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Die Erfindung bezieht sich auf ein insbesondere für
Kraftfahrzeuge bestimmtes modulartiges Fahrzeugdach entsprechend dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Derartige modulartige einbaufertig vorgefertigte
Fahrzeugdächer werden getrennt von der Fahrzeugkarosserie fertiggestellt
und erst am Montageband in der Automobilfabrik mit der
Fahrzeugkarosserie vereinigt. Insbesondere wegen der erheblichen
Verkürzung der Montagezeit am Montageband haben solche
Fahrzeugdachmodule zunehmende Bedeutung erlangt.
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Bei einem derartigen bekannten Fahrzeugdach (DE 197 09 016 A1)
ist in einem Ausführungsbeispiel einer in der Dachhaut
vorgesehenen Dachöffnung, welche einer Öffnung in der Innenschale
entspricht, ein Schiebedeckel einer vormontierten
Schiebedacheinheit zugeordnet, der beispielsweise als Glasdeckel
ausgebildet ist, so daß auch bei die Dachöffnung verschließendem
Glasdeckel Licht in den Fahrzeuginnenraum gelangen kann. Zu
einer Schiebedacheinheit mit ihren unbestreitbaren Vorzügen
gehören jedoch u. a. ein Schiebedachrahmen, Führungselemente
für den Schiebedeckel und Antriebselemente dafür, wodurch das
Fahrzeugdachmodul einen erheblichen Fertigungs- und
Montageaufwand erforderlich macht. Außerdem erhöht eine
Schiebedacheinheit das Gewicht des Fahrzeugdachmoduls und hat
unvermeidbar eine beträchtliche Bauhöhe, die entweder der für die
gewünschte Kopffreiheit der Fahrzeuginsassen erforderlichen
Höhe des Fahrzeuginnenraums hinzuzurechnen ist, was die
Gesamthöhe der Fahrzeugkarosserie in einem unerwünschten Maß
vergrößern kann, oder welche auf Kosten der Kopffreiheit die
Höhe des Fahrzeuginnenraums verringert.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen (DE 100 15 504 A1), den
Fertigungs- und Montageaufwand bei einem Dachmodul mit einer aus
Kunststoff gebildeten Dachhaut dadurch zu verringern, daß die
Funktionselemente einer Schiebedacheinheit in die Dachhaut
integriert sind. Dabei kann hinter der Dachöffnung für den
verstellbaren Deckel eine nicht näher beschriebene Fläche der
Dachhaut vorgesehen sein, welche transparent ausgebildet sein
kann, um in diesem Bereich Licht in den Fahrzeuginnenraum
gelangen zu lassen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines modulartig vorgefertigten Fahrzeugdachs der eingangs
angegebenen Ausbildung, welche sich durch einen verhältnismäßig
geringen Fertigungsaufwand auszeichnet und dazu von
vergleichsweise niedrigem Gewicht und kleiner Bauhöhe ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Vorteilhafte oder zweckmäßige Weiterbildungen
gehen aus den Unteransprüchen hervor und sind nachfolgend
ebenfalls näher erläutert.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete modulartige Fahrzeugdach
sieht innerhalb der Dachöffnung eine transparente Platte, z. B.
eine durchsichtige Glas- oder Kunststoffplatte, vor, deren
Außenfläche etwa bündig mit der Außenfläche der Dachhaut liegt
und die mit einem umlaufend in die Dachöffnung vorstehenden
Flanschrand der Innenschale unter Abdichtung eines zwischen
dem Außenumfang der transparenten Platte und dem Umfangsrand
der Dachöffnung umlaufend vorgesehenen Spaltraums fest
verbunden ist.
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Das erfindungsgemäße modulartige Fahrzeugdach läßt sich in
wenigen Arbeitsgängen fertigen und besitzt bei niedrigem Gewicht
nur eine kleine Bauhöhe. Da die transparente Platte fest im
Dachmodul angeordnet ist, muß bei der Festlegung ihrer
geometrischen Außenkontur nicht auf eine Verschiebbarkeit oder
Verlagerbarkeit innerhalb der Dachöffnung Rücksicht genommen
werden, so daß für ihre Außenkontur und auch für ihre Abmessungen
weitgehende Gestaltungsfreiheiten gegeben sind. Die
transparente Platte läßt sich allen Wölbungen der Dachhaut anpassen,
so daß zwischen der transparenten Platte und der Dachhaut
keine störenden Wölbungsübergänge entstehen. Da die
Außenflächen von Dachhaut und transparenter Platte etwa bündig liegen,
entstehen auch keine den Plattenaußenumfang markierenden
störenden Stufen. Auch ist kein sichtbarer Spaltraum zwischen dem
Außenumfang der transparenten Platte und dem Umfangsrand der
Dachöffnung vorhanden, weil dieser Spaltraum abgedichtet
gefüllt bzw. verschlossen ist.
