DE69628255T2

DE69628255T2 - Dachhimmelaufbau und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE69628255T2
Application number: DE69628255T
Authority: DE
Inventors: Janusz P. Gorowicz; Kelly M. Houf; Walter P. Kornylo
Original assignee: Intier Automotive Inc
Current assignee: Intier Automotive Inc
Priority date: 1995-10-05
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2016-10-05
Also published as: EP0767037A2; EP0767037A3; KR970020392A; CA2186332A1; ATE240825T1; AU6587096A; US5721038A; AU701205B2; DE69628255D1; EP0767037B1; JPH09216538A; US5683796A

Description

Diese Erfindung betrifft eine Dachhimmelanordnung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Kraftfahrzeug-Dachhimmelanordnungen sind auch bekannt als Dachauskleidungen und werden verwendet, um den Dachhimmel oder die Unterseite des Daches eines Kraftfahrzeuges auszukleiden. Die Dachhimmelanordnung umfasst typischerweise eine äußere Lage aus Gewebe oder Vinyl, die hauptsächlich die äußere Erscheinung des Fahrzeughimmels präsentiert, eine nachgiebige Zwischenlage aus weichem Schaum mit einem verhältnismäßig dünnen Aufbau, eine Lage aus nicht perforiertem Folienlaminat aus Urethan, die auf einer Fläche der Zwischenlage aus weichem Schaum gegenüber der äußeren Lage angeordnet ist, und eine dicke unelastische Lage aus Polyurethanschaum, die auf der nicht perforierten Folie als innerste Lage der Dachhimmelanordnung ausgebildet ist. Dachhimmel sind zum Beispiel auch von den Druckschriften US-A-4,256,797 und US-A-5,026,586 bekannt.
In der normalen Praxis ist die innerste Lage aus Polyurethan aus einer vorgeformten Platte aus Polyurethanschaum mit gleichmäßiger Dicke gebildet. Die Platte wird an der Lage aus nicht perforiertem Folienlaminat aus Urethan entweder durch einen geeigneten Klebstoff oder durch das Aushärtenlassen der Platte zusammen mit dem Folienlaminat in einem Formwerkzeug befestigt. Die Platte wird ausgehärtet und in die Form gepresst, um die gesamte Kombination von Lagen in die für die Dachhimmelanordnung gewünschte Ausführung zu formen. Die zu verwendende Platte ist jeweils eine von zwei Dicken. Spezieller wird in manchen Fällen eine relativ dünne Dicke verwendet, die im Allgemeinen der Dicke entspricht, die gewünscht wird und für den Rand des Dachhimmels wesentlich ist, um den Rand an dem Dachhimmel der Fahrzeugkarosserie, zum Beispiel durch passende Formung der Innenausstattung, zu befestigen. Diese Konstruktion stellt eine am meisten zu favorisierende Eigenschaft dar, um Gewicht und Werkstoffe einzusparen, dadurch, dass diese dünne Materialmenge, die am Rand verwendet wird, auch in der Mitte genutzt wird. Diese Ausführung leidet jedoch an dem Nachteil, dass der mittlere Teil relativ dünn ist und keinen wünschenswerten akustischen Effekt für die Dachhimmelanordnung darstellt. In anderen Fällen wird eine viel dickere Platte verwendet, die einen Effekt in der Mitte des Dachhimmels bewirkt, der viel wünschenswerter ist. Weil der Rand des Dachhimmels nicht so dick sein kann, muß die Platte jedoch entlang des Randes zusammengedrückt werden, um sie an dem Dachhimmel der Fahrzeugkarosserie befestigen zu können. Dies bedeutet, dass der Rand viel mehr Material aufweist, als gewünscht ist oder als in dem Fall präsentiert wird, bei dem eine dünnere Platte verwendet wird.
Praktisch ist jeder der Dachhimmel mit unterschiedlichen Dicken im Stand der Technik von verschiedenen Nachteilen betroffen. Das heißt, die akustischen Eigenschaften werden in Mitleidenschaft gezogen, wenn eine dünne Schaumplatte verwendet wird, so dass eine gewünschte Menge an Material aufgewendet wird. Wenn eine dicke Schaumplatte verwendet wird, um wünschenswerte akustische Eigenschaften zur Verfügung zu stellen, muß andererseits eine übermäßige Menge an Material entlang des Randes der Dachhimmelanordnung verwendet werden. Verfahren zur Herstellung von Bauelementen für die Innenausstattung von Fahrzeugen sind zum Beispiel von den Druckschriften DE-A-41 37 454, GB-A-108 694 und US-A-3,056,168 bekannt.
