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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugdach sowie ein Kraftfahrzeug,
das mit einem solchen Dach ausgestattet ist.
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Die
Karosserien von Kraftfahrzeugen sind aus verschiedenen metallischen
Elementen gebildet, die durch Schweißen oder durch Vernieten zusammengefügt sind
und die insbesondere ein Autodach und an jeder Flanke einen Dachbogen,
der an jedem der longitudinalen Ränder des Autodaches befestigt ist,
einen Längsträger und
einen Mittelpfosten, der den Dachbogen mit dem Längsträger verbindet, umfassen.
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Meist
sind diese verschiedenen Elemente aus Stahlblechen verwirklicht.
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Nun
ist es aber das Bestreben der Kraftfahrzeugkonstrukteure, das Gewicht
der Fahrzeuge zu reduzieren, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern,
während
gleichzeitig ihre passive Sicherheit verbessert wird.
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Eine
der in Betracht gezogenen Lösungen besteht
darin, immer dünnere
Bleche oder Bleche mit einer hohen Elastizitätsgrenze zu verwenden, was damit
verbundene Probleme beim Ziehen und Festigkeitsprobleme hervorruft.
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Eine
weitere Lösung
besteht darin, für
bestimmte Elemente der Karosserie Elemente zu benutzen, die aus
Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung verwirklicht sind, wovon
die volumenbezogene Masse ein Drittel derjenigen von Stahl beträgt. Dies
ist beispielsweise bei dem Dach von Kraftfahrzeugen der Fall.
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Vorzugsweise
ist das Autodach aus Aluminium mit Dachbögen verbunden, die aus Stahl
verwirklicht sind, wobei es sich um einen Werkstoff handelt, der
besser als Aluminium ermöglicht,
auf Stilzwänge einzugehen.
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Aber
die Verwendung eines solchen Werkstoffs für das Autodach mit Dachbögen aus
Stahl bereitet Probleme.
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Beim
Durchgang der Karosserie durch das Kataphoresebad und die Trocknungsanlage
kann nämlich
angesichts der unterschiedlichen Ausdehnungen von Aluminium und
Stahl eine geometrische Verformung des Autodaches auftreten.
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Ein
Beispiel für
den Stand der Technik ist durch das Dokument
DE 19 939 977 offenbart.
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Die
Erfindung hat zum Ziel, ein Kraftfahrzeugdach zu schaffen, das die
vorher erwähnten Nachteile
vermeidet und das ermöglicht,
eine Gewichtsersparnis bei der Karosserie des Kraftfahrzeugs zu
erzielen.
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Die
Erfindung hat folglich ein Kraftfahrzeugdach des Typs zum Gegenstand,
der ein Autodach aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung umfasst,
das an jedem seiner longitudinalen Ränder mit einer Kante für die Verbindung
mit einem Dachbogen versehen ist, der ein oberes Profil aus Stahl
und ein unteres Profil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
aufweist, die jeweils mit einem inneren Falz und einem äußeren Falz
versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachbogen einen
Kern aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweist, der mit
einem inneren Falz und einem äußeren Falz
versehen ist, die dazu bestimmt sind, jeweils mit einem der Falze
des oberen Profils bzw. des unteren Profils verbunden zu werden,
und dass der innere Falz des oberen Profils zwischen der Kante des
Autodaches und dem inneren Falz des Kerns angeordnet ist und Mittel
zum direkten Verbinden mit einem Abschnitt der Kante des Autodaches
aufweist.
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Gemäß weiteren
Merkmalen der Erfindung:
- – sind die Verbindungsmittel
durch Einschnitte, die auf der Länge
des inneren Falzes des oberen Profils verteilt sind, und durch Erhebungen,
die auf dem inneren Falz des Kerns auf Höhe jedes Einschnitts angeordnet
und mit dem Abschnitt des Autodaches direkt in Kontakt sind, gebildet,
- – ist
jede Erhebung des inneren Falzes des Kerns mit der Kante des Autodaches
durch Schweißen verbunden,
- – ist
zwischen die Kante des Autodaches und den inneren Falz des oberen
Profils eine Klebeschicht eingefügt,
- – weist
das Autodach einen erhöhten
Abschlussrand auf, der zusammen mit dem oberen Profil einen Zwischenraum
schafft, in dem eine Dichtungsschnur angeordnet ist,
- – sind
die inneren Falze des Kerns und des oberen Profils bzw. des unteren
Profils durch Niete miteinander verbunden,
- – sind
die äußeren Falze
des Kerns und des oberen Profils bzw. des unteren Profils durch
Niete miteinander verbunden.
