DE19949643A1 - Verfahren zur Herstellung einer Dachversteifung für Fahrzeuge und Dachversteifung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Dachversteifung für Fahrzeuge und eine nach diesem Verfahren hergestellte Dachversteifung. DOLLAR A Die Dachversteifung, die von innen an die Dachhaut des Fahrzeugs anbringbar ist, besteht aus einer Schaumschicht und einer äußeren Deckschicht. Hierzu wird ein geschäumtes Bandmaterial, das etwa die doppelte Dicke der gewünschten Dachversteifung hat, hergestellt, wobei beim Schäumvorgang dem Bandmaterial beidseitig eine Deckschicht aufgelegt wird. Daraufhin wird das geschäumte Bandmaterial durch mittiges Spalten in zwei einseitig mit einer Deckschicht versehene Platten konstanter Dicke und ohne Kontur geschnitten. Die endgültige Formgebung erhält der Verbund durch Verklebung der unbeschichteten Seite der Platte mit der Dachhaut.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Dachversteifung für Fahrzeuge und eine nach diesem Verfahren hergestellte Dachversteifung.

Aus der EP 0 825 066 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung ei­ ner Dachversteifung für Fahrzeuge und eine nach dem Verfahren hergestellte Dachversteifung bekannt, bei der zunächst ein planes mehrschichtiges Halbzeug aus einer mittleren Hart­ schaumschicht und zwei äußeren Kraftlinern hergestellt, die­ ses anschließend mittig gespalten und eines der beiden Teile des gespaltenen Halbzeugs dann auf der freiliegenden Seite der Hartschaumschicht mit einem einzelnen Kraftliner über ei­ ne Klebeschicht verbunden wird. Ehe jedoch die Klebeschicht abbindet, wird das durch den Kraftliner ergänzte Material in einem der Wölbung und Kontur der Dachhaut entsprechenden Formwerkzeug auf die endgültige Form umgeformt und in dieser Form der Klebstoff ausgehärtet. Das Umformen des mehrschich­ tigen Materials wird dadurch möglich, daß das gespaltene Ma­ terial nur auf einer Seite einen fest mit der Schaumschicht verbundenen Kraftliner besitzt, so daß eine wesentlich gerin­ gere Steifigkeit vorliegt, als bei einer beidseitig mit Kraftlinern fest verbundenen Schaumschicht. Die Steifigkeit des im Formwerkzeug in die Kontur der Dachwölbung umgeformten Materials tritt erst dann ein, wenn auch die Klebeschicht des zusätzlichen Kraftliners unter Wärmeeinwirkung abgebunden hat.

Da beim bekannten Material bereits vor dem Umformvorgang eine Seite der Hartschaumschicht fest mit einem Kraftliner verbun­ den ist, ergibt sich beim Umformvorgang ein unsymmetrisches Dehnungs- und Stauchverhalten des Schaummaterials. Diese Ei­ genschaft beinhaltet unter Umständen die Gefahr eines nach­ träglichen Verzugs des Bauteils. Ferner besitzt die aus Hart­ schaum bestehende Schaumschicht beim bekannten Material ein relativ hohes Flächengewicht, was durch den Herstellungspro­ zeß auf einer Bandschäumanlage begründet ist.

Aus der DE 196 32 054 ist ein Verfahren zur Innenmontage ei­ ner Dachversteifung an der Dachhaut eines Fahrzeugs durch Verkleben der Dachversteifung mit der Dachhaut bekannt. Die Dachversteifung wird im äußeren Bereich ihrer Montagefläche mit einem ringsum verlaufenden, geschlossenen Klebstoffband und der innerhalb dieses Klebstoffbandes liegende mittlere Bereich mit wenigstens einem mehrfach unterbrochenen Kleb­ stoffband versehen. Die Dachversteifung wird so weit gegen die Dachhaut gedrückt, bis das ringsum verlaufende, geschlossene Klebstoffband vollständig an der Dachhaut anliegt und abdich­ tet. Durch wenigstens ein innerhalb des vom geschlossenen Klebstoffband umgebenen Bereichs angeordnetes Loch wird ein Unterdruck zwischen der Dachversteifung und der Dachhaut er­ zeugt und aufrechterhalten, bis die Dachversteifung an der Dachhaut anliegt und der Klebstoff angezogen hat.

