WO2004096624A1

WO2004096624A1 - Baugruppe, insbesondere fahrzeug-karosseriestruktur mit dachmodul und dachrahmenanteil

Info

Publication number: WO2004096624A1
Application number: PCT/EP2004/002959
Authority: WO
Inventors: Thomas Zirbs; Thomas Zitterbart
Original assignee: Daimlerchrysler Ag
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2004-03-20
Publication date: 2004-11-11
Also published as: DE10319442A1; US20070085386A1; DE10319442B4

Abstract

Die Baugruppe (10) enthält eine Rahmenstruktur (12) und ein Rahmenmodul (14), das einen Rahmenstrukturanteil (16) aufweist. Hierbei ist vorgesehen, dass der Rahmenstrukturanteil (16) wenigstens teilweise mittels eines eine Ausrichtung eines zugehörigen Bereichs (38) der Rahmenstruktur (12) in eine vorgesehene Montagestellung begünstigenden Anlagekontakts mit der Rahmenstruktur (12) verbunden ist. Beispielweise ist die Baugruppe (10) in form einer Fahrzeugkarosserie, die eine Karosseriestruktur (12) und Dachmodul (14) mit einem Dachrahmenanteil (16) aufweist.

Description

BAUGRUPPE , INSBESONDERE FAHRZEUG- KAROSSERIESTRUKTUR MIT DACHMODUL UND DACHRAHMENANTEI

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einer Rahmenstruktur und einem Rahmenmodul, das einen Rahmenstrukturanteil aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Rahmenmodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17 und auf eine entsprechende Rahmenstruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18.

Eine Baugruppe der eingangs genannten Art und insbesondere eine entsprechende Fahrzeugkarosserie mit einem Karosseriemodul in Form eines Dachmoduls und mit einer Karosseriestruktur sind bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 199 19 505 AI ein Fahrzeugdach mit einer Dachöffnung zwischen zwei fahrzeugfesten seitlichen Längsträgern, an welchen ein die Dachöffnung abdeckendes vormontiertes Dachmodul fest angebracht werden kann. Das Dachmodul weist einen vorderen oder hinteren Querträger des Fahrzeugdachs auf, der zur Verbindung der beiden Längsträger und somit zur Querversteifung des Fahrzeugdachs dient. Zur Montage des Dachmoduls ist selbiges von der Vorderseite oder von der Hinterseite des Fahrzeugs in die Längsträger einschiebbar und mittels einer Klebverbindung an selbigen befestigbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Baugruppe der eingangs genannten Art zu schaffen, die durch eine korrekte Modulanbindung an die Rahmenstruktur gekennzeichnet ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Rahmenmodul und eine entsprechende Rahmenstruktur zu schaffen.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Baugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Baugruppe zeichnet sich dadurch aus, dass der Rahmenstrukturanteil wenigstens teilweise mittels eines eine Ausrichtung eines zugehörigen Bereichs der Rahmenstruktur in eine vorgesehene Montagestellung begünstigenden Anlagekontakts mit der Rahmenstruktur verbunden ist. Hierdurch wird also bei der Montage des Rahmenmoduls an der Rahmenstruktur eine selbsttätig einsetzende Ausrichtbewegung eines zugehörigen Bereichs derselben Rahmenstruktur hervorgerufen und somit die Einnahme einer korrekten Montagestellung dieser Bereiche und des Rahmenmoduls relativ zur Rahmenstruktur ermöglicht.

Mit Vorteil ist der Anlagekontakt formschlüssig ausgebildet. Der formschlüssige Anlagekontakt dient dabei zur Formstabilisierung wenigstens eines Teils des Verbindungsbereichs zwischen dem Rahmenmodul und der Rahmenstruktur, wobei gleichzeitig eine optimierte Kraftübertragung vom Rahmenmodul in die Rahmenstruktur bei einer Kraftbeaufschlagung des Rahmenmoduls, beispielsweise infolge einer Kollision, erzielt werden kann.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann die Baugruppe eine Fahrzeugkarosserie, das Rahmenmodul ein Karosseriemodul und der Rahmenstrukturanteil ein Karosserierahmenanteil sein. Ferner kann der Karosserierahmenanteil beispielsweise ein Dachrahmenanteil sein, der in einem Säulenbereich wenigstens teilweise mittels eines formschlüssigen Anlagekontakts mit der Karosseriestruktur verbunden ist. Da die Säulenbereiche einer Fahrzeugkarosserie zu den höchstbelasteten Teilbereichen eines Fahrzeugdachs bei einer Kollision zählen, ist der formschlüssige Anlagekontakt zwischen dem Dachrahmenanteil des Dachmoduls und der Karosseriestruktur in einem Säulenbereich ausgebildet, so dass ein möglichst großer Anteil der bei einer Kollision in das Dachmodul eingeleiteten Kräfte mittels des formschlüssigen Anlagekontakts in die entsprechende Karosseriesäule übertragen werden können, zur Gewährleistung einer hinreichend lagestabilen Dachstruktur der Fahrzeugkarosserie .

