BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung mit einer Dachrahmen struktur eines Fahrzeugs und einem Dachmodul nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Fahrzeugkarosserie eines zweispurigen Fahrzeugs weist eine Dach- Tragstruktur auf, an der ein Dachmodul montierbar ist. Dieses kann als eine separate Vormontageeinheit vorgehalten werden. Je nach herzustellender Fahrzeug-Variante kann das Dachmodul ein, die Karosserie-Dachseite kom plett geschlossenflächig überspannendes Volldach-Blechteil zur Bildung ei ner Volldach-Fahrzeugvariante sein. Alternativ kann das Dachmodul ein Schiebedach-Dachmodul zur Bildung einer Schiebedach-Fahrzeugvariante oder ein Panoramadach-Dachmodul zur Bildung einer Panoramadach-Fahr- zeugvariante sein.

Eine gattungsgemäße Befestigungsanordnung weist eine Dachrahmenstruk- tur und ein Dachmodul auf. Dessen Dachmodul-Träger ist im Zusammenbau zustand auf einem Klebeflansch der Dachrahmenstruktur unter Zwischenlage eines Klebstoffes abgestützt und damit in Klebverbindung. Zusätzlich ist der Dachmodul-Träger mit dem Klebeflansch der Dachrahmenstruktur in einer Schraubverbindung, bei der der Dachmodul-Träger mittels Befestigungs- schrauben am Klebeflansch der Dachrahmenstruktur festgespannt ist.

Im Stand der Technik sind die Befestigungsschrauben als Metallschrauben realisiert. Um eine Kontaktkorrosion in Verbindung mit dem Metall-Fahrzeug- rohbau zu vermeiden, weisen die Metallschrauben einen geeigneten, ferti gungstechnisch aufwendigen Oberflächenschutz auf, zum Beispiel einen Zinklamellen-Überzug, oder bestehen diese aus Edelstahl. Zudem ist der Einsatz solcher Metallschrauben mit einem hohen Bauteil-Gewicht verbun den.

Aus der EP 3 388269 A1 ist ein Zwischenelement für ein Fahrzeugdach und eine Befestigungsanordnung für ein Fahrzeugdach bekannt. Aus der DE 102 54 573 A1 ist ein abstandsgenauer Zusammenbau eines Dachmoduls mit ei ner Fahrzeugkaroserie bekannt. Aus der DE 102 49 418 B4 ist ein Karosse rieelement für ein Fahrzeug bekannt. Aus der EP 1 559600 A2 ist eine Fahr zeugdachanordnung bekannt. Aus der DE 10 2016 114 988 A1 ist ein Befes tigungselement mit schneidenartiger Eindringeinrichtung bekannt. Aus der DE 196 19 087 A1 ist eine Befestigungsvorrichtung bekannt. Aus der DE 43 24 675 A1 ist eine Dachöffnungsvorrichtung mit Windabweiser bekannt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Befestigungsanordnung mit ei ner Fahrzeug-Dachrahmenstruktur und einem Dachmodul bereitzustellen, das im Vergleich zum Stand der Technik mit reduziertem Bauteilgewicht und/oder in einfacher Weise korrosionsbeständig aufgebaut ist.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Die Erfindung geht von einer Befestigungsanordnung aus, bei der ein Dach- modul-Träger im Zusammenbauzustand auf einem Klebeflansch der Fahr- zeug-Dachrahmenstruktur unter Zwischenlage eines Klebstoffes abgestützt ist und damit in Klebverbindung ist. Zusätzlich ist der Dachmodul-Träger mit dem Klebeflansch der Fahrzeug-Dachrahmenstruktur in einer Schraubverbin dung, bei der der Dachmodul-Träger mittels zumindest einer Befestigungs schraube am Klebeflansch der Dachrahmenstruktur festgespannt ist. Zur Vermeidung von Kontaktkorrosion in der Schraubverbindung und/oder zur Reduzierung des Bauteilgewichts (im Vergleich zu einer herkömmlichen Me tallschraube) ist die Befestigungsschraube aus Kunststoff gefertigt. Der Kunststoff kann aus thermoplastischem Material, etwa Polyamid, Polyph- talamid oder einem anderen technischen Kunststoff, gefertigt sein. Alternativ dazu kann der Kunststoff aus duroplastischem Material, etwa Epoxid, Poly ester, Vinylester oder dergleichen, gefertigt sen. Zur Steigerung der Steifig keit beziehungsweise Festigkeit, insbesondere zur Bereitstellung einer Be festigungsschraube hoher Festigkeitsklasse, kann ein Faserverbundkunst stoff eingesetzt werden, bei dem im Kunststoff Verstärkungsfasern, insbe sondere Glasfasern, eingebettet sind. Beispielhaft kann der Anteil der Faser verstärkung bei 50% (Masseprozent) liegen. Eine solche Faserverstärkung führt zu einer besseren Steifigkeit beziehungsweise Festigkeit der Schraube, die mit mindestens 2 bis 3 Nm angezogen sein muss, um das Dachmodul an der Dachrahmenstruktur (insbesondere in der Fahrzeughochrichtung) zu fi xieren.

