DE10112746A1

DE10112746A1 - Leichter, thermoplastischer Fahrzeugdachhimmel mit wenigstens einem angeformten, energieabsorbierenden Kopfaufprallmechanismus und Spritzgußverfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10112746A1
Application number: DE2001112746
Authority: DE
Inventors: Darius J Preisler; Larry J Winget
Original assignee: Patent Holding Co
Current assignee: Patent Holding Co
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2001-10-18
Also published as: US20030021956A1; US6475937B1; US7182908B2

Abstract

Es werden leichte, thermoplastische Fahrzeugdachhimmel mit jeweils mindestens einem angeformten, energieabsorbierenden Kopfaufprallmechanismus und Spritzgußverfahren zum Herstellen derselben bereitgestellt. Jeder Dachhimmel schließt eine steife, selbsttragende Thermoplastplatte ein, die daran angepaßt ist, so an einem Fahrzeugdach angebracht zu werden, daß sie unter dem Dach liegt und das Dach vor Sicht abschirmt. Die Platte weist eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche auf. Jeder energieabsorbierende Kopfaufprallmechanismus absorbiert Energie aus einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen mit dem damit verbundenen Dachhimmel. In einer Ausführungsform schließt der wenigstens eine Kopfaufprallmechanismus eine Mehrzahl räumlich getrennter, energieabsorbierender, thermoplastischer Strukturen wie etwa Rippen ein, die mit der oberen Oberfläche der Thermoplastplatte verbunden sind und sich davon aufwärts erstrecken. In einer weiteren Ausführungsform schließt der wenigstens eine Kopfaufprallmechanismus ein Gewebe oder ein anderes mit der unteren Oberfläche der Thermoplastplatte verbundenes Material mit einer Schaumstoffrückseite zum Schaffen eines kosmetisch annehmbaren Aussehens des Dachhimmels ein, welches durch einen Fahrzeuginsassen unter Absorbieren von Aufprallenergie zusammengedrückt wird. In noch einer weiteren Ausführungsform schließt der wenigstens eine Kopfaufprallmechanismus eine Reihe in der Thermoplastplatte gebildeter röhrenförmiger Hohlräume ein, die zum ...

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung bezieht sich auf leichte, thermoplastische Fahrzeugdachhimmel mit wenigstens einem angeformten, energie absorbierenden Kopfaufprallmechanismus und auf ein Spritzguß verfahren zu dessen Herstellung.

STAND DER TECHNIK

Moderne Fahrzeugdachhimmel müssen eine Anzahl Erfordernisse erfüllen. Die Dachhimmel müssen nicht nur leicht sein und in den Kosten mit alternativen Dachhimmeln konkurrieren können, sondern sie müssen auch recycelbar sein, gute akustische Eigenschaften aufweisen und den Kopfaufprallerfordernissen entsprechen.

Das US-Patent Nr. 4 119 749 offenbart einen Dachhimmel, der aus in einer Gußform ausgeformten Schaumstoffplatten gebildet ist und innerhalb des Elastomers imprägniert ist.

Das US-Patent Nr. 4 131 702 offenbart das Gießen laminierter Schaumstoffplatten durch Hitze zum Herstellen eines Dachhim mels.

Das US-Patent Nr. 4 172 918 offenbart geschäumten Kunststoff in einem dekorativen Überzug, der erhitzt und laminiert ist.

Das US-Patent Nr. 4 478 660 offenbart einen dekorativen Über zug und einen Träger, die durch einen Schaum mittels Hitze und Druck in einer Gießform verbunden werden.

Das US-Patent Nr. 4 600 621 offenbart einen Schaum, der mit einem dekorativen Stoff überzogen ist.

Das US-Patent Nr. 5 007 976 und 5 082 716 offenbart Verfahren zum Herstellen von Dachhimmeln in einer Gußform unter Verwen den eines dekorativen Gewebes und eines durch einen Klebstoff verbundenen Schaums.

Das US-Patent Nr. 5 089 328 offenbart ein Verfahren zum Her stellen einer Platte mit einem Überzug mit einer Schaumstoff rückseite, der Schichten einschließt, die in einer Gußform durch Hitze miteinander verbunden werden.

Aas US-Patent Nr. 5 660 908 offenbart einen Fahrzeugdachhim mel, der zur Stütze umgekehrte Rippen einschließt.

Das US-Patent Nr. 5 622 402 offenbart eine innere Struktur platte für ein Fahrzeug, die einen thermoplastischen Luftkanal einschließt.

Das US-Patent Nr. 5 575 500 offenbart ein oberes Karosserie strukturelement für ein Fahrzeug, das ein senkrechtes Element mit einem äußeren und einem inneren Element einschließt, die dazwischen einen Hohlraum bilden.

Das US-Patent Nr. 5 306 068 offenbart eine Tür, die eine Mehr zahl integraler Schaumstoffharzröhren einschließt.

Das US-Patent Nr. 4 413 856 offenbart einen starren Stoßfän ger, der durch zellenförmige Federböcke an einem Fahrzeug befestigt ist.

Das US-Patent Nr. 3 444 034 offenbart eine synthetische Struk turplatte mit integralen, miteinander verbundenen Bereichen.

Das US-Patent Nr. 5 482 669 offenbart ein Verfahren und eine Apparatur zum Erzeugen gasunterstützter Spritzgußstrukturen.

Das US-Patent Nr. 5 574 087 offenbart einen Gießharz-Schutz streifen für Fahrzeuge.

Das US-Patent Nr. 5 900 199 offenbart einen Rammschutz, der eine kunststoffgegossene, röhrenähnliche Struktur umfaßt.

Das US-Patent Nr. 4 995 659 offenbart eine Apparatur, die zur Stoßverringerung röhrenförmige Luftbleche einschließt, die den Großteil eines Fahrzeugs bedecken.

Das US-Patent Nr. 3 853 349 offenbart eine Fahrzeugkarrosse rie, die eine große Anzahl zylindrischer Hohlräume ein schließt.

