DE10241186A1

DE10241186A1 - Dachmodul für ein Fahrzeug sowie Herstellung dafür

Info

Publication number: DE10241186A1
Application number: DE2002141186
Authority: DE
Inventors: Matthias Dichtl
Original assignee: Webasto Vehicle Systems International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: DE10241186B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dachmodul für ein Fahrzeug, das mit einer Außenhaut (12) versehen ist, die mit einer flächigen Hohlraum-Trägerstruktur (14) hinterpresst ist, wobei die Trägerstruktur auf mindestens einer Seite mit einer flächigen Abschlusslage (16, 18) versehen ist, die Fasern und Kunststoffmaterial aufweist, welches die Fasern untereinander und mit der Trägerstruktur verbindet. Die Abschlusslage (18) weist einen zur Befestigung eines Anbauteils dienenden Anbauabschnitt (20) auf, welcher vom Material der Abschlusslage gebildet ist und sich auf der von der Trägerstruktur (14) abgewandten Seite der Abschlusslage über das Niveau der Abschlusslage erhebt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dachmodul für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren.

Ein gattungsgemäßes Dachmodul ist beispielsweise aus der DE 100 33 223 A1 bekannt, wobei die Trägerstruktur von einer Wabenstruktur gebildet wird, die auf beiden Seiten mit einer Abschlusslage versehen ist, die jeweils von einer mit Polyurethan getränkten Glasfasermatte gebildet wird.

Aus der DE 29 34 430 C2 ist eine Fronthaube für ein Kraftfahrzeug bekannt, welche aus einer von einer Wabenstruktur gebildeten Trägerstruktur besteht, die auf beiden Seiten mit einer Abschlusslage aus faserverstärktem Kunststoff versehen ist. Die Fronthaube ist an ihrer Unterseite mit einem Verstärkungsteil versehen, welches von einem Blechprofilteil gebildet wird, das an der Unterseite der Wabenstruktur befestigt ist, indem der zwischen der Wabenstruktur und dem Blechprofilteil gebildete Hohlraum mit Phenolharz ausgeschäumt ist, welches die Wabenstruktur durchdringt. Die untere Abschlusslage ist dabei im Bereich des Blechprofilteils bzw. der Phenolharzausschäumung unterbrochen.

Aus der EP 1 088 746 A2 ist ein Dachmodul für ein Fahrzeugdach bekannt, bei welchem eine starre Dachhaut mit einer Innenschale aus Polyurethan hinterschäumt ist. Das Dachmodul ist mit einer Öffnung für ein Schiebedach versehen. An der Unterseite der Innenschale sind sich nach unten erstreckende Vorsprünge ausgebildet, die zur Befestigung des Schiebedachrahmens dienen, wobei dies mittels einer Rastverbindung oder einer Schraubverbindung erfolgen kann. In letzterem Fall ist in die Vorsprünge jeweils eine Gewindebuchse eingeschäumt.

Aus der FR 2 632 595 ist ein Dachmodul bekannt, welches eine Trägerstruktur aus Schaumkunststoff aufweist, die zu beiden Seiten mit einer Abschlusslage versehen ist. An den beiden Längsseiten ist das Dachmodul an der Oberseite jeweils mit einem nach oben vorspringenden Längssteg versehen, die zusammen als Dachträger fungieren und dazu mit Befestigungsringen versehen sind. Die Stege werden von der Schaumkunststoffmasse der Trägerstruktur gebildet, in welche in diesem Bereich ein entsprechendes Formteil eingeschäumt ist.

In der älteren deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 101 57 636.6 ist ein Dachmodul beschrieben, welches eine Stahlaußenhaut sowie eine die Stahlaußenhaut tragende Trägerstruktur umfasst, wobei die Trägerstruktur als mit Kunststoff imprägnierte Wabenstruktur ausgebildet ist. Zur Anbringung eines Dachaufbaus sind Befestigungselemente in die Wabenstruktur eingebettet, deren oberer Abschnitt sich durch eine Öffnung in der Außenhaut nach außen erstreckt.

