DE69822483T2 - Lasttragendes fahrzeugdach und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein lasttragendes Fahrzeugdach der so genannten Sandwich-Struktur, dadurch gekennzeichnet, dass die im Fahrzeugdach eingeschlossenen Materialschichten Polymermaterial, Laminatmaterial und/oder Metallschichten umfassen.
  • Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren für die Herstellung eines solchen Fahrzeugdaches, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Laminier- und/oder Formpressverfahren umfasst.
  • Die Materialstruktur des erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches umfasst einen Kern mit hoher Tragfähigkeit und geringer Dichte, wobei der Kern auf beiden Seiten von Schichten mit hoher Festigkeit umschlossen ist. Auf diese Weise wird eine steife Konstruktion mit großer Lasttragefähigkeit und geringem Gewicht und guter Schall- und Wärmeisolierfähigkeit erzielt. Des weiteren stellt das erfindungsgemäße Fahrzeugdach sowohl das Außendach als auch das Innendach bereit, ehe die Anbringung auf einer Fahrzeugkarosserie vorgenommen wird, und aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, dass ein separates Innendach nachträglich anzubringen ist.
  • Die vorliegende Erfindung findet hauptsächlich Anwendung auf dem Gebiet bodennaher Fahrzeuge, wie zum Beispiel Personenwagen oder Nutzfahrzeuge.
  • Der Erfindung zugrunde liegender allgemeiner Stand der Technik
  • Bei der herkömmlichen Herstellung von Fahrzeugdächern aus Kraftfahrzeugblech werden gewöhnlich verschiedene Arbeitsgänge der Metallbearbeitung eingesetzt, wie zum Beispiel Pressen, Walzen, Biegen und Schweißen.
  • Diese herkömmlichen Fahrzeugdächer werden in einem oder mehreren separaten Schritten bereitgestellt, mit eventuellen schallisolierenden Schichten und verschiedenen dekorativen Schichten auf der Seite des Fahrzeugdaches, die dem Fahrgastraum zugewandt sein wird. In der Regel geschieht dies am Ende eines Fließbandes für Kraftfahrzeuge.
  • Herkömmliche Blechdächer stellen einen integrierten lasttragenden Teil der Karosserie eines Fahrzeuges dar, und sie leisten mit den gegenwärtig eingesetzten Strukturen einen großen Beitrag zur Festigkeit und Steifigkeit der Karosserie und sorgen für einen relativ guten Schutz bei einem möglichen Unfall, bei dem ein Kraftfahrzeug zum Beispiel auf seinem Dach rutscht oder schließlich auf diesem liegen bleibt. Ein Fakt, der als ein Nachteil bei herkömmlichen aus Blech gefertigten Fahrzeugdächern wahrgenommen werden könnte, ist ihr relativ hohes Gewicht.
  • Abnehmbare Dächer, beispielsweise aus Kunststoffmaterial, so genannte feste Verdecke, sind bereits bekannt. Dächer dieser Art leisten jedoch keinen großen Beitrag zur Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie, und aus diesem Grunde muss die Karosserie oder das Fahrgestell mit zusätzlichen Verstärkungen versehen werden, um die Steifigkeit und die Lasttragefähigkeit zu erhöhen.
  • Des weiteren sind so genannte Faltdächer, d. h. nach oben und nach unten faltbare Dächer aus verschiedenen verstärkten textilen und/oder Kunststoffmaterialien zum Einsatz zum Beispiel bei Cabriolets ebenfalls seit langem bekannt. Derartige Dächer leisten auch keinen wesentlichen Beitrag zur Steifigkeit des Fahrzeuges und sorgen nur für eine unwesentliche Lasttragefähigkeit, und aus diesem Grunde sind zusätzliche Verstärkungen erforderlich.
  • Des weiteren sind Fahrzeugdächer aus aushärtbaren Plastverbundwerkstoffen mit einer Sandwich-Struktur bereits bekannt. Diese bereits bekannten Fahrzeugdächer machen es erforderlich, dass ein separates Innendach angebracht wird, nachdem das Außendach auf der Karosserie angebracht worden ist, in einer ähnlichen Weise wie bei aus Blech gefertigten Dächern.
