zu entnehmen. Für den der Erfindung zugrundeliegenden speziellen Verbindungsfall, nämlich die Verbindung einer Reling mit einem Dach, ist diese bekannte Konstruktion jedoch deshalb nicht geeignet, weil Maßnahmen getroffen sein müssen, um die Reling zwar auf dem Dach anzuordnen, jedoch mittels weiterer Teile unter diesem festzulegen, so daß sich mehrere auszugleichende Toleranzen addieren können.In contrast, from the same content DE 37 40 401 A1 and EP 0 318 769 A2 Framework of tolerance compensation the use of a single Ball disc / ball socket pairing as part of a screw connection for Body parts or a frame arrangement of a motor vehicle are known. This one Font is also the integration of a spherical disc into the underside of a font Screw head and a ball socket in the support for this in the area from a passage opening for the screw. For that of the invention underlying special connection case, namely the connection of a railing with a roof, this known construction is not suitable because Measures must be taken to arrange the railing on the roof, however, by means of further parts under this, so that there are several tolerances to be compensated.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher er läutert. Darin zeigenAn embodiment of the invention is described below with reference to the drawing purifies. Show in it

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Befestigungsbereich einer Reling auf einem Fahr zeugdach, wobei das Fahrzeugseitenteil gegenüber dem Dach eine konstruktiv vorgegebene Grundstellung innehat. Es treten also keine winkelmäßigen Abwei chungen zwischen Seitenteil und Dach auf, die bei der Befestigung der Dach reling ausgeglichen werden müßten, damit letztere spannungsfrei montiert wer den kann und einen optisch einwandfreien Sitz aufweist; Fig. 1 shows a cross section through the fastening area of a railing on a vehicle roof, the vehicle side part having a structurally predetermined basic position relative to the roof. So there are no angular deviations between the side part and roof, which would have to be compensated for when the roof rail is attached so that the latter can be installed without tension and which has an optically perfect fit;

Fig. 2 eine Anordnung wie in Fig. 1, jedoch mit einem gegenüber der Grundstellung im Gegenuhrzeigersinn verdrehten Seitenteil. Diese Verdrehung ist begründet durch Toleranzschwankungen bei den Einzelteilen und beim Zusammenbau. Sie ist im dargestellten Fall so groß, daß ohne Ausgleichsmaßnahmen die Dachreling nicht einwandfrei befestigt werden könnte; Fig. 2 shows an arrangement as in Fig. 1, but with a side part rotated counterclockwise relative to the basic position. This twist is due to tolerance fluctuations in the individual parts and during assembly. It is so large in the case shown that the roof rails could not be properly fixed without compensatory measures;

Fig. 3 eine Anordnung wie in Fig. 1, diesmal jedoch mit einer von der Grundstellung abweichenden Winkelstellung zwischen Seitenteil und Dach, die durch eine Ver drehung des Seitenteils relativ zum Dach im Uhrzeigersinn gekennzeichnet ist. Sie stellt damit das Gegenstück zu der Anordnung gemäß Fig. 2 dar. Fig. 3 shows an arrangement as in Fig. 1, but this time with a different from the basic position angular position between the side part and roof, which is characterized by a rotation of the side part Ver relative to the roof in a clockwise direction. It thus represents the counterpart to the arrangement according to FIG. 2.

Es soll zunächst der allgemeine Aufbau der dargestellten Befestigungsanordnung erläutert werden.The general structure of the fastening arrangement shown is first to be explained become.

