DE102006022921B4

DE102006022921B4 - Fahrzeug-Dachteil aus wenigstens zwei Kunststoffschichten und Verfahren zum Herstellen eines solchen Fahrzeug-Dachteils

Info

Publication number: DE102006022921B4
Application number: DE200610022921
Authority: DE
Inventors: Ralf Schwaighofer; Andreas Lang; Markus Boss; Martin Pollak
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-05-16
Also published as: DE102006022921A1; EP2029344A1; WO2007131493A1

Abstract

Fahrzeugdach (10) mit einem Dachteil (12, 14) aus Kunststoff, das zumindest in Teilbereichen aus zwei übereinander gespritzten Kunststoffschichten (32, 34) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich eines Anspritzpunktes (50) für die zweite, innen liegende Kunststoffschicht (34) an der ersten, außen liegenden Kunststoffschicht (32) eine Materialerhöhung(Z₄₂ bzw. Z₄₄) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Dachteil aus wenigstens zwei Kunststoff-Schichten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Fahrzeugdach-Dachteils gemäß den Patentansprüchen 10 und 11.
Ein gattungsgemäßes Fahrzeugdach ist aus der DE 34 25 104 C2 bekannt. Bei diesem wird an der Unterseite eines Dachteils aus Kunststoff eine Verstärkungsrippe angeordnet. Diese ist entweder mehrteilig ausgebildet und angeklebt oder einstückig angeformt, wobei dabei ein Hohlraum in der Verstärkungsrippe eine zu große Materialanhäufung vermeiden soll, die zu Einfallstellen an der Oberseite des Dachteils führt.
Auch in der DE 43 34 012 C1 ist ein im Gasinnendruckverfahren an einer Versteifungsrippe eines Deckels erzeugter Hohlraum dazu vorgesehen, Einfallstellen an der Oberseite des Deckels zu vermeiden.
Bei einer Anspritzung einer zweiten Kunststoffkomponente an die Unterseite einer von einer ersten Kunststoffkomponente gebildeten Dachplatte eines Fahrzeugs wird im Bereich des Anspritzpunkts der Werkstoff der ersten Komponente an seiner Unterseite in Form einer Mulde „ausgewaschen". Dies führt anschließend beim Abkühlen zu muldenförmigen Einfallstellen an der Oberseite, die an den sonst völlig glatten hochwertigen Hochglanz-Bauteilen aus Polycarbonat sichtbar sind und den optischen Gesamteindruck erheblich beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug-Dachteil aus wenigstens zwei Kunststoff-Schichten zu schaffen und ein Verfahren zur Herstellung eines aus wenigstens zwei aneinander gespritzten Kunststoffschichten bestehenden Dachteils anzugeben, mittels denen Einfallstellen an der äußeren Sichtfläche vermieden oder zumindest stark verringert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Fahrzeug-Dachteils durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 und 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung sieht im Kern vor, dass an der Unterseite der ersten Kunststoffschicht des Dachteils quasi als „Vorhalt" eine nach unten weisende, einer Auswaschung vorbeugende Materialerhöhung angeordnet ist, bzw. bei der Herstellung angeformt wird. Optional oder ergänzend kann auch eine spätere Einfallstellen kompensierende Materialerhöhung an der Oberseite der ersten Kunststoffschicht des Dachteils vorgesehen sein bzw. werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Erhöhung eine zu einer sonst entstehenden muldenförmigen Auswaschung komplementäre erhabene positive Form auf.
