DE20316000U1

DE20316000U1 - Fahrzeuganbauteil

Info

Publication number: DE20316000U1
Application number: DE20316000U
Authority: DE
Original assignee: ArvinMeritor GmbH
Current assignee: Roof Systems Germany GmbH
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2013-10-18
Also published as: EP1488985A2; US7100974B2; US20040256891A1; EP1488985B1; DE10327839A1; DE502004004699D1; EP1488985A3; CN1572593A

Abstract

Fahrzeuganbauteil mit
einer im montierten Zustand wenigstens abschnittsweise die Fahrzeugaußenseite definierenden, großflächigen Außenhaut (16) und
einer durch Hinterschäumen rückseitig auf die Außenhaut (16) aufgebrachten Schaumstoffschicht (18),
dadurch gekennzeichnet, daß in die Schaumstoffschicht (18) eine dünne, großflächige, über die Gesamtausdehnung mit Löchern (38) versehene Metalleinlage (30) eingebettet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuganbauteil, mit einer im montierten Zustand abschnittsweise die Fahrzeugaußenseite definierenden, großflächigen Außenhaut und einer durch Hinterschäumen rückseitig auf die Außenhaut aufgebrachten Schaumstoffschicht.
Fahrzeuganbauteile sind beispielsweise, und hierauf bezieht sich die vorliegende Erfindung insbesondere, Fahrzeugdachmodule, Motorhauben, Kofferraumdeckel und dergleichen, also solche Teile, die die sichtbare Außenfläche des Fahrzeugs im montierten Zustand definieren. Weitere Fahrzeuganbauteile sind zum Beispiel Kotflügel, Türen und dergleichen. Diese Fahrzeugteile werden zunehmend aus Kunststoff hergestellt und am Fahrzeugrahmen befestigt. Bei Fahrzeugdächern beispielsweise wird inzwischen häufig ein von einem Zulieferer hergestelltes Dachmodul durch Kleben und Schrauben bleibend und starr am Dachrahmen befestigt. Bleibend und starr befestigt soll nicht ausschließen, daß das Dachmodul zum Austauschen in der Werkstatt vom Rahmen gelöst werden kann, um durch ein neues Dachmodul ausgetauscht zu werden, das dann erneut bleibend und starr an dem Dachrahmen befestigt ist. Solche Dachmodule und auch andere Fahrzeuganbauteile wie Kofferraumdeckel oder Motorhaube bestehen üblicherweise aus Kunststoff, mit einer Außenhaut aus einer Kunststoffolie, die tiefgezogen und hinterschäumt wird.
Mit Bezug auf Fahrzeugdachmodule ist zu betonen, daß diese mit oder ohne Dachöffnungssystem ausgeführt sein können.
Der Grund für diese Tendenz in der Fahrzeugindustrie, die bekannten großflächigen Blechbauteile durch Verbundbauteile aus Kunststoff zu ersetzen, liegt insbesondere in der Gewichtsreduzierung. Die Verbundbauteile sind hochfest und eigenstabil, so daß sie zur Karosseriesteifigkeit beitragen und diese sogar verbessern können.
Fahrzeuge werden heutzutage immer mehr mit Elektronik ausgestattet, und die zugehörigen Leitungen werden oft nahe an der Außenhaut des Fahrzeugs geführt. Es ist eine der wichtigsten Bestrebungen in der Automobilindustrie, elektrische und elektronische Störungen zu vermeiden.
Die Erfindung schafft ein Fahrzeuganbauteil, das zur Verringerung solcher Störungen beiträgt. Dies wird bei einem gattungsgemäßen Fahrzeuganbauteil dadurch erreicht, daß in die Schaumstoffschicht eine dünne, großflächige, über seine Gesamtausdehnung mit Löchern versehene Metalleinlage eingebettet ist. Diese Metalleinlage, die praktisch die gleiche Flächenausdehnung wie das Fahrzeuganbauteil besitzt, schirmt Magnetfelder, wie zum Beispiel die der Lichtmaschine, oder auch äußere Magnetfelder ab. Der durch die bislang verwendeten Kunststoffanbauteile unterbrochene Farraday'sche Käfig wird bei Verwendung des erfindungsgemäßen Anbauteils wieder geschlossen. Die durch die Magnetfelder verursachten Störungen in den Empfangsgeräten wie zum Beispiel Radio, GPS, Telefon usw. können zumindest deutlich verringert werden. Ein weiterer Vorteil der Metalleinlage ist, daß zumindest die Neigung zu Splitterbruch des Kunststoffverbundbauteils verringert werden kann und daß die Metalleinlage Energie im Crashfall durch plastische Verformung aufnehmen kann, was bei Kunststoffanbauteilen ein Nachteil war, denn Sie geben, falls sie nicht brechen, nach einer elastischen Verformung die Energie wieder ab.
Die Metalleinlage sollte eine Ausdehnung haben, die mindestens 90% der Ausdehnung der Außenhaut entspricht, das heißt in Draufsicht auf die Außenhaut und in Draufsicht auf die noch unverbaute Metalleinlage werden die Flächenausdehnungen der beiden Gegenstände in deren Haupterstreckungsebene verglichen. Die Löcher in der Metalleinlage werden bei dieser Berechnung jedoch nicht abgezogen, da es um die Fläche geht, die durch die Außenränder der Metalleinlage begrenzt werden.
Die Metalleinlage ist vorzugsweise ein dünnes, ebenes Flächengebilde, also kein umgeformtes Metallblech, das als Rahmenteil dient. Das erfindungsgemäße Fahrzeuganbauteil ist nämlich vorzugsweise rahmenlos ausgebildet.
Als Metalleinlage kommen Metallgitter, Metallnetze, Streckmetallgitter oder Lochbleche zum Einsatz, wobei insbesondere flächige Metallnetze eine gute Einbindung in den Schaum und eine hohe Energieaufnahme im Crashfall aufweisen.
Die Metalleinlage ist gemäß der bevorzugten Ausführungsform nahe der der Außenhaut entgegengesetzten Innenseite des Fahrzeuganbauteils in die Schaumstoffschicht eingebettet, wird also in derjenigen Schäumwerkzeughälfte befestigt, in der nicht die Außenhaut liegt.
