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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Gebiet
der Erfindung – Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Dachsysteme für Fahrzeuge und
insbesondere Dachsysteme, die ein Strukturelement enthalten, die
das Außendachpaneel
enthalten oder stützen
und die die Dachhimmelauskleidung und eine breite Vielzahl verschiedener
Systeme stützen,
die üblicherweise
in dem Überkopfabschnitt
von Fahrzeugen, wie zum Beispiel Automobile, Vans, SUVs, Lkw und
dergleichen, verwendet werden. In ihren bevorzugten Ausführungsformen
betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere ein Komplettstruktursystem,
bei dem das Dachpaneel und der Strukturträger als ein einstückiger Karosseriekörper ausgebildet
sind, eine zweite Ausführungsform, bei
der ein Skelettoberbau dafür
konfiguriert ist, beliebige einer breiten Vielzahl verschiedener Überkopfkomponenten
und das Dachpaneel aufzunehmen, und eine dritte Ausführungsform,
bei der Strukturelemente, an denen Überkopfsystemkomponenten angebracht
sind, als Zellen zur Seite oder nach vorn bewegt werden, wodurch
wiederum die Notwendigkeit einer strukturellen Festigkeit für das Dachpaneel oder
die Dachhimmelauskleidung entfällt.
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Beschreibung
des Standes der Technik – Auf dem
Gebiet der Fahrzeugproduktion ist es heute im Fall einer herzustellenden
Fahrzeugkarosserie üblich,
entweder mehrere Teile, eine Monozellenbauweise oder dergleichen
zu verwenden. In der Regel ist das Fahrzeugdachpaneel an verschiedenen
Tragsäulen
angebracht, und Überkopfsystemkomponenten
werden dem Fahrzeug hinzugefügt,
indem man eine tragende Dachhimmelauskleidung durch die Windschutzscheibe
oder andere Fenster des Fahrzeugs zieht und die Überkopfsysteme mit dem Dachpaneel
entlang den seitlichen Längsträgern und/oder anderen
Strukturkomponenten, wie zum Beispiel Dachbögen, verbinden. Die Montage
der Dachhimmelauskleidung und der Überkopfsystemkomponenten innerhalb
der Grenzen des Fahrzeuginnenraums ist ein zeitaufwändiger und
teurer Teil der Fahrzeugmontage. Zum Beispiel müssen viele Komponenten aufwärts in der
Z-Achsen-Richtung angebracht werden, und die Handhabung in diesem
Bereich ist unter Verwendung von Robotern oder manueller Arbeit schwierig,
um die mechanischen Befestigungen sowie verschiedene elektrische
Verbindungen und dergleichen zu vollenden.
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DE 38 35 560 offenbart eine
Gitterstruktur für ein
Ganzkunststoffdach, die aus polygonalen oder runden Zellen gebildet
ist, die gleichmäßig über die Dachfläche verteilt
sind und dafür
ausgelegt sind, Solarzellen aufzunehmen. Die Zellen schaffen eine
Verstärkung
und bilden gleichzeitig eine Aufnahme für die Solarzellen und somit
ein Energiedach. Die Dachaußenhülle ist
in der Region der Solarzellen aus einem transparenten Material gebildet
und ist auf die Stützrahmen
geklebt. Die Zellen sind mit Verstärkungsflächen versehen, die in einer
Entfernung von der oberen Grenze der Zellen verlaufen und Öffnungen
aufweisen.
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Es
werden derzeit eine große
Vielzahl verschiedener Überkopfsystemkomponenten
in Fahrzeugen verwendet, einschließlich beispielsweise Sonnendächer, Innenlichter,
Haltegriffe, Klimaanlagenbedienelemente, -entlüftungen und -schächte, Sonnenschutzsysteme,
Infotainment-Komponenten, Schallelemente, Antennen, Zierelemente,
Instrumente und Navigationssysteme, Ablagebereiche, Lautsprechersysteme,
Notfallfahrzeugwarnsysteme, Rückblick-Systeme
wie zum Beispiel Kameras, die so positioniert sind, dass sie das
Rückwärtsfahren des
Fahrzeugs oder das Einparken unterstützen, Airbags, sonstige Aufprallschutzmaßnahmen
oder -sensoren, verschiedene Arten von Beleuchtung, dritte Bremsleuchten,
Strom- und Signalverteilungssysteme, D-Ringe, Seitensichtsysteme,
Abschlussverblendungen, Längsträgersysteme,
Dichtungen und dergleichen.
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Häufig gehören einige
der oben angesprochenen Komponenten und andere, die auf diesem Gebiet
verwendet werden oder die zur Verwendung in Überkopfsystemen entwickelt
werden, zur Sonderausstattung, und dementsprechend kann ein bestimmtes
Fahrzeug alle oder eine kleinere Teilkombination einer Vielzahl
verschiedener der Merkmale enthalten. Als ein einfaches Beispiel
kann ein bestimmtes Fahrzeug mit oder ohne getöntem oder ungetöntem Glasdach
lieferbar sein. Ein anderes Beispiel wären Fahrzeuge, die optional
mit Rücksitz-DVD-
oder -VHS-Monitoren ausgestattet sind. Dem Fachmann fallen sofort
noch weitere Beispiele ein.
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Neben
dem Problem der Variabilität
von Fahrzeug zu Fahrzeug erfordern derzeitige Systeme, dass die
Dachhimmelauskleidung von struktureller Art, d. h. selbsttragend,
ist und als eine Stütze
oder Verblendung für Überkopfsystemkomponenten
fungiert, die an der Dachhimmelauskleidung oder an anderen Strukturkomponenten
des Fahrzeugs befestigt sind, wie zum Beispiel Dachbögen, seitliche
Längsträger und
dergleichen. Infolge dessen sind Überkopfsystemkombinationen
mit den Dachhimmelauskleidungen im Allgemeinen schwer, was eine
weitere Schwierigkeit zu den oben besprochenen Fertigungsproblemen
hinzufügt.
