DE102012003045A1

DE102012003045A1 - Verfahren zur Anbringung von Funktionsbauteilen an einem Dachelement eines Fahrzeugs sowie Fahrzeugdachelement

Info

Publication number: DE102012003045A1
Application number: DE201210003045
Authority: DE
Inventors: Joachim Röder; André Scharper; Stefan Vogel; Andreas Kunze; Martin Nišcáck; Charles Wassen; Pavol Hurban
Original assignee: Roof Systems Germany GmbH
Current assignee: Roof Systems Germany GmbH
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-22
Also published as: US20160325610A1; CN103252859A; FR2986999B1; NL2010251C2; CN103252859B; US9308804B2; FR2986999A1; NL2010251A; US20140049076A1

Abstract

Ein Verfahren zur Anbringung von Funktionsbauteilen an einem Dachelement eines Fahrzeugs, wobei ein aushärtendes Material in einem niedrigviskosen Zustand aufgebracht ward, das mittels einer ersten Formfläche (72) abschnittsweise geformt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Formfläche (86) verwendet wird, welche zur Formgebung weiterer Abschnitte des aushärtenden Materials dient, wobei eine Öffnung zur Umgebung hin zugänglich bleibt, durch die hindurch das aushärtende Material eingebracht werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anbringung von Funktionsbauteilen an einem Dachelement eines Fahrzeugs, wobei ein aushärtendes Material in einem niedrigviskosen Zustand aufgebracht wird, das mittels einer ersten Formfläche abschnittsweise geformt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Dachelement für ein Fahrzeug.
Bei dem Dachelement kann es sich insbesondere um Deckel oder Modulelemente handeln, wie sie bei modernen Kraftfahrzeugen verwendet werden. Der Deckel ist dabei meist Teil eines Schiebedachs und kann von einer geeigneten Mechanik zwischen einer geschlossenen Stellung und verschiedenen geöffneten Stellungen verschoben werden. Das Modulelement kann plattenförmig ausgeführt sein und einen feststehenden Teil des Fahrzeugdachs bilden, beispielsweise die seitlich eines Schiebedachdeckels angeordneten, feststehenden Teile der Dachhaut oder den in Fahrtrichtung gesehen hinter dem Schiebedachdeckel angeordneten Teil.
Von Deckeln für Schiebedächer, insbesondere Glasdeckeln, ist bekannt, dass eine sogenannte Umschäumung verwendet werden kann, die meist aus Polyurethan besteht. Dieses wird in eine Schäumform eingebracht, sodass ein Polyurethan-Rahmen oder andere Polyurethan-Gestaltungen gebildet werden, die fest am Deckel haften. Nachteilig hierbei ist der recht große Aufwand für die Herstellung der Schäumformen, die beim auftretenden Schäumdruck die nötige Abdichtung gewährleisten müssen, sodass das Polyurethan nicht auf Flächen gelangen kann, an denen es die Funktion und/oder die Optik des Deckels beeinträchtigt.
Aus der EP 1 577 080 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtung an einem Glasdeckel bekannt, bei dem Polyurethan in einem Spritzverfahren aufgebracht wird. Dabei wird der Deckel in ein offenes Werkzeug eingelegt, welches eine Formfläche aufweist, auf die das auszuhärtende Polyurethan aufgesprüht wird. Dies ermöglicht insbesondere, einen Rahmen zu erhalten, der den Deckel auf allen Seiten umgibt. Die Formfläche wird dabei in einem Formteil aus einem nachgiebigen Material gebildet, beispielsweise Silikon, sodass eine gute Abdichtung am Deckel erzielt wird.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass nur sehr wenige Geometrien möglich sind, nämlich solche, die mit einem schalenartigen Formteil möglich sind, welches das sehr fließfähige Polyurethan aufnimmt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass mit geringem Aufwand auch komplexere Geometrien aus dem auszuhärtenden Material an dem Dachelement ausgebildet werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, dass eine zweite Formfläche verwendet wird, welche zur Formgebung weiterer Abschnitte des aushärtenden Materials dient, wobei eine Öffnung zur Umgebung hin zugänglich bleibt, durch die hindurch das aushärtende Material eingebracht werden kann. Weiterhin schafft die Erfindung ein Dachelement, das mit einem solchen Verfahren hergestellt ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Vorteile der beiden oben beschriebenen Verfahren miteinander kombiniert werden können. Durch die Verwendung von mehr als einer Formfläche ist es möglich, komplexere Geometrien herzustellen, als sie mit einem offenen, schalenartigen Formteil hergestellt werden können. Dabei ist es allerdings nicht notwendig, ein geschlossenes Formwerkzeug zu verwenden, sondern das Verfahren kann in einem geöffneten System durchgeführt werden, bei dem dort, wo es nötig ist, Formflächen vorgesehen sind, aber grundsätzlich das auszuhärtende Material frei eingebracht wird, insbesondere frei einfließen kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Formfläche an einem ersten Formteil ausgebildet ist. Mit diesem Formteil können insbesondere später freiliegende Außenkonturen abgeformt werden.
