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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugdachmodul gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Fahrzeugdachmoduls.
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Bei
herkömmlichen
Fahrzeugkarosserien ist das Fahrzeugdach, das eine Dachöffnung mit
einem öffnungsfähigen oder
festen, in der Regel transparenten, Deckel aufweisen kann, ein fest
in die Karosserie integrierter Bestandteil. Es sind aber auch Fahrzeugdächer bekannt,
die als Module getrennt von der Fahrzeugkarosserie hergestellt und
dann mit ihren Außenrändern auf
einen entsprechenden Karosserierahmen aufgelegt und mit diesem durch
Kleben oder Schrauben fest verbunden werden.
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Ein
solches Fahrzeugdachmodul mit einer Dachöffnung, der durch einen verlagerbaren
Deckel verschlossen werden kann, ist in der
DE 197 09 016 offenbart. Neben verschiedenen
Vorteilen weisen solche Schiebedacheinheiten aber auch einige Nachteile
auf. Die Montage von Schiebedeckel, Antriebselementen und Schiebedachrahmen
führt zu
einem erheblichen zusätzlichen
Fertigungs- und Montageaufwand. Ferner erhöht eine Schiebedacheinheit das
Gewicht eines Fahrzeugdachmoduls und reduziert durch die unvermeidbare
beträchtliche
Bauhöhe die
Kopffreiheit der Fahrzeuginsassen. Deshalb kommen trotz des besonderen
Komforts, den eine Schiebedacheinheit bietet, in vielen Fällen Dachöffnungen zum
Einsatz, die mit einer Dachplatte, meist einer transparenten Platte,
fest verschlossen sind.
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Ein
Fahrzeugdachmodul mit einer komplett durchsichtigen, fest verschlossenen
Dachhaut ist in der
DE 100 39
522 offenbart. Bei diesem Fahrzeugdachmodul ist eine geschäumte Innenschale
rahmenartig nur im Randbereich einer transparenten Platte ausgeformt,
wodurch sich eine Durchsichtsfläche
ergibt, die sich fast über
das gesamte Fahrzeugdachmodul erstreckt. Da bei einem solchen Fahrzeugdachmodul
die Dachhaut komplett durch die transparente Platte ausgebildet
ist, sind zusätzliche Dachhautflächen aus
einem anderen, nichttransparenten Material nicht vorgesehen. Alternativ
zu solch einer Panoramascheibe sind auch Lösungen bekannt, bei denen z.B.
wegen der starken Sonneneinstrahlung, hohen Kosten, erhöhtem Gewicht
usw. von komplett verglasten Fahrzeugdachmodulen nur Teilbereiche
transparent gestaltet sind.
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Ein
solches gattungsgemäßes Fahrzeugdachmodul
zur Befestigung auf einem Fahrzeugkarosserierahmen, mit einer festen
Dachhaut, die mit einer Innenschale verbunden ist und eine Dachöffnung aufweist,
die von einer transparenten Platte fest verschlossen ist, ist aus
der
DE 101 63 709 bekannt. Hierbei
ist die transparente Platte in einem Plattenrandbereich an der Innenschale
des Dachmoduls befestigt, wobei die Befestigung mittels Anschäumen oder
Ankleben erfolgen kann. Um eine bessere Haftung an der transparenten
Platte zu erzielen, ist im Plattenrandbereich eine beispielsweise
durch einen Siebdruckprozess aufgebrachte Fritte vorgesehen. Die
Innenschale des Fahrzeugdachmoduls ist von der Dachhaut größtenteils
bedeckt, jedoch weist das Fahrzeugdachmodul zwischen der Dachhaut
und der transparenten Platte einen Übergangsbereich auf, in welchem
das Material der Innenschale von der Fahrzeugaußenseite aus zu sehen ist.
Gemäß einer
Ausführungsform
der
DE 101 63 709 ist
dieser Übergangsbereich
durch eine zusätzliche
Dichtung verschlossen. Das Dachmodul selbst ist mittels einer Kleberaupe
mit dem Karosserierahmen verbunden.