In der DE 40 35 822 wird ein Innenausstattungsteil für Fahr­ zeuge beschrieben, das aus einer formbildenden Schaumschicht, einer Polsterschicht, sowie einer Oberflächenschicht aus ei­ ner Kunststoffolie besteht. Die Polsterschicht wird entweder durch ein Textilvlies oder eine Beflockungsschicht gebildet. Außerdem sind in der DE 40 35 822 verschiedene Herstellver­ fahren für das Innenaustattungsteil für Fahrzeuge beschrie­ ben. Unter anderem werden die Flocken auf die noch zähflüssi­ ge, durch Rotationssintern erzeugte Kunststoffolie aufge­ bracht.

Aus der EP 0 364 102 ist ein Dachhimmel für Fahrzeuge, beste­ hend aus einer Trägerschicht aus Wellfaserpappe, aus einer verhältnismäßig harten bis mittelharten Schaumstoffschicht und einem dreischichtigen Laminat bekannt.

Das Laminat setzt sich aus einer undurchlässigen Trägerfolie, aus einer offenzelligen weichelastischen Schaumstoffschicht und aus einer Oberflächenschicht aus Textilstoff zusammen.

Zur Herstellung des Dachhimmels wird die Trägerschicht aus Wellfaserpappe in eine Negativform eines Ausformwerkzeugs ge­ legt. Daraufhin wird eine schaumstoffbildende Chemikalie auf die Trägerschicht aufgetragen und mit dem dreischichtigen La­ minat bedeckt. Beim Ausformen kommt es zum Verschäumen der schaumstoffbildenden Chemikalie, so daß der dabei entstehende Schaumstoff eine Schicht zwischen der Trägerschicht und der Trägerfolie des dreischichtigen Laminats darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Her­ stellung einer Dachversteifung für Fahrzeuge sowie die nach diesen Verfahren hergestellten Dachversteifungen selbst da­ hingehend zu verbessern, daß eine weitere Gewichtsreduzierung und eine größere Formbeständigkeit erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer Dachversteifung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebe­ nen Merkmale gelöst und bei einer nach diesem Verfahren her­ gestellten Dachversteifung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 2 angegebenen Merk­ male gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein ge­ schäumtes Bandmaterial hergestellt, das etwa die doppelte Dicke der gewünschten Dachversteifung besitzt. Beim Schäum­ vorgang wird das Material beidseitig mit einer Deckschicht belegt.

Die Deckschichten weisen selbst oder über eine innere, zum geschäumten Bandmaterial weisende Beschichtung eine Affinität zu dem geschäumten Handmaterial oder einem dem geschäumten Bandmaterial zusetzbaren Härte- und Klebemittel auf. Dadurch wird erreicht, daß die Deckschichten fest mit dem geschäumten Bandmaterial verbunden werden.

Durch das anschließende mittige Spalten des geschäumten Band­ materials in zwei einseitig mit einer Deckschicht versehene Platten konstanter Dicke wird erreicht, daß jeweils ein soge­ nanntes Halbsandwichelement entsteht, das als Dachversteifung dient und seine endgültige Form durch Verklebung der unbe­ schichteten Seite des geschäumten Bandmaterials mit der Dach­ haut erhält. Dieses hat den Vorteil, daß - im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren - äußerst schnell zwei Halbsandwich­ elemente als Dachversteifungen erhalten werden, die nur noch an die Dachhaut angebracht werden müssen.

Gegenüber einer Dachversteifung, bestehend aus einer mittleren Schaumstoffschicht und zwei äußeren Deckschichten entfällt eine Deckschicht. Dadurch ergibt sich außerdem eine signifi­ kante Gewichts- und Materialeinsparung und somit auch eine Reduzierung der Kosten.

Die einseitig mit einer Deckschicht beschichtete Platte be­ sitzt eine wesentlich geringere Steifigkeit als eine beidsei­ tig mit Deckschichten fest verbundene Schaumstoffschicht.

Daraus ergibt sich, daß das Halbsandwichelement ohne vorheri­ ge Formgebung und ohne auftretende wesentliche Rückstellkraft an jede beliebige Dachhaut angepaßt werden kann.