Es ist auch möglich, dass die erste Formfläche an einem Funktionsteil ausgebildet ist, das mittels des aushärtenden Materials fest mit dem Dachelement verbunden wird. Bei dieser Ausgestaltung wird das anzubringende Funktionsteil dazu verwendet, die Ausbreitung des auszuhärtenden Materials zu begrenzen. Gleichzeitig wird das Funktionsteil mittels des aushärtenden Materials fest mit dem Dachelement verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Formfläche an einem zweiten Formteil ausgebildet ist. Dies ermöglicht, zur Formgebung des aushärtenden Materials mehrere voneinander unabhängige Formflächen zu verwenden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Formteil in Position gebracht wird, nachdem ein Teil des aushärtenden Materials auf die erste Formfläche aufgebracht wurde. Dies ermöglicht, das aushärtende Material zunächst frei und ungehindert auf eine zu beschichtende Fläche aufzubringen, beispielsweise mittels eines Sprühverfahrens, und erst anschließend das zweite Formteil in Position zu bringen. Dieses sorgt dann mittels der zweiten Formfläche für die gewünschte Kontur des auszuhärtenden Materials. Auf diese Weise können auch Geometrien hergestellt werden, die ansonsten mit dem niedrigviskosen, aushärtenden Material nicht hergestellt werden könnten, beispielsweise weil das Material nicht vollständig in den vorgesehenen Raum zwischen Dachelement und Formfläche einfließen würde.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Formteil dazu verwendet wird, das anzubringende Funktionsbauteil in Position zu halten. Somit wird eine hohe Positionsgenauigkeit des einzubringenden Formteils relativ zu den von den Formflächen erzeugten Geometrien gewährleistet.
Vorzugsweise ist das aushärtende Material Polyurethan. Dieses Material hat sich hinsichtlich seiner Eigenschaften und seiner Verarbeitungsmöglichkeiten als besonders geeignet herausgestellt.
Das Funktionsteil kann integraler Bestandteil des ausgehärteten Materials sein. Beispielsweise kann das Funktionsteil eine Klebefläche sein, mittels der das Dachelement mit einer Fahrzeugstruktur verklebt werden kann, oder eine Dichtlippe, die zur Abdichtung gegenüber anderen Strukturteilen dient.
Das Funktionsteil kann auch ein separates Bauteil sein, beispielsweise ein Abstandshalter, eine Schiene, ein Zentrierstift oder ein Anschraubdom. Ein solches Funktionsteil kann in der beschriebenen Weise mit geringem Aufwand, hoher Präzision und hoher Haltekraft zuverlässig am Dachelement angebracht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
1 schematisch ein Fahrzeugdach eines Kraftfahrzeugs;
2 schematisch einen Schnitt entlang der Linie II-II von 1;
3 schematisch einen Schritt bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Dachelements;
4 schematisch einen ersten Schritt bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Dachelements;
5 schematisch einen zweiten Schritt bei der Herstellung des Dachelements von 4;
6 schematisch das Dachelement von 5 im montierten Zustand;
7 schematisch eine erste Ausführungsvariante;
8 schematisch eine zweite Ausführungsvariante; und
9 in einer perspektivischen Ansicht ein Werkzeug mit darin eingelegtem Dachelement.