Wenn bei einem Dachmodul mit einer Hohlraumträgerstruktur Einlegeteile zur Befestigung eines Anbauteils verwendet werden, ergibt sich einerseits ein kostenintensiver Fertigungsprozess und andererseits besteht die Gefahr, dass sich die Einlegeteile gegebenenfalls auf der Außenhaut optisch abzeichnen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dachmodul für ein Fahrzeug zu schaffen, das ein geringes Flächengewicht aufweist und für die Befestigung von Anbauteilen ausgebildet ist, wobei jedoch optische Abzeichnungen vermieden werden sollen und der Verklebungsprozess kostengünstig gestaltet werden soll. Ferner soll ein entsprechendes Herstellungsverfahren geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Dachmodul gemäß Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 18.

Bei dieser Lösung ist vorteilhaft, dass dadurch, dass aus dem Material der Abschlusslage der Trägerstruktur mindestens ein Anbauabschnitt an der Abschlusslage gebildet wird, auf Einlegeteile verzichtet werden kann, die in die Trägerstruktur eingreifen. Auf diese Weise können die Kosten für solche Einlegeteile sowie die aus der Handhabung solcher Einlegeteile resultierenden Herstellungskosten vermieden werden, wobei ferner die Gefahr von durch solche Einlegeteile verursachten optischen Abzeichnungen ausgeschlossen werden kann.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dachmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform von unten;
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von 1; und
3 und 4 Ansichten entsprechend 1 bzw. 2, wobei jedoch eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist.
Gemäß 1 und 2 ist ein Dachmodul 10 aus einer Außenhaut 12 sowie einer Hohlraumträgerstruktur 14 aufgebaut, die an beiden Seiten mit einer Abschlusslage 16 bzw. 18 versehen ist.
Das Dachmodul 10 wird als komplette Einheit vormontiert und kann dabei an seiner Innenseite mit einem Himmel und mit Funktionselementen für den Fahrzeuginnenraum, wie beispielsweise Leuchten, Haltegriffen, Sonnenblenden etc., versehen sein. Das Dachmodul 10 ist dafür vorgesehen, beim Fahrzeughersteller bei der Fahrzeugmontage als komplette Einheit von oben in einer Karosserieöffnung eingesetzt und mittels einer Kleberaupe eingeklebt zu werden.
Bei der Außenhaut 12 kann es sich um ein Metallblech, beispielsweise ein bandlackiertes (coil-coated) Stahlblech oder Aluminiumblech oder um eine Kunststofffolie handeln. Bei der Hohlraumträgerstruktur 14 handelt es sich vorzugsweise um eine Wabenstruktur, beispielsweise aus Papier, Aluminium oder Kunststoff. Die Abschlusslagen 16 und 18 sind als mittels des Long-Fiber-Injection-Verfahrens (LFI-Verfahren) hergestellte glasfaserverstärkte Polyurethanlagen ausgebildet und dienen dazu, die Wabenstruktur 14 nach oben und unten abzuschließen und zu stabilisieren. Die obere Abschlusslage 16 dient ferner dazu, die Wabenstruktur 14 mit der Außenhaut 12 fest zu verbinden.
Die Herstellung eines Dachmoduls mit Hohlraumträgerstruktur mittels des LFI-Verfahrens ist in der älteren deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102 12 370.5 beschrieben.
Beim am Fahrzeug montierten Dachmodul 10 weist die untere Abschlusslage 18 zum Fahrzeuginnenraum. An der zum Fahrzeuginnenraum weisenden Seite (Unterseite) des Dachmoduls 10 sollen Funktionselemente befestigt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um Haltegriffe für Passagiere, Innenraumleuchten, Sonnenblenden, den Fahrzeughimmel sowie einen Rahmen für ein Schiebedach handeln (im letzteren Fall ist das Dachmodul dann mit einem entsprechenden Dachausschnitt versehen). Zur Befestigung solcher Funktionselemente bzw. Anbauteile ist die untere Abschlusslage 18 mit entsprechenden Anbauabschnitten 20 versehen, die im gezeigten Beispiel domartig ausgebildet sind, paarweise auftreten und im Randbereich des Dachmoduls 10 angeordnet sind.
