DE19817056C2 - Fahrzeug-Dachaufbau sowie Verfahren zur Montage eines Moduldachs - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Fahrzeug-Dachaufbau sowie mit einem Verfahren zur Montage eines Moduldachs für ein Fahrzeug, wobei die jeweils bekannten Merkmale für den Fahrzeug- Dachaufbau und für das Verfahren zur Montage im Folgenden wiedergegeben sind.

Ein Moduldach sowie seine Zentrierung gegenüber einem Fahrzeug-Dachaufbau ist beispielsweise im VDI-Bericht 1264, 1996, unter dem Titel "Moduldachsysteme für eine kundengerechte Fahrzeugindividualisierung", A. Weißbrich, Karin Entenmann und M. Danzel, erläutert. Die Zentrierung des Moduldachs im Dachaufbau erfolgt dabei über sogenannte Masterpins bzw. Zentrierzapfen, wobei zwei dieser Zentrierzapfen an der Karosserie jeweils mit zwei Masterbohrungen bzw. Zentrierbohrungen am Dachmodul bzw. am Montagewerkzeug entsprechen, von denen eine Bohrung als Langloch ausgeführt ist. Bei der Zentrierung mit den zwei Zentrierzapfen ergibt sich jedoch das Problem einer Abdichtung der Fahrzeugkarosserie an denjenigen Stellen, an denen die Zentrierbohrungen angebracht sind. Andauernde Relativbewegungen zwischen Moduldach und Fahrzeugkarosserie im Fahrbetrieb verursachen zusätzlich Reibung zwischen Zentrierzapfen und Masterbohrungen. Lackschäden und Korrosion der betroffenen Teile sind die Folge. Außerdem ist das Anbringen der Zentrierzapfen an den dünnen Moduldachrahmenblechen schwierig und kostenaufwendig.

Angesichts dieses Standes der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Fahrzeug-Dachaufbau der eingangs genannten Art zu schaffen, in welchen ein Moduldach problemlos einsetzbar und montierbar ist. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Zentrierung und zur Montage eines Moduldachs.

Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des Fahrzeug-Dachaufbaus durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens zur Montage durch die Merkmale des Anspruchs 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.

Demnach ist erfindungsgemäß ein Zentrierzapfen als Ansatz bzw. Bestandteil an der Unterseite eines in Querrichtung verlaufenden Randes des Moduldachs vorgesehen, der in zentrierenden Eingriff mit einer Ausnehmung im Dachaufbau gelangt. Sobald dieser Zentriereingriff geschaffen und dadurch eine vertikale Drehachse gebildet ist, ist lediglich noch eine Drehausrichtung des Moduldachs in der X-Y-Ebene bzw. parallel zum Dachausschnitt erforderlich.

Vorteilhafterweise ist der Zentrierzapfen einstückig an einer Kunststoffumspritzung einer zum Moduldach gehörenden Platte ausgebildet. Der Zentrierzapfen besteht vorteilhafterweise aus einem Material mit einer Shorehärte von etwa 70° bis 90° Shore A. Erreicht wird eine derartige Shorehärte beispielsweise mittels eines Polyurethanschaums. Vorteilhaft an dieser Shorehärte-Wahl ist, daß ein Reiben des Zentrierzapfens in der Zentrierbohrung des Dachaufbaus am Fahrzeug nicht zur einer Beschädigung der Lackschichten der Karosserie führt, sondern daß an diesen beim Stand der Technik kritischen Stellen keine Korrosion von Metallteilen auftritt. Außerdem dichtet der Kunststoff-Zentrierzapfen nach der Montage, d. h. nach vollständigen Eindrücken an die Zentrierbohrung zuverlässig ab, so daß kein Wasser in den Innenraum des Fahrzeugs gelangt.

Sobald durch Festlegung einer vertikalen Drehachse des Moduldachs gegenüber dem Dachaufbau durch Eingriff des Zentrierzapfens in die Zentrierbohrung eine vertikale Drehlagerung des Moduldachs geschaffen ist, genügt es zur endgültigen Zentrierung, das Moduldach um diese vertikale Achse zu verschwenken. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß eine einfach aufgebaute Zentriervorrichtung eingesetzt, die aus einem Drehelement und zwei an das Drehelement angelenkten Armen besteht. Dadurch, daß die Arme mit Anschlagmitteln an ihren Außenenden in feste Anlage an den Längsholmen des Dachaufbaus gelangen, erfolgt die Zentrierung, bei der die Längsmittenachse des Moduldachs mit derjenigen des Dachaufbaus fluchtet.