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Außerdem hat
die Erfindung ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist,
dass es ein Dach wie vorher erwähnt
aufweist.
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Die
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Laufe der folgenden
Beschreibung deutlich, die beispielhaft gegeben ist und sich auf
die beigefügte
Zeichnung bezieht, worin
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1 eine
schematische Perspektivdarstellung einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs
ist, das mit einem erfindungsgemäßen Dach
ausgestattet ist,
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2 eine
schematische Darstellung des Daches gemäß der Erfindung in der Perspektive
und im Querschnitt ist,
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3 eine
schematische und in Einzelteile aufgelöste Perspektivdarstellung der
Ränder
zum Zusammenfügen
des Autodaches und des Dachbogens des erfindungsgemäßen Daches
ist,
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4 eine
schematische Perspektivdarstellung der Ränder zum Zusammenfügen des
Autodaches und des Dachbogens nach dem Zusammenfügen ist,
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5 eine
schematische Perspektivdarstellung der Ränder zum Zusammenfügen des
Autodaches und des Dachbogens zwischen zwei Erhebungen ist,
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6 eine
schematische Perspektivdarstellung der Ränder zum Zusammenfügen des
Autodaches und des Dachbogens auf Höhe einer Erhebung ist.
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In 1 ist
eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs schematisch dargestellt und
insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Diese Karosserie weist
insbesondere ein Autodach 2, zwei Dachbögen, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet,
zwei Längsträger 3 und
zwei Mittelpfosten 4, die jeweils einen Dachbogen 10 mit
einem Längsträger 3 verbinden,
auf.
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Wie
in 2 bis 6 gezeigt ist, weist das Autodach 2,
das aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung ist, an jedem
seiner longitudinalen Ränder 2a eine
Kante 5 für
die Verbindung mit dem angrenzenden Dachbogen 10 auf.
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Jede
Kante 5 ist aus einem gefalzten Ende des longitudinalen
Randes 2a des Autodaches 2 gebildet und weist
einen erhöhten
Abschlussrand 6 auf.
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Mit
Bezug auf 2 wird nun ein Dachbogen 10 beschrieben,
der dazu bestimmt ist, mit einer Kante 5 des Autodaches 2 verbunden
zu werden, wobei der Dachbogen 10, der dazu bestimmt ist,
mit der anderen Kante 5 dieses Autodaches 2 verbunden
zu werden, völlig
gleich ist.
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Im
Folgenden gibt der Ausdruck "innen" an, dass sich das
zugeordnete Element auf Seiten des Fahrgastraums des Fahrzeugs befindet,
und der Ausdruck "außen" gibt an, dass das
Element, das ihm zugeordnet ist, außerhalb des Fahrgastraums angeordnet
ist.
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Außerdem sind
in den Figuren die Dicken der Elemente, die den Dachbogen 10 bilden,
absichtlich vergrößert worden,
um das Verständnis
zu erleichtern.
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Wie
in 2 gezeigt ist, weist der Dachbogen 10 ein
oberes Profil 20 aus Stahl auf, das einen longitudinalen
Mittelabschnitt 21 umfasst, der an einem seiner Ränder von
einem inneren Falz 22 und an dem anderen der Ränder von
einem äußeren Falz 23 eingefasst
ist.
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Dieser
Dachbogen 20 weist außerdem
ein unteres Profil 30 auf, das einen longitudinalen Mittelabschnitt 31 umfasst,
der an einem seiner Ränder von einem
inneren Falz 32 und an dem anderen der Ränder von
einem äußeren Falz 33 eingefasst
ist.
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Schließlich weist
der Dachbogen 10 auch einen Kern 40 auf, der einen
longitudinalen Mittelabschnitt 41 umfasst, der an einem
der Ränder
von einem inneren Falz 42 und an dem anderen der Ränder von
einem äußeren Falz 43 eingefasst
ist.
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Das
untere Profil 30 und der Kern 40 sind aus Aluminium
oder aus einer Aluminiumlegierung und der innere Falz 42 des
Kerns 40 ist zwischen den inneren Falzen 22 und 32 der
Profile 20 und 30 angeordnet, während der äußere Falz 43 dieses
Kerns 40 zwischen den äußeren Falzen 23 und 33 der
Profile 20 und 30 angeordnet ist.
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Die
inneren Falze 22, 32 und 42 sowie die äußeren Falze 23, 33 und 43 des
oberen Profils 20 bzw. des unteren Profils 30 und
des Kerns 40 sind durch Vernieten mit Hilfe von Nieten 11,
die in regelmäßigen Abständen auf
der gesamten Länge
dieser Falze angeordnet sind, aneinander befestigt.
