Aufgabe der Erfindung ist es, ein
eingangs genanntes Fahrzeugdachmodul zu schaffen, das bei einfach
gestaltetem, leichtem Aufbau eine verbesserte Lagerung und Befestigung
der Dachschließeinrichtung
aufweist, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Fahrzeugdachmoduls
anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs
genannten Fahrzeugdachmodul dadurch gelöst, daß an der als Wabenstruktur
gebildeten Tragstruktur unterseitig mittels Polyurethanverklebung
oder -schäumung
entweder zumindest ein Formteil angebracht ist, an dem der Lagerrahmen
mittels Befestigungselementen befestigt ist, oder Befestigungselemente unmittelbar
angebracht sind, an denen der Lagerrahmen befestigt ist. Die die
Dachhaut stützende Tragstruktur
ist aufgrund ihrer Wabenstruktur bei geringem Gewicht vergleichsweise
leicht. An dieser Tragstruktur wird zumindest ein Formteil, das
Befestigungselemente enthält,
angebracht, das aus einem von der Wabenstruktur unterschiedlichen
Material hergestellt ist und damit an die Anforderungen als Halte-
und Befestigungseinrichtung angepaßt werden kann. Andererseits
können
auch Befestigungselemente in einfacher Weise unmittelbar an der Tragstruktur
mittels Polyurethanverklebung oder -schäumung befestigt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die Wabenstruktur ist vorzugsweise
aus Papier, Pappe oder Karton gebildet und mit einer Glasfaser-Polyurethan-Matte
oberseitig und unterseitig beschichtet. Die Wabenstruktur kann auch
aus Aluminium oder Kunststoff mit Stegen und dazwischen angeordneten
Hohlkammern sowie aus wellenförmigen
Schichten gebildet sein, wobei die Wellen die Stege bilden. Da für die Stege
dünnwandiges
Material verwendet wird, hat die Wabenstruktur bzw. die Tragstruktur
ein geringes Gewicht.
Wenn die Wabenstruktur für die Herstellung des
Fahrzeugdachmoduls teilkomprimierbar ist, kann sie für die Höhenanpassung
des im allgemeinen in einer Ebene verlaufenden Lagerrahmens bei
gewölbtem
Fahrzeugdach an erforderlichen Stellen komprimiert und damit in
der Höhe
dünner
gebildet werden, während
z. B. an der Auflagefläche
an einem Karosserierahmen die Wabenstruktur dicker gebildet sein kann.
Vorzugsweise ist an der Unterseite
der Tragstruktur mittels einer Glasfaser-Polyurethan-Matte zumindest eine Befestigungsschiene
angebracht, an der Befestigungselemente zum Festlegen des Lagerrahmens
angebracht sind. Eine derartige Befestigungsschiene kann mit geschlossenem Hohlprofil
oder mit offenem Profil mit Auflageschenkeln gebildet sein, wobei
bei geschlossenem Profil eine gleichmäßigere Verformung der Wabenstruktur erzielt
werden kann, wenn diese beim Anbringen der Befestigungsschiene komprimiert
wird. Die Befestigungsschiene mit geschlossenem Hohlprofil kann
als eine rinnenförmige
oder U-förmige Schiene
mit einem daran befestigten Deckteil gebildet sein, das an der Tragstruktur
festgelegt wird.
Andererseits kann auch an der Unterseite der
Tragstruktur mittels einer Glasfaser-Polyurethan-Matte und zusätzlich mittels
einer PU-Anspritzung oder -Anschäumung
zumindest ein Befestigungselement angebracht werden, an dem andererseits
der Lagerrahmen befestigt ist. Die zusätzliche PU-Anspritzung oder
PU-Anschäumung
ermöglicht eine
besonders feste Anbringung. Die Befestigungselemente können dafür an ihrem
an der Tragstruktur zu befestigenden Ende Vertiefungen oder Hinterschneidungen
aufweisen, in das das PU-Material eindringt und damit eine feste
Verbindung ermöglicht.
Auf dem Befestigungselement kann
zumindest ein abdichtendes oder dämmendes Formteil angebracht
sein, um den Bereich unter der Dachöffnung und den Fahrzeuginnenraum
gegeneinander abzudichten.
