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Patent Searching and Data


Title:
REAR ROOF FRAME FOR MOTOR VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/070325
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rear roof frame for a motor vehicle with a hatchback which is connected to the roof frame. The rear roof frame consists of an upper shell and a lower shell joined thereto. The aim of the invention is to provide a rear roof frame which, despite its shell-type structure, consists of a light construction and displays in a simple manner enough stiffness with respect to torsion and enough flexural strength to withstand high mechanical strain. In order to achieve this, a hollow profile section respectively emanating from a transition area leading to the side roof frame is arranged inside the shell-type structure and extends parallel to the longitudinal extension thereof, terminating at least on the end facing away from the side roof frame in an elbow piece which kinks in the direction of the nose of the vehicle and which has an opening on the front face of the longitudinally extending section pointing to the rear. A hatchback hinge fixed in the hollow profile section protrudes through said opening. The end of the rear roof frame forms a tubular hollow profile section of the side roof frame, said section being connected to the hollow profile of the rear roof frame.

Inventors:
EIPPER KONRAD (DE)
KOSLOWSKI HEINZ (DE)
LOHSE THOMAS (DE)
SAILER THOMAS (DE)
SCHROEDER MATTHIAS (DE)
WENDLER RICHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/001267
Publication Date:
September 12, 2002
Filing Date:
February 07, 2002
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
EIPPER KONRAD (DE)
KOSLOWSKI HEINZ (DE)
LOHSE THOMAS (DE)
SAILER THOMAS (DE)
SCHROEDER MATTHIAS (DE)
WENDLER RICHARD (DE)
International Classes:
B62D25/06; E05D5/06; (IPC1-7): B62D25/06; B21D26/02
Domestic Patent References:
WO1999011504A11999-03-11
Foreign References:
DE10014367A12001-09-27
DE10001989A12001-07-26
DE10034141A12002-01-24
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Brückner, Ingo (Intellectual Property Management IPM-C106, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hinterer Dachrahmen (1) eines Kraftfahrzeuges mit einer Heckklappe, die am Dachrahmen (1) angeschlagen ist, wobei der hintere Dachrahmen (1) aus einer Oberschale (2) und einer an dieser gefügten Unterschale (3) besteht, wobei innerhalb der Schalenstruktur ein jeweils vom Übergangsbereich (4) zum seitlichen Dachrahmen (5) ausgehendes Hohlprofil (6) angeord net ist, das parallel zur Längserstreckung der Struktur ver läuft und zumindest an dem seitlichen Dachrahmen (5) abge wandten Ende (7) in einem in Bugrichtung des Fahrzeuges ab knickenden Knie (8) ausläuft und an seiner nach hinten wei senden Stirnseite (11) des sich längserstreckenden Abschnit tes eine Öffnung (12) aufweist, die ein im Hohlprofil (6) be festigtes Heckklappenscharnier (13) durchragt, und wobei das Ende des hinteren Dachrahmens (1) ein rohrförmiges Hohlprofil (14) des seitlichen Dachrahmens (5) bildet, das an das Hohl profil (6) des hinteren Dachrahmens (1) angeschlossen ist.
2. Dachrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (6) in ein geradlinig verlaufendes Bauteil und in ein mit diesem verbundenes Knie (8) geteilt ist.
3. Dachrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile (6,14) des seitlichen und des hinteren Dachrahmens (5,1) einstückig miteinander verbunden sind.
4. Dachrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (6,14) des seitlichen und/oder des hinte ren Dachrahmens (5,1) innenhochdruckumgeformte Bauteile sind.
5. Dachrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlprofil (14) des seitlichen Dachrahmens (5) eine Gasdruckfeder (16) als Abstützvorrichtung für die Heckklappe angeordnet ist.
6. Dachrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Knie (8) mit seinem in Bugrichtung des Fahrzeuges weisenden Ende (25) an der Längsseite (26) der Schalenstruk tur befestigt ist, und daß die Schalenstruktur eine Öffnung aufweist, die mit der Öffnung (27) des hohlen Knies (8) fluchtet.
7. Dachrahmen nach einem der Ansprüche 1,2, oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (14) des seitlichen Dachrahmens (5) auf der dem Hohlprofil (6) zugewandten Seite (17) eine Ausklin kung (18) aufweist, deren Ränder (20) von ausklinkungsfreien Hohlprofil (6) überlappend umgriffen sind, und daß die Hohl profile (6,14) in ihrer Überlappungszone (22) miteinander verschweißt und/oder verklebt sind.
Description:
Hinterer Dachrahmen von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft einen hinteren Dachrahmen von Kraft- fahrzeugen.