Des Weiteren erfordert das Bereitstellen von tragendem Kunststoff
oder anderen Stützen
für Dachhimmelauskleidungen
zusätzliche
Rohstoffe, mit allen damit verbundenen Kosten- und Gewichtsproblemen.
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Verschiedene
US-Patente beschreiben Dachsysteme, von denen einige von ihren Erfindern als
modular eingestuft werden, obgleich sie sich von den Dachstruktursystemen
der vorliegenden Erfindung unterscheiden. Zum Beispiel enthält in dem
US-Patent Nr. 5,018,781 ,
ausgegeben am 28. Mai 1991 an Kumasaka und Mitarbeiter für eine "Roof Structure for
Modular Vehicle Body and Method of Building the Same", die modulare Komponente
mehrere Sektionen, d. h. Dachlängsträger auf
der Seite, hinten und vorn, und ein Dach. Es werden mechanische
Befestigungsmittel verwendet, um das Dach an den Längsträgern anzubringen.
Die Längsträger und das
Dach werden an dem Fahrzeug als eine einzige Komponente montiert.
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US-Patent Nr. 6,299,244 ,
ausgegeben am 9. Oktober 2001 an Tarahomi für "Lightweight Vehicle Body Panels and
Method of Blow Molding Vehicle Body Panels". Das Paneel für das Dach wird blasgeformt,
und Anbringungsteile wie zum Beispiel Dichtungen oder Dichtungshalter
können
an seinen Umfangsabschnitten befestigt werden. Das Verfahren zum
Montieren einer solchen Komponente an einem Fahrzeug umfasst das
Blasformen des gesamten oder eines wesentlichen Teils des Fahrzeugkarosseriepaneels
(ein Dach ist veranschaulicht) und das anschließende Befestigen der Anbringungsteile
an Öffnungen,
die in dem blasgeformten Karosseriekörper oder an dessen Randabschnitten
ausgebildet sind.
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Ein "Roof Module for Automobile" ist im
US-Patent Nr. 5,887,939 , ausgegeben
am 30. März 1999
an Yamaguchi und Mitarbeiter, veranschaulicht und beschrieben. Genauer
gesagt, enthält
ein Dachmodul einen Anbringungsbereich für eine daran zu montierende
funktionsintensive Einheit, die elektrische Module und Steuerschaltkreise
enthält.
Das Modul ist an der Innenseite der Decke eines Fahrzeugs angebracht,
und die Einheit ist vorzugsweise ein Gehäuse, das mehrere Funktionsteile
enthält. Eine
Steuerplatine enthält
Befestigungen für
einen Dachkabelbaum. Diese werden an dem Modul durch ein vorläufiges Verriegelungselement
arretiert, wobei der Kabelbaum einen Verbinder und ein Fixierungselement
zum Fixieren der Form und des Aufnahmeverbinders in dem Dichtungsabschnitt
enthält.
Die übergroße Mehrheit
der Illustrationen bezieht sich auf den Kabelbaum und die Verbinder,
die sich für
die Erfindung eignen.
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US-Patent Nr. 6,279,889 ,
ausgegeben am 28. August 2001 an Marchart und Mitarbeiter für eine "Roof Construction
for a Vehicle",
beschreibt ein Dach, das eine großflä chige Dachöffnung aufweist, die von Fahrzeugseitenelementen
umgeben ist und die durch mindestens eine bewegliche Dachsektion und
eine Heckklappe geschlossen werden kann. Die vordere Sektion wird
mittels Fahrzeuglängsträgern, die
in einer Längsrichtung
verlaufen, und eines Tragrahmens, die gemeinsam ein vorgefertigtes
Modul bilden, in Richtung des hinteren Teils des Fahrzeugs und unter
die Heckklappe verschoben.
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Eine "Work Vehicle Roof
Structure" ist in Schreyer
und Mitarbeiter,
US-Patent Nr.
6,279,978 , ausgegeben am 28. August 2001, beschrieben.
Diese Vorrichtung, die vor allem für die Fahrerkabine eines Arbeitsfahrzeugs
verwendet wird, hat eine Schallisolationsschaumstoffschicht zwischen
einer oberseitigen Struktur und einer unterseitigen Struktur, die dem
Innenraum der Fahrerkabine zugewandt ist. Es werden Klebstoffe zum
Verbinden der Strukturen miteinander verwendet, und es sind Entlüftungskanäle in die
Vorrichtung eingearbeitet, um die Klimatisierung des Fahrzeugs zu
unterstützen.
Die Dachhimmelauskleidung, die sich unter der Schaumstoffauskleidung
befindet, enthält
eine Oberseite, die der Unterseite der Schaumstoffauskleidung zugewandt
ist, und eine Unterseite, die dem Innenraum der Kabine zugewandt
ist. Die Oberseite der Dachhimmelauskleidung umschließt die Entlüftungskanäle so, dass Schächte entstehen,
während
die Oberseite der Dachhimmelauskleidung die Bodenwand der Schächte bildet.
Die Schaumstoffauskleidung bildet zwei Seitenwände und die obere Wand der
Entlüftungsschächte.
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Eine
Reihe weiterer Patente veranschaulichen verschiedene weitere Versuche,
modulare Strukturen für
Fahrzeugkomponenten. Zum Beispiel ist eine Fahrzeugkarosseriekonstruktion
mit oberen und unteren Sektionen in Barenyi,
US-Patent Nr. 2,880,032 , ausgegeben
am 31. März
1959 für
ein "Vehicle Body
Composed of an Upper and a Lower Section" offenbart. Eine weitere Konstruktion,
die zwei modulare Hauptkarosseriekörpereinheiten umfasst, ist
in Tjaarda,
US-Patent Nr. 3,022,105 ,
ausgegeben am 20. Februar 1962 für
ein "Composite Automobile
Design" beschrieben.