Zweckmäßigerweise ist an der Glasfaser-Polyurethan-Matte
an der Unterseite der Tragstruktur ein aus einer PU-Anspritzung
oder -Anschäumung
gebildetes Formteil angebracht, das zumindest ein Befestigungselement
enthält,
an dem der Lagerrahmen befestigt ist. Das Formteil kann ein Verstärkungsteil,
insbesondere einen Blecheinleger, aufweisen, an dem das Befestigungselement
gelagert ist. Das Formteil kann auch einen verstärkenden Blecheinleger mit einem
Gewindeelement enthalten, an dem der Lagerrahmen mittels einer Schraube
befestigt ist.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum
Herstellen eines oben genannten Fahrzeugdachmoduls gelöst, bei
dem die aus Papier oder Pappe gebildete und teilkomprimierbare Wabenstruktur oberseitig
und unterseitig jeweils mit einer Verstärkungsmatte beschichtet wird
und in einem Formwerkzeug im Anbringungsbereich einer Befestigungsschiene
oder eines Befestigungselements komprimiert wird. Durch die Komprimierung
kann die Bauteilhöhe
bzw. die Höhe
der Tragstruktur entsprechend der Wölbung des Fahrzeugdaches eingestellt werden.
Vorzugsweise ist die Verstärkungsschicht eine
Glasfaser-Polyurethan-Matte und die Wabenstruktur wird zweckmäßigerweise
mittels der Befestigungsschiene bzw. des Befestigungselements komprimiert,
die bzw. das in das Formwerkzeug eingelegt wird.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des
Fahrzeugdachmoduls unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt:
1 in
einer Querschnittansicht ein Fahrzeugdachmodul mit einem ersten
Ausführungsbeispiel
der Befestigung eines Lagerrahmens eines Schie bedachdeckels für eine Dachöffnung,
wobei die Vertikalschnittebene im Vorderbereich der Dachöffnung verläuft;
2 in
einer Querschnittansicht das Fahrzeugdachmodul gemäß 1, wobei die Vertikalschnittebene
jedoch im Mittelbereich der Dachöffnung
verläuft;
3 in
einer Querschnittansicht das Fahrzeugdachmodul mit einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Befestigung des Lagerrahmens des Schiebedachdeckels, wobei die
Vertikalschnittebene im Vorderbereich der Dachöffnung verläuft;
4 in
einer Querschnittansicht das Fahrzeugdachmodul gemäß 3, wobei die Vertikalschnittebene
jedoch im Mittelbereich der Dachöffnung
verläuft;
5 in
einer Querschnittansicht gemäß 3 das Fahrzeugdachmodul
mit einer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels der Befestigung
des Lagerrahmens;
6 in
einer Querschnittansicht das Fahrzeugdachmodul gemäß 5, wobei die Vertikalschnittebene
jedoch im Mittelbereich der Dachöffnung
verläuft;
7 in
einer Querschnittansicht das Fahrzeugdachmodul mit einem dritten
Ausführungsbeispiel
der Befestigung des Lagerrahmens des Schiebedachdeckels;
8 in
einer Querschnittansicht das Fahrzeugdachmodul mit einem vierten
Ausführungsbeispiel
der Befestigung des Lagerrahmens des Schiebedachdeckels;
9 in
einer Querschnittansicht das Fahrzeugdachmodul mit einem fünften Ausführungsbeispiel
der Befestigung des Lagerrahmens des Schiebedachdeckels;
10 in
einer Querschnittansicht das Fahrzeugdachmodul mit einem sechsten
Ausführungsbeispiel
der Befestigung des Lagerrahmens des Schiebedachdeckels;
11 in
einer Querschnittansicht das Fahrzeugdachmodul mit einem siebten
Ausführungsbeispiel
der Befestigung des Lagerrahmens des Schiebedachdeckels; und
12 in
einer Querschnittansicht das Fahrzeugdachmodul mit einem achten
Ausführungsbeispiel
der Befestigung des Lagerrahmens des Schiebedachdeckels.