Bei herkömmlichen Serienkraftfahrzeugen, insbesondere bei so- genannten Kombinationsfahrzeugen, besteht der hintere Dach- rahmen aus einer Vielzahl von einzelnen Blechpreßteilen, die zu einer Innenschale und einer Außenschale gefügt sind, wel- che ihrerseits unter Bildung eines Hohlraumes zu einem Hohl- profil gefügt, insbesondere verschweißt sind. Die Stützvor- richtung für die am Dachrahmen angeschlagene und nach oben schwenkbare Heckklappe wird von Scharnieren gebildet, die ei- nenends am hinteren Dachrahmen befestigt sind. Zusätzlich wird die Heckklappe noch durch Gasfedern abgestützt, die ei- nerseits am Heckpfosten der Karosserie und andererseits an der Heckklappe unmittelbar angelenkt sind. Diese Schalen müs- sen, um die Dichtigkeit der Karosserie besonders im Eckbe- reich beim Übergang des hinteren Dachrahmens in den nach hin- ten im Rohbauzustand offenen seitlichen Dachrahmen zu gewähr- leisten, in aufwendiger und sorgfältiger Weise in den Flanschbereichen nach außen abgedichtet werden, was häufig umweltunverträgliche Dichtstoffe erfordert. Weiterhin entste- hen aufgrund der Mehrteiligkeit und der verzugbehafteten Schweißverbindungen Toleranzprobleme, die auch hinsichtlich des Anschlusses des hinteren Dachrahmens an den seitlichen Dachrahmen die Abdichtungsmöglichkeit behindern und ein auf- wendiges Richten des Dachrahmens zur Folge haben können.

Durch die offene Gestaltung des hinteren Dachrahmens in den Eckbereichen zum seitlichen Dachrahmen hin ist die Steifig- keit in Torsions-und Biegerichtung erniedrigt, was im Fahr- betrieb und beim Aufschlagen der Heckkklappe zu Verzügen des Rahmens oder aber nach längerer Betriebszeit des Kraftfahr- zeuges zu Beschädigungen durch Einfallstellen am Rahmen füh- ren kann. Um dem zu entgegnen, können in den Eckbereichen des hinteren Dachrahmens für die Gewährleistung eines Langzeitbe- triebes des Fahrzeugs eine Vielzahl an zusätzlich angebrach- ten Versteifungsblechen angebracht werden, was zu einem ver- größerten Aufwand in der Montage und zu einem erhöhten Ge- wicht führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hinteren Dachrahmen eines Kraftfahrzeuges mit einer am Dachrahmen an- geschlagenen Heckklappe aufzuzeigen, der trotz Schalenbauwei- se in einfacher Weise und Leichtbauweise eine für die Halt- barkeit gegenüber hohen mechanischen Beanspruchungen ausrei- chende Torsions-und Biegesteifigkeit aufbringt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa- tentanspruches 1 gelöst.

