DE102009047893A1

DE102009047893A1 - Verdeckquerelement für ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102009047893A1
Application number: DE200910047893
Authority: DE
Inventors: Benedikt Wallenhorst; Maik Stölting; Uwe Nissen; Rainer Prenger
Original assignee: Wilhelm Karmann GmbH
Current assignee: Valmet Automotive Oy
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-03-31

Abstract

Es wird ein Verdeckquerelement für ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs aus der Bauteilgruppe Stoffhaltebügel (1), Dachspitze und Querspriegel vorgeschlagen, wobei das Verdeckquerelement (1) wenigstens teilweise als mittels eines Innenhochdruck-Umformverfahrens aus einem hohlen Halbzeug geformtes Hohlelement (3) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verdeckquerelement für ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs aus der Bauteilgruppe Stoffhaltebügel, Dachspitze und Querspriegel nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Praxis sind im Wesentlichen als Hohlprofile ausgebildete Verdeckquerelemente bei Verdecken von Cabriolet-Fahrzeugen bekannt, welche als Strangpressprofilbauteile ausgebildet sind und mit entsprechenden Umformvorgängen hergestellt sind. Weiterhin sind mit Blechen ausgebildete Verdeckelemente bekannt, wobei die Bleche zur Bildung der Verdeckelemente miteinander verschweißt, vernietet oder vergleichbar miteinander verbunden sind.
Nachteilhafterweise weisen derartig ausgebildete Verdeckquerelemente zur Erfüllung der hohen Stabilitätsanforderungen meist ein hohes Gewicht auf und sind in der Herstellung relativ teuer.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verdeckquerelement für ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs zu schaffen, welches auf einfache Weise herstellbar ist und ein geringes Gewicht bei hoher Steifigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird mit einem Verdeckquerelement für ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen eines Verdeckquerelements für ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung sieht somit ein Verdeckquerelement für ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs aus der Bauteilgruppe Stoffhaltebügel, Dachspitze und Querspriegel vor, welches erfindungsgemäß wenigstens teilweise als mittels eines Innenhochdruck-Umformverfahrens aus einem hohlen Halbzeug geformtes Hohlelement ausgebildet ist.
Ein wenigstens teilweise mittels eines Innenhochdruck-Umformverfahrens (IHU) hergestelltes Verdeckquerelement hat den Vorteil, dass es im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Verdeckquerelementen ein geringeres Gewicht bei erhöhter Steifigkeit aufweist.
Durch das Innenhochdruck-Umformverfahren sind weiterhin gute Oberflächenqualitäten des Verdeckquerelements bei geringen Toleranzen erzielbar. Vorteilhafterweise sind erfindungsgemäße Verdeckquerelemente in hohen Stückzahlen besonders kostengünstig herstellbar.
Die Fertigung langer und großer Bauteile mittels Innenhochdruck-Umformens ist mit entsprechend ausgelegten Maschinen und damit möglichen hohen Innendrücken auf einfache Weise möglich. Gute Simulationsmöglichkeiten bei der Konstruktion und Auslegung der Verdeckquerelemente ermöglichen dabei auf einfache Weise eine optimierte Ausgestaltung der Verdeckquerelemente.
Um das Verdeckquerelement optimal auf die auf den jeweiligen Teil des Hohlelements wirkenden Kräfte und Belastungen anzupassen, kann das Hohlelement bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verschiedene Wandstärken aufweisen. In Bereichen des Verdeckquerelements, auf die hohe Kräfte und Belastungen wirken, ist eine Wandstärke des Hohlelements größer gewählt als in Bereichen des Verdeckquerelements, auf die geringere Kräfte und Belastungen wirken.
Die unterschiedlichen Wandstärken des Hohlelements können dabei einerseits durch unterschiedliche Wandstärken des Halbzeugs (z. B. tailored tubes) oder andererseits durch ein entsprechendes Innenhochdruck-Umformverfahren aus einem Halbzeug mit konstanter Wandstärke erzielt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Hohlelement wenigstens bereichsweise doppel- oder mehrwandig ausgebildet sein, um ein auf die im jeweiligen Bereich auf das Hohlelement wirkenden Belastungen angepasstes Hohlelement mit variablen Wandstärken herzustellen.
