DE10224204B4

DE10224204B4 - Fahrzeugdachmodul mit einem Dachausschnitt und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE10224204B4
Application number: DE2002124204
Authority: DE
Inventors: Robert Braun; Frank Kiesewetter; Michael Kölbl; Jens Noak; Dirk Legler; Erwin Kohout; Norbert Elbs; Matthias Dichtl
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2022-06-01
Also published as: DE10224204A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugdachmoduls (10) mit einem Dachausschnitt (12), wobei eine Dachhaut (16) im Dachausschnittsbereich tiefgezogen wird, die tiefgezogene Dachhaut in ein Hinterpresswerkzeug eingelegt wird, eine Trägerstruktur (18) auf die Dachhaut gelegt wird, das Hinterpresswerkzeug geschlossen wird, um die Dachhaut mit der Trägerstruktur zu hinterpressen, und die Dachhaut und ggfs. die Trägerstruktur beschnitten werden, um den Dachausschnitt herzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugdachmodul mit einem Dachausschnitt sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Fahrzeugdachmoduls.
Aus der EP 0 964 814 B1 ist ein Fahrzeugdachmodul mit einem Dachausschnitt für einen Schiebedeckel bekannt, wobei das Dachmodul eine geformte Dachhaut aus Stahlblech sowie eine sandwichartig damit verbundene Innenschale aus Schaumkunststoff aufweist. Im Bereich des Dachausschnitts ist die Dachhaut nach unten abgekantet, wobei der abgekantete Bereich mit der Innenschale hinterfüllt ist, die Kante selbst jedoch freiliegt.
Aus der älteren deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102 08 880.2 ist ein Dachmodul bekannt, welches eine Metalldachhaut, eine mit der Innenseite der Dachhaut über eine Zwischenlage verbundene Trägerstruktur sowie eine Abschlusslage auf der von der Metalldachhaut abgewandten Seite der Trägerstruktur aufweist, wobei die einzelnen Lagen miteinander zu einem Verbundbauteil verpresst sind, bei dem die Kante der Dachhaut in Kunststoffmaterial mindestens einer der Lagen oder in im Randbereich beim Verpressen eingebrachten Kunststoff vollständig eingebettet ist.
Aus der älteren deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102 01 088.9 ist ein Dachmodul bekannt, welches mit einem Dachausschnitt versehen ist, wobei das Dachmodul als Verbundbauteil ausgebildet ist, bei dem eine Dachhaut über eine Zwischenlage mit einer Trägerstruktur verpresst ist, die auf ihrer von der Dachhaut abgewandten Seite mit einer Abschlusslage versehen ist. Die Dachhaut, die Zwischenlage und die Abschlusslage bilden im Bereich des Dachausschnitts einen Flansch, der nach unten abgekantet ist und auf welchen von unten ein Dichtungselement aufgesteckt ist. Zwischen der nach unten weisenden Flanschkante und dem Dichtungselement kann eine Verklebung vorgesehen sein, welche zur Versiegelung der Kante dient.
Aus der EP 0 995 667 A1 ist ein Fahrzeugdachmodul bekannt, welches aus einer tiefgezogenen Außenhaut aus Metallblech oder Kunststofffolie und einer an die Innenseite der Außenhaut angeschäumten faserarmierten Kunststoffschicht besteht, welche die Außenhaut verstärken soll. Die faserarmierte Kunststoffschicht dient auch dazu, eine Randaufkantung der Außenhaut zu verstärken.
Aus der DE 100 33 232 A1 ist ein Fahrzeugdachmodul bekannt, welches eine Außenhaut, eine mittels einer mit Polyurethan getränkten Glasfasermatte mit der Außenhaut verbundenen Trägerstruktur aus Waben sowie eine zweite, an der anderen Seite der Trägerstruktur angebrachte und mit Polyurethan getränkte Glasfasermatte umfasst. Die Außenhaut und die beiden Glasfasermatten bilden im Randbereich übereinander liegend einen Flansch, welcher seitlich von der Trägerstruktur absteht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugdachmodul mit einem Dachausschnitt sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren zu schaffen, wobei das Dachmodul auf einfache Weise herstellbar sein soll, die Kante der Dachhaut im Bereich des Dachausschnitts geschützt sein soll und ferner die Kante der Dachhaut möglichst keine Beschädigung einer in dem Dachausschnitt vorgesehenen Deckeldichtung verursachen soll.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Dachmodul gemäß Anspruch 12 bzw. 13 sowie entsprechende Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1 bzw. 2.