Die Anbauabschnitte 20 sind aus dem Material der unteren Abschlusslage 18 gebildet, indem im entsprechenden Bereich der Materialeintrag relativ zu den benachbarten Bereichen entsprechend erhöht wird, so dass sich die Anbauabschnitte 20 über das Niveau der flächigen unteren Abschlusslage 18 erheben und zum Fahrzeuginnenraum hin nach unten abstehen.
Die Anbauabschnitte 20 können dabei so ausgebildet sein, dass sie zur Verrastung mit einer entsprechenden Rastaufnahme des entsprechenden Anbauteils dienen. Jedoch können die Anbauabschnitte 20 auch mit einer entsprechend geformten Ausnehmung versehen sein, in welche dann ein an dem jeweiligen Anbauteil ausgebildetes Rastelement einrasten kann.
Grundsätzlich können, falls erforderlich, die Anbauabschnitte 20 nach dem Herstellungsvorgang bearbeitet werden, indem sie beispielsweise mit Bohungen versehen werden, um entsprechende Anbauteile anzubringen.
Alternativ oder zusätzlich könnten in die Anbauabschnitte 20 jedoch auch Einlegeelemente eingeschäumt sein, beispielsweise ein Verstärkungsblech oder eine Gewindebuchse, um eine kostengünstige Befestigung von Anbauteilen zu erzielen.
Bei der Ausführungsform gemäß 1 und 2 ist die Trägerstruktur 14 auch im Bereich der Anbauabschnitte 20 durchgängig ausgebildet, so dass die Anbauabschnitte 20 auf der Wabenstruktur bzw. unterhalb der Wabenstruktur liegen. Dabei besteht konstruktionsbedingt jedoch die Gefahr, dass sich die untere Abschlusslage 18 zusammen mit den Anbauabschnitten 20 von der Wabenstruktur 14 löst, wenn die Anbauabschnitte 20 starken von der Wabenstruktur 14 weg wirkenden Kräften ausgesetzt sind.
Diese Gefahr ist bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß 3 und 4 ausgeschlossen. Dabei ist im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 1 und 2 die Wabenstruktur 14 im Bereich der Anbauabschnitte 20 jeweils mit einer Ausnehmung bzw. vollständigen Durchbrechung 22 versehen, die vollständig mit dem Material der Abschlusslagen 18 bzw. 16 gefüllt ist, so dass im Bereich der Durchbrechung 22 die beiden Abschlusslagen 16 und 18 miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ergibt sich in dem Bereich der Anbauabschnitte 20 ein Vollquerschnitt mit dem Polyurethan/Glasfasermaterial der Abschlusslagen 16 und 18, in welchen sehr hohe Kräfte eingeleitet werden können.
Die Ausnehmungen bzw. Durchbrechungen 22 in der Wabenstruktur 14 können beispielsweise hergestellt werden, indem die Wabenstruktur entsprechend ausgeschnitten wird.
Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Dachmoduls 10 wird zunächst die entsprechend vorgeformte Außenhaut 12 in ein Werkzeug eingelegt. Anschließend wird mittels des LFI-Verfahrens die obere Abschlusslage 16 mittels Druckluft eingeblasen.
Diese Schicht besteht aus mit Polyurethan benetzten Glasfasern, die vorzugsweise eine Länge von 10 bis 100 mm haben, wobei das Polyurethan dazu dient, die Fasern untereinander zu verbinden. Anschließend wird die Wabenstruktur 14 auf die Abschlusslage 16 aufgelegt, und dann wird die untere Abschlusslage 18 wiederum mittels des LFI-Verfahrens mit Druckluft aufgeblasen. Im Bereich der Anbauabschnitte 20 sowie gegebenenfalls im Bereich der Ausnehmungen 22 erfolgt dabei ein entsprechend erhöhter Materialeintrag. Schlideßlich wird das Werkzeug geschlossen und die Außenhaut 12 mit der Trägerstruktur 14 hinterpresst. Das Werkzeug ist dabei so geformt, dass sich die Anbauabschnitte 20 entsprechend ausbilden.
Abweichend oder zusätzlich zu den gezeigten Ausführungsformen ist es auch möglich, Anbauabschnitte nicht nur auf der zum Fahrzeuginnenraum hinweisenden Seite des Dachmoduls, sondern auch auf dessen Außenseite, d.h. im Bereich der oberen Abschlusslage 16 bzw. der dann entsprechen geformten Außenhaut 12, in entsprechender Weise, d.h. durch erhöhten Materialeintrag der oberen Abschlusslage 16 in diesen Bereichen vorzusehen, um beispielsweise einen Dachaufbau zu befestigen.

