CN102333664A - 带有玻璃外观的车辆外表面构件 - Google Patents

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CN102333664A CN2010800096593A CN201080009659A CN102333664A CN 102333664 A CN102333664 A CN 102333664A CN 2010800096593 A CN2010800096593 A CN 2010800096593A CN 201080009659 A CN201080009659 A CN 201080009659A CN 102333664 A CN102333664 A CN 102333664A
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A·埃格
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Abstract

本发明涉及一种可以组装在车辆的外表面上的车辆外表面构件(11)，其包括带有外表层(44)的支撑结构(46)，所述外表层(44)具有玻璃透镜体或类似于玻璃的材料。根据本发明可以实现这种车辆外表面构件(11)的简单和经济的制造，由此支撑结构(46)是热塑性模制件(41)或轻型的复合结构，并且由至少部分地透明的塑料制成的外表层(44)通过喷涂被直接地施加到支撑结构(46)上。

Description

带有玻璃外观的车辆外表面构件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的车辆外表面构件，其带有玻璃外观或类似玻璃的外观。
背景技术
DE 197 13 347 C5公开了作为外部引导的滑动车顶的通风导流板条的这样一种车辆外表面构件，所述车顶由紧固在金属承载框架上的玻璃板或塑料片形成。所述塑料片包括透明的、有色的或浅色的坚硬且抗磨的材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。如果塑料片是透明或半透明的，那么在整个车顶上建立玻璃的连续外观所需要的色调也可以通过塑料片内侧的漆膜建立。所述板或片例如借助于粘合或卡夹被紧固到承载框架上。备选地，这种车辆外表面构件也可以已经被制造为带有塑料的承载件部分以及层压在所述承载件部分上的外部表层膜，所述承载件部分例如通过长纤维注射法(LFI法)或通过复合喷涂成型法(CSM法)制造。DE 195 05 006 C1公开了一种类似的车辆外表面构件，其作为用于大玻璃滑动车顶的通风导流板条。
DE 10 2005 013 974 A1、DE 10 2006 019 007 B3和DE 10 2006 048 252B3公开了一种用于制造复合构件的来自Krauss-Maffei塑料技术有限公司的方法(SkinForm
Figure BPA00001424781500011
商标也已经由Krauss-Maffei塑料技术有限公司注册以用于用来执行所述方法的机器)。在所述方法中，热塑性聚氨酯(TPU)的外层被流涂在由热塑性成形部分形成的承载件构件上。所述流涂优选地实施进入模具的腔中，根据一个变化形式，一个真空部先前已经被建立在所述腔中。在执行聚氨酯的流涂在其中的相同的模具中，承载件构件可以预先被制造或预成型为复合构件。
借助于Skinform
Figure BPA00001424781500012
技术制造的车辆表面构件迄今为止只被用于车辆的客舱。期刊“Kunststoffe”[塑料]在其第3/2000期的第104-106页描述了将Skinform
Figure BPA00001424781500021
构件用于斯柯达Roomster上车门的内部装饰件的运用。在其发表在国际互连网上的小册子“SkinForm
Figure BPA00001424781500022
Kosteneffizientes Veredeln vonThermoplastbauteilen mit Polyurethan im One-Shot-Verfahren”[Skinform