Das Hohlelement kann in einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung aus Stahl oder Aluminium oder Magnesium und deren Legierungen gefertigt sein.
Als bevorzugte Halbzeuge haben sich in der Praxis Halbzeuge mit einer Wandstärke bei Stahl im Bereich von 0,7 mm bis 2 mm, insbesondere etwa 1,5 mm, und bei Aluminium im Bereich von 1,4 mm bis 4 mm, insbesondere etwa 2,5 mm, erwiesen.
Bei beispielsweise aus Stahlblech ausgebildetem Halbzeug ergibt sich bei einem Innenhochdruck-Umformverfahren eine maximale Streckung des Halbzeugs von etwa 25% des Ausgangsumfanges des Halbzeugs. Das Hohlelement weist somit eine gegenüber dem Halbzeug entsprechend verringerte Wandstärke auf. In Bereichen ohne Umformung oder Streckung kann die Wandstärke des Hohlelements mit der des Halbzeugs identisch sein.
Zur Verwendung als Halbzeug eignen sich insbesondere Rohre oder verschweißte Blechprofile. Diese können insbesondere eine bereits an die zu erzielende Form des Hohlelements angenäherte Form aufweisen, so dass das Hohlprofil mittels des Innenhochdruck-Umformverfahrens auf einfache Weise aus dem Halbzeug herstellbar ist.
Um das Verdeckquerelement optimal an die jeweiligen Belastungen und Anforderungen anzupassen, kann es bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Verdeckquerelement neben dem Hohlelement wenigstens ein Strangpressprofil oder wenigstens ein Blechteil aufweist. Das Strangpressprofil oder das Blech können dabei zur Anbindung weiterer Elemente an das Hohlelement bzw. das Verdeckquerelement vorgesehen sein. Weiterhin kann das Strangpressprofil oder Blech auch zur Erhöhung der Stabilität des Verdeckquerelements beispielsweise in besonders stark belasteten Bereichen vorgesehen sein.
Eine Anbindung von weiteren Bauteilen, wie beispielsweise einer Gurtanbindung, einer Heckscheibe, eines Verdeckstoffs, einer Dichtung, eines Innenhimmels oder von Gestängeteilen an das Verdeckelement wird bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch ermöglicht, dass das Verdeckquerelement wenigstens eine Aufnahmestelle für die entsprechenden Bauteile aufweist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann an dem Hohlelement wenigstens ein Funktionselement, wie beispielsweise ein Lagerelement, anordenbar sein. Das Funktionselement wird dabei insbesondere nach einer Herstellung des Hohlelements an diesem angebunden.
Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Stoffhaltebügel kann bei einer einfachen Ausgestaltung derart gebildet sein, dass ein Verdeckbezug des Verdecks über eine insbesondere als Kunststoffschiene ausgebildete Schiene an dem Stoffhaltebügel anbindbar ist.
Alternativ können als Werkstoff für die Schiene neben Kunststoff auch Metalle wie Stahl, Aluminium und Magnesium zur Anwendung kommen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungen eines Verdeckquerelements nach der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und der Beschreibung.
Nachfolgend ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verdeckquerelements anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.
Es zeigt:
1 eine dreidimensionale Ansicht eines Verdeckquerelements in Form eines Stoffhaltebügels, welcher mittels eines Innenhochdruck-Umformverfahrens hergestellt ist;
2 eine dreidimensionale Ansicht eines Ausschnitts des Stoffhaltebügels der 1 aus einer anderen Perspektive; und
3 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch den Stoffhaltebügel der 1 entlang der Linie A-A.
Die Figuren der Zeichnung zeigen ein Verdeckquerelement für ein Verdecks eines Cabriolet-Fahrzeugs, welches als Stoffhaltebügel 1 ausgebildet ist. Ein Hohlelement 3 des U-förmig und mit Stahlblech ausgebildeten Stoffhaltebügels 1 ist mittels eines Innenhochdruck-Umformverfahrens aus einem rohrförmigen Halbzeug hergestellt.
