DE69820155T2

DE69820155T2 - Dachhimmel für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69820155T2
Application number: DE69820155T
Authority: DE
Inventors: Rasik N. Canton Patel
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 1997-05-05
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2018-04-08
Also published as: JPH10338082A; EP0882622A2; CA2232204A1; EP0882622A3; DE69820155D1; EP0882622B1; US5845458A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dachinnenauskleidung für ein Kraftfahrzeug und insbesondere eine Dachauskleidung aus geschäumtem Kunststoff.
Die US-Patentschrift 4,119,749 von J. Roth u. a. offenbart eine geformte Platte nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, die offensichtlich als Dachinnenauskleidung in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 verwendet werden kann. Die Platte besteht aus Wellpappe als Grundmaterial und ist vorderseitig mit einer relativ weichen Schaumstoffschicht überzogen, die in etwa die gleiche Stärke wie die Grundschicht hat. Nach unten gekrümmte Randbereiche der Grundschicht werden zusammengedrückt und dabei gleichzeitig mit polymerisiertem Polyurethanschaum verstärkt, der in die Wellen der Wellpappe eindringt.
Die US-Patentschrift 4,131,702 von F. Alfter u. a. offenbart eine geformte Dachauskleidung; die aus einem Wellpappenkern besteht, der vollständig zwischen zwei Polyethylenschaumplatten eingekapselt ist, so daß die Papp-Platte vor Feuchtigkeit geschützt ist, die sonst die Festigkeit des Pappenkerns beeinträchtigen könnte.
US-Patentschrift 5,089,328 von R. Doerer u. a. zeigt eine Dachauskleidung, die aus mehreren Schaumstoffschichten besteht, welche unter Verwendung eines warm aktivierten Klebstoffes miteinander laminiert sind. Durch eine der Schaumstoffschichten hindurch wird die andere Schaumstoffschicht mit Härter imprägniert, so daß ein allmählicher Übergang im Härtegrad durch die Schaumstoffschichten entsteht.
US-Patentschrift 4,119,749 von Roth u. a. offenbart eine Dachauskleidung für Fahrzeuge, die aus einer mit einer Schaumstoffschicht überzogenen Wellpappenplatte besteht und entweder über ihre gesamte Fläche mit einer zweiten Schaumstoffschicht oder entlang aller ihrer Ränder mit Schaumstoffstreifen verstärkt ist.
Die US-Patentschrift 5,082,716 offenbart eine Fahrzeugdachauskleidung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Aufprallenergie schluckenden Dachinnenauskleidung für Kraftfahrzeuge, die ausgelegt ist, sich über zwei von einander beabstandete Seitenholme in Randbereichen des Fahrzeugdaches zu erstrecken, und die aus einer relativ steifen Grundplatte mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche besteht, und mit zwei Seitenkanten, die ausgelegt sind, sich entlang der Dachholme zu erstrecken; und mit einer die untere Fläche der Grundplatte abdeckenden Schaumstoffplatte; gekennzeichnet durch zwei Schaumstoff-Zwischenlagestreifen, die entlang der unteren Fläche der Grundplatte in der Nähe der Seitenränder der Platte und zwischen der Schaumstoffplatte und der Grundplatte verlaufen, so daß die Zwischenlagestreifen an den Seitenholmen liegen, wenn sich die Dachauskleidung in ihrer Einbaulage befindet; wobei die beiden Schaumstoffstreifen eine größere Verformungsfestigkeit als die Schaumstoffplatte aufweisen, so daß Aufprallenergie absorbiert wird, die vom Kraftfahrzeuginnenraum auf die Dachholme gerichtet ist.
Ziel der Erfindung ist es, eine Aufprallenergie schluckende Dachauskleidung zu stellen, die als eine zusammenhängende einteilige Konstruktion kostengünstig hergestellt werden kann. Die Dachauskleidungsstruktur hat eine relativ geringe vertikale Stärke, im im Randbereich erhöhte Kopffreiheit im Fahrgastraum zu erzielen. Die Kantenbereiche der Dachauskleidung haben relative steife Schaumstoffeinsätze, die zwischen der Schaumstoffplatte und einer steifen Grundplatte eingeformt sind, um so Aufprallenergie zu absorbieren, die auf die relativ harten Seitenholme gerichtet ist, welche zur Anbringung der Dachauskleidung benutzt werden. In einer erweiterten Anwendung der Endung können örtlich begrenzte Bereiche der Schaumstoffplatte mit relativ steifen Schaumstoffeinsätzen verstärkt werden, um speziellen Montageanforderungen z. B. für Kleiderhaken, Haltegriffe, Spiegelbefestigungen usw. gerecht zu werden.
