DE10228524A1

DE10228524A1 - Verfahren für die Herstellung von Fahrzeugdachhimmel-Baueinheiten

Info

Publication number: DE10228524A1
Application number: DE10228524A
Authority: DE
Inventors: Jesse G Hipwell
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2003-01-09
Also published as: US20020195844A1; JP2003136597A

Abstract

Für die Befestigung verschiedener Komponenten an einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit wird eine Kunststoffverschweißtechnik verwendet. In einer Ausführungsform umfaßt die Dachhimmelbaueinheit ein Polymer-Substratmaterial, das auf seiner Unterseite ein Verkleidungsmaterial aufnehmen kann. Das Substrat wird angeordnet, woraufhin Polymer-Dachhimmelkomponenten in bezug auf das Substrat angeordnet und mit dem Substrat kunststoffverschweißt werden.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrzeugdachhimmel und deren Herstellung.
Die Innenfläche eines Fahrzeugdachs ist gewöhnlich mit einem Fahrzeugdachhimmel verkleidet. Fahrzeugdachhimmel haben viele verschiedene Funktionen. Erstens schaffen Dachhimmel eine Polsterung zwischen dem Fahrzeuginnenraum und dem Fahrzeugdach. Zweitens bilden Dachhimmel ein bequemes Mittel zum Verlegen und Befestigen von Komponenten im Fahrzeuginnenraum; solche Komponenten können entweder so befestigt sein, daß sie zum Innenraum der Fahrgastzelle gerichtet sind, oder so, daß sie zwischen dem Dachhimmel und der Innenfläche des Fahrzeugdachs befestigt sind. Drittens bilden Dachhimmel eine angenehm aussehende Oberseite des Fahrzeuginnenraums.

Dachhimmel können auf verschiedene Weisen konstruiert werden. Typischerweise bildet ein starrer Werkstoff wie etwa ein Glasfaserwerkstoff, Polyethylen (PET), ein wärmeausgehärteter Urethanwerkstoff oder dergleichen die Rückseite für einen Verkleidungswerkstoff wie etwa ein Gewebe, Leder oder dergleichen. Wenn die Verkleidung im Fahrzeug installiert ist, ist sie dem Fahrzeuginnenraum zugewendet. Jene Seite der Verkleidung, die dem Fahrzeuginnenraum zugewendet ist, wird als A-Fläche bezeichnet. Die Grenzfläche zwischen der Verkleidung und dem Substrat wird als B-Fläche bezeichnet. Die Seite des Substrats, die dem Fahrzeugdach zugewendet ist, wird als C-Fläche bezeichnet. Auf der B-Fläche kann ein flüssiger Klebstoff oder ein Klebstoffilm verwendet werden, um die Verkleidung am Substrat zu befestigen.