In 1 ist schematisch ein Dach 2 eines Kraftfahrzeugs gezeigt, das in einer Dachhaut 3 eine Dachöffnung 4 aufweist. In der Dachöffnung 4 ist ein Deckel 10 eines hier nicht weiter dargestellten Schiebedachsystems angeordnet.
Die Dachhaut 3 kann aus Kunststoff oder Glas bestehen, wie dies bei modernen Verbund-Moduldächern allgemein bekannt ist. Beim Dachmodul handelt es sich vorzugsweise um eine Baugruppe, die dafür vorgesehen ist, im vormontierten Zustand mit der Fahrzeugstruktur verbunden zu werden, insbesondere mit Seitenholmen der Fahrzeugkarosserie sowie Querholmen, die den oberen Abschluss einer Windschutzscheibe bzw. einer Heckscheibe darstellen.
Wie in 2 zu sehen ist, ist an einem Seitenholm 5 ein Verbundbauteil 12 angebracht, welches aus zwei miteinander verklebten Platten 14, 16 gebildet ist. Die äußere Platte 14 bildet dabei die Dachhaut.
Das aus den Platten 14, 16 gebildete Verbundbauteil 12 ist mit einer Umschäumung 18 versehen, die aus Polyurethan besteht. Diese umgreift zum einen die Stirnseiten der Platten 14, 16, wobei an der außenliegenden Seite einstückig eine Dichtlippe 20 angeformt ist. Diese liegt an der Fahrzeugkarosserie an.
Von dem aushärtenden Material kann zusätzlich oder alternativ zur Umschäumung 18, die einen Außenrand des Dachelements 10 umgreift, auch eine Anschäumung 19 gebildet sein, die an einer der Oberfläche des Dachelements 10 haftet. Die Anschäumung 19 dient dazu, eine Schiene 22 fest mit dem Verbundbauteil 12 zu verbinden. Zu diesem Zweck ist die Schiene 22 zum einen mit einem außen liegenden Steg 24 fest in die Umschäumung 18 eingebettet. Zum anderen ist eine Öffnung 26 in der Schiene 22 vorgesehen, die von der Anschäumung 19 durchgriffen wird.
Die Schiene 22 dient zum einen dazu, das Verbundbauteil 12 fest mit dem Seitenholm 5 der Fahrzeugkarosserie zu verbinden. Zu diesem Zweck ist eine Kleberaupe 28 vorgesehen, mittels der eine Verbindungsfläche der Schiene 22 fest mit dem Seitenholm 5 verklebt wird. Die Schiene 22 dient auch dazu, verschiedene Dichtungen 30, 32 aufzunehmen, die mit dem hier nur schematisch gezeigten Deckel 10 des Schiebedachsystems zusammenwirken.
Über die Funktion der Befestigung der Schiene 22 am Verbundbauteil 12 hinaus hat die Umschäumung 18 auch den Zweck, verschiedene Funktionsgestaltungen auszubilden. Zum einen handelt es sich hierbei um die bereits erwähnte Dichtlippe 20, die einstückig mit der Umschäumung 18 ausgeführt ist. Zum anderen ist die Umschäumung 18 am innenliegenden Rand des Verbundbauteils 12 mit einer Andruckfläche 34 versehen, welche mit der Dichtung 30 zusammenwirkt und diese auf einen Haltesteg an der Schiene 22 drückt.
In 3 ist schematisch das allgemeine Grundprinzip eines Verfahrens gezeigt, mit dem das aushärtbare Material aufgebracht werden kann, aus dem die Umschäumung 18 hergestellt werden kann. Dieses Verfahren ist aus der EP 1 577 080 bekannt. Dabei wird ein Formteil 70 verwendet, welches eine Formfläche 72 aufweist. Diese ist nach oben offen ausgebildet und kann im gezeigten Querschnitt allgemein als schüsselförmig bezeichnet werden. In die Formfläche 72 wird das aushärtende Material 74 mittels eines Dosierkopfes 76 eingesprüht, so dass sich schließlich auf der Formfläche 72 die Umschäumung 18 bildet, die fest am Deckel 10 haftet.