Die Erfindung soll nun beispielartig näher erläutert werden, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen. Dabei zeigt:
1: eine quergeschnittene Ansicht durch eine die vorliegende Erfindung verkörpernde geformte Dachauskleidung;
2: eine vergrößerte und geschnittene Teilansicht der Auskleidung nach 1, welche die aus 1 nicht ersichtlichen Strukturmerkmale zeigt;
3 zeigt bruchstückartig eine Schaumstoffplatte und eine Abdeckplatte, wie sie in der Einheit in 2 eingesetzt werden, jedoch vor dem Formvorgang;
4 zeigt eine Ansicht in derselben Richtung wie in 3, jedoch mit einem Schaumstoffeinsatz (oder -Streifen) auf der Schaumstoffplatte;
5 ist eine geschnittene Teilansicht, welche die Einheit aus 4 nach dem Einlegen in eine Form zeigt; und
6 zeigt die Einheit aus 4 nach Abschluß des Formvorganges.
Es sei nun Bezug genommen. auf 1, wo ein Kraftfahrzeugdach 10 dargestellt ist, in dem eine geformte Dachinnenauskleidung oder sogenannter Himmel 12 gemäß der vorliegenden Erfindung installiert ist. Das Dach beinhaltet innere Holme 14, die der Fahrzeugkarosserie entlang der Seitenrandbereiche vom vorderen Windschutzscheibenbereich bis zum Heckfensterbereich Festigkeit verleihen. Die Randbereiche der Dachauskleidung oder des Himmels 12 sind an den Dachholmen 14 befestigt.
Die Dachauskleidung 12 beinhaltet eine relativ steife, semiflexible Grundplatte 16, die sich zwischen den Dachholmen 14 in unmittelbarer Nähe des Daches 10 erstreckt, und eine Schaumstoffplatte 18, die mit der Unterseite der Grundplatte verklebt ist. In den seitlichen Randbereichen der Dachauskleidung sind Längsstreifen 20 aus Schaumstoff zwischen der Schaumstoffplatte und der Grundplatte 16 eingelegt. Die Schaumstoffstreifen wirken als verformbare Abstandshalter zwischen der Schaumstoffplatte 18 und den relativ harten Holmen 14, so daß die energieabsorbierende Funktion der Schaumstoffplatte auch in den Bereichen der Seitenholme gewahrt bleibt.
2 zeigt einige Merkmale der geförmten Dachauskleidung bzw. Himmels, die aus 1 nicht ersichtlich sind. Wie in 2 erkennbar ist, hat der hier zur Veranschaulichung dargestellte Seitenholm 14 einen kastenförmigen Querschnitt zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit. Die Dachauskleidung liegt an einer flachen Oberfläche 22 des Seitenholmes an; ein Elastomer-Kantenformteil 24 ist so am Seitenholm 14 befestigt, daß es den roh belassenen Rand der Auskleidung überlappt.
Wie in 2 dargestellt ist, ist der Schaumstoff-Zwischenlagestreifen 20 über einen über die gesamte Länge des Schaumstoffstreifens (senkrecht zur Papierebene) laufenden Haftfilm 26 an der Schaumstoffplatte 18 befestigt. Der. Haftfilm kann ein dünnes Blatt schmelzbaren Materials sein, z. B. Polyethylen, das beim Erwärmen im Verlauf des Formvorganges klebrig wird. Haftfilm 26 kann auch durch ein (nicht dargestelltes) Glasfaserblatt ergänzt werden; d. h. ein Glasfaser-Klebeband kann den Raum ausfüllen, der hier vom Haftfilm 26 belegt wird. Alternativ dazu kann der Haftfilm auch ein aufgesprühter Klebstoff sein.
Die Schaumstoffplatte 18 kann ein relativ weiches Polyurethan-Zellschaummaterial mit relativ konstanter Stärke sein.
