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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugsdachs
aus Kunststoff sowie ein Fahrzeugdach, das eine Außenhaut
umfasst, die mit mindestens einer aus Kunststoff gebildeten Trägerschicht
hinterfüttert
ist.
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Ein
derartiges Fahrzeugsdach ist aus der Praxis bekannt und umfasst
beispielsweise eine aus einem Stahlblech gebildete Dachaußenhaut,
welche mit einer aus Kunststoff gebildeten Trägerschicht hinterfüttert ist.
Das Fahrzeugdach kann eine Dachöffnung
umfassen, die mittels eines Deckelelements eines Schiebedachs bzw.
Hubschiebedachs verschließbar
ist. Das Deckelelement weist in der Regel eine umlaufende Dichteinrichtung
auf, die in Schließstellung
des Deckelelementes mit einem festen Dachabschnitt zusammenwirkt.
Beim Verfahren in Schließstellung
führt das
Deckelelement häufig
eine Hubbewegung aus. Um hierbei die Dichteinrichtung nicht zu beschädigen, sollte
der mit der Dichteinrichtung zusammenwirkende, feste Dachbereich
grat frei und ohne scharfe Kanten ausgebildet sein. Im Falle einer
Außenhaut
aus einem Stahlblech wird dies beispielsweise durch umgebörtelte Blechkanten
realisiert. Der hieraus resultierende Radius verhindert eine Beschädigung der
Dichteinrichtung des Deckelelementes bei dessen Verfahren.
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Ein
Dachmodul mit einer freiliegenden Dachhaut aus Kunststoff ist beispielsweise
aus der
DE 100 15
504 A1 bekannt. Das Dachmodul umfasst einen verstellbaren
Deckel für
eine Dachöffnung.
In einem die Dachöffnung
umgebenden Bereich umfasst das Dachmodul einen Verstärkungsrahmen.
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Ferner
ist aus der
DE 34 20
781 A1 ein Fahrzeugdach bekannt, das aus zusammenfügbaren und überwiegend
nach einem Spritzgießverfahren
hergestellten Kunststofffertigteilen gebildet ist. Dieses Fahrzeugdach
umfasst ein Tragskelett, eine Dachaußenschale sowie gegebenenfalls
ein Schiebedach.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
199 46 008 A1 ein Fahrzeugdach bekannt, das als vorgefertigtes Dachmodul
ausgebildet ist. Dieses Dachmodul umfasst eine Außenhaut,
die aus Aluminium, Stahl oder einer thermoplastischen Kunststofffolie
besteht und mit einer Kunststoffschicht hinterfüttert ist, welche aus einem
PUR-Schaum mit einer Armierung aus beispielsweise Glasfasern besteht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
eines Fahrzeugsdachs aus Kunststoff sowie ein Fahrzeugdach aus Kunststoff
zu schaffen, das ein eine Hubbewegung ausführendes Deckelelement eines
Schiebedachs bzw. Hubschiebedachs umfasst und bei dem ein Verfahren
des Deckelelementes im Wesentlichen ohne wesentlichen Verschleiß bzw. ohne
Beschädigung
einer das Deckelelement umlaufenden Dichteinrichtung möglich ist.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das
Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und das Fahrzeugdach
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird mithin
ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugdachs aus Kunststoff vorgeschlagen,
das eine Dachöffnung
umfasst, die mittels eines Deckelelementes eines Schiebedachs bzw.
Hubschiebedachs verschiebbar ist. Bei dem Verfahren wird eine insbesondere
vorgeformte Kunststofffolie, die eine Außenhaut des Fahrzeugdachs bildet,
in einen Formhohlraum eines Spritzgieß- oder Schäumwerkzeugs eingelegt und mit
mindestens einer Trägerschicht
aus Kunststoff hinterfüttert,
deren Form durch den Formhohlraum vorgegeben ist und die eine die
Dachöffnung
bildende Aussparung hat. Das so gebildete Formteil aus der Kunststofffolie
und der Trägerschicht
wird nach dem Entformen im Bereich einer der Fahrzeugaußenseite abgewandten
Kante einer die Dachöffnung
begrenzenden Fläche
zur Ausbildung einer Schräge
bearbeitet, die bei einer beim Schließen des Deckelementes erfolgenden
Hubbewegung des Deckelelementes als Anfahrrampe für eine dieses
umschließende
Deckeldichteinrichtung dient.