Die Schichten des Dachteils werden bevorzugt aus einem Polycarbonat (PC) durch Spritzen im Zweikomponentenverfahren hergestellt. Bevorzugt wird die Materialerhöhung unmittelbar auf die Unterseite oder die Oberseite der ersten Kunststoffschicht gespritzt. An Stelle von Polycarbonat (PC) kann wenigstens eine der Kunststoffschichten des Dachteils auch aus einem Polycarbonat-Elend, wie Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat-Elend (ABS-PC), einem PC-Copolymer oder einem anderen PC-kompatiblen Material, wie Polyethylenterephthalat (PET) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) bestehen.
Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Fahrzeugdach und ein erfindungsgemäßes Verfahren unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine schematische perspektivische Ansicht auf ein Fahrzeugdach in geschlossenem Zustand;
2 einen schematischen Teilquerschnitt einer ersten Ausführungsform des Fahrzeugdachs mit einer eine Hohlkammer aufweisenden Verstärkungsrippe;
3 einen schematischen Teilquerschnitt einer zweiten Ausführungsform des Fahrzeugdachs mit einer massiven Verstärkungsrippe;
4 eine vergrößerte Darstellung eines Dachteils mit einer ohne die Erfindung entstehenden Einfallstelle an der Innenseite der ersten Kunststoffschicht,
5 die erfindungsgemäße Aufbringung von Materialerhöhungen an der Unterseite und/oder der Oberseite der ersten Kunststoffschicht und
6 eine vergrößerte Darstellung eines Dachteils gemäß 4 ohne Einfallstelle im Bereich des Anspritzpunkts der zweiten Kunststoffschicht.
Das in 1 gezeigte Fahrzeugdach 10 setzt sich zusammen aus einem vorderen Dachteil 12, einem hinteren Dachteil 14, einem vorderen Querholm 16, einem hinteren Querholm 18 und zu beiden Seiten angeordneten Seitenholmen 20. Die Seitenholme 20 können als separate Bauteile mit den Säulen, der A-Säule 24, der B-Säule 26 und der C- beziehungsweise D-Säule 28 verbunden sein, an denen die Dachteile 12 bzw. 14 fest oder bewegbar gelagert sind. Es ist jedoch ebenso möglich, tragende Holmstrukturen 22 unmittelbar an den seitlichen Bereichen der Dachteile 12 bzw. 14 mit anzuformen.
Die Dachteile 12 bzw. 14 sind bevorzugt Bestandteile eines RHT (Retractable Hardtop), also eines Festelement-Cabriolets, bei dem die in sich steifen Dachteile zur Freigabe einer Cabrio-artigen Dachöffnung mittels einer Mechnik in einen Stauraum im hinteren Bereich des Fahrzeugs bewegt werden können.
Die Dachteile 12 bzw. 14 bestehen zumindest in Teilbereichen aus wenigstens zwei Kunststoffschichten 32 bzw. 34 bevorzugt aus einem Polycarbonat (PC). Alternativ kann wenigstens eine der Kunststoffschichten 32, 34 auch aus einem Polycarbonat-Elend, wie Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat-Elend (ABS-PC), einem PC-Copolymer oder einem anderen PC-kompatiblen Material, wie Polyethylenterephthalat (PET) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) bestehen.
Die außenliegende erste Kunststoffschicht 32 wird optional nach außen durch eine dünne kratzfeste bevorzugt transparente Lackschicht 36 versiegelt (6).