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Eine
Technik zum Verbinden eines Dachs mit dem Rest einer Fahrzeugkarosserie,
die das Einsetzen von Säulen
in Montageaufnahmen umfasst, ist in Klaasen,
US-Patent Nr. 3,127,213 , ausgegeben
am 31. März
1964 für
eine "Automobile
Roof Mounting" gezeigt.
Eine weitere Struktur zur Fahrzeugdachmontage ist jene, die in Keahn
und Mitarbeiter,
US-Patent Nr. 3,427,068 ,
ausgegeben am 11. Februar 1969 für
eine "Vehicle Roof
Structure", gezeigt
ist. In diesem Patent ist ein einstückiges äußeres Dachpaneel mit einem
einstückigen
inneren Dachpaneel verbunden, die beide mit Öffnungen zum Aufnehmen von
Windschutzscheiben und Rückfenstern
versehen sind.
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Ein "Body for a Motor
Vehicle, Particularly a Passenger Car" ist im
US-Patent
Nr. 5,092,649 , ausgegeben am 3. März 1992 an Wurl, beschrieben.
In diesem Patent werden ein Oberteil und ein Unterteil einer Fahrzeugkarosserie
am Montageband so verbunden, dass ein vorhandenes Unterteil mit
verschiedenen Oberteil-Stilen verwendet werden kann.
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Freeman
und Mitarbeiter beschreiben im
US-Patent
Nr. 5,660,427 , ausgegeben am 26. August 1997 für ein "Hybrid Vehicle", einen Kabinenmantel,
der mehrere Paneele aufweist, von denen mindestens einige aus einer
Harzmatte hergestellt sind.
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Im
US-Patent Nr. 5,915,781 ,
ausgegeben am 29. Juni 1999 an DeRees für eine "Vehicle Body Assembly", wird ein oberer
Abschnitt eines Fahrzeugs mittels Klebstoff, der in zuvor zugewiesene
Kanalhohlräume
eingespritzt wird, die an der Verbindungsfläche der Karosserieelemente
ausgebildet sind, mit einem unteren Abschnitt versiegelt.
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Es
sind auch bestimmte ausländische
Patente ausgegeben worden, die für
den Themengegenstand dieser Erfindung relevant sind. In den meisten Fällen stützen sich
die Anmerkungen bezüglich
solcher ausländischer
Patente lediglich auf deren Zusammenfassungen oder die Zeichnungen,
falls eine Zusammenfassung nicht zur Verfügung stand.
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Die
Porsche F. AG erhielt das deutsche Patent
DE 3204.526.A für "Reinforced Plastics
Roof for Car". Der
darin offenbarte Rahmen hat Hohlprofillegierungen mit unteren Montagepunkten,
die zu Laschen abgeflacht sind, wobei das Dach in einem einzigen
Stück über einem
Rahmen. Die Dachstruktur wird als selbsttragend, leicht und fest
beschrieben. Metallextrusionen werden zum Zeitpunkt der Herstellung
des Dachs ausgebildet und sind so geformt, dass andere Anbauteile über die
Ränder
geschnappt werden können,
wie zum Beispiel Dichtungsstreifen für Türen und Fenster.
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Das
italienische Patent 561476 ,
ausgegeben an Francis Lombardi & C.
S.r.l. a. Vercelli, zeigt eine modulare Fahrzeugkarosseriekonstruktion,
die separate Türen,
Seitenrahmen, die Abschnitts der Kotflügel enthalten, und andere Karosseriekomponenten enthält.
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Eine "Car Body Structure
for Automobile" ist in
der japanischen veröffentlichten
Patentanmeldung
1-182175 von
Mazda offenbart. Obere und untere Karosserieteile werden mittels
eines Flansches zusammengefügt.
Der obere Karosserieteil besteht aus mehreren miteinander verschweißten Stahlteilen, während der
untere Karosserieteil aus Kunstharz besteht.
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Nissan
offenbart in der
japanischen
veröffentlichten
Anmeldung 63-46976 eine "Car Body Structure for Automobile", die automatisch
durch einen Roboter montiert werden kann. Das Patent bespricht das
Teilen der Fahrzeugkarosserie in drei "Blöcke": einen Motorraum,
einen oberen Karos seriekörper
und einen unteren Karosseriekörper.
Zusätzliche
Teile wie Motorhauben, Kofferräume,
Kotflügel,
Seitenabdeckungen und dergleichen werden ihren jeweiligen Komponenten
auf separaten Montagestrecken hinzugefügt, und nachdem zahlreiche Komponenten
installiert wurden, werden sie an die Fahrzeugkarosserie angepasst
und mit ihr kombiniert.
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Eine
weitere
japanische veröffentlichte
Anmeldung 4,129,886 , wurde am 30. April 1992 an Toyota
für eine "Module Assembling
Structure for Car Body" ausgegeben.
Dieses Dokument bezieht sich augenscheinlich vor allem auf die Ausrichtung
eines Fahrzeugkarosserieteils auf einen unteren Fahrzeugkarosserieteil
und Flansche, die um vorgegebene Beträge versetzt sind. Die Flansche
behindern sich nicht gegenseitig zum Zeitpunkt der Montage. Die Flansche
werden anschließend
mit Verblendungen abgedeckt.
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Das
britische Patent 746,139 vom
März 1956 wurde
an Fiat für
einen "Motor Vehicle
Body" ausgegeben.