Entsprechend einer möglichen Ausführungsform ist der Dachrahmenanteil ein vorderer Dachquerträger, der an der Oberkante einer Fahrzeugfrontscheibe anschließbar und im A- Säulenbereich wenigstens teilweise formschlüssig mit der Karosseriestruktur verbunden ist. Alternativ hierzu kann der Dachrahmenanteil auch ein hinterer Dachquerträger sein, der an der Oberkante einer Fahrzeugheckscheibe anschließbar und im C-Säulenbereich wenigstens teilweise formschlüssig mit der Karosseriestruktur verbunden ist. Derartige Dachmodule können dabei bereits mit einem Dachhimmel ausgestattet sein, wobei der Dachhimmel, insbesondere im Bereich des Dachrahmenanteils, bereits mit den vorgesehenen Anbauteilen versehen sein kann. Das Dachmodul besteht deshalb vorzugsweise aus einer lackierten Dachbeplankung, ggf. einem Dachöffnungssystem sowie aus einem Dachhimmel mit Anbauteilen. Selbstverständlich kann das Dachmodul auch als Glasdachmodul mit geeigneten Funktionseinheiten ausgebildet sein.

Mit Vorteil ist der Karosserierahmenanteil zusätzlich mittels eines kraftschlüssigen und/oder eines stoffschlüssigen Befestigungssystems fixiert. Das kraftschlüssige Befestigungssystem kann beispielsweise eine Schraubenverbindung sein, während das stoffschlüssige Befestigungssystem vorzugsweise als Klebverbindung ausgebildet ist. Auch in Bereichen außerhalb des Karosserierahmenanteils kann das Karosseriemodul mittels mindestens eines entsprechenden oder anderen geeigneten Befestigungssystems an der Karosseriestruktur fixiert sein. Im falle eines Dachmoduls kann selbiges an der zugehörigen Säule (A-Säule oder C-Säule) befestigt sein. Der formschlüssige Anlagekontakt ist vorzugsweise im Bereich des Fertigungssystems ausgebildet. Da das Befestigungssystem zur Fixierung des Karosseriemoduls an der Karosseriestruktur dient und somit eine erwünschte Kraftübertragung zwischen diesen Funktionseinheiten gewährleisten soll, ist die Anordnung des formschlüssigen Anlagekontakts im Bereich des Befestigungssystems sinnvoll, denn der formschlüssige Anlagekontakt gewährleistet eine in Bezug auf die Verformung der Fahrzeugkarosserie besonders günstige Kraftübertragung insbesondere vom Karosseriemodul in die Karosseriestruktur.