Somit ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest in deren bevorzugten Ausführungsbeispielen, die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Dachhimmelanordnung, die die Vorteile von beiden Anordnungen im Stand der Technik erzielt, während der Nachteil beseitigt wird. Diese Aufgabe wird erfüllt durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Bildung einer Kraftfahrzeug-Dachhimmelanordnung mit Randbereichen, die eine relativ kleinere Dicke als mittlere Bereiche aufweisen, mit den Schritten Bereitstellen einer Dachhimmelabdeckung mit einer äußeren Fläche, die hauptsächlich die äußere Erscheinung der Dachhimmelanordnung präsentieren soll, und eine gegenüber liegende Innenfläche; Anbringen der Dachhimmelabdeckung auf einer Vakuumform, so dass die äußere Oberfläche einer formgebenden Formoberfläche der Vakuumform zugewandt ist, die eine Form entsprechend der gewünschten hauptsächlichen äußeren Oberflächenform der Dachhimmelabdeckung aufweist und so, dass die innere Oberfläche von der Formoberfläche weg weist; Anwenden von Unterdruck auf die Vakuumform, um so die äußere Oberfläche der Dachhimmelabdeckung in Übereinstimmung mit der formgebenden Formoberfläche der Vakuumform zu ziehen; Aufbringen eines schäumbaren Materials direkt auf verschiedene Bereiche auf der gegenüber liegenden Oberfläche der Dachhimmelabdeckung, derart, dass im Allgemeinen auf zentrale Bereiche der gegenüber liegenden Fläche der Dachhimmelabdeckung eine größere Menge von schäumbarem Material pro Flächeneinheit im Verhältnis zu der auf Randbereiche der gegenüber liegenden Oberfläche der Dachhimmelabdeckung aufgebrachten Menge von schäumbarem Material pro Flächeneinheit aufgebracht werden wird, wobei das schäumbare Material auf die verschiedenen Bereiche in Mengen aufgebracht wird, die im Allgemeinen einer gewünschten Dicke der Dachhimmelanordnung an den verschiedenen Bereichen entsprechen; Expandieren des schäumbaren Materials mit einer normalerweise durchgängig konstanten Geschwindigkeit, so dass das schäumbare Material durchgängig eine im Allgemeinen konstante Dichte aufweist; und Aushärtenlassen des schäumbaren Materials und Anhaftenlassen des schäumbaren Materials an der Dachhimmelabdeckung, um so einen Körper aus geschäumtem Material bereitzustellen, der eine innere Lage der Dachhimmelanordnung bildet.
Es ist außerdem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest in deren bevorzugten Ausführungsbeispielen, eine Dachhimmelanordnung bereitzustellen, die ausgezeichnete akustische Eigenschaften aufweist, während weniger Material verwendet wird als das, was bei herkömmlichen Verfahren möglich ist. Gemäß dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine Dachhimmelanordnung bereit zum Auskleiden des Fahrgastraumhimmels eines Kraftfahrzeuges, der eine Dachhimmelabdeckung mit einer äußeren Fläche, die hauptsächlich eine äußere Erscheinung der Dachhimmelanordnung präsentiert, und eine gegenüber liegende innere Oberfläche sowie einen Körper aus geschäumtem Material umfasst, der an der gegenüber liegenden inneren Oberfläche der Dachhimmelabdeckung anhaftet, und dessen mittlere Bereiche eine größere Dicke aufweisen als dessen Randbereiche, wobei der Körper aus geschäumtem Material in seinem Ausmaß einschließlich dessen mittleren. Bereiches und Randbereiches im Allgemeinen durchweg eine konstante Dichte aufweist.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung genutzte Technologie soll der etwas ähnlichen Technologie gegenübergestellt werden, bei der am Ort geschäumt wird und die beim Formen von Sitzpolstern verwendet wird. Im US-Patent Nr. 5,273,698 ist zum Beispiel ein Formverfahren für einen Sitz offenbart, bei dem das Volumen des in der Form angeordneten schäumbaren Materials in einem verhältnismäßig dicken Volumen konzentriert ist, welches sich von dem ausgesprühten, dünnen Volumen unterscheidet, das auf die Dachhimmelanordnung der vorliegenden Erfindung zutrifft. Folglich ist es bei der Situation mit dickerem Volumen möglich, die Form zu entlüften, wobei das schäumbare Material eher durch eine fließfähige Düse in die Form gebracht wird als durch eine Sprühdüse. Nachdem das dicke schäumbare Material in die untere Form gebracht ist, wird die obere Form beinah unmittelbar geschlossen, wobei in der oberen Form Entlüftungsvorkehrungen getroffen worden sind, die es dem schäumbaren Material ermöglichen werden, während es sich in der Form befindet, ungehindert aufzusteigen und anschließend auszuhärten. Dies kann bei Herstellung einer Dachhimmelanordnung wegen der Notwendigkeit, die über einem solchen sehr großen Flächenbereich erzeugten Gase abzulassen, nicht ausgeführt werden. Folglich sind die normalen Verfähren zur Herstellung einer Dachhimmelanordnung nicht die, bei denen am Ort geschäumt wird, sondern die, die Plattentechnik nutzen.