Ein Fahrzeugdachmodul 1,
z. B. für
ein Personenkraftfahrzeug, enthält
eine starre Dachhaut 2, die eine Dachöffnung 3 umgibt, in
der ein bewegbarer Deckel 4 einer im Ausführungsbeispiel
als Schiebedach gebildeten Dachschließeinrichtung 5 aufgenommen
ist. Die Dachschließeinrichtung 5 enthält einen
Schiebedach- oder
Lagerrahmen 6, an dem eine Gleitführung 7 gebildet ist
und an dem in bekannter Weise Führungs-
und Antriebselemente zum Lagern und Verschieben des Deckels 4 angeordnet
sind, die hier nicht dargestellt sind. Die Dachhaut 2 enthält eine
die Dachöffnung 3 begrenzende
innere Abkantung 8, an der eine Dichtung 9 des
Deckels 4, der z. B. ein Glasdeckel ist, in Schließstellung
anliegt, und eine äußere Abkantung 10,
die in eine horizontale Auflage 11 für eine Dichtung 12 einer
Abdeckleiste 13 übergeht.
Die Abdeckleiste 13 ist an einem Karosserierahmen 14 am
Dach des Fahrzeugs befestigt und überdeckt den Spalt zwischen
dem Karosserierahmen 14 und der Dachhaut 2 des
am Karosserierahmen 14 angebrachten Fahrzeugdachmoduls 1.
An der Innen- oder Unterseite der
Dachhaut
2, die z. B. aus einer Kunststoff-Folie oder aus
einem lackierten oder beschichteten (coil-coated) Aluminiumblech
besteht, ist eine Tragstruktur angebracht, die aus einer aus Papier
oder Pappe hergestellten und von einer oberen Matte
15 und
einer unteren Matte
16 umschlossen Wabenstruktur
17 gebildet
ist. Die beiden Matten
15 und
16 sind mit Polyurethanharz
getränkte
Glasfasergewebe, die am Umfang der Wabenstruktur
17 fest
angebracht sind. Die Herstellung der Verbundeinheit aus der Dachhaut
2 und
der Tragstruktur erfolgt z. B. entsprechend dem in der
EP 1 172 282 A2 für ein Fahrzeugverbundbauteil
offenbarten Verfahren. Dabei wird für das in
1 dargestellte Ausführungsbeispiel eine U-förmige Befestigungsschiene
18 mit
zwei Befestigungsschenkeln
19 in die erste untere Formhälfte eines
zweiteiligen Formwerkzeugs eingelegt und, während die zweite obere Formteilhälfte die
Dachhaut
2 gegen die obere Matte
15 und die Oberseite
der Wabenstruktur
17 drückt,
gegen die untere Matte
16 und Unterseite der Wabenstruktur
17 gepreßt. Dabei
wird die Wabenstruktur
17 in diesem Arbeitsgang durch die
Befestigungsschiene
18 komprimiert, die mit ihren Befestigungsschenkeln
19 an
der unteren Matte
16 und der Unterseite der Wabenstruktur
17 mittels
des erhärtenden
Polyurethanharzes befestigt wird.
Die Verformbarkeit der Wabenstruktur 17 ermöglicht es,
daß ein
in etwa plattenförmiger
Rohling der Wabenstruktur 17 (siehe z. B. 10) von einer anfänglichen Dicke bzw. Höhe, die
die fertiggestellte Tragstruktur am äußeren unverformten Randbereich 20 aufweist,
an dem das Fahrzeugdachmodul 1 mittels einer Klebstoffraupe 21 an
einem Lagerschenkel 22 des Karosserierahmens 14 befestigt
wird, auf eine minimale Dicke zusammengedrückt wird, die die Tragstruktur
in einem seitlichen Vorderabschnitt und Hinterabschnitt des Fahrzeugdachmoduls 1 (siehe 1) seitlich neben der Dachöffnung 3 aufweist.
In einem seitlichen Mittelabschnitt des Fahrzeugdachmoduls 1 (siehe 2) ist aufgrund der Längswölbung des
Fahrzeugdaches bzw. des Karosserierahmens 14 und des Fahrzeugdachmoduls 1 der
Abstand von einem ebenen Befestigungs flansch 23 des Lagerrahmens 6 größer als
am Vorderabschnitt und am Hinterabschnitt, so daß zum Ausgleich der Höhendifferenz
im Mittelabschnitt sowohl die Befestigungsschiene 18 eine
größere Höhe aufweist
wie auch die Kompression der Wabenstruktur 17 geringer
ist.