Das US-Patent Nr. 5 429 412 offenbart eine Kunststofftafel zum Befestigen an einem Kotflügelblech.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstel len eines leichten, thermoplastischen Fahrzeugdachhimmels mit wenigstens einem angeformten, energieabsorbierenden Kopfauf prallmechanismus und ein Spritzgußverfahren zu dessen Her stellung, wobei der Dachhimmel verhältnismäßig wohlfeil und leicht ist, recycelbar ist, gute akustische Eigenschaften aufweist und den Kopfaufprallerfordernissen entspricht.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines leichten, thermoplastischen Fahrzeugdach himmels mit wenigstens einem angeformten, energieabsorbieren den Kopfaufprallmechanismus und ein Spritzgußverfahren zu dessen Herstellung, wobei der Dachhimmel abmessungsstabil ist, seine Form behält, während er ein Insassenabteil überspannt, und enge Toleranzen einhalten kann, selbst wenn er hoher Luft feuchtigkeit und erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist, wie sie etwa in tropischem und heißem Wüstenklima angetroffen werden.

Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines leichten, thermoplastischen Fahrzeug dachhimmels mit wenigstens einem angeformten, energieabsorbie renden Kopfaufprallmechanismus und ein Spritzgußverfahren zu dessen Herstellung, wobei der Dachhimmel entweder manuell oder durch eine Automatik gehandhabt und eingesetzt und gehalten wird, während er im Inneren des Insassenabteils des Fahrzeugs befestigt wird.

Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines leichten, thermoplastischen Fahrzeug dachhimmels mit wenigstens einem angeformten, energieabsorbie renden Kopfaufprallmechanismus und ein Spritzgußverfahren zu dessen Herstellung, wobei der Dachhimmel in einer einzigen Spritzgußform hergestellt werden kann.

Beim Ausführen der vorstehenden Gegenstände und anderer Gegen stände der vorliegenden Erfindung wird ein leichter, thermo plastischer Dachhimmel zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einem Dach bereitgestellt. Der Dachhimmel schließt eine stei fe, selbsttragende Thermoplastplatte ein, die daran angepaßt ist, so an dem Dach befestigt zu werden, daß sie unter dem Dach liegt und das Dach vor der Sicht schützt. Die Platte weist eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche auf. Der Dachhimmel schließt auch wenigstens einen energieabsorbie renden Kopfaufprallmechanismus ein, der zum Absorbieren von Energie aus einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen auf den Dachhimmel auf der Platte ausgebildet ist.

In einer Ausführungsform schließt der wenigstens eine Kopfauf prallmechanismus eine Mehrzahl räumlich getrennter, energie absorbierender, thermoplastischer Strukturen ein, die mit der oberen Oberfläche der Thermoplastplatte verbunden sind und sich aufwärts davon erstrecken. Die thermoplastischen Struktu ren können Rippen sein, die zum Absorbieren von Aufprall energie dauerhaft durch das Dach verformbar sind.

Der wenigstens eine Kopfaufprallmechanismus kann ein Gewebe oder anderes Material mit einer Schaumstoffrückseite sein, die an die untere Oberfläche der Thermoplastplatte gebunden ist, um eine kosmetisch annehmbare Erscheinung des Dachhimmels zu schaffen. Das Gewebe und seine Schaumstoffrückseite werden durch einen Fahrzeuginsassen unter Absorbieren von Aufprall energie zusammengepreßt.

In einer weiteren Ausführungsform schließt der wenigstens eine Kopfaufprallmechanismus eine Reihe in der Thermoplastplatte gebildeter röhrenförmiger Hohlräume ein. Die Hohlräume sind zum Absorbieren von Aufprallenergie zusammenpreßbar.

Vorzugsweise schließt der Dachhimmel wenigstens einen an die Thermoplastplatte angeformten Befestigungsmechanismus ein. Der wenigstens eine Befestigungsmechanismus kann ein hohler Kunst stoffhandgriff sein.

Der wenigstens eine Befestigungsmechanismus kann eine Befesti gungsstelle zum Befestigen einer Sonnenblende, eines Spiegels, einer Deckenkonsole, eines Kleiderbügels oder einer Leuchte an dem Dachhimmel bereitstellen.

Das Thermoplast der Platte kann ein thermoplastisches Polyole fin (TPO) oder Polypropylen oder ABS sein.

Der wenigstens eine Befestigungsmechanismus kann eine Mehrzahl räumlich getrennter, mit Löchern versehener Strukturen zum Aufnehmen und Halten elektrischer Drähte darin einschließen.

Der wenigstens eine Befestigungsmechanismus kann ein paar mit Löchern versehener Fensterrahmen einschließen, die daran ange paßt sind, innerhalb entsprechender Öffnungen im Fahrzeugdach aufgenommen und gehalten zu werden.

Weiter wird beim Ausführen der vorstehenden Gegenstände und anderer Gegenstände der vorliegenden Erfindung ein Spritzguß verfahren zum Herstellen eines leichten, thermoplastischen Fahrzeugdachhimmels mit wenigstens einem angeformten, energie absorbierenden Kopfaufprallmechanismus bereitgestellt. Das Verfahren schließt das Bereitstellen einer Spritzgußform mit einer ersten und zweiten Gußformhälfte, das Schließen der Form, so daß die erste und zweite Gußformhälfte einen Gußform hohlraum definieren, und das Einspritzen geschmolzenen, ther moplastischen Harzes in den Gußformhohlraum unter Bilden eines Dachhimmels ein, der eine steife, selbsttragende Thermoplast platte und eine Mehrzahl räumlich getrennter, energieabsorbie render Strukturen einschließt. Das Verfahren schließt weiter das Abkühlen des Dachhimmels unter den Erweichungspunkt des geschmolzenen Harzes und das Öffnen der Gußform und die Ent nahme des Dachhimmels ein. Die energieabsorbierenden Struktu ren können Rippen sein.