Jeder Zwischenlagestreifen 20, besteht vorzugsweise aus geformtem Schaumstoff mit in etwa der gleichen Dichte wie die Schaumstoffplatte 18: Beim noch zu beschreibenden Formvorgang kann der Streifen 20 etwas verdichtet. werden, so daß er letztlich eine etwas dichtere Zellstruktur als die Schaumstoffplatte 18 hat, so daß jeder Zwischenlagestreifen eine höhere Verformungsfestigkeit als die Schaumstoffplatte hat. Die Verdichtung jedes Streifens 20 kann durch Imprägnieren jedes Streifens mit einem Isocyanat-Härter erzielt werden, der in die Schaumstoffzellwände eindringt und diese weich macht; beim Formvorgang (Erwärmung) polymerisiert der Härter dann und versteift die Zellwände, so daß die Verformungsfestigkeit der Schaumstoffstreifen etwas erhöht wird. Der Formvorgang verleiht auch jedem Schaumstoffstreifen eine neue Gestalt, so daß die in 2 dargestellte Konfiguration erzielt wird.
Die Grundplatte 16 ist eine relativ steife und starre Formplatte, die als im wesentlichen festes rückseitiges "Widerlager" für die Schaumstoffplatte 18 und die Schaumstoffstreifen 20 dient. Die Platte 16 kann eine Glasfaserplatte sein, die in einem separaten Vorgang geformt wird, bevor die Schaumstoffplatte 18 und die Schaumstoffstreifen 20 auf der Grundplatte montiert werden. Aus Gründen der wirtschaftlicheren Herstellung dagegen wird die Grundplatte 16 vorzugsweise im Rahmen desselben Formprozesses in ihre endgültige Gestalt gebracht, in dem auch die Zwischenlagestreifen 20 geformt und die Schaumstoffplatte 18 mit der Grundplatte verbunden wird werden.
Vor dem Formvorgang kann die Platte 16 als eine flexible gewobene Glasfaserbahn (Gewebe) vorliegen, oder als Glasfaser-Rovings, die zu einem einheitlich starken flexiblen Blatt zusammengepreßt werden. Die Glasfaserplatte kann auf der Schaumstoffplatte 18 und den Schaumstoffstreifen 20, 20 ausgebreitet werden, wie es 5 zeigt, um die Platte im Formhohlraum zu positionieren. Während des Formvorganges (beim Erwärmen) werden die Glasfasern verschmolzen und so konfiguriert, daß die gewünschte Form und Steifigkeit erzielt wird.
Die äußere Fläche der Schaumstoffplatte 18 wird von einem flexiblen Dekordeckblatt 30 abgedeckt, das eine dünne Schaumstoffolie sein kann, die auf ihrer Unterseite mit einer Gewebeschicht überzogen ist. Das Deckblatt 30 kann eine Stärke von etwa einem achtel Zoll haben.
Die 3 bis 6 veranschaulichen den Ablauf von Verfahrensschritten, wie sie zur Formung einer geformten Dachinnenauskleidung nach der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gebracht werden können. Wie 3 zeigt, wird das Deckblatt 30 auf einer flachen Unterseite 32 positioniert, wonach ein Kontaktklebstoff auf die freiliegende Oberfläche des Blattes gesprüht wird. Dann wird die Schaumstoffplatte 18 auf dem flachliegenden Deckblatt festgeklebt.
In 4 wird ein Haftfilm 26 auf der Schaumstoffplatte aufgebracht, woraufhin ein rechteckiger Schaumstoffstreifen 20 auf dem Haftfilm plaziert wird.
Der rechteckige Schaumstoffstreifen 20 kann vor der Anordnung auf dem Haftfilm 26 mit einem flüssigen Härter imprägniert werden, z. B. mit Toluol-Di-Isocyanat. Es versteht sich von selbst, daß die 3 bis 6 nur Teilansichten sind, die nur die Randbereiche der Dachauskleidung darstellen. Die in den 3 bis 6 veranschaulichten Strukturen wiederholen sich auf der gegenüberliegenden Randseite der Dachauskleidung.
5 und 6 zeigen die Dachauskleidungskomponenten nach dem Einlegen in einen Formhohlraum. Der Formhohlraum wird von einem unteren Gesenk 34 mit einer oberen Fläche begrenzt, welche die Gestalt der Unterseite der Dachinnenauskleidung bestimmt (wie sie 1 darstellt), und von einem oberen Gesenk 36, das die Gestalt der Oberseite der Dachinnenauskleidung bestimmt. Mit Bezug auf 5 wird das flexible Glasfaserblatt 16, nachdem die Einheit aus, 4 auf das Untergesenk 34 gelegt worden ist, auf die Schaumstoffplatte 18 und die zugehörigen Schaumstoff-Zwischenlagestreifen 20 gelegt.