Entlang der Befestigungsschiene 18 sind mehrere
Schraubbolzen 24 angebracht, so daß der Lagerrahmen 6 mittels
Muttern 25 an der Befestigungsschiene 18 und damit
an der Tragstruktur befestigt werden kann. Ein vorderer und ein
hinterer Querteil des Fahrzeugdachmoduls 1 bzw. der Tragstruktur
sind in vergleichbarer Weise mit der durchgehenden Befestigungsschiene 18 oder
mit einzelnen Befestigungsschienen an den vier Seiten an der Dachöffnung 3 gebildet.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel (siehe 3 und 4) wird statt der O-förmigen
Befestigungsschiene 18 eine Befestigungsschiene 26 mit geschlossenem
Hohlprofil an der Tragstruktur angeklebt, die beim Verformen und
Komprimieren der Wabenstruktur 17 eine gleichmäßige Druckkraft über die Breite
der Befestigungsschiene 26 aufbringt. Diese gleichmäßige und
auf eine größere Fläche verteilte Druckkraft
führt zu
einer gleichmäßigen Verformung der
Wabenstruktur 17, wohingegen die U-förmige Befestigungsschiene 18 des
ersten Ausführungsbeispiels
zu einer ungleichmäßigen Verformung
gemäß der schematischen
Darstellung in 1 und 2 (siehe den durch Pfeil
angedeuteten Verformungsbereich 45) führt. Der Höhenausgleich wird durch eine über die
Länge der
Befestigungsschiene 26 unterschiedliche Querschnittgestaltung
der Befestigungsschiene 26 erzielt. Die Befestigungsschiene 26 ist
beispielsweise ein durch Hydroformung umgeformtes Metallteil, so
daß im
Querschnitt die Länge
des Umfangs der Befestigungsschiene 26 über die Länge der Befestigungsschiene 26 in
etwa konstant bleibt. Andererseits kann die Befestigungsschiene 26 auch
als Gußteil
oder als Spritzgußteil
aus Metall oder Kunststoff gebildet sein.
Gemäß einer Abwandlung des zweiten
Ausführungsbeispiels
(siehe 5 und 6) wird eine Befestigungsschiene 26a mit
geschlossenem Hohlprofil an der Tragstruktur angeklebt, die aus
einer rinnen- oder U-förmigen
Schiene 26b und einem die offene Oberseite abdeckenden
Deckteil 26c besteht. Das Deckteil 26c ist mit
der Schiene 26b fest verbunden, z. B. geklebt, verschweißt oder
durch mechanischen Formschluß verbunden.
Die Schiene 26b kann auch Befestigungsschenkel gemäß dem Ausführungsbeispiel
der 1 (Befestigungsschenkel 19)
aufweisen, an denen das Deckteil 26c befestigt wird. Eine derartige
zweiteilige Befestigungsschiene 26a ist gegenüber der
Hydroformung (3 und 4) kostengünstiger
herstellbar. Der Höhenausgleich
wird durch eine über
die Länge
der Befestigungsschiene 26a unterschiedliche Querschnittgestaltung
der Schiene 26b erzielt. Auch diese Befestigungsschiene 26a ist aus
Metall oder Kunststoff hergestellt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (siehe 7) werden statt einer oder
mehrerer Befestigungsschienen mehrere einzelne Befestigungselemente 27 an
der Tragstruktur entlang der Dachöffnung 3 mittels des
PU-Harzes der unteren Matte 16 verklebt und durch Anschäumen oder
Anspritzen von PU-Schaum 28 am Oberende 29 des
Befestigungselements 27 zusätzlich gesichert. Zum Ausgleich
des Höhenunterschieds
zwischen dem Befestigungsflansch 23 des Lagerrahmens 6 und
der über
die Dachlänge
bzw. die Dachbreite gewölbten
Tragstruktur weisen die Befestigungselemente 27 unterschiedliche
Höhen auf.
Die Befestigung des Lagerrahmens 6 erfolgt über einen
Gewindezapfen 30 und eine Mutter 31 am Kopf des Befestigungselements 27.
Bei der Festlegung des Lagerrahmens 6 an den Befestigungselementen 27 wird
ein separates Formteil 32, das eine Durchgangsöffnung oder
Bohrung 33 für
jedes Befestigungselement 27 aufweist, auf die Befestigungselemente 27 aufgesteckt,
um eine wasserdichte Abdichtung und eine Geräuschdämmung gegenüber dem Fahrzeuginnenraum bereitzustellen.
