DE2027093A1

DE2027093A1 - Einstuckiger Kraftfahrzeughimmel (head liner)

Info

Publication number: DE2027093A1
Application number: DE19702027093
Authority: DE
Inventors: Francis Joseph Grosse Pointe Woods Mich Steiner (V St A )
Original assignee: Woodall Industries Inc
Current assignee: Woodall Industries Inc
Priority date: 1969-06-16
Filing date: 1970-06-02
Publication date: 1971-01-07
Also published as: FR2052650A5

Description

Einstückiger Kraftfahrzeughimmel (headliner) ·

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeughimmel von einstückiger,! selbsttragender, nachgiebig federnder Bauweise.

Faser- oder Hartfaserplatten sind ein verhältnismäßig billiges*Baumaterial, haben jedoch einen verhältnismäßig großen Biegewider- stand und suchen in ihre ursprüngliche Gestalt zurückzukehren,wennj sie in eine gebogene Form gebracht werden. j

Aus dem Stand der Technik ist die Verwendung von nicht-perforfertent Faserplatten in Kraftfahrzeughimmeln bekannt, bei denen in den Krümmungsbereichen V-förmige Schlitze eingeschnitten und zur Oe- j

währleistung der Formbeständigkeit Versteifungselemente verwendet werden. Die Tafel wird daher lediglich in ihrem apannungsbelastetein

Zustand gehaltert. . :

Perforierte Faserplatten werden auch in Verbindung mit andersartigen gebogenen Bauteilen, beispielsweise als Stuhlsitze, verwendet, wobei ein Kunstharz-Klebstoff in die Perforationen eingebracht wird, um die epannungsbelastete,gebogene Form zu halten. Derartige Konstruktionen sind im einzelnen in der parallel laufenden deut-

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sehen Patentanmeldung vom gleichen Anmeldungstag beschrieben, die ein Verfahren zur Herateilung eines mehrfach gekrümmten, plattenförmigen Bauteils betrifft. Die aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen sind nicht selbsttragend ausgebildet, da äußere Befestigungselemente zur Aufrechterhaltung der gebogenen Form benutzt werden und die Tafel !■ spannungsbelasteten Zustand verbleibt.

Der erfindungsgemäße einstückige Kraftfahrzeughimmel ist nachgiebig federnd ausgebildet, io daß er sich in das Dach eines Kraftfahrzeugs einbauen läßt, und ist weiterhin von selbsttragender Bauweise. Der Fahrzeughimmel wird vorzugsweise aus einer perforierten Platte aus holzartigem Fasermaterial, das ein unter Wärme aushärtbares Bindemittel enthält, hergestellt, beispielsweise einer Faseroder Hartfaserplatte. Die Tafel ist in Qu»p- und Horizontalrichtung schalenförmig ausgebildet, so daß sie an den Längs- und Querrändern einen konkaven und an den Ecken einen mehrfach gekrümmten Verlauf hat. Die gebogene Tafel wird aus einer im wesentlichen ebenen Platte hergestellt, wie dies in der oben erwähnten Parallelanmeldung beschrieben ist, wobei das Fasermaterial in die Krümmungsbereiche verschoben wird, wo es von den Perforationen aufgenommen wird, wodurch die Plätte selbsttragend ausgebildet wird. Wenn die Perforationen in der Tafel ursprünglich die gleiche Größe haben, sind eie in der schalenförmigen Platte an den Krümmungsbereichen kleiner ausgebildet, wodurch die Dichte in diesen Bereichen erhöht wird.

Der Kraftfahrzeughimmel kann dadurch nachbearbeitet werden, daß an der konkaven Fläche ein Bezugsstoff befestigt wird, welcher

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eine Schaumstoffbesehichtung enthalten kann. Der Bezugsstoff ist \orzugsweise in zwei Richtungen elastisch, so daß er sich genau an die schalenförmige Platte anpaßt, und zwar auch dann,wenn die Platte während des Einbaus verbogen wird.