Noch weiter wird beim Durchführen der vorstehenden Gegenstände und anderer Gegenstände der vorliegenden Erfindung ein zweites Spritzgußverfahren zum Herstellen eines leichten, thermopla stischen Fahrzeugdachhimmels mit wenigstens einem angeformten, energieabsorbierenden Kopfaufprallmechanismus bereitgestellt. Das Verfahren schließt das Bereitstellen einer Spritzgußform mit ersten und zweiten Gußformhälften, das Schließen der Form, so daß die erste und zweite Gußformhälfte einen Gußformhohl raum definieren, und das Einspritzen geschmolzenen, thermopla stischen Harzes in den Gußformhohlraum ein. Das Verfahren schließt ferner das Leiten einer Menge unter Überdruck stehen den Fluids in den Gußformhohlraum zum Verteilen des geschmol zenen Harzes über den inneren Oberflächen und unter Bilden einer Reihe röhrenförmiger Hohlräume in dem geschmolzenen Harz ein. Das Verfahren schließt noch weiter das Halten des Fluids unter Druck ein, bis ein Dachhimmel entstanden ist, der eine steife, selbsttragende Thermoplastplatte und einer Reihe darin gebildeter röhrenförmiger Hohlraume einschließt. Schließlich schließt das Verfahren das Abkühlen des Dachhimmels unter den Erweichungspunkt des geschmolzenen Harzes und das Öffnen der Gußform und die Entnahme des Dachhimmels ein.

Beim Ausführen der vorstehenden Gegenstände und anderer Gegen stände der vorliegenden Erfindung wird noch weiter ein drittes Spritzgußverfahren zum Herstellen eines leichten, thermopla stischen Fahrzeugdachhimmels mit wenigstens einem angeformten, energieabsorbierenden Kopfaufprallmechanismus bereitgestellt. Das Verfahren schließt das Bereitstellen einer Spritzgußform mit einer ersten und zweiten Gußformhälfte, das Einlegen eines Gewebes oder anderen Materials mit einer Schaumstoffrückseite zwischen die erste und zweite Gußformhälfte und das Verschlie ßen der Gußform ein, so daß die erste und zweite Gußformhälfte mit dem Gewebe oder anderen Material in dem Gußformhohlraum einen Gußformhohlraum definieren. Das Verfahren schließt fer ner das Einspritzen von geschmolzenem, thermoplastischem Harz in den Gußformhohlraum unter Erzeugen einer steifen, selbst tragenden Thermoplastplatte ein. Die Erzeugung der Platte schafft genügend Druck und Hitze, um die Platte unter Bilden eines Dachhimmels mit dem Schaumstoff zu verbinden. Das Ver fahren schließt weiter das Abkühlen des Dachhimmels unter den Erweichungspunkt des geschmolzenen Harzes und das Öffnen der Gußform und die Entnahme des Dachhimmels ein.

Die vorstehenden Gegenstände und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Ausführungsweise zusammen mit den begleitenden Zeichnungen leicht offensichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines leichten, ther moplastischen Dachhimmels, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, an einem Kraftfahrzeug dach, an dem er befestigt werden soll;

Fig. 2a ist eine teilweise offene Querschnittsansicht des Dachhimmels entlang der Linien 2a-2a von Fig. 1, aber ohne die angeformten Rippen des Dachhimmels, aber mit einem unter schiedlichen, energieabsorbierenden Kopfaufprallmechanismus;

Fig. 2b ist eine der Ansicht von Fig. 2a ähnliche Ansicht, ausgenommen, daß der Kopfaufprallmechanismus die Form eines Schaumstoffkissens mit einer Stoff- oder Vinylrückseite hat, das sich nur über die untere und seitlichen Oberflächen der Thermoplastplatte des Dachhimmels und nicht über die obere Oberfläche der Platte erstreckt;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine untere Oberfläche einer zweiten Ausführungsform eines leichten, ther moplastischen, gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Dachhimmels veranschaulicht und eine Mehrzahl Befestigungs mechanismen veranschaulicht;

Fig. 4 ist eine teilweise offene, perspektivische Ansicht eines Bereiches des Dachhimmels von Fig. 3, wobei eine erste und zweite Sonnenblende veranschaulicht werden, die durch einen Befestigungsmechanismus an der Thermoplastplatte be festigt sind, wobei die zweite Sonnenblende durch Phantomli nien veranschaulicht wird;

Fig. 5 ist eine Vorderansicht eines hohlen Hilfshandgriffs zusammen mit einem Bügelhaken und einem Leuchtenrahmen, die alle an den leichten, thermoplastischen Dachhimmel von Fig. 3 angeformt sind und veranschaulicht auch einen Teil eines Bügels durch Phantomlinien;

Fig. 6 ist eine teilweise offene Querschnittsansicht entlang der Linien 6-6 von Fig. 5 der Zwischenfläche zwischen der unteren Oberfläche der Thermoplastplatte und dem Hilfshand griff;

Fig. 7 ist eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform eines leichten, thermoplastischen Dachhimmels, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 8 ist eine teilweise offene Querschnittsansicht entlang der Linien 8-8 von Fig. 7 und veranschaulicht einen weiteren Kopfaufprallmechanismus in Form einer Mehrzahl röhrenförmiger Hohlräume, die in der Thermoplastplatte des Dachhimmels ausge bildet sind;

Fig. 9 ist eine Fig. 1 ähnliche Ansicht, die noch eine vier te Ausführungsform eines leichten, thermoplastischen Dachhim mels an einem SMC-Kunststoffdach veranschaulicht, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, und

Fig. 10 ist ein Blockfließdiagramm, das die verschiedenen Spritzgußschritte zum Aufbauen der verschiedenen leichten, thermoplastischen Dachhimmel von Fig. 1-9 veranschaulicht.