In den 4 und 5 ist gezeigt, wie das aushärtende Material 74 aufgebracht wird, um ein Dachelement zu schaffen, wie es beispielsweise in 2 gezeigt ist. Auch hier wird ein erstes Formteil 70 verwendet, welches geeignet an das Dachelement 10 angesetzt wird. Das erste Formteil 70 ist dabei in einen Halter 78 eingesetzt, der mit Dichtungen 80 versehen ist, die ein unerwünschtes Austreten des aushärtenden Materials 74 verhindern. Auf die entgegengesetzte Seile ist ein zweites Formteil 82 aufgesetzt, welches ebenfalls mit Dichtungen 80 versehen ist. Weiterhin ist auf dieser Seite des Dachelements 10 ein Halter 84 angeordnet, der eine Schiene 22 halt und ebenfalls mit einer Dichtung 80 versehen ist.
Für die Dichtungen 80 wird ein Material verwendet, an dem das aushärtende Material nicht anhaftet. Besonders geeignet ist Silikon.
In einem ersten Verfahrensschritt wird das aushärtende Material 74 mittels des Dosierkopfes 76 auf das erste Formteil 70 und auch einen Randbereich des Dachelements 10 aufgebracht. Das aushärtende Material 74 breitet sich dabei auf der ersten Formfläche 72 des ersten Formteils 70 sowie dem Randbereich des Dachelements 10 bis hin zu einer zweiten Formfläche 86 aus, die am zweiten Formteil 82 gebildet ist. Die Dichtungen 80 verhindern, dass das aushärtende Material sich auf Flächenbereiche ausbreitet, in denen es unerwünscht ist. Das aushärtende Material 74 wird auch in einen Bereich zwischen die Schiene 22 und das zweite Formteil 82 eingefüllt, wo es sich zwischen einer weiteren Formfläche 86 am zweiten Formteil 82, der Oberfläche des Dachelements 10 und der Schiene 22 bis hin zur Dichtung 80 ausbreitet. Die Viskosität des aushärtenden Materials 74 ist dabei so eingestellt, dass es zuverlässig unter die Schiene 22 läuft und dort für eine Verbindung zwischen dem Dachelement 10 und der Schiene 22 sorgt.
Als aushärtendes Material ist insbesondere Polyurethan geeignet, insbesondere das Material ”COLO-FAST R 8959/109/WST” der BASF.
Zwischen das zweite Formteil 82 und die Schiene 22 wird so viel aushärtendes Material 74 eingefüllt, bis der gewünschte Füllstand” erhalten ist. Hingegen wird auf den Bereich zwischen dem ersten Formteil 70 und dem zweiten Formteil 82 zunächst nur eine geringe Menge des aushärtenden Materials 74 aufgebracht. Diese ist im wesentlichen durch die maximale Höhe der Formfläche 72 bestimmt. Anschließend wird auf das erste Formteil 70 ein bewegliches Formteil 83 aufgebracht, welches mit seinen Formflächen 86 dafür sorgt, dass sich dort die gewünschte Außenkontur ergibt. Durch den Raum zwischen den beiden Formteilen 82, 83 wird weiteres aushärtendes Material 74 eingebracht, bis auch dort der gewünschte „Füllstand” erhalten ist. Dabei gewährleisten die an den zweiten Formteilen 82, 83 vorgesehenen Formflächen 86, dass an der Umschäumung 18 weitere Funktionsflächen gebildet werden. Zum Abschluss kann auf die gebildete Umschäumung im Bereich zwischen den beiden Formteilen 82 ein Abstandshalter aufgesetzt werden, der sich mit der Umschäumung 18 fest verbindet.
Bei dem zweistufigen Einfüllprozess, der für die Herstellung der Umschäumung 18 verwendet wird, wird das bewegliche zweite Formteil 83 zu einem Zeitpunkt auf das erste Formteil 70 aufgesetzt, zu dem das aushärtende Material noch nicht so weit ausgehärtet ist, dass es nicht mehr verformt werden könnte. Außerdem muss gewährleistet sein, dass das nachträglich zwischen die beiden Formteile 82, 83 aufgebrachte Material sich noch mit dem bereits vorher aufgebrachten Material verbindet.