Der formschlüssige Anlagekontakt kann an einem befestigten Formteil und einem umgeformten Blechanteil oder an zwei umgeformten Blechanteilen oder an zwei befestigten Formteilen ausgebildet sein. Bei fertigungstechnischen Einschränkungen hinsichtlich realisierbarer Blechgeometrien für den formschlüssigen Anlagekontakt kann somit auf separate Formteile zurückgegriffen werden, die an entsprechende Baueinheiten (Karosseriemodule oder Karosseriestrukturen) befestigt werden können. Hierdurch kann der formschlüssige Anlagekontakt durch verschiedene, sich einander komplementär ergänzende Formgeometrien an geeigneten Formteilen geschaffen werden, wobei ein Formteil mit dem Dachmodul und das andere Formteil mit der Karosseriestruktur, beispielsweise mittels einer Schweißverbindung, verbunden sein kann.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist der formschlüssige Anlagekontakt wenigstens bereichsweise durch einen Kegelsitz gebildet. Ein Kegelsitz ist durch eine verhältnismäßig große Anlagekontaktfläche gekennzeichnet und hat gleichzeitig bei Herstellung des Anlagekontakts eine autozentrierende Wirkung während der Positionierungsphase des Karosseriemoduls relativ zur Karosseriestruktur. Dabei kann der Kegelsitz relativ einfach formstabil ausgebildet werden, wodurch eine korrekte und günstige Kraftübertragung zwischen dem Karosseriemodul und der Karosseriestruktur auch bei größeren Kraftbeanspruchungen dieser Verbindungsbereiche erziel- bar ist. Ferner kann zwischen den zu verbindenden Bauteilen ein formschlüssiger Anlagekontakt einer kugelförmigen Anlagefläche an eine kegelförmige Anlagefläche oder einer kegelförmigen Anlagefläche an eine zylinderförmige Anlagefläche oder auch durch anders gestaltete, geeignete Formkombinationen gebildet werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist der formschlüssige Anlagekontakt an zueinander komplementären und gewölbten Ausrichtflächen gebildet. Demgemäß erfolgt bei Herstellung des Anlagekontakts zwischen dem Karosseriemodul und der Karosseriestruktur eine räumliche Ausrichtung der zu verbindenden Funktionseinheiten zueinander, wobei aufgrund der größeren Formstabilität des Karosseriemoduls, das nun einen integrierten Karosserierahmenanteil aufweist, insbesondere eine selbsttätige Ausrichtung von ggf. nicht in Idealposition stehenden Seitenwänden der Karosseriestruktur erfolgen kann. Dies ist deshalb besonders wichtig, weil nun im Karosseriemodul ein Karosserierahmenanteil integriert ist, so dass bewegliche Seitenbereiche der Karosseriestruktur vor Montagebeginn mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht in einer exakten Soll- Montageposition stehen. Der formschlüssige Anlagekontakt kann nun außer zur Herstellung einer stabilen Verbindung des Karosseriemoduls mit der Karosseriestruktur in einem Verbindungsbereich zusätzlich zum Ausrichten der Karosseriestruktur, bzw. von Bereichen derselben, zur Gewährleistung hinreichend genauer Form- und/oder Lagetoleranzen der Fahrzeugkarosserie genutzt werden. Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Wölbung der Ausrichtflächen eine bei Herstellung des Anlagekontakts eine Ausrichtbewegung eines zugehörigen Bereichs der Karosseriestruktur in eine vorgesehene Montagestellung begünstigende Krümmungsorientierung aufweist. Vorzugsweise ist die Wölbung der Ausrichtfläche des Karosseriemoduls konvex ausgebildet, während die Wölbung der Ausrichtfläche des zugehörigen Bereichs der Karosseriestruktur komplementär konkav gestaltet sein kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante stehen bei Formschlussherstellung lediglich Teilbereiche der gewölbten Ausrichtflächen miteinander in Anlagekontakt. Somit erfolgt bei Formschlussherstellung zwischen den Ausrichtflächen ein Abrollen bzw. ein Gleiten der gewölbten Flächen aufeinander, bis die Ausrichtflächen in Teilbereichen miteinander in Anlagekontakt stehen, wobei die Lage der Teilbereiche von der jeweiligen Ausrichtbewegung des zugehörigen Bereichs der Karosseriestruktur während der Karosseriemodulmontage an der Karosseriestruktur abhängt.

Mit Vorteil ist das Karosseriemodul zusätzlich mittels einer Klebverbindung an der Karosseriestruktur befestigt. Somit ist die Befestigungsmöglichkeit des Karosseriemoduls an der Karosseriestruktur nicht durch die Herstellung eines formschlüssigen Anlagekontakts eingeschränkt, sondern wird hinsichtlich einer korrekten Klebverbindung vielmehr erleichtert, da infolge des Ausrichteffekts eine korrekte Positionierung der zu verbindenden Einheiten, insbesondere im Verbindungsbereich, gewährleistet ist. Im Falle eines Dachmoduls kann eine Klebverbindung im zugehörigen Säulenbereich und/oder an weiteren Karosserierändern vorgesehen sein.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Karosseriemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und durch eine Karosseriestruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 16.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.

Die Erfindung wird anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie während der Dachmodulmontage;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Fahrzeugkarosserie der Figur 1 nach Abschluss der Dachmodulmontage;

Fig. 3 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Befestigungsbereichs zwischen einem Dachmodul und einer Karosseriestruktur nach Herstellung eines formschlüssigen Anlagekontakts entsprechend einer ersten Ausführungsform;

Fig. 4 eine entsprechende Teilschnittdarstellung des Befestigungsbereichs der Figur 3 gemäß einer zweiten, alternativen Ausführungsform;

Fig. 5 eine schematische Perspektivdarstellung eines Befestigungsbereichs einer Karosseriestruktur entsprechend einer dritten, alternativen Ausführungsform;

Fig. 6 eine schematische Perspektivdarstellung eines Befestigungsbereichs eines zur Karosseriestruktur der Figur 5 zugehörigen Dachmoduls;

Fig. 7 eine schematische Längsschnittdarstellung des Befestigungsbereichs einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie mit einer Karosseriestruktur und mit einem Dachmodul, gemäß einer vierten, alternativen Ausführungsform;

Fig. 8 eine schematische Querschnittdarstellung des Befestigungsbereichs der Figur 7;

Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf den Befestigungsbereich der Figuren 7 und 8;

Fig. 10 eine schematische Querschnittdarstellung in Längsrichtung X eines Befestigungsbereichs gemäß einer fünften, alternativen Ausführungsform;

Fig. 11 eine schematische Querschnittdarstellung in Querrichtung Y des Befestigungsbereichs entlang der Schnittlinie XI-XI der Figur 10;

Fig. 12 eine schematische Draufsicht auf den Befestigungsbereich der Figur 10; Fig. 13 eine schematische Querschnittdarstellung eines Befestigungsbereichs gemäß einer sechsten, alternativen Ausführungsform;

Fig. 14 eine schematische Draufsicht auf den Befestigungsbereich der Figur 13;

Fig. 15 eine schematische Draufsicht auf einen Befestigungsbereich gemäß einer siebten, alternativen Ausführungsform;

Fig. 16 eine schematische Querschnittdarstellung eines Befestigungsbereichs gemäß einer siebten, alternativen Ausführungsform;

Fig. 17 eine schematische Querschnittdarstellung eines Befestigungsbereichs gemäß einer achten, alternativen Ausführungsform und

Fig. 18 eine schematische Querschnittdarstellung eines Befestigungsbereichs gemäß einer neunten, alternativen Ausführungsform.

Die Figuren 1 und 2 zeigen in schematischen Ansichten eine Baugruppe 10 in Form einer Fahrzeugkarosserie, die eine Karosseriestruktur 12 und ein Dachmodul 14 aufweist. Entsprechend Figur 1 wird das Dachmodul 14 gemäß Pfeil 13 auf die Karosseriestruktur 12 zu bewegt, um an selbiger in einer definierten Montageposition gemäß Figur 2 befestigt zu werden. Das Dachmodul 14 ist mit einem Dachrahmenanteil 16 in Form eines vorderen Dachquerträgers versehen, der an der Oberkante einer Fahrzeugfrontscheibe anschließbar ist. Der Dachrahmenanteil 16 wird in entsprechenden A-Säulenbereichen 20 der Karosseriestruktur 12 mit selbiger verbunden. Dabei weist die Karosseriestruktur 12 einen hinteren Dachquerträger 22 und an jeder Karosserieseitenwand 38 einen C-Säulenbereich 24 auf. Das Dachmodul 14 ist mit einem Dachhimmel 15 ausgestattet und stellt somit eine komplett vormontierte Baueinheit dar. Der Dachrahmenanteil 16 des Dachmoduls 14 ist in einem Säulenbereich 18 - im vorliegenden Ausführungsbeispiel im A- Säulenbereich 20 - unter Ausbildung eines formschlüssigen Anlagekontakts mit der Karosseriestruktur 12 verbunden. Ein derartiger formschlüssiger Anlagekontakt kann entsprechend einer nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform auch im Bereich des hinteren Dachquerträgers 22 zur Verbindung desselben mit dem C-Säulenbereich 24 der Karosseriestruktur 12 vorgesehen sein.

Die Figuren 3 und 4 zeigen mögliche Ausführungsbeispiele eines formschlüssigen Anlagekontakts zwischen dem Dachmodul 14 und der Karosseriestruktur 12 in einem Säulenbereich 18 und insbesondere im A-Säulenbereich 20. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist das Dachmodul 14 mittels eines kraftschlüssigen Befestigungssystems 26 in Form einer Schraubenverbindung an der Karosseriestruktur 12 im Säulenbereich 18 fixiert. Dabei ist der formschlüssige Anlagekontakt im Bereich des Befestigungssystems 26 ausgebildet. Entsprechend Figur 3 kann der formschlüssige Anlagekontakt zwischen einem umgeformten Blechanteil 28 des Dachmoduls 14 und einem Formteil 33 ausgebildet sein, wobei das Formteil 33 mittels einer Schweißverbindung an der Karosseriestruktur 12 im Säulenbereich 18 befestigt ist. Das Ausführungsbeispiel entsprechend Figur 4 zeigt einen formschlüssigen Anlagekontakt zwischen zwei Formteilen 32, 33, wobei das Formteil 33 an der Karosseriestruktur 12 angeschweißt ist und das Formteil 32 an einem Blech 30 des Dachmoduls 14 mittels einer Schweißverbindung befestigt ist. Bei beiden Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 3 und 4 ist der formschlüssige Anlagekontakt durch einen Kegelsitz 34 gebildet. Der Kegelsitz 34 ermöglicht eine verbesserte Kraftübertragung zwischen dem Dachmodul 14 und der Karosseriestruktur 12, ist durch eine erhöhte Formstabilität gekennzeichnet und hat darüber hinaus während des Montagevorgangs des Dachmoduls 14 eine zentrierende Wirkung, wodurch das Dachmodul 14 während des Montagevorgangs selbsttätig eine definierte Soll-Montageposition relativ zur Karosseriestruktur 12 einnehmen kann. Gegebenenfalls kann zusätzlich zur kraftschlüssigen Schraubenverbindung des Befestigungssystems 26 eine stoffschlüssige Verbindung des Dachmoduls 14 mit der Ka- rosseriestruktur 12, beispielsweise mittels einer Klebverbindung, im Säulenbereich 18 vorgesehen sein.