  • GB-A-2 115 753, welches die Merkmale der Einleitung der unabhängigen Ansprüche zeigt, offenbart vorgeblich ein Dach einer Fahrzeugkarosserie in Form einer aus Schichten bestehenden Verbundwerkstoffkomponente, welche in einem Warm-Pressverfahren hergestellt wird und ausgebildet wird durch eine undurchlässige Außenschicht, eine Zwischen-Strukturschicht, eine halbsteife poröse Schicht und eine Polsterung und/oder dekorative Schicht. Der kontinuierliche Kantenbereich des Daches erhält seine Form durch Warmpressverformung aller Schichten zur Ausbildung von Anschlussflanschbereichen mit unterschiedlichen Querschnitten, die so angepasst sind, dass sie mit Bereichen des Fahrzeugrahmens verbunden werden können.
  • Kurze Inhaltsangabe der Erfindung
  • Dementsprechend besteht die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein lasttragendes Fahrzeugdach bereitzustellen, welches, noch ehe es auf einem Kraftfahrzeug montiert wird, sowohl das Innen- als auch das Außendach bildet und das, nachdem es montiert worden ist, einen lasttragenden, integrierten Bestandteil der Fahrzeugkarosserie darstellt.
  • Diese Aufgabe wird mittels dem lasttragenden Fahrzeugdach gelöst, wie es in Anspruch 1 beansprucht wird.
  • Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches des oben beschriebenen Typs.
  • Diese Aufgabe wird gelöst vermittels des Verfahrens, wie es in Anspruch 12 beansprucht wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei denen
  • 1 schematisch einen Querschnitt eines Abschnitts eines erfindungsgemäßen lasttragenden Fahrzeugdaches zeigt, und
  • 2 schematisch ein Verfahren für die Herstellung eines erfindungsgemäßen lasttragenden Fahrzeugdaches veranschaulicht.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • In 1 wird ein schematischer Querschnitt der Materialstruktur eines lasttragenden Fahrzeugdaches gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
  • Von oben und nach unten, das heißt von außen und nach innen, umfasst das Fahrzeugdach, wenn es auf ein Fahrzeug montiert wird, bei der beschriebenen ersten Ausführungsform eine äußere Deckschicht 1, eine Klebeschicht 2, einen Kern 3, eine innere Deckschicht 4, eine Dämmschicht 5 und eine dekorative Schicht 6.
  • Auf der Seite, die nach außen zeigt (nach oben in 1) ist die äußere Deckschicht 1 mit einem ansprechenden Oberflächenfinish versehen, da diese Schicht beim Kraftfahrzeug nach außen zeigt und es ebenfalls möglich sein muss, auf diese bei Bedarf eine Farbschicht oder eine Lackschicht mit guten Ergebnissen aufzubringen. Bei der beschriebenen Ausführungsform 1 besteht die äußere Deckschicht 1 aus einer so genannten Laminatschicht mit zwei dünnen Schichten Aluminiumfolie auf jeder Seite einer thermoplastischen Polypropylenschicht. Die zwei Aluminiumschichten haben eine Dicke von zirka 0,2 mm, während die Polypropylenschicht zirka 0,8 mm dick ist.
  • Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die äußere Deckschicht 1 auf einen Kern 3 mit Hilfe einer Klebeschicht aufgeklebt. Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht die Klebeschicht 2 aus einem warmhärtenden Epoxidkleber des Zweikomponententyps, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringungsgewicht des Klebers pro Quadrateinheit zirka 100 g/m2 beträgt.
  • Die Hauptaufgabe des Kerns 3 besteht darin, für eine große Tragfähigkeit und ein niedriges Gewicht pro Einheitsvolumen, d. h. für eine geringe Dichte zu sorgen. Des weiteren trägt Kern 3 zur Schall- und Wärmedämmungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches bei. Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht Kern 3 aus einem porösen Strukturschaumstoff aus Polymetachrylimid (PMI). Bei der beschriebenen Ausführungsform ist der Kern 3 zirka 10 mm dick.