In 2 und 3 ist nahe des Außenrandes des Dachteils 12 an der Innenseite der ersten Kunststoffschicht 32 eine aus einer zweiten Kunststoffschicht 34 gebildete Verstärkungsrippe 37 mit einem darin eingeformten Hohlraum 38 angespritzt. In 3 ist die Verstärkungsrippe 37 ohne Hohlraum massiv ausgebildet.
In 4 ist dargestellt, wie – ohne eine Anwendung der Erfindung – im Bereich eines Anspritzpunktes 50 für die zweite Kunststoffschicht 34 durch das an der Trennfläche 40 auftreffende Kunststoffmaterial eine Auswaschung 42 an der Innenseite der ersten Kunststoffschicht 32 entsteht. Bei einer Dicke D₃₂ der ersten Kunststoffschicht 32 von etwa 4,5 mm und einer Dicke D₃₄ der zweiten Kunststoffschicht 34 von etwa 2,5 mm beträgt die Tiefe D₄₂ der Auswaschung 42 etwa 1 bis 1,5 mm. Beim abkühlen und aushärten der Kunststoffschichten 32 bzw. 34 entsteht dadurch ein Schwund, der zu einer Einfallstelle 44 an der Außenseite der ersten Kunststoffschicht 32 führt.
Um derartigen Einfallstellen 44 vorzubeugen oder um diese zumindest soweit zu vermindern, dass sie optisch von der Außenseite her kaum noch wahrnehmbar sind, wird erfindungsgemäß, wie in 5 dargestellt, an der Innenseite der ersten Kunststoffschicht 32 eine gewölbte Materialerhöhung Z₄₂ angeformt, die in Form und Größe in etwa eine komplementäre Ausbildung zu der sonst an dieser Stelle auftretenden Auswaschung 42 (4) darstellt. Die Materialerhöhung Z₄₂ ist exakt in Höhe des Anspritzpunktes 50 für die zweite Kunststoffschicht 34 positioniert. Bei einem auftreffen des Kunststoffs der zweiten Kunststoffschicht 34 während des Anspritzens wird die gewölbte Materialerhöhung Z₄₂ wieder exakt abgetragen, so dass, wie in 6 gezeigt, die Trennfläche 40 zwischen den beiden Kunststoffschichten 32 und 34 beim fertigen Dachteil 12 idealerweise völlig eben ist.
Alternativ oder zusätzlich zur Materialerhöhung Z₄₂ ist an der gegenüberliegenden Außenseite der ersten Kunststoffschicht 32 eine weitere Materialerhöhung Z₄₄ vorgesehen, die nur wenige Tausendstel Millimeter hoch ist und für eine Kompensierung eines von einer Auswaschung 42 an der Innenseite der Kunststoffschicht 32 ausgehenden Schwundes sorgt. Im Gegensatz zur Materialerhöhung Z₄₂ an der Innenseite, die als Vorhalt gegen eine Auswaschung dient, ist die Materialerhöhung Z₄₄ als Vorhalt gegen einen Schwund an der Außenseite vorgesehen.
Bevorzugt wird dabei die Verwendung einer Materialerhöhung Z₄₂ an der Innenseite der ersten Kunststoffschicht 32, da sich diese im Bereich von ein bis eineinhalb Millimetern bewegt und daher exakter auftragen lässt als die Materialerhöhung Z₄₄ an der Außenseite der ersten Kunststoffschicht 32, die nur wenige Tausendstel Millimeter beträgt. Es ist jedoch auch möglich, beide Materialerhöhungen aufeinander abzustimmen und kombiniert vorzusehen.
Durch die Erfindung wird eine einfache kostengünstige Möglichkeit geschaffen, ein Fahrzeugdachteil oder ein gesamtes Dachmodul aus Kunststoff gegebenenfalls mit daran integrierten Holmen ohne optisch nachteilige Einfallstellen an den äußeren Sichtflächen herzustellen. Die Oberfläche ist dabei bevorzugt hoch glänzend (glazing) ausgebildet.
Auch wenn vorstehend von Fahrzeugdachteilen gesprochen wird, ist für den Fachmann klar, dass sich die Erfindung auch für andere außenliegende Karosserieteile, wie Türen, Motorhaube oder Heckklappe von Fahrzeugen hervorragend eignet.