In einer technischen Umsetzung kann der Klebeflansch der Dachrahmen struktur nach fahrzeuginnen ragen und/oder in einer Florizontalebene ausge richtet sein. Der Klebeflansch kann im Wesentlichen rahmenartig umlaufend ausgebildet sein. In gleicher Weise kann auch der Dachmodul-Träger als ein im Wesentlichen rahmenartig geschlossener Verstärkungsrahmen ausgebil det sein, der sowohl in Klebverbindung als auch in Schraubverbindung auf dem Klebeflansch abgestützt ist.

In der Schraubverbindung kann die Schraubachse der Befestigungsschraube insbesondere in der Fahrzeughochrichtung ausgerichtet sein. Im Zusammen bauzustand kann die Befestigungsschraube mit ihrem Schraubenschaft durch ein Schraubloch des Klebeflansches sowie durch ein Schraubloch des Dachmodul-Trägers geführt sein und mit einer Schraubenmutter, insbeson dere Stanzmutter, verschraubt sein. Auf diese Weise können der Klebe flansch und der Dachmodul-Träger zwischen dem Schraubkopf der Befesti gungsschraube und der Schraubenmutter verspannt sein.

In einer konkreten Ausführungsform kann die Dachrahmenstruktur einen seit lichen Dachrahmen-Längsträger aufweisen, der sich in der Fahrzeuglängs- richtung erstreckt. Der Dachrahmen-Längsträger kann aus einem schalenför migen fahrzeuginneren Blechinnenteil, einem schalenförmigen fahrzeugäu ßeren Blechaußenteil und einem Außenhaut-Blechteil aufgebaut sein, das das Blechaußenteil überdeckt. Das Blechaußenteil, das Blechinnenteil sowie das Außenhaut-Blechteil können mit ihren fahrzeuginneren Längsflanschen unter Bildung einer Flanschverbindung zusammengefügt sein. Die Flansch verbindung bildet den Klebeflansch, auf dem das Dachmodul abstützbar ist.

Der Dachrahmen-Längsträger ist im Fahrzeug-Rohbau Bestandteil einer Fahrzeug-Seitenstruktur, in die in einem Seitencrashfall eine Crashkraft ein leitbar ist. Die Ausbildung der Befestigungsschraube aus Kunststoffmaterial ist im Seitencrashfall aus folgendem Grunde von Vorteil: So weist die Kunst stoffschraube im Vergleich zu einer herkömmlichen Metallschraube eine re duzierte Scherfestigkeit auf. Im Seitencrashfall kann daher die Befestigungs schraube als eine Sollbruchstelle wirken, die im Crashverlauf frühzeitig ab schert oder bricht. Auf diese Weise kann sich bereits zu einem frühen Zeit punkt im Crashverlauf das Dachmodul von dem Dachrahmen des Fahrzeug daches lösen, was sich günstig auf den Crashverlauf auswirkt.