Bei der Lösung gemäß Anspruch 1 und 12 ist vorteilhaft, dass das Dachmodul besonders einfach mit wenigen Herstellungsschritten gefertigt werden kann. Bei der Lösung gemäß Anspruch 2 und 13 ist vorteilhaft, dass dadurch, dass die Beschnittkante der Dachhaut in Richtung von dem Dachausschnitt weg umgebogen ist, einerseits keine Beschädigung einer Dichtung eines Deckels für den Dachausschnitt durch die Beschnittkante erfolgen kann und andererseits es möglich ist, die Beschnittkante beim Hinterpressen zu versiegeln und damit vor Korrosion zu schützen.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Schnittansicht eines Dachmoduls im Randbereich eines Dachausschnitts gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei mit gestrichelten Linien ein Zwischenstadium bei der Herstellung des Dachmoduls angedeutet ist;
2 eine Ansicht ähnlich zu 1, wobei jedoch eine andere Ausführungsform des Dachmoduls gezeigt ist;
3 eine Ansicht ähnlich zu 2, wobei jedoch eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt ist;
4 eine Schnittansicht bei der Herstellung einer weiteren Ausführungsform eines Dachmoduls während des Hinterpressens; und
5 eine Ansicht ähnlich zu 4, wobei jedoch eine abgewandelte Ausführungsform des Dachmoduls gezeigt ist.
Gemäß 1 weist ein Dachmodul 10 für ein Fahrzeug einen Dachausschnitt 12 auf, welcher von einem verstellbaren Deckel 14 wahlweise verschlossen oder mindestens zum Teil freigelegt werden kann. Bei dem Deckel 14 kann es sich beispielsweise um den Deckel eines Schiebedachs oder eines Schiebehebedachs oder um ein Abdeckelement eines anderen öffnungsfähigen Fahrzeugdachtyps handeln. Das Verstellen des Deckels 14 erfolgt dabei in üblicher Weise mittels einer an dem Dachmodul 10 befestigten Verstellmechanik einschließlich dachmodulfester Führungsschienen sowie eines Antriebs.
Das Dachmodul 10 ist so ausgebildet, dass es bei der Endmontage des Fahrzeugs (bei dem es sich insbesondere um einen Pkw handelt) als komplette Einheit, gegebenenfalls mit integrierten Funktionselementen wie Fahrzeughimmel und Sonnenblenden, von oben in die Fahrzeugkarosserie eingebracht und mit dieser beispielsweise verklebt werden kann.
Das Dachmodul 10 umfasst eine Außenhaut bzw. Dachhaut 16, welche mit einer Trägerstruktur 18 hinterpresst ist, wobei eine Zwischenlage 20 zwischen der Dachhaut 16 und der Trägerstruktur 18 liegt. Auf ihrer von der Dachhaut 16 abgewandten Seite ist die Trägerstruktur 18 mit einer Abschlusslage 22 versehen.
Die Dachhaut 16 kann beispielsweise aus Aluminium oder Stahl, vorzugsweise als Coil-Coated-Blech, oder Kunststoff bestehen. Bei der Zwischenlage 20 und der Abschlusslage 22 handelt es sich vorzugsweise um mit Polyurethan (PU) getränkte Glasfasermatten. Die Trägerstruktur 18 ist vorzugsweise als Leichtbau-Wabenstruktur mit Papier, Metall oder Kunststoff als Kernmaterial ausgebildet. Die Glasfasermatten 20 und 22 dienen dazu, die Trägerstruktur 18 zu stabilisieren bzw. zu versteifen, wodurch ein sehr niedriges Flächengewicht bei hoher Steifigkeit erzielt werden kann.
Alternativ könnte die Trägerstruktur beispielsweise auch vorzugsweise als LFI (long fibre injection)-Struktur ausgebildete Kunststoffhinterpressung, z.B. aus PU, ausgebildet sein.
Bei der Herstellung des Dachmoduls 10 gemäß 1 wird zunächst die Dachhaut 16 im Bereich des Dachausschnitts 12 tiefgezogen und anschließend in ein geeignetes Hinterpresswerkzeug eingelegt. Die entsprechend zugeschnittene Trägerstruktur 18 wird zusammen mit der Zwischenlage 20 und der Abschlusslage 22 auf die Dachhaut 16 gelegt. Anschließend wird das Werkzeug geschlossen und die Dachhaut 16 wird mit der Trägerstruktur 18 und der Zwischenlage 20 und der Abschlusslage 22 hinterpresst. Im Randbereich zu dem Dachausschnitt 12 hin bildet sich dabei ein Flansch, in welchem die Dachhaut 16, die Zwischenlage 20 und die Abschlusslage 22 übereinander liegen. In 1 ist in gestrichelten Linien der Verlauf dieses Flansches nach dem Hinterpressvorgang dargestellt.