Das Schaummaterial läßt sich - trotz Verbindung mit einer Deckschicht - entlang einer relativ neutralen Mittelfläche verformen, wobei das Halbsandwichelement kein Bestreben hat, in die ursprünglich planare, keine Kontur aufweisende Form zurückzukehren, so daß für den späteren Umformvorgang auf die endgültige Form ein erleichterndes mechanisches Verhalten er­ zielt wird.

Die Steifigkeit des Halbsandwichelements wird durch Verkleben mit der Dachhaut erreicht, wobei der Verbund von Dachhaut und Halbsandwichelement dann ein Sandwichelement bildet. Erst da­ durch erhält das Halbsandwichelement seine endgültige Form. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß aufwendige Werkzeuge zur vorherigen Formgebung des Halbsandwichelements und die damit verbundenen Kosten eingespart werden können.

Bei Zusatz eines Härte- und Klebemittels kann die Steifigkeit des Schaumes über die dosierte Zugabe dieses Mittels den Er­ fordernissen angepaßt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren ist insbesondere ein halbharter Schaum erforderlich.

Die mechanischen Eigenschaften des fertigen Verbundes aus Halbsandwichelement und Dachhaut entsprechen denen einer ent­ sprechenden beidseitig mit Deckschichten fest verbundenen Schaumstoffschicht.

Die Anbringung des Halbsandwichelements an die Dachhaut kann nach herkömmlichen Verfahren erfolgen. Als besonders vorteil­ haft hat sich die Anbringung gemäß des in der DE 196 32 054 beschriebenen Verfahrens herausgestellt.

Bei einer nach Anspruch 2 hergestellten Dachversteifung ist das Material der geschäumten Platte ein halbharter Polyuret­ hanschaum. Dieser läßt sich leichter besonders auf kleine Krümmungsradien umformen und besitzt eine geringere Rück­ stellkraft. Ferner ergeben sich Vorteile hinsichtlich des Ge­ wichts des eingesetzten Materials und der Dämpfungseigen­ schaft für bestimmte Frequenzen im Fahrzeug.

Die Deckschicht kann ein Kraftliner oder Vlies sein. Diese Schicht kann auf hohe Zugfestigkeit und geringes Dehnungsver­ halten ausgelegt werden. Dadurch ist gewährleistet, daß das Halbsandwichelement an jede beliebige Dachhaut angepaßt und in die endgültige Form gebracht werden kann.

Die Deckschicht kann außen und innen mit Beschichtungen aus Polyolefinen versehen sein. Dies verhindert von außen ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Kraftliner und das Schaum­ material oder über das grundsätzlich wasserdurchlässige Vlies in das Schaummaterial, so daß dessen mechanische und physika­ lische Eigenschaften über die Nutzungsdauer weitgehend kon­ stant bleiben. Bei der zur Dachhaut weisenden, ohne Deck­ schicht versehenen Seite des Halbsandwichelements wird das Eindringen von Feuchtigkeit in das Schaummaterial durch die wasserundurchlässige Dachhaut erreicht, so daß auch hier die mechanischen und physikalischen Eigenschaften nicht beein­ trächtigt werden. Durch die zusätzliche innere Schicht wird entweder direkt oder über eine Reaktion mit dem Härte- und Klebemittel die Bindung der Deckschicht mit dem geschäumten Bandmaterial verbessert. Außerdem wird eine wegen der Feuch­ tigkeit im Papier der Kraftliner mögliche Gefahr einer Lun­ kerbildung in der Schaumschicht verhindert.

Als Härte- und Klebemittel eignet sich Diisocyanat. Dieser Stoff härtet unter Wärmeeinwirkung zu Polyharnstoff aus und eignet sich damit besonders zur Versteifung des Schaums.

Die Platte aus geschäumtem Material besitzt ein Raumgewicht zwischen 30 kg/m³ und 45 kg/m³. Obwohl geschäumtes Bandmate­ rial eigentlich ein zu schweres Raumgewicht besitzt, um als Dachversteifung eingesetzt zu werden, gestattet dieser Ge­ wichtsbereich in Verbindung mit dem Weglassen einer Deck­ schicht die Verwendung des geschäumten Bandmaterials.

