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Patent Searching and Data


Title:
CORNER REGION BETWEEN LATERAL AND REAR ROOF FRAMES ON A MOTOR VEHICLE WITH A HATCHBACK DOOR AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/070326
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a corner region between lateral and rear roof frames on a motor vehicle with a hatchback door and method for production thereof. According to the invention, the capacity for the vehicle shell to take mechanical forces acting in the region of the roof may be improved, whereby the corner region is formed from the shell-shaped components (7,8) of the rear roof frame (4), a D-column (3) on the motor vehicle and a hollow profile (6), blow moulded by means of a high internal pressure. The components of the hollow profile are permanently connected to each other and the hollow profile is embodied as a branching piece (6), with a first open end (16) connected to the D-column, a closed neck extension (17), aligned with the first open end, connected to the shell components of the lateral roof frame (5) and a second open end (18), leading off at an angle from the longitudinal section of the hollow profile, stretching from the first open end (16) over the neck extension (17) and connected to the components (7,8) of the rear roof frame.

Inventors:
ROEHL WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/001265
Publication Date:
September 12, 2002
Filing Date:
February 07, 2002
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
ROEHL WOLFGANG (DE)
International Classes:
B62D25/08; B62D25/06; B62D25/12; E05F1/10; (IPC1-7): B62D25/08
Foreign References:
DE19653509A11998-06-25
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 02 29 February 2000 (2000-02-29)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 03 31 March 1999 (1999-03-31)
Attorney, Agent or Firm:
Brückner, Ingo (DaimlerChrysler AG Intellectual Property Management IPM C 106 Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Eckbereich zwischen seitlichem und hinterem Dachrahmen eines Kraftfahrzeuges mit Rückwandtür, dadurch gekennzeichnet, daß der Eckbereich (15) aus schalenförmigen Bauteilen (7,8) des hinteren Dachrahmens (4) und einer DSäule (3) des Kraftfahr zeuges (1) sowie einem innenhochdruckumgeformten Hohlprofil ge bildet ist, wobei die Bauteile (7,8) sowie die Dsäule (3) und das Hohlprofil unlösbar miteinander verbunden sind, und daß das Hohlprofil als Verzweigungsstück (6) ausgebildet ist, das sich mit einem ersten offenen Ende (16) an die DSäule (3) und mit einer geschlossenen mit dem ersten offenen Ende (16) fluchten den Aushalsung (17) an Schalenbauteile des seitlichen Dachrah mens (5) sowie mit einem zweiten offenen von dem Längsabschnitt des Hohlprofiles, der sich vom ersten offenen Ende (16) über die Aushalsung (17) hinweg erstreckt, abgewinkelten Ende (18) an die Bauteile (7,8) des hinteren Dachrahmens (4) anschließt.
2. Eckbereich nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Schalenbauteile (7,8) des hinteren Dachrahmens (4) einen zum Fahrzeugheck hin abstehenden Flansch (9) auf weist, dessen Rand (10) nach oben umgestellt ist und der mit dem umgestellten Rand (10) eine kanalartige Aufnahme (13) für eine Dichtung ausbildet.
3. Eckbereich nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmigen Bauteile (7,8) des hinteren Dachrahmens (4) miteinander zu einem kastenförmigen Hohlprofil verbunden sind.
4. Eckbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförigen Bauteile (7,8) des hinteren Dachrahmens (4) das zweite offene Ende (18), die der DSäule (3) das erste offene Ende (16) sowie die Schalenbauteile des seitlichen Dach rahmens (5) die Aushalsung (17) des Verzweigungsstücks (6), un ter Bildung einer Überlappungszone (19) umfänglich überdecken, in welcher die Bauteile (7,8) mit dem Verzweigungsstück (6) verbunden sind.
5. Eckbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Verzweigungsstückes (6) ein federgedämpftes Scharniersystem angeordnet ist, das aus einem Scharnier (21) für die Rückwandtür (2) und einem Scharnier (22) für eine klappbare Heckscheibe (23) besteht.
6. Eckbereich nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Scharniersystem am Boden (27) des Verzweigungsstückes (6) lösbar befestigt, insbesondere verschraubt ist.
7. Eckbereich nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Scharniersystem auf einem Lagerbock (26) gehalten ist, der am Boden (27) des Verzweigungsstückes (6) befestigt ist.
8. Eckbereich nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Scharniersystems auf dem Lagerbock (26) in Längsund Querrichtung des Fahrzeuges (1) variabel einstellbar ist.
9. Eckbereich nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scharniere (21,22) des Scharniersystems an un terschiedlichen hydraulischen oder pneumatischen Federdämp fungselementen (28,29) abgestützt sind.
10. Verfahren zur Herstellung des Eckbereiches zwischen seitli chem und hinterem Dachrahmen eines Kraftfahrzeuges mit Rück wandtür, dadurch gekennzeichnet, daß der Eckbereich (15) durch Fügen von schalenförmigen Bautei len (7,8) des hinteren Dachrahmens (4) und einer DSäule (3) des Kraftfahrzeuges (1) an ein als Hohlprofil ausgebildetes Verzweigungsstück (6) hergestellt wird, wobei das Hohlprofil aus einem geradlinigen Rohr geformt wird, das knieförmig gebo gen und in eine Profilvorform gequetscht wird, und daß an schließend die Vorform mittels fluidischen Innenhochdruckes in die Endform gebracht wird, wobei an der Stelle der knieförmigen Abwinklung eine geschlossene Aushalsung (17) ausgeformt wird, die im wesentlichen koaxial zur in Einbaulage zum Fahrzeugheck weisenden Öffnung (34) des Hohlprofiles verläuft.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenbauteile (7,8) mit den Enden (16,18) des Hohlprofiles gefügt, vorzugsweise verschweißt werden, wobei die Schalenbauteile (7,8) an den Umfang der Enden (16,18) angelegt werden, so daß eine Überlappungszone (19) entsteht, in der die Fügung erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenbauteile (7,8) miteinander zu einem kastenarti gen Hohlprofil verbunden sind.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die nach zum Fahrzeugheck weisende Öffnung (34) des Hohlprofiles ein federgedämpftes Scharniersystem mit einem Scharnier (21) für die Rückwandtür (2) und einem Scharnier (22) für eine klappbare Heckscheibe (23) geschoben und am Boden (27) des Hohlprofiles lösbar befestigt, insbesondere verschraubt wird.
Description:
Eckbereich zwischen seitlichem und hinterem Dachrahmen eines Kraftfahrzeuges mit Rückwandtür und ein Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung betrifft einen Eckbereich zwischen seitlichem und hinterem Dachrahmen eines Kraftfahrzeuges mit Rückwandtür und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen mit Rückwandtür werden im Rohbau viele Bleche verwendet, um dem Eckbereich zwischen dem seitlichen und dem hinteren Dachrahmen die erforderliche Stei- figkeit und Festigkeit zu verleihen, da der aus Blechschalen des seitlichen Dachrahmens bestehende Eckbereich zum Fahrzeug- heck hin zur Aufnahme eines Scharnieres für die Rückwandtür of- fen und somit geschwächt ist. Hierbei muß in sehr aufwendiger Weise mit Nahtabdichtmaterial gearbeitet werden, um zu verhin- dern, daß in die Scharnieröffnung dringendes Wasser in das Fahrzeuginnere und den restlichen Rohbau gelangen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eckbereich zwi- schen seitlichem und hinterem Dachrahmen eines Kraftfahrzeuges mit Rückwandtür und ein Verfahren zu dessen Herstellung dahin- gehend weiterzubilden, daß in einfacher Weise die Aufnahme von auf den Rohbau im Dachbereich wirkenden mechanischen Kräften verbessert wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspru- ches 1 hinsichtlich des Eckbereiches und durch die Merkmale des Anspruches 10 hinsichtlich des Herstellungsverfahrens gelöst.

