DE102020131219A1 - Fahrzeugdach mit lackiertem starren Dachmodul - Google Patents

Fahrzeugdach mit lackiertem starren Dachmodul Download PDF

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Abstract

Es wird ein Fahrzeugdach vorgeschlagen, umfassend eine Basiskonstruktion und ein starres Dachpanel (28A, 28B, 28C, 28D), das an der Basiskonstruktion befestigt ist und das ein Verbundbauteil ist, welches zumindest eine Strukturschicht (32), welche eine Faser-Matrix-Schicht ist, sowie einen Designlack (44), der an einer Außenseite der Strukturschicht (32) eine Sichtfläche bildet, wobei das Verbundbauteil eine Bearbeitungskante (34) hat, die mit einem Siegellack (36) versehen ist, der von dem Designlack (44) überdeckt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach, umfassend eine Basiskonstruktion und ein starres Dachpanel, das an der Basiskonstruktion befestigt ist und das ein Verbundbauteil ist, welches eine Strukturschicht umfasst, die an ihrer Außenseite einen eine Sichtfläche bildenden Designlack trägt.
  • Ein derartiges Fahrzeugdach ist aus der Praxis bekannt und stellt insbesondere ein wandelbares Fahrzeugdach dar, das ein starres Dachpanel umfasst, welches zur Ausbildung einer Dachöffnung lösbar mit einer Basiskonstruktion verbunden ist, die beispielsweise Dachquerträger und/oder Dachlängsträger umfasst. Das Dachpanel stellt ein Verbundbauteil dar, welches eine Trägerschicht aufweisen kann, die insbesondere eine Wabenstruktur umfasst, welche beidseits mit einem Glasfaser/Polyurethan-Gemisch versehen ist. An einer einer Fahrzeugumgebung zugewandten Seite der Trägerschicht ist eine Strukturschicht angeordnet, die eine Faser-Matrix-Schicht ist und folglich eine so genannte SMC (Sheet Molding Compound)-Schicht bildet. Eine einer Fahrzeugumgebung zugewandte Außenseite der Strukturschicht kann mit einem Designlack versehen sein, der eine Sichtfläche des Dachpanels bildet.
  • Bei einem Dachpanel der vorstehend beschriebenen Art besteht das Problem, dass eine spanende Bearbeitung, aus der eine Bearbeitungskante resultiert, bisher nicht möglich ist, da das Dachpanel im Bereich der Bearbeitungskante nicht mit einer Endlackierung versehen werden kann, da sich durch diese Endlackierung Blasen ausbilden würden, die das Erscheinungsbild des Dachpanels stören würden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugdach der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, bei dem vor einer vollflächigen Endlackierung eine spanende Bearbeitung möglich ist, ohne dass sich durch die Endlackierung bzw. an dem Endprodukt im Bereich einer Bearbeitungskante Blasen ausbilden.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Fahrzeugdach mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß der Erfindung wird also ein Fahrzeugdach vorgeschlagen, umfassend eine Basiskonstruktion und ein starres Dachpanel, das an der Basiskonstruktion befestigt ist und das ein Verbundbauteil ist, welches zumindest eine Strukturschicht umfasst, welche eine Faser-Matrix-Schicht ist, sowie einen Designlack, der an einer Außenseite der Strukturschicht eine Sichtfläche bildet, wobei das Verbundbauteil eine Bearbeitungskante hat, die mit einem Siegellack versehen ist, der von dem Designlack überdeckt ist.
  • Das starre Dachpanel des Fahrzeugdachs nach der Erfindung hat also an einer Kante, die durch die Bearbeitung des Verbundbauteils nach dessen Ausformen beispielsweise durch einen Fräs- oder Schneidprozess erzeugt wurde, eine Siegelschicht, welche eine geschlossene Oberfläche bildet, die verhindert, dass Lösungsmittel oder dergleichen, die in dem Designlack enthalten sind, in eine geöffnete Fläche des Verbundbauteils eindringen. Dadurch können Ausgasungen und Blasenbildungen im Bereich der Bearbeitungskante in Folge der Lackierung mit dem Designlack verhindert werden.
