DE10241186A1

DE10241186A1 - Vehicle roof module comprises outer skin pressed on to honeycomb-structured support which has flat connecting layers on outside, lower layer being raised to form studs for attaching to other components

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

Vehicle roof module comprises an outer skin (12) which is pressed on to honeycomb-structured support (14). This has flat connecting layers (16, 18) on the outside which are made from fiber-reinforced polymer. The lower layer is raised to form studs (20) for attaching to other components.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dachmodul für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren.The present invention relates to a roof module for a vehicle according to the preamble of claim 1 and a corresponding manufacturing method.

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.A generic roof module is for example from the DE 100 33 223 A1 known, wherein the support structure is formed by a honeycomb structure, which is provided on both sides with an end layer, which is each formed by a glass fiber mat impregnated with polyurethane.

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.From the DE 29 34 430 C2 a front hood for a motor vehicle is known, which consists of a support structure formed by a honeycomb structure, which is provided on both sides with an end layer made of fiber-reinforced plastic. The underside of the front hood is provided with a reinforcing part which is formed by a sheet-metal profile part which is fastened to the underside of the honeycomb structure by foaming the cavity formed between the honeycomb structure and the sheet-metal profile part with phenolic resin which penetrates the honeycomb structure. The lower end layer is interrupted in the area of the sheet metal profile part or the phenolic resin foam.

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.From the EP 1 088 746 A2 a roof module for a vehicle roof is known in which a rigid roof skin is back-foamed with an inner shell made of polyurethane. The roof module is provided with an opening for a sliding roof. On the underside of the inner shell, downwardly extending projections are formed, which are used to fasten the sunroof frame, this being possible by means of a snap connection or a screw connection. In the latter case, a threaded bushing is foamed into the projections.

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.From the FR 2 632 595 a roof module is known which has a support structure made of foam plastic, which is provided on both sides with an end layer. On the two long sides, the top of the roof module is provided with an upwardly projecting longitudinal web, which together act as a roof rack and are provided with fastening rings. The webs are formed from the foam plastic mass of the support structure, into which a corresponding molded part is foamed in this area.

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.In the older German patent application with Document number 101 57 636.6 describes a roof module, which a steel outer skin as well as the steel outer skin load-bearing structure comprises, wherein the support structure than impregnated with plastic Honeycomb structure is formed. For attaching a roof structure are fasteners embedded in the honeycomb structure upper section through an opening in the outer skin Outside extends.

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.If with a roof module with a Cavity support structure Inserts are used to attach an attachment, on the one hand, this results in a cost-intensive manufacturing process and on the other hand, there is a risk that the inserts may become on the outer skin optically sign off.

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.It is an object of the present invention Roof module for to create a vehicle that has a low basis weight and for attachment of attachments, but optical markings should be avoided and the bonding process should be designed inexpensively should. A corresponding manufacturing process is also to be created become.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Dachmodul gemäß Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 18.According to the invention, this object is achieved by a roof module according to claim 1 and a manufacturing method according to claim 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.With this solution it is advantageous that in that from the material of the final layer of the support structure at least one attachment section is formed on the final layer, inserts can be dispensed with, which are in the support structure intervention. That way you can the price for such inserts as well as those from the handling of such inserts resulting manufacturing costs can be avoided, furthermore the risk of optical caused by such inserts Signatures can be excluded.

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 Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is explained below the attached Exemplary drawings closer explained. Show:

1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dachmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform von unten; 1 a schematic view of a roof module according to the invention according to a first embodiment from below;

2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von 1; und 2 a section along the line II-II of 1 ; and

3 und 4 Ansichten entsprechend 1 bzw. 2, wobei jedoch eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist. 3 and 4 Views accordingly 1 respectively. 2 , however, a second embodiment of the invention is shown.

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.According to 1 and 2 is a roof module 10 from an outer skin 12 and a cavity support structure 14 built up on both sides with a final layer 16 or 18 is provided.

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.The roof module 10 is preassembled as a complete unit and can be provided on the inside with a headlining and with functional elements for the vehicle interior, such as lights, grab handles, sun visors etc. The roof module 10 is intended to be used as a com complete unit to be inserted from above into a body opening and glued in with an adhesive bead.