Aufgrund der Tatsache, daß für den Eckbereich ein Verzweigungs- stück aus einem Hohlprofil verwendet wird, ist für diesen Be- reich eine hohe Steifigkeit und Festigkeit gegeben. Dies umso mehr, als daß es sich bei dem Hohlprofil um ein einstückiges Bauteil handelt, das aus einem rohrförmigen Rohling ausgeformt wird. Durch die besagte Einstückigkeit wird der Rohbau an die- ser Stelle konstruktiv und fertigungstechnisch sehr stark ver- einfacht und die Teilevielfalt drastisch verringert, wobei gleichzeitig von außen angreifende Kräfte, insbesondere bei ei- nem Crash, von dem seitlichen und hinteren Dachrahmen sowie der D-Säule erheblich besser aufgenommen und ohne Spannungsspitzen übertragen werden können. Aufgrund dessen, daß das Hohlprofil in Richtung des Fahrzeugbuges nahtlos geschlossen ist, kann zwar Wasser durch die nach hinten weisende Öffnung in das Hohl- profil eintreten. Eine weitere Durchdringung des Rohbaus und ein Eindringen in den Fahrzeuginnenraum ist jedoch nicht mög- lich, so daß der einzige Weg des Austritts für das Wasser die Eintrittsöffnung ist. Dadurch wird der Abdichtaufwand, der nun gänzlich auf die Eintrittsöffnung fokussiert wird, erheblich reduziert. Infolge der Innenhochdruckumformtechnik kann das Hohlprofil exakt an die gewünschte bauraumabhängige Form und Querschnitt in verfahrenstechnisch relativ einfacher Weise an- gepaßt werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran- sprüchen entnommen werden ; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert ; dabei zeigt : Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Eckbereich von seit- lichem und hinterem Dachrahmen, Fig. 2 in einer Schnittdarstellung den erfindungsgemäßen Eckbe- reich aus Fig. 1 abschnittsweise mit seitlichem und hinterem Dachrahmen sowie einer D-Säule, Fig. 3 in einem seitlichen Längsschnitt den Eckbereich aus Fig.

1 mit innen angeordnetem Scharniersystem.

In Fig. 1 ist die Rückseite eines Kraftfahrzeuges 1 darge- stellt, dessen Rückwandtür 2 in den von zwei D-Säulen 3 (hier nur die linke gezeigt) und dem hinteren Dachrahmen 4 begrenzten Rahmen eingepaßt ist. An die D-Säule 3 und an den hinteren Dachrahmen 4 schließt sich im Dachbereich zum Fahrzeugbug hin ein seitlicher Dachrahmen 5 an. Sowohl die D-Säule 3 als auch der hintere Dachrahmen 4 und der seitliche Dachrahmen 5 sind miteinander durch ein Verzweigungsstück 6 verbunden, das räum- lich den Anschlußbereich einnimmt.

Nach Fig. 2 besteht der hintere Dachrahmen 4 aus zwei schalen- förmigen Bauteilen, d. h. einer oberen 7 und einer unteren Halb- schale 8 mit stufenförmigem Profil, die miteinander zu einem kastenförmigen Hohlprofil unlösbar verbunden, vorzugsweise ver- schweißt oder verklebt sind. Die obere Halbschale 7 weist einen zum Fahrzeugheck hin abstehenden Flansch 9 auf, der von deren unteren Stufe gebildet ist und dessen Rand 10 nach oben umge- stellt ist. Der unten liegende Abschnitt 11 des Flansches 9 bildet in funktionell günstiger und bauteilsparender Weise mit dem umgestellten Rand 10 und der ebenfalls durch die obere Halbschale gebildete, die beiden Stufen miteinander verbindene Stirnwand 12 eine kanalartige Aufnahme 13 für eine Rahmendich- tung aus. Entsprechend ist die D-Säule 3 ausgebildet, deren Aufnahme 14 in die Aufnahme 13 des hinteren Dachrahmens 4 über- geht.

Die Halbschalen 7 und 8 und die D-Säule 3 bilden endseitig ge- meinsam mit dem Verzweigungsstück 6 den Eckbereich 15 zwischen seitlichem 5 und hinterem Dachrahmen 4. Das Verzweigungsstück 6 ist als längliches Hohlprofil rechteckigen Querschnitts ausge- bildet, das sich mit einem ersten offenen Ende 16 an die D- Säule 3 und mit einer geschlossenen mit dem ersten offenen Ende 16 fluchtenden Aushalsung 17 in Richtung des Fahrzeugbuges an Schalenbauteile des seitlichen Dachrahmens 5 an. Des weiteren besitzt das Verzweigungsstück 6 ein von seinem Längsabschnitt, der sich vom ersten offenen Ende 16 über die Aushalsung 17 hin- weg erstreckt, abgewinkeltes zweites Ende 18, das wie das die- sem naheliegende erste Ende 16 offen ist und das sich an die Halbschalen 7 und 8 des hinteren Dachrahmens 4 anschließt. Die- se überdecken mit ihrem Hohlprofilabschnitt umfänglich das zweite offene Ende 18, während die Schalenbauteile der D-Säule 3 das erste offene Ende 16 und die Schalenbauteile des seitli- chen Dachrahmens 5 die Aushalsung 17 des Verzweigungsstücks 6 unter Bildung einer Überlappungszone 19 umfänglich überdeckt.