In der vorliegenden Erfindung werden die mit austretenden Gasen verbundenen Probleme durch das Sprühen des schäumbaren Materials über die gesamte Oberfläche des Laminats, welches das schäumbare Material aufnimmt, und dadurch vermieden, dass das schäumbare Material ungehindert aufsteigen kann, bevor es in die Form eingeschlossen wird. Das Problem des Gasaustritts wird in der vorliegenden Erfindung außerdem vermieden, indem eine Dachhimmelabdeckung zur Verfügung gestellt wird, die eine dekorative Lage mit einer Oberfläche, die hauptsächlich die äußere Erscheinung der Dachhimmelanordnung und eine gegenüber liegende Oberfläche bildet, eine erste Lage aus Polyurethanschaum, die an der gegenüber liegenden Oberfläche einer dekorativen Lage anhaftet, eine nicht perforierte Folienbarriere, die an einer ersten Lage aus Polyurethanschaum auf einer Seite einer ersten Lage aus Polyurethanschaum gegenüber liegend einer dekorativen Lage anhaftet, und eine zweite Lage aus Polyurethanschaum aufweist, die an einer nicht perforierten Folienbarriere auf einer Seite der nicht perforierten Folienbarriere gegenüber liegend einer ersten Lage aus Polyurethanschaum anhaftet.
Es werden jetzt Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben, in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, die eine bei der Herstellung der Dachhimmelanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendete Formvorrichtung darstellt;
Fig. 2 eine schematische seitliche Teilansicht, teilweise im Schnitt, welche die Ausgangssituation der bei der Herstellung der Dachhimmelanordnung nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendeten Formvorrichtung darstellt;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht des Teils der in Fig. 2 dargestellten Formvorrichtung;
Fig. 4 eine schematische Ansicht, welche die Formvorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei die obere und die untere Pressformeinheit in zusammenwirkender Beziehung zum Formen einer Dachhimmelanordnung angeordnet sind;
Fig. 5 eine querverlaufende Schnittansicht, die durch die Linie 5-5 in Fig. 4 der Formvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verläuft;
Fig. 6 eine Teilschnittansicht, die durch die Dicke der Dachhimmelanordnung verläuft und die unterschiedlichen Lagen der Dachhimmelanordnung nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 7 die perspektivische Ansicht einer Dachhimmelkonstruktion mit zwei Dachhimmeleinheiten, die nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt sind.
Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht, die eine beim Herstellen der Dachhimmelanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendete Formvorrichtung 10 zeigt. Die Formvorrichtung 10 umfasst einen Stahlrahmen 12, an dem eine obere Formgruppe 14 vertikal bewegbar sitzt. Die obere Formgruppe 14 weist eine untere Formfläche 15 auf, die entsprechend der gewünschten obersten Ausführung für die Dachhimmelanordnung gestaltet ist. Die vertikale Bewegung der oberen Formgruppe 14 kann in beliebiger herkömmlicher Form ausgeführt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die obere Formgruppe mit einer Anzahl von Zahnstangen 16 versehen, die mit der Anzahl von in den Ritzelgehäusen 18 enthaltenen Ritzelantrieben zusammenwirken. Die Ritzel werden durch eine Servoantriebsstange 20 angetrieben, die durch einen Motor 22 rotiert wird. Eine feste Codiervorrichtung 24 kann jederzeit die relative Stellung der oberen Pressformeinheit 14 bestimmen.
Die Formvorrichtung 10 enthält außerdem eine feststehende Führung 28, die sich durch den Rahmen 12 unterhalb der oberen Pressformeinheit 14 erstreckt. Eine untere Pressformeinheit 30 ist auf der Führung 12 durch Lager- oder Radelemente 32 bewegbar befestigt. Die untere Pressformeinheit 30 wird in beliebig geeigneter Form angetrieben. In Fig. 1 ist die untere Pressformeinheit 30 in ihrer Ausgangsstellung gezeigt. Die Formvorrichtung 10 kann wahlweise mit einer zweiten Unteren Pressformeinheit 46 versehen sein. Die erste untere Pressformeinheit 30 und die zweite untere Pressformeinheit 46 können abwechselnd unter der oberen Pressformeinheit 14 bewegt werden, um bei einem Formvorgang mit dieser zusammenzuwirken. In einer solchen Form kann die nicht gebrauchte untere Pressformeinheit für den nächsten Formvorgang eingestellt werden. An dem Rahmen 12 sind über der in der Ausgangsstellung befindlichen unteren Pressformeinheit 30 zwei Sprühköpfe 40 quer bewegbar in Bezug auf die untere Pressformeinheit 30 und die Führung 28 angebracht. Diese Sprühköpfe 40 sind mit einer Quelle aus schäumbarem Material, wie schäumbare Polyurethanflüssigkeit, verbunden. Es sind mehrere Sprühköpfe 40 vorgesehen, um die zum Aufbringen des schäumbaren Materials beim Herstellungsprozess erforderliche Menge Zeit zu reduzieren.
Unterhalb der oberen Pressformeinheit 14 ist eine Auflageplatte 42 aus Stahl angebracht, die auf einer Anzahl von rohrförmigen Luftsäcken 44 ruht, die sich relativ zu der Führung 28 querverlaufend erstrecken. In Fig. 1 sind die Luftsäcke 44 in einem entleerten Zustand dargestellt.