Ein Fahrzeugdach 1 und ein Karosserieseitenteil 2, welches seinerseits aus einem äußeren Seitenteil 3 und einem inneren Seitenteil 4 besteht, sind unter Bildung eines Dachkanals 5 miteinander verschweißt. Nahe dem Dachkanal 5 erstreckt sich in Längsrichtung eine Reling 6, die mit ihrer Basis 7 unter Einschaltung einer elastischen Zwischenlage 8 auf dem Dach 1 aufliegt und örtlich mit Füßen 9 Aussparungen 10 im Dach 1 durchsetzt. Im Bereich jedes Fußes 9 ist die Basis 7 mit einer ersten Ausnehmung 11 zum Durchstecken einer Schraube 12 versehen, die unterhalb des Daches 1 in einer zweiten Ausnehmung 13 einen Flansch 14 eines mit dem inneren Seitenteil 4 verschraubten Verstärkungswinkels 15 durchsetzt und in eine dort befestigte Schweißmutter 16 eingedreht ist.A vehicle roof 1 and a body side part 2 , which in turn consists of an outer side part 3 and an inner side part 4 , are welded together to form a roof channel 5 . Near the roof channel 5 extends in the longitudinal direction a rail 6 , which rests with its base 7 with the inclusion of an elastic intermediate layer 8 on the roof 1 and locally passes through recesses 10 in the roof 1 with feet 9 . In the area of each foot 9 , the base 7 is provided with a first recess 11 for inserting a screw 12 , which passes beneath the roof 1 in a second recess 13 through a flange 14 of a reinforcement bracket 15 screwed to the inner side part 4 and into a weld nut fastened there 16 is turned.

Mit ihrem Kopf 17 stützt sich die Schraube 12 auf einer Kugelscheibe 18 ab, die mit ihrer Kugelfläche in einer in den Relingfuß 9 eingearbeiteten Kugelpfanne 19 gelagert ist. Die Unterseite des Relingfußes 9 stützt sich auf einer weiteren Kugelscheibe 20 ab, die mit ihrer Kugelfläche in einer weiteren Kugelpfanne 21 lagert, welche fest mit dem Verstärkungs winkel 15 verbunden ist. Bei gelöster Schraubverbindung 12, 16 sind die beiden Kugel scheiben 18, 20 in den Kugelpfannen 19, 21 verschiebbar, was durch die beiden Doppel pfeile 22, 23 in Fig. 1 angedeutet ist.With its head 17 , the screw 12 is supported on a spherical disk 18 , which is supported with its spherical surface in a ball socket 19 incorporated into the rail base 9 . The underside of the railing base 9 is supported on a further spherical disk 20 , which is supported with its spherical surface in a further ball socket 21 , which is firmly connected to the reinforcement angle 15 . When the screw connection 12 , 16 is loosened, the two spherical disks 18 , 20 are displaceable in the ball sockets 19 , 21 , which is indicated by the two double arrows 22 , 23 in FIG. 1.

Bekanntlich müssen im Karosserie-Rohbau größere Toleranzen in Kauf genommen werden. Im vorliegenden Falle trifft das auch für den Zusammenbau der Einzelteile Dach 1, äußeres Seifenteil 3 und inneres Seitenteil 4 mit daran befestigtem Verstärkungswinkel 15 zu. Im Hinblick auf einen ordnungsgemäßen Sitz der Dachreling 6 müssen solche Toleranzen weitgehend ausgeglichen werden können. Zum Teil kann das - wie allgemein bekannt - durch Anbringen von Schraublöchern geschehen, deren Durchmesser wenigstens in einer Richtung deutlich größer ist als der Durchmesser der zugehörigen Befestigungsschraube. As is known, larger tolerances have to be accepted in the body shell. In the present case, this also applies to the assembly of the individual parts of the roof 1 , the outer soap part 3 and the inner side part 4 with the reinforcement bracket 15 attached to them. With regard to a proper fit of the roof rails 6 , such tolerances must be able to be largely compensated for. In part - as is generally known - this can be done by making screw holes, the diameter of which is at least in one direction significantly larger than the diameter of the associated fastening screw.