Die Figuren 5 und 6 zeigen ein drittes, alternatives Ausführungsbeispiel eines im A-Säulenbereich 20 auszubildenden formschlüssigen Anlagekontakts zwischen der Karosseriestruktur 12 (Figur 5) und dem Dachmodul 14 (Figur 6) . Die Karosseriestruktur 12 enthält einen Aufnahmesitz 44, in welchem ein Ausrichtelement 46 des Dachmoduls 14 formschlüssig aufgenommen werden kann. Der Aufnahmesitz 44 enthält zwei gegenüberliegende Ausrichtflächen 36, die konkav gewölbt sind. Dementsprechend enthält auch das Ausrichtelement 46 zwei Ausrichtflächen 36, die komplementär zu der Aufnahmekontur des Auf- nahmesitzes 44 konvex nach außen gewölbt sind. Der Aufnahmesitz 44 ist mit zwei Durchgangsöffnungen 40 versehen, während das Ausrichtelement 46 entsprechend angeordnete Gewindeöffnungen 42 enthält. Die Durchgangsöffnungen 40 und die Gewindeöffnungen 42 dienen zur Herstellung einer Schraubenverbindung des Dachmoduls 14 mit der Karosseriestruktur 12 nach Aufnahme des Ausrichtelements 46 des Dachmoduls 14 im Aufnahmesitz 44 der Karosseriestruktur 12. Dabei erfolgt bei Herstellung des Anlagekontakts zwischen den Ausrichtflächen 36 des Aufnahmesitzes 44 und des Ausrichtelements 46 infolge der Wölbung der Ausrichtflächen 36 eine Ausrichtbewegung des Dachmoduls 14 und/oder einer zugehörigen Karosserieseitenwand 38 der Karosseriestruktur 12 in eine entsprechend vorgesehene Soll-Montagestellung. Somit hat das Ausrichtelement 46 die Funktion eines Fügekeils. Bei geeigneten Krümmungsorientierungen der Ausrichtflächen 36 des Aufnahmesitzes 44 und des Ausrichtelements 46 können bei Formschlussherstellung auch lediglich Teilbereiche der gewölbten Ausrichtflächen 36 miteinander in Anlagekontakt stehen, wobei diese Teilbereiche sich während des Montagevorgangs des Dachmoduls 14 auch hinsichtlich ihrer Lage und Größe verändern können.

Die Figuren 7, 8 und 9 zeigen in unterschiedlichen Ansichten einen Befestigungsbereich mit formschlüssigem Anlagekontakt eines mit einer Karosseriestruktur 12 verbundenen Dachmoduls 14, im Wesentlichen entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figuren 5 und 6. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Figuren 5 und 6 ist bei der Variante der Figuren 7 bis 9 das Dachmodul 14 zur Herstellung eines formschlüssigen Anlagekontakts nun mit einem zugehörigen Aufnahmesitz 44 und zwei Durchgangsöffnungen 40 versehen, während die Karosseriestruktur 12 im vorgesehenen Säulenbereich 18 ein entsprechend ausgebildetes Ausrichtelement 46 mit zwei Gewindeöffnungen 42 aufweist. Es handelt sich somit um eine Umkehr des Aufnahme- prinzips des Ausführungsbeispiels der Figuren 5 und 6, ansonsten werden jedoch die gleichen Ausrichteffekte mittels des formschlüssigen Anlagekontakts der Ausrichtflächen 36 erzielt. In der Draufsicht auf den Befestigungsbereich des montierten Dachmoduls 14 gemäß Figur 9 ist erkennbar, dass lediglich ein Teilbereich der gewölbten Ausrichtflächen 36 miteinander in Anlagekontakt stehen.