6 veranschaulicht den Zustand, der nach dem Schließen des Obergesenkes 36 erreicht wird, und nachdem die Formvorrichtung ihren Aufheiz- und Abkühlzyklus ausreichend lange durchlaufen hat, um die Platte 16 und die Schaumstoffstreifen 20 in die in 6 gezeigte Gestalt zu bringen.
Der Formungsvorgang versteift die Grundplatte 16 und versteift in gewisser Weise auch die Zellwände in den Zwischenlagestreifen 20. Ein Vergleich der 5 und 6 zeigt, daß der Formvorgang die Zellstruktur der Zwischenlagestreifen 20 verdichtet, so daß die Streifen 20, 20 eine höhere Verformungsfestigkeit als die Schaumstoffplatte 18 aufweisen. Die Schaumstoffplatte 18 wird durch den Formvorgang mit den Zwischenlagestreifen 20 und der Grundplatte 16 verklebt, wenn auch die Zellstruktur und die Steifigkeit der Schaumstoffplatte 16 von dem Formvorgang im wesentlichen unbeeinflußt bleibt.
Wie aus den 2 und 6 ersichtlich ist, haben die Unterseiten der Schaumstoffstreifen 20 eine konvex bogenförmige Querschnittsform. Die Schaumstoffplatte 18 folgt der konvexen Oberflächenform der Schaumstoffstreifen 20. Der dazwischenliegende Haftfilm 26 wirkt als Barriere gegen das Eindringen von Härter aus den Schaumstoffstreifen 20 in die Schaumstoffplatte 18, so daß die Zähigkeit der Schaumstoffplatte 18 von der Gegenwart der Schaumstoffstreifen 20 unbeeinflußt bleibt. Die Schaumstoffstreifen 20 selbst wirken als elastische Abstandshalter zwischen der Schaumstoffplatte 18 und der Grundplatte 16. Der Dämpfereffekt (Energieschluckeffekt) der Schaumstoffplatte 18 bleibt über die gesamte Ausdehnung der Schaumstoffplatte erhalten, einschließlich an den Seitenholmen 14.

Claims

Aufprallenergie schluckende Dachinnenauskleidung für ein Kraftfahrzeug, ausgelegt; sich zwischen zwei von einander beabstandeten Seitenholmen (14) in Randbereichen des Fahrzeugdaches zu erstrecken, folgendes beinhaltend: eine steife Grundplatte (16) mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche und zwei Seitenrändern, die ausgelegt sind, entlang den Dachholmen (14) zu verlaufen; eine die untere Fläche der besagten Grundplatte (16) abdeckende Schaumstoffplatte (18); gekennzeichnet durch: zwei Schaumstoff-Zwischenlagestreifen (20), die sich entlang der unteren Fläche der besagten Grundplatte (16) in der Nähe der Seitenränder der Platte und zwischen besagter Schaumstoffplatte und besagter Grundplatte erstrecken, so daß besagte Schaumstoff-Zwischenlagestreifen (20) den Seitenholmen gegenüberliegen, wenn sich die Dachinnenauskleidung in ihrer Einbaulage befindet; wobei die beiden besagten Schaumstoff-Zwischenlagestreifen (20) eine höhere Verformungsfestigkeit als die Schaumstoffplatte (18) aufweisen, so daß sie Aufprallenergie absorbieren, die vom Fahrzeuginnenraum auf die Dachseitenholme gerichtet ist.
Dachinnenauskleidung nach Anspruch 1, worin besagte Grundplatte (16) aus Glasfaser besteht.
Dachinnenauskleidung nach Anspruch 1 oder 2, worin besagte Schaumstoffplatte (18) zwei Seitenränder hat, die zusammen mit den Seitenrändern der besagten Grundplatte (16) verlaufen; wobei besagte Schaumstoffplatte (18) eine im wesentlichen konstante Stärke zwischen ihren beiden Seitenrändern aufweist.
Dachinnenauskleidung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, worin jeder Zwischenlagestreifen (20) eine flache obere Fläche hat, welche an der Grundplatte (16) anliegt, und eine konvex bogenförmige untere Fläche, die mit der Schaumstoffplatte verklebt ist.
Dachinnenauskleidung nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, außerdem einen Haftfilm (26) enthaltend, der zwischen der konvexen Bogenfläche jedes Schaumstoff-Zwischenlagestreifens (20) und der Schaumstoffplatte (18) eingefügt ist.