Die Außenhaut selbst ist vorzugsweise eine tiefgezogene Kunststoffolie, die auch durchgefärbt sein kann. Aber auch eine Metallfolie, insbesondere Aluminiumfolie, kann als Außenhaut verwendet werden.
In die Schaumstoffschicht sollten zur Erhöhung der Stabilität des Fahrzeuganbauteils geschnittene Glasfaserabschnitte eingebettet sein, hier hat sich das sogenannte LFI (long fiber injection)-Verfahren bewährt.
In die Schaumstoffschicht kann auch mindestens ein langgestrecktes Hohlprofil eingebettet sein, welches zum Beispiel Signalübertragungsmittel wie Kabel, Seile oder Bänder aufnimmt. Insbesondere bei einem Fahrzeugdachmodul erweist sich dies als vorteilhaft, denn wenn dieses Fahrzeugdachmodul ein Dachöffnungssystem besitzt, kann ein drucksteif geführtes Antriebskabel zur Betätigung des Dachöffnungssystems durch das Hohlprofil geführt sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein eingebautes erfindungsgemäßes Fahrzeuganbauteil in Form eines Fahrzeugdachmoduls mit Dachöffnungssystem,
2 eine Querschnittsansicht durch das erfindungsgemäße Fahrzeugdach längs der Linie II-II, bei dem das Dachöffnungssystem weggelassen ist,
3 eine schematische Draufsicht, teilweise im Schnitt, durch das Dachmodul nach 1, und
4 weitere erfindungsgemäße Fahrzeuganbauteile.
In 1 ist ein mit einem Dachöffnungssystem ausgestattetes Dachmodul 10 dargestellt, das ein Fahrzeuganbauteil bildet, welches von oben auf einen Fahrzeugrahmen 12 aufgesetzt und mit ihm verbunden ist. Das Dachmodul 10 ist mit einer Öffnung versehen, die durch einen ausstellbaren und verschiebbaren Deckel 14 als Teil des Dachöffnungssystems wahlweise geöffnet werden kann. Das Dachmodul definiert im montierten Zustand einen großen Abschnitt der Fahrzeugaußenseite.
Das Fahrzeugdachmodul 10 umfaßt vorzugsweise eine thermoplastische Folie (2), die die Außenhaut 16 des Dachmoduls 10 und des Fahrzeugs im Bereich des Daches bildet. Die Außenhaut 16 wird durch Tiefziehen plastisch verformt und ist vorzugsweise durchgefärbt, damit das Dachmodul 10 nicht mehr lackiert werden muß und eine bereits fertige Außenfläche besitzt. Anstatt einer thermoplastischen Folie kann auch eine tiefgezogene Aluminiumfolie verwendet werden.
Die Außenhaut 16 ist hinterschäumt. Mit 18 ist die Schaumstoffschicht bezeichnet, die aus PUR-Material hergestellt ist und mit Glasfasern 20 verstärkt wird. Dieses Hinterschäumungsverfahren wird auch als LFI-Verfahren bezeichnet.
Das PUR-Material kann die Außenhaut 16 mit einer Innenverkleidung 22 in Form einer Folie oder eines Textils, das auch beflockt sein kann, verbinden. Die Innenverkleidung 22 kann aber auch als separates Bauteil ausgeführt sein, insbesondere, wenn zwischen Außenhaut 16 und Innenverkleidung 22 ein Rahmen für ein Dachöffnungssystem angeordnet ist. Zu betonen ist ferner, daß sowohl die Außenhaut 16 als auch die Innenverkleidung 22 mehrschichtig ausführbar sind.
In die Schaumstoffschicht 18 sind seitlich des Deckels 14 zwei langgestreckte Hohlprofile in Form von Kunststoffrohren 24 vollständig eingebettet. In diesen laufen Signalübertragungsmittel 26, zum Beispiel Kabel für Beleuchtungssysteme, Seile oder Bänder oder, wie im dargestellten Beispiel, drucksteif geführte Antriebskabel für die Betätigung des Deckels 14.
In jedes flexible Kunststoffrohr 24 oder Metallrohr kann von außen auch eine Schraube 28 eingedreht werden, die der Befestigung von Zusatzelementen, zum Beispiel Lautsprecher, Leuchtmittel oder Konsolen dient. Bei der Ausführung mit einem elektrischen Dachöffnungssystem können auch die Befestigungsschrauben für den elektrischen Antrieb mit eingeschäumt sein.
Nahe der Innenseite des Dachmoduls 10, mit einem geringen Abstand von der Innenverkleidung 22, ist eine dünne, ebene, großflächige und sich, wie in 3 gezeigt, über die Gesamtausdehnung der Außenhaut 16 in Draufsicht erstreckende Metalleinlage 30 in die Schaumstoffschicht 18 eingebettet. Die Metalleinlage 30 wird beim Schäumen in die entsprechende Werkzeughälfte gelegt und umschäumt. Die Metalleinlage 30 erstreckt sich vorzugsweise von den Randbereichen des Anbauteils über die gesamte durch die Ränder 34 begrenzte Innenfläche.
Die, bezogen auf die Draufsicht in Richtung X nach 2, sich ergebende Ausdehnung der Metalleinlage 30 beträgt mindestens 90% der Ausdehnung der Außenhaut 16.
Als Metalleinlage 30 kommt insbesondere ein Metallnetz, ein Streckmetallgitter oder allgemein ein Metallgitter in Frage, wie in 1 bis 3 dargestellt. Auch die Verwendung eines Lochblechs ist möglich. Der Kunststoff der Schaumstoffschicht 18 durchdringt im übrigen die Löcher 38 in der Metalleinlage 30.
Die Summe der Querschnittsflächen der Löcher 38 in der Metalleinlage sollte zwischen 70 und 95% der Gesamtausdehnung der Metalleinlage 30 betragen.
Die Erstreckung der einzelnen Drähte des Metallgitters kann parallel und im wesentlichen rechtwinklig zur Fahrzeuglängsrichtung sein (1) oder unter 45° (siehe 3) hierzu.
Die Metallverstärkungen verbessern das Crashverhalten des Fahrzeuganbauteils sowie die Abschirmung gegen äußere Magnetfelder.
Wie in 3 gezeigt, können identisch aufgebaute Fahrzeuganteile auch zum Beispiel für Motorhauben 40, Kofferraumdeckel 50, Kotflügel 60 oder Türmodule 70 verwendet werden.