Der formschlüssige Anlagekontakt im Verbindungsbereich zwischen dem Dachmodul 14 und der Karosseriestruktur 12 im Säulenbereich 18 ermöglicht es, die Karosserieseitenwände 38 in Querrichtung (Y-Richtung der Figur 2) auf Sollmaß zu ziehen, während gleichzeitig das Dachmodul 14 hinsichtlich seiner Höhenposition zur Karosseriestruktur 12 (Z-Richtung der Figur 1) festgelegt ist. Dabei wird eine Verschiebung des Dachmoduls 14 in Längsrichtung (X-Richtung der Figuren 1 und 2) der Karosseriestruktur 12 sowie eine Verdrehung des Dachmoduls 14 um eine Z-Achse erlaubt. Eine Festlegung des Dachmoduls 14 in der X-Richtung und /oder um eine Drehachse (Z-Achse) ist problematisch, da bereits ein kleiner Lageunterschied der Karosserieseitenwände 38 zueinander eine Verdrehung des ganzen Dachmoduls 14 bewirken würde. Dies hätte zur Folge, dass große Lagetoleranzen des Dachmoduls 14 im hinteren Dachbereich verursacht werden würden.

Die als Fügeschrägen ausgebildeten Wölbungen der Ausrichtflächen 36 können im A-Säulenbereich 20 beispielsweise derart gestaltet sein, dass sie ca. + 3,5 mm Toleranz bei der Ausbildung des formschlüssigen Anlagekontakts zulassen, da die entsprechende Karosserieseitenwand 38 mittels des formschlüssigen Anlagekontakts selbsttätig wieder auf Nullmaß gezogen wird.

Die Gewindeöffnungen 42 können in einem Tiefziehteil, beispielsweise mittels des „Flowdrill-Verfahrens" , realisiert werden. Alternativ können die Gewindeöffnungen 42 auch in Form von Einstanzmuttern, Einschweißmuttern, eingeklipsten Muttern, Blindnietmuttern oder eingeklebten Formmuttern vorgesehen sein.

Das Dachmodul 14 ist im Säulenbereich 18 und/oder an weiteren Karosserierändern zusätzlich vorzugsweise mittels einer Klebverbindung an der Karosseriestruktur 12 befestigt sein. Dabei zeichnen sich Schraubenverbindungen durch die Möglichkeit einer besonders schnellen Belastungsaufnahme aus, im Gegensatz zu Klebverbindungen, bei welchen im Bezug auf eine Belastungsaufnahme eine Mindesttrocknungszeit abzuwarten ist, was in Bezug auf den Montagevorgang eine Einschränkung darstellt. Eine Kombination von Kleb- und Schraubverbindungen wirkt sich diesbezüglich vorteilhaft aus, da die Spannkräfte einer Schraubenverbindung die Ausbildung einer korrekten Klebverbindung begünstigen.

Die Figuren 10 bis 12 zeigen in verschiedenen Ansichten eine mögliche Gestaltung eines Befestigungsbereichs gemäß einer fünften, alternativen Ausführungsform. Hierbei ist im Bereich der Schraubverbindung 29 im Säulenbereich 18 zwischen der Karosseriestruktur 12 und dem Dachmodul 14 zusätzlich eine Kleberschicht 48 vorgesehen. Die Karosseriestruktur 12 weist in einem Anlagekontaktbereich 50 eine mit dem Radius R kugelförmige Ausrichtfläche auf, während das Dachmodul 14 in diesem Bereich 50 konisch ausgebildet ist. Bei der Montage des Dachmoduls 14 kann in dem Anlagekontaktbereich 50 zu elastischen und/oder plastischen Verformungen an den beteiligten Bautei- len kommen. Das Dachmodul 14 weist ferner eine Durchgangsöffnung 40 in Form eines Langlochs auf (siehe insbesondere Figuren 10 und 12), das zur Gewährleistung eines Freiheitsgrads in X-Richtung (Längsrichtung) bei der Montage des Dachmoduls 14 dient, während das Dachmodul 14 in Y-Richtung (Querrichtung) hinsichtlich seiner Positionierung relativ zur Karosseriestruktur 12 festgelegt ist (Siehe Figur 11). Somit erfolgt bei einer Belastung eines der beteiligten Bauteile (Dachmodul 14 oder Karosseriestruktur 12) in X-Richtung zunächst eine Kraftaufnahme im vorgesehenen Anlagekontaktbereich 50 (Verformungsbereich) , wobei im Falle einer zu großen Belastung (z.B. eine Kollision) eine weitere Relativverschiebung der Bauteile zueinander unter Überwindung der bestehenden Klebkraft (Kleberschicht 48) beispielsweise um das Längenmaß entsprechend Doppelpfeil 52 der Figur 12 möglich ist. In einer derartigen Endstellung des Dachmoduls 14 relativ zur Karosseriestruktur 12 liegt ein um ca. 180° umlaufender Formschluss vor, wobei die wirkende Reaktionskraft auf die Schraube bzw. Schrauben relativ gering ist, sodass verhältnismäßig hohe Belastungen mittels eines derartigen Befestigungssystems ertragen werden können.