Dank der Erfindung entfällt eine komplizierte Schalenstruktur mit Versteifungsblechen, da sich die Schalenbauweise nur auf zwei Schalen, eine Oberschale und eine Unterschale, be- schränkt. Aufgrund dessen, daß im Übergangsbereich des hinte- ren Dachrahmens zum seitlichen Dachrahmen in der Schalen- struktur Hohlprofile mit einem knieförmigen Abschnitt beid- seitig angeordnet und an der Struktur befestigt sind, erhält der hintere Dachrahmen eine außerordentliche Biege-und Tor- sionssteifigkeit quer und längs zur Fahrzeugrichtung, wobei sich diese besonders auf die Anbringungsstelle des Scharnie- res der Heckklappe konzentriert, so daß in der erfindungsge- mäßen Dachrahmengestaltung keine Schäden des Rahmens bei häu- figer Schwenkbetätigung der Heckklappe und sonstiger mechani- scher Beanspruchungen des Fahrzeugs während des Fahrbetrie- bes, die sich unter anderem auch auf den hinteren Dachrahmen in Form von Verzügen auswirken, auftreten. Hohlprofile sind einfach herzustellen und dank ihrer hohen Steifigkeitseigen- schaften gegenüber anderen in herkömmlicher Weise versteifen- den Blechkonstruktionen von Schalenbauweisen bei vergleichba- ren Steifigkeitswerten von geringem Gewicht. Aufgrund der en- gen Anknüpfung seitlichen Dachrahmens an den hinteren Dach- rahmen in Form eines Hohlprofiles, das das Ende des hinteren Dachrahmens bildet, wird eine optimale Krafteinleitung und- verteilung im gesamten Dachrahmen erzielt, wobei diese An- knüpfung einen weiteren wesentlichen Beitrag zur Versteifung des hinteren Dachrahmens erbringt. Der mittlere Teil des hin- teren Dachrahmens, der keine sonderliche Aussteifung benö- tigt, bleibt im Vergleich zum übrigen Dachrahmen biege- schlaff.

Aufgrund dessen, daß der Endbereich des hinteren und des seitlichen Dachrahmens, der im Rohbauzustand nach hinten teilweise offen ist und somit bezüglich der Steifigkeit ge- schwächt ist, von Hohlprofilen, insbesondere im Übergang zum seitlichen Dachrahmen von einem einstückigen umfänglich ge- schlossenen Hohlprofil gebildet wird, wird die Schwächung in einfacher Weise überkompensiert, was besonders bei einem Sei- tenaufprall und Überschlägen des Kraftfahrzeuges durch die ernergieabsorbierende Wirkung von erheblichem Vorteil ist.

Schweißflansche sind für die Herstellung nicht mehr zwangs- läufig notwendig und für die Betrachtung der Dichtigkeit von keiner Bedeutung mehr. Das erfindungsgemäße Hohlprofil läßt durch das Fehlen von Spalten und Schweißflanschen keine Dich- tigkeitsprobleme aufkommen, wobei die Fertigung mit wesent- lich geringeren Toleranzen erfolgen kann als bei einem mehr- teiligen Schalenbau. In Anbetracht seiner sehr hohen Steifig- keit kann bei unerheblicher Verringerung der Steifigkeit die Wandstärke reduziert werden, was Bauraum und Gewicht einspart. In vorteilhafter Weise hinsichtlich einer bauraum- sparenden und geschützten Unterbringungsmöglichkeit bildet das Hohlprofil ein Aufnahmegehäuse, in dem das Scharnier und/oder die Gasdruckfeder angebracht ist. Die Hohlprofile können als Rohling beispielsweise als zweischalige Struktur ausgebildet sein. Alternativ sind Strangpreßprofile, oder ge- zogene Rohre denkbar. Ebenfalls können die Hohlprofile aus einer Platine geschnitten und nach einer anschließenden Bie- ge-oder Rolloperation längsnahtgeschweißt sein.

Des weiteren wird die Teilevielfalt zur Herstellung des hin- teren Dachrahmens und somit des gesamten Dachrahmens redu- ziert, was einen geringen Herstellung und Montageaufwand so- wie eine Verringerung der Herstellungskosten bedeutet.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden ; im übrigen ist die Erfin- dung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- beispieles nachfolgend näher erläutert ; dabei zeigt die Figur in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen hinteren Dachrahmen mit einem Hohlprofilzusammenbau des seit- lichen Dachrahmens im Endbereich des hinteren Dachrahmens.