Figure BPA00001424781500023
通过一次成型法以聚氨酯进行的热塑性构件的成本有效的表面精加工]中，作为应用示例，Krauss-Maffei公司描述了用于安全带的带扣覆盖件、开关板、门内部装饰件和头垫覆盖件。作为应用示例，来自Sarnamotive Schenk有限公司的小册子提到汽车中的区段座椅装饰部分、靠背壳层、气囊覆盖件、例如为转向柱壳体的膝盖撞击区中的碰撞相关部分、中控台、侧门装饰件和仪表盘覆盖件。
发明内容
本发明基于提供开头提到的类型的车辆外表面构件的目的而作出，其具有低重量和高稳定性，并且可以被容易地制造和以低成本制造。
所述目的通过权利要求1的特征实现。有利的改进形式在从属权利要求中具体指定。
通过将有光泽的、抗磨和抗刮的、抗紫外线的、至少部分透明的塑料薄层流涂在承载层上来以根据本发明的方式制造外表层，允许提供具有高固有刚性和低重量的车辆外表面构件，如车辆上的车辆外表面构件那样适用于各种用途，其中，所述承载层优选地在相同的模具中被制造为热塑性成形部分或复合材料轻型结构。固有地刚性的和轻的热塑性成形部分或复合材料轻型构件形成特别适合的承载件结构，用于将其紧固或用于连接至邻近构件的连接元件可以在制造过程中被嵌入所述承载件结构中。例如为先前使用的金属框架的其它硬化措施可以被省去。热塑性成形部分或复合材料轻型承载件结构的使用允许其具有复杂的几何结构，以使得这种车辆外表面构件的设计具有大的自由度。
通过流涂特别为聚氨酯的塑料制造的车辆外表面构件的外表层可以被做得非常薄，例如具有大约0.6至1mm、特别是大约0.8mm的层厚度。其具有高抗磨性和抗刮性，并且可以通过轻抛光(light polishing)具有玻璃般的光泽。由于在车辆外表面构件内侧上形成承载件结构的热塑性成形部分或复合材料轻型构件的高承载能力，车辆外表面构件可以被做得比以前更薄得多和更轻得多。总而言之，根据本发明的车辆外表面构件变得更轻得多，并具有相同的或甚至提高的稳定性。车辆外表面构件的总构件厚度甚至可以被减小。通过减小构件并简化生产过程，由此可以额外实现成本降低。
出于本发明的目的，“复合材料轻型结构”或“复合材料轻型构件”被理解为表示由至少两种、优选为至少三种与形成承载件结构不同的材料的互连层形成的多层构件，至少一个层包括具有相对大的体积和相对低的重量的材料和/或装置。
承载件结构可以例如由具有嵌入纤维增强材料的聚氨酯“单块地”形成为复合材料轻型构件。可以考虑，纤维增强材料是玻璃纤维、碳纤维、例如为剑麻、大麻或亚麻的天然纤维、或例如为芳纶的合成纤维，任一种都呈疏散短切纤维的形式，作为用于在开放或封闭的模具中的喷涂、浇铸、发泡或注射方法中的聚氨酯的混合物，在后一种情况下其还与跟随喷涂、浇铸或注射操作的挤压操作组合，或者，纤维增强材料以用于分层结构的垫、编织或针织织物、或栅网的形式被使用，其中层分别与塑料层、特别是聚氨酯层交替设置。
承载层的“单块”结构的一个示例是通过PUR复合喷涂成型法(CSM法)由Bayer材料科技股份有限公司的Baydur
Figure BPA00001424781500031
(Baydur
Figure BPA00001424781500032
是Bayer股份有限公司的注册商标)生产的承载层，短切玻璃纤维以计量的方式从外侧被供给至引入开放模具的聚氨酯的喷涂射流。这之后接着通过在封闭模具中发泡进行成形部分的模制成型。玻璃纤维的随机分布使得以这种方式制造的承载层沿所有负载方向具有高机械强度，并且因此提供了相对低重量的车辆外表面构件的高刚性。
作为复合材料轻型构件的带有交替设置的层的承载层的结构的一个示例通过用于进行Multitec
Figure BPA00001424781500033
的PUR复合喷涂成型法(CSM法)的另一个变化形式建立(Multitec
Figure BPA00001424781500034
是Bayer股份有限公司的注册商标)。在此，短切长纤维与聚氨酯混合物一起同样地被引入开放模具中。在这种情况下，聚氨酯混合物——以紧密的或发泡的形式并且可选被加强或未被加强——被施加于多层中并且在室温下在开放模具中固化。
在PUR复合喷涂成型法(CSM法)的另一个变化形式中，由特殊的聚氨酯喷涂系统喷涂的大麻、剑麻、亚麻、椰子等等的天然纤维垫通过使用Baypreg
