DE9111655U1

DE9111655U1 - Attaching a roof rail

Info

Publication number: DE9111655U1
Application number: DE9111655U
Authority: DE
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1991-11-21
Anticipated expiration: 2001-09-19
Also published as: AT403464B; ATA144992A

Description

PatentanwältePatent attorneys

Dipl.-Ing. E. EderDipl.-Ing. E. Eder

Dipl.-Ing. K. SchieschkeDipl.-Ing. K. Schieschke

München 40 - Elisabeths». 34Munich 40 - Elisabeths». 34

STEYR-DAIMLER-PUCH G3024.DESTEYR-DAIMLER-PUCH G3024.DE

AktiengesellschaftPublic limited company

BEFESTIGUNG EINER DACHRELINGATTACHING A ROOF RAIL

Die Erfindung handelt von der Befestigung einer Gepäcksreling auf einem Automobildach, das aus Dachrahmen, Dachblech und einer Verstärkung besteht und wobei ein Befestigungsbolzen in eine Büchse in der Verstärkung eingeschraubt ist.The invention relates to the fastening of a luggage rail on a car roof, which consists of a roof frame, roof sheet and a reinforcement and wherein a fastening bolt is screwed into a bushing in the reinforcement.

Solche Dachrelings sind auf Personenkraftwagen, insbesondere Kombiwagen, anzutreffen, wo sie nahe der seitlichen Dachkante, meist über die gesamte Länge des Daches, angebracht und an mindestens zwei Stellen mittels Bolzen befestigt sind.Such roof rails are found on passenger cars, especially station wagons, where they are installed near the side edge of the roof, usually over the entire length of the roof, and are fastened in at least two places by means of bolts.

Wegen der von Gepäcksträgern erwarteten Belastbarkeit wird sie aber nicht am dünnen Dachblech befestigt, sondern an einer Verstärkung im Inneren des Dachrahmens. Dazu müssen die Bolzen durch das Dachblech hindurchgeführt werden. Die Montage der Reling selbst an den vorstehenden Bolzen erfolgt dann erst am fertigen Fahrzeug.Because of the load-bearing capacity expected of luggage racks, they are not attached to the thin roof panel, but to a reinforcement inside the roof frame. To do this, the bolts must be passed through the roof panel. The railing itself is then mounted on the protruding bolts on the finished vehicle.

Es ist aus der Praxis bekannt, eine Gewindebüchse in die Verstärkung einzuschweißen, die - insbesondere wenn die Befestigungsstelle nahe der Verbindungsstelle einer Seitensäule (z.B. der C-Säule) angeordnet ist - sehr schlank ausgeführt ist.It is known from practice to weld a threaded bushing into the reinforcement, which is designed to be very slim - especially if the fastening point is located near the connection point of a side pillar (e.g. the C-pillar).

Diese Befestigung hat die folgenden Nachteile: Das Anschweißen der Büchse führt zum Ausbrennen der Gewindegänge und zum Verziehen des Verstärkungsbleches, was später beim Zusammenbau des Daches hinderlich ist. Um die zur Einleitung der hohen Kräfte erforderliche Schweißnahtlänge zu erreichen, wird die Büchse meist schräg eingeschweißt, was zusätzlich noch zu einem Winkelverzug führt. Weiters ist der Dachrahmen meist nicht aus einem Stück hergestellt, sodaß Fertigungstoleranzen beim Zu-This fastening has the following disadvantages: Welding the bushing leads to the threads burning out and the reinforcement sheet warping, which is a hindrance later on when assembling the roof. In order to achieve the weld seam length required to introduce the high forces, the bushing is usually welded in at an angle, which also leads to angular distortion. Furthermore, the roof frame is usually not made from one piece, so that manufacturing tolerances when

sammenschweißen der Einzelteile zusätzliche Abstimmungsprobleme der Büchsen miteinander ergeben. Wenn dann am fertigen Fahrzeug die Reling selbst aufgesetzt werden soll, stimmen Position und Richtung der Bolzen dann nicht, was den Zeitaufwand bei der Montage erhöht und Nacharbeiten erforderlich macht.Welding the individual parts together can lead to additional problems with the alignment of the bushings. When the railing itself is then to be fitted onto the finished vehicle, the position and direction of the bolts are not correct, which increases the time required for assembly and makes rework necessary.