BESTE ART UND WEISE DES AUSFÜHRENS DER ERFINDUNG

Unter Bezug auf die Zeichnungen wird nun in Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines leichten, thermoplastischen Dachhimmels, allgemein mit 20 bezeichnet, veranschaulicht, der gemäß der vor liegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Dachhimmel 20 ist an die Verwendung in einem Kraftfahrzeug einschließlich einem Dach 22 angepaßt. Der Dachhimmel 20 schließt eine steife, selbsttragende Thermoplastplatte, allgemein mit 24 bezeichnet, ein, die daran angepaßt ist, so an dem Dach 22 angebracht zu werden, daß sie unter dem Dach 22 liegt und das Dach 22 vor Sicht schützt. Die Platte 24 weist eine obere Oberfläche 26 und eine untere Oberfläche 28 auf.

Der Dachhimmel 20 schließt ferner ein paar räumlich getrenn ter, energieabsorbierender Kopfaufprallmechanismen ein. Jeder Mechanismus schließt eine Mehrzahl räumlich getrennter, auf der oberen Oberfläche der Thermoplastplatte 24 gebildeter, energieabsorbierender, thermoplastischer Rippen 30 zum Absor bieren von Energie aus einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen auf den Dachhimmel 20 ein. Die Rippen 30 sind mit der oberen Oberfläche 26 der Thermoplastplatte 24 verbunden und erstrecken sich davon nach oben. Die thermoplastischen Rippen 30 sind zum Absorbieren von Aufprallenergie typischerweise durch das Dach 22 dauerhaft deformierbar. Anzahl, Abstand und Größe der Rippen 30 werden typischerweise zum Befriedigen verschiedener Kopfaufprallerfordernisse wie etwa die 800-HIC-Erfordernisse bestimmt.

Ferner ist auf der oberen Oberfläche 26 der Thermoplastplatte 24 eine Hohlrahmenstruktur 32 angeformt, die durch ein hierin nachstehend genauer beschriebenes, gasunterstütztes Spritzguß verfahren unter Liefern einer erhabenen Oberfläche gebildet werden kann, wodurch der Dachhimmel 20 an dem Fahrzeugdach 22 befestigt werden kann. Der Dachhimmel 20 kann zum Beispiel am Fahrzeugdach 22 an der Rahmenstruktur 32 durch doppelseitiges Klebeband befestigt werden oder ein wärmeaktivierter Klebstoff kann auf eine oberste Oberfläche der Rahmenstruktur 32 aufge bracht werden. Wahlweise kann die obere Oberfläche 26 der Thermoplastplatte 24 mit angeformten Halterungen (nicht dar gestellt) zum Befestigen des Dachhimmels 20 an komplementär ausgebildete Halterungen (nicht dargestellt) versehen sein, die auf der unteren Oberfläche des Fahrzeugdachs 22 ausge bildet sind.

Das thermoplastische Harz der Thermoplastplatte 24 kann TPO, ABS oder Polypropylen sein, so daß die Thermoplastplatte 24 steif und selbsttragend, aber dennoch flexibel genug ist, sich leicht zu biegen, so daß der Dachhimmel 20 zwischen zwei räum lich getrennte Pfosten 34 des Fahrzeugdachs 22 eingeführt werden kann, was beim Definieren einer vorderen Windschutz scheibenöffnung 36 des Fahrzeugdachs 22 behilflich ist.

Unter Bezug auf Fig. 2a und 2b werden nun zwei Ausführungs formen eines unterschiedlichen energieabsorbierenden Kopfauf prallmechanismus des Dachhimmels 20 in Form eines Materials mit einer Schaumstoffrückseite, allgemein mit 37 bezeichnet, ver anschaulicht, das einen Stoff oder ein Vinylgewebe der Klasse A als Oberflächenschicht 38 einschließt, der mit einem offen- oder geschlossenzelligen Schaumstoffkissen 40 verbunden ist, das wiederum mit der unteren Oberfläche 28 der Thermoplast platte 24 verbunden ist. Bei der Ausführungsform von Fig. 2a bedeckt das Material 37 mit einer Schaumstoffrückseite nicht nur die untere Oberfläche 28 der Thermoplastplatte 24, sondern auch die seitlichen und oberen Oberflächen 42 beziehungsweise 26 der Thermoplastplatte 24.

Bei der Ausführungsform von Fig. 2b bedeckt das Material 37 mit einer Schaumstoffrückseite nur die unteren und seitlichen Oberflächen 28 beziehungsweise 42 der Thermoplastplatte 24. Die Stoffoberflächenschicht 38 kann mit Nylon umwickeltes Propylen sein. Die Schicht 38 schafft eine kosmetisch annehm bare Erscheinung des Dachhimmels 20, und das Kissen 40 wird durch einen Fahrzeuginsassen unter Absorbieren von Aufprall energie zusammengedrückt.

Das Material 37 mit einer Schaumstoffrückseite kann zuerst wie etwa in einer Vakuumform unter Formen des Materials 37 mit einer Schaumstoffrückseite in eine geeignete Form vor dem Verbinden mit der Thermoplastplatte 24 wie etwa durch ein Einlagengußverfahren oder durch eine Klebeverbindung der Schaumstoffschicht 40 des Materials 37 mit der Thermoplast platte 24 vorverarbeitet werden.

Wahlweise kann anstatt des Bereitstellens der unteren Ober fläche 28 der Thermoplastplatte 24 mit dem Material 37 mit einer Schaumstoffrückseite die untere Oberfläche 28 der Ther moplastplatte 24 mit einer weich anzufühlenden Farbe angestri chen werden.

Vorzugsweise ist die Dicke der Thermoplastplatte im Bereich von 2-4 Millimeter, wogegen die Dicke des Materials mit einer Schaumstoffrückseite im Bereich von 0,5-3 Millimeter dick ist.

Unter Bezug auf Fig. 3 wird nun eine zweite Ausführungsform eines leichten, thermoplastischen, allgemein mit 44 bezeichneten Dachhimmels veranschaulicht, der gemäß der vorliegenden Erfin dung aufgebaut ist. Erneut schließt der Dachhimmel 44 eine steife, selbsttragende Thermoplastplatte 46 ein, die daran angepaßt ist, an dem Dach eines Automobils befestigt zu werden und unter dem Dach zu liegen und das Dach vor Sicht zu schüt zen. Die Platte 46 weist eine obere Oberfläche 48 und eine untere Oberfläche 50 auf.