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.With the outer skin 12 it can be a metal sheet, for example a coil-coated steel sheet or aluminum sheet, or a plastic film. With the cavity support structure 14 it is preferably a honeycomb structure, for example made of paper, aluminum or plastic. The final locations 16 and 18 are designed as glass fiber reinforced polyurethane systems manufactured using the long fiber injection process (LFI process) and serve the honeycomb structure 14 complete up and down and stabilize. The top final layer 16 also serves the honeycomb structure 14 with the outer skin 12 to connect firmly.

Die Herstellung eines Dachmoduls mit Hohlraumträgerstruktur mittels des LFI-Verfahrens ist in der älteren deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102 12 370.5 beschrieben.The manufacture of a roof module with cavity support structure by means of the LFI procedure is in the older German patent application with the file number 102 12 370.5.

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.With the roof module mounted on the vehicle 10 shows the lower end layer 18 to the vehicle interior. On the side of the roof module facing the vehicle interior (underside) 10 functional elements are to be attached. For example, handles for passengers, interior lights, sun visors, the vehicle roof and a frame for a sunroof (in the latter case, the roof module is then provided with a corresponding roof cutout). The lower end position is used to fasten such functional elements or attachments 18 with corresponding mounting sections 20 provided, which are dome-shaped in the example shown, occur in pairs and in the edge region of the roof module 10 are arranged.

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.The growing sections 20 are made of the material of the lower end layer 18 formed by increasing the material input relative to the adjacent areas in the corresponding area, so that the attachment sections 20 about the level of the flat lower final layer 18 raise and stand down towards the vehicle interior.

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.The growing sections 20 can be designed so that they are used for locking with a corresponding locking receptacle of the corresponding attachment. However, the growing sections 20 also be provided with a correspondingly shaped recess into which a latching element formed on the respective add-on part can then snap.

Grundsätzlich können, falls erforderlich, die Anbauabschnitte 20 nach dem Herstellungsvorgang bearbeitet werden, indem sie beispielsweise mit Bohungen versehen werden, um entsprechende Anbauteile anzubringen.Basically, if necessary, the mounting sections 20 can be processed after the manufacturing process, for example by providing them with bores in order to attach appropriate attachments.

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.Alternatively or additionally, could be in the mounting sections 20 however, insert elements may also be foamed in, for example a reinforcing plate or a threaded bushing, in order to achieve inexpensive attachment of attachments.

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.In the embodiment according to 1 and 2 is the support structure 14 also in the area of the cultivation sections 20 consistently designed so that the mounting sections 20 lie on the honeycomb structure or below the honeycomb structure. Due to the design, however, there is a risk that the lower end layer 18 together with the growing sections 20 from the honeycomb structure 14 triggers when the attachment sections 20 strong honeycomb structure 14 away forces are exposed.

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.This danger is in accordance with the modified embodiment 3 and 4 locked out. In contrast to the embodiment according to 1 and 2 the honeycomb structure 14 in the area of the cultivation sections 20 each with a recess or complete opening 22 provided that completely with the material of the final layers 18 or 16 is filled, so that in the area of the opening 22 the two final layers 16 and 18 are interconnected. This results in the area of the attachment sections 20 a full cross section with the polyurethane / glass fiber material of the end layers 16 and 18 in which very high forces can be introduced.

Die Ausnehmungen bzw. Durchbrechungen 22 in der Wabenstruktur 14 können beispielsweise hergestellt werden, indem die Wabenstruktur entsprechend ausgeschnitten wird.The recesses or openings 22 in the honeycomb structure 14 can be produced, for example, by cutting out the honeycomb structure accordingly.

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.In the manufacture of a roof module according to the invention 10 first the correspondingly preformed outer skin 12 placed in a tool. Then the upper final layer is created using the LFI process 16 blown in with compressed air.