Erfindungsgemäß wird also ein einstückiger, selbsttragender, nachgiebig federnder Kraftfahrzeughimmel geschaffen, der eine schalen-; formige Platte aus holzartigem Fasermaterial mit einem unter Wärme aushärtbaren Bindemittel enthält, beispielsweise eine Faser- oder ' Hartfaserplatte. Der Fahrzeughimmel lält sich »s einer im wesentlichen ebenen Tafel herstellen, die mit gleichförmig auf Abstand ! gehaltenen Perforationen von im wesentlichen der gleichen Größe versehen ist, wobei jedoch das Fasermaterial während des Verfor- ; mungsVorganges in die Krümmungsbereiche verschoben wird, wodurch der Durchmesser der Perforationslöcher in den Krümmungsbereichen ' verkleinert und die Materialdichte vergrößert wird. i

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden, beispielsweisen Beschreibung In ^: Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigts >,

Fig. 1 eine seitliche Teilansicht eines Kraftfahrzeug-Aufbaues mit einem Fahrzeughimmel,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Fasertafel,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Tafel nach ihrem Zuschnitt,

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Fig. 4 eine perspektivische Darstellung, der in Fig. 3 gezeigten! Tafel nach dem PerforationsVorgang,

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht einer Ecke der in Fig. 4 gezeigten perforierten Tafel,

• Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 5 gezeigten Tafel . nach dem VerformungsVorgang,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der schalenförmigen Tafel

des erfindungsgemäßen Fahrzeughimmels, ;

Fig. 8 eine perspektivische Unteransicht der in Fig. 7 gezeigten Tafel,

Fig. 9 einen Schnitt des erfindungsgemäßen Fahrzeughimmels nach seiner Beschichtung,

Fig.10 einen Schnitt des Kraftfahrzeugdaches und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeughimmels, und \

Fig.ll einen Schnitt des in Fig. 10 gezeigten Fahrzeughimmels nach dem Zusammenbau in das Kraftfahrzeugdach.

Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeughimmel läßt sich insbesondere an der konkaven Fläche eines Kraftfahrzeugdaches befestigen, wie dies in Fig. 1 beispielsweise gezeigt ist. Der in Fig. 1 gezeigte Kraft fahrzeug-Aufbau enthält ein üblicherweise aus Metall hergestelltes

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Dach 20, eine vordere Windschutzöffnung 22 und ein Heckfenster 24.!

Der Fahrzeughimmel wird an der inneren oder konkaven Fläche des j Fahrzeugdaehes 20 befestigt und ist an dessen mehrfach gekrümmte Fqrjn angepaßt. Der erfindungsgemäße einstückige Fahrzeughimmel mu£| ausreichend nachgiebig sein, so daß er sich durch eines der Fahr- i zeugfenster, die - wie gezeigt - schmaler sind als die Breite des ; FahrzeugdacheSj einsetzen läßt. Der Fahrzeughimmel sitzt weiterhin, unter Spannung zwischen den Tragholmen im Fahrzeugdach 1, wie dies weiter unten beschrieben wird und in den Fign. 10 und 11 gezeigt ■: I ist, und muß daher ausreichend federnd ausgebildet sein, um einen ' derartigen Einbau zu gestatten und seine Spannungsbelastete Halte-) rung aufrechtzuerhalten. Außerdem sollte der Fahrzeughimmel selbsttragend sein, um ein Durchhängen oder Verziehen zu verhindern. ;

; Der erfindungsgemäße Fahrzeughimmel wird vorzugsweise aus flachen l Tafeln handelsüblicher Faser- oder Hartfaserplatten hergestellt, ' die verhältnismäßig billig sind und für eine widerstandsfähige, ^r nachgiebig federnde Bauweise sorgen. Derartige handelsübliche Faserplatten werden normalerweise aus durch Dampf aufgesprengte HoIz--

fasern in einem wärmehärtbaren Kunstharz-Bindemittel hergestellt, ;

und daher ist es schwierig, die Tafeln in eine komplexe oder mehr-j fach gekrümmte Form zu bringen, und das wärmehärtbare Kunstharz- ;