Indem das bewegliche Formteil 83 erst dann auf das erste Formteil 70 aufgesetzt wird, wenn dort bereits eine gewisse Menge des aushärtenden Materials 74 aufgebracht ist, ist gewährleistet, dass auch Strukturen mit sehr dünnem Querschnitt zuverlässig gefüllt werden können. Wie in 5 zu sehen ist, kann beispielsweise eine Dichtlippe 20 ohne Lufteinschlüsse aus dem aushärtenden Material gebildet werden.
In 6 ist des Dachelement 10 im eingebauten Zustand gezeigt. Eine der Außenflächen der Umschäumung 18, die von einer Formfläche 86 des feststehenden Formteils 82 geformt ist, dient her als Klebefläche 88, die mittels einer Kleberraupe 28 fest an einem Seitenholm 5 des Fahrzeugs angebracht ist. Ein an die Umschäumung 18 angesetzter Abstandshalter 90 gewährleistet dabei die richtige Positionierung des Dachelements 10. Die Anschäumung 19 befestigt die Schieße 22 zuverlässig am Dachelement 10. An der Schiene 22 ist beispielsweise ein seitengeführtes Rollo 92 angebracht.
In 7 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei der in die Umschäumung 18 ein separates Funktionsteil 94 eingebracht wird, nämlich ein Zentrierstift 94. Dieser ist im Ausgangszustand im zweiten Formteil 82 gehalten und verbleibt, nachdem das aufgebrachte Material ausgehärtet ist, fest in die Umschäumung 18 eingebettet.
In 8 ist eine weitere Ausführungsvariante gezeigt, bei der in eine Anschäumung 19 ein Funktionsteil eingebracht ist, nämlich ein Anschraubdom 96, mittels dem später eine Rollokassette für das Rollo 92 an das Dachelement 10 angeschraubt werden kann. Auch hier ist das Funktionsteil 96 zunächst vom Formteil 82 gehalten, bevor es fest in die Anschäumung 19 eingebettet wird.
In 9 ist schematisch ein Werkzeug gezeigt, mit dem ein Dachelement 10 hergestellt werden kann, beispielsweise ein großflächiger Glasdeckel. Dabei sind das erste Formteil 70, das bewegliche Formteil 83 sowie ein Träger 98 (siehe auch 8) zu sehen, an dem das bewegliche Formteil 83 angebracht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1577080 [0004, 0033]

Claims

Verfahren zur Anbringung von Funktionsbauteilen an einem Dachelement eines Fahrzeugs, wobei ein aushärtendes Material in einem niedrigviskosen Zustand aufgebracht wird, das mittels einer ersten Formfläche (72) abschnittsweise geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Formfläche (86) verwendet wird, welche zur Formgebung weiterer Abschnitte des aushärtenden Materials dient, wobei eine Öffnung zur Umgebung hin zugänglich bleibt, durch die hindurch das aushärtende Material eingebracht werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formfläche (72) an einem ersten Formteil (70) ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formfläche an einem Funktionsteil ausgebildet ist, das mittels des aushärtenden Materials fest mit dem Dachelement verbunden wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Formfläche (86) an einem zweiten Formteil (82, 83) ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Formteil (82, 83) in Position gebracht wird, nachdem ein Teil des aushärtenden Materials auf die erste Formfläche (72) aufgebracht wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Formteil (82, 83) dazu verwendet wird, das anzubringende Funktionsbauteil in Position zu halten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aushärtende Material Polyurethan ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung (80) verwendet wird, die aus einem Material besteht, an dem das aushärtende Material nicht anhaftet, insbesondere Silikon.
Dachelement für ein Fahrzeugdach, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Dachelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil (20) integraler Bestandteil des ausgehärteten Materials ist.
Dachelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil eine Klebefläche ist, mittels der das Dachelement mit einer Fahrzeugstruktur verklebt werden kann.
Dachelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil eine Dichtlippe (20) ist.
Dachelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil ein Abstandshalter (90) ist.
Dachelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil eine Schiene (22) ist.
Dachelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil ein Zentrierstift (94) ist.
Dachelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil ein Anschraubdom (96) ist.