DE19757454C1 - Deckel eines öffnungsfähigen Fahrzeugdachs - Google Patents
Deckel eines öffnungsfähigen FahrzeugdachsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Deckel eines öffnungsfähigen Fahrzeugdachs gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus DE 297 04 030 U1 ist ein Deckel eines Schiebedachs bekannt, bei dem eine transparente
Scheibe als Deckelplatte und ein in den Randbereichen darunter liegendes Befestigungsteil in
Form eines abgekanteten Deckelinnenblechs durch einen angeschäumten oder angespritzen
Kunststoffrahmen miteinander verbunden sind, wobei der Kunststoffrahmen an seinem
Außenumfang gleichzeitig eine Kontur zur Halterung eines Dichtungsteils aufweist.
Derartige Dichtungsteile können gemäß DE 44 27 537 A1 als Hohlkammerprofile ausgebildet
sein, in welche ein druckempfindliches, streifenförmiges Sensorelement zur Erkennung eines
Einklemmfalles beim Schließen des Deckels integriert ist. Das Einbringen des Sensorelements
in die Hohlkammerdichtung im Extrudierverfahren und die Befestigung der Dichtung am
Deckel stellen aufwendige Fertigungs- und Montageschritte dar, die die Herstellung eines
Schiebedachdeckels stark verteuern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Deckel für ein öffnungsfähiges
Fahrzeugdach der eingangs genannten Art bereitzustellen, der Mittel zum Erkennen eines
Einklemmfalles aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Gemäß dem Kerngedanken der vorliegenden Erfindung wird ein druckempfindliches
Sensorelement in einen zumindestens partiell verformbaren angeschäumten oder angespritzen
Kunststoffrahmen eines Deckels unmittelbar integriert. Die Anordnung des Sensorelements an
einem Versteifungs- oder Befestigungsteil, das bei der Herstellung des Kunststoffrahmens
ohnehin im Formwerkzeug positioniert werden muß, ermöglicht eine besonders einfache
Positionierung und Verbindung eines Sensorelements mit dem Deckel. Das Sensorelement
stützt sich mit seiner Rückseite am steifen Befestigungsteil ab. Dadurch wird dessen
Druckempfindlichkeit an der Vorderseite erhöht. Es wird ferner eine geschützte Anordnung
des Sensorelements ermöglicht, weil der das Sensorelement abdeckende Kunststoffrahmen
eine höhere Stabilität aufweist als beispielsweise eine Gummidichtung. Schließlich wird auch
die Kontaktherstellung zwischen dem Sensorelement und einer Auswertelogik besonders
erleichtert, denn die elektrischen Anschlußverbindungen können ebenfalls problemlos beim
Umspritzen oder Umschäumen der Glasscheibe und der Verstärkungsteile mit in den
Kunststoffrahmen eingebettet werden.
Vorzugsweise ist die Wand des Befestigungsteil, an dem das Sensorelement angeordnet ist,
von außen nach innen schräg abwärts geneigt. Insbesondere mit einer V-förmigen oder
trapezförmigen Nut im Kunststoffrahmen ergibt sich dadurch eine günstige Übertragung der
Kräfte von einem Einklemmgegenstand auf das Sensorelement. Eine solche Anordnung des
Sensorelements von oben nach unten schräg nach innen abfallend ist sowohl zur Erkennung
eines Einklemmfalles an der Vorderkante eines sich schließenden Schiebedachdeckels als
auch zur Erkennung eines Einklemmfalles an der Hinterkante eines sich absenkenden Deckels
eines Schiebehebedachs oder Hebedachs bestens geeignet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an der Unterseite des
Kunststoffrahmens im Bereich des Sensorelements eine Nut vorgesehen. Eine derartige Nut
kann beispielsweise von einem Werkzeugteil (Schieber) beim Umschäumen oder Umspritzen
erzeugt werden.
Eine besonders günstige Krafteinleitung in das Sensorelement ergibt sich dann, wenn der
Nutgrund etwa auf Höhe der Mitte des Sensorelements verläuft. Bei der Verformung des
Außenrandes des Kunststoffrahmens im Einklemmfall stellen sich hierbei besonders günstige
Hebelverhältnisse für die Kraftübertragung auf das Sensorelement ein.
