DE19851144B4

DE19851144B4 - Dachkonstruktion für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE19851144B4
Application number: DE19851144A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Notthoff
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2018-11-07
Also published as: DE19851144A1

Abstract

Dachkonstruktion für ein Fahrzeug mit
– einer zu einem Fahrzeugaufbau gehörenden Dachhaut (1),
– wenigstens einem unterhalb der Dachhaut (1) angeordneten und eigensteif ausgeführten Strukturelement (2),
dadurch gekennzeichnet, daß
– im nicht eingebauten Zustand das Strukturelement (2) in seiner Gestalt der Dachhaut (2) ähnelt, aber mit einer vorgegebenen Abweichung stärker gewölbt ist,
– im eingebauten Zustand das Strukturelement nach Befestigung am Fahrzeugaufbau in der Weise elastisch deformiert ist, daß es unter Vorspannung stehend Stützkräfte auf die Dachhaut (2) ausübt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dachkonstruktion für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine gattungsgemäße Dachkonstruktion beschreibt beispielsweise die EP 0088931 B1 (B 60 R 13/02). Als Strukturelement ist dort ein sogenannter Fertighimmel vorgesehen, in den zwei sich über die gesamte Breite erstreckende Blechstreifen eingearbeitet sind, die nach Art eines Dachspriegels den in das Fahrzeug eingebauten Fertighimmel gegen die Dachaußenhaut verspannen. Mit dieser Konstruktion wird ein Zwischenraum zu der Dachhaut, wie er beispielsweise in der ebenfalls als gattungsbildend anzusehende EP-0186649-B1 (B 60 R 13/02) offenbart ist, vermieden und damit eine verbesserte Kopffreiheit für Fahrzeuginsassen erreicht.

Als gattungsbildend kann auch eine Dachkonstruktion angesehen werden, wie sie beispielsweise in der DE 19632055-C1 (B 62 D 25/06) offenbart ist. Als Strukturelement wird in dieser Schrift eine Dachversteifung beschrieben, die in ihrer Wölbung der Kontur der Dachhaut entspricht. Durch Verklebung dieses Dachversteifungselementes mit der Dachaußenhaut erhält man eine Dachkonstruktion, die bei hoher Belastbarkeit beispielsweise durch Schneelast, Waschstraße oder Handdruck auch eine gute Akustikwirkung hat und zudem die Fahrzeuginsassen nicht mit unzulässigen Geruchs- und Schadstoffemissionen belastet.

Aus der DE 44 32 908 C2 ist eine weitere Dachkonstruktion bekannt, bei der die Außenplatte mit einer gezielten Konturabweichung versehen ist und diese dann mit der auf Sollkontur geformten Innenplatte verbunden wird. Dies erfordert sorgfältige Verklebungsvorgänge zwischen Innenplatte und Außenplatte, damit die von der Oberflächenanmutung her äußerst kritischen Karosserieaußenteile in optisch einwandfreier Qualität herstellbar sind.

Ausgehend von den bekannten Dachkonstruktionen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Dachkonstruktionen unter Beibehaltung ihrer Vorteile insbesondere hinsichtlich ihres Aufbaus weiter zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Dachkonstruktion gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird also ein Strukturelement vorgesehen, dessen Gestalt nicht wie im Stand der Technik der Dachaußenhaut entspricht, sondern dieser lediglich ähnelt. Diese Ähnlichkeit ergibt sich durch eine vorgegebene Abweichung der Kontur des Strukturelementes von derjenigen der Dachaußenhaut. Im Ausgangszustand liegt also an dem Strukturelement eine Wölbung in der Weise vor, daß sich beim Anlegen des Strukturelementes auf der Dachaußenhaut ein vorgegebener Abstand ergibt. Durch Befestigung des Strukturelementes am Fahrzeugaufbau wird der ursprünglich vorhandene Freiraum durch elastische Verformung des Strukturelementes beseitigt. Ein beispielsweise als Fertighimmel oder Dachversteifung ausgeführtes Strukturelement legt sich unter Vorspannung auf die Dachaußenhaut und erzeugt so aus den elastischen Rückstellkräften heraus Abstützkräfte an der Dachaußenhaut.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß aufwendige Verklebungsvorgänge zwischen Dachhaut und Strukturelement entweder ganz entfallen oder auf einige Heftpunkte reduziert werden können. Außerdem können die bislang bereits als Himmel oder Dachversteifung eingesetzten Materialien, bevorzugt der in der DE 19632055-C1 beschriebene Schichtaufbau, verwendet werden.