Das Halbzeug ist bereits entsprechend den auf das Hohlelement 3 in seinem Gebrauchszustand wirkenden Kräften und Belastungen mit unterschiedlichen Wandstärken ausgebildet, wobei das rohrförmige Halbzeug in einem Innenhochdruck-Umformverfahren in die endgültige, in den Figuren dargestellte Form des Hohlelements 3 gebracht wird.
Bei der Herstellung des Hohlelements 3 aus dem Halbzeug können mehrere Verfahrensschritte mit einzelnen Zwischenglühphasen vorgesehen sein, wobei sich dies nach dem jeweiligen Verformungsgrad von dem Halbzeug zu dem Hohlelement 3 richtet. Das Halbzeug weist dabei vorliegend eine mittlere Wandstärke von etwa 1,5 mm auf, wobei diese entsprechend den jeweiligen Belastungen über dem Verlauf des Stoffhaltebügels 1 an diese Belastungen angepasst ist und deshalb nicht konstant bei 1,5 mm liegt.
Alternativ zu dem rohrförmigen Halbzeug könnte dieses auch von mehreren beispielsweise miteinander verschweißten Blechen gebildet sein.
Jeweils in einem in Gebrauchszustand fahrzeugfrontseitigen Bereich von zwei Armen 5, 7 des Stoffhaltebügels 1 ist ein Gestängeelement, welches vorliegend als Gestängeschere 9 ausgebildet ist, über eine erste Aufnahmestelle 11 und eine zweite Aufnahmestelle 13 an dem Hohlelement 3 des Stoffhaltebügels 1 angebunden. An seinem dem Stoffhaltebügel 1 abweisenden Ende ist die Gestängeschere 9 an einem Hauptlager des Verdecks anordenbar, wobei der Stoffhaltebügel 1 in Gebrauchszustand bei einer Verdecköffnungs- oder schließbewegung über die Gestängeschere 9 bewegt wird.
Ausgehend von dem ersten Anbindungspunkt 11 der Gestängeschere 9 in Richtung eines im Gebrauchszustand des Stoffhaltebügels 1 in Verdeckquerrichtung verlaufenden Querbereichs 15 des Stoffhaltebügels 1 verlagert, ist eine Totpunktstange 17 über eine Totpunktaufnahme 19 an dem Hohlelement 3 des Stoffhaltebügels 1 angeordnet. Die Totpunktaufnahme 19 ist hierzu in einem mittigen Bereich über zwei Schrauben 21 an einer dritten Aufnahmestelle 23 und einer vierten Aufnahmestelle 25 und an einem dem Arm 5 des Stoffhaltebügels 1 abweisenden Ende über eine fünfte Aufnahmestelle 27 an dem Hohlelement 3 des Stoffhaltebügels 1 angebunden. Die Totpunktstange 17 ist an einem der fünften Aufnahmestelle 27 der Totpunktaufnahme 19 abgewandten Ende an der Totpunktaufnahme 19 gelenkig angeordnet.
Ebenso wie die erste Aufnahmestelle 11 und die zweite Aufnahmestelle 13 sind auch die dritte Aufnahmestelle 23, die vierte Aufnahmestelle 25 und die fünfte Aufnahmestelle 27 auf einer in Gebrauchszustand des Stoffhaltebügels 1 in Richtung eines Fahrgastraumes weisenden Seite des Hohlelements 3 angeordnet.
In der 1 ist in einem nach oben weisenden Bereich eine sechste Aufnahmestelle 29 zur Anordnung einer Gurtanbindung vorgesehen.
An einer dem Arm 5 des Stoffhaltebügels 1 abweisenden Seite der sechsten Aufnahmestelle 29 ist eine siebte Aufnahmestelle 31 vorgesehen, welche zur Aufnahme einer Ablageeinrichtung für eine Heckscheibe ausgebildet ist.
In einem oberen Bereich des Stoffhaltebügels 1 zwischen der sechsten Aufnahmestelle 29 und der siebten Aufnahmestelle 31 ist weiterhin eine achte Aufnahmestelle 33 ausgebildet, welche dafür vorgesehen ist, einen Innenhimmel an den Stoffhaltebügel 1 anzubinden.