In einem anschließenden Schritt wird durch vertikales Andrücken der Zentrierzapfen in endgültigen Eingriff mit der Ausnehmung gebracht, wobei gleichzeitig die Fixierung des Moduldachs am Dachaufbau, vorzugsweise durch Verbindung mittels wenigstens einer zuvor auf eines der Teile aufgebrachten Kleberaupe erfolgt. Selbstverständlich sind alternativ oder ergänzend zur Fixierung durch Kleben auch andere Befestigungsarten, wie Schrauben oder Nieten, möglich.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 die schematische Draufsicht auf eine Anordnung aus Moduldach- und Fahrzeug-Aufbau bei zentrierter Lage des Moduldachs gegenüber dem Fahrzeug-Dachaufbau,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, jedoch bei dezentrierter Anordnung des Moduldachs gegenüber dem Fahrzeug-Dachaufbau, und

Fig. 3 die Schnittansicht entlang den Pfeilen A-A von Fig. 1.

Den Draufsichten von Fig. 1 und 2 liegt ein X-Y-Z-Koordinatensystem zugrunde, von welchem die X- und Y-Achsen, wie durch Pfeile dargestellt, in der Ebene der Zeichnung liegen, während die Z-Achse, wie durch einen Kreis mit Punkt dargestellt, senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft.

Mit der Bezugsziffer 1 ist allgemein ein Moduldach bezeichnet, das eine vorzugsweise als Glasscheibe ausgebildeten Platte 2 und eine sich auf den gesamten Rand der Glasscheibe erstreckenden Kunststoffumspritzung 3 besteht, die hauptsächlich dazu dient, Formtoleranzen bei der Glasfertigung auszugleichen. Die Kunststoffumspritzung kann jedoch ebenso bei einer Kunststoff- oder Blechplatte Anwendung finden. Mit der Bezugsziffer 4 ist allgemein ein Fahrzeug-Dachaufbau bezeichnet, der, soweit er dargestellt ist, aus linken und rechten Seiten- bzw. Längsholmen 5 und 6 und Querholmen 7 und 8 besteht, welche Holme 5 bis 8 einen Dachausschnitt 9 des Dachaufbaus 4 begrenzen, in welche das Moduldach 1 mit seinem Moduldach-Rahmen 27 bestimmungsgemäß eingesetzt bzw. montiert werden soll. An den Vorderrand des vorderen Querholms 7 schließt sich eine Windschutzscheibe 10 an, während sich an den Außenrand des hinteren Querholms 8 eine Heckscheibe 11 anschließt.

Die Längsmittenachse des Moduldachs 1 ist in Fig. 2 mit 12 bezeichnet, während diejenige des Fahrzeugs bzw. seines Dachaufbaus 4 mit 13 bezeichnet ist. Wenn das Moduldach 1 bestimmungsgemäß im Dachaufbau 4 positioniert bzw. gegenüber diesem ausgerichtet ist, fluchten die Längsmittenachsen 12 und 13 miteinander, wie in Fig. 1 gezeigt.

Um die Längsmittenachse 12 des Moduldachs mit derjenigen mit der Längsmittenachse 13 des Dachaufbaus zur Flucht zu bringen, ist zum einen eine allgemein mit der Bezugsziffer 14 bezeichnete Zentriervorrichtung vorgesehen, und andererseits ein vertikales Drehlager, das zum einen durch das Moduldach 1 und zum andern durch den Dachaufbau 4 festgelegt ist, wie im einzelnen in Fig. 3 gezeigt.

Fig. 3 zeigt die Schnittdarstellung entlang den Pfeilen A-A von Fig. 1 im hinteren Randbereich des Moduldachs 1. In diesem Bereich besteht der Dachaufbau 4 aus dem hinterer Querholm 8, der als Hohlkörper gebildet ist. Unter dem Querholm 8 erstreckt sich ein Teil des festen Fahrzeughimmels 15. Im montierten Zustand ist die Platte 2 des Moduldachs 1 über eine Klebeschicht bzw. Kleberaupe 16, die auf ihrer Unterseite bzw. auf dem Blech-Querholmteil 17 aufgetragen ist, mit einem im wesentlichen horizontal verlaufenden oberen Blechteil des Querholms 8 verbunden.