In dieser Konstruktion sind mehrere Module mit einem oberen Karosseriekörper mit Öffnungen
für Front-
und Rückfenster
und einem Seitenpaneel mit Türöffnungen
und Kotflügeln
beschrieben. Die Ansprüche
des Patents konzentrieren sich auf den Vorderendaufbau eines solchen
Fahrzeugs.
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In
dem
niederländischen Patent 8006431 besagt
die englischsprachige Zusammenfassung, dass ein vorgefertigter Montagerahmen
für ein
Schiebedach so oberflächenverarbeitet
ist, dass die Unterseite die innere Dachhimmelauskleidung des Fahrzeugs bildet.
Des Weiteren entspricht der Umfangsrand vorzugsweise dem der Innenseite
des Fahrzeugdachs, und der Montagerahmen kann abwärts ragende äußere Ecken
enthal ten, die mit Fensterpfosten verbunden werden können. Die
bevorzugte Oberflächenbeschaffenheit
ist eine Schicht aus Hartplastikschaum mit einer inneren Vinyl-
oder Stoffauskleidung, die über
den Umfangsrand des Rahmens hinausragt und Eckklappen aufweist.
Der Rahmen kann teilweise aus Kunststoff bestehen und metallische
Befestigungsflansche enthalten, die in den Kunststoff eingebettet
sind.
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Ein
Dachstrukturpaneelsystem, bei dem weder die Dachhimmelauskleidung
noch das Dachpaneel struktureller Art sein müssen und das eine Flexibilität wahrt,
um Überkopfsystemkomponenten
zu einem Fahrzeug hinzuzufügen,
würde einen
beträchtlichen
Fortschritt auf diesem Gebiet darstellen.
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MERKMALE UND KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
primäres
Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Dachstrukturpaneelen
für Fahrzeuge,
die dafür
konstruiert sind, Überkopfkomponenten
aufzunehmen.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Dachkomplettsystems, bei dem das Dachpaneel und der dafür vorgesehene
Strukturträger
integral sind und dafür
ausgelegt sind, Überkopfkomponenten,
Teilsysteme usw.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Dachstrukturpaneelsystems für ein Fahrzeug, bei dem ein
Skelettoberbau dafür
ausgelegt ist, eine beliebige Kombination aus einer Vielzahl verschiedener Überkopfsysteme aufzunehmen
und bei der das äußere Paneel
und die Dachhimmelauskleidung nicht von struktureller Art zu sein
brauchen.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Strukturträgers
für Überkopf-Fahrzeugkomponenten,
die als Zellen angeordnet sind, die sich entlang der Seite und/oder vorn
und hinten am Fahrzeug erstrecken, wobei ebenfalls die Notwendigkeit
entfällt,
dass das Dachpaneel oder die Dachhimmelauskleidung von struktureller
Art sind.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von Dachstrukturpaneelsystemen für
Fahrzeuge, welche die Montagekosten senken und die Montagezeit verkürzen.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von Dachstrukturpaneelsystemen für
Fahrzeuge, die durch eine beliebige aus einer Anzahl von Form- oder Spritztechniken
hergestellt werden können,
wie zum Beispiel Spritzgießen
oder Flächenpressen,
Fibrit-Pressen, Prägen, Formen,
Gießen
und dergleichen.
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Ein
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von Dachstrukturpaneelsystemen für
Fahrzeuge, bei denen das äußere Paneel
durch Formen hergestellt werden kann oder lackiert, umhüllt, beschichtet,
mit einem Filmüberzug versehen,
farblich handgeformt usw. werden kann.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von Dachstrukturpaneelsystemen für
Fahrzeuge, bei denen ein einzelnes Teil eine große Anzahl von Komponenten in
dem Montageprozess ersetzen kann und als ein einzelnes Teil für ein Kundenfahrzeug
zu einem Endmontagewerk eines Erstausrüsters versendet werden kann.
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Ein
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von Dachstrukturpaneelsystemen für
Fahrzeuge, die sich problemlos an anderen Fahrzeugkarosserie komponenten
mittels Klebstoffen, Verbindungselementen, Befestigungsmitteln,
Schweißen,
MIG oder dergleichen anbringen lassen und die in den besonders bevorzugten
Ausführungsformen
um den Umfangsrand der Fahrzeugkarosserie herum selbst-positionierend
sind.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von Modulen für
eine Fahrzeugmontage, die eine Z-Achsen-Anbringung von Innenraumkomponenten
(wie zum Beispiel Sitzen) gestatten und wobei das Modul selbst selbst-ausrichtende
Positionierungssysteme enthalten kann, um die Notwendigkeit mechanischer
Befestigungsmittel zu minimieren.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von Teilen für
ein Montagewerk eines Erstausrüsters,
die strichcodiert sein können,
in die ein Smartchip eingebettet sein kann, oder dergleichen, für eine Auswahl
durch einen Roboter oder einen Arbeiter zur anschließenden Montage
an einem Fahrzeug.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Bandaufreihungs-Strukurmoduls zur Fahrzeugmontage, das eine
Vielzahl verschiedener Inhalte enthält, einschließlich Überkopfsysteme,
Ablagefächer
und zugehörige
Systeme, Front- und Heckscheibenwischerbaugruppen, Dichtungen, Verdrahtungen,
Klimatisierungskomponenten, Fahrzeuginsassenschutzsysteme usw.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Ermöglichen
der Verwendung einfacher, nicht-struktureller,
gestanzter, verstreckter oder auf sonstige Weise vorbereiteter Materialien
für die Dachhimmelauskleidungen,
die an den Dachstrukturpaneelsystemen der vorliegenden Erfindung
angebracht werden.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von Dachstrukturpaneelsystemen für
Fahrzeuge, bei denen Schallmaterial zwischen einer Dachhimmelauskleidung
und den Strukturkomponenten des Paneelsystems angeordnet sein kann,
wobei kostengünstige
Materialien anstelle teurerer Materialien, die als Teil des Dachhimmelauskleidungssystems
selbst hergestellt sind, verwendet werden.