Auf diese Weise kann beispielsweise ein Höhen- oder Seitenversatz bei der Befestigung des Verstärkungswinkels 15 am inneren Seitenteil 4 ausgeglichen werden, wie dies durch den Doppelpfeil 24 in Fig. 1 angedeutet ist, nicht jedoch ein Winkelversatz. Wenn eine vorgegebene winkelmäßige Grundstellung zwischen Dach 1 und Seitenteil 2 nach dem Zusammenbau nicht erreicht ist, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt und beim Ver gleich mit Fig. 1 erkennbar ist (dort markieren die Pfeile 25 bzw. 26 eine relative Ver drehung des Seitenteils 2 zum Dach in der einen oder anderen Richtung), dann muß dieser Winkelversatz, der sich ja über den Verstärkungswinkel 15 bis in den Bereich der Schraub verbindung für die Reling fortsetzt, korrigiert werden, damit eine optisch saubere und me chanisch einwandfreie Befestigung der Reling 6 möglich ist. Diesem Zweck dienen die in die Schraubverbindung für die Reling integrierten Kugelschale/Kugelpfanne-Paarungen 18, 19 bzw. 20, 21.In this way, for example, a height or side offset when fastening the reinforcement angle 15 to the inner side part 4 can be compensated for, as indicated by the double arrow 24 in FIG. 1, but not an angular offset. If a predetermined angular basic position between roof 1 and side part 2 is not reached after assembly, as shown in FIGS. 2 and 3 and can be seen in comparison with FIG. 1 (there arrows 25 and 26 mark a relative ver rotation of the side part 2 to the roof in one direction or the other), then this angular misalignment, which continues over the reinforcement angle 15 into the area of the screw connection for the railing, must be corrected so that an optically clean and mechanically perfect attachment the railing 6 is possible. The ball socket / ball socket pairings 18 , 19 and 20 , 21 integrated in the screw connection for the railing serve this purpose.

Die Kugelpfanne 19 ist in den oberen Randbereich des Relingfußes 9 eingearbeitet, wäh rend die Kugelpfanne 21 in diesem Ausführungsbeispiel als separates Teil fest mit dem Verstärkungswinkel 15 verbunden ist.The ball socket 19 is incorporated in the upper edge region of the railing base 9 , while the ball socket 21 is firmly connected to the reinforcement angle 15 as a separate part in this exemplary embodiment.

Die Doppelpfeile 22, 23 in Fig. 1 sollen andeuten, daß die Kugelscheiben 18, 20 bei ge löster Schraube 12 in der einen oder anderen Richtung relativ zu den Kugelpfannen 19, 21 bewegbar sind.The double arrows 22 , 23 in Fig. 1 are intended to indicate that the spherical washers 18 , 20 are movable in one or the other direction relative to the ball sockets 19 , 21 with screw 12 loosened.

In der in Fig. 1 gezeichneten, den Idealfall (ohne Toleranzen) darstellenden Grundstellung sind die Kugelscheiben 18, 20 zentrisch, also symmetrisch angeordnet. Auch der Relingfuß 9 durchsetzt zentrisch die Aussparung 10 im Dach 1.In the basic position shown in FIG. 1, which represents the ideal case (without tolerances), the spherical disks 18 , 20 are arranged centrally, that is to say symmetrically. The railing foot 9 also centrally penetrates the recess 10 in the roof 1 .