  • Auf der Innenseite des Kerns 3 befindet sich eine innere Deckschicht 4. Die Hauptaufgabe der inneren Deckschicht 4 besteht darin, für eine hohe Festigkeit zu sorgen. Die innere Deckschicht 4 sollte nämlich zusammen mit der oben erwähnten äußeren Deckschicht 1 und dem Kern 3 eine so genannte Sandwich-Struktur mit hoher Steifigkeit und geringem Gewicht schaffen, um dem erfindungsgemäßen Fahrzeugdach die für die Anwendung erforderlichen lasttragenden Eigenschaften zu verleihen. Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht die innere Deckschicht 4 aus einer thermoplastischen Verbundwerkstoff-Schicht aus glasfaserverstärktem Polypropylen, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dicke der thermoplastischen Verbundwerkstoff-Schicht auf zirka 0,6 mm beläuft. Die innere Deckschicht 4 wird mit dem Kern 3 thermisch verbunden.
  • Bei der beschriebenen Ausführungsform wird eine Dämmschicht 5 aus einem weichen Polyetherschaumstoff mit einer Dicke von zirka 4,0 mm an der inneren Deckschicht 4 befestigt. Auch in diesem Fall wird die Bindekraft durch thermische Bindemittel ausgeübt.
  • Schließlich wird eine dekorative Schicht 6 an der Dämmschicht 5 befestigt, ebenfalls mit Hilfe von thermischen Bindemitteln. Bei der beschriebenen Aus führungsform besteht die dekorative Schicht 6 aus einem gestrickten Polyestermaterial mit einer ungefähren Dicke von etwa 0,4 mm.
  • Es kann gesagt werden, dass bei ihrer Funktion die Dämmschicht 5 und die dekorative Schicht 6 gemeinsam einem herkömmlichen Fahrzeuginnendach entsprechen. Dabei ist es die Aufgabe der Dämmschicht 5, dem Innendach eine Wärme- und Schalldämmungsfähigkeit und eine gewisse Weichheit zu verleihen, während die Hauptaufgabe der dekorativen Schicht 6 darin besteht, für eine dekorative innere Oberfläche zu sorgen, die vom Inneren des Fahrgastraums aus zu sehen sein soll.
  • Unter Bezugnahme auf die beigefügte 2 wird eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens für die Herstellung eines erfindungsgemäßen lasttragenden Fahrzeugdaches beschrieben werden.
  • Bei einem ersten Schritt wird das so genannte Laminatmaterial 1 in eine Form gepresst, die im wesentlichen der Form des äußeren Dachs entspricht, das geformt werden soll. Dies findet in einem erwärmten Presswerkzeug 7, 7' (in 2 mit gestrichelten Linien angegeben) gemäß dem an sich schon bekannten Verfahren statt. Wie oben erwähnt, besteht die Laminatschicht 1 aus zwei dünnen Aluminiumschichten auf jeder Seite einer thermoplastischen Polypropylenschicht. Die Laminatmaterialschicht 1, 1', 1'' bildet eine äußere Deckschicht in der Materialstruktur des erfindungsgemäßen fertig gestellten Fahrzeugdaches.
  • Wenn die Laminatschicht vorgeformt worden ist, wird ein schichtgeformtes Kernmaterial 3 in einem Heißluftofen 8 (in 2 mit gestrichelten Linien angegeben) auf zirka 195°C erhitzt und verbleibt bei dieser Temperatur zirka 10 Minuten, um eine vollständige Erwärmung des gesamten Kernmaterials 3 zu erzielen. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, das beim Kernmaterial 3 verwendete poröse Schaumstoffmaterial ein Strukturschaumstoff aus Polymetachrylimid (PMI).