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Durch
die nachträglich,
d.h. außerhalb
des Formwerkzeugs zur Herstellung der Trägerschicht erfolgende Ausbildung
der Schräge
kann eine Fläche gewährleistet
werden, die frei von Graten, scharfen Kanten und dergleichen ist
und somit mit der Deckeldichteinrichtung zusammenwirkt, ohne diese
zu beschädigen
bzw. einem übermäßigen Verschleiß auszusetzen.
Es kann somit eine optimiert ausgebildete Dichtungsanfahrrampe hergestellt
werden, die einer hohen Lebensdauer der Dichteinrichtung auch bei häufigen Verstellvorgängen des
Deckelelementes gewährleistet.
Selbstverständlich
kann die Schräge einer
weiteren Nachbe handlung, wie einem Polieren, einem Aufbringen eines
Gleitlacks oder dergleichen unterzogen werden. Auch kann die Schräge zusätzlich lackiert
werden, um die gewünschte
Farbgebung zu erreichen.
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Die
Schräge
wird mithin ohne den Einsatz von Schiebern oder dergleichen in dem
zur Herstellung der Trägerschicht
eingesetzten Formwerkzeug hergestellt. Ein Einssatz von Schiebern
in diesem Formwerkzeug wäre
zudem aufgrund der geforderten Bauteilgeometrie, die die einen Hinterschnitt
darstellende Schräge
umfasst, gegebenenfalls überhaupt
nicht möglich
ist. Auch würde
sich ein Schieber an dem gefertigten Bauteil abzeichnen, was nicht
erwünscht
ist.
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Die
die Dachaußenhaut
bildende Kunststofffolie ist beispielsweise aus ABS, ASA, ASA-PC
oder PC gefertigt und kann als tiefgezogener Vorformling ausgebildet
sein, der in das Formwerkzeug zur Ausbildung der Trägerschicht
eingelegt wird.
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Die
Trägerschicht
wird vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Polyurethanschaum hergestellt,
mit dem der die Dachaußenhaut
bildende Vorformling hinterfüttert
wird. Dies erfolgt beispielsweise nach dem so genannten LFI(Long
Fiber Injection)-Verfahren, bei dem ein Polyurethan/Glasfaser-Gemisch
in das entsprechende Formwerkzeug eingebracht wird.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens nach der Erfindung wird die Schräge spanend, insbesondere mittels
eines Fräswerkzeugs, hergestellt.
Ein solches Verfahren ermöglicht
kontinuierliche und gratfreie Übergänge zwischen
einzelnen, mit der Dichteinrichtung des Deckelelementes zusammenwirkenden
Flächen.
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Die
Schräge
kann entweder aus einer ebenen bzw. planen oder auch einer balligen
bzw. gewölbten
Fläche
gebildet sein.
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Zur
Minimierung der Arbeitsschritte wird das Verfahren nach der Erfindung
bevorzugt so ausgeführt,
dass die Kunststofffolie bei der Herstellung der Schräge in einem
Arbeitsschritt entsprechend der Ausbildung der Dachöffnung mit
ausgeschnitten wird. Dies erfolgt vorzugsweise durch Fräsen des
Formteils mittels des Fräswerkzeugs,
das zur Herstellung der Schräge
eingesetzt wird. Eine Fräskante
kann dann im Bereich des Randes der Kunststofffolie liegen.
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Um
eine anmutende Sichtfläche
für einen Betrachter
des Fahrzeugsdachs herzustellen, d.h., die Sichtfläche des
Fahrzeugdachs im Wesentlichen ohne Konturen zu gestalten, wird die
die Dachaußenhaut
bildende Kunststofffolie zur Ausbildung eines im Wesentlichen vertikalen,
die Dachöffnung
umschließenden
Abschnitts vor dem Einlegen in das Formwerkzeug zur Ausbildung der
Trägerschicht
in einem entsprechenden Werkzeug tiefgezogen.
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Die
Schräge
kann entweder nur an einem von der Trägerschicht gebildeten Bereich
ausgebildet sein oder auch einen von der Kunststofffolie gebildeten
Abschnitt umfassen. In letzterem Fall kann mithin im Bereich der
Schräge
ein Übergang
zwischen der Trägerschicht
und der die Außenhaut
bildenden Kunststofffolie vorliegen, wobei eine Bearbeitungskante
bzw. Fräskante
an der Kunststofffolie ausgebildet sein kann.
