DE102011104374A1

DE102011104374A1 - Glasdeckel für ein Kraftfahrzeug-Dach

Info

Publication number: DE102011104374A1
Application number: DE201110104374
Authority: DE
Inventors: Achim Demmer; Rainer Grimm; Peer-Olaf Kober; Jürgen Schrader
Original assignee: Daimler AG; Roof Systems Germany GmbH
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Glasdeckel (1) für ein Kraftfahrzeug bereit. Der Glasdeckel (1) umfasst ein Glaspaneel (1'), dessen Randbereich mit einem Kunststoffrahmen oder Teilrahmenelement (3) hinterlegt ist, in das zumindest ein Keramikeinleger (2) eingebettet ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug-Schiebedach mit einem Glasdeckel (1) und sowie ein Kraftfahrzeug mit einem gläsernen Dachelement.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dach-Glasdeckel für ein Kraftfahrzeug, der Verstärkungseinleger aufweist, sowie ein Kraftfahrzeugschiebedach, das mit dem Dach-Glasdeckel ausgestattet ist, und das Kraftfahrzeug an sich.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Glasdeckel von Kraftfahrzeugdächern, insbesondere von Schiebedächern, in ihren Randbereichen zu stabilisieren bzw. abzustützen, damit diese den vielfach temporär oder dauerhaft auftretenden Anforderungen genügen können. Diese ergeben sich gerade bei Schiebedächern durch auf das Dach einwirkende Windlasten, die die Dichtigkeit des Schiebedaches beeinträchtigen können, aber auch durch im Fahrbetrieb entstehende Schwingungen. Abhängig vom Schwingungsverhalten ergeben sich insbesondere bei geöffnetem Deckel unangenehme Geräusche, die sich durch Dämpfung und Stabilisierung entsprechend verringern lassen. Ferner soll ein solcher Glasdeckel auch bei einem Crash, ebenso wie im gewöhnlichen Fahrbetrieb, eine möglichst gute Bruchsicherheit aufweisen.
Derartige Stabilisierungen werden derzeit dadurch erreicht, dass das Glaspaneel des Glasdeckels durch ein Voll- oder Teilrahmenelement hinterlegt wird, in das ein oder mehrere Einleger aus Stahl oder Kunststoff eingebettet sind. Die Einleger können entweder einzeln eingebettete Einlegerelemente, etwa Flach- oder Hohlprofile sein, oder es kann ein Rahmen oder Teilrahmenelement als einstückiger Einleger eingebettet werden, der ebenfalls vorzugsweise als Hohlprofil ausgestaltet ist. Die Verwendung von Einlegern aus Stahl bringt nachteilig ein hohes Gewicht mit sich, weiter ist Stahl auf Grund seiner elektrischen Leitfähigkeit im Hinblick auf die elektrische Abschirmung einer Dachantenne nachteilig.
Demgegenüber sind Kunststoffeinleger günstiger, die bis dato vorteilhaft mit Kohlefasern verstärkt werden, wie in der EP 1 775 201 A2 offenbart: Dort wird ein Glasdeckel für ein Dachöffnungssystem offenbart, der aus einer mit Kunststoff hinterschäumten Glasaußenhaut besteht, wobei die Kunststoffschicht wulstartig längs des Randes des Deckels angeordnet ist. Ein zusätzlicher verstärkender Kunststoffeinleger ist in die Kunststoffschicht eingelegt. Er kann mit Fasern verstärkt sein. Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe sind jedoch elektrisch leitend, was nachteilig im Hinblick auf den Einsatz einer Antenne im Dachbereich ist. Ferner weist Kunststoff eine hohe Wärmedehnung im Vergleich zu Glas auf, was aus fertigungstechnischen Gründen bei der Umformung des Glases zur Herstellung der gewünschten Wölbung nachteilig ist, da die unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten zu Spannungen zwischen Kunststoff und Glas, im Weiteren verbunden mit Dichtigkeitsproblemen am Schiebedach, führen können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, einen verbesserten Glasdeckel für ein Kraftfahrzeug-Dach, insbesondere für ein Schiebedach, zu schaffen, der eine Stabilisierung aufweist, die auch bei großen Glasflächen eine möglichst geringe Gewichtserhöhung mit sich bringt und die nicht zu Qualitätsdefiziten auf Grund von abweichenden Wärmedehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien führt und auch im Hinblick auf den Einsatz einer Dachantenne geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Glasdeckel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst:
Entsprechend ergeben sich die weiteren Aufgaben der Schaffung eines Kraftfahrzeug-Schiebedachs mit einem verbesserten Glasdeckel und eines Kraftfahrzeugs mit einem Dach, das einen hinsichtlich Stabilität und Gewicht verbesserten Glasdeckel hat.
Diese Aufgaben werden durch das Kraftfahrzeug-Schiebedach mit den Merkmalen des Anspruchs 5 und das Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Glasdeckels, der dafür vorgesehen ist, in einem Kraftfahrzeugdach verbaut zu werden, umfasst der Glasdeckel ein Glaspaneel, dessen Randbereich mit einem Kunststoffrahmen hinterlegt ist. Der Kunststoffrahmen kann umlaufend sein, es kann sich auch um ein Teilrahmenelement handeln.
Beispielsweise könnte ein Glaspaneel auch mit zwei U-förmigen Kunststoff-Teilrahmenelementen hinterlegt sein. In dem Kunststoffrahmen, oder entsprechend in den Kunststoff-Teilrahmenelementen, ist erfindungsgemäß wenigstens ein Keramikeinleger eingebettet. Dieser Keramikeinleger stellt eine Stabilisierung und Verstärkung des Kunststoffrahmens oder -Teilrahmenelements dar, ohne jedoch zu schwer zu sein: Ein keramischer Einleger kann deutlich leichter ausgeführt werden, als ein entsprechend gleich geformter Stahleinleger.
Aufgrund der im Vergleich zu Stahl äußerst geringen Wärmedehnung wirkt sich ein Einleger aus keramischem Werkstoff auch im Herstellungsprozess, wenn die Wölbung des Glaspaneels mit unterspritztem Kunststoff erzeugt wird, auch nicht nachteilig aus. Ein weiterer Vorteil eines keramischen Werkstoffs liegt darin, dass dieser Werkstoff nicht elektrisch leitend ist. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Glasdeckel in ein Kraftfahrzeugdach mit Dachantenne eingebaut werden soll; hier ist es äußerst nachteilig, wenn Stahlelemente oder auch Kohlefasern zum Einsatz kommen, durch deren Leitfähigkeit die Abschirmung einer solchen Antenne bzw. ein Abschnitt derselben nachteilig beeinträchtig wird.