Im Hinblick auf eine einwandfreie Klebverbindung können zwischen dem Kle beflansch und dem Dachmodul-Träger Abstandhalter positioniert sein, die eine vordefinierte Schichtdicke des Klebstoffes gewährleisten. Der Zusam menbau des Dachmoduls mit der Dachrahmenstruktur kann in der nachfol gend beschriebenen Prozessabfolge durchgeführt werden: So kann in einem ersten Prozessschritt das Dachmodul als separate Vormontageeinheit bereit gestellt werden, auf dessen Dachmodul-Träger der Klebstoff appliziert ist, etwa ein 2K-PUR-Scheibenkleber, der im noch nicht ausgehärteten Zustand weich, das heißt nicht formstabil ist. In einem zweiten Prozessschritt wird das Dachmodul in einer vordefinierten Endmontageposition auf dem Klebe flansch positioniert. Anschließend folgt ein dritter Prozessschritt, bei dem das Dachmodul mit dem Klebeflansch des Dachrahmens verschraubt wird. Die Schraubverbindung wirkt während der Aushärtephase des Klebstoffes als eine Lagesicherung des Dachmoduls in der Fahrzeughochrichtung. Nach er- folgter Aushärtung der Klebverbindung ist die Schraubverbindung weitge hend funktionslos, da die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Dachmodul und dem Klebeflansch über die ausgehärtete Klebverbindung gewährleistet wird.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefüg ten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fahrzeug in einer Ansicht von oben;

Fig. 2 und 3 jeweils Teilschnittdarstellungen entlang der Schnittebenen A-A und B-B aus der Fig. 1 ; und

Fig. 4 eine Befestigungsanordnung in Explosionsdarstellung.

In der Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug gezeigt, auf dessen Dachseite ein Dachmo dul 1 mit einem geschlossenflächigen Volldach-Blechteil 3 aus zum Beispiel CFK verbaut ist, das die Fahrzeug-Dachseite komplett überspannt. Das Dachmodul 1 ist auf einer karosserieseitigen Dachrahmenstruktur 5 montiert, von der in den Fig. 2 bis 4 jeweils ein seitlicher Dachrahmen-Längsträger 7 gezeigt ist, der sich in der Fahrzeuglängsrichtung x erstreckt. In den Fig. 2 bis 4 weist der Dachrahmen-Längsträger 7 ein schalenförmiges fahrzeugin neres Blechinnenteil 9, ein schalenförmiges fahrzeugäußeres Blechaußenteil 11 und ein Außenhaut-Blechteil 13 auf, das das Blechaußenteil 11 über deckt. Das Blechaußenteil 11 , das Blechinnenteil 9 sowie das Außenhaut- Blechteil 13 sind an ihren fahrzeuginneren Längsflanschen zu einer Flansch verbindung zusammengefügt. Diese bildet einen Klebeflansch 15, auf dem ein Verstärkungsrahmen 17 des Dachmoduls 1 abgestützt ist.

In der Fig. 2 ist der Verstärkungsrahmen 17 im Querschnitt gezeigt, und zwar mit einem fahrzeugoberen Tragschenkel 19, der in Klebverbindung mit dem Volldach-Blechteil 3 ist, und einem fahrzeugunteren Tragschenkel 21 (Figur 3), der mit einem Stützabschnitt 23 in unmittelbarer Anlage auf dem Klebe flansch 15 sitzt. Der Stützabschnitt 23 des Verstärkungsrahmens 17 geht in der Fig. 2 nach fahrzeuginnen an einer Abstufung in einen Klebabschnitt 25 über. Dieser ist vom Klebeflansch 15 um einen Klebspalt beabstandet, der mit Klebstoff 27 gefüllt ist. Zudem ist das Dachmodul 1 über eine Schraub verbindung am Klebeflansch 15 gesichert. Die Schraubverbindung weist eine Befestigungsschraube 29 auf, die mit ihrem Schraubenschaft durch ein Schraubloch 31 des Klebeflansches 15 sowie durch ein Schraubloch 33 des Verstärkungsrahmens 17 geführt ist und mit einer am Verstärkungsrahmen 17 eingestanzten Schraubenmutter 35 verschraubt ist. Auf diese Weise ist der Klebeflansch 15 sowie der Verstärkungsrahmen 17 des Dachmoduls 1 zwischen dem Schraubkopf der Befestigungsschraube 29 und der Schrau benmutter 35 verspannt. Wie aus der Fig. 3 weiter hervorgeht, sind zwischen dem fahrzeugunteren Tragschenkel 21 des Verstärkungsrahmens 17 und dem Klebeflansch 15 Abstandhalter 37 positioniert, von denen in der Fig. 3 einer gezeigt ist. Mit Hilfe der Abstandhalter 37 wird eine vordefinierte Schichtdicke des Klebstoffes 27 gewährleistet.

