DE10236736A1

DE10236736A1 - Compound automobile roof module has a hollow zone around the intermediate carrier structure, between the outer skin and the covering layer, to be filled wholly with a plastics material

Info

Publication number: DE10236736A1
Application number: DE2002136736
Authority: DE
Inventors: Matthias Dichtl; Norbert Elbs; Peter Stromayr; Robert Braun
Original assignee: Webasto Vehicle Systems International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-10
Also published as: DE10236736B4

Abstract

The compound automobile body component (10), and especially for the roof, has an outer skin (12) over a carrier structure (14) with covering layers (16,18). The three components are pressed so that the outer skin forms a flange (20) around the structure. The limit (22) of the carrier structure is set at the peripheral edge zone to form a hollow zone (30) around it between the flange and the carrier structure, to be filled wholly with a plastics material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbundbauteil für eine Fahrzeugkarosserie, insbesondere für ein Fahrzeugdach, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Herstellungsverfahren.The present invention relates to a composite component for a vehicle body, in particular for a vehicle roof, according to the preamble of Claim 1. Furthermore, the invention relates to a corresponding manufacturing method.

Ein gattungsgemäßes Verbundbauteil bzw. Herstellungsverfahren sind aus der DE 100 33 232 A1 bekant, wo ein Verbunddachteil beschrieben ist, bei dem eine Außenhaut mit einer Wabenstruktur hinterpresst wird, die auf beiden Seiten von einer Abschlusslage begrenzt wird, die jeweils von einer mit Polyurethan getränkten Glasfasermatte gebildet wird. Die Wabenstruktur erstreckt sich dabei bis zum Umfangsrand des Dachverbundbauteils und ist dabei mit der Außenhaut zu einem Flansch verpresst, der im Umfangsrandbereich des Dachverbundteils umläuft. Nachteilig dabei ist, dass sich Abzeichnungen der Wabe in Struktur bzw. Dellen auf der Außenhaut im Randflanschbereich ergeben können, die Gefahr einer Wasseraufnahme im Beschnittbereich der Wabenstruktur im Randflansch besteht sowie eine ungenügende Werkzeugentlüftung gegeben ist. Außerdem besteht die Gefahr einer Gasemission aus der Wabenstruktur nach außen im Bereich des Umfangsrandflansches.A generic composite component or manufacturing method are from the DE 100 33 232 A1 known where a composite roof part is described, in which an outer skin is pressed with a honeycomb structure, which is delimited on both sides by an end layer, each of which is formed by a glass fiber mat impregnated with polyurethane. The honeycomb structure extends to the peripheral edge of the composite roof component and is pressed with the outer skin to form a flange that runs around in the peripheral edge region of the composite roof part. The disadvantage here is that the honeycomb may show structure or dents on the outer skin in the edge flange area, there is a risk of water absorption in the trimming area of the honeycomb structure in the edge flange and there is insufficient tool ventilation. There is also a risk of gas emission from the honeycomb structure to the outside in the region of the peripheral edge flange.

In der älteren deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102 01 088.9 ist ein Verbundbauteil für ein Fahrzeugdach mit einem ähnlichen Aufbau beschrieben, wobei die Begrenzung der Trägerstruktur im Umfangsrandbereich des Verbundbauteils vor dem Hinterpressen so gewählt wird, dass sich beim Hinterpressen ein umlaufender Hohlraum zwischen dem Flansch, der von der Außenhaut und der Abschlusslage gebildet wird, ergibt.In the older German patent application with the file number 102 01 088.9 is a composite component for a vehicle roof with a similar structure described, the limitation of the support structure in the peripheral edge region of the composite component before the back pressing is selected so that during the back pressing a circumferential cavity between the flange that from the outer skin and the final position is formed.

Eine ähnliche Struktur ist auch in der älteren deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102 19 495.5 beschrieben.A similar structure is also in the older German Patent application with the file number 102 19 495.5 described.