Hervorzuheben ist auch, daß bereits in Serie befindliche Fahrzeuge auf eine erfindungsgemäße Dachkonstruktion mit relativ geringem Investitionsaufwand umgestellt werden können, weil an der Dachaußenhaut selbst keinerlei konstruktive Änderungen notwendig werden und an den Formwerkzeugen zur Erstellung der Strukturelemente nur Änderungen von geringem Umfang vorzunehmen sind, weil die ursprünglich an die Dachhaut angepaßte Kontur nur geringfügig zur Einstellung der gezielten Abweichung verändert werden muß.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt
1: eine aus einem Strukturelement und einer Dachhaut gebildete Dachkonstruktion in einer perspektivischen Darstellung,
2: in einer Schnittansicht die Dachkonstruktion gemäß 1 im zusammengebauten Zustand,
3 und 4: weitere Varianten von Strukturelementen.
Gleiche Bauteile oder Bauteilabschnitte weisen in allen Figuren die gleiche Bezifferung auf.
Für ein hier nicht weiter dargestelltes Fahrzeug zeigt 1 eine Dachhaut 1, die zusammen mit einem Strukturelement 2 die erfindungsgemäße Dachkonstruktion bildet. Die Dachhaut 1 wird am Fahrzeugaufbau in allgemein bekannter Weise von einer Dachrahmenkonstruktion 3 gehalten. Für den in 1 dargestellten Ausgangszustand weist das hier nach Art einer Sand wichplatte ausgeführte Strukturelement 2 in seiner Oberflächengestaltung eine vorgegebene Abweichung gegenüber der Dachhaut 1 auf, so daß sich mit 4 und 5 bezifferte Freiräume ergeben, solange das Strukturelement 2 noch nicht gegen den Fahrzeugaufbau verspannt ist. Dieser Zustand ist in 2 mit Strichlinien angedeutet. Die Freiräume 4 und 5 werden aber überwunden, wenn beispielsweise durch Festlegung des Strukturelementes 2 bei der Verschraubung von Handgriffen Vorspannkräfte F₁ bis F₈ aufgebracht werden, die für eine satte Anlage des Strukturelementes 2 an der Unterseite der Dachhaut 1 sorgen. Die auf diese Weise erzeugten elastischen Deformationen in dem Strukturelement 2 erzeugen Stützkräfte an der Dachhaut 1 und versteifen diese damit zusätzlich. Es ergibt sich also eine vorgespannte Dachkonstruktion, die im Unterschied zum Stand der Technik allerdings hier ohne den Einsatz gesonderter Spannspriegel auskommt. Diese Vorspannwirkung des Strukturelementes 2 kann nun auf unterschiedliche Weise genutzt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, daß wie in 2 dargestellt beispielsweise ein Fahrzeughimmel komplett die gesamte Dachhaut 1 vom Fahrzeuginsassenraum her bedeckt und so gleichmäßig über die gesamte Dachfläche Stützwirkungen erzielt. Dabei muß nicht unbedingt wie in 1 dargestellt der gesamte Bereich des Strukturelementes 2 eine Konturabweichung aufweisen. Möglich ist beispielsweise auch eine Ausführung mit einem Mittenbereich 6, dessen Kontur der Dachhaut 1 entspricht. Schraffiert angedeutet ist ein Randbereich 7, der zur Erzeugung einer vorgegebenen Vorspannwirkung Konturabweichungen zur Dachhaut 1 aufweist. Alternativ können aber auch Strukturelemente 2a, 2b, 2c (siehe 4) vorgesehen werden, die zwischen vorhandenen Spriegeln in einem Fahrzeug als vorspannbare Versteifungselemente einsetzbar sind. Die auf diese Weise erzielte Stützwirkung an der Dachhaut 1 kann dann beispielsweise dazu genutzt werden, daß die zwischen den einzelnen Strukturelementen 2a, 2b, 2c befindlichen Blechspriegel kleiner dimensioniert werden oder sogar entfallen können. Auf diese Weise kann Material und damit auch Gewicht gespart werden.
Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Je nach Fahrzeuganforderung kann beispielsweise auch eine Dachkonstruktion in der Weise vorgesehen werden, daß beispielsweise Dachversteifungselemente partiell in herkömmlicher Weise an der Dachhaut 1 festgeklebt werden und dann ein vorgespannter Fertighimmel auf den aus Dachhaut und Versteifung gebildeten Verbund mit Stützkräften einwirkt. Als Strukturelement kann ferner ein Verbund aus einem Dachversteifungsteil und einem Himmelteil vorgesehen werden.
Bei praktischen Versuchen für die in den 1 und 2 dargestellte Konfiguration hat sich gezeigt, daß für Strukturelemente, die im wesentlichen einen Aufbau gemäß der DE 19632055-C1 aufweisen, die Konturabweichungen zweckmäßigerweise so zu wählen sind, daß sich im Bereich des Dachrahmens 3 im unverspannten Zustand zwischen der Dachhaut 1 und dem Strukturelement 2 ein Abstand von ca. 5 bis 15 mm ergibt. Dieser Abstand kann je nach verwendetem Material variieren. Dieser Abstand wird dann zur Dachhautmitte hin kontinuierlich geringer, bis sich eine Berührungsfläche ergibt.