In den Fig. 2 bis 4 weist das Volldach-Blechteil 3 randseitig ein elastisch nachgiebiges Element (so genannte Nullfugen-Dichtung) 39 auf, das den Blechteilrand des Voll-Blechteils 3 nach fahrzeugaußen geringfügig überragt. Im Zusammenbauzustand (Fig. 2 oder 3) ist das elastisch nachgiebiges Ele ment 39 des Volldach-Blechteils 3 in Anlage mit einer Fügeflanke 41 des Au- ßenhaut-Blechteils 13.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 4 eine Prozessabfolge zur Montage des Dachmoduls 1 auf der Dachrahmenstruktur 5 des Fahrzeugs beschrieben: Demnach wird in einem ersten Prozessschritt das Dachmodul 1 als eine se parate Vormontageeinheit bereitgestellt, auf dessen Verstärkungsrahmen 17 der Klebstoff 27 appliziert wird. In einem zweiten Prozessschritt wird das Dachmodul 1 auf dem Klebeflansch 15 der Dachrahmenstruktur 5 lagerichtig positioniert. Anschließend folgt ein dritter Prozessschritt, bei dem das Dach modul 1 mit dem Klebeflansch 15 der Dachrahmenstruktur 5 verschraubt wird. Die Schraubverbindung bewirkt während einer Aushärtephase des Klebstoffes 27 eine Lagesicherung des Dachmoduls 1 in der Fahrzeughoch richtung z. Nach erfolgter Aushärtung ist die Schraubverbindung weitgehend funktionslos, da die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Dachmodul 1 und dem Klebeflansch 15 weitgehend von der Klebverbindung gewährleistet wird.

Ein Kern der Erfindung besteht darin, dass die Befestigungsschraube 29 aus Kunststoff gefertigt ist, wodurch eine Kontaktkorrosion in der Schraubverbin dung vermeidbar ist und das Bauteilgewicht der Befestigungsanordnung re duzierbar ist. Damit die Befestigungsschraube 29 eine ausreichend hohe Festigkeitsklasse aufweist, wird speziell ein Faserverbundkunststoff verwen det, bei dem kurze Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind.

Der Dachrahmen-Längsträger 7 ist in der Fahrzeugkarosserie Bestandteil ei ner Fahrzeug-Seitenstruktur, in die in einem Seitencrashfall eine Crashkraft Fc (Fig. 2) einleitbar ist. Im Hinblick auf einen günstigen Seitencrashverlauf ist die Verwendung von Kunststoff bei der Befestigungsschraube 29 aus fol genden Gründen vorteilhaft: Die aus Kunststoff gefertigte Befestigungs schraube 29 weist im Vergleich zu einer herkömmlichen Metallschraube eine reduzierte Scherfestigkeit auf. Von daher wirkt die Befestigungsschraube 29 im Seitencrashfall als eine Sollbruchstelle, die im Crashverlauf frühzeitig ab- schert oder bricht. Auf diese Weise kann sich bereits zu einem frühen Zeit punkt nach erfolgtem Seitencrash das Dachmodul 1 von der Dachrahmen struktur 5 des Fahrzeugs lösen.

BEZUGSZEICHENLISTE:

I Dachmodul

3 Volldach-Blechteil 5 Dachrahmenstruktur

7 Dachrahmen-Längsträger

9 Blechinnenteil

II Blechaußenteil

13 Außenhaut-Blechteil 15 Klebeflansch

17 Verstärkungsrahmen

19 fahrzeugoberer T ragschenkel

21 fahrzeugunterer Tragschenkel

23 Stützabschnitt 25 Klebabschnitt

27 Klebstoff

29 Befestigungsschraube

31 , 33 Schraublöcher 35 Schraubmutter 37 Abstandhalter

39 elastisch nachgiebiges Element

41 Fügeflanke

Fc Crashkraft