In der älteren deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102 24 204.6 ist ferner ein Dachmodul für ein Fahrzeug beschrieben, welches mit einem Dachausschnitt versehen ist, wobei im Bereich der Begrenzung des Dachausschnitts die Trägerstruktur des Dachmoduls so begrenzt ist, dass sich beim Hinterpressen ein mit Polyurethan gefüllter Hohlraum zwischen der Trägerstruktur und einem um den Dachausschnitt unilaufenden Randflansch bildet, der von der Außenhaut und der Abschlusslage gebildet wird.In the older German patent application with the file number 102 24 204.6 is also a roof module for a vehicle described, which is provided with a roof cutout, wherein the support structure in the area of the roof cutout of the roof module is so limited that there is a cavity filled with polyurethane between the support structure and forms an edge flange that runs around the roof cutout, that of the outer skin and the final position is formed.

Aus der DE 29 34 430 C2 ist ein Verbundbauteil für eine Fahrzeugkarosserie bekannt, bei welchem eine Außenhaut mit einer Wabenstruktur hinterlegt ist, die wiederum von einer Abschlusslage auf der anderen Seite abgeschlossen wird. Die Außenhaut sowie ein Verstärkungsteil bilden einen umlaufenden Randflansch, wobei zwischen dem randseitigen Ende der Wabenstruktur und dem Flansch ein mit Hartschaum gefüllter Hohlraum ausgebildet ist. Die Wabenstruktur ist nicht mit der Außenhaut verpresst.From the DE 29 34 430 C2 a composite component for a vehicle body is known, in which an outer skin is deposited with a honeycomb structure, which in turn is closed off by a final layer on the other side. The outer skin and a reinforcing part form a peripheral edge flange, a cavity filled with hard foam being formed between the edge-side end of the honeycomb structure and the flange. The honeycomb structure is not pressed into the outer skin.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbundbauteil für eine Fahrzeugkarosserie bzw. ein Verfahren zum Herstellen desselben zu schaffen, bei welchem eine Außenhaut mit einer Trägerstruktur hinterpresst wird, jedoch im Randbereich keine Abzeichnungen der Trägerstruktur auf der Außenhaut auftreten sollen; ferner soll die Gefahr einer Wasseraufnahme der Trägerstruktur im Randbereich und die Gefahr unzulässig hoher Gasemissionen der Trägerstruktur durch den Randbereich hindurch vermieden werden.It is an object of the present invention Composite component for a vehicle body and a method for producing the same to create, in which an outer skin with a support structure pressed is, but no markings of the support structure in the edge area occur on the outer skin should; furthermore, the risk of water absorption by the support structure is said to be in the peripheral area and the danger of impermissibly high gas emissions support structure be avoided through the edge area.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verbundbauteil für eine Fahrzeugkarosserie gemäß Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 9.According to the invention, this object is achieved by a composite component for a vehicle body according to claim 1 and a manufacturing method according to claim 9.

Bei dieser Lösung ist vorteilhaft, dass dadurch, dass sich die Trägerstruktur nicht bis in den verpressten Umfangsrandflansch hineinerstreckt, die Trägerstruktur im Umfangsrandflanschbereich nicht mitverpresst ist, wodurch einerseits Abzeichnungen der Trägerstruktur auf der Außenhaut im Umfangsrandbereich vermieden werden können und andererseits eine Abdichtung der Trägerstruktur nach außen durch den Umfangsrandflansch erzielt werden kann, so dass beispielsweise eine Wasseraufnahme der Trägerstruktur im Randbereich oder übermäßige Gasemissionen aus der Trägerstruktur durch den Randbereich hindurch vermieden werden können. Dadurch, dass der Hohlraum zwischen dem Flansch und der Trägerstruktur mit Kunststoff ausgefüllt ist, ergibt sich eine verbesserte Abdichtung sowie eine Stabilisierung dieses Bereichs.With this solution it is advantageous that in that the support structure does not extend into the compressed peripheral flange, the support structure is not also pressed in the peripheral edge flange area, on the one hand Signs of the support structure on the outer skin can be avoided in the peripheral edge area and on the other hand a Sealing the support structure out through the peripheral edge flange can be achieved, so that for example a water absorption of the support structure in the peripheral area or excessive gas emissions from the support structure can be avoided through the edge area. Thereby, that the cavity between the flange and the support structure filled with plastic is improved sealing and stabilization this area.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred embodiments of the invention result itself from the subclaims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten einzigen Zeichnung, welche eine Schnittdarstellung durch den Randbereich eines erfindungsgemäßen Verbundbauteils im an der Fahrzeugkarosserie montierten Zustand zeigt, beispielhaft näher erläutert.The invention is explained below the attached single drawing, which is a sectional view through the edge area of a composite component according to the invention shows in the state mounted on the vehicle body, for example explained in more detail.