Figure BPA00001424781500041
F(Baypreg
Figure BPA00001424781500042
是Bayer股份有限公司的注册商标)被挤压到用于复合材料轻型构件的薄壁的、极轻的成形部分中，以作为承载层。
用于承载层的复合材料轻型结构的另一个变化形式由夹层结构形成，其中塑料、泡沫和/或蜂窝结构的特别地较轻的层被布置在塑料或轻型金属的下部和上部外层之间。
作为塑料层布置在下部和上部外层之间的复合材料轻型构件的承载层的夹层结构的一个示例是带有铝外层和一层聚丙烯(PP)的材料Hylite
Figure BPA00001424781500043
或Alubond
Figure BPA00001424781500044
(两个都是ALCAN Singen有限公司的注册商标)。聚丙烯层也可以由另一种具有高强度的适当的轻的塑料代替，例如聚酰胺。
作为复合材料轻型构件的承载层的夹层结构的另一个示例是纸或纸板、金属或塑料的蜂窝结构，也被称作“蜂窝结构”，其中通过相对于外层垂直地布置的壁形成在两个封闭外层之间的蜂窝结构包围多个腔(“开放的蜂窝结构”)。例如通过在组装之前喷涂的塑料，竖直壁被永久粘合地结合在它们邻近外层的区域中(如DE 100 33 232 C2中所示)。所述类型的轻型金属蜂窝结构的一个示例是材料Alucore
Figure BPA00001424781500045
(ALCAN Singen有限公司的注册商标)。替代腔，例如为塑料或泡沫塑料或泡沫金属的实心材料可以布置在蜂窝结构的壁之间(“封闭的蜂窝结构”)。通过喷涂和挤压，开放或封闭的蜂窝结构最后可以还与如上所述的Baypreg
Figure BPA00001424781500046
F被结合到一起以形成承载层。
车辆外表面构件的外表层的流涂优选在一个模具中进行，在第一方法步骤中，例如通过注射或注射模塑，所述模具还被用于制造热塑性成形部分，并且其中，在第二方法步骤中，通过缓慢地升高上模具部分，相应地浅的腔被形成以用于建立塑料的流涂外表层。
通过流涂到已经精加工的承载件结构上，车辆外表面构件的外表层也可以通过透明冷成型(Clear Cold Molding)法(CCM方法)被施加，所述承载件结构已经被制造成为被用于流涂的模具外部的热塑性成形部分或复合材料轻型构件。
在用于建立外表层的液态树脂被流涂到其中的浅腔中，可以在流涂之前建立真空或半真空，由此建立具有高质量的均匀的、完全无气泡的薄的外表层。
流涂的外表层可以施加到热塑性成形部分或复合材料轻型构件的平坦或弯曲的表面上。
根据本发明的车辆外表面构件例如可以用于没有开启(打开)系统的车顶模块、具有开启系统的车顶模块(滑动车顶、升降车顶、滑动/升降车顶、外部引导的滑动车顶、全景车顶、扰流板车顶、叠片车顶、改型(retrofitted)车顶等等)、用于车顶开启系统的覆盖件、用于硬顶活动敞篷车的车顶的车顶壳层(也称作“可伸缩硬顶”＝“RHTs”)、用于通风导流板(draft deflector)条、用于扰流板、用于后盖、发动机罩、门或挡泥板以及用于A、B、C和D柱的外部装饰件。
附图说明
下面参考附图基于根据本发明的车辆表面构件的示例性实施方式更详细地说明本发明，其中：
图1示出了带有根据本发明的车辆外表面构件的车辆的上部分的透视俯视图；
图2以横截面视图示出了根据第一实施方式的车辆外表面构件；
图3以横截面视图示出了根据第二实施方式的车辆外表面构件；以及
图4以横截面视图示出了根据第三实施方式的车辆外表面构件。
具体实施方式
例如为乘用车(参见图1)的车辆10邻接前挡风玻璃的后部具有也可以呈带有玻璃外观的固定车顶部分形式的通风导流板条12、可以通过升高/降低或移动或者固定地布置而运动的第一车顶板13，以及可以通过升高/降低或移动或者固定地布置而运动的第二车顶板14。车顶由侧梁16侧向地限界。布置在侧梁16和车顶板13、14或通风导流板条12之间的是覆盖条18，其覆盖本体的焊接凹部以用于连接车顶至车顶板13或14的侧部和/或安装件或引导件。如由本发明所提供的那样，通风导流板条12、车顶板13和14以及覆盖条18形成可能的带有玻璃外观或类似玻璃的外观的车辆外表面构件11。然而，它们也可以部分地由玻璃形成。在图1中示出的其它可能的车辆外表面构件11由B柱覆盖件17和发动机罩19形成。然而，车辆10的其它外表面，例如门、挡泥板、行李箱盖、扰流板或保险杠模块也可以被制造为带有玻璃外观或类似玻璃的外观的车辆外表面构件11，如由本发明所提供的那样。