  • Das Verbundbauteil des Fahrzeugdachs nach der Erfindung weist als Strukturschicht eine Schicht auf, die eine Faser-Matrix-Schicht ist. Eine solche Schicht stellt eine so genannte SMC (Sheet Molding Compound)-Schicht dar, welche eine Matrix aus einem insbesondere duroplastischen Reaktionsharz umfasst, in der Verstärkungsfasern (Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern) in Form von Schnittfasern oder in Matten- oder Gewebeform eingebettet sind. Denkbar ist es insbesondere auch, die Faser-Matrix-Schicht aus einem Faser-Matrix-Halbzeug zu fertigen. Die Fertigung erfolgt in einem Formwerkzeug.
  • Die Basiskonstruktion des Fahrzeugdachs kann mindestens einen Dachlängsholm und/oder mindestens einen Dachquerholm umfassen, der fest oder lösbar mit einem Fahrzeugrohbau bzw. einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Das Dachpanel kann fest an der Basiskonstruktion angeordnet sein oder von dieser lösbar sein oder gegenüber diesem beweglich sein. Denkbar ist es auch, dass die Basiskonstruktion ein Verdeckgestänge eines Cabriolet-Verdecks ist, wobei dann das Dachpanel eine starre Dachschale des Verdecks sein kann.
  • Bei einer bevorzugten materialsparenden Ausführungsform des Fahrzeugdachs nach der Erfindung hat die Außenseite der Strukturschicht einen Zentralbereich, der frei von dem Siegellack ist und die mit dem Designlack versehen ist. Der Siegellack ist also nur lokal im Bereich der Bearbeitungskante aufgetragen, um in diesem kritischen Bereich Ausgasungen und Blasenbildungen zu verhindern.
  • Um eine zuverlässige Wirkung des Siegellacks sicherzustellen, bildet der Siegellack an der Außenseite der Strukturschicht einen Randstreifen, das heißt der Siegellack geht über die Bearbeitungskante hinaus. Der Zentralbereich grenzt an diesen Randstreifen, der insbesondere eine Breite von wenigen Millimetern oder Zentimetern hat.
  • Um sicherzustellen, dass der Designlack haltbar auf dem Verbundbauteil angeordnet ist, kann eine Grundierung vorgesehen sein, die den Siegellack überdeckt und die wiederum von dem Designlack überdeckt ist.
  • Bei einer aus Steifigkeitsgründen vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugdachs nach der Erfindung ist die Strukturschicht auf einer Trägerschicht angeordnet, die Bestandteil des Verbundbauteils ist. Die Trägerschicht kann insbesondere eine Wabenstruktur, wie eine Papierwabenstruktur, umfassen, welche wiederum einseitig oder beidseitig mit einem Polyurethan/Glasfaser-Gemisch versehen sein kann.
  • Der Siegellack, mit dem die Bearbeitungskante des Dachpanels des Fahrzeugdachs nach der Erfindung versehen ist, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform ein unter UV-Strahlung vernetzender Lack. Dieser Lack erweicht vorzugsweise nicht bei den zur Trocknung des Designlacks eingesetzten typischen Trocknungstemperaturen, die in dem Bereich von etwa 90 °C liegen. Er bildet zudem keine Risse aus, durch die ein Lösungsmittel über die Bearbeitungskante in die Strukturschicht eindringen könnte. Des Weiteren ist der unter UV-Strahlung vernetzende Lack vorzugsweise ein Einkomponentensystem, welches vor dem Auftragen auf die Fräskante nicht angemischt werden muss und eine sehr lange Offenzeit hat.
  • Vorzugsweise ist der Siegellack lösungsmittelfrei. Die Trocknung des Siegellacks nach dem Auftragen ist in wenigen Sekunden realisierbar, beispielsweise mittels einer UV-Lampe.
  • Der Prozess zum Auftragen des Siegellacks erfordert keine eigene Lackieranlage, so dass der Prozess sehr variabel durchgeführt werden kann.
  • Der Siegellack, mit dem die Fräskante des Dachpanels des Fahrzeugs nach der Erfindung versehen ist, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform ein Acrylat-Lack, das heißt ein Lack, der auf Basis mindestens einer Acrylat-Verbindung hergestellt ist.