In der Figur ist ein hinterer Dachrahmen 1 eines Kraftfahr- zeuges mit einer Heckklappe, die am Dachrahmen 1 angeschlagen ist, dargestellt. Der hintere Dachrahmen 1 besteht aus einer Oberschale 2 und einer an dieser gefügten Unterschale 3. Das Fügen der Schalen 2 und 3 kann entweder unlösbar durch Ver- schweißen, Kleben oder Durchsetzfügen oder auch lösbar mit- tels Verbindungelementen wie Schrauben o. ä. erfolgen. Inner- halb der Schalenstruktur ist ein jeweils vom Übergangsbereich 4 zum seitlichen Dachrahmen 5 ausgehendes Hohlprofil 6 ange- ordnet ist, das parallel zur Längserstreckung der Struktur verläuft. Das geradlinige Hohlprofil 6, das sowohl einstückig als auch als Schalenkonstruktion gefertigt sein kann, ist mit seinem dem seitlichen Dachrahmen 5 abgewandten Ende 7 unmit- telbar mit einem weiteren knieförmigen Hohlprofil 8 verbun- den, das in Bugrichtung des Fahrzeuges abknickt.

Obwohl es denkbar ist, daß in fertigungstechnisch einfacher Weise die beiden Hohlprofile 6 und 8 einstückig miteinander verbunden sind, erbringt die gezeigte Zweiteiligkeit eine bessere Austauschbarkeit der einzelnen Bauteile und eine hö- here Eignung in der spezifischen Anpassung an den Bauraum.

Bei einer Wahl der Variante der Einteiligkeit kann das Hohl- profil 6,8 aus einem geradlinigen Rohr gebogen werden, wel- ches dann in einem Werkzeug bezüglich des Querschnittes in Form und Durchmesser vorprofiliert und anschließend durch In- nenhochdruckumformen in die Endform mit der gewünschten Pro- filkontur toleranzfrei gebracht wird. Bei dieser Variante läuft dann das Hohlprofil 6 einstückig in dem Knie 8 aus. Das Hohlprofil 6 und das Knie 8 kann an der Oberseite 9 der Un- terschale 3 und der Unterseite 10 der Schale 2 oder an nur einer der beiden Schalen 2,3 lösbar oder unlösbar befestigt sein. Die nach hinten weisende Stirnseite 11 des Hohlprofiles 6 oder-im Falle der einstückigen Verbindung mit dem Knie 8 -seines sich längs der Schalenstruktur (Oberschale 3 und Un- terschale 3) erstreckenden Abschnittes eine horizontal ver- laufende schlitzartige Öffnung 12 aufweist, die ein im Hohl- profil 6 an dessen Innenseite 23 der hinteren Profilstirnsei- te 24 schraubbefestigtes Heckklappenscharnier 13 durchragt.

Das jeweilige Ende des hinteren Dachrahmens 1 bildet ein rohrförmiges Hohlprofil 14 des seitlichen Dachrahmens 5, das an das Hohlprofil 6 des hinteren Dachrahmens 1 angeschlossen ist. Das Hohlprofil 14 kann ein Innenhochdruckumformteil sein, wodurch die fertigungs-und montagetoleranzbehafteten Blechkonstruktionen entfallen und den gerade im Übergangsbe- reich 4 anfallenden hohen Dichtigkeitsansprüchen vollauf Ge- nüge tun. In fertigungstechnisch günstiger Weise können das Hohlprofil 14, das Hohlprofil 6 und das Knie 8 einstückig verbunden sein, wobei ein einfaches gerades Rohr das Halbzeug bildet, das zuerst in U-form gebogen wird und dann in einem Innenhochdruckumformwerkzeug gequetscht und vorprofiliert wird. Anschließend wird das Bauteil durch fluidischen Innen- hochdruck bezüglich Querschnitt, Form und Kontur bedarfsge- recht aufgeweitet, wonach im Übergangsbereich 4 die Öffnung 12 und eine Öffnung 15 am hinteren Ende des das Hohlprofil 14 bildenden Abschnittes zur Aufnahme und Montage einer Gas- druckfeder 16 als Abstützvorrichtung für die Heckklappe bei- spielsweise durch Laserkonturschneiden herausgeschnitten wer- den.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Hohlprofile 14, 6 und 8 jedoch separate aneinander gefügte Bauteile. Das Hohlprofil 14 des seitlichen Dachrahmens 5 weist auf seiner dem Hohlprofil 6 zugewandten Seite 17 in verbindungstechnisch günstiger Weise eine Ausklinkung 18 auf, in die das Hohlpro- fil 6 des hinteren Dachrahmens 1 mit seinem zugewandten Ende 19 eingreift, wobei die Ränder 20 der Ausklinkung 18 von dem Hohlprofil 6 umgriffen werden. Das Hohlprofil 6 ist dazu end- seitig aufgestülpt, so daß sich ein schweißflanschartiger Be- reich 21 über den gesamten Umfang des Hohlprofilendes 19 aus- bildet, welcher beim Umgreifen der Ausklinkungsränder 20 eine Überlappungszone 22 schafft, in der die beiden Hohlprofile 6 und 14 in leicht zu handhabender Weise verschweißt, vorzugs- weise punktgeschweißt werden können. Zur sicheren Abdichtung werden die Hohlprofile 6 und 14 dort noch verklebt, wobei der Klebevorgang nach dem Schweißen erfolgt. Der Klebstoff wird auf das Hohlprofil 14 unmittelbar neben dem Ende des umgrei- fenden und bereits verschweißten Hohlprofiles 6 aufgetragen, wonach der noch flüssige Klebstoff durch einen Kapillarenef- fekt des Fügespaltes zwischen den Hohlprofilen 6 und 14 in die Überlappungszone 22 breitflächig hineingezogen wird und dann aushärten kann.