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Im
Allgemeinen weist der innere Falz 22 des oberen Profils 20 Mittel
zum direkten Verbindung mit einem Abschnitt der Kante 5 des
Autodaches 2 auf.
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Wie
insbesondere in 3 und 4 gezeigt
ist, sind diese Verbindungsmittel durch Einschnitte 24 gebildet,
die auf der Länge
des inneren Falzes 22 des oberen Profils 20 gleichmäßig und
gemäß einer
bestimmten Schrittweite verteilt sind. Der innere Falz 42 des
Kerns 40 hat Erhebungen 44, die auf der Länge des
Falzes 42 gleichmäßig und
gemäß einer
bestimmten Schrittweite, die der Schrittweite der Einschnitte 24 völlig gleich
ist, verteilt sind.
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Vorzugsweise
ist die Schrittweite zwischen den Einschnitten 24 und den
Erhebungen 44 zwischen 180 mm und 200 mm enthalten. Die
Dicke der Erhebungen 44 entspricht im Wesentlichen der
Dicke des Falzes 22 des oberen Profils 20.
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Beim
Zusammenfügen
des oberen Profils 20 und des unteren Profils 30 mit
dem Kern 40 wird jede Erhebung 44 des inneren
Falzes 42 in einem Einschnitt 24 des inneren Falzes 22 des
oberen Profils 20 angeordnet, wie insbesondere in 4 und 6 gezeigt
ist.
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Deswegen
gelangt dann, wenn die Verbindungskante 5 des Autodaches 2 mit
dem Dachbogen 10 zusammengefügt wird, jede Erhebung 44 des Kerns 40 direkt
mit einem Abschnitt dieser Verbindungskante 5 des Autodaches 2 in
Kontakt, was ermöglicht,
in regelmäßigen Intervallen
Abschnitte des Kerns 40 aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung
in direktem Kontakt mit Abschnitten der Verbindungskante 5 des
Autodaches 2, ebenfalls aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung,
zu haben.
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Folglich
kann in diesen Zonen das Autodach 2 aus Aluminium oder
aus einer Aluminiumlegierung mit dem Kern 40 des Dachbogens 10,
der aus dem gleichen Werkstoff wie dieses Autodach 2, d.
h. aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, ist, verbunden
werden, wodurch das Zusammenfügen dieser
beiden Elemente erleichtert wird.
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Jede
Erhebung 44 ermöglicht
folglich, die plötzliche Änderung
der Dicke des inneren Falzes 22 des oberen Profils 20,
das aus Stahl ist, wettzumachen, und jede Erhebung 44 ist
an der Verbindungskante 5 des Autodaches 2 durch
eine Schweißverbindung 15 (6),
wie beispielsweise ein Laser-Punktschweißung oder eine elektrische
Punktschweißung, befestigt.
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In
den Zonen, in denen die Verbindungskante 5 des Autodaches 2 mit
dem inneren Falz 22 des oberen Profils 20 in Kontakt
ist, d. h. in den Stahl/Aluminium-Kontaktzonen, ist eine Klebeschicht 12 (5)
zwischen die Verbindungskante 5 und den Falz 22 eingefügt.
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Um
die Dichtheit zwischen dem Autodach 2 und dem Dachbogen 10 zu
vervollkommnen, wird eine Dichtungsschnur 13 in dem Zwischenraum 7 angeordnet,
der zwischen dem erhöhten
Rand 6 des Daches 2 und dem oberen Profil 20 des
Dachbogens 10 vorgesehen ist, wie in 5 gezeigt
ist.
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Das
Dach gemäß der Erfindung
ermöglicht, durch
das Einfügen
eines Kerns aus Aluminium in den Verbindungszonen zwischen dem Autodach
aus Aluminium und dem Dachbogen aus Stahl einen direkten Kontakt
zwischen Werkstoffen gleicher Art zu haben, was die Fügetechnologie
vereinfacht und die Verformungsrisiken in diesen Zonen und auch
bei dem Autodach, insbesondere zu dem Zeitpunkt, zu dem die Karosserie
das Kataphoresebad und die Trocknungsanlage durchläuft, abbaut.
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Schließlich ermöglicht das
Dach gemäß der Erfindung,
eine Gewichtsersparnis der Karosserie des Kraftfahrzeugs zu erzielen
und folglich die Lage des Schwerpunkts optimieren zu können.