Im Bereich des Schnitts von Fig. 3 ist die Kunststoffumspritzung 3, die den Außenrand der Platte 2 sowie einen Bereich ihrer Unterseite umschließt, um einen Zentrierzapfen 18 erweitert, der sich ausgehend von der Platte 2 lotrecht abwärts erstreckt und in eine Ausnehmung 19 hineinsteht, in welcher er bei vollständiger Montage selbstdichtend sitzt. Der Zentrierzapfen 18 legt zusammen mit der Ausnehmung 19 am Querholm 8, in welche er eingreift, ein vertikales Drehlager zum Zentrieren des Moduldachs 1 gegenüber dem Dachaufbau 4 fest. Die Länge des Zentrierzapfens 18 ist so gewählt, daß er bereits bei unmittelbar über der Montageposition positioniertem Moduldach 1 (Fig. 2) etwas in die Ausnehmung 19 eintritt und in dieser Halt während der horizontalen Ausrichtung findet.

Durch den Eingriff des Zentrierzapfens 18 in die Ausnehmung 19 besitzt das Moduldach 1 im wesentlichen nur noch einen Drehfreiheitsgrad, wobei die Drehachse mit der Zentrierzapfenachse bzw. der Mittenachse der Ausnehmung 19 zusammenfällt. Um diese Drehzentrierung auszuführen, ist erfindungsgemäß die Zentriervorrichtung 14 vorgesehen. Diese besteht aus einem Drehelement 20, das in der dargestellten Ausführungsform eine Kreisscheibe ist, deren Drehzentrum 20 C auf der Längsmittenachse 12 des Moduldachs 4 beabstandet von dem Vertikallager aus Zentrierzapfen 18 und Ausnehmung 19 liegt. Bei der Ausführungsform von Fig. 1 und Fig. 2 befinden sich der Drehzapfen 18 und die Ausnehmung 19 am hinteren Rand 3B des Moduldachs 1, und das Drehelement 20 befindet sich im Bereich des vorderen Randes 3A des Moduldachs 1.

Das Drehelement 20 ist um eine vertikale Achse drehbar und lösbar mit dem Moduldach 1 verbunden.

Einander diametral gegenüberliegend mit identischem Abstand zum Drehzentrum 20C des Drehelements 20 befinden sich nahe an dessen Außenumfang auf der Oberseite des Drehelements 20 Arme 21 und 22 identischer Länge. Die Arme 22 und 23 sind schwenkbar um vertikale Achsen 20A bzw. 20B am Drehelement 20 angelenkt. An den vom Drehelement 20 fernen Enden der Arme 21 und 22 sind an diese drehbar Rollen 23 und 24 angelenkt. Die Länge der Arme 21 und 22 ist derart gewählt, daß die Längsmittenachse 12 des Moduldachs mit derjenigen des Dachaufbaus 13 fluchtet, wenn die Rollen 23 und 24 an den Außenrändern der Längsholme 5 und 6 des Dachaufbaus 4 anliegen. Dieser Anlagezustand wird durch eine Drehverstellung des Drehelements 20 entlang des Doppelpfeils 25 erreicht. Im Fluchtzustand der Längsmittenachsen 12 und 13 ist definitionsgemäß der Abstand vom Drehzentrum 20 der Zentriervorrichtung 4 zu den Außenrändern der Längsholme 5 bzw. 6 jeweils gleich a, wie in Fig. 1 gezeigt. Da die Längsholme 5 und 6 beim Schweißen der Rohkarosserie mit einer Lehre genau ausgerichtet werden, bieten sie sich für eine paßgenaue Zentrierung des Moduldachs mittels der Zentriervorrichtung 14 an.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Montage-Verfahren und das Zentrieren des Moduldachs 1 gegenüber dem Dachaufbau 4 erläutert.