Bevorzugt wird das Sensorelement bereits vor dem Umschäumen oder Umspritzen der
Deckelplatte, beispielsweise durch Kleben am Versteifungs- oder Befestigungsteil fixiert,
sodaß es gemeinsam mit diesem im Formwerkzeug unmittelbar auch positioniert wird.
Das Sensorelement kann jedoch ebenso gut auch alternativ in einer beim Umspritzen oder
Umschäumen mittels eines Formteils erzeugten Nut nachträglich beispielsweise durch Kleben
an einer an die Nut angrenzenden Wand des Befestigungsteils angebracht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Nut durch
querverlaufende Rippen des Kunststoffrahmens unterbrochen. Diese Rippen dienen der
Kraftübertragung vom Außenrand des Kunststoffrahmens auf das Sensorelement.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Nut von einem
gegenüber dem Material des Kunststoffrahmens weicheren elastischen Material ausgefüllt ist.
Eine günstige Abstufung sieht vor, daß der Kunststoffrahmen aus Polyurethan mit einer
Shorehärte von etwa 90° besteht, während das weichere Material eine Shorehärte von etwa
30° aufweist. Eine derartige Auffüllung mit weicherem Material kann besonders einfach
durch ein Zwei-Komponenten-Spritzverfahren realisiert werden. Das weichere elastische
Material dient zum einen der Abdeckung des Sensorelements nach unten und zum anderen der
Übertragung der auf den Außenrand des Rahmens einwirkenden Druckkräfte auf das
Sensorelement, und zwar alternativ oder ergänzend zur unmittelbaren Einwirkung einer
Verformung des Außenrandes oder der Querrippen des Kunststoffrahmens auf das
Sensorelement.
Für eine leichtere Übertragung der Druckkräfte ist es vorteilhaft, wenn eine Anlagefläche an
der Außenkante des Deckels schräg nach unten abfallend geneigt ist. Eine derartige Form
erleichtert durch eine Linienberührung eines einklemmenden Gegenstandes an der
vorspringenden unteren Außenkante des Deckels eine Verformung des Kunststoffrahmens
und damit eine Erkennung des Einklemmfalles.
Das bevorzugt streifenförmig ausgebildete Sensorelement erstreckt sich bei einem Deckel
eines Schiebedaches zumindestens im Bereich der Vorderkante und bei einem Deckel, dessen
Hinterkante über das feste Fahrzeugdach ausstellbar ist, wie einem Schiebehebedach oder
einem Hebedach, auch zumindestens über einen Teil des Bereichs des Hinterkante. Das
Sensorelement kann jedoch auch umlaufend längs des gesamten Außenumfangs des Deckels
angeordnet sein.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1: eine schematische perspektivische Darstellung eines öffnungsfähigen
Fahrzeugdachs,
Fig. 2: einen Teillängsschnitt durch den Rand des Deckels und des angrenzenden
Fahrzeugdachs mit einem eingeklemmten Gegenstand im Bereich der
Vorderkante des Deckels,
Fig. 3: einen Teillängsschnitt mit eingeklemmtem Gegenstand im Bereich der
Hinterkante des Deckels,
Fig. 4: eine vergrößerte Detaildarstellung gemäß Fig. 2 in einer ersten
Ausführungsform,
Fig. 5: eine Teilaufsicht auf den Deckelrand von unten zur Verdeutlichung
zusätzlicher Querrippen im Bereich der Nut,
Fig. 6: eine alternative Ausgestaltung zur Fig. 3 mit einer abgewandelten Nutform und
Fig. 7: eine Ausführungsform, bei der die Nut des Kunststoffrahmens mit einem
weicheren Material ausgefüllt ist.
In einem festen Fahrzeugdach 1 ist eine Dachöffnung 5 vorgesehen, die mittels eines
insgesamt mit 2 bezeichneten Deckels wahlweise verschließbar oder zumindestens teilweise
freilegbar ist. Im vorliegenden Fall ist der Deckel 2 einem Schiebehebedach zugeordnet,
dessen Hinterkante mittels einer nicht dargestellten Mechanik im Seitenbereich des Deckels
über das feste Fahrzeugdach 1 ausstellbar und dessen Hinterkante zum anderen unter das feste
Fahrzeugdach 1 absenkbar und nach hinten verschiebbar ist.