Bindemittel bewirkt, daß die Tafel In ihre ursprüngliche Form zu- j

rüekkehrt, wenn sie yerformt wird. Außerdem zerbröckelt die Tafel,'

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wenn sie durchnäßt wird, oder reißt, wenn sie vefformt wird,ohte« benetzt zu sein. Gemäß dem in der oben erwähnten Pararielanmeidung beschriebenen Verfahren wird;· die Fasertafel zu einem s^lbst-

Bauteil Sumstruktuftirt^,^"oHbV-daß zum Aufrechterhalten ddr gebogenen Form Klebemittel oder

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elemente erforderlich sind.

In Fig. 2 ist eine im wesentlichen ebene, rechteekige_# handelsübliche Fasertafel 28 der oben beschriebenen Art gezeigt,und FIg,j zeigt die Tafel nach ihrem Zuschnitt auf die gewJLjn§e.hte Form, die sich nach dem besonderen Einbaufall richtet. Die Tafel kann von Hand oder in einem Werkzeug zugeschnitten werden, und ihre Form hängt von der gewünschten Gestalt des Kraftfahrzeughimmels ab/. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Längskanten 30 in der Mitte geringfügig nach außen gebogen und die Enden 3? sind nach innen abgebogen, um bei dem schalenförmigen Fahrzeughimmei im wesentlichen geradlinige Kanten zu erhalten und Änderungen wähFsnd des Verformungsvorganges auszugleichen.

Anschließend wird die Tafel perforiert, wie dies in den Fign. 4 und 5 gezeigt ist, Jedoch kann die Tafel auch vor oder gleichzeitig mit dem Schnittvorgang perforiert werden. Die Perforationen verringern den Biegewiderstandder Tafel und vermitteln weitere, unten beschriebene Vorteile. In gewissen Anwehdungsfällen ist es nichb unbedingt erforderlieh, die gesamte Tafel zu perforieren, und außerdem kann der Durchmesser der Perforationen unterschiedlich gewählt werden. Bei dem gezeigten AusfUhrungsbeispiel hat sich bei einer Tafel mit einer Wandstärke von 2,3 bis 2,6 mm ein¹ Perforationsdurchmesser von etwa 2,3 mm mit einem Perforations-Mittelpunktsabstand von 6 mm als günstig erwiesen. Tafeln mit einer größeren Wandstärke können eine größere perforation^-diehte erfordern, da derartige Tafeln über einen größeren stand verfügen.

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Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeughimmels ist für die Erfindung von Bedeutung, da die Tafel gemäß diesem Verfahren umgeformt wird und ein maßbeständiges, selbsttragendes Bauteil bildet, das in wesentlichen frei von Eigenspannungen ist. Die perforierte Tafel wird zunächst mit einer benetzend-' : schmierenden Lösung benetzt, beispielsweise mit einer handelsUb- ] liehen silicon-Benetzun^slösung. Die Tafel wird dann mit Druck- ι dampf behandelt, wodurch die Biegesteifigkeit des unter Wärme ausgehärteten Bindemittels verringert und der Faserstruktur Peuchtig-* keit zugeführt wird, ohne daß diese aufgeweicht wird, so daß die Tafel ein "thermoplastisches Verformungsverhalten" erhält. Die Tafel wird dann - unter Druck- und Wärmeeinwirkung - in einer Presse ztfeinem in Quer- und Horizontalrichtung schalenförmig ausgebildeten Bauteil verformt (s. Fi gn. 7 und 8). Das Verformungs- ^: verfahren ist im einzelnen in der oben erwähnten Parallelanmeldung beschrieben, auf die Bezug genommen wird.