Ein Formschluss im Anlagekontaktbereich 50 zwischen dem Dachmodul 14 und der Karosseriestruktur 12 kann relativ einfach mittels einer elastischen und/oder plastischen Verformung mindestens eines der Beteiligten Bauteile erhalten werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 13 und 14 ist das Material des Dachmoduls 14 (Unterteil) weicher als dasjenige der Karosseriestruktur 12 (Oberteil) . Somit kann in den Anlagekontaktbereichen 50 (Verformungsbereiche) das Unterteil zunächst elastisch und gegebenenfalls zusätzlich auch plastisch verformt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Oberteil in den Anlagekontaktbereichen 50 jeweils eine Sicke 54 auf, so dass bei der Montage des Unterteils eine entsprechend zugehörige Sicke 54 auch in das Unterteil eingeformt wird. Hierdurch kann eine Aussteifung des Oberteils und zusätzlich eine plastische Verformung des Unterteils erzielt werden. Die Verformung sollte möglichst groß bei relativ kleinem Kraftaufwand sein. Es lassen sich grundsätzlich mittels plastisch verformter Verbindungselemente verhältnismäßig hohe Belastungskräfte übertragen bzw. aufnehmen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 15 sind auch mehr als eine Sicke 54, nämlich beispielsweise zwei Sicken 54, in einem Anlagekontaktbereich 50 als Negativ beim Fügen des Oberteils in das Unterteil einformbar.

Figur 16 zeigt eine alternative Variante eines Befestigungssystems, gemäß welcher eine elastische und/oder plastische Verformung des Dachmoduls 14 in dem dargestellten Befestigungsbereich erhalten wird unter Ausbildung eines Winkelversatzes des Befestigungssystems um einen Winkel α in X- Drehrichtung relativ zur Karosseriestruktur 12 außerhalb des Befestigungsbereichs. Hierdurch wird mittels der Verformung ein erwünschter Freiheitsgrad in X-Drehrichtung erhalten.

In Figur 17 ist eine Schraubverbindung 29 unter Einsatz einer Kugelpfanne 58 dargestellt, wodurch eine Winkelstellung der Befestigungsschraube relativ zum Dachmodul 14 ermöglicht wird, ohne dass es zu einer diesbezüglichen Verformung desselben Dachmoduls 14 kommen muss. Dagegen zeigt Figur 18 eine Schraubverbindung 29 mit einer Schraube 60, die eine kugelförmige Kopfanlagefläche 61 relativ zum Dachmodul 14 (Unterteil) aufweist. Die Kopfanlagefläche 61 kann sich gegebenenfalls in das Unterteil 14 eindrücken unter Ausbildung einer lokal auf den Befestigungsbereich desselben Unterteils 14 beschränkten elastischen und/oder plastischen Verformung. Auch die in den Figuren 17 und 18 dargestellten Ausführungsbeispiele dienen somit zur Schaffung eines erwünschten Freiheitsgrads um eine entsprechende Achse (X-Achse oder Y- Achse) .

Somit ist es möglich, das Dachmodul 14 (Rahmenmodul) unter Gewährleistung von bis zu fünf Freiheitsgraden (drei Drehachsen und zwei Bewegungsachsen) und bei lediglich einem einzi- gen festen Freiheitsgrad (Y-Achse; Abstand der Seitenteile des Fahrzeugs) an die Karosseriestruktur 12 (Rahmenstruktur) zu montieren. Hierdurch lassen sich auftretende Fertigungstoleranzen verhältnismäßig einfach ausgleichen, da bei der Dachmodulmontage eine lagegenaue Positionierung des Dachmoduls 14 relativ zur Karosseriestruktur 12 möglich ist unter Erzielung einer besonders hohen Spaltmaßgenauigkeit. Aufgrund des festen Freiheitsgrads in Y-Richtung ist es ferner möglich, die vor der Dachmodulmontage noch „freien" Karosserieseitenwände 38 auf das durch den Karosserierahmenanteil 16 des Dachmoduls 14 vorgegebene Maß in Y-Richtung auszurichten. Durch die Keilwirkung der Ausrichtflächen 36 können mit relativ kleinen Fügekräften verhältnismäßig große Ausrichtkräfte in Y-Richtung erzeugt werden. Weiterhin kann mittels eines derart montierten Dachmoduls 14 (Rahmenmodul) eine zusätzliche Klebverbindung zwischen den zu fügenden Bauteilen bis zur Aushärtung fixiert werden, sodass auf weitere Fixierelemente verzichtet werden kann. Gegebenenfalls kann von einer relativ aufwendigen Rundumklebung des Dachmoduls (Rahmenmodul) an die Karosseriestruktur 12 (Rahmenstruktur) abgesehen werden aufgrund der nun sicheren Verbindung zwischen den erwähnten Bauteilen. Die Klebverbindung kann gegebenenfalls auch zur Bildung eines zusätzlichen Formschlusses zwischen den zu fügenden Bauteilen genutzt werden.