Es ist daher Ziel der Erfindung, eine gattungsgemäße Befestigung vorzuschlagen, die diese Nachteile vermeidet und eine maßgenaue Anbringung der Büchsen ermöglicht und die auch erst nach Einsetzen der Verstärkung in den Dachrahmen angebracht werden kann.It is therefore the aim of the invention to propose a generic fastening which avoids these disadvantages and enables a dimensionally accurate attachment of the bushings and which can also only be attached after the reinforcement has been inserted into the roof frame.

Dazu wird vorgeschlagen, die Verstärkung mit mindestens einer normal zur Bolzenachse liegenden Fläche mit einer Bohrung auszuführen, deren Ränder zu einer Gewindebüchse verformt sind.For this purpose, it is proposed to carry out the reinforcement with at least one surface normal to the bolt axis with a bore the edges of which are deformed into a threaded bushing.

Durch die im rechten Winkel zur Bolzenachse liegende Fläche kann ein Verformungswerkzeug mittels einer Lehre maßgenau und richtungsgenau angesetzt werden, ohne daß es seitlich verläuft. So kann an dem bereits zusammengesetzten Fahrzeugdach die Büchse maßgenau hergestellt werden, sodaß die Dachreling dann ohne Schwierigkeiten montiert werden kann. Die aus der Verstärkung ausgeformte Gewindebüchse macht Schweißen unötig und gestattet die Eintragung hoher Kräfte bei geringstem Bauvolumen, sodaß die Befestigung auch an jenen statisch besonders günstigen Punkten angeordnet sein kann, an denen eine der Seitensäulen mit dem Dachrahmen verbunden ist.The surface, which is at right angles to the bolt axis, allows a forming tool to be positioned with precise dimensions and direction using a gauge, without it running sideways. The bushing can be manufactured to precise dimensions on the already assembled vehicle roof, so that the roof rails can then be installed without difficulty. The threaded bushing formed from the reinforcement makes welding unnecessary and allows high forces to be applied with the smallest possible construction volume, so that the fastening can also be arranged at those statically particularly favorable points where one of the side pillars is connected to the roof frame.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Verstärkung zwei zur Bolzenachse normale Flächen in einigem Abstand voneinander auf und enthält zwei Bohrungen, von denen der Durchmesser der Inneren kleiner ist.In a further development of the invention, the reinforcement has two surfaces normal to the bolt axis at some distance from each other and contains two holes, the diameter of the inner one being smaller.

Dadurch wird die Winkelpositionierung weiter verbessert und die mögliche Dachlast erhöht. Wegen der verschiedenen Durchmesser erhöht sich die Einschraubtiefe des Bolzens dadurch aber nichtThis further improves the angle positioning and increases the possible roof load. Due to the different diameters, the screw-in depth of the bolt does not increase.

und beide Büchsen können in einem einzigen Arbeitsgang zeitsparend hergestellt werden.and both cans can be manufactured in a single operation, saving time.

Nach einem weiteren Kennzeichen ist die Büchse mittels eines Fließbohrers erzeugt . Dieses Werkzeug (siehe Prospekt der Firma FLOW-DRILL B.V., Utrecht,) ermöglicht eine besonders schonende und maßhaltige Herstellung der Büchse.According to another characteristic, the bushing is produced using a flow drill. This tool (see brochure from FLOW-DRILL B.V., Utrecht) enables the bushing to be produced in a particularly gentle and dimensionally accurate manner.