  • Danach wird das vorgewärmte Kernmaterial 3' schnell zu einem Presswerkzeug 9, 9' (mit gestrichelten Linien angegeben) gemäß dem an sich bereits bekannten Verfahren transportiert, um für zirka 10 Sekunden mit dem auf zirka 120°C erwärmten Presswerkzeug vorgeformt zu werden. Nach dem Vorformen wird der vorgeformte Kern 3'' aus Strukturschaumstoff aus dem Presswerkzeug 9, 9' entnommen, wobei die Form des vorgeformten Kerns 3'' im wesentlichen der Form des erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches entspricht, das hergestellt werden soll.
  • Anschließend wird ein warmhärtender Epoxidkleber auf die oben erwähnte vorgeformte Laminatmaterialschicht 1' aufgebracht, und danach wird die vorgeformte Laminatschicht 1'' mit ihrer Klebeschicht 2 in das oben erwähnte Presswerkzeug 9, 9' eingebracht, das für das Vorformen des Kerns 3'' eingesetzt wurde. Dabei wird das Presswerkzeug 9, 9' auf zirka 118°C erwärmt.
  • Danach wird der vorgeformte Kern 3'' aus Strukturschaumstoff auf der leimbeschichteten Laminatschicht 1'' im Formwerkzeug 9, 9' platziert.
  • Anschließend wird eine auf zirka 205°C erwärmte Schicht 4 aus glasfaserverstärktem Polypropylenmaterial, welche eine innere Deckschicht in der Materialstruktur des fertig gestellten erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches bilden soll, auf dem vorgeformten Kern 3'' platziert.
  • Das in einer hydraulischen Presse angebrachte Presswerkzeug 9, 9' wird anschließend um die darin befindliche Materialcharge aus der klebstoffbeschichteten Laminatschicht 1'', dem vorgeformtem Kern 3'' und dem glasfaserverstärkten Polypropylenmaterial 4 herum geschlossen, und danach wird das Presswerkzeug für zirka 5 Minuten unter Druck gesetzt. Dabei beträgt die Temperatur der Werkzeugelemente zirka 118°C.
  • Wenn das Presswerkzeug 9, 9' geöffnet worden ist, werden Abstandsplatten 10, 10' zwischen den Werkzeugelementen platziert, um einen Zwischenraum zu erhalten, der einer dekorativen Schicht 6 mit einer mit dieser integralen Dämmschicht 5 entspricht. Gemeinsam sollen die dekorative Schicht 6 und die Dämmschicht 5 als ein Innendach im fertig gestellten erfindungsgemäßen Fahrzeugdach fungieren. Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht die dekorative Schicht 6 aus einem gestrickten textilen Material, das thermoplastische Polyesterfasern umfasst, während die Dämmschicht 5 aus einem weichen Polyetherschaumstoff mit einer offenen Zellstruktur besteht.
  • Die dekorative Schicht 6, die mit der Dämmschicht 5 verbunden ist, wird in das offene Formwerkzeug eingebracht, oben auf die Schicht der Materialcharge im Formwerkzeug, die sich aus der oben erwähnten glasfaserverstärkten Polypropylenschicht 4 ergibt. Danach wird das erwärmte Presswerkzeug rund um die jetzt komplette Materialcharge geschlossen, und es bleibt zirka 10 Sekunden geschlossen. Schließlich wird das Presswerkzeug geöffnet, und ein erfindungsgemäßes lasttragendes Fahrzeugdach 11 wird aus dem Presswerkzeug entnommen.
  • Das fertig geformte erfindungsgemäße Fahrzeugdach 11 umfasst ein Außen- und ein Innendach, und es kann nun auf eine Fahrzeugkarosserie montiert werden, nachdem eventuell ein Farbanstrich oder ein Lackanstrich auf die Außenseite der äußeren Deckschicht aufgebracht worden ist.
  • Nachfolgend wird eine zweite besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Auch in diesem Fall erfolgt, wo zutreffend, die Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte 2.
  • Bei einem ersten Schritt findet das Vorformen der Laminatschicht in einer Weise statt, die der der ersten Ausführungsform entspricht.