Das in 8 dargestellte
Ausführungsbeispiel
enthält
ein Formteil 34, das z. B. als durchgehende und insbesondere
um die Dachöffnung 3 umlaufende
Leiste aus Kunststoff gebildet ist und in der beim Ausführungsbeispiel
der 5 be schriebenen Weise
gegen die Wabenstruktur 17 gedrückt wird und diese komprimiert.
Die Befestigung des Formteils 34 an der Tragstruktur erfolgt
mittels des PU-Harzes der unteren Matte 16 und des PU-Schaumes 28,
der am Oberende 35 des Formteils 34 angespritzt
oder angeschäumt
wird und in nutförmige
Vertiefungen 36 eindringt und somit eine feste Verbindung
zur Tragstruktur herstellt. Die Befestigung des Lagerrahmens 6 erfolgt
mittels Schraubbolzen 24, die in dem Formteil 34 fest
verankert sind, so daß der
Lagerrahmen 6 mittels Muttern 25 daran befestigt
werden kann. Die Höhenanpassung
erfolgt durch eine über die
Länge des
Formteils 34 variierende Höhe des Formteils 34.
Beim dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel, das eine Abwandlung
des in 8 dargestellten
Ausführungsbeispiels
ist, ist der Lagerrahmen 6 mittels einer Kleberaupe 37 am
Formteil 34 dauerhaft angebracht.
Das in 10 dargestellte
Ausführungsbeispiel
enthält
zumindest ein Formteil 38, das aus PU-Schaum besteht und
an die untere Matte 16 der Tragstruktur angespritzt oder
angeschäumt
ist. Mehrere Einlegeteile 39 sind in dem Formteil 38 eingebettet
und ragen nach unten mit angeformten Gewindebolzen 40 hervor,
an denen der Lagerrahmen 6 mittels Muttern 25 befestigt
wird. Das Formteil 38 kann als ein um die Dachöffnung 3 durchgehend
oder unterbrochen umlaufendes Teil oder als Leisten gebildet sein.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird der plattenförmige
Rohling der Wabenstruktur 17 an der Anschäumung des
Formteils 38 nicht verformt oder komprimiert.
Das in 11 dargestellte
Ausführungsbeispiel
stellt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels
der 10 dar und enthält zumindest
ein Verstärkungsteil
wie beispielsweise einen U-förmigen Blecheinleger 41,
der am Unterende des Formteils 38 an- oder eingeschäumt ist
und der zumindest einen nach unten abstehenden Gewindebolzen 42 aufweist,
an dem in schon beschriebener Weise der Lagerrahmen 6 mittels
einer Mutter 25 befestigt ist. Es können an dem Formteil 38 zumindest
ein länglicher schienenförmiger Blecheinleger 41 mit
mehreren Gewindebolzen 42 oder mehrere kurze Blecheinleger 41 mit
nur einem Gewindebolzen 42 angelagert werden.
Das in 12 dargestellte
Ausführungsbeispiel
stellt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels
der 11 dar und enthält zumindest
einen Blecheinleger 41 mit einem angeformten Sackgewindeelement 43,
in das eine Schraube 44 zum Befestigen des Lagerrahmens 6 eingeschraubt
wird.
Die Höhenanpassung zwischen dem Lagerrahmen 6 und
der Tragstruktur erfolgt bei den Ausführungsbeispielen der 10 bis 12 durch eine entsprechend geformte Höhe des Formteils 38.
Die Wabenstruktur 17 der
Tragstruktur bietet eine hohe Biegesteifigkeit bei geringem Gewicht
und guter Geräuschdämmung. Des
weiteren kann die insbesondere aus Papier oder Pappe gefertigte
Wabenstruktur 17 an der Innen- oder Unterseite in vertikaler
Richtung in dem der Dachöffnung 3 benachbarten
Innenbereich komprimiert werden, so daß am Außenrandbereich 20 eine
größere Dicke
für die
Auflage des Fahrzeugdachmoduls 1 auf den Karosserierahmen 14 zur
Verfügung
steht, während
der dünnere
Innenbereich eine Höhenanpassung
bei geringem Abstand zwischen dem Lagerrahmen und der Tragstruktur
erleichtert.
Die Dachschließeinrichtung ist in den Ausführungsbeispielen
als Schiebedach dargestellt, kann jedoch allgemein auch ein Schiebehebedach, ein
Spoilerdach, ein Lamellendach oder ein Faltdach sein.