Claims

Dachkonstruktion für ein Fahrzeug mit – einer zu einem Fahrzeugaufbau gehörenden Dachhaut (1), – wenigstens einem unterhalb der Dachhaut (1) angeordneten und eigensteif ausgeführten Strukturelement (2), dadurch gekennzeichnet, daß – im nicht eingebauten Zustand das Strukturelement (2) in seiner Gestalt der Dachhaut (2) ähnelt, aber mit einer vorgegebenen Abweichung stärker gewölbt ist, – im eingebauten Zustand das Strukturelement nach Befestigung am Fahrzeugaufbau in der Weise elastisch deformiert ist, daß es unter Vorspannung stehend Stützkräfte auf die Dachhaut (2) ausübt.
Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß – in wenigstens einem ersten Flächenbereich (6) die Kontur des Strukturelementes (2') derjenigen der Dachaußenhaut (1) entspricht, – in wenigstens einem zweiten Flächenbereich (7) die Kontur des Strukturelementes (2') derjenigen der Dachhaut (1) ähnelt, aber mit einer vorgegebenen Abweichung stärker gewölbt ist, – der erste Flächenbereich (6) zur Berührung der Dachhaut (2) ausgelegt ist, – der zweite Flächenbereich (7) zur Befestigung am Fahrzeugaufbau hergerichtet ist.
Dachkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Flächenbereich (6) als ein Mittenabschnitt ausgeführt ist.
Dachkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Flächenbereich (7) als ein Randabschnitt (7) ausgeführt ist.
Dachkonstruktion nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt (7) umlaufend ausgeführt ist.
Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Bezug auf einen Insassenraum des Fahrzeugs die Dachhaut (1) von dem Strukturelement (2) vollständig abgedeckt ist.
Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Bezug auf einen Insassenraum des Fahrzeugs die Dachhaut (1) partiell von dem Strukturelement (2) abgedeckt ist.
Dachkonstruktion nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch Festlegung von Randbereichen des Strukturelementes (2) auf dem Fahrzeugaufbau elastische Deformationen an dem Strukturelement (2) erzeugt sind, die Stützkräfte auf die Dachhaut (1) ausüben.
Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strukturelement (2) eine Dachversteifung ist.
Dachkonstruktion nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Strukturelement (2) ein Formhimmel ist.