In Fig. 1 ist der erste Schritt des Formvorgangs gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Spezieller wird eine Dachhimmelabdeckung 50 über einer Formoberfläche 52 der unteren Pressformeinheit 30 angebracht und so gelegt, dass sie auf dieser ruht. Die Abdeckung 50 umfasst eine Fiberglasmatte 58 und ein getrenntes Gewebeelement 60. Die Fiberglasmatte 58 wird auf das Gewebeelement 60 gelegt, nachdem es auf einer Formoberfläche 52 angebracht ist. Das Positionieren der Fiberglasmatte 58 und des Gewebeelements 60 wird vorzugsweise manuell ausgeführt, wobei mit der vorliegenden Erfindung jedoch in Erwägung gezogen wird, dass ein automatisiertes Aufbringen dieser Dachhimmelabdeckung verwirklicht werden kann. Nach dem Aufbringen der Dachhimmelabdeckung 50 auf der Formoberfläche 52 wird durch die untere Pressformeinheit 30 ein Unterdruck angelegt, um die untere Fläche der Dachhimmelabdeckung 50 in Übereinstimmung mit der Formoberfläche 52 zu bringen.
in Fig. 2 ist dargestellt, dass die untere Pressformeinheit 30 eine Anzahl von Unterdrucköffnungen 54, die sich durch diese zu der Formoberfläche 52 erstrecken, und einen gemeinsamen Unterdruckkanal 56 aufweist, der diese Unterdrucköffnungen 54 mit einem Unterdrucksystem (nicht gezeigt) verbindet. Es wird ersichtlich, dass die Fiberglasmatte 58 über das Gewebeelement 60 gelegt werden kann, entweder bevor oder nachdem der Unterdruck durch die Unterdrucköffnungen 54 auf die untere Fläche der Dachhimmelabdeckung 50 aufgebracht wird. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Unterdruck auf das Gewebeelement 60 aufgebracht, bevor die Fiberglasmatte 58 darüber gelegt wird.
Wenden wir uns jetzt der Fig. 2 zu, in der der nächste Schritt des Verfahrens nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Spezieller ist ersichtlich, dass Sprühköpfe 40 einen Spray aus schäumbarem Material vorzugsweise in Form eines Sprays 62 aus Polyurethanschaum aufbringen, um eine Lage 64 aus Polyurethanschaum auf der Dachhimmelabdeckung 50 zu bilden. Vorzugsweise wird der Spray 62 aus Polyurethan beim Sprühen auf die Fiberglasmatte 58 der Dachhimmelabdeckung 50 mit einem Durchmesser von ungefähr 457 mm (18 Zoll) aufgebracht. Wie es in Fig. 2 durch den einzelnen Pfeil angegeben ist, wird die untere Pressformeinheit 30 längs der Führung 28 bewegt, wenn der Spay 62 aus Polyurethan aufgebracht wird.
Gemäß Fig. 3 sind die Sprühköpfe 40 an der Befestigungseinheit 66 angebracht, die auf einer an einem Rahmen 12 befestigten Führungseinheit 68 bewegbar ist und über der unteren Pressformeinheit 30 schwebend gehalten wird. Die Führungseinheit 68 hält die Sprühkopf-Befestigungseinheit 66 über der unteren Pressformeinheit 30 in dem Fall schwebend, wo sich die Pressformeinheit 30 in der Ausgangsstellung befindet wie es in Fig. 1 ersichtlich ist. Die Führungseinheit 68 enthält, zwei parallele Führungselemente 70, die sich in querverlaufender, im Wesentlichen senkrechter Beziehung relativ zu der darunter befindlichen Führung 28 erstrecken. Zwei Sprühkopf-Befestigungselemente 72, die einen Teil der Schlittenanordnung 66. bilden, sind jeweils auf einem zugeordneten Führungselement 70 zum Beispiel durch eine geeignete Lageranordnung verschiebbar angebracht. Die Schlittenanordnung 66 enthält ferner eine Verbindungseinheit 74, die die Befestigungselemente 72 miteinander verbindet und ein Mutterelement 76 enthält. Das Mutterelement 76 weist Innengewindegänge auf, die mit Außengewindegängen eines Schraubenelements 78, das an der Führungseinheit 68 drehbar befestigt ist und sich in paralleler Beziehung zwischen den Führungselementen 70 erstreckt, zusammenwirken. Das Schraubenelement 78 wird an einem Ende von einem Elektromotor 80 für zwei Drehrichtungen gedreht, um eine Querbewegung der Schlittenanordnung auf der Führungseinheit 68 zu bewirken. Das gegenüber liegende Ende des Schraubenelements 78 ist in einem Lager 69 oder einem äquivalenten Aufbau eingesetzt.