Bei einem solchen Deckel 2 können, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, bei einem
motorischen Schließvorgang Einklemm-Gegenstände 11 bzw. eingeklemmte Körperteile
sowohl an der Vorderkante des Deckels 2 (Fig. 2) als auch im Bereich der Hinterkante des
Deckels 2 (Fig. 3) zwischen diesem und dem festen Fahrzeugdach 1 beim Schließen
eingeklemmt werden.
Für selbsttätig motorisch schließende Fahrzeugteile schreibt der Gesetzgeber eine
Überwachung mittels einer Sensorik vor, die im Falle eines Einklemmens die Klemmkraft auf
100 Newton begrenzt.
Der Deckel 2 setzt sich aus einer Deckelplatte 3, die vorzugsweise aus Glas, alternativ auch
aus transparentem Kunststoff besteht, einem im Bereich des Außenrandes angeordneten
Versteifungs- und/oder Befestigungsteil - hier Deckelinnenblech 6 - sowie einem beide Teile
3 bzw. 6 verbindenden Kunststoffrahmen 4 zusammen, der durch Umschäumen oder
Umspritzen der Deckelplatte 3 und des Befestigungsteils in einer Form hergestellt wird.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß in diesen Kunststoffrahmen 4 wenigstens ein an
einer dem Außenrand des Deckels zugewandten Wand des Befestigungsteils angeordnetes
streifenförmiges Sensorelement 8 integriert ist, das beim Schließen des Deckels 2 im
Einklemmfall durch eine partielle Deformation des Kunststoffrahmens 4 betätigt wird und
dadurch ein Einklemmen eines Körperteils oder Gegenstandes signalisiert. Als Sensorelement
8 ist beispielsweise ein aus der DE 44 27 537 A1 bekanntes FSR-Element (force sensing
resistor) verwendbar. Ein derartiges Sensorelement verändert unter Druck seinen Widerstand,
so daß eine Verformung, die auf einen Einklemmfall hinweist, mittels einer Auswertelogik
leicht erkannt werden kann.
In den Kunststoffrahmen 4 ist bevorzugt eine nach unten offene Nut 40 eingeformt, die
annähernd V-förmig oder auch trapezförmig ausgebildet sein kann. Die Nut 40 grenzt mit
ihrer nach außen gerichteten Wand an einen außenliegenden umlaufenden Steg 46 des
Kunststoffrahmens 4 an, dessen außen liegende Anlagefläche 43 von oben nach unten schräg
nach außen abfallend geneigt ist. Die am weitesten vorspringende untenliegende Außenkante
41 tritt im Einklemmfall gemäß Fig. 2 bei einer Bewegung in Pfeilrichtung A zuerst mit
einem Einklemm-Gegenstand 11 in Kontakt. Die sich darüber erstreckende Anlagefläche 43
dient im geschlossenem Zustand zur Anlage am festen Fahrzeugdach 1 oder einer an diesem
angeordneten, nicht dargestellten Dichtung.
Wie in den Fig. 2 bis 7 dargestellt, ist das Sensorelement 8 bevorzugt an einer von außen nach
innen schräg nach unten geneigt verlaufenden Wand 42 der Nut 40 angeordnet, wobei sich die
Rückseite des Sensorelements 8 stets gegen eine steife Wand 6A bzw. 6B im schräg nach
oben abgewinkelten Außenbereich des Deckelinnenblechs 6 abstützt, die in den Fig. 2, 3 und
7 die Nut 40 unmittelbar begrenzt. In den Varianten gemäß den Fig. 4 und 6 ist das
Sensorelement 8 hingegen zur Nut 40 bzw. 40A hin von einer relativ dünnen Schicht des
Materials des Kunststoffrahmens 4 überdeckt. Das Sensorelement wird bevorzugt an der
Wand 6A bzw. 6B des Deckelinnenblechs 6 mittels Kleben fixiert, wobei dies bereits vor dem
Umschäumen bzw. Umspritzen erfolgen kann; alternativ dazu ist es jedoch bei den
Ausführungsformen gemäß den Fig. 2, 3 und 7 auch möglich, das Sensorelement nachträglich
an der Wand 6A bzw. 6B des Deckelinnenblechs 6 anzuordnen und beispielsweise wiederum
durch Kleben oder durch das Ausschäumen der Nut 40 mit einem weicheren Material 7 zu
fixieren.