So wird vorteilhaft durch den Keramikeinleger in dem Kunststoffrahmen-Teilrahmenelement eine Gewichtsreduzierung gegenüber bekannten Stahleinlegern erreicht, ggf. auch gegenüber bekannten Kunststoffeinlegern, da aufgrund der höheren Festigkeit der Keramikeinleger ggf. gegenüber einem Kunststoffeinleger mit verringertem Volumen ausgeführt werden kann. Die Gewichtsreduzierung ist besonders dann relevant, wenn eine Spoilermechanik vorliegt, die mit einer großen freitragenden Deckellänge verbunden ist. Durch die Verwendung eines keramischen Einlegers kann die Gesamtkonzeption der Mechanik für ein vergleichsweise geringes Deckelgewicht ausgelegt werden.
Diese Deckelgewichtsreduzierung führt ferner durch die entsprechend auf geringere Last auszulegende Motorauslegung und die Antriebszüge auch zu diesbezüglichen Gewichts- und Kosteneinsparungen.
Abhängig von der Größe und Gestaltung des Glasdeckels kann der Keramikeinleger einstückig als rahmenförmiges Element ausgeführt und in den Kunststoffrahmen eingebettet sein. Um eine möglichst geringe Raumtiefe aufzuweisen, bietet sich eine Ausführung als Flachprofil an; auch die Ausgestaltung als Hohlprofil, insbesondere als flaches Hohlprofil, ist vorteilhaft.
Es ist ebenfalls denkbar, statt eines einstückigen, rahmenförmigen Elements oder eines einstückigen, teilrahmenförmigen Elements, etwa in U-Form, mehrere Keramikeinleger in die Kunststoffabstützung des Glaspaneels einzulegen. Diese weisen vorteilhaft eine längliche Form auf und sind als Flach- und oder Hohlprofile in das Kunststoffmaterial eingebettet.
Vorteilhaft kann bei der Herstellung des Glasdeckels das Glaspaneel direkt mit dem Kunststoffrahmenelement hinterspritzt werden, wobei beim Anspritzen in das Glaspaneel der Keramikeinleger auf einfache, dem Fachmann bekannte Weise in den Kunststoffrahmen eingebettet werden kann, während dieser hergestellt wird.
Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße Glasdeckel für jedwedes Kraftfahrzeugdach verwendet werden. Die angesprochene Gewichtsersparnis bei gleichzeitig verbesserter Stabilisierung ist jedoch insbesondere vorteilhaft bei einer Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Schiebedachs mit einem gläsernen Dachelement, das durch einen erfindungsgemäßen Glasdeckel gebildet wird. Unter „gläsernem Dachelement” wird hierin ein durchsichtiges Bauteil verstanden, das auch nicht aus Glas beschaffene Anteile umfassen oder selbst aus einem transparenten Kunststoff hergestellt sein kann.
Die Verwendung des Keramikeinlegers ist weiter insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeugschiebedach eine Dachantenne aufweist. Keramiken an sich sind bekannte Isolatoren für Dachantennen bzw. Abschnitte derselben, so dass im vorliegenden Fall zumindest ein Abschnitt der Dachantenne in dem Keramikeinleger isoliert geführt werden kann.
Die isolierte Führung lässt sich besonders einfach dann erreichen, wenn der verwendete Keramikeinleger als Hohlprofil ausgebildet ist, wobei unter „Hohlprofil” auch ein Profil mit einer Bohrung oder Ausnehmung verstanden werden kann, die explizit ausgebildet ist, um den vorgesehenen Abschnitt der Dachantenne aufzunehmen.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit gläsernem Dachelement lässt sich daher hinsichtlich der Crash-Sicherheit und der Stabilität des Dachelements aber auch hinsichtlich seines Gewichts optimieren, wenn als gläsernes Dachelement des Kraftfahrzeugs ein erfindungsgemäßer Glasdeckel zum Einsatz kommt. Wie bereits dargelegt, sind derartige Glasdeckel besonders vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeug ein Schiebedach aufweist. Der errungene Vorteil bildet sich umso stärker aus, wenn die vorbeschriebene große, freitragende Deckellänge aufgrund der Verwendung einer Spoilermechanik vorliegt.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitende Figur dargelegt. Der Bezug auf die Figur in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands.
1 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Glasdeckel für ein Fahrzeugdach.
Wie zu sehen ist, weist der Glasdeckel 1 ein Glaspaneel 1' auf, das mit einem Kunststoffrahmen 3 hinterlegt ist. Im gezeigten Fall ist das Kunststoffrahmenelement als einstückiger, geschlossener Kunststoffrahmen ausgeführt. Dort überragt das Glaspaneel 1' das Kunststoffrahmenelement 3, das an das Glaspaneel 1 angespritzt ist, geringfügig. Es kann auch umgekehrt sein, so dass das Kunststoffrahmenelement 3 das Glaspaneel 1' überragt bzw. darunter hervorsteht.
Das Glaspaneel 1' und das Kunststoffrahmenelement 3 können mit den eingelegten Keramikeinlegern 2 im Fertigungsprozess umgeformt werden, um eine gewünschte Wölbung des Glasdeckels 1 zu erhalten. Entsprechende Umformverfahren sind bekannt. Vorteilhaft ist jedoch, dass der Keramikeinleger einen nur geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, so dass die Wölbungsänderung im Herstellungsprozess auf das Endprodukt keinen nachteiligen Einfluss ausübt.
Wie zu sehen ist, sind vorliegend mehrere Keramikeinleger 2 in das Kunststoffrahmenelement 3 integriert. Ferner ist vorwiegend die Stelle, an der der Kunststoffrahmen 3 eine Griffmulde 4 aufweist, von den Keramikeinlegern 2 ausgespart. Die gezeigten Keramikeinleger 2 sind von länglicher Form und als flache Hohlprofile (figurativ nicht dargestellt) ausgebildet. So wird trotz der notwendigen Stabilität eine gewünschte Gewichtsreduzierung erreicht.
Es wäre vorliegend auch möglich, statt der fünf verwendeten Keramikeinleger 2 ein einstöckiges Element auszuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1775201 A2 [0004]