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Wie
die oben angesprochenen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung
erreicht werden, wird im Zusammenhang mit der folgenden detaillierten
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung
mit den FIGUREN beschrieben. Solche Merkmale können alle zusammen, jedes für sich oder
in verschiedenen Teilkombinationen realisiert werden, wie im weiteren
Verlauf der Beschreibung deutlich wird. In einer Ausführungsform enthält ein Dachstrukturpaneelsystem
ein einzelnes geformtes oder formgestaltetes Dachpaneel, in dem eine
Vielzahl verschiedener Ausschlag- oder
vorgefertigter Löcher
und Zugangspunkte hinter den Innen- und Außenflächen der Klasse A angeordnet sind.
In dieser Ausführungsform
können
zum Beispiel optionale Komponenten hinzugefügt werden, oder solche, die
nicht von Sonderwünschen
der Kunden oder Händler
abhängig
sind, einschließlich
solcher Dinge wie Sonnendächer,
Infotainment-Systeme und die anderen aufgezählten Überkopfkomponenten, die oben
genannt wurden. Die Außenfläche der
Klasse A kann mittels jeder geeigneten Technik wie zum Beispiel
Lackieren, Elektrobeschichtung, Lackieren im Formwerkzeug, der Verwendung
von Filmen, farbig geformt usw. hergestellt werden, so dass sie
zu anderen Karosserieteilen passen, die sich an anderen Stellen
befinden. Die Dachhimmelauskleidung wird lediglich zu einer Abdeckung
und braucht kein Strukturteil zu sein, da die schweren Komponenten an
dem geformten, geprägten
oder formgestalteten Dachpaneel angebracht werden.
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In
einer zweiten Ausführungsform
werden die Merkmale durch Bereitstellen eines Oberbaus in Form eines
Skeletts erreicht, das zwischen einer nicht-tragenden Dachhimmelauskleidung
und einem äußeren, nicht-tragenden
Karosserie-Dachpaneel angeordnet
ist. Wie bei der Komplett-Ausführungsform
werden die oben genannten strukturellen Überkopfkomponenten an dem Oberbau
angebracht, der ihr Gewicht trägt.
Dementsprechend brauchen weder das Dachpaneel noch die Dachhimmelauskleidung eine
tragende Struktur zu sein, und die Montage der drei Komponenten
führt zu
einem Dachstrukturpaneelsystem, das als eine einzelne Einheit installiert werden
kann.
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In
einer dritten Ausführungsform
der Erfindung wird ein Strukturträger für das Dachpaneel und für die Dachhimmelauskleidung
sowie für Überkopfsystemkomponenten
durch Zellen bereitgestellt, die sich zum Beispiel entlang den seitlichen
Längsträgern des
Fahrzeugs oder den vorderen oder hinteren Querträgern entlang erstrecken können.
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In
einer vierten Ausführungsform
der Erfindung wird eine Bandaufreihungsstruktur vorzugsweise durch
einen Hersteller der Ebene 1 vormontiert und als eine Fertigeinheit
in das Montagewerk eines Erstausrüsters versandt, um in einem
einzigen Schritt an dem übrigen
Teil des Fahrzeugs angebracht zu werden. Die Bandaufreihungsstruktur
kann die Außenfläche der
Klasse "a", passend zum Rest des
Fahrzeugs, enthalten und kann Dachstrukturkomponenten enthalten,
die als eine einzelne Einheit geformt sind oder die Dachstrukturpaneelsysteme unter
Verwendung von Zellen oder Oberbauten enthalten. Die Bandaufreihungsstruktur
verringert die Kapitalkosten, die Produktionsfläche und den Arbeitsaufwand
des Erstausrüsters
und verringert außerdem
die Gesamtkosten für
den Zulieferer der Ebene 1 durch Verbessern der Fertigungseffizienz und
Vereinfachen der Komponentenanbringung, was zu Nettokosteneinsparungen
für beide
führt.
Die Bandaufreihungsstruktur kann mit einer beliebigen aus einer
Vielzahl verschiedener Techniken gebildet werden, die unten beschrieben
werden, und kann an den übrigen
Komponenten des Fahrzeugs mittels einer beliebigen aus einer Vielzahl
verschiedener Anbringungstechniken angebracht werden, einschließlich Selbstpositionierungsvorrichtungen
und Klebstoffen. In der Bandaufreihungsstruktur der ganz besonders
bevorzugten Form dieser Ausführungsform sind
Säulenstrukturen
enthalten und erhalten ebenfalls Oberflächenbehandlungen der Klasse "a", während
nicht-sichtbare Bereiche der Säulen
unbehandelt oder in der Farbe der Karosserie bleiben können oder
mit einer Grundierungsschicht, wie zum Beispiel Mattschwarz, überzogen
werden können.
Andere Bandaufreihungskomponenten (wie zum Beispiel Hutablage, Windschutzscheibe
und obere Komponenten) können
ebenfalls in der modularen Einheit enthalten sein.
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In
jeder dieser Ausführungsformen
werden für
den Fachmann nach dem Studium dieser Spezifikation andere Möglichkeiten
der Erreichung dieser Merkmale offensichtlich, wobei diese anderen
Möglichkeiten
als in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallend angesehen
werden, wenn sie in den Geltungsbereich der folgenden Ansprüche fallen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine auseinandergezogene Ansicht eines Dachkomplettsystems, das
ein technisches Dachstrukturpaneelsystem und verschiedene Überkopfsystemkomponenten,
die daran angebracht werden können,
zeigt.