10: Fahrzeugdach
12: Dachteil
14: Dachteil
16: (vorderer)Querholm
18: (hinterer)Querholm
20: Seitenholm
22: Holmstruktur
24: A-Säule
26: B-Säule
28: C-Säule
32: (äußere) Kunststoffschicht
34: (innere) Kunststoffschicht
36: (kratzfeste) Lackschicht
37: Verstärkungsrippe
38: Hohlraum (in 37)

40: Trennfläche (zwischen 32, 34)
42: Auswaschung (in 32)
44: Einfallsteile (in 32)
50: Anspritzpunkt
D₃₂: Dicke (von 32)
D₃₄: Dicke (von 34)
D₄₂: Tiefe (von 42)
D₄₄: Tiefe (von 44)
Z₄₂: Materialerhöhung (an 32)

Z₄₄: Materialerhöhung (an 32)

Claims

Fahrzeugdach (10) mit einem Dachteil (12, 14) aus Kunststoff, das zumindest in Teilbereichen aus zwei übereinander gespritzten Kunststoffschichten (32, 34) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich eines Anspritzpunktes (50) für die zweite, innen liegende Kunststoffschicht (34) an der ersten, außen liegenden Kunststoffschicht (32) eine Materialerhöhung(Z₄₂ bzw. Z₄₄) vorgesehen ist.
Fahrzeugdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialerhöhung an der der zweiten Kunststoffschicht (34) zugewandten Innenseite der ersten Kunststoffschicht (32) angeordnet ist.
Fahrzeugdach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialerhöhung an der von der zweiten Kunststoffschicht (34) abgewandten Außenseite der ersten Kunststoffschicht (32) angeordnet ist.
Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Kunststoffschichten (32, 34) aus einem Polycarbonat besteht.
Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Kunststoffschichten (32, 34) aus einem Polycarbonat-Blend, wie Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat-Blend (ABS-PC), einem PC-Copolymer oder einem anderen PC-kompatiblen Material, wie Polyethylenterephthalat (PET) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) besteht.
Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachteil (12, 14) an seiner Außenseite mit einer kratzfesten Lackschicht (36) versehen ist.
Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Kunststoffschichten (32, 34) zumindest in Teilflächenbereichen eine Einfärbung oder eine Bedruckung oder Lackierung mit einer Farbe aufweist.
Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachteil (12, 14) auch tragende Strukturen, wie Verstärkungsrippen (37), Seitenholme (20) und/oder Querholme (16, 18) umfaßt, die durch die zweite Schicht (34) gebildet werden.
Fahrzeugdach nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachteil (12, 14) einen Teil eines Festelement-Cabriolets bildet.
Verfahren zum Herstellen eines zwei Kunststoffschichten (32, 34) umfassenden Fahrzeug-Dachteils (12, 14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: 10.1 Herstellen der ersten, außen liegenden Kunststoffschicht (32) durch ein Kunststoffspritzverfahren, Kunststoffgießverfahren oder Kunststoffspritzgießverfahren, 10.2 Anformung einer gewölbten Materialerhöhung (Z₄₂) an der Innenseite der ersten Kunststoffschicht (32), 10.3 Anspritzen der zweiten Kunststoffschicht (34) an die Innenseite der ersten Kunststoffschicht (32) mittels eines Kunststoffspritzverfahrens, wobei der Anspritzpunkt (50) für die Herstellung der zweiten Kunststoffschicht (34) exakt über der gewölbten Materialerhöhung (Z₄₂) positioniert wird.
Verfahren zum Herstellen eines zwei Kunststoffschichten (32, 34) umfassenden Fahrzeug-Dachteils (12, 14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: 11.1 Herstellen der ersten, außen liegenden Kunststoffschicht (32) durch ein Kunststoffspritzverfahren, Kunststoffgießverfahren oder Kunststoffspritzgießverfahren, 11.2 Anformung einer gewölbten Materialerhöhung (144) an der Außenseite der ersten Kunststoffschicht (32), 11.3 Anspritzen der zweiten Kunststoffschicht (34) an die Innenseite der ersten Kunststoffschicht (32) mittels eines Kunststoffspritzverfahrens, wobei der Anspritzpunkt (50) für die Herstellung der zweiten Kunststoffschicht (34) exakt unter der gewölbten Materialerhöhung (Z₄₄) positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass gewölbte Materialerhöhungen (Z₄₂, Z₄₄) an der Innenseite der ersten Kunststoffschicht (32) und an der Außenseite der ersten Kunststoffschicht (32) angeformt werden.
Verfahren nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gewölbte Materialerhöhung (Z₄₄) an der Außenseite der ersten Kunststoffschicht (32) kleiner als 50/1000 Millimeter ist.
Verfahren nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gewölbte Materialerhöhung (Z₄₂) an der Innenseite der ersten Kunststoffschicht (32) etwa 0,2 bis 2 mm beträgt.