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Um
die Schräge
mit einem kleinen Winkel gegenüber
der Vertikalen ausbilden zu können
und trotzdem einen hinrei chenden Niveauunterschied ausbilden zu
können,
wird vorzugsweise bei der Herstellung der Trägerschicht ein die Dachöffnung rahmenartig
umschließender,
in Richtung des Fahrzeuginnenraums vorspringender Abschnitt geformt,
an welchem nachfolgend nach dem Entformen des Formteils die Schräge hergestellt
wird.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Fahrzeugdachs nach der Erfindung, bei dem das Deckelelement
des Schiebedachs bzw. Hubschiebedachs bei der Schließbewegung
eine Hubbewegung vollzieht, ist die Schräge umlaufend an der in der
Regel im Wesentlichen rechteckigen Dachöffnung ausgebildet, so dass
die das Deckelelement an dessen Rand umschließende Dichteinrichtung umlaufend
mit der dann rahmenartig ausgebildeten Schräge zusammenwirken kann.
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Das
Fahrzeugdach nach der Erfindung ist insbesondere als vormontiertes
Dachmodul ausgebildet, das fertig konfiguriert, d.h. einschließlich technischer
Einrichtungen, wie Beleuchtungseinrichtungen und dergleichen, über eine
umlaufende Kleberaupe oder dergleichen mit einem korrespondierenden
Karosserierahmen eines Fahrzeugaufbaus verbunden wird.
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Die
Abmessungen des Dachmoduls entsprechen im Wesentlichen denjenigen
des Karosserierahmens, in den es in seinen Umfangsrandbereichen über eine
Kleberaupe einklebbar ist. Ferner kann das Dachmodul mit üblicher
Ausstattung, wie beispielsweise einem Innenhimmel, Haltegriffen, Leuchten
und dergleichen, versehen sein.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach
der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Zwei
Ausführungsbeispiele
eines Fahrzeugdachs nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch
vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigt
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1 eine
stark schematisierte, perspektivische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug
mit einem Fahrzeugdach nach der Erfindung;
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2 einen
teilweisen Längsschnitt
durch ein Fahrzeugdach nach der Erfindung ohne Darstellung eines
Deckelelementes;
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3 einen
teilweisen Längsschnitt
durch eine zweite Ausführungsform
eines Fahrzeugdachs nach der Erfindung.
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In 1 ist
ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, das mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten
Fahrzeugdach 12 aus Kunststoff versehen ist, welches als vormontiertes
und bombiertes Dachmodul ausgebildet ist und in einen Dachrahmen 14 einer
Fahrzeugkarosserie 16 eingeklebt ist. Die Verbindung zwischen
dem Fahrzeugdach 12 und dem Dachrahmen 14 erfolgt über eine
hier nicht näher
dargestellte, umlaufende Kleberaupe.
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Das
Fahrzeugdach 12 hat eine Dachöffnung 18, die mittels
eines in Fahrzeuglängsrichtung
verschiebbaren Deckelelementes 20 verschließbar ist. Bei
seiner Öffnungsbewegung
vollzieht das Deckelelement 20 ausgehend von einer Schließstellung
zunächst
eine Senkbewegung gemäß einer
Richtung Z und dann eine Verschiebebewegung in Richtung Fahrzeugheck
gemäß einer
Richtung Y. Beim Schließen
vollzieht das Deckelelement 20 zunächst eine Verschiebebewegung
in Richtung Fahrzeugfront gemäß einer
Richtung Y, so dass die Dachöffnung 18 im Wesentlichen
verdeckt ist, und anschließend
eine Hubbewegung gemäß einer
Richtung Z in die dichtende Schließstellung.
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Bei
der in 2 dargestellten Ausführungsform umfasst das Fahrzeugdach 12 eine
aus einer Kunststofffolie gebildete Dachaußenhaut 22 sowie eine
Trägerschicht 24,
mit der die Außenhaut 22 hinterfüttert ist
und die die Stabilität
des Fahrzeugdachs 12 gewährleistet. Die Trägerschicht 24 ist
aus einem glasfaserverstärkten
Polyurethanschaum gebildet und umfasst angrenzend an die Dachöffnung 18 einen
in Richtung Fahrzeuginnenraum vorspringenden, rahmenartigen, sich
im Wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckenden Abschnitt 26.