Nach dem Hinterpressen wird das Dachmodul 10 im Bereich des Dachausschnitts 12 beschnitten, um den Dachausschnitt 12 herzustellen. In 1 ist die Beschnittkante mit dem Bezugszeichen 24 angedeutet. Der Beschnitt kann beispielsweise mittels Laser- oder Wasserstrahl, spanend oder mit Beschnittwerkzeugen ausgeführt werden.
Abschließend werden die Verstellmechanik für den Deckel 14 sowie der Deckel 14 selbst an dem Dachmodul 10 montiert.
Der Deckel 14 ist in seinem Randbereich mit einer Dichtung 26 versehen, welche sich bei geschlossenem Deckel an den tiefgezogenen Bereich der Dachhaut 16 wie in 1 gezeigt anlegt.
In 2 ist eine alternative Ausführungsform des Dachmoduls 10 gezeigt, wobei der wesentliche Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 in der Art besteht, wie der Dachausschnitt 12 hergestellt wird. Bei der Ausführungsform gemäß 2 wird der Dachausschnitt in der Dachhaut 16 bereits vor dem Einlegen in das Hinterpresswerkzeug ausgeschnitten. Die Dachhaut 16 wird anschließend im Bereich des Dachausschnitts nach unten abgekantet und zusätzlich wird die Schnittkante nach innen, d.h. in der von dem Dachausschnitt 12 weg weisenden Richtung, umgebördelt, d.h. um 180° umgebogen, so dass die Beschnittkante 28 vom Dachhausschnitt 12 her gesehen hinter der Dachhaut 16 zu liegen kommt, so dass keine Beschädigung der Deckeldichtung 26 durch die Beschnittkante 28 erfolgen kann.
Die Dachhaut 16 wird nun in das Hinterpresswerkzeug eingelegt, wobei die entsprechend zugeschnittene Trägerstruktur 18 nebst Zwischenlage 20 und Abschlusslage 22 auf die Dachhaut 16 gelegt wird und anschließend das Werkzeug geschlossen wird, um den Hinterpressvorgang auszuführen. Die Form des Werkzeugs ist dabei so gewählt, dass die Abschlusslage 22 sich bis zu der Knickstelle 32 des umgebördelten Bereichs der Dachhaut 16 erstreckt. Auf diese Weise bildet sich ein mit PU gefüllter Bereich 30 im Bereich der Beschnittkante 28, wodurch diese in dem Kunststoff eingebettet ist und somit vor Korrosion geschützt ist.
In 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform gezeigt, bei welcher sich die Abschlusslage 22 nicht bis zu der Knickstelle 32 erstreckt, sondern bereits vor der Abkantung des Randbereichs der Dachhaut 16 endet und dabei auf der Zwischenlage 20 liegt. Bei dieser Ausführungsform ist die Form des Hinterpresswerkzeugs so gewählt, dass ein mit PU befüllter Bereich 130 im Bereich der Beschnittkante 28 ausgebildet wird, um die Schnittkante 28 zu schützen, wobei die in 3 links liegende Begrenzung des PU-Bereichs 130 beim Hinterpressvorgang von dem Hinterpresswerkzeug gebildet wird. Der PU-Bereich 130 erstreckt sich dabei von der Umknickstelle 32 bis zu dem Ende der Abschlusslage 22.
In 4 ist eine weiter abgewandelte Ausführungsform gezeigt, bei welcher der abgekantete Bereich der Dachhaut 16 nicht umgebördelt ist, sondern nur an seinem Ende im Bereich der Beschnittkante 28 um etwa 45 Grad von dem Dachausschnitt 12 weg umgebogen ist. Auch bei dieser Ausführungsform enden die Zwischenlage 20 und die Abschlusslage 22 bereits vor der Beschnittkante 28.
Das in 4 schematisch dargestellte Hinterpresswerkzeug umfasst ein Oberwerkzeug 40 und ein Unterwerkzeug 42, wobei das Unterwerkzeug 42 eine flexible Werkzeugabdichtung 44 aufweist, welche sich beim Hinterpressvorgang an das untere Ende des abgekanteten Bereichs der Dachhaut 16 anlegt, um einen Austritt von PU während des Hinterpressvorgangs aus dem Werkzeug zu verhindern. Das Unterwerkzeug 42 ist so ausgebildet, dass sich ein mit PU befüllter Bereich 130 ausbildet, welcher die Beschnittkante 28 umschließt und somit für eine Korrosionsschutz sorgt.
Ferner erfüllt das Umbiegen der Beschnittkante 28 den Zweck, eine Beschädigung der Deckeldichtung 26 durch die Beschnittkante 28 zu verhindern.