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Vorzugsweise ist entsprechend Anspruch 2 der Flanschrand der
Innenschale an die transparente Platte angeschäumt, so daß die
äußere Dachhaut und die transparente Platte in einem
Arbeitsgang, dem Schäumvorgang, in derselben Schäumform richtig
gegenseitig positioniert vereinigt werden können. Zweckmäßig ist
hierbei gemäß Anspruch 3 die transparente Platte im Bereich
des Flanschrandes haftungsvermittelnd beschichtet,
beispielsweise durch eine im Siebdruckverfahren aufgetragene
Primerschicht, die zugleich den Flanschrand von außen unsichtbar
abdeckt.
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Die transparente Platte kann aber alternativ auch nachträglich
auf den beim Schäumvorgang gebildeten Flanschrand der
Innenschale aufgeklebt sein, wie das im Anspruch 4 angegeben ist.
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Für die abgedichtete Füllung bzw. die Verschließung des
zwischen dem Außenumfang der transparenten Platte und dem
Umfangsrand der Dachöffnung umlaufend vorgesehenen Spaltraums,
welcher erhebliche Fertigungstoleranzen sowohl der Abmessungen
der Dachöffnung als auch der Abmessungen der transparenten
Platte zuläßt, stehen mehrere vorteilhafte Möglichkeiten zur
Verfügung. Die einfachste Möglichkeit ist im Anspruch 5
angegeben und sieht vor, daß der in Rede stehende Spaltraum mit
dem Schaumkunststoff der Innenschale ausgeschäumt ist. Hierbei
wird der Spaltraum bereits beim Schäumvorgang gefüllt, wobei
lediglich in der Schäumform dafür Sorge zu tragen ist, daß
zwischen den Außenflächen der Dachhaut und der transparenten
Platte der Spaltraum lediglich glattflächig ohne Überlappungen
durch den Schaumkunststoff überbrückt wird.
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Die Schließung des Spaltraums kann jedoch gemäß Anspruch 6
auch durch Einschäumung eines T-förmigen Gummiprofils in den
Spaltraum vorgenommen werden, welches sowohl den Umfangsrand
der Dachöffnung als auch den Außenumfang der transparenten
Platte jeweils dicht anliegend überlappt. Hierbei ist es für
die äußere Glattflächigkeit des Fahrzeugdachs von Vorteil,
wenn die äußere Dachhaut, wie im Anspruch 7 angegeben, um die
Dachöffnung umlaufend mit einer stufenförmigen Einprägung
versehen ist, welche das Gummiprofil im Überlappungsbereich mit
der Dachhaut aufnimmt.
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Schließlich kann der Spaltraum entsprechend Anspruch 8 auch
insgesamt durch ein am Außenumfangsrand der Dachöffnung
festgelegtes elastisches Dichtungsprofil ausgefüllt und dicht
geschlossen sein, das mit einem Randstreifen den Außenumfang der
transparenten Platte unterfängt. Ein derartiges elastisches
Dichtungsprofil kann ähnlich einer Randspaltabdichtung an
Schiebedächern nicht nur eine zuverlässige Abdichtung
herbeiführen, sondern es kann auch Fertigungstoleranzen und
Ausdehnungsunterschiede zwischen der transparenten Platte und der
festen bzw. starren äußeren Dachhaut, die aufgrund
unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten
Werkstoffe auftreten können, wirksam ausgleichen.
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Der die transparente Platte auflagernde Flanschrand der
Innenschale kann vorteilhaft entsprechend Anspruch 9 an einem die
Dachöffnung rahmenartig umgebenden verdickten Bereich der
Innenschale ausgebildet sein, wodurch das modulartige
Fahrzeugdach zugleich eine wirksame Aussteifung erfährt. Diese
kann noch gemäß Anspruch 10 verbessert werden, wenn in den
verdickten Bereich der Innenschale metallische
Versteifungsprofile eingeschäumt sind. Diese eröffnen die vorteilhafte
Möglichkeit der Ausbildung von topfartigen Anschraubstellen am
Versteifungsprofil für die Befestigung etwaiger
Abschattungselemente od. dgl.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand
der mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen
näher erläutert. Darin zeigt:
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Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines
schon an einer Kraftfahrzeugkarosserie
angebrachten Fahrzeugdachmoduls,
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Fig. 2 den abgebrochenen Schnitt entsprechend der
Schnittverlaufslinie A-A in Fig. 1 durch eine
erste Ausführungsform des Fahrzeugdachmoduls,
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Fig. 3 den abgebrochenen Schnitt entsprechend der
Schnittverlaufslinie A-A in Fig. 1 durch eine
zweite Ausführungsform des Fahrzeugdachmoduls
und
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Fig. 4 den abgebrochenen Schnitt entsprechend der
Schnittverlaufslinie A-A in Fig. 1 durch eine
dritte Ausführungsform des Fahrzeugdachmoduls.