An Dachhimmeln sind viele verschiedene Komponenten befestigt. Diese umfassen Verzierungselemente, Halterungen und Gegenplatten, Blechbefestigungsmechanismen zum Befestigen des Dachhimmels am Fahrzeugdach, Verdrahtungen, Schläuche und Rohre, Kopfaufschlag-Schutzeinrichtungen und dergleichen. Typischerweise werden diese Komponenten am Dachhimmel mittels Klebstoff wie etwa einer thermoplastischen Heißschmelze befestigt. Dieses Verfahren besitzt jedoch mehrere Probleme. Erstens wird der Klebstoff oftmals mit Hand aufgebracht, beispielsweise unter Verwendung einer Heißschmelzepistole. Diese Technik ist arbeitsintensiv und für Monteure schwierig, weil diese in der Nähe des Klebstoffs, der auf etwa 175°C erhitzt ist, arbeiten müssen. Zweitens ist die Verwendung von Klebstoffen wie etwa eines heißschmelzenden Klebstoffs ein unsauberer Prozeß. Oftmals dringen Klebstoffäden zur A- Fläche der Verkleidung vor, was ein unannehmbares Aussehen ergibt. Drittens erhöht die Verwendung von Klebstoffen wie etwa einer Heißschmelze das Gewicht der Montageeinheit. Die Weglassung von Klebstoff würde eine teilweise Gewichtsreduzierung erzielen und somit den Kraftstoffverbrauch positiv beeinflussen. Viertens bilden die Klebstoffe einen zusätzlichen Fahrzeugwerkstoff. Die Weglassung der Klebstoffe würde eine Einsparung der Anzahl von Werkstoffen darstellen. Fünftens senkt die Verwendung thermoplastischer Klebstoffe die Ablösekraft von Komponenten bei hohen Temperaturen. Sechstens macht die Verwendung von Klebstoffen, insbesondere von heißschmelzenden Klebstoffen, die Steuerung der Anordnung von Komponenten am Dachhimmel kompliziert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Herstellung von Fahrzeugdachhimmel- Baueinheiten zu schaffen, bei dem der Bedarf an Klebstoffen wie etwa eines heißschmelzenden Klebstoffs beseitigt oder stark verringert ist, das im Vergleich zu einem herkömmlichen Dachhimmelherstellungsverfahrens einfacher ist, das ein geringeres Gewicht des Dachhimmels zur Folge hat und das weniger Teile erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren für die Herstellung von Fahrzeugdachhimmel- Baueinheiten nach einem der Ansprüche 1 und 12 bis 20 bzw. durch eine Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit nach Anspruch 11. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß werden eine Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit und ein Verfahren für die Herstellen einer solchen Baueinheit unter Verwendung eines Kunststoffschweißvorgangs für die Befestigung verschiedener Komponenten am Substratmaterial geschaffen.

Die Dachhimmel-Baueinheit umfaßt ein Polymer- Substratmaterial, das auf der Substratunterseite ein Verkleidungsmaterial aufnehmen kann. Das Substratmaterial kann angeordnet werden. Mehrere Polymer- Dachhimmelkomponenten werden am Substratmaterial angeordnet. Die Dachhimmelkomponenten werden am Substratmaterial mittels Kunststoffschweißens befestigt.

In verschiedenen Ausführungsformen können verschiedene Kunststoffschweißtechniken einschließlich des Vibrationsschweißens, des Heizplattenschweißens, des Schallschweißens, des Hochfrequenzschweißens und dergleichen zum Einsatz kommen. Außerdem kann eine Heißprägevernietung verwendet werden.

Es können viele verschiedene Typen von Dachhimmelkomponenten verwendet werden. Diese Dachhimmelkomponenten können wenigstens ein Verzierungselement umfassen. Dachhimmelkomponenten können außerdem wenigstens eine Halterung oder eine Gegenplatte zum Tragen zusätzlicher Komponenten wie etwa von Sonnenblenden, Sonnenblendenmittelträgern, Handgriffen, Leuchten, Kabelsträngen, Luftrohrleitungen, Heckscheibenwaschanlagenschläuchen, Wasserablaufrohren und dergleichen umfassen. Dachhimmelkomponenten können ferner wenigstens eine Metallblechbefestigung umfassen. Weiterhin können Komponenten wie etwa Kabelstränge, Heckscheibenwaschanlagenschläuche, Wasserablaufrohre, Luftrohrleitungen und Kopfaufschlag- Schutzeinrichtungen direkt mit dem Dachhimmel verschweißt werden.

Außerdem wird eine Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit geschaffen. Die Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit umfaßt ein Polymer-Trägersubstrat mit einer unteren Fläche, die dem Fahrzeuginnenraum zugewendet ist, und einer oberen Fläche, die der unteren Fläche gegenüberliegt. Eine Verkleidung wird an der unteren Fläche des Trägersubstrats entweder vor der Formung des Substrats oder nachher oder im Verlauf der Formung befestigt. Die Polymer- Dachhimmelkomponenten werden mit der oberen Fläche des Trägersubstrats kunststoffverschweißt.

In einer Ausführungsform wird ein Verfahren für die Herstellung einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit, die einen Kabelstrang umfaßt, geschaffen. Zunächst wird ein Polymersubstrat gebildet. An der unteren Fläche des Substrats wird eine Verkleidung befestigt. Die Kabelstrang-Baueinheit wird mittels Kunststoffschweißens direkt an der oberen Fläche des Substrats befestigt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit, die wenigstens eine Luftrohrleitung umfaßt, geschaffen. Zunächst wird ein Polymersubstrat gebildet. Dann wird an der unteren Fläche des Substrats eine Verkleidung befestigt. Schließlich wird an der oberen Fläche des Substrats mittels Kunststoffschweißens wenigstens eine Luftrohrleitung direkt befestigt.

In einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit, die wenigstens ein Fluidrohr enthält, geschaffen. Zunächst wird ein Polymersubstrat gebildet. Dann wird an der unteren Fläche des Substrats eine Verkleidung befestigt. Schließlich wird an der oberen Fläche des Substrats mittels Kunststoffschweißens wenigstens ein Fluidrohr direkt befestigt.

In einer nochmals weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren für die Herstellung einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit, die Kopfaufschlag-Schutzeinrichtungen enthält, geschaffen. Zunächst wird ein Polymersubstrat gebildet. Dann wird an der unteren Fläche des Substrats eine Verkleidung befestigt. Schließlich wird an der oberen Fläche des Substrats mittels Kunststoffschweißens wenigstens eine Kopfaufschlag-Schutzeinrichtung direkt befestigt.

In einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit, die wenigstens eine Metallblechbefestigung enthält, geschaffen. Zunächst wird ein Polymersubstrat gebildet. Dann wird an der unteren Fläche des Substrats eine Verkleidung befestigt. Schließlich wird an der oberen Fläche des Substrats mittels Kunststoffschweißens wenigstens eine Metallblechbefestigung befestigt.

In einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung eines Fahrzeugdachhimmels, der wenigstens eine Verkleidungshalterung enthält, geschaffen. Zunächst wird ein Polymersubstrat gebildet. Dann wird an der unteren Fläche des Substrats eine Verkleidung befestigt. Schließlich wird an der oberen Fläche des Substrats mittels Kunststoffschweißens wenigstens eine Verkleidungshalterung befestigt.

In einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung eines Fahrzeugdachhimmels unter Verwendung eines Prägevernietvorgangs geschaffen. Zunächst wird ein Substrat gebildet. Dann wird an der unteren Fläche des Substrats eine Verkleidung befestigt. Ferner werden mehrere Dachhimmelkomponenten hergestellt. Jede Dachhimmelkomponente besitzt wenigstens einen Lappen, der sich von jener Komponentenkontaktfläche, die mit der Verkleidung in Kontakt gelangen soll, erstreckt. Jede Dachhimmelkomponente wird durch ein im Substrat gebildetes Loch eingesetzt, so daß die Komponentenkontaktfläche mit der Verkleidung so in Kontakt gelangt, daß sich jeder Lappen durch das Substrat erstreckt. Jede Dachhimmelkomponente wird am Substrat durch Anwenden von Wärme und Druck auf jeden durch das Substrat sich erstreckenden Lappen verbunden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die Gegenplatten und Halterungen enthält;
Fig. 2 eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die Metallblechbefestigungen und Schalldämmelemente enthält;
Fig. 3 eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die einen Kabelstrang enthält;
Fig. 4 eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die einen Heckscheibenwaschanlagenschlauch oder ein Wasserablaufrohr enthält;
Fig. 5 eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Luftrohrleitung enthält;
Fig. 6 eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die Kopfaufschlag-Schutzeinrichtungen enthält;
Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung der Befestigung von Kopfaufschlag-Schutzeinrichtungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Vibrationsschweißens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Heizplattenschweißens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Schallschweißens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Hochfrequenzschweißens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 12 eine Darstellung zur Erläuterung einer Konsole und eines Dachhimmels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 13 eine Darstellung zur Erläuterung einer Konsole mit Heißprägevernietlappen und eines Dachhimmels, der für die Heißprägevernietung vorbereitet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 14 eine Querschnittsansicht einer heißprägevernietbaren Konsole;
Fig. 15 eine Darstellung zur Erläuterung einer Dachhimmelbaueinheit mit einer durch Heißprägevernietung befestigten Konsole gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 16 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung einer Konsole, die an einem Dachhimmel durch Heißprägevernietung befestigt ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit mit Gegenplatten und Halterungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Dachhimmelbaueinheit, die allgemein mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist, umfaßt mehrere verschiedene Komponenten, die allgemein mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet sind und am Dachhimmel, der allgemein mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet ist, befestigt sind. Der Dachhimmel 24 selbst ist eine Baueinheit, die typischerweise ein Substrat 26 und eine in Fig. 1 nicht gezeigte Verkleidung umfaßt. Typischerweise wird die Fläche des Verkleidungsmaterials, die dem Substrat 26 nicht zugewendet ist, als A-Fläche bezeichnet. Die Grenzfläche zwischen dem Verkleidungsmaterial und dem Substrat 26 wird als B-Fläche bezeichnet. Die Fläche des Substrats 26, die vom Verkleidungsmaterial weggerichtet ist, wird als C-Fläche 28 bezeichnet. Die Ansicht von Fig. 1 blickt auf die C-Fläche 28.
Das Substrat 26 umfaßt ein thermoplastisches Polymer wie etwa Polypropylen. Das Substrat 26 kann so konstruiert sein, daß es für die Verstärkung ein Glasfasergelege umfaßt. Das Substrat 26 kann ferner auch als Laminat konstruiert sein, sofern die C-Fläche 28 einen thermoplastischen Werkstoff umfaßt. Das Verkleidungsmaterial ist typischerweise ein Gewebe, das am Substrat 26 unter Verwendung eines Klebstoffs oder eines Klebstoffilms befestigt ist. Das Verkleidungsmaterial kann am Substrat 26 vor oder nach der Formung des Substrats 26 befestigt werden. Ferner kann die Verkleidung am Substrat 26 im Verlauf des Prozesses der Formung des Substrats 26 befestigt werden. Vorzugsweise wird der Dachhimmel 24 vor den Kunststoffschweißvorgängen geformt. Die Kunststoffschweißvorgänge können jedoch auch vor der Befestigung der Verkleidung am Substrat 26 ausgeführt werden.