In dieser sind die Bauteile mit dem Verzweigungsstück 6 verbun- den, vorzugsweise punktgeschweißt. Zum formgetreuen Übergang der Aufnahme 13 des hinteren Dachrahmens 4 in die Aufnahme 14 der D-Säule 3 weist das erste offene Ende 16 des Verzweigungs- stückes eine Ausklinkung 20 auf, die durch einen dreidimensio- nalen Laserschnitt erzeugt werden kann. Aufgrund der forment- sprechenden Anbindung des Verzweigungsstückes 6 an den seitli- chen und den hinteren Dachrahmen sowie an die D-Säule 3 kann eine von außen wirkende mechanische Kraft besonders gut in der Rohbaustruktur verteilt werden, so daß eine sehr gute Stoßener- gieabsorption erreicht wird.

Ein weiterer außerordentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Eckbereiches 15 ist die Verwendung des Verzweigungsstückes 6 als steifes Aufnahmegehäuse für ein Scharniersystem. Das inner- halb des Verzweigungsstückes 6 angeordnete federgedämpfte Scharniersystem besteht hierbei aus einem Scharnier 21 für die Rückwandtür 2 und einem Scharnier 22 für eine klappbare Heck- scheibe 23 (Fig. 3). Die beiden Scharniere 21 und 22 sind auf der gleichen horizontale Drehachse 24 gelagert, welche an einem Ende 25 eines Lagerbocks 26 gehalten ist, der am Boden 27 des Verzweigungsstückes 6 lösbar befestigt, insbesondere ver- schraubt ist. Die Verschraubung kann hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der Schraublöcher derart sein, daß der Lagerbock 26 am Boden 27 des Verzweigungsstückes 6 in Längs-und Quer- richtung des Fahrzeuges 1 variabel einstellbar ist, wodurch die Lage des Scharniersystems in für die Montage geringaufwendiger und schneller Weise in geschlossenem Zustand der Rückwandtür 2 verstellbar ist. Damit ist in einfacher Weise das Spaltmaß der Schließfuge zwischen Rückwandtür 2 und dem diese fahrzeugseitig umgebenden Rahmen individuell angepaßt an die Fertigungstole- ranzen exakt festlegbar, was einer möglichst anhaltend ungehin- derten Öffnungs-und Schließbetätigung der Rückwandtür 2 zu Gu- te kommt. Nicht nur die einfache Verstellbarkeit ist ein Vor- teil, der aus der Erfindung erwächst, sondern auch überhaupt der aufgrund der leichten manuellen Zugänglichkeit unbeschwer- liche Einbau des Scharniersystem in das Hohlprofil des Verzwei- gungsstückes 6, wobei das System als auf dem Lagerbock vormon- tiertes Modul lediglich in das Hohlprofil eingeschoben und an- geschraubt werden muß. Dies wirkt sich auch günstig im Repara- turfall aus, wobei dort das jeweilig betroffene Scharnier 21,22 und/oder die Rückwandtür 2 schnell und einfach ausgewechselt werden kann. Des weiteren sind die beiden Scharniere 21 und 22 des Scharniersystems an unterschiedlichen hydraulischen oder pneumatischen Federdämpfungselementen, sogenannten Gasfedern 28 und 29 abgestützt. Diese sind einenends am Ende 30 des Lager- bocks 26, das nahe des geschlossenen Endes 31 der Aushalsung 17 liegt, schwenkbar gelagert und anderenends an einem abragenden Blechlappen 32,33 des jeweils zugeordneten Scharniers 21 bzw.