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2 ist
eine auseinandergezogene Ansicht eines Dachstrukturpaneelsystems,
das einen Oberbau enthält,
an dem verschiedene Überkopfsystemkomponenten
angebracht werden können.
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3 ist
eine auseinandergezogene Ansicht eines Dachstrukturpaneelsystems,
in dem Seitenzellen verwendet werden, um Überkopfsystemkomponenten zu
tragen, was ebenfalls in auseinandergezogener Form gezeigt ist.
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4 ist
eine perspektivische, auseinandergezogene Ansicht einer weiteren
Ausführungsform der
Erfindung.
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In
den verschiedenen FIGUREN werden gleiche Bezugszahlen zum Bezeichnen
gleicher Komponenten verwendet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevor
wir zur detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
der Dachstrukturpaneelsysteme der vorliegenden Erfindung übergehen,
sind einige allgemeine Anmerkungen zu ihrer Anwendbarkeit und ihrem
Geltungsbereich angebracht.
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Zuerst
sind einige verschiedene Überkopfsystemkomponenten
in die verschiedenen FIGUREN veranschaulicht, darunter Airbags,
Spiegel, Antennengitter, Sonnendächer, Überkopfkonsolen,
Innenlichter, Sonnenblenden und Kabelbäume. Die veranschaulichten
Komponenten sind in keiner Weise als einschränkend im Hinblick auf die Überkopfsystemkomponenten,
die in die Dachstruktursysteme integriert werden können, anzusehen.
Eine ausführlichere,
aber trotzdem nicht einschränkende
Liste möglicher
Komponenten enthält:
getönte
und ungetönte Sonnendachsysteme,
Stoffcabriodächer,
T-Tops, Glasdachpaneele, Klimatisierungsbedienelemente, Klimaentlüftungen,
Klimaschächte,
Kopfstützen, Sonnenschutzsysteme,
Infotainment-Komponenten und -systeme, Mehrfachantennen, Einzelantennen, Schallbehandlungen,
Dachhimmelauskleidungen, Instrumente und Navigationssysteme, Ablagekomponenten,
Lautsprecher, Notfallwarnsysteme, Rückfahr- oder Außensichtkameras
oder -anzeigen, Airbags, sonstige Kopfaufprallschutzeinrichtungen,
Insassenwahrnehmungssysteme, Lampen, dritte Bremsleuchte, Strom-
und Signalverteilungssys teme, D-Ringe, Seitensichtsysteme, Absperrverkleidungen,
Schienensysteme oder dergleichen.
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Die
veranschaulichten Ausführungsformen zeigen
nicht in allen Fällen
die Art und Weise, in der die Überkopfausrüstung an
der Strukturkomponente der Dachstrukturpaneelsysteme angebracht
ist, und es versteht sich auf jeden Fall, dass die Anbringungssysteme
an sich kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind. Die verschiedenen
oben angesprochenen Überkopfkomponenten
und andere, die derzeit in Gebrauch sein können oder die später zur
Verwendung in Fahrzeugen entwickelt werden, können mit Hilfe eines beliebigen
Typs geeigneter Verbinder oder Anbringungssysteme angebracht werden,
darunter Klebstoffe, Einschappanordnungen, Klettverschlüsse, Bänder, Schraubbefestigungsmittel,
Niete, Bolzen-und-Mutter-Anordnungen, Presspassungen, Anker, Klammern
und dergleichen. Die Erfindung ist in keiner Weise als durch die
Technik eingeschränkt anzusehen,
die benutzt wird, um eine bestimmte Komponente an dem Strukturelement
der Dachstrukturpaneelsysteme der vorliegenden Erfindung anzubringen.
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Dachpaneele
können
einzeln hergestellt oder (in einer Ausführungsform) mit dem Struktursystem
kombiniert werden und können
durch eine beliebige Anzahl von Formungs- oder Formgebungstechniken hergestellt
werden, wie zum Beispiel Spritzgießen, Gießen, verstärktes Spritzgießen, Flächenpressen,
Prägen,
Gießen,
Hydroformen von gepresstem Fibrit, Lagenbildungs- oder sonstige
Techniken, die derzeit zur Herstellung von Paneelen für Fahrzeuge verwendet
werden. Darüber
hinaus können
die Dachpaneele ihre Außenfläche der
Klasse "A" mittels einer beliebigen
einer Vielzahl verschiedener bekannter Techniken erhalten, wie zum
Beispiel Lackieren, Elektrobeschichtung, Lackieren in der Form,
das Auftragen von Filmen, farbiges Formen usw. Des Weiteren gehören zu den
konkreten Materialien, aus denen die Dachpa neele hergestellt werden
können, Metalle,
Metalllegierungen, Harze, verstärkte
Harze und dergleichen.
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Die
Technik, mit der die verschiedenen Komponenten der Dachsysteme der
vorliegenden Erfindung zusammengebaut werden, kann ebenfalls weit variieren.
Während
in den meisten Fällen
das komplette Dachsystem in einem Fahrzeugmontagewerk installiert
wird, indem es auf der Z-Achse abgesenkt wird, kann der Aufbau des
Dachsystems selbst, da er in einer anderen Einrichtung erfolgt,
in einem umgekehrten Zustand ausgeführt werden, so dass sein Gewicht
nicht von oben getragen werden muss und Arbeiter oder Roboter leichter
an dem System arbeiten können.
Obgleich eine bevorzugte Technik für die Kombination der Dachstrukturpaneelsysteme
der vorliegenden Erfindung mit dem Fahrzeug beschrieben wird, ist
es auch möglich,
dass sie vom Fahrzeuginneren aus mit der Unterseite nach oben installiert werden.