  • Die vorgeformte Laminatschicht 1' wird in einem Presswerkzeug 9, 9' platziert, dessen Form-Hohlraum im geschlossenen Zustand im wesentlichen die gleichen Abmaße wie das erfindungsgemäße Fahrzeugdach aufweist, welches geformt werden soll.
  • Danach wird eine Klebeschicht 2' auf die vorgeformte Schicht aufgebracht. Dies könnte in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform erfolgen, es wird jedoch bei der zweiten Ausführungsform vorgenommen, indem eine so genannte Klebstoffschicht, zum Beispiel aus thermoplastischem Polyester, oben auf die vorgeformte Schicht 1'' im Presswerkzeug 9, 9' aufgebracht wird. Im Prinzip funktioniert die Klebstoffschicht 2' als eine Schicht Hot-Melt-Kleber, welcher bei Erwärmung schmilzt und nach dem Abkühlen an umgebenden Schichten durch thermische Verbindungen anhaftet.
  • Wenn die Klebstoffschicht 2', d. h. die Klebeschicht, auf die vorgeformte Schicht 1'' aufgebracht worden ist, wird eine erwärmte Materialcharge, die aus erwärmtem Kernmaterial 3'' und erwärmtem faserverstärkten thermoplastischen Material 4 besteht, in das Presswerkzeug eingebracht und oben auf der Klebstoffschicht mit der darunter liegenden vorgeformten Schicht 1'' platziert. Damit wird das erwärmte Kernmaterial 3'' in Kontakt mit der Klebstoffschicht 2' gebracht.
  • Anschließend wird das Presswerkzeug 9, 9' geschlossen, um die Materialcharge 3'', 4 und die vorgeformte Schicht 1'' mit Hilfe der Klebstoff-Zwischenschicht 2', das heißt der Klebeschicht zu vereinigen. Nachdem das Presswerkzeug 15 Sekunden geschlossen blieb, wird es geöffnet, und die Schicht, mit dem faserverstärkten thermoplastischen Material 4' wird sichtbar.
  • Eine Dämmschicht 5 mit einer an dieser befestigten dekorativen Schicht 6, die nach innen zum Fahrgastraum zeigen soll, wenn das fertiggestellte erfindungsgemäße lasttragende Fahrzeugdach auf einem Kraftfahrzeug montiert worden ist, werden oben auf dem faserverstärkten thermoplastischen Material 4' platziert.
  • Bei der zweiten Ausführungsform weist das dämmende Schaumstoffmaterial 5 ebenfalls eine zweite Klebstoffschicht (in 2 nicht gezeigt) in Form einer thermoplastischen Klebstoffschicht auf, um für das Anhaften des faserverstärkten thermoplastischen Materials 4' mittels thermischer Verbindungen zu sorgen.
  • Wenn die Dämmschicht 5, die mit der dekorativen Schicht 6 verbunden ist, eingesetzt worden ist und geeignete Abstandselemente 10, 10' eingefügt worden sind, wird das Presswerkzeug 9, 9' geschlossen, um die darin eingeschlossenen Materialschichten zu vereinigen. Dabei beträgt die Temperatur des Presswerkzeugs 120°C, was die zweite Klebeschicht (nicht gezeigt) auf dem Schaumstoffmaterial der Dämmschicht 5 dazu bringt, zu schmelzen oder zumindest so ausreichend weich zu werden, dass eine Vereinigung stattfinden kann.
  • Wenn das Presswerkzeug geöffnet worden ist, wird das geformte und noch warme Werkstück entnommen, um es in einer so genannten Abkühlvorrichtung (in 2 nicht gezeigt) zu platzieren. Die Abkühlvorrichtung weist einen Formgebungshohlraum mit der gleichen Form wie das Presswerkzeug auf, sie ist jedoch in ihren Wänden mit einem Kühlmittel versehen. Nach dem Abkühlen ungefähr auf Raumtemperatur wird die Abkühlvorrichtung geöffnet (nicht gezeigt), und ein fertig gestelltes erfindungsgemäßes lasttragendes Dach 11 kann entnommen werden.