Der Dachhimmel 44 ist dem Dachhimmel 20 von Fig. 1 ähnlich und schließt außerdem eine Anzahl Befestigungsmechanismen wie etwa hohle Kunststoffhilfs- oder Festhaltegriffe 62 ein, die an die Thermoplastplatte 46 angeformt sind. Die hohlen Kunst stoffesthaltegriffe 62 werden typischerweise durch ein hierin nachstehend in größerer Einzelheit beschriebenes, gasunter stütztes Spritzgußverfahren hergestellt, wie durch ein in der oberen Oberfläche 48 der Thermoplastplatte 46 ausgebildetes Loch 64 gezeigt wird.

Der Dachhimmel 44 schließt ferner ein Paar energieabsorbieren der Kopfaufprallmechanismen, die bei 52 und 54 phantomhaft veranschaulicht werden, für die vorderen und hinteren Insassen des Automobils zum Absorbieren von Energie aus einem Aufprall solcher Insassen mit dem Dachhimmel 44 ein. Zum Beispiel kön nen die Kopfaufprallmechanismen 52 und 54 durch Gas einge spritzte Kopfaufprallzonen sein, die mit der unteren Ober fläche 50 der Thermoplastplatte 46 abschließen und allgemein von dem in Fig. 7 und 8 veranschaulichten Typ sind, wobei eine Reihe röhrenförmiger Hohlräume 56 in einer Thermoplast platte 58 eines Dachhimmels 60 ausgebildet ist. Die röhrenför migen Hohlräume 56 verdichten sich typischerweise, während sie Energie aus einem Aufprall absorbieren.

Wahlweise können die Kopfaufprallmechanismen 52 und 54 wie in Fig. 2a und 2b veranschaulicht Material 37 mit einer Schaum stoffrückseite umfassen oder können Rippen wie etwa die auf der oberen Oberfläche 26 der Thermoplastplatte 24 des in Fig. 1 veranschaulichten Dachhimmels 20 dargestellten Rippen 30 einschließen.

Andere an die Thermoplastplatte 46 angeformte Befestigungs mechanismen schließen angegossene Befestigungen 66 für eine erste Sonnenblende 68 und ein angegossenes Mittelkonsolen gehäuse 70 für die Aufnahme von Schaltern, vorderen Karten leuchten und einer digital ablesbaren Anzeige ein. Das Gehäuse 70 ermöglicht es, daß diese Bestandteile von innerhalb des Insassenabteils gewartet werden. Typischerweise werden der artige Schalter, Ableseanzeigen und vorderen Kartenleuchten innerhalb des Gehäuses 70 vor dem Zusammenbau und Befestigen des Dachhimmels 44 an dem Fahrzeugdach 22 vormontiert.

Die Befestigungsmechanismen können auch Rahmen 72 für Fahr zeugleuchten oder -lichter 74 einschließen, die an die Han griffe 62 angeformt sind. Ferner sind an die Handgriffe 62 Mantelhaken 76 zum Bereitstellen einer Aufhängestelle für einen Kleiderbügel, wie in Fig. 5 phantomhaft mit 78 bezeichnet, angeformt.

Wie weiter auf der oberen Oberfläche 48 der Platte 46 in Fig. 3 veranschaulicht können Drähte oder eine Verkabelung 80 zum Liefern elektrischen Stroms an die Leuchten 74 an die Thermo plastplatte 46 vormontiert sein und auf der oberen Oberfläche 48 der Thermoplastplatte 46 durch angeformte, mit Löchern versehene Strukturen in Form von Erhebungen 82 in der richti gen Lage befestigt sein, wie in Fig. 9 bezüglich noch einer weiteren Ausführungsform einer steifen, selbsttragenden, all gemein mit 84 bezeichneten Platte eines Fahrzeugdachhimmels 86 veranschaulicht wird. Die Erhebungen 82 sind an einer oberen Oberfläche derselben mit Schlitzen versehen, so daß die Ver kabelung 80 hindurch verlegt und in dort hindurch gebildeten Öffnungen unter Befestigen und Ausrichten der Verkabelung 80 auf der oberen Oberfläche 48 der Thermoplastplatte 46 aufge nommen und gehalten werden kann.

Wie weiter in Fig. 3 veranschaulicht liefert noch ein weite rer, an die Thermoplastplatte 46 angeformter Befestigungs mechanismus ein Befestigungsgehäuse 87 für einen Rücksitz spiegel 88 und ein Rücksitzlicht 90. Das Befestigungsgehäuse 87 ist in der Mitte der Thermoplastplatte 46 auf der unteren Oberfläche 50 ausgebildet. Typischerweise erlaubt das Gehäuse 87 dem Spiegel 88 und dem Licht 90 sich um 90° zu drehen oder geschwenkt zu werden und erlaubt dem Spiegel 88 das Auf- oder Abklappen.

Besonders unter Bezug auf Fig. 4 kann die erste Blende 68 nicht nur bis zur in Fig. 4 durch eine gefüllte Linie dar gestellten Position gedreht werden, sondern kann, wie durch Phantomlinien in Fig. 4 dargestellt, nach unten und zur Seite abgeklappt werden. Eine zweite Blende 88 nimmt den Platz der ersten Blende 68 ein, wenn die erste Blende nach oben oder zur Seite geschwungen ist. Typischerweise sind die Befestigungen 66 der Blenden 68 und 68 an die Thermoplastplatte 46 ange formt. Die erste und zweite Sonnenblende 68 beziehungsweise 88 werden vor der Installation des Dachhimmels 44 am Fahrzeugdach 22 an die Thermoplastplatte 46 vormontiert.

Besonders unter Bezug auf Fig. 6, die eine teilweise offene Querschnittsansicht eines Teils des kombinierten Kunststoff handgriffs 62 und des Rahmens 72 für das Licht 74 ist, wird dort ein an der Thermoplastplatte 46 wie etwa durch einen Klebstoff oder durch Einlagegießen des Beflockungsmaterials 90 mit der Platte 46 befestigtes und daran gebundenes Beflockungs material 90 veranschaulicht.