Schließlich kann bei einer solchen Büchse durch Verwendung eines gewindeformenden Gewindebolzens das Gewindeschneiden eingespart werden.Finally, with such a bushing, thread cutting can be eliminated by using a thread-forming threaded bolt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines beispielsweisen Querschnittes durch die betroffene Dachzone erläutert.In the following, the invention is explained using an example cross-section through the affected roof zone.

Das Dach eines Kraftfahrzeuges besteht aus einem Dachblech 1, in dessen Innerem in der Randzone ein aus einer Außenschale 2 und einer Innenschale 3 bestehender Dachrahmen angeordnet und mit dem Dachblech 1 verbunden ist.The roof of a motor vehicle consists of a roof panel 1, in the interior of which, in the edge zone, a roof frame consisting of an outer shell 2 and an inner shell 3 is arranged and connected to the roof panel 1.

Im Inneren des Dachrahmens 2,3 ist an den für die Befestigung einer Dachreling 21 vorgesehenen Stellen eine Verstärkung 4 aus etwas stärkerem Blech befestigt, im allgemeinen durch Punktschweißen. Diese Verstärkung 4 ist ein Winkelstück von begrenzter Länge, das aus einem ungefähr horizontalen Flansch und einem vertikalen Flansch 6 besteht. Der horizontale Flansch 5 weist einen Einzug 7 auf, der eine ebene Fläche 8 bildet. Im vertikalen Flansch 6 ist eine Konsole 9 eigezogen, die eine zweite normale Fläche 10 bildet.Inside the roof frame 2,3, at the points intended for the attachment of a roof rail 21, a reinforcement 4 made of slightly thicker sheet metal is fixed, generally by spot welding. This reinforcement 4 is an angle piece of limited length, which consists of an approximately horizontal flange and a vertical flange 6. The horizontal flange 5 has a recess 7 which forms a flat surface 8. A bracket 9 is recessed in the vertical flange 6, which forms a second normal surface 10.

In die ebenen Flächen 8,10 sind Gewindebüchsen 11,12 auf noch zu beschreibende Weise eingearbeitet. Diese Gewindebüchsen nehmen einen Befestigungsbolzen 15 auf, dessen Achse normal zu den ebenen Flächen 8,10 ist.Threaded bushings 11, 12 are incorporated into the flat surfaces 8, 10 in a manner to be described below. These threaded bushings accommodate a fastening bolt 15, the axis of which is normal to the flat surfaces 8, 10.

-A--A-

Erfindungsgemäß sind die Büchsen 11,12 mit einem Fließbohrer hergestellt. Ein Fließbohrer ist ein Werkzeug, das bei ausreichender Drehzahl durch Reibung den Werkstoff in der Bohrzone zum Fließen bringt, wodurch sich eine Büchse bildet.According to the invention, the bushings 11, 12 are manufactured with a flow drill. A flow drill is a tool that, at sufficient speed, causes the material in the drilling zone to flow through friction, thereby forming a bushing.

Im vorliegenden Fall sind die Innendurchmesser der Büchsen 11,12 verschieden, der der Unteren 12 ist kleiner. Dadurch können die Büchsen 10,11 von einem einzigen entsprechend ausgebildeteten Werkzeug hergestellt werden.In the present case, the inner diameters of the bushings 11,12 are different, that of the lower one 12 is smaller. This means that the bushings 10,11 can be manufactured by a single, suitably designed tool.

Der Befestigungsbolzen 15 ragt durch ein Loch 19 im Dachrahmen 2,3 und ein Loch 18 im Dachblech 1, durchdringt eine elastische Dichtung 20 und steckt in der Dachreling 21, die von einer Schraube 22 gehalten ist, die in eine Bohrung 23 des Befestigungsbolzens 15 eingreift.The fastening bolt 15 extends through a hole 19 in the roof frame 2,3 and a hole 18 in the roof panel 1, penetrates an elastic seal 20 and is inserted into the roof rail 21, which is held by a screw 22 that engages in a hole 23 in the fastening bolt 15.