Der Motor 80 für zwei Drehrichtungen ist ausgelegt, um den Schraubenmechanismus 78 abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen zudrehen, um eine Hin- und Herbewegung der Schlittenanordnung 66 entlang der Führungseinheit 68 zu bewirken. Richtung und Drehzahl des Elektromotors 80 sind eine Funktion von elektrischen Signalen, die durch einen Computer (nicht gezeigt) in diesen eingegeben werden. Der Computer steuert den elektrischen Eingang in den Motor 80 entsprechend der gewünschten Schäumdicke der Dachhimmelanordnung an verschiedenen Stellen. Weil die mittleren Bereiche des Dachhimmels dicker als Randbereiche gemacht werden sollen, bewegt der Motor 80 die Schlittenanordnung grundsätzlich langsamer, wenn die Sprühköpfe 40 die Mitte der Dachhimmelanordnung überqueren, als wenn der Schlitten die Randbereiche erreicht, so dass auf die Mitte der Dachhimmelanordnung mehr Schaum aufgebracht werden wird als am Rand.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Menge von Polyurethanspray 62 und die Längsgeschwindigkeit der unteren Pressformeinheit 30 beim Aufbringen von Polyurethanspray 62 konstant, während die Geschwindigkeit der Sprühköpfe 40 gesteuert wird. Es wird jedoch ersichtlich, dass eine in Erwägung gezogene Modifizierung der vorliegenden Erfindung darin besteht, eine Schlittenanordnung 66 zur Verfügung zu stellen, die sich mit einer konstanten Geschwindigkeit hin- und herbewegt, während die Menge von durch die Köpfe 40 ausgestossenem Polyurethanspray und/ oder die Geschwindigkeit und Richtung der unteren Pressformeinheit 30 entsprechend der gewünschten Dicke von aufzubringendem Schaum computergesteuert sind. Die einzige Forderung zur Bereitstellung des schäumbaren Polyurethansprays 62 ist, dass er auf verschiedene Bereiche in der Dachhimmelabdeckung direkt aufgebracht wird, derart, dass eine größere Menge von schäumbarem Material pro Flächeneinheit normalerweise auf mittlere Bereiche der Dachhimmelabdeckung im Verhältnis zu der auf die Randbereiche der Dachhimmelabdeckung aufgebrachten Menge von schäumbarem Material pro Flächeneinheit aufgebracht werden wird, und dass der schäumbare Polyurethanspray 62 auf Bereiche der Dachhimmelabdeckung 50 in Mengen aufgebracht wird, die im Allgemeinen der gewünschten Dicke der Dachhimmelanordnung in solchen Bereichen entsprechen.
Nachdem die angemessene Menge von Polyurethanspray 62 zur Bildung der Lage 64 aus Polyurethanschaum bereitgestellt ist, kann die Lage 64 aus Polyurethanschaum ungehindert aufsteigen, ohne innerhalb einer Form eingeschränkt zu werden, und kann sich mit normalerweise konstanter Geschwindigkeit durchgängig ausdehnen, so dass das schäumbare Material durchweg eine im Allgemeinen konstante Dichte aufweist. Anschließend wird die untere Pressformeinheit 30 ihre Bewegung entlang der Führung 28 fortsetzen, bis sie unterhalb der oberen Pressformeinheit 14 und oberhalb der Auflageplatte 42 angeordnet ist. Gleichzeitig wird gemäß Fig. 4 bei Betätigung des Motors 22 die obere Pressformeinheit 14 abgesenkt, bis die Formoberfläche 15 auf der Lage 64 aus Polyurethanschaum zur Ruhe kommt.
Anschließend werden die Luftsäcke 44 mit Druck beaufschlagt, um die Auflageplatte 42 gleichmäßig anzuheben. Die Auflageglatte kommt mit der Unterseite der unteren Pressformeinheit 30 in Eingriff und hebt sie in Bezug auf die Führung 28 nach oben, so dass die Dachhimmelanordnung zwischen den Formoberflächen 15 und 52 zusammengedrückt und geformt wird, wenn das schäumbare Material bei geeigneter Temperatur und geeignetem Druck aushärtet. Gemäß Fig. 5 besitzen die Formoberflächen 15 und 52 eine Gestalt, die der gewünschten Form der fertigbearbeiteten Dachhimmelanordnung entspricht wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Bei diesem Aushärtevorgang haftet die Fiberglasmatte 58 infolge der Wirkung des Schaummaterials an dem Gewebeelement 60 des Dachhimmels an. Somit ist die gesamte Dachhimmelanordnung einstückig geformt. Beim Aushärten des schäumbaren Materials kann es sich durchweg gleichmäßig ausdehnen, sodass die ausgehärtete Schaumlage durchgängig eine konstante Dichte aufweisen wird.
Nach dem Aushärtvorgang wird die obere Pressformeinheit 14 angehoben und aus den Luftsäcken 44 Luft abgelassen, so dass die untere Pressformeinheit 30 zu der Führung 28 zurückkehrt. Anschließend wird die untere Pressformeinheit 30 in ihre Ausgangsposition zurück bewegt, und die Dachhimmelanordnung kann von der Formoberfläche 52 entfernt werden.
Wie aus Fig. 3, 5 und 6 ersichtlich ist, weist die Dachhimmelanordnung 50 vorzugsweise fünf verschiedene Lagen Material auf. In den breitesten Ausführungsformen der Erfindung kann die Dachhimmelabdeckung 50 jedoch aus einer beliebigen Anzahl von Lagen (nur eine) gebildet werden, so lange wie sie eine äußere Fläche darstellt, die zur Bildung der hauptsächlich äußeren Erscheinung der Dachhimmelanordnung verwendet werden kann.
Die oberste Lage der Dachhimmelabdeckung 50 umfasst die oben erwähnte Fiberglasmatte 58. Die Fiberglasmatte 58 ist als die oberste Lage der Dachhimmelabdeckung vorgesehen und bewirkt Steifigkeit und Festigkeit für die gesamte fertiggestellte Dachhimmelanordnung. Durch Änderung des Anteils von Fiberglasmatte zu Schaum ist es möglich, die Festigkeit, Härte und/oder Dichte der Anordnung zu ändern. Dies kann auch durch Änderung des Wassergehaltes des Polyurethansprays 62 ausgeführt werden. Infolgedessen kann die gesamte Anordnung in Bezug auf Teilanforderungen ein eingebauter Schichtkörper sein.