Erneut unter Bezug auf Fig. 7 und 8 schließt der leichte, thermoplastische Dachhimmel 60 wie zuvor angeführt eine Mehr zahl energieabsorbierender, auf der Thermoplastplatte 58 ge bildeter Kopfaufprallmechanismen 92 zum Absorbieren von Ener gie aus einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen auf den Dachhim mel 60 ein. Jeder energieabsorbierende Kopfaufprallmechanismus 92 schließt eine Reihe röhrenförmiger, auf der Thermoplast platte 58 gebildeter Hohlräume 56 ein, die zum Absorbieren von Aufprallenergie zusammendrückbar sind. Wie in der Ausführungs form von Fig. 3 stellt die Thermoplastplatte 58 eine Anzahl Befestigungsmechanismen (nicht dargestellt) zum Anbauen der Sonnenblenden 94 an eine untere Oberfläche der Thermoplast platte 58 bereit.

Erneut unter Bezug auf Fig. 9 wird ein abnehmbares, allgemein mit 96 bezeichnetes, Kunststoffahrzeugdach mit einem darin ge bildeten Ausstellfenster 98 veranschaulicht. Das Fahrzeugdach 96 kann aus Bahnengießverbindungen (SMC) hergestellt sein, während die selbsttragende Thermoplastplatte 84 wie in den vorigen Ausführungsformen aus Polypropylen, TPO oder ABS her gestellt sein kann.

Der Dachhimmel 86 schließt auch einen oder mehr der zuvor beschriebenen, energieabsorbierenden Kopfaufprallmechanismen ein. Derartige Mechanismen sind aus Gründen der Einfachheit nicht in Fig. 9 offenbart. Die energieabsorbierenden Kopfauf prallmechanismen können zum Beispiel energieabsorbierende Rippen einschließen, die auf einer oberen Oberfläche 100 der Thermoplastplatte 84 zum Absorbieren von Energie aus einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen auf den Dachhimmel 86 geformt sind.

Der Dachhimmel 86 kann ferner mehrfache Befestigungsmecha nismen wie etwa eine an die Thermoplastplatte 84 angeformte Kuppel 102 zum Liefern einer Befestigungsstelle für eine Leuchte (nicht dargestellt), an die Drähte (nicht dargestellt) zum Versorgen der Leuchte mit elektrischem Strom elektrisch angeschlossen sind. Die mit Löchern versehenen Öffnungen 82 liefern Befestigungsstellen für die zum Liefern von elektri schem Strom an die in der Kuppel untergebrachte Leuchte ver wendeten Drähte oder den Kabelbaum.

Noch unter Bezug auf Fig. 9 schließt der Dachhimmel 86 auch einen Hohlrahmenteil ein, durch den der Dachhimmel 86 wenig stens zum Teil an dem Fahrzeugdach 96 befestigt ist. Der erha bene Rahmenteil 104 kann zum Beispiel den Dachhimmel 86 durch Leim oder Klebeband am Fahrzeugdach 86 festhalten. Ferner ist der erhabene Rahmenteil 104 beim Bestimmen des hinteren Fen sterausschnitts des Fahrzeugs behilflich.

Ferner schließt der leichte, thermoplastische Dachhimmel 86 ein paar kreisförmige Fensterrahmenabschnitte 106 ein, die ebenfalls an die Thermoplastplatte 84 an gegenüberliegenden Seiten angeformt sind und sich durch entsprechende Ausstell fenster oder Öffnungen 98 (wovon nur eine dargestellt ist) erstreckt, die nach dem Zusammenbau des Dachhimmels 86 mit dem Fahrzeugdach 96 im Fahrzeugdach 96 gebildet werden. Obschon der Dachhimmel 86 steif und selbsttragend ist, ist er etwas biegsam, um sich während des Zusammenbaus des Dachhimmels 86 mit dem Fahrzeugdach 96 einwärts zu biegen, um das Einrasten des Dachhimmels 86 in dem Fahrzeugdach 96 über die Rahmen abschnitte 106 zu erlauben.

Unter Bezug auf Fig. 10 werden nun als Blockdiagramm in Form eines Ablaufplans drei verschiedene Spritzgußverfahren zum Herstellen der zuvor beschriebenen leichten, thermoplastischen Kraftfahrzeugdachhimmel veranschaulicht, wovon jeder wenig stens einen damit gebildeten angeformten, energieabsorbieren den Kopfaufprallmechanismus aufweist. Mit diesen Schritte, die allen drei Spritzgußverfahren gemein sind, sind drei Pfeile verbunden, um anzuzeigen, daß der betreffende Block jedem der Spritzgußverfahren gemeinsam ist. Die Blöcke, die nur einen einzigen, in den Block eintretenden und verlassenden Pfeil aufweisen, betreffen das einzelne Spritzgußverfahren.

Bei Block 110, der allen drei Spritzgußverfahren gemeinsam ist, wird eine Spritzgußform mit einer ersten und zweiten Gußformhälfte bereitgestellt.

Bei Block 112, der nur auf das dritte Spritzgußverfahren an wendbar ist, wird ein Gewebe oder anderes Material mit einer Schaumstoffrückseite zwischen die erste und zweite Gußform hälfte gelegt.

Bei Block 114, der ebenfalls allen drei Spritzgußverfahren gemeinsam ist, wird die Gußform geschlossen, so daß die erste und zweite Gußformhälfte einen den Gegenstand definierenden Hohlraum definiert.

Bei Block 116, der ebenfalls allen Spritzgußverfahren gemein sam ist, wird geschmolzenes Harz in den den Gegenstand de finierenden Hohlraum gespritzt.