在图2至4中，以横截面示出了根据本发明的车辆外表面构件11的放大的细节。
根据图2的车辆外表面构件11以带有夹层状分层结构中的复合材料轻型构件的承载件结构26的轻型结构的方式被制造，并且从内至外包含作为下部覆盖层的第一内部承载层20、形成为带有垂直于承载层20、22布置的壁27和置于其间的腔28的蜂窝结构芯部层或分隔件层21、作为上部覆盖层的第二外部承载层22，以及分离层23。所述承载件结构26例如通过复合喷涂成型法(CSM法)被制造。抗磨和抗刮的、抗紫外线的、至少部分为透明塑料的、通过例如大约0.8mm的层厚度流涂被施加到承载件结构26的外层24朝向外侧覆盖车辆外表面构件11。外表层14的塑料例如由透明的聚氨酯形成，其在轻抛光之后具有带有玻璃外观或类似玻璃的外观的光泽表面。
承载层20和22优选地包括具有大约300g/m2的每单位面积重量的聚氨酯(PU)，其分别可选地和优选地借助于具有大约225g/m2的每单位面积重量的玻璃纤维垫被加强。
芯部层或分隔件层21优选地包括蜂窝结构，并且特别地包括纸、塑料或铝的蜂窝，其例如带有大约13mm的厚度，在纸蜂窝的情况下，蜂窝结构的褶皱和片具有在所有情况下大约115g/m2的每单位面积重量。
分离层23优选地具有大约2至2.5mm的厚度。其有效地适用于防止在外表层24上呈现蜂窝结构的视觉印象，如果不设置分离层23，则所述视觉印象可能在在模具中压缩期间发生。
包括芯部层或分隔件层21和两个邻近的承载层20和22的分层结构借助于CSM法(复合喷涂成型)在模具(CSM模具)中被制造，所述CSM法由Sankt Augustin D-53754的Hennecke有限公司已知。分层结构在DE 10033 232 C2中还被表示为类似的形式。利用非常低的重量，分层结构的强度特别地通过刺入蜂窝的竖直壁27的区域中并且与它们结合的塑料实现，所述塑料优选是聚氨酯(PU)。
在车辆外表面构件11的内侧上，金属插入件25例如可以嵌入作为下部覆盖层的第一承载层20中，借助于卡夹、孔、螺纹插入件等，所述金属插入件25用于固定到邻近的构件，例如固定到车顶框架、车顶机构(在可动车顶板的情况下)、梁、柱等等，或者用于紧固邻近的构件，例如遮阳板或把手。
这一基本结构可以改变和例如由至少一个附加层补充，其例如为在第一承载层20和芯部层之间以及可能在芯部层或分隔件层21和第二承载层22之间的防碎层。
图3示出了可动的或固定的车辆外表面构件11的第二实施方式。当处于其功能位置时，车辆外表面构件11自上而下或从外向内包括：
●具有大约0.8mm的层厚度、具有流涂的抗大气腐蚀、紫外线稳定和抗刮的塑料的外表层34，所述塑料优选是透明的聚氨酯，
●金属层32，特别是铝层，
●作为分隔件层的塑料层31，例如由聚丙烯(PP)或聚酰胺(PA)构成，以及
●金属层30，特别是铝层。
金属层30和32和置于它们之间的塑料层31形成承载件结构36，外表层34被流涂到所述承载件结构36上。承载件结构36例如可以由例如为Hylite
Figure BPA00001424781500071
或Alubond
Figure BPA00001424781500072
(两个都是ALCAN Singen有限公司的注册商标)的复合材料轻型构件形成，其优选地通过在外表层34在模具中流涂之前进行挤压而获得所需的形状，或者优选地通过在透明冷成型(CCM法)中建立相应地浅的腔，在相同的模具中被均匀地遍布流涂外表层34的塑料。
在根据图4的示例性实施方式中，车辆外表面构件11由被流涂到其上的承载件结构46和外表层44形成。承载件结构46在本示例中包括热塑性成形部分，其已经例如通过在模具中、例如在Skinform
Figure BPA00001424781500073
模具(Skinform
Figure BPA00001424781500074