Ein sich oberhalb des Grundes der Nut 40 erstreckender Bereich 45 des Kunststoffrahmens 4
ist in den Fig. 2 bis 4 und 7 relativ dünnwandig ausgebildet und wirkt beim Auftreffen der
Außenkante 41 auf einen Einklemm-Gegenstand 11 ähnlich wie ein elastisches Filmscharnier,
so daß sich der Steg 46 relativ leicht nach innen biegen läßt. Dabei wird das Sensorelement 8
insbesondere in seinem oberen in Fig. 4 durch den Kreis bei 45 bezeichneten Bereich
deformiert, wodurch es bereits zu einer spürbaren Widerstandveränderung kommen kann.
Die Übertragung der Druckkräfte von einem Einklemmgegenstand 11 auf das Sensorelement
8 kann zusätzlich durch Querrippen 47 unterstützt werden, welche im Bereich der Nut
beabstandet voneinander den Steg 46 mit der Innenwand 42 verbinden (Fig. 5).
Gemäß einer weiteren Alternative, die in Fig. 6 dargestellt ist, endet eine bevorzugt im
Querschnitt V-förmige Nut 40A mit ihrem Nutgrund 40B etwa in Höhe der Mitte des
Sensorelements 8. Bei einer Verformung der Außenkante 41A infolge Einklemmens wird der
Steg 46A nach innen gebogen, wobei sich durch die Anordnung des Nutgrundes 40B günstige
Hebelverhältnisse für eine Kraftübertragung auf das Sensorelement 8 ergeben. Die Innenwand
42A der Nut überlagert in diesem Fall nur im unteren Teil mit einer relativ dünnen Schicht
das Sensorelement 8. Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist besonders kostengünstig
herstellbar, weil das Sensorelement 8 hierbei unmittelbar, beispielsweise durch Kleben an der
Wand 6A des Deckelinnenblechs befestigt werden kann und mit diesem gemeinsam in der
Form für das Umspritzen oder Umschäumen des Deckels positioniert wird. Das
Sensorelement 8 ist vollständig von einem einzigen Material des Kunststoffrahmen 4
umschlossen und dadurch sehr gut geschützt. Auf zusätzliche Querrippen 47 kann bei einer
Ausführungsform gemäß Fig. 6 verzichtet werden, wodurch auch das benötigte
Formwerkzeug besonders einfach gestaltet sein kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist - wie in Fig. 7 dargestellt - der gesamte Bereich
der Nut 40 bzw. 40A von einem gegenüber dem Material des Kunststoffrahmens 4 weicheren
Material ausgefüllt, das bei einer Verformung des Steges 46 als elastischer Puffer zur
Übertragung der Druckkraft auf das Sensorelement 8 wirkt.
Ebenso wie beim Einklemmen an der Vorderkante gemäß Fig. 2 oder 4 wird bei einem
Absenken der Hinterkante des Deckels 2 (gemäß Pfeil B in Fig. 3) ein Einklemm-Gegenstand
11 durch die Deformation der Anlagefläche 43 sowie ggfs. des in der Nut 40 bzw. 40A
vorhandenen, ebenfalls weicheren Materials 7 mittels des Sensorelements 8 erkannt.
Die Oberkante 44 des Kunststoffrahmens 4 ist in an sich bekannter Weise bündig mit der
Oberkante der Deckelplatte 3 angeordnet. Das Deckelinnenblech 6 dient zur Versteifung des
Deckels 2 sowie zur Anbringung zusätzlicher seitlicher Blenden oder zur Anbindung der
Betätigungsmechanik des Deckels mittels Ausstellhebeln oder Kulissen. Das
Deckelinnenblech 6 kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.
Die Herstellung des Deckels 2 erfolgt bevorzugt in einer Spritz- oder Gießform, in welche die
Deckelplatte 3 und das oder die Deckelinnenbleche 6 eingelegt werden, wobei ein zweiteiliges
Werkzeug insgesamt die Außenkontur des Kunststoffrahmens 4 vorgibt. Das Sensorelement 8
wird bevorzugt unmittelbar beim Spritzen, Gießen oder Umschäumen mit in den
Kunststoffrahmen 4 integriert; es kann jedoch auch gemäß einer zweiten Variante erst nach
dem Spritzen, Gießen oder Umschäumen an der Wand 6A bzw. 6B des Deckelinnenblechs 6
befestigt werden und ggfs. zusätzlich beim Spritzen oder Schäumen des weicheren Materials 7
fixiert werden.