Bei Block 118, der nur das erste Gußverfahren betrifft und darauf anwendbar ist, bildet das geschmolzene Harz, das zuvor wie in Block 116 veranschaulicht in den den Gegenstand de finierenden Hohlraum eingespritzt wurde, eine Thermoplast platte mit einer Mehrzahl räumlich getrennter, energieabsor bierender Rippen.

Bei Block 120, der nur das zweite Spritzgußverfahren betrifft, wird eine Menge eines unter Überdruck stehenden Fluids in den den Gegenstand definierenden Hohlraum geleitet, um das ge schmolzene Harz über den inneren Oberflächen der Form zu ver teilen und eine Reihe röhrenförmiger Hohlräume in dem ge schmolzenen Harz zu bilden. Dieser Schritt findet sich gemein hin bei einem herkömmlichen gasunterstützten Spritzgußverfah ren.

Bei Block 122 wird das geschmolzene Harz, das zuvor bei Block 116 in den den Gegenstand definierenden Hohlraum gespritzt wurde, zum Erzeugen einer Thermoplastplatte benützt. Die Er zeugung der Thermoplastplatte schafft ausreichend Druck und Hitze, um die Platte unter Bilden des sich daraus ergebenden Dachhimmels mit der Schaumstoffrückseite zu verbinden, die zuvor bei Block 112 zwischen die erste und zweite Gußformhälf te gelegt wurde.

Bei Block 124, der nur das zweite Spritzgußverfahren betrifft und nur darauf anwendbar ist, wird die Menge an unter Über druck stehendem Fluid unter Druck gehalten, bis die Thermo plastplatte und die röhrenförmigen Hohlräume unter Bilden des sich daraus ergebenden Dachhimmels aufgebaut sind.

Bei Block 126, der allen drei Spritzgußverfahren gemeinsam ist, wird der sich daraus ergebende Dachhimmel unter den Er weichungspunkt des beim Bilden der Thermoplastplatte benutz ten, geschmolzenen Harzes abgekühlt.

Bei Block 128 wird die Gußform geöffnet, und der Dachhimmel wird der Gußform entnommen.

Gewünschtenfalls kann der Dachhimmel zum Erreichen der endgül tigen gewünschten Form des Dachhimmels anschließend entweder teilweise oder vollständig vakuum- oder wärmeverformt werden.

Jede Ausführungsform des gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten thermoplastischen Fahrzeugdachhimmels entspricht einer Anzahl von Dachhimmelerfordernissen und liefert eine Anzahl nachstehend umrissener Dachhimmelvorteile.

Dachhimmelerfordernisse und -vorteile Kosten

- Erfüllt die Ziele und ist preiswerter.

Gewicht

- Wiegt weniger als die heutigen herkömmlichen Dachhim mel
- falls das Gewicht höher ist, läßt es sich durch die Anzahl zusätzlicher Befestigungsmechanismen erklären.

NVH (Lärm, Vibrationen, Griffigkeit)

- Das Teil besteht den NVH-Test.

Zusammenbau/Wartung

- Befestigungen (eingegossen)
- Leichtigkeit der Entnahme und des Austausches
- Befähigung zum Verringern der Stromgarantie
- abgeklemmte Drähte
- abgeklemmtes Abflußrohr.

Kopfaufprall

- <800 HCl(d) wie getestet.

Abmessungsstabilität

- Gesamttoleranzen < ± 2,0 mil.

Merkmale

- Handgriffe
- Sicherheit - FMVSS 201
- Verdrahtung
- Abmessungsstabilität
- NVH - Schallabsorption
- Seitenairbag kann darin verstaut werden
- Sonnenschutzeinrichtungen
- klappbar
- Seitenfenster
- hintere Insassen
- Ausschluß von Licht von hinten
- struktureller Zusammenhalt
- Halterungen
- Stoff mit Schaumstoffrückseite kann befestigt werden
- Deckenkonsole
- Schiebedach und Abflußrohre können untergebracht wer den
- Aufbewahrung
- Garagentüröffner
- hintere Schminkspiegel
- HVAC mit Insassenregelung
- Beleuchtung und Faseroptik
- Lautsprecher
- Zusatzradio
- Deckenmikrophon für Telefon
- Deckenmitteilungszentrum
- ausrollbarer Sonnenschutz für Heckscheibe
- Gepäcknetz
- Decken-LED-TV
- Insassensensoren
- Strukturelement des Fahrzeugs

Obschon die beste Art und Weise der Ausführung der Erfindung genau beschrieben worden ist, erkennt der Fachmann, den diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen zum Ausführen der durch die folgenden Ansprüche definierten Erfindung.

Claims

1. Leichter, thermoplastischer Dachhimmel zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einem Dach, wobei der Dachhimmel
eine steife, selbsttragende Thermoplastplatte, die daran angepaßt ist, so an dem Dach befestigt zu wer den, daß sie unter dem Dach liegt und das Dach vor Sicht abschirmt, wobei die Platte eine obere Ober fläche und eine untere Oberfläche aufweist, und
wenigstens einen energieabsorbierenden Kopfaufprall mechanismus umfaßt, der auf der Platte zum Absorbieren von Energie aus einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen auf den Dachhimmel ausgebildet ist.

2. Dachhimmel wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei der wenig stens eine Kopfaufprallmechanismus eine Mehrzahl räumlich getrennter, energieabsorbierender, thermoplastischer Strukturen einschließt, die mit der oberen Oberfläche der Thermoplastplatte verbunden sind und sich davon nach oben erstrecken.

3. Dachhimmel wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei die ther moplastischen Strukturen Rippen sind, die zum Absorbieren von Aufprallenergie dauerhaft durch das Dach verformbar sind.

4. Dachhimmel wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei der wenig stens eine Kopfaufprallmechanismus ein Gewebe oder anderes Material mit einer Schaumstoffrückseite einschließt, das zum Erzeugen eines kosmetisch annehmbaren Aussehens des Dachhimmels an die untere Oberfläche der Thermoplastplatte gebunden ist und das durch einen Fahrzeuginsassen unter Absorbieren von Aufprallenergie zusammengedrückt wird.