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich in erster Linie auf ein Fahrzeugdachmodul,
welches eine transparente Dachöffnung
bietet und dennoch eine möglichst
geringe Bauhöhe
aufweist. Hierbei ist nicht die gesamte Fahrzeugdachmoduloberseite
verglast, um einerseits eine möglichst
große
Gestaltungsvielfalt zu gewährleisten
sowie um andererseits sowohl die Sonneneinstrahlung als auch die
Produktionskosten zu reduzieren. Neben Fahrzeugdächern, bei welchen die Dachöffnung des
Fahrzeugdachmoduls mittels einer transparenten Platte verschlossen
ist, um so eine Durchsichtsöffnung
zu schaffen, findet die vorliegende Erfindung auch Anwendung bei
Fahrzeugdächern,
bei welchen die Dachöffnung
mittels einer nicht-transparenten oder nur teilweise transparenten
Dachplatte verschlossen ist, und wobei diese Dachplatte als gestalterisches
Element des Fahrzeugdaches vorgesehen ist und eine spezielle Gestaltung,
Farbgebung, Oberflächentextur
oder dergleichen aufweist.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Fahrzeugdachmodul
zu schaffen, welches eine hohe Gesamtfestigkeit aufweist, eine einfache
Positionierung einer Dachplatte auf der Fahrzeugdachmodulschale
während
der Produktion realisiert und ferner eine möglichst harmonische Optik des
Fahrzeugdachmoduls gewährleistet.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines kostengünstigen Herstellungsverfahren
für ein
solches gattungsgemäßes Fahrzeugdachmodul.
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Die
Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
ein Fahrzeugdachmodul gemäß Anspruch
1 sowie durch ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 15 gelöst.
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Insbesondere
ist gemäß der Erfindung
ein Fahrzeugdachmodul mit einer festen Dachhaut, die mit einer Innenschale
verbunden ist und eine Dachöffnung
aufweist, die mit einer Dachplatte fest verschlossen ist, so gestaltet,
dass der Rand der festen Dachhaut zumindest in Teilbereichen seines
Umfangs mit einem Plattenrandbereich der Dachplatte überlappt
und sich der Dachhautrand dabei auf der Fahrzeuginnenseite der Dachplatte
befindet. Hierdurch wird eine höhere
Gesamtfestigkeit des Dachmoduls im Vergleich zu einer Lösung ohne Überlapp erzielt.
Es ist ferner vorteilhaft, dass sich durch den so entstehenden Überlapp
eine bessere und einfachere Möglichkeit
zur Vorpositionierung der Dachplatte während des Fertigungsprozesses
ergibt. Da die Dachhaut eines Fahrzeugdachmoduls üblicherweise
in der Fahrzeugfarbe lackiert ist und durch das Überlappen zwischen der Dachhaut
und einer transparenten Dachplatte die nichtlackierte Innenschale verdeckt
beleibt ergibt sich zudem ein verbessertes Erscheinungsbild. Ein
zusätzlicher
Vorteil einer erfindungsgemäßen Lösung ergibt
sich daraus, dass durch den beschriebenen Überlapp Fertigungstoleranzen
von Dachhaut und Dachplatte besser ausgeglichen werden können. Bei
der erfindungsgemäßen Lösung ist
eine Überlappung
des Dachhautrandes mit einem Plattenrandbereich der Dachplatte zumindest
in Teilbereichen des Umfangs der Dachöffnung gegeben. In diesen Bereichen
ist die Dimension der Dachplatte entsprechend größer als die Länge bzw. Breite
der Dachöffnung
in der Dachhaut des Fahrzeugdachmoduls und der überlappende Dachhautrand befindet
sich auf der Fahrzeuginnenseite der Dachplatte. Damit kann bei der
Herstellung des Fahrzeugdachmoduls die Dachplatte von der Fahrzeugaußenseite
auf der Dachhaut des Fahrzeugdachmoduls positioniert werden.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Insbesondere
kann die Innenschale eines erfindungsgemäßen Fahrzeugdachmoduls durch
einen Schäumprozess
ausgeschäumt
oder mittels Spritzgießen
oder Spritzpressen hergestellt sein.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
steht die Innenschale in Richtung zur Mitte der Dachöffnung über dem
Dachhautrand über.