Die Schwächung des Hohlprofiles 14 durch die Ausklinkung 18 hinsichtlich der Steifigkeit an dieser Stelle wird durch die geschilderte rechtwinklige Anbindung an das Hohlprofil 6 des hinteren Dachrahmens 1 mehr als kompensiert. Außerdem werden von außen einwirkende Kräfte wie beim Seitenaufprall durch die großflächige Einleitung in den hinteren Dachrahmen 1 sehr gut auf den übrigen Dachrahmen übertragen, so daß eine hohe Stoßfestigkeit erreicht wird. Alternativ kann das Hohlprofil 14 seitlich geschlossen sein, wodurch die Innenräume der Hohlprofile 6 und 14 voneinander getrennt sind. Hierbei muß das zugewandte Ende des Hohlprofiles 6 mit Schweiß-bzw. Kle- beflanschen ausgebildet sein, so daß eine sichere Anbindung gewährleistet ist. Zu diesem Zwecke kann die Umfangsfläche des Hohlprofiles 14 an der entsprechenden Fügestelle durch Innenhochdruckumformen an die Kontur der Schweißflansche an- gepaßt oder für eine möglichst günstige Handhabung des Füge- verfahrens geeignet ausgeformt sein.

Weiterhin ist der Figur entnehmbar, daß das Knie 8 mit seinem in Bugrichtung des Fahrzeuges weisenden Ende 25 an der Längs- seite 26 der Schalenstruktur befestigt ist, womit eine weite- re Steifigkeitserhöhung für den hinteren Dachrahmen 1 im Ü- bergangsbereich 4 zum seitlichen Dachrahmen 5 geschaffen wird. Diese Anbindung an die Schalenstruktur bildet mit dem Hohlprofil 14, dem Hohlprofil 6 und dem Knie 8 eine Art rechteckiger Steifigkeitsknoten mit hochsteifen Eigenschaften in allen Raumrichtungen, was neben der eminenten mechanischen Belastungsfähigkeit für ganz außerordentliche Energieabsorp- tionsfähigkeiten des hinteren Dachrahmens im Falle eines Fahrzeugcrashes sorgt.

Das hohle Knie 8 weist an seinem Ende 25 eine Öffnung 27 auf, die mit einer Öffnung in der Unterschale 3 der Schalenstruk- tur an deren Längsseite 26 fluchtet. Das Ende 25 besitzt ei- nen ringbundartigen Flansch 28, der oberseitig in Fahrzeug- bugrichtung abgeklappt ist und in eine die vorgenannte Öff- nung beinhaltende U-förmige Aussparung 29 der Unterschale 3 eingepaßt und dort an dieser befestigt ist. Der Verwendungs- zweck der Öffnungen in der Unterschale 3 und der Öffnung 27 besteht darin, daß damit und durch das Knie 8 und das Hohl- profil 6 in einfacher Weise mit bestmöglicher Abdichtung nach außen ein Kabelkanal für Rückleuchte, Heckheizung, Scheiben- wischer, Zentralverriegelung, Zuziehhilfe usw. mit guter Füh- rung für die Kabel ausgebildet ist.