5. Dachhimmel wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei der wenig stens eine Kopfaufprallmechanismus eine Reihe röhrenförmi ger Hohlräume einschließt, die in der Thermoplastplatte ausgebildet sind und die zum Absorbieren von Aufprallen ergie zusammendrückbar sind.

6. Dachhimmel wie in Anspruch 1 beansprucht, der weiter we nigstens einen an die Thermoplastplatte angeformten Be festigungsmechanismus umfaßt.

7. Dachhimmel wie in Anspruch 6 beansprucht, wobei der wenig stens eine Befestigungsmechanismus ein Kunststoffhandgriff ist.

8. Dachhimmel wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei der Kunst stoffhandgriff hohl ist.

9. Dachhimmel wie in Anspruch 6 beansprucht, wobei der wenig stens eine Befestigungsmechanismus eine Befestigungsstelle zum Befestigen einer Sonnenblende an dem Dachhimmel be reitstellt.

10. Dachhimmel wie in Anspruch 6 beansprucht, wobei der wenig stens eine Befestigungsmechanismus eine Befestigungsstelle zum Befestigen eines Spiegels an dem Dachhimmel bereit stellt.

11. Dachhimmel wie in Anspruch 6 beansprucht, wobei der wenig stens eine Befestigungsmechanismus eine Befestigungsstelle zum Befestigen einer Deckenkonsole an dem Dachhimmel be reitstellt.

12. Dachhimmel wie in Anspruch 6 beansprucht, wobei der wenig stens eine Befestigungsmechanismus eine Befestigungsstelle zum abnehmbaren Befestigen eines Kleiderbügels an dem Dachhimmel bereitstellt.

13. Dachhimmel wie in Anspruch 6 beansprucht, wobei der wenig stens eine Befestigungsmechanismus eine Befestigungsstelle zum Befestigen einer Lampe an dem Dachhimmel bereitstellt.

14. Dachhimmel wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Ther moplast der Platte ein thermoplastisches Polyolefin (TPO) oder Polypropylen oder ABS ist.

15. Dachhimmel wie in Anspruch 6 beansprucht, wobei der wenig stens eine Befestigungsmechanismus eine Mehrzahl räumlich getrennter, mit Löchern versehener Strukturen zum Auf nehmen und Halten elektrischer Drähte darin einschließt.

16. Dachhimmel wie in Anspruch 6 beansprucht, wobei der wenig stens eine Befestigungsmechanismus ein paar mit Löchern versehene Fensterrahmen einschließt, die daran angepaßt sind, in entsprechenden Öffnungen im Fahrzeugdach aufge nommen und gehalten zu werden.

17. Spritzgußverfahren zum Herstellen eines leichten, thermo plastischen Fahrzeugdachhimmels mit wenigstens einem ange formten, energieabsorbierenden Kopfaufprallmechanismus, wobei das Verfahren
das Bereitstellen einer Spritzgußform mit ersten und zweiten Gußformhälften,
Verschließen der Gußform, so daß die erste und zweite Gußformhälfte einen Gußformhohlraum definieren,
das Einspritzen von geschmolzenem, thermoplastischem Harz in den Gußformhohlraum unter Bilden einer stei fen, selbsttragenden Thermoplastplatte und einer Mehr zahl räumlich getrennter, energieabsorbierender Struk turen,
das Abkühlen des Dachhimmels unter den Erweichungs punkt des geschmolzenen Harzes und
das Öffnen der Gußform und Entnehmen des Dachhimmels umfaßt.

18. Verfahren wie in Anspruch 17 beansprucht, wobei die ener gieabsorbierenden Strukturen Rippen sind.

19. Spritzgußverfahren zum Herstellen eines leichten, thermo plastischen Fahrzeugdachhimmels mit wenigstens einem ange formten, energieabsorbierenden Kopfaufprallmechanismus, wobei das Verfahren
das Bereitstellen einer Spritzgußform mit ersten und zweiten Gußformhälften,
das Verschließen der Gußform, so daß die erste und zweite Gußformhälfte einen Gußformhohlraum definieren,
das Einspritzen von geschmolzenem, thermoplastischem Harz in den Gußformhohlraum,
das Leiten einer Menge eines unter Überdruck stehenden Fluids in den Gußformhohlraum unter Verteilen des geschmolzenen Harzes über den inneren Oberflächen der Gußform und unter Bilden einer Reihe röhrenförmiger Hohlräume in dem geschmolzenen Harz,
das Halten des Fluids unter Druck bis ein Dachhimmel entstanden ist, der eine steife, selbsttragende Ther moplastplatte und eine Reihe darin gebildeter, röhren förmiger Hohlräume einschließt,
das Abkühlen des Dachhimmels unter den Erweichungs punkt des geschmolzenen Harzes und
das Öffnen der Gußform und Entnehmen des Dachhimmels umfaßt.

20. Spritzgußverfahren zum Herstellen eines leichten, thermo plastischen Fahrzeugdachhimmels mit wenigstens einem ange formten, energieabsorbierenden Kopfaufprallmechanismus, wobei das Verfahren
das Bereitstellen einer Spritzgußform mit ersten und zweiten Gußformhälften,
das Legen eines Gewebes oder anderen Materials mit einer Schaumstoffrückseite zwischen die erste und zweite Gußformhälfte,
das Verschließen der Gußform, so daß die erste und zweite Gußformhälfte mit dem Gewebe oder anderen Mate rial in dem Gußformhohlraum einen Gußformhohlraum definieren,
das Einspritzen von geschmolzenem, thermoplastischem Harz in den Gußformhohlraum unter Erzeugen einer stei fen, selbsttragenden Thermoplastplatte, wobei die Herstellung der Platte genügend Druck und Wärme zum Verbinden der Platte mit dem Schaumstoff unter Bilden eines Dachhimmels erzeugt,
das Abkühlen des Dachhimmels unter den Erweichungs punkt des geschmolzenen Harzes und
das Öffnen der Gußform und Entnehmen des Dachhimmels umfaßt.