Zunächst wird das Moduldachs 1 mit Hilfe eines Handhabungs- bzw. Montagegeräts, an welchem die Zentriervorrichtung 14 angebracht ist, über dem Dachausschnitt 9 positioniert. Eine Bedienperson führt das Moduldach 1 derart über den Dachausschnitt 9, daß der Zentrierzapfen 18 mit der Ausnehmung 19 im Querholm 8 fluchtet. Daraufhin senkt die Bedienperson das Moduldach 1 ab, bis der Zentrierzapfen 18 in der Ausnehmung 19 einen ersten Haft findet (Fig. 2). Dadurch ist die Ausrichtung des hinteren Randes 3B des Moduldachs 1 in bezug auf den Dachaufbau 4 in der x- und in der y-Richtung festgelegt, so daß nunmehr eine mittige bzw. zentrierende Ausrichtung des Moduldachs 1 an dessen vorderen Rand 3A genügt, um es in der x-y-Ebene genau zu zentrieren. Diese mittige Ausrichtung geschieht mit Hilfe der Zentriervorrichtung 14 am Handhabungsgerät. Die Zentriervorrichtung 14 stützt sich mit ihren beiden Rollen 23 und 24 an den beiden Längsholmen 5 bzw. 6 des Fahrzeugs ab. Die mittige Lage des Moduldachs 1 ist genau dann erreicht, wenn beide Rollen 23 und 24 eng an der Außenseite der Längsholme anliegen und die Arme 21 bzw. 22 soweit als möglich in eine Strecklage überführt sind (Fig. 1). Die Ausrichtung erfolgt beim Anliegen der beiden Rollen 23 und 24 an der Außenseite der Längsholme 5 bzw. 6 durch gleichmäßige Verdrehung der Schwenklager 20A und 20B zur Drehachse des Drehelements 20 der Zentriervorrichtung 14 bzw. des Moduldachs 1. Wichtig ist, daß die Rollen 23 und 24 in jeder Position denselben Abstand zur Längsmittenlinie des Moduldachs 1 haben.

Nach dem Ausrichten des Moduldachs 1 kann es zur späteren Fixierung (im vorliegenden Fall durch Verklebung mittels der Kleberaupe 16) vollständig in die Dachöffnung abgesenkt werden, wie in Fig. 1 und 3 gezeigt. Voraussetzung für die mittige Ausrichtung des Moduldachs 1 nach der beschriebenen Vorgehensweise ist die mittige Ausrichtung des Moduldachs am Handhabungsgerät selbst. Mit Hilfe von zwei hintereinanderliegenden, nicht gezeigten Zentriervorrichtungen am Handhabungsgerät läßt sich das Moduldach mittig zu diesem aufnehmen, um diese Voraussetzung zu erfüllen. Die Ausrichtung des Moduldachs kann dabei je nach konstruktiver Ausführung variieren. Insbesondere kann der Zentrierzapfen 18 am Moduldach 1 statt, wie bei der gezeigten Ausführungsform dargestellt, am hinteren Rand auch am vorderen Rand angebracht sein. Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Zentrierzapfen 18 auf der Längsmittenachse 12 des Moduldachs 1 zu liegen kommt. Der Zentrierzapfen 18 ist vorzugsweise einstückig mit der Kunststoffumspritzung 3 hergestellt. Er besteht vorzugsweise aus PU (Polyurethan) mit einer Shorehärte von etwa 70° bis 90° Shorehärte A. Beim vollständigen Absenken des Moduldachs 1 auf den Dachrahmen drückt sich der Zentrierzapfen 18 mit leichtem Übermaß elastisch in die Ausnehmung 19, wodurch diese gleichzeitig selbsttätig gegen das Eindringen von Wasser abgedichtet ist. Bei Ausbildung als Glasscheibe ist die Platte 2 vorzugsweise im Randbereich mit einer dunklen Tönung versehen, die beispielsweise von einer aufgedruckten Fritte 26 gebildet wird.

Bezugszeichenliste

1

Moduldach

2

Platte (hier Glasdeckel)

3

Kunststoffumspritzung

3

A, B vorderer bzw. hinterer Rand (von

3

und somit von

1

)

4

Dachaufbau

5

Längsholm

6

Längsholm

7

Querholm

8

Querholm

9

Dachausschnitt

10

Windschutzscheibe

11

Heckscheibe

12

Längsmittenachse des Moduldachs

13

Längsmittenachse des Dachaufbaus

14

Zentriervorrichtung

15

Fahrzeughimmel

16

Kleberaupe

17

Querholmteil

18

Zentrierzapfen

18

A Zentrierkonus (an

18

)

19

Ausnehmung

20

Drehelement

20

A, B Schwenklager (von

21

,

22

)

20

C Zentrum (von

20

)