22 gelenkig befestigt. Durch die Erfindung ergibt sich auch ei- ne einfache fertigungszeitsparende Montage der Gasfedern 28 und 29 am Lagerbock 26, denn, nachdem der Rohbau ohne die Gasfedern 28,29 den Lackierungsvorgang durchlaufen hat, die sonst in der Lackierungswärme Schaden nehmen und funktionsuntüchtig werden würden, müssen diese nachträglich eingebaut werden, was durch Lösen der Schrauben und Herausziehen des Lagerbockes 26 leicht ermöglicht werden kann. Hierbei kommt es zu Lackabrissen an den Stellen der Verschraubungen, die jedoch durch ihre tief im Ver- zweigungsstück 6 befindlichen Lage in vorteilhafter Weise op- tisch nicht sichtbar sind. Die Gasfedern 28,29 können auch in das Verzweigungsstück 6 eingeschoben werden und über eine seit- liche Öffnung in dem Verzweigungsstück 6, die anschließend mit- tels eines Gummistopfens wasserdicht verschlossen wird, auf die Kugelkopflagerung gedrückt werden.

Weiterhin ergeben sich Vorteile in der auch hinsichtlich des Aufwandes zur Wasserdichtheit erleichterten Kabelführung elekt- rischer Versorgungs-und Steuerkabel aus dem hinteren Dachrah- men 4 in das Verzweigungsstück 6, und-aus diesem heraus-ü- ber die Scharniere 21 und 22 in die Rückwandtür 2.

Zur Herstellung des Verzweigungsstückes 6 des Eckbereiches 15 wird ein geradliniges Rohr verwendet, das anschließend knieför- mig gebogen und dann in eine Profilvorform gequetscht wird, so daß das abgewinkelte Rohr einen rechteckigen Querschnitt er- hält. Die Querschnittsform kann auch anders sein und beliebig den jeweiligen Bauraumgegebenheiten und/oder dem jeweiligen Be- darf angepaßt sein. Danach wird die Profilvorform in ein Innen- hochdruck-Umformwerkzeug eingelegt und entsprechend der ge- wünschten Endform mittels fluidischen Innenhochdruckes aufge- weitet. Gleichzeitig wird an der Stelle der knieförmigen Ab- winklung die Aushalsung 17 ausgeblasen, die im wesentlichen ko- axial zur in Einbaulage zum Fahrzeugheck weisenden Öffnung 34 des Hohlprofiles verläuft und die im weiteren geschlossen bleibt. Hierbei ist es denkbar, den Ausformungsprozeß der Aus- halsung 17 in mehreren Stufen abfolgen zu lassen, wobei nach jeder Stufe das Hohlprofil zwischengeglüht wird, um den bei der gegebenen großen Ausziehlänge der Aushalsung 17 bestehenden ho- hen Umformgrad prozeßsicher zu ermöglichen.

Zur Erstellung des Eckbereiches 15 werden die schalenförmigen Bauteilen 7,8 des hinteren Dachrahmens und der D-Säule 3 des Kraftfahrzeuges 1 an das fertiggeformte Verzweigungsstück 6 ge- fügt. Dies kann zum einen dadurch erfolgen, daß zuerst die Schalenbauteile 7 und 8 miteinander verschweißt oder miteinan- der unter Bildung eines kastenförmigen Hohlprofiles geklebt werden, worauf dieses dann in verfahrenstechnisch einfacher Weise auf das offene zweite Ende 18 des Verzweigungsstückes 6 gesteckt wird. In dieser vorläufig festen Verbindung kann dann eine Verschweißung, vorzugsweise Punktschweißungen oder einer Durchschweißung mittels eines hochenergetischen Strahles, mit dem Verzweigungsstück 6 in der Überlappungszone 19 der Steck- verbindung erfolgen. Die Halbschale der D-Säule 3 wird auf die Ausklinkung 20 gesteckt und mit dem ersten offenen Ende 16 des Verzweigungsstückes 6 verschweißt. Zum anderen ist es auch denkbar, die Schalenbauteile an den Umfang der Enden 16 und 18 anzulegen, so daß die Überlappungszone 19 entsteht, in der die Fügung dann mittels Schweißen erfolgt. Hierbei kann verfahrens- ökonomisch in einem Schweißvorgang auch die Verbindung der Schalenbauteile untereinander zu einem Hohlprofil ablaufen.

Schließlich wird das federgedämpfte Scharniersystem in die nach zum Fahrzeugheck weisende Öffnung 34 des Verzweigungsstückes 6 geschoben und an dessen Boden 27 lösbar befestigt, insbesondere verschraubt.