In jedem Fall ist es auch bevorzugt, dass sich Positionierungssysteme
an den Dachstrukturpaneelsystemen befinden, die auf Positionierungselemente
am Fahrzeugumfangsrand ausgerichtet werden. Diese Technik vermeidet
Befestigungs- und Werkzeugkosten im Montagewerk eines Erstausrüsters. Die
Aufnahme bestimmter selbstpositionierender Elemente, ihre Anzahl,
und ob sie überhaupt
verwendet werden, ist optional und schränkt den Geltungsbereich der
Erfindung nicht ein.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung, der in dieser Anmeldung beschrieben
wird, ist die separate Montage des Dachstruktursystems durch einen
Zulieferer der Ebene 1 und seine Lieferung an den Erstausrüster zur
Anbringung an anderen Fahrzeugkomponenten. Eine Technik zum Spezifizieren
eines bestimmten Dachstruktursystems zur Verwendung mit einer bestimmten
Fahrzeugkarosserie, die sich eine Montagestrecke entlang bewegt,
ist die Verwendung von Strichcodes, aber es kann auch jede andere
Art von Identifizierungstechnik verwendet werden, zum Beispiel Smartchips.
Der Erstausrüster
entnimmt ein entsprechendes Dachpaneelsystem aus dem Versandsystem
(zum Beispiel Gestelle mit flexiblen Trägern) und bringt das Dachstrukturpaneelsystem
mit Hilfe von Robotern oder manueller Arbeitskräfte am Dachumfangsrand mittels
eines beliebigen aus der Vielzahl verschiedener, oben beschriebener
Anbringungssysteme und Positionierungselemente an. Die konkreten
Techniken, die zum Abdichten der Dachstruktursysteme an dem übrigen Teil
des Fahrzeugs verwendet werden, sind in den Zeichnungen nicht gezeigt,
aber dem Fachmann dürfte
klar sein, dass Dichtungen benötigt
werden, um den Fahrzeuginnenraum vor Wasser, Staub, Wind, Lärm und dergleichen
zu schützen.
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Der
konkrete Typ einer Dachhimmelauskleidung, die mit den Dachstrukturpaneelsystemen
der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, kann über einen
weiten Bereich variieren und kann unter beliebigen von denen ausgewählt werden,
die der Fachmann derzeit verwendet oder kennt. Die Dachhimmelauskleidung
braucht nicht von struktureller Art zu sein, wie oben angesprochen,
aber verschiedene Attribute, wie zum Beispiel Schalldämmung, Erscheinungsbild,
Kopfaufprallschutzmaßnahmen
und dergleichen, die Merkmale bestehender Systeme sind, lassen sich
problemlos in der vorliegenden Erfindung verwenden. Obgleich des
Weiteren bei den offenbarten Dachstrukturpaneelsystemen der vorliegenden Erfindung
weder das Dachpaneel (als ein separates Element) noch die Dachhimmelauskleidung
von struktureller Art zu sein brauchen, kann der Grad des Mit-Tragens
innerhalb des Gesamtsystems von null bis zu einem beträchtlichen
Anteil reichen, ohne vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung
abzuweichen. Zum Beispiel kann die Dachhimmelauskleidung wärmegeformt
sein und genügend
Struktur aufweisen, um einer Beschädigung während des Versandes von ihrem
Herstellungsort zum Montageort des Dachstrukturpaneelsystems zu
widerstehen, und das Dachpaneel kann genügend Struktur aufweisen, um
eine Beschädigung
während
seines Versandes, seiner Endbearbeitung oder dergleichen zu vermeiden.
Die Gesamtfestigkeit des Dachstruktursystems wird durch die Dach strukturkomponente
beeinflusst, die in den drei Ausführungsformen gezeigt ist, mit
einer möglichen
zusätzlichen
Beteiligung der Dachhimmelauskleidung, des Dachpaneels oder in einigen Fällen der Überkopfsystemkomponenten
selbst.
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Gehen
wir nun zur Beschreibung von vier Ausführungsformen der Erfindung über. 1 zeigt eine
auseinandergezogene Ansicht eines Komplett-Dachstrukturpaneelsystems
gemäß der ersten Ausführungsform.
Das Dachsystem insgesamt ist mit der Bezugszahl 10 versehen,
während
die technische Komplett-Strukturkomponente mit der Bezugszahl 12 versehen
ist. Wie aus 1 zu erkennen ist, ist das Dachpaneel 14 mit
der Strukturkomponente 12 ausgebildet, und ein Sonnendach
oder eine andere "Sonderausstattung" kann durch Ausschlagen
vorgegebener Bereiche hinzugefügt
werden, wie zum Beispiel 16. Verschiedene Überkopfsystemkomponenten sind
ebenfalls in 1 veranschaulicht. Zu ihnen
gehören
ein Seitenairbag-Modul 15, eine Antennenanordnung 18,
eine Dachhimmelauskleidung 20, einschließlich einer Öffnung 21,
die zur Aufnahme eines Innenlichts 22 geeignet ist, und
einer Öffnung 24, die
dafür geeignet
ist, eine Überkopfkonsole 25 aufzunehmen.
Eine Randaussparung 27 ist ebenfalls vorhanden, um einen
Panoramaspiegel 28 aufzunehmen. Auch ein Motor für ein Sonnendach
ist bei 29 veranschaulicht. Wie oben deutlich gemacht wurde, können die
Anzahl und die Position für
die verschiedenen Komponenten, die dem Dachkomplettsystem 10 hinzugefügt werden
können, über einen
weiten Bereich variieren, und Strukturrippen 31 sind an
verschiedenen Stellen angeordnet und sind dafür geeignet, solche Komponenten
aufzunehmen.
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Was
das Komplett-Dachstrukturpaneelsystem 10 von den anderen
Ausführungsformen
unterscheidet, ist, dass das Dachpaneel 14 mit der Strukturkomponente 12 ausgebildet
ist und vorzugsweise integral mit ihr ausgebildet ist, obgleich
gewünschtenfalls
auch ein Zweistufen-Überformverfahren,
ein Verbund-Formverfahren oder ein Einlage-Formverfahren ver wendet
werden könnten.