Der Pressendruck wird so groß gewählt, daß ein Materialfluß der Fasern zu den Bereichen größter Krümmung in der bearbeiteten Tafel auftritt. Ein Druck von 500 bis 600 Tonnen über JO Sekunden bei 190⁰C hat sich'als ausreichend für einen pahrzeughimrael üblicher Größe herausgestellt. Die Pasern werden somit in die mehrfach gekrümmten Eckabschnitte 38 und die konkaven Kurvenabschnitte 40 und 42 an den Längs- bzw. Querrändern 44 bzw. 46 verschoben oder umgei schichtet. Die Perforationslöcher J4 infaiesen Bereichen nehmen die umgeschichteten Fasern auf, wodurch die Perforationen zu den Bereichen größter Krümmung hin ständig kleiner werden, wie dies In Fig. 6 gezeigt ist.

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BAD OBSGlNAL

Die Verkleinerung der Perforationsgröße in den Krümmungsbereichen

ist in übertriebener Darstellung in Fig. 6 gezeigt, um eine deut- J liehe Erläuterung der Strukturänderungen zu ermöglichen. Es ist ersichtlich, daß die Perforationen in den Bereichen größter Krümmung am kleinsten sind, welche in den mehrfach gewölbten, konkaven Krümmungsbereichen an den Übergangsstellen der konkaven Kurvenabschnitte 40 und 42 liegen. Die Perforationen sind auch in dem Bereich der konkaven Kurvenabschnitte 40 und 42 etwas kleiner als in den benachbarten Bereichen ausgebildet. Weiterhin ist die Dichte in diesen Bereichen ebenfalls geringfügig erhöht, zumindest insoweit, als die Perforationsdichte geringer ist.

Das umgeformte, schalenförmige Bauteil ist daher frei von Eigen- j spannungen, die in den aus dem Stand der Technik bekannten Paser- : platten-Kraftfahrzeughimmein vorhanden sind, und ist von verhält» nismäßig elastischer, selbsttragender Bauweise sowie frei von Riß-, Falten-»Schlieren- oder andersartigen Fehlerstellen. Der umgeformte Fahrzeughimmel kann nunmehr nachbearbeitet,beispielsweise durch ^ Auftragen eines Anstrichs, und in den Fahrzeugaufbau eingebaut werden(s. Fign.lO und 11). Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Platte jedoch dadurch nachbearbeitet, daß an der inneren oder , konkaven Fläche 48 der Tafel ein Schall- und wärmeschluckender Bezugsstoff angebracht wird (s. Flg. 9). Der Bezugsstoff enthält ■ .-.j

j • eine geeignete Schaumstoffbeschichtung 50 und einen gewirkten Be- ^! zug 52, der die Schaumstoffbeschichtung abdeckt. Der Bezug läßt | sich mit der Faserplatte 36 auf die in der oben erwähnten Parallelianmeldung beschriebene Weise verkleben oder auf andere Weise verbinden. Vorzugsweise ist der Bezugsstoff in zwei Richtungen elastisch, so da3 er sich genau an die Gestalt der Platte, insbe-

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sondere an deren gebogene oder ausgebuchtete Bereiche, anpaßt. Einj

geeignetes Material für den Bezugsstoff ist ein handelsübliches .; Knap-Knit-Nylangewebe mit einer Polyurethan-Schaumstoffbeschichtung von 2,3 mm. Als Klebstoff eignet sich ein handelsüblicher synthetischer Kunstharz-Klebstoff, wobei sich 500 bis 600 g Kleb- j j stoff Je m Plattenfläche als ausreichend erwiesen haben. -

Der Fahrzeughimmel 36 wird, wie in den Pign. 10 und 11 gezeigt, in den Kraftfahrzeug-Aufbau eingebaut, indem er durch das Kraftfahrzeugfenster eingeführt wird, wobei er von den Holmen oder U-förmigen Kehlleisten 54 aufgenommen wird, die an den Längskan-I ten des Fahrzeugdaches 20 befestigt sind und diese abdecken. Der [ Fahrzeughimmel wird dann federnd gegen die konkave Dachfläche gedrückt und dadurch befestigt, daß die nach unten verlaufenden Rän-I ' der 56 der Holme umgefaltet werden. Normalerweise ist eine Isolationsplatte 58 mit der konkaven Dachfläche verklebt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird daher der Fahrzeugbimmel gegen die Iso-

jlationsschicht 58 angedrückt. Der erfindungsgemäße Fahrzeughimmel ι
verfügt über eine ausreichende Elastizität, so daß er unter Span-

nung an der konkaven Dachfläche einsitzt und in dieser Lage ver-

ί bleibt, und ist weiterhin selbsttragend ausgebildet, um ein Durch- j hängen zu vermeiden. Der Stoffbezug bildet eine gefällige, glatte ι