Damit ist gewährleistet,
dass die Dachplatte in ihrem Plattenrandbereich direkt an die Innenschale
angeschäumt, angespritzt
oder angeklebt werden kann. Insbesondere wenn es sich bei der Dachplatte
um eine transparente Platte handelt, kann an der Fahrzeuginnenseite
der transparenten Platte im Plattenrandbereich eine Fritte vorgesehen
sein, mittels deren der Montagebereich der transparenten Platte
abgedeckt wird. Auch wenn der Plattenrandbereich nicht transparent ist,
kann eine Fritte vorgesehen werden, um die Haftung zwischen Dachplatte
und Innenschale zu verbessern. Eine derartige Fritte kann beispielsweise durch
Siebdruck oder mittels Lackierens aufgebracht werden.
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Um
eine hermetische Versiegelung zwischen der Dachplatte und der Dachhaut
zu erzielen, ist vorzugsweise zwischen dem Plattenrandbereich und der
Dachhaut bzw. dem Dachhautrand eine Dichtung oder eine Klebstoffraupe
angebracht. Damit wird verhindert, dass Umwelteinflüsse auf
die Innenschale des Fahrzeugdachmoduls einwirken können. Eine Klebstoffraupe
kann hierbei vorgesehen sein, um entweder die Dachplatte nur in
diesem Bereich zu befestigen, oder um eine Verbindung der Dachplatte
mit der Innenschale zusätzlich
zu unterstützen.
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Die
Dachhaut kann ferner so gestaltet sein, dass sie im Bereich der
Dachöffnung,
also im Bereich des Dachhautrandes, in die Innenschale eindringt.
In diesem Fall ist der Dachhautrand von der Innenschale umschäumt oder
umspritzt und somit vor jeglichen Einflüssen von außen geschützt. Ein eventuell auftretender Übergang
zwischen Dachhaut und Dachplatte kann hierbei durch eine Dichtung
abgedeckt sein, um die Innenschale hier abzudecken bzw. zu schützen.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der
Dachhautrand, der die Dachplatte umgibt, im Bereich der Dachöffnung abgesenkt,
sodass eine Stufe entsteht, deren Querschnitt in Richtung Fahrzeuginnenraum
eckig oder abgerundet (S-förmig)
ausgebildet sein kann. Die Höhe
der Stufe ist hierbei vorzugsweise so bemessen, dass die Stufe einen
Flansch bildet, in den die Dachplatte so eingebaut werden kann,
dass die Oberfläche
der Dachplatte bündig
zur restlichen Dachhaut des Fahrzeugdachmoduls ist. Durch dieses
bündige
Einpassen der Dachplatte ins Fahrzeugdachmodul entsteht eine sowohl
optisch ansprechende als auch aerodynamisch vorteilhafte Lösung.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines solchen Fahrzeugdachmoduls wird eine Dachhaut
im Bereich der Dachöffnung
geeignet beschnitten und eine Dachplatte relativ zur Dachöffnung positioniert.
Dabei ist besonders vorteilhaft, dass durch einen Überlappungsbereich
des Dachhautrandes mit den Randbereich der Dachplatte diese Positionierung
besonders einfach und exakt ist. Bei bevorzugten Ausführungsformen
kann die Dachplatte vor dem Ausschäumen bzw. vor dem Ausspritzen
der Innenschale auch direkt auf den Dachhautrand aufgelegt werden.
Wenn hierbei zur Abdichtung der Dachplatte gegenüber der Dachhaut noch eine Dichtung
oder eine Kleberaupe eingefügt
werden soll, so kann diese vor dem Auflegen der Dachplatte im Plattenrandbereich
oder auf den Dachhautrand angebracht werden. Durch dieses direkte
Auflegen der Dachplatte auf die Dachhaut entfallen zusätzliche Positionierwerkzeuge
und das Positionieren selbst kann dadurch besonders einfach und
zuverlässig
bewerkstelligt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens geschieht die Verbindung zwischen der Dachplatte
und der Innenschale des Fahrzeugdachmoduls durch das anschließende Anschäumen bzw.
Anspritzen an die Innenschale. Das bedeutet, dass während des
Ausformens der Innenschale gleichzeitig die Dachplatte an diese
angeschäumt
oder angespritzt wird. Somit kann bei einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens auf eine Klebung komplett verzichtet
werden, wodurch zusätzliche
Arbeitsschritte, Materialien, Werkzeuge und Einrichtungen entfallen können. Bei
alternativen Ausführungsformen
wird die Dachplatte zwar nicht direkt auf den Dachhautrand aufgelegt,
aber die Vorteile wie einfachere Positionierbarkeit der Platte,
Ausgleich von Fertigungstoleranzen usw. bleiben trotzdem erhalten.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft
näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugdachmoduls
mit einer fest verschlossenen Dachöffnung, wobei einer der Randbereiche
der Dachöffnung
gezeigt ist;
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2 eine
Ansicht wie in 1, wobei eine alternative Ausführungsform
der Erfindung dargestellt ist.