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Das aus den Zeichnungen ersichtliche modulartige Fahrzeugdach
1 besteht, wie weiter unten noch näher ausgeführt wird, aus
einer aus einem metallischen Werkstoff, z. B. Stahlblech, oder
einer Kunststoff-Folie geformten Außenschale oder Dachhaut 2
und einer damit sandwichartig verbundenen Innenschale 3, die
aus einem Schaumkunststoff, beispielsweise einem Hartschaum
auf PUR-Basis, geformt ist. Die Innenschale 3 ist der Dachhaut
2 in einer Schäumform (nicht dargestellt) zur festen
Verbindung aufgeschäumt. Alle Konturen der Innenschale 3 werden
durch entsprechende Formgebung der Schäumform gebildet. Dem
Schaumkunststoff können zur Erhöhung der Festigkeit vor dem
Aufschäumen Faserstoffe, beispielsweise Glasfaserabschnitte,
einverleibt sein. Aber auch in die Schäumform eingelegte
Gewebe, Gewirke, Vliese u. dgl. sind als Armierung geeignet.
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Das modulartige Fahrzeugdach 1 ist mit seinen Außenrändern auf
einen Karosserierahmen 4 auflegbar und mit diesem fest
verbindbar. Zu diesem Zweck ist in den Schaumkunststoff der
Innenschale 3 eine nach unten offene Aufnahmenut 5 für eine
Klebstoffraupe 6 eingeformt. Die Klebstoffraupe 6 befestigt
das Fahrzeugdach 1 nicht nur am Karosserierahmen 4, sondern
dichtet das Fahrzeugdach auch gegenüber dem Karosserierahmen
ab.
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Wie aus den Fig. 2 bis 4 hervorgeht, ist ein nach oben zu
abgebrochen dargestellter Himmel 7 vorgesehen, der über ein
Kederprofil 8 mit dem Karosserierahmen 4 verbunden ist. Der
Himmel 7 kann ein vom Fahrzeugdach 1 getrennt hergestellter
schalenförmig ausgebildeter Formhimmel sein, kann aber auch
einstückig mit der Innenschale 3 verbunden sein, wie das in
der DE 197 09 016 A1 beschrieben ist. Die Innenfläche des
Himmels 7, d. h. seine dem Fahrzeuginnenraum zugekehrte Fläche,
kann zur dekorativen Ausgestaltung mit einem textilen oder
folienartigen Bezugsmaterial 9 beschichtet sein.
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In der Dachhaut 2 befindet sich eine Dachöffnung 10, die in
Fig. 1 in strichpunktierten Linien angedeutet ist. Bei allen
Ausführungsbeispielen wird die Dachöffnung 10 durch eine um
die Dachöffnung umlaufende, nach unten gerichtete Abkantung 11
begrenzt. Innerhalb der Dachöffnung 10 ist für den
Lichteintritt in den Fahrzeuginnenraum eine transparente Platte 12
angeordnet, die vorzugsweise aus durchsichtigem Glas oder einem
geeigneten durchsichtigen Kunststoff besteht und mit einer
wärmedämmenden sowie gegenüber einem übermäßigen
UV-Strahlenanteil schützenden Ausrüstung oder Beschichtung versehen sein
kann. Die Außenfläche der transparenten Platte 12 liegt etwa
bündig mit der Außenfläche der Dachhaut 2. Umlaufend steht in
die Dachöffnung 10 ein Flanschrand 13 der Innenschale 3 vor,
mit welchem die transparente Platte 12 unter Abdichtung eines
zwischen dem Außenumfang der transparenten Platte 12 und dem
Umfangsrand der Dachöffnung 10, d. h. der Abkantung 11,
umlaufend vorgesehenen Spaltraums fest verbunden ist.