Bezugszeichenliste

10: Dachmodul
12: Fahrzeugrahmen
14: Deckel
16: Außenhaut
18: Schaumstoffschicht
20: Glasfasern
22: Innenverkleidung
24: Kunststoffrohre
26: Signalübertragungsmittel
28: Schraube
30: Metalleinlage
34: Ränder
38: Löcher
40: Motorhaube
50: Kofferraumdeckel
60: Kotflügel
70: Türmodul

Claims

Fahrzeuganbauteil mit einer im montierten Zustand wenigstens abschnittsweise die Fahrzeugaußenseite definierenden, großflächigen Außenhaut (16) und einer durch Hinterschäumen rückseitig auf die Außenhaut (16) aufgebrachten Schaumstoffschicht (18), dadurch gekennzeichnet, daß in die Schaumstoffschicht (18) eine dünne, großflächige, über die Gesamtausdehnung mit Löchern (38) versehene Metalleinlage (30) eingebettet ist.
Fahrzeuganbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlage (30) eine Ausdehnung hat, die mindestens 90% Gesamtausdehnung der Außenhaut (16) hat.
Fahrzeuganbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metalleinlage (30) von den Randbereichen (34) des Fahrzeuganbauteils über die gesamte Innenfläche des Fahrzeuganbauteils erstreckt.
Fahrzeuganbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlage ein Metallgitter, ein Metallnetz, ein Streckmetallgitter oder ein Lochblech ist.
Fahrzeuganbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Querschnittsflächen der Löcher (38) zwischen 70 und 95% der Gesamtfläche der Metalleinlage (30) beträgt.
Fahrzeuganbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlage (30) nahe der der Außenhaut (16) entgegengesetzten Innenseite des Fahrzeuganbauteils in die Schaumstoffschicht (18) eingebettet ist.
Fahrzeuganbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut (16) eine tiefgezogene Kunststoff- oder Metallfolie ist.
Fahrzeuganbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schaumstoffschicht (18) Fasern (20), insbesondere geschnittene Glasfaserabschnitte, eingebettet sind.
Fahrzeuganbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Fahrzeugdachmodul (10) ist.
Fahrzeuganbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es rahmenlos ausgebildet ist.
Fahrzeuganbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schaumstoffschicht ein langgestrecktes Hohlprofil eingebettet ist.