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1 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Fahrzeugdachmoduls
zur Befestigung auf einem Fahrzeugkarosserierahmen. Das Fahrzeugdachmodul
weist eine feste Dachhaut 12 mit einer Dachöffnung auf,
die von einer transparenten Platte 10 fest verschlossen
ist. Bei dieser Ausführungsform
ist die Dachhaut 12 mit einer Innenschale 14 hinterschäumt. Durch
die Hinterschäumung
wird nicht nur die Innenschale 14 ausgeformt, sondern gleichzeitig
die transparente Platte 10 an die Innenschale angeschäumt. Um
einerseits den Montagebereich der transparenten Platte 10 auf
der Innenschale 14 abzudecken und andererseits die Haftung
zwischen der transparenten Platte 10 und der Innenschale 14 zu
verbessern, ist die dem Fahrzeuginneren zugewandte Seite der transparenten
Platte in einem Plattenrandbereich 18, der an die Innenschale 14 angeschäumt ist,
mit einer Fritte 11 versehen, die durch ein geeignetes
Verfahren wie z.B. Siebdrucken oder Lackieren angebracht ist.
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Die
Dachhaut 12 und die Innenschale 14 weisen im Bereich
eines Dachhautrandes 19 zwei Biegungen auf, die so ausgeführt sind,
dass ein Flansch 17 entsteht. Der Flansch 17 ist
eine Fläche im
Bereich des Dachhautrandes 19, die im wesentlichen parallel
zur restlichen Dachhaut 12 des Fahrzeugdachmoduls verläuft, aber
zum Fahrzeuginneren hin versetzt ist. Der Verlauf der Dachhaut 12 bzw. der
Innenschale 14 ist somit am Rand der Dachöffnung mit
einer Stufe zum Fahrzeuginneren hin ausgebildet, wobei die Stufenform
abgerundet sein kann, wie in der 1 gezeigt,
oder auch eckig ausgeführt sein
kann. In diesem Flansch 17 ist die transparente Platte 10 so
eingefügt,
dass die Oberfläche
der transparenten Platte im Wesentlichen bündig mit der Fläche der
Dachhaut außerhalb
des Dachhautrandes ist.
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Zur
Abdichtung des Plattenrandbereichs 18 gegen den Dachhautrand 19 ist
zwischen diesen beiden Elementen eine Dichtung 16 eingefügt, die
sich im gezeigten Fall entlang des gesamten Überlappungsbereiches beider
Elemente ausdehnt. Die Dichtung 16 kann aber auch schmäler als
dieser Überlappungsbereich
sein oder sie kann in einer alternativen Ausführungsform auch durch eine
Kleberaupe ersetzt werden. Eine solche Kleberaupe führt zu einer
weiteren Versteifung der gesamten Fahrzeugdachmoduleinheit, da mit
ihr eine kraftschlüssige
Verbindung zwischen der transparenten Platte mit den restlichen
Fahrzeugdachmodul nicht nur über
die Anschäumung
mit der Innenschale 14, sondern auch mit der Dachhaut 12 gegeben
ist. Als Materialien für die
transparente Platte 10 können Glasscheiben aus Einscheibensicherheitsglas
(ESG), Verbundglas oder andere Gläser oder auch Kunststoffscheiben wie
z.B. Polycarbonat-Scheiben
eingesetzt werden. Die Innenschale 14 kann beispielsweise
durch einen Hinterschäumvorgang
mit LFI (Long Fiber Injection) oder eine ähnlichen Technologie wie z.B.
Spritzguss, Spritzpressen hergestellt werden. Beispielsweise kann
es sich um Wabenstruktur aus Papier, Metall oder Kunststoff handeln
kann, die beidseitig von einer Deckschicht, z.B. einer mit Polyurethan
getränkten
Glasfasermatte, stabilisiert wird. Eine solche Struktur wird, wenn
die Wabenstruktur aus Papier besteht, auch als PHC (paper honey-comb)
bezeichnet. Bei den hier vorgeschlagenen Dachmodulen kann hierbei
die Dachhaut die äußere Deckschicht
bilden.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
besteht die Dachhaut 12 aus einer Kunststoffolie, die beispielsweise
durch Tiefziehen und Beschneiden in die entsprechende Form gebracht
wird.