Die Nut 40 bzw. 40A wird von einem festen Werkzeugteil oder von einem bewegbaren
Werkzeugteil in Form eines Schiebers gebildet, das beim Herausfahren aus dem
Hauptwerkzeug die Nut bildet.
Diese kann dann im Wege des 2-Komponenten-Spritz- oder Schäumverfahrens mit dem
weicheren elastischen Material 7 aufgefüllt werden. Als Material für den Kunststoffrahmen 4
eignet sich beispielsweise Polyurethan (PU) mit einer Shore-Härte von etwa 90; für das
weichere elastische Material ein PU-Schaum mit einer Shore-Härte von etwa 30.
Statt eines direkten Einbringens des Sensorelements 8 mit dem Deckelinnenblech 6 in den
Kunststoffrahmen 4 beim Spritzen bzw. Schäumen oder Gießen ist auch ein nachträgliches
Einbringen des Sensorelements 8 durch Kleben in eine eingeformte Nut 40 denkbar. Das
Einbringen eines weicheren Materials in die Nut 40 kann ebenfalls in einem getrennten
Arbeitsgang erfolgen. Statt eines Anbringens an einem Verstärkungs- bzw. Befestigungsteil
kann insbesondere bei einer dickeren Deckelplatte 3 auch eine Befestigung am Außenrand der
Deckelplatte 3 erfolgen. Wesentlich ist die Abstützung des Sensorelements 8 an einer steifen
Wand eines Teils des Deckels 2, der beim Umspritzen oder Umschäumen bzw. Gießen des
Kunststoffrahmens 4 in der Form positioniert wird, so daß ein einfaches definiertes
Positionieren des Sensorelements - unabhängig davon, ob dies vor oder nach dem Umspritzen,
Umschäumen oder Gießen, oder danach erfolgt - stattfinden kann. Ein weiterer Vorteil liegt
darin, daß durch die stabile Abstützung des Sensorelements 8 dieses bei einer Verformung des
Kunststoffrahmens nicht mit diesem nach innen ausweichen kann, wodurch die Ansprech-
Empfindlichkeit des Sensorelements im Einklemmfall deutlich erhöht wird.
Claims (12)
1. Deckel (2) eines öffnungsfähigen Fahrzeugdachs, mit einer Deckelplatte (3) und
wenigstens einem Befestigungsteil (Deckelinnenblech 6), welche mittels eines
geschäumten oder gespritzten Kunststoffrahmens (4) verbunden sind, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Sensorelement (8) zum Erkennen eines Einklemmvorgangs
an einer dem Außenrand des Deckels (2) zugewandten Wand (6A bzw. 6B) des
Befestigungsteils (Deckelinnenblech 6) angeordnet ist.
2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (6A bzw. 6B) des
Befestigungsteils (Deckelinnenblech 6) von außen nach innen schräg abwärts geneigt
verläuft.
3. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffrahmen (4) im
Bereich des Sensorelements (8) eine Nut (40 bzw. 40A) aufweist.
4. Deckel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (40 bzw. 40A) nach
unten geöffnet ist.
5. Deckel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutgrund (40B)
etwa auf Höhe der Mitte des Sensorelements (8) verläuft.
6. Deckel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (40
bzw. 40A) durch quer verlaufende Rippen (47) des Kunststoffrahmens unterbrochen
ist.
7. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kunststoffrahmen (4) eine Shore-Härte von etwa 90 aufweist.
8. Deckel nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (40
bzw. 40A) mit einem gegenüber dem Material des Kunststoffrahmens (4) weicheren
Material (7) ausgefüllt ist.
9. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das weichere Material (7)
eine Shore-Härte von etwa 30 aufweist.
10. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sensorelement (8) durch Kleben mit dem Befestigungsteil (Deckelinnenblech 6)
verbunden ist.
11. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sensorelement (8) an seiner dem Außenrand des Deckels (2) zugewandten Seite vom
Material des Kunststoffrahmens (4) bedeckt ist.
12. Deckel nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
weichere Material (7) mittels eines Zweikomponenten-Spritzverfahrens in die Nut
(40 bzw. 40A) eingebracht wird.
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