Gemäß der einzigen Figur umfasst ein als Dachmodul 10 ausgebildetes Verbundbauteil eine Außenhaut 12, die mit einer Trägerstruktur 14 hinterpresst ist. Bei der Außenhaut 12 kann es sich beispielsweise um eine umgeformte Kunststofffolie, Metallfolie (z.B. eine bandlackierte (coil-coated) Stahl- oder Aluminiumdachhaut) oder eine Kohlefaserstruktur handeln. Bei der Trägerstruktur 14 kann es sich um eine Leichtbau-Wabenstruktur mit Papier, Metall oder Kunststoff als Kernmaterial handeln. An der Ober- und Unterseite der Trägerstruktur 14 ist jeweils eine Abschlusslage 16 bzw. 18 vorgesehen, die vorzugsweise von einer mit Polyurethan getränkten Glasfasermatte gebildet wird und zur Stabilisierung der Trägerstruktur 14 beiträgt.According to the single figure, one comprises as a roof module 10 formed composite component an outer skin 12 that with a support structure 14 is pressed. With the outer skin 12 For example, it can be a reshaped plastic film, metal film (eg a coil-coated steel or aluminum roof skin) or a carbon fiber structure. With the support structure 14 it can be a lightweight honeycomb structure with paper, metal or plastic as the core material. At the Ob er and underside of the support structure 14 is a final position 16 respectively. 18 provided, which is preferably formed by a glass fiber mat impregnated with polyurethane and to stabilize the support structure 14 contributes.

Im Umfangsrandbereich des Dachmoduls 10 liegen die Außenhaut 12, die obere Abschlusslage 16 und die untere Abschlusslage 18 übereinander und bilden dabei dichtend einen Randflansch 20, der um das Dachmodul 10 umläuft und dabei seitlich absteht. Das seitliche Ende bzw. der Beschnitt 22 der Trägerstruktur 14 ist so gewählt, dass zwischen dem Beschnitt 22 und dem Flansch 20 ein Hohlraum 30 besteht, welcher mit Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan, gefüllt ist.In the peripheral edge area of the roof module 10 lie the outer skin 12 , the top finishing layer 16 and the lower final layer 18 one above the other and thereby form a sealing flange 20 that around the roof module 10 rotates and protrudes sideways. The side end or the trim 22 the support structure 14 is chosen so that between the trimming 22 and the flange 20 a cavity 30 exists, which is filled with plastic, preferably polyurethane.

Bei dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Dachmodul 10 um einen Teil oder die gesamte Außenhaut eines Fahrzeugdaches, wobei das Dachmodul, gegebenenfalls zusammen mit einem an der Unterseite angebrachten Fahrzeughimmel und Anbauten, wie beispielsweise Spiegel, Sonnenblenden, Beleuchtungselemente etc., als Einheit vorgefertigt wird und beim Fahrzeughersteller von oben in eine entsprechende Öffnung der Fahrzeugkarosserie eingesetzt wird. Die Öffnung wird dabei seitlich jeweils von einem an dem entsprechenden Seitenholm ausgebildeten Flansch 24 gebildet, auf welchem das Dachmodul 10 mit seiner Unterseite mittels einer Kleberaupe 26 verklebt wird. Ferner ist eine Blende bzw. Dichtung 28 dargestellt, welche den Randspalt zwischen den Seitenholmen und dem Umfangsrandflansch 20 des Dachmoduls 10 von oben abdeckt.In the example shown, it is the roof module 10 around a part or the entire outer skin of a vehicle roof, the roof module, optionally together with a vehicle headliner and attachments attached to the underside, such as mirrors, sun visors, lighting elements, etc., being prefabricated as a unit and from the vehicle manufacturer into a corresponding opening from above Vehicle body is used. The opening is laterally in each case by a flange formed on the corresponding side member 24 formed on which the roof module 10 with its underside using an adhesive bead 26 is glued. Furthermore, an aperture or seal 28 shown, which is the edge gap between the side rails and the peripheral edge flange 20 of the roof module 10 covers from above.