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Zur festen Verbindung kann der Flanschrand 13 der Innenschale
3 an die transparente Platte 12 angeschäumt sein, wozu diese
positioniert in die Schäumform einzulegen ist. Zur
Verbesserung der Verbindung kann die transparente Platte 12 im Bereich
des Flanschrandes 13 mit einer haftungsvermittelnden
beispielsweise im Siebdruckverfahren aufgetragenen Beschichtung
14 versehen sein, wie nur in Fig. 2 angedeutet ist, die
zugleich den Flanschrand 13 der Sichtbarkeit von oben her
entzieht. Alternativ kann die transparente Platte 12 dem
Flanschrand 13 auch mittels eines geeigneten Klebers aufgeklebt sein.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der
Spaltraum zwischen dem Außenumfang der transparenten Platte 12
und dem Umfangsrand der Dachöffnung 10, d. h. der Abkantung 11,
mit dem Schaumkunststoff der Innenschale 3 ausgeschäumt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel wird also der Spaltraum beim
Schäumvorgang geschlossen.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
dagegen in den Spaltraum zwischen dem Außenumfang der
transparenten Platte 12 und dem Umfangsrand der Dachöffnung 10, d. h. der
Abkantung 11, ein T-förmiges Gummiprofil 15 umlaufend mit
seinem Stegstreifen 16 mittels des Schaumkunststoffs der
Innenschale 3 eingeschäumt. Der Flanschstreifen 17 des Gummiprofils
15 überlappt der transparenten Platte dicht anliegend deren
Außenumfang, während der Flanschstreifen 18 des Gummiprofils
15 den Umfangsrand der Dachöffnung 10 dicht anliegend
überlappt. Um hier eine bündige Lage des Flanschstreifens 18 zu
erzielen, kann die äußere Dachhaut 2 um den Umfangsrand der
Dachöffnung 10 umlaufend mit einer stufenförmigen Einprägung
19 zur bündigen Aufnahme des Flanschstreifens 18 versehen
sein.
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Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der
Spaltraum zwischen dem Außenumfang der transparenten Platte 12
und dem Umfangsrand der Dachöffnung 10, d. h. der Abkantung 11,
umlaufend durch ein am Umfangsrand durch Aufstecken auf die
Abkantung 11 festgelegtes elastisches Dichtungsprofil 20
geschlossen. Das Dichtungsprofil 20, das nach Art der
Randspaltabdichtungen an Schiebedachkonstruktionen auch ein
Hohlkammerprofil sein kann, unterfängt mit einem Randstreifen
21 umlaufend den Außenumfang der transparenten Platte 12.
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Der Flanschrand 13 der Innenschale 3 ist an einem die
Dachöffnung rahmenartig umgebenden und versteifenden verdickten
Bereich 22 der Innenschale 3 ausgebildet. In diesen verdickten
Bereich 22 der Innenschale 3 kann ein metallisches
Versteifungsprofil 23 eingeschäumt sein, wie nur in Fig. 4
dargestellt ist, aber auch bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.
2 und 3 erfolgen kann. Dieses Versteifungsprofil 23 kann mit
von unten zugänglichen topfartigen Anschraubstellen 24
versehen sein, um weitere Elemente des modulartigen Fahrzeugdachs,
beispielsweise Abschattungselemente od. dgl., an der
Innenschale 3 durch Anschrauben befestigen zu können.
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Für die Dachhaut 1 kommen als Werkstoffe karosseriebaufähige
Stahlbleche oder Bleche aus Aluminiumlegierungen in Betracht,
die zur Formgebung der Dachhaut 1 tiefziehbar sind. Aber auch
vakuumtiefziehbare Folien aus thermoplastischen Kunststoffen
sind dafür geeignet. Es können auch zweischichtige
Koextrusionsfolien eingesetzt werden, deren äußere Schicht
beispielsweise aus Polymethylmethacrylat (PMMA) und deren innere
Schicht beispielsweise aus einer Mischung aus Polycarbonat
(PC) und Acrylnitril-Styrol-Acrylsäureester-Copolymerisat
(ASA) besteht.
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Vorgeschlagen wird ein modulartiges Fahrzeugdach, insbesondere
Kraftfahrzeugdach, mit einer metallischen äußeren Dachhaut als
Außenschale und einer damit sandwichartig fest verbundenen
vorzugsweise aufgeschäumten Innenschale aus Schaumkunststoff.
In das Fahrzeugdach ist etwa außenflächenbündig eine
vorzugsweise durchsichtige Platte aus Glas oder Kunststoff auf
besondere Weise eingelassen, befestigt und abgedichtet, die einen
Lichteinfall in den Fahrzeuginnenraum ermöglicht. Das
modulartige Fahrzeugdach ist kostengünstig einfach herzustellen,
ist leicht und besitzt nur eine geringe Bauhöhe.
Bezugszeichenliste
1 modulartiges Fahrzeugdach
2 Dachhaut
3 Innenschale
4 Karosserierahmen
5 Aufnahmenut
6 Klebstoffraupe
7 Himmel
8 Kederprofil
9 Bezugsmaterial
10 Dachöffnung
11 Abkantung
12 transparente Platte
13 Flanschrand
14 Beschichtung
15 Gummiprofi 1
16 Stegstreifen
17 Flanschstreifen
18 Flanschstreifen
19 Einprägung
20 Dichtungsprofil
21 Randstreifen
22 verdickter Bereich
23 Versteifungsprofil
24 topfartige Anschraubstellen