Das beschriebene Fügekonzept ist nicht auf das Beispiel des Fahrzeugkarosseriebaus beschränkt, sondern kann ebenfalls vorteilhaft in anderen Bereichen auch außerhalb des Fahrzeugbaus zum Einsatz kommen. Auch sind grundsätzlich Prinzipum- kehrungen (beispielsweise hinsichtlich der Ausgestaltung des Ober- und des Unterteils) der dargestellten Ausführungsbeispiele im rahmen der Erfindung denkbar.

Claims

Patentansprüche

1. Baugruppe (10) mit einer Rahmenstruktur (12) und einem Rahmenmodul (14), das einen Rahmenstrukturanteil (16) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Rahmenstrukturanteil (16) wenigstens teilweise mittels eines eine Ausrichtung eines zugehörigen Bereichs (38) der Rahmenstruktur (12) in eine vorgesehene Montagestellung begünstigenden Anlagekontakts mit der Rahmenstruktur (12) verbunden ist.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Anlagekontakt formschlüssig ausgebildet ist.

3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Baugruppe (10) eine Fahrzeugkarosserie, das Rahmenmodul (14) ein Karosseriemodul, der Rahmenstrukturanteil (16) ein Karosserierahmenanteil und die Rahmenstruktur (12) eine Karosseriestruktur ist.

4. Fahr zeugkarosserie nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Karosserierahmenanteil (16) ein Dachrahmenanteil ist, der in einem Säulenbereich (18) wenigstens teilweise mittels eines formschlüssigen Anlagekontakts mit der Karosseriestruktur (12) verbunden ist.

5. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Dachrahmenanteil (16) ein vorderer Dachquerträger ist, der an der Oberkante einer Fahrzeugfrontscheibe anschließbar und im A-Säulenbereich (20) wenigstens teilweise formschlüssig mit der Karosseriestruktur (12) verbunden ist.

6. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Dachrahmenanteil (16) ein hinterer Dachquerträger (22) ist, der an der Oberkante einer Fahrzeugheckscheibe anschließbar und im C-Säulenbereich (24) wenigstens teilweise formschlüssig mit der Karosseriestruktur (12) verbunden ist.

7. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Karosserierahmenanteil (16) zusätzlich mittels eines kraftschlüssigen und/oder eines stoffschlüssigen Befestigungssystems (26) an der Karosseriestruktur (12) fixiert ist.

8. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Befestigungssystem (26) eine Schraubenverbindung ist .

9. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der formschlüssige Anlagekontakt im Bereich des Befestigungssystems (26) ausgebildet ist.

10. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der formschlüssige Anlagekontakt an einem befestigten Formteil (33) und einem umgeformten Blechanteil (28) ausgebildet ist.

11. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der formschlüssige Anlagekontakt an zwei befestigten Formteilen (32, 33) oder an zwei umgeformten Formteilen ausgebildet ist.

12. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der formschlüssige Anlagekontakt wenigstens bereichsweise durch einen Kegelsitz (34) gebildet ist.

13. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der formschlüssige Anlagekontakt an zueinander komplementären und gewölbten Ausrichtflächen (36) gebildet ist .

14. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wölbung der Ausrichtflächen (36) eine bei Herstellung des Anlagekontakts eine Ausrichtbewegung eines zugehörigen Bereichs (38) der Karosseriestruktur (12) in eine vorgesehene Montagestellung begünstigende Krümmungsorientierung aufweist.

15. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Formschlussherstellung lediglich Teilbereiche der gewölbten Ausrichtflächen (36) miteinander in Anlagekontakt stehen.

16. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Karosseriemodul (14) zusätzlich mittels einer

Klebverbindung an der Karosseriestruktur (12) befestigt ist.

17. Rahmenmodul (14), insbesondere Karosseriemodul oder Dachmodul, zur Befestigung an einer Rahmenstruktur (12) unter Ausbildung der Baugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche .

18. Rahmenstruktur (12), insbesondere Karosseriestruktur, zur Befestigung eines Rahmenmoduls (14), insbesondere eines Karosseriemoduls oder Dachmoduls, unter Ausbildung der Baugruppe (10), insbesondere der Fahrzeugkarosserie, nach einem der vorhergehenden Ansprüche.