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Die
Dachaußenhaut 22,
die die Dachfläche des
betreffenden Kraftfahrzeugs bildet, umfasst einen im Wesentlichen
horizontalen Abschnitt 28, der in einen die Dachöffnung 18 rahmenförmig umgebenden
vertikalen Abschnitt 30 übergeht, der durch Tiefziehen
der die Dachaußenhaut 22 bildenden
Kunststofffolie hergestellt ist.
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An
den vertikalen Abschnitt 30 der Dachaußenhaut 22 schließt sich
im Bereich des rahmenartigen Abschnitt 26 der Trägerschicht 24 an
der der Dachöffnung 18 zugewandten
Seite eine Schräge 32 an,
die beim Schließen
des Deckelelementes 20 bzw. bei einer hierbei erfolgenden
Hubbewegung des Deckelelementes 20 eine Anfahrrampe für eine das
Deckelelement 20 lateral begrenzende, umlaufende Dichteinrichtung 34 bildet.
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Die
Herstellung des Fahrzeugdachs 12 erfolgt derart, dass zunächst die
die Dachaußenhaut 22 bildende
Kunststofffolie, die beispielsweise aus ABS besteht, in einem entsprechenden
Werkzeug tiefgezogen wird, so dass sich unter anderem der rahmenartige,
vertikale Abschnitt 30 der Dachaußenhaut 22 ausbildet.
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Dann
wird der so aus der Kunststofffolie gebildete Vorformling ein Spritzwerkzeug
eingelegt, im dem die Trägerschicht
hergestellt wird und das hierzu mit einem entsprechenden Formhohlraum
ausgebildet ist. Daraufhin wird ein aus einem Polyurethan/Glasfaser-Gemisch
gebildeter Werkstoff zur Ausbildung der Trägerschicht 24 in den
Formhohlraum eingebracht. Die Trägerschicht 24 wird
insbesondere nach dem so genannten LFI-Verfahren auf die Kunststofffolie
aufgebracht.
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Nach
dem Aushärten
wird das dann gebildete Formteil, das aus der Kunststofffolie und
der Trägerschicht 24 besteht,
aus dem Formwerkzeug entformt. In diesem Zustand überspannt
die Kunststofffolie, die die Dachaußenhaut 22 bildet,
noch die Dachöffnung 18.
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Anschließend wird
die Schräge 32 mittels
eines Fräswerkzeugs,
d.h. spanend hergestellt. Mittels des Fräswerkzeugs wird auch die Kunststofffolie
zur Ausbildung der Dachaußenhaut 22 gemäß den Abmessungen
der Dachöffnung 18 ausgeschnitten,
wobei ein die Dachöffnung 18 überspannender
Folienabfall 40 entsorgt wird. Die Ausbildung der Schräge 32 und
das Ausschneiden der Kunststofffolie erfolgt mithin in einem Arbeitsschritt.
Die Schräge 32 schließt sich
unterhalb der Fräskante
der Kunststofffolie an, die in einem vertikalen Wandabschnitt endet. Durch
den Fräsvorgang
wird eine gratfreie Fläche
gebildet, die als Dichtunganfahrrampe beim Schließen des
Deckelelements 20 dient.
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In 3 ist
eine zweite Ausführungsform
eines Fahrzeugsdachs 12' nach
der Erfindung dargestellt, das im We sentlichen demjenigen nach 2 entspricht,
sich von diesem aber dadurch unterscheidet, dass es eine Schräge 32' aufweist, die
aus einem von der Trägerschicht 24 gebildeten
ersten Sichtbereich 36 und einem von der die Dachaußenhaut 22 bildenden
zweiten Sichtbereich 38 gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform
bildet mithin der Übergang
zwischen dem vertikalen Abschnitt 30 der Dachaußenhaut 22 und
dem zweiten, von der Kunststofffolie gebildeten Sichtbereich 38 der
Schräge 32' die Fräskante.
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Die
Wirkungsweise bzw. die Funktion der Schräge 32' entspricht derjenigen der Schräge des Ausführungsbeispiels
nach 2.
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 12,
12'
- Fahrzeugdach
- 14
- Dachrahmen
- 16
- Fahrzeugkarosserie
- 18
- Dachöffnung
- 20
- Deckelelement
- 22
- Dachaußenhaut
- 24
- Trägerschicht
- 26
- rahmenartiger
Abschnitt
- 28
- horizontaler
Abschnitt
- 30
- vertikaler
Abschnitt
- 32,
32'
- Schräge
- 34
- Dichteinrichtung
- 36
- erster
Sichtbereich
- 38
- zweiter
Sichtbereich
- 40
- Folienabfall