  • Zusätzlich zu den oben erwähnten Vorteilen des erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches kann erwähnt werden, dass Ausführungsformen, bei denen die verschiedenen Schichten des Fahrzeugdaches miteinander mit Hilfe thermischer Verbindungen verbunden werden, des weiteren ein eventuelles Recyceln des Fahrzeugdaches erleichtern.
  • Im Gegensatz zu warmhärtenden Klebstoffverbindungen können nämlich thermoplastische Verbindungen mittels Erwärmen ausreichend erweicht werden, um die Trennung der verschiedenen Schichten im erfindungsgemäßen Fahrzeugdach von einander zu ermöglichen, wonach das Material in den jeweiligen Schichten separat wiedergewonnen werden kann.
  • Des weiteren sollte erwähnt werden, dass besonders bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen lasttragenden Fahrzeugdaches den Hauptteil der in der inneren Deckschicht enthaltenen Verstärkerfasern in eine Richtung ausgerichtet umfassen, in welcher das Auftreten der Belastungsrichtung der erwarteten Lasten auf das Fahrzeugdach erwartet wird. Der Grund dafür ist, dass eine solche Faserausrichtung eine maximale lasttragende Fähigkeit schafft.
  • Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf das beschränkt, was im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist oder auf das, was in den beigefügten Zeichnungen gezeigt wird, sondern der Schutzumfang der Erfindung wird durch die zugehörigen Ansprüche begrenzt.
  • Demgemäß könnte zum Beispiel die oben erwähnte Laminatschicht in der äußeren Deckschicht ersetzt werden durch ein dünnes Aluminiumblech, eine thermoplastische Schicht oder eine verstärkte thermoplastische Schicht.
  • Abhängig von der Wahl der Materialien kann die äußere Deckschicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches mit einem Oberflächenfinish versehen werden, das es ermöglicht, dass das Fahrzeugdach nach seiner Montage zusammen mit der restlichen Karosserie in einer Autolackiererei gemäß bereits bekannten Verfahren mit einem Farbanstrich versehen wird. Die Erfindung ist jedoch auch mit Ausführungsformen vorstellbar, bei denen die äußere Deckschicht eine Oberfläche mit einer gewünschten Farbe aufweist, welche ledig lich einen herkömmlichen Arbeitsgang des Polierens erforderlich macht, um das endgültige Oberflächenfinish zu erzielen.
  • Anstelle von Polymetachrylimid könnte das Kernmaterial aus Polyvinylchloridschaumstoff, Polyimidschaumstoff oder aus einem anderen geeigneten Strukturschaumstoff bestehen. Es sind ebenfalls Ausführungsformen der Erfindung vorstellbar, bei denen der Kern ein anderes poröses Material mit geringer Dichte umfasst, zum Beispiel Balsa oder Kork.
  • Das glasfaserverstärkte thermoplastische Material, das bei der beschriebenen Ausführungsform als eine innere Deckschicht genutzt wird, könnte vorteilhafterweise zum Beispiel aus einem thermoplastischen Verbundwerkstoff mit kontinuierlichen, ausgerichteten Verstärkungsfasern bestehen oder aus einem thermoplastischen Verbundwerkstoff mit einem gewebten, geflochtenen oder gestrickten Verstärkungsmaterial. Es sind ebenfalls Ausführungsformen vorstellbar, bei denen die innere Deckschicht eine Metallschicht umfasst, zum Beispiel ein so genanntes Streckgitter aus Aluminium.
  • Des weiteren könnte die Dämmschicht ebenfalls aus einem Polyethylen-Terephthalat-Schaumstoff bestehen, während die dekorative Schicht zum Beispiel aus einem genadelten Faservliesmaterial aus für diesen Zweck geeigneten Fasern bestehen könnte.