  • Beispielsweise umfasst der Siegellack, der die Bearbeitungskante des Verbundbauteils versiegelt, mindestens eine Verbindung aus der Gruppe, welche aus
    • - Dipropylenglykoldiacrylat
    • - Trihydroxymethylpropyltriacrylat
    • - Trimethylolpropantriacrylat
    • - Neopentylglycoldiacrylateester (propolyated)
    • - 2-Hydroxy-2-methylpropiophenon
    • - Methylbenzoylformate
    • - 1,6-Hexandioldiacrylat
    • - Ethylphenyl(2,4,6- trimethylbenzoyl)phosphinat besteht.
  • Die Erfindung hat auch die Verwendung eines Siegellacks zum Versiegeln einer Bearbeitungskante eines Verbundbauteils zum Gegenstand, das ein starres Dachpanel eines Fahrzeugdachs ist oder ein Panel einer Cabrioletanordnung, wie eine starre Dachschale eines RHT (Retractable Hard Top) oder ein Verdeckkastendeckel, ist und eine Strukturschicht umfasst, welche eine Faser-Matrix-Schicht ist.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugdachs nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
    • 1 eine Fahrzeugkarosserie mit einem Fahrzeugdach nach der Erfindung; und
    • 2 einen stark schematisierten Schnitt durch ein Dachpanel des Fahrzeugdachs nach 1 entlang der Linie II-II in 1.
  • In 1 ist ein Fahrzeugaufbau 10 eines Geländewagens dargestellt, welcher einen Fahrzeuginnenraum 12 aufweist, welcher von einem Fahrzeugdach 14 überdeckt ist. Beidseits einer vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene weist der Fahrzeugaufbau 10 jeweils vier Säulen 16, 18, 20 und 22 auf, von denen die Säule 16 eine so genannte A-Säule, die Säule 18 eine so genannte B-Säule, die Säule 20 eine so genannte C-Säule und die Säule 22 eine so genannte D-Säule bildet. In dem Bereich zwischen den Säulen 20 und den Säulen 22 weist das Fahrzeugdach 14 einen Festdachabschnitt 24 auf, der starr bzw. fest montiert gegenüber dem Fahrzeugaufbau 10 ist. In dem Bereich zwischen den Säulen 16 und den Säulen 20 weist das Fahrzeugdach 14 eine Dachöffnung 26 auf, welche durch vier starre und abnehmbare Dachpanele 28A, 28B 28C und 28D verschließbar ist.
  • Die Dachpanele 28A, 28B, 28C und 28D, die in Montagestellung an einer Dachquerholme und Dachlängsholme umfassenden Basiskonstruktion 29 des Fahrzeugdachs 14 befestigt sind, stellen jeweils ein Leichtbau-Verbundbauteil dar, das, wie 2 anhand des Dachpanels 28B zu entnehmen ist, eine Trägerschicht 30 umfasst, welche aus einer Wabenstruktur gebildet ist, die beidseits mit einem Polyurethan/Glas-faser-Gemisch versehen ist. Auf der Trägerschicht 30 ist eine Strukturschicht 32 angeordnet, welche eine Faser-Matrix-Schicht bzw. eine SMC (Sheet Molding Compound)-Schicht ist und der Fahrzeugumgebung zugewandt ist. Das aus der Trägerschicht 30 und der Strukturschicht 32 gebildete Verbundbauteil hat eine nach einem Fräsverfahren hergestellte Bearbeitungskante 34, welche insbesondere die Struktur der Strukturschicht 32 offenlegt.
  • Die Bearbeitungskante 34 ist im Querschnitt U-förmig von einem Siegellack 36 übergriffen, welcher an der Außenseite der Strukturschicht 32 einen Randstreifen 38 ausbildet, an den sich ein Zentralbereich 40 des Verbundbauteils anschließt, der an der Außenseite des starren Dachpanels liegt und der frei ist von dem Sigellack.
  • Des Weiteren ist das Verbundbauteil an der Bearbeitungskante 34 und an seiner Außenseite mit einer Grundierung 42 versehen, welche die Bearbeitungskante 34 und damit auch den Siegellack 36 überdeckt. Die Grundierung 42 ist wiederum ein Träger für einen vollflächig aufgetragenen Designlack 44, welcher ebenfalls den Siegellack 36 und den sich an den Siegellack 36 angrenzenden Zentralbereich 40 übergreift und die Sichtfläche des betreffenden Dachpanels 28A, 28B, 28C bzw. 28D bildet.