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.This layer consists of glass fibers wetted with polyurethane, which preferably have a length of 10 to 100 mm, the polyurethane serving to connect the fibers to one another. Then the honeycomb structure 14 to the final position 16 hung up, and then the bottom final layer 18 again inflated with compressed air using the LFI process. In the area of the cultivation sections 20 and possibly in the area of the recesses 22 there is a correspondingly increased material input. Finally the tool is closed and the outer skin 12 with the support structure 14 back-pressed. The tool is shaped so that the mounting sections 20 train accordingly.

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.Deviating from or in addition to the embodiments shown, it is also possible to add mounting sections not only on the side of the roof module facing the vehicle interior, but also on the outside thereof, ie in the region of the upper end position 16 or the outer skin then shaped 12 , in a corresponding manner, ie by increased material input from the upper Ab circuit location 16 to be provided in these areas, for example to attach a roof structure.

1010: Dachmodulroof module
1212: Außenhautshell
1414: Wabenförmige Hohlraum-TrägerstrukturHoneycomb cavity support structure
1616: obere Abschlusslageupper Statements Management
1818: untere Abschlusslagelower Statements Management
2020: Anbauabschnittegrowing sections
2222: Ausnehmungrecess

Claims

Roof module for a vehicle, with an outer skin ( 12 ) with a flat cavity support structure ( 14 ) is pressed, with the support structure on at least one side with a flat end layer ( 1b . 18 ) is provided, which has fibers and plastic material which connects the fibers to one another and to the support structure, characterized in that the final layer ( 18 ) an attachment section used to attach an attachment ( 20 ), which is formed from the material of the end layer and is based on that of the support structure ( 14 ) facing away from the final position above the level of the final position.

Roof module according to claim 1, characterized in that the support structure ( 14 ) on both sides with a flat top layer ( 16 . 18 ) is provided.

Roof module according to claim 2, characterized in that the attachment section ( 20 ) from the final position ( 18 ) formed on the outer skin ( 12 ) opposite side of the support structure ( 14 ) is arranged.

Roof module according to one of the preceding claims, characterized in that the attachment section ( 20 ) is dome-shaped.

Roof module according to one of the preceding claims, characterized in that the support structure ( 14 ) in the area of the cultivation section ( 20 ) with a recess ( 22 ) is provided, which extends over at least part of the thickness of the support structure and with the material of the end layer ( 18 ) is filled.

Roof module according to claim 5, if related to claim 2, characterized in that the recess ( 22 ) is designed as a complete opening in the support structure, the two end layers ( 16 . 18 ) are connected to each other as solid material via the opening.

Roof module according to one of the preceding claims, characterized in that in the attachment section ( 20 ) an insert element is foamed.

Roof module according to claim 7, characterized in that the insert element is a reinforcing element or a fastening element is.

Roof module according to claim 8, characterized in that the insert element is a reinforcement plate or a threaded bush is.

Roof module according to one of the preceding claims, characterized in that the support structure ( 14 ) designed as a honeycomb structure.

Roof module according to one of the preceding claims, characterized characterized that the plastic is polyurethane.

Roof module according to one of the preceding claims, characterized characterized that the fibers are glass fibers.

Roof module according to claim 12, characterized in that the glass fibers have a length from 10 to 100 mm.

Roof module according to one of the preceding claims, characterized in that the mounting section ( 20 ) final situation ( 18 ) is produced by means of the long fiber injection process.

Roof module according to one of the preceding claims, characterized characterized that the attachment is an interior light, a handle, an antenna, an inner liner or a sunroof frame is.

Roof module according to claim 10, characterized in that the core material of the honeycomb structure ( 14 ) is aluminum, paper or plastic.

Roof module according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of attachment sections ( 22 ) are trained.

Method of making a roof module ( 10 ) for a vehicle, an outer skin ( 12 ) in a tool with a flat cavity support structure ( 14 ) is pressed and the support structure on at least one side with a flat end layer ( 16 . 18 ) is provided, which has fibers and plastic material which connects the fibers to one another and to the support structure det, characterized in that the final position ( 18 ) with an attachment section for attaching an attachment ( 20 ), which is formed by the material of the final layer and is based on that of the support structure ( 14 Side of the final layer) facing away from rising above the level of the final layer, _ve rsehen is by the entry material of the final layer in the area of the attachment portion for the this area is increased relative to surrounding regions.