  • Es sind Ausführungsformen der Erfindung denkbar, bei denen die Dämmschicht und die dekorative Schicht bereitgestellt werden als zwei separate Schichten oder Materialien, jedoch ebenfalls Ausführungsformen, bei denen die Funktion der zwei Schichten durch ein einziges, kontinuierliches Material erfüllt wird. Im letzteren Fall könnte ein solches kombiniertes Dämm- und dekoratives Material Dämmeigenschaften in der Schicht oder den Schichten bieten, die sich im Inneren des Fahrzeugdaches befinden, während die sichtbare Oberfläche oder die Oberflächenschicht des kombinierten Materials dekorative Eigenschaften bieten würde.
  • Das erfindungsgemäße lasttragende Fahrzeugdach wird in einem Verfahrensschritt vor der Montage vorteilhafterweise mit Befestigungspunkten einer für diesen Zweck geeigneten Art versehen.
  • Dabei sollen die Befestigungspunkte mit entsprechenden Befestigungspunkten einer Fahrzeugkarosserie ohne Dach verbunden werden, wenn das Fahrzeugdach montiert wird. Die Befestigungspunkte können zum Beispiel bestehen aus Verstärkungen, die in den Verbundwerkstoff eingelassen sind, oder aus hervorstehenden Zungen für Schrauben- oder Bolzenverbindungen oder aus Oberflächen, die speziell für ein Verleimen vorbereitet wurden. Es sind ebenfalls verschiedene Arten von Stecker-/Buchsenverbindungen denkbar.

Claims (21)

  1. Lasttragendes Fahrzeugdach, das eine äußere Deckschicht (1), einen Kern (3) und eine innere Deckschicht (4) umfasst, die gemeinsam eine lasttragende Struktur bilden, wobei mindestens eine Dämmschicht (5) und/oder eine dekorative Schicht (6), die von einem Fahrgastraum innerhalb eines Kraftfahrzeuges zu sehen sein soll, in der inneren Deckschicht (4) bereitgestellt wird/werden und die Dämmschicht (5) und/oder dekorative Schicht als Schichten des lasttragenden Fahrzeugdaches bereitgestellt werden, ehe es auf die Karosserie des Kraftfahrzeuges montiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Deckschicht (4) eine verstärkte thermoplastische Schicht oder eine Metallschicht ist und dass die äußere Deckschicht (1) und der Kern (3) sowie der Kern (3) und die innere Deckschicht (4) mittels Klebeschichten aneinander befestigt werden oder thermisch verbunden werden, um vor der Montage auf die Karosserie des Fahrzeuges eine Sandwich-Struktur mit hoher Steifigkeit und geringem Gewicht zu bilden.
  2. Lasttragendes Fahrzeugdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Deckschicht (1) ein Laminatmaterial mit thermoplastischer Schicht/Schichten und Metallschicht/-schichten umfasst, oder dass die äußere Deckschicht (1) festes Aluminiumblech umfasst, das mit Hilfe einer Klebeschicht, die thermoplastisches Material enthält, am Kern (3'') befestigt wird.
  3. Lasttragendes Fahrzeugdach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3) einen Strukturschaum auf der Basis eines Polymers oder mehrer Polymere umfasst, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe Polymetachrylimid, Polyimid oder Polyvinylchlorid.
  4. Lasttragendes Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Deckschicht (4) einen verstärkten Thermoplast enthält.
  5. Lasttragendes Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Deckschicht (4) Verstärkerfasern umfasst, deren Hauptteil in eine Richtung ausgerichtet worden ist, in der das Auftreten der Belastungsrichtung erwarteter Lasten auf das lasttragende Fahrzeugdach erwartet wird.
  6. Lasttragendes Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkermaterial der inneren Deckschicht (4) in Form eines gewebten, gestrickten oder geflochtenen textilen Materials bereitgestellt wird.
  7. Lasttragendes Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkermaterial der inneren Deckschicht (4) Endlosfasern umfasst.
  8. Lasttragendes Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Deckschicht (4) zugeschnittene Glasfasern als Verstärkermaterial umfasst.
  9. Lasttragendes Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Deckschicht (4) ein Streckgitter aus Aluminiummetall umfasst.
  10. Lasttragendes Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht (5) Polyetherschaumstoff umfasst und/oder dass die dekorative Schicht (6) ein Polyestergewebe umfasst.