Bei der Fertigung wird etwa folgendermaßen vorgegangen: Die Verstärkungen 4 werden an den für die Befestigung erforderlichen Stellen mit der Außenschale 2 des Dachrahmens verbunden, dann werden die beiden Schalen 2,3 des Dachrahmens zusammengesetzt und mit den nicht dargestellten Seitensäulen verbunden. Dann wird das Dachblech 1 aufgesetzt.The manufacturing process is roughly as follows: The reinforcements 4 are connected to the outer shell 2 of the roof frame at the points required for fastening, then the two shells 2,3 of the roof frame are put together and connected to the side pillars (not shown). The roof panel 1 is then placed on top.

Dank der erfindungsgemäßen Konstruktion braucht erst jetzt das Fließbohrwerkzeug mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung auf der Verstärxung 1 aufgesetzt zu werden, um die GewindebüchsenThanks to the design according to the invention, the flow drilling tool only now needs to be placed on the reinforcement 1 using a device not shown in order to

11,12 herzustellen, was ohne Verzug oder Verformung und sehr maßgenau erfolgen kann. Selbstverständlich könnte das Fließbohrwerkzeug auch bereits zu einem früheren Zeitpunkt angesetzt werden.11,12, which can be done without distortion or deformation and with great dimensional accuracy. Of course, the flow drilling tool could also be used at an earlier point in time.

In die Büchsen 11,12 an den verschiedenen Befestigungsstellen werden sodann die Befestigungsbolzen 15 eingeschraubt, entweder in ein unmittelbar vorher geschnittenes Gewinde oder dieThe fastening bolts 15 are then screwed into the bushings 11,12 at the various fastening points, either into a thread cut immediately beforehand or the

Befestigungsbolzen 15 verfügen über gewindeformende Gewinde 16,17. Auf die auf diese Weise lagegenau positionierten Befestigungsbolzen wird schließlich die Dachreling 21 mit Gummidichtung 20 aufgesetzt und mit den WurmschraubenFastening bolts 15 have self-tapping threads 16,17. The roof railing 21 with rubber seal 20 is then placed on the fastening bolts that are precisely positioned in this way and secured with the worm screws.

befestigt.attached.

PatentanwältePatent attorneys Dipl.-Ing. E. EderDipl.-Ing. E. Eder Dipl.-Ing. K. SchieschkeDipl.-Ing. K. Schieschke

8000 München 40 - Efeabethstr. 348000 Munich 40 - Efeabethstr. 34

Claims

Patent Attorneys Dipl.-Ing. E. Eder Dipl.-Ing. K. Schieschke 8000 Munich 40 - Elisabethstr. 34 STEYR-DAIMLER-PUCH G3024.DE Aktiengesellschaft Claims:

1. Fastening of a luggage rail to a vehicle roof, which consists of a roof frame (2,3), roof sheet (1) and a reinforcement (4) and wherein a fastening bolt (15) is screwed into a sleeve (11,12) in the reinforcement (4), characterized in that the reinforcement (4) has at least one surface (8,10) normal to the bolt axis with a bore, the edge of which is deformed into a threaded bush (11,12).

2. Fastening according to claim 1, characterized in that the reinforcement (4) has two surfaces (8, 10) lying normal to the bolt axis at some distance from one another and each surface has a bushing (11, 12), the diameter of the lower bushing (12) being smaller than that of the upper bushing (11).

3. Fastening according to claim 1, characterized in that the bushings (11, 12) are manufactured by means of a flow drilling tool.

4. Fastening according to claim 1, characterized in that the thread (16, 17) of the bolt (15) is thread-forming.

Patent attorneys

pjpl.-lng. E. Eder

German Engineer K. Schieschke

8000 Munich 40 - Elisabethstr 34