Die verwendete Deckschicht kann ein Flächengewicht zwischen 100 g/m² und 250 g/m² aufweisen. Mit diesen möglichen Flä­ chengewichten ist sichergestellt, daß die Deckschicht, die auch wesentlich zur Steifigkeit des fertigen Materials in Verbindung mit der Schaumschicht beiträgt, eine ausreichende Stabilität besitzt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Dachaufbau mit der erfindungsgemäßen Dachversteifung und

Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung des Schichtaufbaus des Verbundes aus einer erfindungsgemäßen Dachversteifung und ei­ ner Dachhaut.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Dachaufbau mit der erfindungsgemäßen Dachversteifung. Das Dach besteht dabei aus einer außenliegenden Dachhaut 10, die in ihrer Form von der Karosserieform vorgegeben ist, und der zum Fahrzeuginnenraum weisenden Dachversteifung 12. Die Dachversteifung 12 ist in ihrer Form an die Form des Daches angepaßt und mit diesem ganz- oder teilflächig verbunden, vorzugsweise verklebt.

Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Darstellung des Schichtaufbaus des Verbundes aus der erfindungsgemäßen Dachversteifung und einer Dachhaut.

Die Dachversteifung 12 besteht aus einer Platte 14 aus Polyu­ rethanschaum und einer Deckschicht 16, die mit der Platte 14 aus Polyurethanschaum verbunden ist. Die Deckschicht 16 ist über eine Klebeschicht 18 mit der Platte 14 aus Polyurethan­ schaum verklebt. Dieses sogenannte Halbsandwichelement 12 ist an die Form des Daches angepaßt und mit diesem ganz- oder teilflächig verbunden, vorzugsweise über eine Klebeschicht 20 mit diesem verklebt. Die Deckschicht 16 kann abhängig vom Herstellungsverfahren der Dachversteifung 12 außen und/oder innen mit Beschichtungen aus Polyolefinen versehen sein. Die­ se Beschichtungen sind der Übersicht halber in der Zeichnung nicht dargestellt.

Die einseitig mit einer Deckschicht 16 beschichtete Platte 14 läßt sich wegen ihrer wesentlich geringen Steifigkeit ohne vorherige Formgebung an jedes beliebige Dachhaut 10 anpassen und in die endgültige Form bringen. Die Steifigkeit der Dach­ versteifung 12 wird durch Verkleben der unbeschichteten Seite mit der Dachhaut 10 erreicht, wobei der Verbund von Dachhaut 10 und Dachversteifung 12 dann ein Sandwichelement bildet.

Die mechanischen Eigenschaften des fertigen Verbundes aus Halbsandwichelement 12 und Dachhaut 10 entsprechen überra­ schenderweise denen einer beidseitig mit Deckschichten fest verbundenen Schaumstoffschicht.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung einer Dachversteifung für Fahrzeuge, die von innen an die Dachhaut des Fahrzeugs an­ bringbar ist, bestehend aus einer Schaumschicht und einer äu­ ßeren Deckschicht, die an einer Seite der Schaumschicht befe­ stigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschäumtes Band­ material hergestellt wird, das etwa die doppelte Dicke der gewünschten Dachversteifung hat, wobei beim Schäumvorgang dem Bandmaterial beidseitig eine Deckschicht aufgelegt wird, die selbst oder über eine innere Beschichtung eine Affinität zu dem geschäumten Bandmaterial oder einem zusetzbaren Härte- und Klebemittel aufweist, daß daraufhin das geschäumte Band­ material durch mittiges Spalten in zwei einseitig mit einer Deckschicht versehene Platten konstanter Dicke und ohne Kon­ tur geschnitten wird, und schließlich die endgültige Formge­ bung der Platte durch Verklebung der unbeschichteten Seite der Platte mit der Dachhaut erhalten wird.

2. Nach Anspruch 1 hergestellte Dachversteifung, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der geschäumten Platte ein halbharter Polyurethanschaum ist.

3. Dachversteifung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht ein Kraftliner oder ein Vlies ist.

4. Dachversteifung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Deckschicht außen und innen mit Beschich­ tungen aus Polyolefinen versehen ist.

5. Dachversteifung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß als Härte- und Klebemittel Diisocy­ anat dient.

6. Dachversteifung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Platte aus geschäumtem Material ein Raumgewicht zwischen 30 kg/mg und 45 kg/m³ aufweist.

7. Dachversteifung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deckschicht ein Flächengewicht zwischen 100 g/m² und 250 g/m² aufweist.