Die Komponenten 22 werden am Dachhimmel 24 unter Verwendung einer von vielen verschiedenen Kunststoffschweißtechniken befestigt. Das Kunststoffschweißen bietet gegenüber der Verwendung von Klebstoffen viele Vorteile. Erstens kann die Anordnung von Komponenten 22 am Dachhimmel 24 verbessert werden. Zweitens ist die Haltekraft von Komponenten 22 bei hohen Temperaturen verbessert. Drittens können zusätzlich zu der Verringerung oder der Beseitigung des Bedarfs an Klebstoffen für die Befestigung von Komponenten 22 am Dachhimmel 24 Halterungen und andere Trägerkomponenten aus der Dachhimmel-Baueinheit 20 weggelassen werden. Viertens wird der Prozeß der Herstellung der Dachhimmel-Baueinheit 20 vereinfacht, so daß schließlich auch die Montagezeit verringert werden kann.
Am Dachhimmel 24 können viele verschiedene Komponenten 22 mittels Kunststoffschweißens befestigt werden. Dachhimmel- Leuchtenhalterungen 30 können mittels Kunststoffschweißens direkt an der C-Fläche 28 befestigt werden. Die Dachhimmelleuchte 32 wird durch Dachhimmel-Leuchtenhalterungen 30 gegen die A-Fläche des Dachhimmels 24 gehalten. Die Dachhimmelleuchte 32 kann an der Dachhimmel- Leuchtenhalterung 30 unter Verwendung von Schrauben, Rasten oder dergleichen befestigt werden. In ähnlicher Weise können Konsolenhalterungen 34 mittels Kunststoffschweißens direkt an der C-Fläche 28 befestigt werden, um die Konsole 36 gegen die A-Fläche des Dachhimmels 24 zu halten. Ferner können an der C-Fläche 28 Klimaanlagenbelüftungsauslaß-Halterungen 38, die Klimaanlagenbelüftungsauslässe halten, mittels Kunststoffschweißens direkt befestigt werden. Sonnenblendenhalterungen 40 zum Halten von Sonnenblenden 42 sowie Sonnenblendenmittelträger- Halterungen 44 können ebenfalls mittels Kunststoffschweißens an der C-Fläche 28 befestigt werden. Halterungen und Gegenplatten für verschiedene Verzierungskomponenten wie etwa Handgriffe, Kleiderhaken, beleuchtete Rosetten und dergleichen können ebenfalls mittels Kunststoffschweißens am Dachhimmel 24 befestigt werden.
An der C-Fläche 28 können ferner mittels Kunststoffschweißens Halterasten 46 befestigt werden, um Kabelstränge, Wasserablaufrohre, Heckscheibenwaschanlagenschläuche und dergleichen zu verlegen und zu halten. Die Halteraste 46 kann einen angelenkten Abschnitt umfassen, der die jeweilige zu befestigenden Komponente umgreift und durch einen Rastenabschnitt 50 gehalten wird, wodurch die Komponente zwischen dem Dachhimmel 24 und dem Fahrzeugdach gehalten wird.
In Fig. 2 ist eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die Metallblechbefestigungen und Schalldämmelemente besitzt, gezeigt. Die verschiedenen Komponenten 22 können mittels Kunststoffschweißens an der C-Fläche 28 befestigt sein, um den Dachhimmel 24 am Fahrzeughimmel zu befestigen. Hierzu gehören Z-Zugriff-Rasten 60, eine Magnetbaueinheit 62, Schubstifte 64, Velcro-Baueinheiten und dergleichen. Verschiedene Vibrations- und Schalldämmkomponenten 22 können ebenfalls an der C-Fläche 28 befestigt sein. Diese Komponenten umfassen Schaumstoffblöcke 66, Velcro-Baueinheiten für die Befestigung der Dämmkomponenten und dergleichen.
In Fig. 3 ist eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die einen Kabelstrang besitzt, gezeigt. Ein Kabelstrang, der allgemein mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet ist, umfaßt mehrere Drähte 72, die typischerweise durch Verbinder 74 abgeschlossen sind. Die Drähte 72 sind wenigstens auf einem Teil ihrer Länge in Abschirmungen 76 eingeschlossen. Die Abschirmung 76 kann aus einem wärmeausgehärteten Polymer konstruiert sein, das an der C- Fläche 28 mittels Kunststoffschweißens befestigt werden kann. Die Abschirmung 76 kann am Dachhimmel 24 entweder vor oder nach dem Einschieben der Drähte 72 in die Abschirmung 76 angeschweißt werden.
In Fig. 4 ist eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die einen Heckscheibenwaschanlagenschlauch oder ein Wasserablaufrohr besitzt, gezeigt. Der Schlauch 80, der beispielsweise ein Schlauch für eine Heckscheibenwaschanlage, ein Wasserablaufrohr oder dergleichen sein kann, ist aus einem thermoplastischen Material hergestellt und kann mittels Kunststoffschweißens direkt an der C-Fläche 28 befestigt werden.
In Fig. 5 ist eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Luftrohrleitung besitzt, gezeigt. Die Luftrohrleitung 26 kann aus einem thermoplastischen Material mittels vieler verschiedener Prozesse wie etwa eines Blasformungsverfahrens, eines Vakuumformungsverfahrens, eines Formpreßverfahrens und dergleichen hergestellt sein. Dadurch können Rohrleitungen 86 direkt mittels Kunststoffschweißens an der C-Fläche befestigt werden. Die Luftrohrleitung 86 kann einteilig, in einer Klammer-Mantel-Anordnung oder in Form verschiedener Abschnitte, die ineinander eingerastet sind, um eine Rohrleitung zu bilden, ausgebildet sein. Im letzteren Fall wird ein Abschnitt der Luftrohrleitung 86 mittels Kunststoffschweißens am Dachhimmel 24 befestigt, während der übrige Abschnitt der Luftrohrleitung 86 in den angeschweißten Abschnitt eingerastet wird.