Es können
auch anderen Techniken zum Verbinden des Dachpaneels 14 mit
dem Strukturelement 12 als separate Komponenten verwendet
werden, wie zum Beispiel die Verwendung von Klebstoffen und dergleichen.
Vorzugsweise werden die Komponenten 12 und 14 jedoch
in einem einzigen Form-, Gieß-,
Formgebungs- oder sonstigen Prozess gebildet.
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Eine
zweite Ausführungsform
ist in 2 gezeigt, die ein Oberbausystem 40 enthält, das
ein Oberbauelement 42, ein Dachpaneel 43 und eine Dachhimmelauskleidung 45 aufweist.
In dieser Ausführungsform
wird das Dachpaneel 43 als ein separater Montagesatz zu
dem Oberbau 42, zusammen mit anderen hier veranschaulichten Überkopfkomponenten,
hinzugefügt,
darunter ein Kabelbaum 46, Sonnenblenden 48, ein
Rückspiegel 49,
eine Überkopfkonsole 50,
Airbagbaugruppen 52 und ein Antennengitter 54.
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Der
Oberbau 42 besteht vorzugsweise aus einem Harz, das gewünschtenfalls
verstärkt
sein kann. Der Oberbau 42 enthält ein Netz von Stützrippen 55 sowie
weitere vorgegebene Anbringungsbereiche für die genannten Überkopfkomponenten
oder andere Überkopfkomponenten,
die vom Händler oder
vom Kunden ausgewählt
werden. Das Zusammenfügen
der Überkopfkomponenten
sowie der Dachhimmelauskleidung 45 und des Dachpaneels 43 kann
mittels einer beliebigen der oben beschriebenen Befestigungstechniken
ausgeführt
werden.
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Die
dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 3 veranschaulicht
und kann als das Zellensystem 60 bezeichnet werden. In
der dritten Ausführungsform
brauchen das Dachpaneel 62 und die Dachhimmelauskleidung 64 nicht
von struktureller Art zu sein, da die Überkopfkomponenten, das Paneel 62 und
die Dachhimmelauskleidung 64 durch Strukturzellen 66 getragen
werden. In der veranschaulichten Ausführungsform erstreckt sich eine Zelle 66 entlang
jeder Seite eines komplettierten Fahrzeugs, aber wie oben angedeutet,
können
zusätzliche
Zellen vorn und hinten hinzugefügt
werden, oder vordere und hintere Zellen können die Seitenzellen 66 ersetzen.
Nur einige wenige Überkopfkomponenten
sind in dieser FIGUR veranschaulicht, darunter Sonnenblenden 70,
ein Kabelbaum 72 und Airbagkanister 74. Wie gezeigt,
sitzen die Airbagkanister 74 in Aufnahmetaschen 75 in
den Zellen 66.
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Gehen
wir nun zur Beschreibung einer weiteren alternativen Ausführungsform
der Erfindung über. 4 ist
eine auseinandergezogene Ansicht, die eine klappschalenartige Fahrzeugkonstruktion 80 zeigt.
Die Konstruktion 80 enthält eine Hauptfahrzeugkarosserie 82,
eine modulare Türbaugruppe 84 und
das obere Fahrzeugmodul 86. In der veranschaulichten Ausführungsform
enthält
das obere Modul 86 ein integrales Dachpaneel 88,
die A-Säulen 90,
die C-Säulen 92 und
einen Abschnitt der B-Säulen 94.
Außerdem
sind eine Hutablage 98 und eine Frontplatte 100 vorhanden,
wobei die letztere die Frontscheibenwischerbaugruppen 102 enthält. In der auseinandergezogenen
Form ist zu erkennen, dass der Armaturenträger 105, eine Bodenstruktur 108, Vordersitze 110,
eine Bodenkonsole 114 und Rücksitze 112 alle in
den Karosseriekörper 82 in
der Z-Achsen-Richtung eingesetzt werden können. Obgleich in 4 nicht
ausdrücklich
gezeigt, wäre
bei einer alternativen Ausführungsform
die Oberseite des Armaturenträgers 105 als
Teil des oberen Fahrzeugmoduls 86 ausgebildet, so dass
der obere Teil des Armaturenträgers
mit den übrigen
Komponenten des Armaturenträgers
zusammengesetzt werden würde,
wenn das obere Fahrzeugmodul 86 vollständig eingeladen und an den übrigen Komponenten
angebracht ist.
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Ohne
alle Informationen zu wiederholen, die in der Einleitung dieses
Kapitels der Spezifikation enthalten sind, versteht es sich in jedem
Fall, dass das Glas für
das Vorderteil und das Hinterteil des oberen Fahrzeugmoduls 86 zusammen
mit dem Modul geliefert oder separat auf der Endmontagestrecke hinzugefügt werden
könnte.
Des Weiteren kön nen die
Materialien und Oberflächenbehandlungen
unter den oben beschriebenen ausgewählt werden.
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Im
Hinblick auf die B-Säule 94 in 4 ist der
Abschnitt, der an dem oberen Fahrzeugmodul 86 angebracht
ist, innerhalb einer Kupplung 99 aufgenommen, die an dem
Karosseriekörper
angebracht ist.
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Noch
einmal mit Blick auf das obere Fahrzeugmodul 86 ist festzustellen,
dass Positionierungseinrichtungen 97 an der Basis sowohl
der A- als auch der C-Säulen
angeordnet sind, um Türmodule
anzubringen oder um Befestigen des oberen Fahrzeugmodul 86 an
dem Karosseriekörper 82,
wie oben beschrieben.