Bei der Herstellung des Dachmoduls wird zunächst die Außenhaut 12 in die gewünschte Form umgeformt. Anschließend wird die umgeformte Außenhaut 12 in ein Werkzeug eingelegt, wobei die entsprechend zugeschnittene Trägerstruktur 14 zusammen mit der oberen Abschlusslage 16 und der unteren Abschlusslage 18 auf die Außenhaut 12 gelegt wird. Anschließend wird das Hinterpresswerkzeug geschlossen und die Außenhaut 12 wird mit der Trägerstruktur 14 und den Abschlusslagen 16 und 18 hinterpresst. Das Werkzeug ist dabei so geformt, dass im Umfangsrandbereich des Dachmoduls 10 der aus der Außenhaut 12 und den beiden Abschlusslagen 16 und 18 bestehende Randflansch 20 ausgebildet wird.When manufacturing the roof module, the outer skin is first 12 formed into the desired shape. Then the reshaped outer skin 12 placed in a tool, the correspondingly cut support structure 14 together with the top final layer 16 and the lower final layer 18 on the outer skin 12 is placed. Then the back pressing tool is closed and the outer skin 12 comes with the support structure 14 and the final locations 16 and 18 back-pressed. The tool is shaped so that in the peripheral edge area of the roof module 10 the one from the outer skin 12 and the two final layers 16 and 18 existing edge flange 20 is trained.

Die Trägerstruktur 14 wird vor dem Einlegen in das Hinterpresswerkzeug in ihrem Randbereich so beschnitten, dass auch nach dem Hinterpressvorgang sich die Trägerstruktur 14 nicht in den Bereich des Umfangsrandflansches 20 hineinerstreckt, wodurch die Außenhaut 12 im Bereich des Randflansches 20 frei von Abzeichnungen bleibt und ferner die Trägerstruktur 14 durch die Ausbildung des Randflansches 20 bezüglich der Außenseite des Dachmoduls 10 isoliert wird, so dass einerseits weder Wasser in die Trägerstruktur 14 von außen durch den Flansch 20 eindringen kann noch von der Trägerstruktur 14 entwickelte Gase durch den Flansch 20 nach außen gelangen können.The support structure 14 is trimmed in its edge area before inserting it into the back-pressing tool in such a way that the support structure is even after the back-pressing process 14 not in the area of the peripheral flange 20 stretched in, causing the outer skin 12 in the area of the edge flange 20 remains free of markings and furthermore the support structure 14 through the formation of the edge flange 20 regarding the outside of the roof module 10 is isolated, so that on the one hand neither water in the support structure 14 from the outside through the flange 20 can still penetrate from the support structure 14 evolved gases through the flange 20 can get outside.

Ferner sorgt die Polyurethantränkung der Abschlusslagen 16 und 18 dafür, dass beim Hinterpressvorgang der Hohlraum 30 zwischen dem Flansch 20 und dem Beschnitt 22 der Trägerstruktur 14 sich mit Polyurethan füllt. Dabei wird die im Umfangsrandbereich im Hinterpresswerkzeug eingebrachte Polyurethanmenge entsprechend gewählt, um für die vollständige Ausfüllung bzw. Ausschäumung des Hohlraums 30 zu sorgen. Statt, wie beschrieben, mit Polyurethan getränkte Glasfasermatten als Abschlusslagen für die Trägerstruktur 14 zu verwenden, können beispielsweise die Abschlusslagen 16, 20 als auf mittels des Long-Fiber-Injection-Verfahrens (LFI-Verfahren) hergestellte Schichten ausgebildet sein. Dabei werden die Glasfasern, die beispielsweise eine Länge von etwa 25 mm aufweisen, mit Polyurethan vermischt und mittels Druckluft in das Hinterpresswerkzeug eingebracht. Dabei bildet sich eine mittels Polyurethan verbundene Vliesschicht. Dieses Verfahren ist beispielsweise in der älteren deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102 12 370.5 beschrieben.Furthermore, the polyurethane impregnation of the end layers ensures 16 and 18 making sure that the cavity is pressed during the back pressing process 30 between the flange 20 and the bleed 22 the support structure 14 fills with polyurethane. In this case, the amount of polyurethane introduced in the circumferential edge area in the rear pressing tool is selected accordingly in order to ensure that the cavity is completely filled or foamed 30 to care. Instead of, as described, glass fiber mats impregnated with polyurethane as end layers for the support structure 14 to use, for example, the final layers 16 . 20 be formed as layers produced by means of the long fiber injection process (LFI process). The glass fibers, which have a length of about 25 mm, for example, are mixed with polyurethane and introduced into the back pressing tool by means of compressed air. A non-woven layer connected by means of polyurethane is formed. This procedure is for example in the older German patent application with the file number 102 12 370.5.