In Fig. 6 ist eine Explosionsansicht einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die Kopfaufschlag-Schutzeinrichtungen enthält. Die Kopfaufschlag-Schutzeinrichtungen 90 absorbieren Stöße, wenn etwa ein Fahrgast im Fahrgastraum mit dem Kopf gegen den Dachhimmel 24 stößt. Die Kopfaufschlag-Schutzeinrichtungen 90 können aus vielen verschiedenen Werkstoffen einschließlich Polystyrol, EPP-Wulsten, GECET-Wulsten, Urethan, OFLEX, SAFTY-Kunststoff, Dow Strand, Hexel und dergleichen, hergestellt sein.
In Fig. 7 sind befestigte Kopfaufschlag- Schutzeinrichtungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Kopfaufschlag-Schutzeinrichtungen 90 sind an der C-Fläche 28 des Substrats 26 verschweißt. Im folgenden werden mit Bezug auf die Fig. 8 bis 11, die Querschnittsansichten einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit 20 sind, verschiedene Kunststoffschweißtechniken, die für die Befestigung von Komponenten 22 wie etwa der Kopfaufschlag-Schutzeinrichtungen 90 am Dachhimmel 24 verwendet werden können, erläutert.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Vibrationsschweißens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Dachhimmel 24 ist im Querschnitt gezeigt und umfaßt eine Verkleidung 100, die am Substrat 26 an der B-Fläche 102 befestigt ist. Die A-Fläche 104 ist vom Substrat 26 weggerichet. Der Dachhimmel 24 ist in einem Dachhimmelnest 106, das um der Übersichtlichkeit willen nicht gezeigt ist, befestigt. Die Komponente 22, etwa eine Kopfaufschlag-Schutzeinrichtung 90, ist in einem Komponentennest 108, das um der Übersichtlichkeit willen nicht gezeigt ist, befestigt. Einzelheiten der Befestigungen 106, 108 sind in Fig. 8 nicht enthalten. Der Entwurf der Befestigungen zum Halten von Teilen wie etwa des Dachhimmels 24 und der Komponente 22 sind im Stand der Technik wohlbekannt.
Die Komponente 22 wird in Schwingungen versetzt und gegen den Dachhimmel 24 gepreßt. Genaue Werte für die Schwingungsfrequenz, die Dauer, den Druck und dergleichen sind in Abhängigkeit von der Konfiguration und von den Werkstoffen, die für die Komponente 22 und für das Substrat 26 verwendet werden, unterschiedlich. Beispielsweise wird die Kopfaufschlag-Schutzeinrichtung 90 relativ zum Substrat 26, das aus mit Glasfasern verstärktem Polyethylen hergestellt ist, in einer Richtung senkrecht zur Querschnittsebene mit etwa 240 Hz und einem Druck von etwa 200 kPa für drei Sekunden in Schwingungen versetzt, gefolgt von einer Haltezeit von zwei Sekunden bei einem Druck von etwa 200 kPa.
In Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Heizplattenverschweißens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Dachhimmel 24 ist im Dachhimmelnest 106 befestigt. Die Komponente 22 ist im Komponentennest 108 befestigt. Die Heizplatte 120 wird auf die Komponente 22 und/oder die C-Fläche 28 angewendet und dann entfernt. Die Komponente 22 und der Dachhimmel 24 werden anschließend miteinander verbunden und gegeneinander gehalten, bis das erwärmte Kunststoffelement abgekühlt ist. Wiederum hängen die Parameter, die Temperatur, die Dauer, der Druck und dergleichen vom Aufbau der Komponente 22 und des Substrats 26 ab. Beispielsweise wird eine Heizplatte 120 bei einer Temperatur von etwa 290°C für acht Sekunden gegen die Kopfaufschlag- Schutzeinrichtung 90 gehalten. Dann wird die Kopfaufschlag-Schutzeinrichtung 90 unter einem Druck von etwa 200 kPa für acht Sekunden gegen die C-Fläche 28 gepreßt.
In Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Schallschweißens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Dachhimmel 24 ist in einem Dachhimmelnest 106 befestigt. Die Komponente 22 ist in einem Komponentennest 108, das ein Horn 130 und eine Schallschweißspitze 132 enthält, befestigt. Der Schall bewegt sich im Horn 130 nach unten und von der Schallschweißspitze 132 in die Komponente 22. Dieser Schall bewirkt, daß die Komponente 22 relativ zum Dachhimmel 24 schwingt. Die durch diese Schwingungen erzeugte Wärme verschweißt die Komponente 22 mit der C-Fläche 28.
In Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Hochfrequenzschweißens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Dachhimmel 24 ist im Dachhimmelnest 106 befestigt, während die Komponente 22 im Komponentennest 108 befestigt ist. Das Schweißmittel 140 wird auf die C-Fläche 28 und/oder die Komponente 22 angewendet. Beispielsweise kann die Komponente 22 in das Schweißmittel 140 wie etwa flüssiges Polyether eingetaucht werden. Das Schweißmittel 140 kann auch eine viskose Flüssigkeit sein, die auf die C-Fläche 28 mittels Siebdrucks oder Walzbeschichtung aufgebracht wird. Das Schweißmittel 140 kann auch ein auf die C-Fläche 28 aufgebrachter Film sein. Die HF-Quelle 142 erzeugt ein Hochfrequenzsignal, das durch die Antenne 144 zum Dachhimmel 24 gesendet wird. Diese hochfrequente Energie erregt das Schweißmittel 140, das ausreichend Wärme freigibt, um eine Kunststoffverschweißung der Komponente 22 mit dem Substrat 26 zu erzielen.
Fig. 12 zeigt eine Konsole, die an einem Dachhimmel prägevernietet werden soll. Die Konsole 150 soll am Dachhimmel 24 so befestigt werden, daß sich die Konsole 150 von der A-Fläche 104 erstreckt.
In Fig. 13 sind eine Konsole mit Prägevernietungslappen und ein für die Heißprägevernietung vorbereiteter Dachhimmel gezeigt, während in Fig. 14 eine Querschnittsansicht einer heißprägevernietbaren Konsole gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist. Die Konsole 150 besitzt mehrere Lappen 152, die sich von einem Abschnitt der Konsole 150 erstrecken und so entworfen sind, daß sie mit der A-Fläche 104 in Kontakt gelangen. Der Dachhimmel 24 enthält Schlitze oder Löcher 154, die den Lappen 152 an der Konsole 150 entsprechen. Die Löcher 154 können vollständig durch den Dachhimmel 24 verlaufen oder nur durch das Substrat 26 verlaufen, wobei die Lappen 152 dann durch die Verkleidung 100 gestochen werden. In einer anderen Ausführungsform können die Lappen 152 sowohl durch die Verkleidung 100 als auch durch das Substrat 26 gestochen werden.
In Fig. 15 ist eine Dachhimmelbaueinheit mit einer heißprägevernieteten Konsole gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Gegen die Lappen 152 werden erwärmte Blöcke gepreßt, um die Lappen 152 über der C-Fläche 28 zu schmelzen. Dadurch wird die Konsole 150 ohne Halterung oder Klammer festgehalten.
In Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht einer mit einem Dachhimmel heißprägevernieteten Konsole gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Lappen 152 sind auf der C-Fläche 28 des Dachhimmels 24 abgeplattet. Dadurch wird die Konsole 150 fest gegen die A-Fläche 104 gehalten.
In der obigen Beschreibung sind zwar Ausführungsformen der Erfindung erläutert worden, dies soll jedoch nicht so verstanden werden, daß sie alle möglichen Formen der Erfindung erläutern und beschreiben. Statt dessen können viele verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit (20), die ein Polymersubstratmaterial (26), das auf einer Unterseite ein Verkleidungsmaterial (100) aufnehmen kann, umfaßt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Anordnen des Substratmaterials (26),
Anordnen mehrerer Polymer-Dachhimmelkomponenten (22) in bezug auf das Substratmaterial (26) und
Kunststoffverschweißen der mehreren Dachhimmelkomponenten (22) mit dem Substratmaterial (26).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffverschweißen ein Vibrationsschweißen umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffverschweißen ein Heizplattenverschweißen umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffverschweißen ein Schallverschweißen umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffverschweißen ein Hochfrequenzverschweißen umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffverschweißen eine Heißprägevernietung umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Dachhimmelkomponenten (22) wenigstens ein Verzierungselement umfassen.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Dachhimmelkomponenten wenigstens eine Halterung (30, 34, 38, 40, 44) umfassen, die eine Sonnenblende (42), einen Sonnenblendenmittelträger, einen Handgriff, eine Leuchte, Kabelstränge (70), eine Luftrohrleitung (86), einen Heckscheibenwaschanlagenschlauch (80) bzw. ein Wasserablaufrohr halten.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Dachhimmelkomponenten (22) wenigstens eine Metallblechbefestigung umfassen.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Dachhimmelkomponenten eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: einen Kabelstrang (70), einen Heckscheibenwaschanlagenschlauch (80), ein Wasserablaufrohr, eine Luftrohrleitung (86) und Kopfaufschlag-Schutzeinrichtungen (90)

11. Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit, gekennzeichnet durch
ein Polymer-Trägersubstrat (26), das eine dem Fahrzeuginnenraum zugewendete untere Fläche und eine obere Fläche gegenüber der unteren Fläche besitzt,
eine Verkleidung (100), die an der unteren Fläche des Trägersubstrats (26) anhaftet, und
mehrere Polymerdachhimmel-Komponenten (22), die mit der oberen Fläche (28) des Trägersubstrats (26) kunststoffverschweißt sind.

12. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bilden eines Polymersubstrats (26),
Befestigen einer Verkleidung (1D0) an der unteren Fläche des Substrats (26) und
Kunststoffverschweißen einer Kabelstrang-Baueinheit (70) direkt mit der oberen Fläche (28) des Substrats (26).

13. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bilden eines Polymersubstrats (26),
Befestigen einer Verkleidung (100) an der unteren Fläche des Substrats (26) und
Kunststoffverschweißen wenigstens einer Luftrohrleitung (86) direkt mit der oberen Fläche (28) des Substrats (26).

14. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bilden eines Polymersubstrats (26),
Befestigen einer Verkleidung (100) an der unteren Fläche des Substrats (26) und
Kunststoffverschweißen wenigstens eines Fluidrohrs (80) direkt mit der oberen Fläche (28) des Substrats (26).

15. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bilden eines Polymersubstrats (26),
Befestigen einer Verkleidung (100) an einer unteren Fläche des Substrats (26) und
Kunststoffverschweißen wenigstens einer Kopfaufschlag-Schutzeinrichtung (90) direkt mit der oberen Fläche (28) des Substrats (26).

16. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bilden eines Polymersubstrats (26),
Befestigen einer Verkleidung (100) an einer unteren Fläche des Substrats (26) und
Kunststoffverschweißen wenigstens einer Metallblechbefestigung an einer oberen Fläche (28) des Substrats (26).

17. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bilden eines Polymersubstrats (26),
Befestigen einer Verkleidung (100) an einer unteren Fläche des Substrats (26) und
Kunststoffverschweißen wenigstens einer Verkleidungshalterung an einer oberen Fläche (28) des Substrats.

18. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugdachhimmel-Baueinheit, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bilden eines Substrats (26),
Befestigen einer Verkleidung (100) an einer unteren Fläche des Substrats (26),
Bilden mehrerer Dachhimmelkomponenten (22), wovon jede wenigstens einen Lappen (152) aufweist, der sich von einer Komponentenkontaktfläche der Dachhimmelkomponente (22) erstreckt, die mit der Verkleidung (100) in Kontakt gelangt soll,
Einstecken jedes Dachhimmelkomponenten-Lappens (152) in ein im Substrat (26) ausgebildetes Loch, so daß die Komponentenkontaktfläche mit der Verkleidung (100) in Kontakt gelangt, wobei sich jeder Lappen (152) durch das Substrat (26) erstreckt, und
Heißprägevernieten jeder Dachhimmelkomponente (22) mit dem Substrat durch Anwenden von Wärme und Druck auf jeden durch das Substrat (26) sich erstreckenden Lappen (152).

19. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeudachhimmel- Baueinheit, die eine thermoplastische Schicht enthält, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:
Kunststoffverschweißen mehrerer Dachhimmelkomponenten (22) durch plastisches Verformen der thermoplastischen Schicht.

20. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugdachhimmel- Baueinheit, die einen Dachhimmel (22) und wenigstens eine kunststoffverschweißbare Dachhimmelkomponente (22) umfaßt, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:
Kunststoffverschweißen jeder kunststoffverschweißbaren Dachhimmelkomponente (22) mit dem Dachhimmel (24).