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In 2 ist
eine alternative, erfindungsgemäße Ausführungsform
eines Fahrzeugdachmoduls abgebildet. Auch bei dieser Variante ist
eine Dachhaut 22 mit einer Innenschale 24 hinterschäumt, allerdings
dringt im Bereich eines Dachhautrandes 29 die Dachhaut 22 in
die Innenschale 24 ein, ist hier also von der Innenschale
umschäumt.
Damit liegt eine transparente Platte 20, welche die im
Querschnitt gezeigte Dachöffnung
des Fahrzeugdachmoduls fest verschließt, in einem Plattenrandbereich 28 nicht
mehr wie bei der Ausführungsform
der 1 direkt auf dem Dachhautrand 29 auf,
sondern ist nur mit der Innenschale 24 verbunden.
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Auch
hier ist die Verbindung vorzugsweise durch das Anschäumen der
Innenschale 24 bei deren Ausformung direkt an die transparente
Platte 20 realisiert. Am Plattenrandbereich 28 auf der
Fahrzeuginnenseite der transparenten Platte 20 kann wiederum eine
Fritte 21 angebracht sein. Der Dachhautrand 29 ist
zusammen mit der Innenschale 24 unter dem Plattenrandbereich
28 zum Fahrzeuginneren hin abgesenkt, wodurch die Oberfläche der
transparenten Platte 20 bündig mit der Dachhaut 22 ist.
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Da
bei dieser Ausführungsform
zwischen dem Plattenrandbereich 28 und dem Dachhautrand 29 ein
Spalt bestehen bleibt, der beim Ausformen der Innenschale 24 ausgeschäumt bzw.
ausgespritzt wird, ist dieser Übergang
in der Ausführungsform
der 2 mit einer Dichtung 26 abgedeckt. Damit
kann einerseits ein Schutz der Innenschale 24 gegenüber Umwelteinflüssen erzielt
werden und andererseits auch die Optik des Fahrzeugdachmoduls verbessert werden.
Hierbei wird vor dem Ausschäumen
der Innenschale 24 in einem Werkzeug zur Herstellung des Fahrzeugdachmoduls
eine geeignete Dichtung derart eingebracht, dass sie aufgrund ihrer
Eigenspannung in den Spalt zwischen Dachhautrand 29 und Plattenrandbereich 28 hineinpresst.
Dadurch ergibt sich in der Innenschale 24 eine leichte
Nut, welche sich aber aufgrund der geringen Dimensionierung nicht
ungünstig
auswirkt. Auch bei dieser Ausführungsform
ist durch den Überlapp
von Dachhautrand 29 mit Plattenrandbereich 28 die
Festigkeit des Fahrzeugdachmoduls verbessert und durch einfachere Positionierung
dieser Elemente relativ zueinander die Produktion vereinfacht.
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Obschon
die Erfindung in den Figuren an Hand eines Fahrzeugdaches erläutert wurde,
bei welchem die Dachöffnung
des Fahrzeugdachmoduls mittels einer transparenten Platte verschlossen
ist, lässt
sich, wie eingangs erwähnt,
die vorliegende Erfindung in gleicher Wiese auch auf Fahrzeugdächer anwenden,
bei welchen die Dachöffnung
mittels einer nicht-transparenten oder nur teilweise transparenten Dachplatte
verschlossen ist. Die Dachplatte kann hierbei als gestalterisches
Element des Fahrzeugdaches vorgesehen sein und zu diesem Zweck und
eine spezielle Gestaltung, Farbgebung, Oberflächenstruktur oder dergleichen
aufweisen. Beispielsweise kann die Dachplatte eine von der festen
Dachhaut des Dachmoduls verschiedenfarbige Kunststofffolie mit oder
ohne Hinterfütterung
aufweisen und/oder mit einer speziellen Textur versehen sein.
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- 10,
20
- Dachplatte
- 11,
21
- Fritte
- 12,
22
- Dachhaut
- 14,
24
- Innenschale
- 16,
26
- Dichtung
- 17,
27
- Flansch
- 18,
28
- Plattenrandbereich
- 19,
29
- Dachhautrand