Die Aufnahmestellen 11, 13, 23, 25, 27, 29, 31 und 33 des Halteelements 3 werden auf einfache und kostengünstige Weise bei dem Innenhochdruck-Umformverfahren hergestellt, so dass hierfür keine weiteren Bearbeitungsschritte nötig sind.
An einem in Gebrauchszustand des Stoffhaltebügels 1 dem Fahrgastraum abgewandten Ende ist ein als Strangpressprofil ausgebildeter Flansch 35 an dem Hohlelement 3 des Stoffhaltebügels 1 angeordnet. Wie in der 3 näher ersichtlich ist, weist der vorliegend über einen IHU-Fügevorgang an dem Hohlelement 3 des Stoffhaltebügels 1 angebundene Flansch 35 eine erste Aufnahme 37 zur Anordnung eines Verdeckbezugs an dem Stoffhaltebügel 1 und eine zweite Aufnahme 39 zur Anordnung eines Dichtelements an dem Stoffhaltebügel 3 auf.
Der Flansch 35 weist einen der Form des Hohlelements 3 nachgebildeten Hauptbereich 41 auf, mit dem er an dem Hohlelement 3 angeordnet ist. Drei von dem Hohlelement 3 abstehende Blechelemente 43 bilden die erste Aufnahme 37 und die zweite Aufnahme 39 des Flansches 35.
In einer alternativen Ausbildung der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass der Flansch in einem Klebevorgang oder dergleichen an dem Hohlelement des Stoffhaltebügels angebunden ist. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der Flansch weniger oder mehr Aufnahmen aufweist.
In einer weiteren alternativen Ausbildung der Erfindung könnte der Stoffhaltebügel ganz ohne einen Flansch ausgebildet sein, wenn der Verdeckbezug an seinem dem Stoffhaltebügel zuweisenden Ende eine Schiene aufweist, welche an dem Hohlelement anordenbar ist.

Claims

Verdeckquerelement für ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs aus der Bauteilgruppe Stoffhaltebügel (1), Dachspitze und Querspriegel, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdeckquerelement (1) wenigstens teilweise als mittels eines Innenhochdruck-Umformverfahrens aus einem hohlen Halbzeug geformtes Hohlelement (3) ausgebildet ist.
Verdeckquerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlelement (3) verschiedene Wandstärken aufweist, welche insbesondere an die auf den jeweiligen Teil des Hohlelements (3) wirkenden Kräfte und Belastungen angepasst sind.
Verdeckquerelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlelement (3) wenigstens bereichsweise doppel- oder mehrwandig ausgebildet ist.
Verdeckquerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlelement (3) aus Stahl oder Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen gefertigt ist.
Verdeckquerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug bei Stahl eine Wandstärke im Bereich von 0,7 mm bis 2 mm, insbesondere etwa 1,5 mm, und bei Aluminium eine im Bereich von 1,4 mm bis 4 mm, insbesondere etwa 2,5 mm, aufweist.
Verdeckquerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug als Rohr oder verschweißtes Blechprofil ausgebildet ist.
Verdeckquerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdeckquerelement (1) neben dem Hohlelement (3) wenigstens ein Strangpressprofil (35) oder wenigstens ein Blechteil aufweist.
Verdeckquerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlelement (3) des Verdeckquerelements (1) wenigstens eine Aufnahmestelle (11, 13, 23, 25, 27, 29, 31, 33) für weitere Bauteile, wie beispielsweise eine Gurtanbindung, eine Heckscheibe, einen Verdeckstoff, eine Dichtung, eine Innenhimmel oder Gestängeteile, aufweist.
Verdeckquerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Hohlelement (3) wenigstens ein Funktionselement, wie beispielsweise ein Lagerelement, anordenbar ist.
Verdeckquerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffhaltebügel (1) derart ausgebildet ist, dass ein Verdeckbezug des Verdecks über eine insbesondere als Kunststoffschiene ausgebildete Schiene an dem Stoffhaltebügel (1) anbindbar ist.