  11. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches, wobei dieses Fahrzeugdach eine äußere Deckschicht (1), einen Kern (3) und eine innere Deckschicht (4) umfasst, wobei vor der Montage auf die Karosserie eines Kraftfahrzeuges mindestens eine Dämmschicht (5) und/oder eine dekorative Schicht (6), die von einem Fahrgastraum innerhalb dieses Kraftfahrzeuges zu sehen sein soll, in der inneren Deckschicht (4) bereitgestellt wird/werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Vorformen der äußeren Deckschicht (1) in einem ersten Presswerkzeug (7, 7'); Vorwärmen des Kerns (3) und Vorformen des vorgewärmten Kerns (3') in einem zweiten Presswerkzeug (9, 9'); Verbinden der vorgeformten äußeren Deckschicht (1') mit dem Kern (3') mittels einer Klebeschicht und Aufbringen der inneren Deckschicht (4) darauf; Formen einer lasttragenden Struktur, in Form einer Sandwich-Struktur mit hoher Steifigkeit und geringem Gewicht, mittels der Verdichtung der vorgeformten äußeren Deckschicht (1') und des Kerns (3'') im zweiten Presswerkzeug (9, 9') zusammen mit der inneren Deckschicht (4); und Aufbringen der Dämmschicht (5) und/oder dekorativen Schicht (6) auf die Sandwich-Struktur und Befestigung an dieser nach der Verdichtung, um das lasttragende Fahrzeugdach (11) zu schaffen.
  12. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Deckschicht (1) und der Kern (3'') und der Kern (3'') und die innere Deckschicht (4) mit Hilfe von erwärmtem thermoplastischen Material aneinander befestigt werden, das nach dem Abkühlen für thermisches Verbinden sorgt.
  13. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Deckschicht (1) Laminatmaterial mit thermoplastischer Schichtthermoplastischen Schichten und Metallschich/-schichten umfasst und dass diese äußere Deckschicht (1) auf die oder über die Erweichungstemperatur hinaus erwärmt wird, um nach dem Formen und Abkühlen eine vorgeformte äußere Deckschicht (1') zu schaffen.
  14. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Deckschicht (1) festes Aluminiumblech umfasst und dass die äußere Deckschicht (1) vorgeformt wird, um danach am vorgeformten Kern (3'') mit Hilfe einer Klebeschicht (2'), die einen Thermoplast enthält, befestigt zu werden.
  15. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3) einen Strukturschaum auf der Basis eines Polymers oder mehrer Polymere umfasst, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe Polymetachrylimid, Polyimid oder Polyvinylchlorid.
  16. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Deckschicht (4) einen verstärkten Thermoplast umfasst und dass die innere Deckschicht (4) in einen Klebezustand versetzt wird, indem sie vor oder im Zusammenhang mit der Verdichtung der Materialschichten, die im lasttragenden Fahrzeugdach enthalten sind, erwärmt wird.
  17. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Deckschicht (4) Verstärkerfasern umfasst, deren Hauptteil in eine Richtung ausgerichtet worden ist, in der das Auftreten der Belastungsrichtung erwarteter Lasten auf das lasttragende Fahrzeugdach erwartet wird.
  18. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkermaterial der inneren Deckschicht (4) in Form eines gewebten, gestrickten oder geflochtenen textilen Materials bereitgestellt wird und/oder dass das Verstärkermaterial Endlosfasern umfasst.
  19. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die bei dem Verfahren eingesetzte innere Deckschicht (4) Glasfasern als Verstärkermaterial umfasst.
  20. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Deckschicht (4) ein Streckgitter aus Aluminiummetall umfasst, das mit Hilfe eines thermoplastischen Materials am Kern (3'') befestigt wird.
  21. Verfahren für die Herstellung eines lasttragenden Fahrzeugdaches nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die bei dem Verfahren eingesetzte Dämmschicht (5) Polyetherschaum umfasst und/oder dass die bei dem Verfahren eingesetzte dekorative Schicht (6) ein gestricktes Polyestermaterial umfasst.
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