21

Arm

22

Arm

23

Rolle

24

Rolle

25

Doppelpfeil

26

Fritte

27

Moduldach-Rahmen

Claims (7)

1. Fahrzeug-Dachaufbau mit einem Dachausschnitt (9) zum Einbau eines Moduldachs mit wenigstens einer Platte (2), die im Dachausschnitt (9) aufgenommen wird und mit einem wenigstens mittelbar mit der Platte (2) verbundenen Zentriermittel (18), das zur Zusammenwirkung mit einem komplementären Zentriermittel (19) des festen Dachaufbaus (4) des Fahrzeugs bestimmt ist, wobei das moduldachseitige Zentriermittel als Zentrierzapfen (18) ausgebildet ist, der von der Unterseite des Moduldachs (1) vorsteht, einstückig mit dieser ausgebildet und auf der Längsmittenachse (12) des Moduldachs (1) liegend im Bereich von dessen vorderem Rand (3A) bzw. von dessen hinterem Rand (3B) angeordnet ist, und wobei Zentriermittel des Dachaufbaus von einer auf dessen Längsmittenachse (13) liegenden Ausnehmung (19) bzw. einer Bohrung, einem Durchbruch oder einer Vertiefung in einem Strukturelement (8) des Dachaufbaus (4) zur Paßaufnahme des Zentrierzapfens (18) gebildet wird.

2. Fahrzeug-Dachaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierzapfen (18) an einer Kunststoffumspritzung (3) ausgebildet ist, die die Platte (2) im Bereich des Außenrandes umgibt.

3. Fahrzeug-Dachaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierzapfen (18) aus einem Kunststoffmaterial mit einer Shorehärte von etwa 70° bis 90° Shore A besteht.

4. Dachaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (19) in einem Querholm (8) des Dachaufbaus (4) ausgebildet ist.

5. Verfahren zur Montage eines Moduldachs (1) im Dachaufbau (4) eines Fahrzeuges, bei dem der Rahmen des Fahrzeugdachs (27) bzw. eine Platte (2) eines Moduldachs (1) an der Unterseite im Bereich ihres vorderen oder hinteren Randes (3A bzw. 3B) in Höhe der Längsmittenachse (12) einen Zentrierzapfen (18) aufweist, der

• a) in einem ersten Verfahrensschritt mit einer komplementär geformten Ausnehmung (19) an einem Querteil (7 bzw. 8) in eine erste Eingriffsstellung bringbar ist, in der
• b) in einem zweiten Verfahrensschritt eine Ausrichtung der Längsmittenachse (12) zur durch die Ausnehmung (19) laufenden Längsmittenachse (13) des Dachaufbaus (4) erfolgt, wonach
• c) in einem dritten Verfahrensschritt eine vertikale Fixierung des Zentrierzapfens(18) in der Ausnehmung (19) mit einer Fixierung des Moduldachs (1) bzw. des Öffnungsfähigen Fahrzeugdachs gegenüber dem Dachaufbau (4) folgt.

6. Verfahren zur Montage gemäß Anspruch 5, bei dem eine Zentriervorrichtung zum Ausrichten des Moduldachs (1) im Dachausschnitt (9) eines Fahrzeugdachaufbaus (4) verwendet wird, die ein Drehelement (20) aufweist, das auf der Außenseite desjenigen Endes des Moduldachs (1) mit seinem Drehzentrum (20C) auf dessen Längsmittenachse (12) lösbar befestigt ist, das dem mit dem Zentrierzapfen (18) versehenen Ende des Moduldachs (1) gegenüberliegt, und zwei jeweils mit einem Ende auf dem Drehelement (20) schwenkbar angelegte Arme (21, 22), deren Schwenklager (20A, 20B) diametral gegenüber liegend positioniert sind, an deren jeweils anderem Ende Anschlagmittel, wie zum Beispiel Rollen (23, 24) angeordnet sind und deren Längen derart gewählt sind, daß die Anschlagmittel außen an Seiten- bzw. Längsholmen (5, 6) des Dachaufbaus (4) in Anlage gelangen, wenn die Längsmittenachse (12) des Dachmodulos (1) mit der Längsmittenachse (13) des Dachaufbaus (4) fluchtet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung des Moduldachs (1) mittels wenigstens einer vor der Ausrichtung aufgebrachten Kleberaupe (16) erfolgt.