Fig. 2 zeigt eine Konstellation, bei der das Seitenteil 2 gegenüber dem Dach 1 im Ver gleich zur Grundstellung (Fig. 1) im Gegenuhrzeigersinn - entsprechend dem Pfeil 25 - so weit verdreht ist, daß eine korrekte Befestigung der Dachreling 6 ohne weitere Maßnahmen nicht möglich ist. Diese Maßnahmen bestehen darin, daß zunächst die Kugelscheiben 18, 20 im Sinne der Pfeile 27, 28 verschwenkt werden, bis nach dem Anziehen der Schraube 12 kein Winkelunterschied zwischen Reling 6 und Dach 1 im Vergleich zur Grundstellung besteht. Den richtigen Abstand der Relingunterkante zum Dach 1 erhält man in diesem Falle durch eine Verschiebung des Verstärkungswinkels 15 relativ zum Seitenteil 2 nach oben (Pfeil 29), bevor die beiden Teile miteinander verschraubt werden. Fig. 2 shows a constellation in which the side part 2 relative to the roof 1 in the same as the basic position ( Fig. 1) in the counterclockwise direction - according to the arrow 25 - is rotated so far that a correct attachment of the roof rails 6 is not possible without further measures is possible. These measures consist in first pivoting the spherical disks 18 , 20 in the direction of the arrows 27 , 28 until after the screw 12 has been tightened there is no difference in angle between the railing 6 and the roof 1 in comparison to the basic position. The correct distance from the lower edge of the railing to the roof 1 is obtained in this case by moving the reinforcement angle 15 upwards relative to the side part 2 (arrow 29 ) before the two parts are screwed together.

Der entgegengesetzte Toleranzfall ist in Fig. 3 dargestellt. Hier ist das Seitenteil 2 gegen über dem Dach 1 im Vergleich zu Grundstellung (Fig. 1) im Uhrzeigersinn verdreht, entsprechend dem Pfeil 26. In diesem Falle werden die Kugelscheiben 18, 20 in Richtung der Pfeile 30, 31 verstellt und der Verstärkungswinkel 15 entsprechend dem Pfeil 32 nach un ten verschoben. Nach der Verschraubung hat dann die Reling 6 den gleichen Abstand vom Dach 1 und die gleiche Winkellage wie in der Grundstellung gemäß Fig. 1.The opposite tolerance case is shown in FIG. 3. Here, the side part 2 is rotated clockwise in relation to the roof 1 compared to the basic position ( FIG. 1), corresponding to the arrow 26 . In this case, the spherical washers 18 , 20 are adjusted in the direction of the arrows 30 , 31 and the reinforcement angle 15 is shifted according to the arrow 32 to th. After screwing, the railing 6 has the same distance from the roof 1 and the same angular position as in the basic position according to FIG. 1.

Bei der Durchführung des Toleranzausgleichs wandert die Reling 6 gegenüber ihrer Grundstellung je nach dem vorliegenden Toleranzfall etwas nach innen (Fig. 2) oder nach außen (Fig. 3), was bei der Bemessung der Aussparung 10 im Dach 1 zu berücksichtigen ist.When carrying out the tolerance compensation, the railing 6 moves somewhat inwards ( FIG. 2) or outwards ( FIG. 3) relative to its basic position, depending on the tolerance case, which must be taken into account when dimensioning the recess 10 in the roof 1 .

Claims

1. Fastening arrangement of a rail (6) on a welded with a body side member (2) vehicle roof (1), characterized in that the rail (6) below the roof (1) by means of a screw (12) the roof (1) penetrating screw connection ( 12 , 16 ) on a flange ( 14 ) of a one-piece connecting element ( 15 ) attached to the side part ( 2 ) is held using means ( 18 ) used to compensate for manufacturing-related angular tolerances between the side part ( 2 ) and roof ( 1 ) , 19 ; 20 , 21 ), the first ball washer / ball socket pair ( 18 , 19 ) on the screw ( 12 ) for supporting a head ( 17 ) of the screw ( 12 ) on a railing foot ( 9 ) in the area of one in this provided the first recess (11) for passage of the screw (12) and a second spherical washer / ball socket pairing (20, 21) of the same orientation on the screw (12) in the region of an opening provided in the flange (14) e.g. wide recess ( 13 ) for the passage of the screw ( 12 ) for supporting the railing foot ( 9 ) on the flange ( 14 ), and that after the compensation of the angular tolerances, the ball disc / ball socket pairings ( 18 , 19 ; 20 , 21 ) by means of the screw connection ( 12 , 16 ).

2. Fastening arrangement according to claim 1, characterized in that an edge region of the first recess ( 11 ) and / or an edge region of the second recess ( 13 ) is designed as a ball socket ( 19 ).