Die Trägerstruktur 14 ist nicht notwendigerweise als Wabenstruktur ausgebildet, es kann stattdessen auch jede andere geeignete Leichtbaustruktur verwendet werden, beispielsweise eine gewellte Struktur.The support structure 14 is not necessarily designed as a honeycomb structure, any other suitable lightweight structure can also be used instead, for example a corrugated structure.

Der Randflansch 20 wird nach dem Hinterpressvorgang entsprechend beschnitten, um den endgültigen Außenrand des Dachmoduls 10 festzulegen.The edge flange 20 is trimmed accordingly after the back pressing process to the final outer edge of the roof module 10 set.

1010: Dachmodulroof module
1212: Außenhautshell
1414: Trägerstruktursupport structure
1616: obere Abschlusslageupper Statements Management
1818: untere Abschlusslagelower Statements Management
2020: Randflanschedge flange
2222: Rand von 14edge from 14
2424: Karosserieflanschbody flange
2626: Kleberaupeadhesive bead
2828: Blendecover
3030: Hohlraumcavity

Claims

Composite component for a vehicle body, in particular for a vehicle roof, with an outer skin ( 12 ), a support structure applied to the inside of the outer skin ( 14 ), and a first final layer applied to the side of the carrier structure facing away from the outer skin ( 18 ), the outer skin with the support structure and the end layer being pressed back and the end layer and the outer skin in the peripheral edge region of the composite component having a circumferential flange ( 20 ) form, characterized in that the limitation ( 22 ) the support structure ( 14 ) in the peripheral edge area of the composite component ( 10 ) is selected so that a circumferential cavity ( 30 ) between the flange ( 20 ) and the support structure, which is filled with plastic.

Composite component according to claim 1, characterized in that the composite component is designed as a roof module, which from above into the vehicle body shell ( 24 ) can be glued in.

Composite component according to claim 1 or 2, characterized in that the support structure ( 14 ) is designed as a honeycomb structure with paper, metal or plastic as the core material.

Composite component according to one of the preceding claims, characterized in that between the support structure ( 14 ) and the outer skin ( 12 ) a second final layer ( 16 ) is provided.

Composite component according to claim 4, characterized in that the second end layer ( 16 ) part of the flange ( 20 ) forms.

Composite component according to claim 4 or 5, characterized in that the end layers ( 16 . 18 ) are designed as glass fiber mats impregnated with polyurethane.

Composite component according to claim 4 or 5, characterized in that the end layers ( 16 . 18 ) are designed as glass fiber pieces connected by means of polyurethane.

Composite component according to one of the preceding claims, characterized in that the cavity ( 30 ) Filling plastic is polyurethane.

Method for manufacturing a composite component ( 10 ) for a vehicle body, in particular for a vehicle roof, an outer skin ( 12 ) with a support structure ( 14 ) is pressed and at the same time a first final layer on the side of the carrier structure facing away from the outer skin ( 18 ) is applied, with the end layer and the outer skin lying one above the other and sealingly surrounding a circumferential flange in the peripheral edge region of the composite component ( 20 ), characterized in that the limitation ( 22 ) the support structure ( 14 ) in the peripheral edge area of the composite component ( 10 ) is selected before the back pressing so that a circumferential cavity ( 30 ) between the flange and the support structure, which is filled with plastic.

A method according to claim 9, characterized in that a second final layer ( 16 ) between the outer skin ( 12 ) and the carrier layer ( 14 ) is inserted.

A method according to claim 10, characterized in that glass fiber mats impregnated with polyurethane are inserted in front of the rear presses in order to 16 . 18 ) to build.

A method according to claim 10, characterized in that pieces of glass fiber are inserted before the back pressing and are connected to one another by introducing polyurethane to form the end layers ( 16 . 18 ) to build.

A method according to claim 11 or 12, characterized in that the polyurethane is introduced in a sufficient amount before the back pressing in the edge region of the outer skin or the support structure to the cavity ( 30 ) to be filled completely with polyurethane.