  • Der Siegellack 36, der die Bearbeitungskante 34 überdeckt, ist ein unter UV-Strahlung vernetzender Acrylatlack. Insbesondere besteht der Siegellack aus einem Stoffgemisch, welches folgende Verbindungen umfasst:
    • - Dipropylenglykoldiacrylat
    • - Trihydroxymethylpropyltriacrylat
    • - Trimethylolpropantriacrylat
    • - Neopentylglycoldiacrylateester (propolyated)
    • - 2-Hydroxy-2-methylpropiophenon
    • - Methylbenzoylformate
    • - 1,6-Hexandioldiacrylat
    • - Ethylphenyl(2,4,6- trimethylbenzoyl)phosphinat.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Fahrzeugaufbau
    12
    Fahrzeuginnenraum
    14
    Fahrzeugdach
    16
    Säule
    18
    Säule
    20
    Säule
    22
    Säule
    24
    Festdachabschnitt
    26
    Dachöffnung
    28A, B, C, D
    Dachpanel
    29
    Basiskonstruktion
    30
    Trägerschicht
    32
    Strukturschicht
    34
    Bearbeitungskante
    36
    Siegellack
    38
    Randstreifen
    40
    Zentralbereich
    42
    Grundierung
    44
    Designlack

Claims (14)

  1. Fahrzeugdach, umfassend eine Basiskonstruktion (29) und ein starres Dachpanel (28A, 28B, 28C, 28D), das an der Basiskonstruktion (29) befestigt ist und das ein Verbundbauteil ist, welches zumindest eine Strukturschicht (32), welche eine Faser-Matrix-Schicht ist, sowie einen Designlack (44), der an einer Außenseite der Strukturschicht (32) eine Sichtfläche bildet, wobei das Verbundbauteil eine Bearbeitungskante (34) hat, die mit einem Siegellack (36) versehen ist, der von dem Designlack (44) überdeckt ist.
  2. Fahrzeugdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite der Strukturschicht (32) einen Zentralbereich (40) hat, der frei von dem Siegellack (36) ist und mit dem Designlack (44) versehen ist.
  3. Fahrzeugdach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite der Strukturschicht (32) in einem Randstreifen (38) mit dem Siegellack (36) versehen ist.
  4. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Designlack (44) auf einer Grundierung (42) angeordnet ist, die den Siegellack (36) übergreift.
  5. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturschicht (32) auf einer Trägerschicht (30) angeordnet ist.
  6. Fahrzeugdach nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (30) eine Wabenstruktur umfasst.
  7. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegellack (36) ein unter UV-Strahlung vernetzender Lack ist.
  8. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegellack (36) lösungsmittelfrei ist.
  9. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegellack (36) ein Acrylat-Lack ist.
  10. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegellack (36) mindestens eine Verbindung aus der Gruppe umfasst, welche aus - Dipropylenglykoldiacrylat - Trihydroxymethylpropyltriacrylat - Trimethylolpropantriacrylat - Neopentylglycoldiacrylateester (propolyated) - 2-Hydroxy-2-methylpropiophenon - Methylbenzoylformate - 1,6-Hexandioldiacrylat - Ethylphenyl(2,4,6- trimethylbenzoyl)phosphinat besteht.
  11. Verwendung eines Siegellacks (36) zum Versiegeln einer Bearbeitungskante (34) eines Verbundbauteils, das ein starres Dachpanel eines Fahrzeugdachs ist oder ein Panel einer Cabrioletanordnung ist und eine Strukturschicht (32) umfasst, welche eine Faser-Matrix-Schicht ist.
  12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegellack (36) ein Acrylat-Lack ist.
  13. Verwendung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegellack (36) ein unter UV-Strahlung vernetzender Lack ist.
  14. Verwendung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegellack (36) mindestens eine Verbindung aus der Gruppe umfasst, die aus - Dipropylenglykoldiacrylat - Trihydroxymethylpropyltriacrylat - Trimethylolpropantriacrylat - Neopentylglycoldiacrylateesters (propolyated) - 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone - Methylbenzoylformate - 1,6-Hexandioldiacrylat - Ethylphenyl(2,4,6- trimethylbenzoyl)phosphinat besteht.
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