Innenfläche, die gewünschtenfalls plastisch oder farblich verziert werden kann. . !

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Claims

Dr. Ing. H Negendanfc

D»A \nj. H. Houtk Dipt PM· W. Schmu*

UL:

Woodall Industries Inc.

J 75Ö5 East McNichols Road, 29· Mai 1970

Detroit, Michigan, USA Anwaltsakte M-I151

./Kraftfahrzeughimmel von einstückiger, selbsttragender, nachgiebig federnder Bauweise, dadurch, gekennzeichnet, daß der Fahrzeughimmel eine maßbeständige, in Quer- und Horizontalrichtung schalenförmig gebogene Platte (20) aus holzartigem Faserrnaterial mit einem unter Wärme aushärtbaren Bindemittel enthält, die an den Längs- und Querrändern (44,46) konkav verläuft und mit zahlreichen, von der einen zur gegenüberliegenden Plattenseite verlaufenden Löchern (34) durchsetzt ist, und daß Material in die Löcher (34) verschoben und in den gekrümmten Plattenbereichen (38,40,42) eine größere Materialdichte vorhanden ist, wodurch die konkave und mehrfach gewölbte Plattenform ohne Schlitze oder äußere Befestigungsmittel gehalten wird.
2. Fahrzeughimmel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationslöcher (34) in den gekrümmten Plattenbereichen (38,40,42) kleiner ausgebildet alnd.
3. Fahrzeughimmel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß > die Perforationslöcher (34) zu den gekrümmten Plattenbereiehen i

(38,40,42) hin ständig kleiner und am kleinsten in den Bereicher —ße-KEÜmmung-aaalid. — - 11 -

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4. pahrzeughimmel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein in zwei Richtuncen elastischer, gewirkter Bezugsstoff (32) mit der konkaven Fläche (48) der Platte (2$) verbunden ist.
^lj. Fahrzeughimmel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bezugsstoff (52) und der konkaven Plattenfläche (48) eine Schaumctoffschicht (50) angeordnet ist.
6. Kraftfahrzeughimmel von einstückiger, selbsttragender, nach- ^ienig federnder Bauweise, insbesondere nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeughimmel eine Plätte (28) aus holzartigem Fasermaterial mit einem in Wärme aushärtbarejii Bindemittel enthält, die mit einer Vielzahl von durch die Platte verlaufenden Perforationslöchern (34) von anfänglich im wesentlichen gleichem Durchmesser versehen und in Quer- und Horizontalrichtung schalenförmig abgebogen ist und dadurch an den Längs- und Querrändern (40,42) einen konkaven Verlauf (44,46) aufweist, wobei das Fasermaterial der Platte (28) in den gekrümmten Plattenbereichen (38,40,42) in die Perforationslöcher (34) verschoben ist und dadurch die Perforationslöcher (34) in den gekrümmten Plattenbereichen (38,40,42) geringfügig kleiner ausgebildet sind.
7. Fahrzeughimmel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Perforationsdurchmesser zwischen 2 und 3 mm liegt.
8. Fahrzeughimmel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,

die Perforationen (34) im wesentlichen gleichförmig auf

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Abstand gehalten sind und einen Mittelpunktsabstand von ca. 6mm aufweisen.
9. Fahrzeughimmel nach Anspruch 6, 7 oder 8,dadurch gekennzeichnet^ ' daß die Platte (28) eine Wandstärke von 2,5 bis 2,6 mm hat.

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