Aus den Figuren wird außerdem ersichtlich, dass das Gewebeelement 60 des Dachhimmels vier Lagen aufweist, die in der Reihenfolge von der obersten Lage zu der untersten Lage eine obere, dünne Lage 80 aus Polyurethanschaum, eine Folienbarriere 82 aus Polyethylen, eine Zwischenlage 84 aus Polyurethanschaum und eine Lage 86 aus dekorativem Material wie Gewebe oder Vinyl aufweisen. Zweck und Funktion von jeder dieser Lagen wird jetzt beschrieben werden.
Die dekorative Lage 86 stellt die äußere Fläche bereit, die vom Innenraum des Fahrzeuges gesehen werden kann, und die am allerbesten aus einer perforierten Struktur oder einem Gewebe hergestellt ist, das sich weich anfühlt. Die Lage 84 aus Polyurethanschaum ist verhältnismäßig dünn und biegsam und stellt die Hauptfederung für das Gewebeelement 60 des Dachhimmels bereit. Die Folienbarriere 82 aus Polyethylen ist im Wesentlichen nicht perforiert und verhindert somit den Durchfluss von Luft durch das Gewebeelement 60 des Dachhimmels, wenn an dieses Unterdruck angelegt wird, nachdem es auf die Formoberfläche 52 gelegt ist. Die Folienbarriere 82 besitzt außerdem eine große Verbindungsfähigkeit für Polyurethanschaum, sodass die Schaumlagen darüber und darunter ohne weiteres daran anhaften. Die oberste Lage des Gewebeelementes 60 des Dachhimmels umfasst eine dünne, biegsame Lage 80 aus Polyurethanschaum. Der hauptsächliche Zweck dieser Lage besteht darin, Luftblasen, die sich in der Lage 64 aus Polyurethanschaum bei deren Expansion bilden können, günstig zu reduzieren. Spezieller, nachdem der Polyurethanspray 62 aufgebracht ist, gibt die Lage 64 aus Polyurethanschaum als Nebenprodukt des Expansionsprozesses Reaktionsgase ab. Diese Gase haben die Neigung, in der Lage 64 aus Polyurethanschaum, insbesondere in den dickeren Bereichen, Luftblasen zu bilden. um die Menge von erzeugten Luftblasen zu reduzieren, ist die Lage 80 aus Polyurethanschaum vorgesehen, die wie ein schwammähnliches Material funktioniert, das es erlaubt, Gase durch die Lage 58 aus Fiberglasmatte zu absorbieren und innerhalb der Lage 80 abzuführen. So wird die Menge von Luftblasen stark reduziert, und es wird eine glatte Oberfläche gebildet.
In Fig. 7 ist eine fertiggestellte Dachhimmelkonstruktion 90 gezeigt. Es wird ersichtlich, dass diese Anordnung 90 eigentlich zwei vordere Dachhimmeleinheiten 92 bildet. Spezieller besteht die Dachauskleidung eines Fahrzeugs vorzugsweise aus einer vorderen Dachhimmeleinheit, die normalerweise über dem Fahrersitz und dem Fahrgastsitz angeordnet ist und sich zum Teil nach hinten in das Fahrzeug hinein erstreckt. Der Fahrzeughimmel enthält außerdem eine getrennte, hintere Dachhimmeleinheit, die typischerweise die zweifache Größe des vorderen Dachhimmels aufweist und sich durchgängig durch den Rest des Fahrzeughimmels erstreckt. Zur Vereinfachung des Einbaus in das Fahrzeug sind getrennte Dachhimmeleinheiten vorgesehen. In Fig. 7 sind zwei vordere Dachhimmeleinheiten 92 vorgesehen. Diese Dachhimmeleinheiten werden im gleichen Formvorgang gebildet und anschließend entlang der Falzlinie 94 geschnitten. So wird ersichtlich, dass zur wirtschaftlichen Herstellung zwei oder mehrere Dachhimmeleinheiten in einem einzigen Formvorgang hergestellt werden können.
Nach einem Merkmal umfasst die Dachhimmelanordnung außerdem eine in den mittleren Bereichen des Körpers aus geschäumtem Material angeordnete Öffnung, die ausgestaltet ist, um eine Innenraumleuchte des Fahrzeuges aufzunehmen.
Es wird bewußt werden, dass das vorhergehende bevorzugte, spezielle Ausführungsbeispiel beispielhaft dargestellt und beschrieben wurde und einer Änderung ausgesetzt ist, ohne vom Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen. Die Erfindung enthält alle innerhalb des Umfanges der folgenden Ansprüche umfassten Modifizierungen, die gelesen werden sollen, als wären sie in der Offenlegung der Beschreibung dieser Anmeldung enthalten.
Es soll ersichtlich werden, dass da, wo Merkmale der Erfindung hier mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren dargelegt wurden, solche Merkmale auch mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung und umgekehrt vorgesehen werden können.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Kraftfahrzeug-Dachhimmelanordnung mit Randbereichen, die eine relativ geringere Dicke als zentrale Bereiche haben, mit den Schritten:

Bereitstellen einer Dachhimmelabdeckung (50) mit einer äußeren Oberfläche, die hauptsächlich die äußere Erscheinung der Dachhimmelanordnung präsentiert, und einer gegenüberliegenden inneren Oberfläche,

Anbringen der Dachhimmelabdeckung (50) auf einer Vakuumform (10, 30, 14), so daß die äußere Oberfläche einer formgebenden Formoberfläche (52) der Vakuumform zugewandt ist, die eine Form entsprechend der gewünschten hauptsächlichen äußeren Oberflächenform der Dachhimmelabdeckung (50) hat, und so daß die innere Oberfläche von der Formoberfläche (52) weg weist,

Anwenden von Unterdruck auf die Vakuumform, um so die äußere Oberfläche der Dachhimmelabdeckung (50) in Formübereinstimmung mit der formgebenden Formoberfläche (52) der Vakuumform zu ziehen,

Aufbringen eines schäumbaren Materials (62) direkt auf verschiedene Gebiete auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Dachhimmelabdeckung (50), so daß im allgemeinen auf die zentralen Bereiche der gegenüberliegenden Fläche der Dachhimmelabdeckung (50) eine größere Menge von schäumbarem Material (62) pro Flächeneinheit relativ zu der Menge des schäumbaren Materials (62) pro Flächeneinheit aufgebracht wird, die auf die Randbereiche der gegenüberliegenden Oberfläche der Dachhimmelabdeckung (50) pro Flächeneinheit aufgebracht wird, wobei das schäumbare Material auf die verschiedenen Gebiete in Mengen aufgebracht wird, die im allgemeinen verhältnismäßig zu einer gewünschten Dicke der Dachhimmelanordnung in den verschiedenen Gebieten ist, Expandieren des schäumbaren Materials (62) mit einer durchgängig im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit, so daß das schäumbare Material durchgängig eine im wesentlichen konstante Dichte hat, und

Aushärtenlassen des schäumbaren Materials und Anhaftenlassen des schäumbaren Materials (62) an der Dachhimmelabdeckung (50), um so einen Körper aus geschäumten Material (64) bereitzustellen, der eine innere Lage der Dachhimmelanordnung bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dachhimmelabdeckung (50) ein perforiertes Material, das die äußere Oberfläche präsentiert, die hauptsächlich die äußere Erscheinung der Dachhimmelanordnung bilden soll, und eine nicht-perforierte Folie (82) aufweist, die auf einer Seite des perforierten Materials gegenüber der Oberfläche angeordnet ist, die hauptsächlich die äußere Erscheinung der Dachhimmelanordnung bildet, und wobei während des Schrittes der Anwendung von Unterdruck auf die Vakuumform die nicht-perforierte Folie (82) den Durchfluß von Luft durch die Dachhimmelabdeckung (50) verhindert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Dachhimmelabdeckung (50) weiter ein Fiberglasmaterial (58) aufweist, das die gegenüberliegende innere Oberfläche der Dachhimmelanordnung (50) bildet, auf die das schäumbare Material (62) aufgebracht wird, und wobei das Anbringen der Dachhimmelabdeckung (50) zunächst das Anbringen des perforierten Materials und der nicht-perforierten Folie (82) daran anhaftend als Einheit auf der Vakuumform (30) umfaßt und dann das Anbringen des Fiberglasmaterials (58) über dem perforierten Material und der nicht-perforierten Folie (82), bevor das schäumbare Material (62) in dem Aufbringungsschritt aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Aufbringens des schäumbaren Materials (62) ausgeführt wird, indem eine Schaumaufbringanordnung (40, 72, 76) über die gegenüberliegende innere Oberfläche der Dachhimmelabdeckung bewegt wird, während die Schaumaufbringungsanordnung das schäumbare Material direkt auf verschiedene Gebiete auf der gegenüberliegenden inneren Oberfläche in Mengen aufsprüht, die verhältnismäßig mit der gewünschten Dicke der Dachhimmelanordnung in den verschiedenen Gebieten sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Vakuumform (10) ein horizontal bewegliches unteres Formteil (30), das die formgebende Formoberfläche (52) bietet, und ein vertikal bewegliches oberes Formteil (14) aufweist, das eine zusammenwirkende Formoberfläche (15) bietet, wobei das Verfahren weiter die Schritte umfaßt:

Bewegen des unteren Formteils (30) horizontal in einer Richtung quer zur Richtung, in der sich die Schaumaufbringungsanordnung (40, 72, 74, 76) über die gegenüberliegende innere Oberfläche der Dachhimmelanordnung (50) bewegt, während die Schaumaufbringungsanordnung das schäumbare Material (62) auf die gegenüberliegende innere Oberfläche der Dachhimmelabdeckung sprüht, und

vertikales Bewegen des oberen Formteils (14) in zusammenwirkender Beziehung mit dem unteren Formteil (30), so daß die formgebende Formoberfläche des unteren Formteils und die zusammenwirkende Formoberfläche Druck auf die Dachhimmelabdeckung (50) und das schäumbare Material (62) ausüben, die zwischen den Formoberflächen angeordnet sind, um so die Dachhimmelanordnung in eine Form zu formen, die durch die Formoberflächen definiert ist.

6. Dachhimmelanordnung zur Auskleidung des Daches einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs mit:

einer Dachhimmelabdeckung (50) mit einer äußeren Oberfläche, die hauptsächlich die äußere Erscheinung der Dachhimmelanordnung präsentiert, und mit einer gegenüberliegenden Oberfläche und

einem Körper aus geschäumten Material (64), der an der gegenüberliegenden inneren Oberfläche der Dachhimmelabdeckung (50) anhaftet und der zentrale Bereiche mit einer größeren Dicke als indessen Randbereichen hat, wobei der Körper aus geschäumten Material (64) eine im wesentliche konstante Dichte über seine Ausdehnung einschließlich der zentralen und der Randbereiche hat.

7. Dachhimmelanordnung nach Anspruch 6, wobei die Dachhimmelabdeckung ein perforiertes Materiäl (86), das die äußere Oberfläche präsentiert, die hauptsächlich die äußere Erscheinung der Dachhimmelanordnung bilden soll, und eine nicht-perforierte Folie (82) aufweist, die auf einer Seite des perforierten Materials (86) gegenüber der äußeren Oberfläche, die hauptsächlich die äußere Erscheinung der Dachhimmelanordnung bildet, angeordnet ist.

8. Dachhimmelanordnung nach Anspruch 7, wobei die Dachhimmelabdeckung (50) ferner ein Fiberglasmaterial (58) aufweist, das die gegenüberliegende innere Oberfläche der Dachhimmelabdeckung (50) bildet und eine Zwischenschicht zu dem geschäumten Material (64) bildet.

9. Dachhimmelanordnung nach Anspruch 6, 7 oder 8, die weiter eine Öffnung aufweist, die in den zentralen Bereichen des Körpers aus geschäumten Material angeordnet ist und dazu ausgestaltet ist, eine Innenbeleuchtung des Fahrzeugdachs aufzunehmen.

10. Dachhimmelanordnung nach Anspruch 6, wobei die Dachhimmelabdeckung (50) aufweist:

eine dekorative Lage (86) mit einer Oberfläche, die hauptsächlich die äußere Erscheinung der Dachhimmelanordnung bildet, und mit einer gegenüberliegenden Oberfläche,

eine ersten Lage (84) aus Polyurethanschaum, die an der gegenüberliegenden Oberfläche der dekorativen Lage anhaftet,

eine nicht-perforierte Folienbarriere (82), die an der ersten Läge (84) aus Polyurethanschaum auf einer Seite der ersten Lage aus Polyurethanschaum gegenüberliegend zu der dekorativen Lage (86) anhaftet, und

eine zweite Lage (80) aus Polyurethanschaum, die an der nicht-perforierten Folienbarriere (82) auf einer Seite der nicht-perforierten Folienbarriere (82) gegenüberliegend der ersten Läge (84) aus Polyurethanschaum anhaftet.

11. Dachhimmelanordnung nach Anspruch 10, Wobei die nicht perforierte Folienbarriere (82) Polyethylen aufweist.

12. Dachhimmelanordnung nach Ansprüch 11, wobei die Dachhimmelabdeckung weiter ein Fiberglasmaterial (58) aufweist, das zwischen der zweiten Lage (80) aus Polyurethanschaum und dem Körper aus geschäumten Material (64) angeordnet ist.

13. Dachhimmelanordnung nach Anspruch 12, wobei die dekorative Lage (86) ein perforiertes Gewebematerial aufweist.

14. Dachhimmelanordnung nach Anspruch 12, wobei die dekorative Lage (86) Vinyl aufweist.