是Krauss-Maffei技术有限公司的注册商标)中注射成型而被制造，在此之后，在相同的模具中，在接下来的方法步骤中，优选为透明热塑性聚氨酯(TPU)的外表层44以大约0.8mm的层厚度被流涂到承载件结构上。为此目的在模具中形成的浅的腔优选地在外表层44的流涂之前被排空，以建立真空或至少半真空，以使得流入所述腔中的塑料形成带有玻璃外观或类似玻璃的外观的均匀平滑的、有光泽的层。
在外表层44的流涂之后，车辆外表面构件11从模具中被移出，并且外表层44的塑性材料的浇注口部被移除。外表层44可以被额外抛光以建立增强的玻璃外观或类似玻璃的外观。
制造所需要的模具在来自Krauss-Maffei公司和Sarnamotive Schenk有限公司的开头提到的文献中有详细描述。它们并不构成本发明的一部分，因此不在本申请中进行任何更详细的描述。
本发明不局限于特定的示例性实施方式。由此特别地可以将各个示例
性实施方式的特征彼此组合，从而这样的装置也被本发明覆盖。
附图标记列表
10    车辆
11    车辆外表层构件
12    通风导流板条
13    车顶板
14    车顶板
16    侧梁
17    B柱覆盖
18    覆盖条
19    发动机罩
20    内部承载层
21    芯部层(分隔件层)
22    外部承载层
23    分离层
24    外表层
25    插入件
26    壁
28    腔
30    金属层
31    塑料层(分隔件层)
32    金属层
34    外表层
36    承载件结构
41    热塑性成形部分
44    外表层
46    承载件结构

Claims (9)

1.车辆外表面构件(11)，其可以以外部设置的方式附接到车辆(10)上，所述车辆外表面构件(11)具有承载件结构(26；36；46)和带有玻璃外观或类似玻璃的外观的与所述承载件结构连接的外表层(24；34；44)，
其特征在于：
所述承载件结构(26；36；46)被制造为热塑性成形部分(41)或复合材料轻型结构，并且由至少部分透明的塑料形成的所述外表层(24；34；44)通过流涂被直接地施加到所述承载件结构(26；36；46)上。
2.根据权利要求1所述的车辆外表面构件，
其特征在于：
所述承载件结构(26；36)被制造为多层的复合构件。
3.根据权利要求1或2所述的车辆外表面构件，
其特征在于：
所述承载件结构(26；36)被制造为夹层的复合构件。
4.根据权利要求3所述的车辆外表面构件，
其特征在于：
所述夹层的复合构件具有蜂窝结构(21)，所述蜂窝结构(21)带有限定所述蜂窝的边界的壁(27)和置于所述壁(27)之间的腔(28)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的车辆外表面构件，
其特征在于：
所述承载件结构(26；36)具有至少一层片状的板或膜(20、22；30、32)，其至少部分地包括金属和/或塑料和/或木材和/或纸或纸板。
6.根据前述权利要求中的一项所述的车辆外表面构件，
其特征在于：
至少部分的承载件结构(26；36)通过塑料喷涂法、塑料喷涂-挤压法或塑料注射法被制造，特别地通过复合喷涂成型法(CSM)和/或通过反应注射成型法(RIM)和/或通过长纤维注射法(LFI)被制造。
7.根据前述权利要求中的一项所述的车辆外表面构件，
其特征在于：
所述外表层(24；34；44)由聚氨酯(PU)形成。
8.根据前述权利要求中的一项所述的车辆外表面构件，
其特征在于：
所述外表层(24；34；44)具有大约0.6至1.0mm的厚度，特别地具有大约0.8mm的厚度。
9.根据前述权利要求中的一项所述的车辆外表面构件，
其特征在于：
所述车辆外表面构件(11)可以用于没有开启系统的车顶模块、带有开启系统的车顶模块、用于车顶开启系统的覆盖件、用于硬顶活动敞篷车的车顶的车顶壳层(也称作“可伸缩硬顶”＝“RHTs”)、用于通风导流板条、用于扰流板、用于后盖、用于发动机罩、用于门或挡泥板以及用于A柱、B柱、C柱和D柱的覆盖件，其中所述具有开启系统的车顶模块例如为滑动车顶、滑动/升降车顶、全景车顶、扰流板车顶、叠片车顶、改型车顶。
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