Claims

Glasdeckel (1) für ein Kraftfahrzeug-Dach, wobei der Glasdeckel (1) ein Glaspaneel (1') umfasst, dessen Randbereich mit einem Kunststoffrahmenelement (3) hinterlegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kunststoffrahmenelement (3) zumindest ein Keramikeinleger (2) eingebettet ist.
Glasdeckel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Keramikeinleger (2) einstückig als rahmenförmiges Element, insbesondere als einstückiges Flach- und/oder Hohlprofil ausgebildet ist, oder dass – eine Mehrzahl von Keramikeinlegern (2) mit länglicher Form, insbesondere als längliche Flach- und/oder Hohlprofile (2) in das Kunststoffrahmen- oder Teilrahmenelement (3) eingebettet sind.
Glasdeckel (1) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaspaneel (1') mit dem Kunststoffrahmenelement (3) hinterspritzt ist
Kraftfahrzeug-Schiebedach mit zumindest einem gläsernen Dachelement, dadurch gekennzeichnet, dass das gläserne Dachelement ein Glasdeckel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ist.
Kraftfahrzeug-Schiebedach nach Anspruch 4, wobei das Kraftfahrzeug-Schiebedach eine Dachantenne aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt der Dachantenne in dem Keramikeinleger (2), der in dem Kunststoffrahmen- oder -Teilrahmenelement (3), mit dem das Glaspaneel (1') hinterlegt ist, eingebettet ist, isoliert geführt ist.
Kraftfahrzeug-Schiebedach nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierte Führung des zumindest einen Abschnitts der Dachantenne durch eine Ausnehmung des als Hohlprofil ausgebildeten Keramikeinlegers (2) gebildet ist.
Kraftfahrzeug mit zumindest einem gläsernen Dachelement, dadurch gekennzeichnet, dass das gläserne Dachelement ein Glasdeckel (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 3 ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gläserne Dachelement in einem Kraftfahrzeug-Schiebedach gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7 aufgenommen ist.