In 5 ist eine Abwandlung der Ausführungsform von 4 gezeigt, bei welcher sich die Abschlusslage 22 ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß 2 bis zum unteren Ende des abgekanteten Bereichs der Dachhaut 16, d.h. in diesem Fall bis zu der Beschnittkante 28 hin, erstreckt. Ferner erstreckt sich auch die Zwischenlage 20 bis zu der Beschnittkante 28 hin. Auf diese Weise wird ein erster PU-gefüllter Bereich 230 geschaffen, der sich zwischen der Zwischenlage 20, der Abschlusslage 22 und der Trägerstruktur 18 erstreckt.
Zusätzlich wird im Bereich der Beschnittkante 28 ein zweiter, mit PU gefüllter Bereich 232 erzeugt, welcher als Schutz für die Beschnittkante 28 dient und diese dabei umgibt. Ferner wirkt der zweite PU-Bereich 232 auch als Abschluss für die Kante der Abschlusslage 22. In ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß 4 wird der zweite PU-Bereich 232 mittels einer flexiblen Werkzeugabdichtung 44 durch entsprechende Formgebung des Unterwerkzeugs 42 erzeugt.

10: Dachmodul
12: Dachausschnitt
14: Deckel
16: Dachhaut
18: Trägerstruktur
20: Zwischenlage
22: Abschlusslage
24: Beschnittkante
26: Deckeldichtung
28: Beschnittkante
30, 130: mit PU gefüllter Bereich
40: Oberwerkzeug
42: Unterwerkzeug
44: flexible Werkzeugabdichtung
230, 232: mit PU gefüllter Bereich

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugdachmoduls (10) mit einem Dachausschnitt (12), wobei eine Dachhaut (16) im Dachausschnittsbereich tiefgezogen wird, die tiefgezogene Dachhaut in ein Hinterpresswerkzeug eingelegt wird, eine Trägerstruktur (18) auf die Dachhaut gelegt wird, das Hinterpresswerkzeug geschlossen wird, um die Dachhaut mit der Trägerstruktur zu hinterpressen, und die Dachhaut und ggfs. die Trägerstruktur beschnitten werden, um den Dachausschnitt herzustellen.
Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugdachmoduls (10) mit einem Dachausschnitt (12), wobei eine Dachhaut (16) mit dem Dachausschnitt (12) versehen wird, die Dachhaut im Bereich des Dachausschnitts abgekantet wird, die Kante (28) in der Richtung vom Dachausschnitt weg umgebogen wird, die Dachhaut in ein Hinterpresswerkzeug (40, 42, 44) eingelegt wird, eine Trägerstruktur (18) auf die Dachhaut gelegt wird, und das Hinterpresswerkzeug geschlossen wird, um die Dachhaut mit der Trägerstruktur zu hinterpressen.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (18) Kunststoff aufweist und das Hinterpresswerkzeug (40, 42, 44) so ausgebildet ist, dass die Kante (28) der Dachhaut nach dem Hinterpressen mit der Trägerstruktur von Kunststoff (30, 130, 230) umgeben ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Umbiegeschritt die Kante (28) umgebördelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Umbiegeschritt die Kante (28) um weniger als 90 Grad umgebogen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinterpresswerkzeug eine flexible Abdichtung (44) für die Kante (28) der Dachhaut (16) aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schließen des Hinterpresswerkzeugs (40, 42, 44) die Trägerstruktur (18) an der von der Dachhaut (16) abgewandten Seite mit einer Abschlusslage (22) versehen wird, die mit hinterpresst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abschlusslage (22) bis zur Kante (28) der Dachhaut (16) erstreckt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Abschlusslage (22) um eine mit PU getränkte Glasfasermatte handelt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schließen des Hinterpresswerkzeugs (40, 42, 44) eine Zwischenlage (20) zwischen die Dachhaut und die Trägerstruktur eingelegt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Zwischenlage (20) um eine mit PU getränkte Glasfasermatte handelt.
Dachmodul für ein Fahrzeug, mit einer Dachhaut (16), die mit einer Trägerstruktur (18) hinterpresst und mit einem Dachausschnitt (12) versehen ist, wobei die Dachhaut im Bereich des Dachausschnitts tiefgezogen und beschnitten ist.
Dachmodul für ein Fahrzeug, mit einer Dachhaut (16), die mit einer Trägerstruktur (18) hinterpresst ist und mit einem Dachausschnitt (12) versehen ist, wobei die Dachhaut im Bereich des Dachausschnitts abgekantet ist und die abgekantete Kante (28) in der Richtung vom Dachausschnitt weg umgebogen ist.
Dachmodul gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachhaut aus Metall oder Kunststoff besteht.
Dachmodul gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachhaut aus Aluminium oder Stahl besteht.
Dachmodul gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur Polyurethan aufweist.
Dachmodul gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Trägerstruktur um eine Leichtbau-Wabenstruktur aus Papier, Metall oder Kunststoff handelt.