10: Dachmodul
12: Außenhaut
14: Wabenförmige Hohlraum-Trägerstruktur
16: obere Abschlusslage
18: untere Abschlusslage
20: Anbauabschnitte
22: Ausnehmung

Claims

Dachmodul für ein Fahrzeug, mit einer Außenhaut (12), die mit einer flächigen Hohlraum-Trägerstruktur (14) hinterpresst ist, wobei die Trägerstruktur auf mindestens einer Seite mit einer flächigen Abschlusslage (1b, 18) versehen ist, die Fasern und Kunststoffmaterial aufweist, welches die Fasern untereinander und mit der Trägerstruktur verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusslage (18) einen zur Befestigung eines Anbauteils dienenden Anbauabschnitt (20) aufweist, welcher vom Material der Abschlusslage gebildet ist und sich auf der von der Trägerstruktur (14) abgewandten Seite der Abschlusslage über das Niveau der Abschlusslage erhebt.
Dachmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Trägerstruktur (14) auf beiden Seiten mit einer flächigen Abschlusslage (16, 18) versehen ist.
Dachmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbauabschnitt (20) von derjenigen Abschlusslage (18) gebildet wird, die auf der von der Außenhaut (12) abgewandten Seite der Trägerstruktur (14) angeordnet ist.
Dachmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbauabschnitt (20) domartig ausgebildet ist.
Dachmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (14) im Bereich des Anbauabschnitts (20) mit einer Ausnehmung (22) versehen ist, die sich über mindestens einen Teil der Dicke der Trägerstruktur erstreckt und mit dem Material der Abschlusslage (18) gefüllt ist.
Dachmodul nach Anspruch 5, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (22) als vollständige Durchbrechung der Trägerstruktur ausgebildet ist, wobei die beiden Abschlusslagen (16, 18) über die Durchbrechung miteinander als Vollmaterial verbunden sind.
Dachmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Anbauabschnitt (20) ein Einlegeelement eingeschäumt ist.
Dachmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Einlegeelement um ein Verstärkungselement oder ein Befestigungselement handelt.
Dachmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Einlegeelement um ein Verstärkungsblech oder um eine Gewindebuchse handelt.
Dachmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (14) als Wabenstruktur ausgebildet.
Dachmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kunststoff um Polyurethan handelt.
Dachmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Fasern um Glasfasern handelt.
Dachmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern eine Länge von 10 bis 100 mm haben.
Dachmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Anbauabschnitt (20) aufweisende Abschlusslage (18) mittels des longfiber-injection-Verfahrens hergestellt ist.
Dachmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Anbauteil um eine Innraumleuchte, einen Haltegriff, eine Antenne, einen Innenhimmel oder einen Schiebedachrahmen handelt.
Dachmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kernmaterial der Wabenstruktur (14) um Aluminium, Papier oder Kunststoff handelt.
Dachmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Anbauabschnitte (22) ausgebildet sind.
Verfahren zum Herstellen eines Dachmoduls (10) für ein Fahrzeug, wobei eine Außenhaut (12) in einem Werkzeug mit einer flächigen Hohlraum-Trägerstruktur (14) hinterpresst wird und die Trägerstruktur auf mindestens einer Seite mit einer flächigen Abschlusslage (16, 18) versehen wird, die Fasern und Kunststoffmaterial aufweist, welches die Fasern untereinander und mit der Trägerstruktur verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlusslage (18) mit einem zur Befestigung eines Anbauteils dienenden Anbauabschnitt (20), welcher vom Material der Abschlusslage gebildet wird und sich auf der von der Trägerstruktur (14) abgewandten Seite der Abschlusslage über das Niveau der Abschlusslage erhebt, _versehen wird, indem der Materialeintrag der Abschlusslage im Bereich des Anbauabschnitts relativ zum den diesen Bereich umgebenden Bereichen erhöht wird.