DE60306416T2 - Laminierter dachhimmelaufbau und verfahren zur herstellung eines leichtgewichtigen laminierten dachhimmelaufbaus - Google Patents
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Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen laminierten Gegenstand und ein Verfahren zur Bildung des laminierten Gegenstandes. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen leichtgewichtigen laminierten Dachhimmelaufbau und ein Verfahren zur Bildung desselben.
- Beschreibung des Standes der Technik
- Der Dachhimmel eines Fahrzeugs ist eine große Verkleidung, die sich über die Oberseite der Fahrgastzelle erstreckt, um das Fahrzeugdach zu schützen und ästhetisch abzudecken. Bei einigen Ausführungsformen besteht der Dachhimmel aus einem Textilerzeugnis, das mit einer Schaumstofflage vernäht ist. Der Dachhimmel ist daher weich und nachgiebig. Weiche und nachgiebige Dachhimmel sind unerwünscht, weil eine darunter liegende Stützstruktur erforderlich ist, damit der Dachhimmel seine Gestalt bewahrt. Ein Hinzufügen einer Stützstruktur fügt Gewicht zum Fahrzeug hinzu. Außerdem kann die Stützstruktur Schwingungsgeräusche erzeugen, die man in der Fahrgastzelle hören kann.
- Die US-A-5582906 offenbart einen laminierten Dachhimmel und ein Verfahren zu seiner Herstellung, welche die Schritte Aufbringen von Kleber zum Imprägnieren einer Kern-Schaumstoffschicht, Hinzufügen von zerkleinerten Glasfasern zu beiden Seiten der Schaumstoffschicht und dann Auflaminieren von zusätzlichen äußeren Schichten beinhaltet.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Bei einer dargestellten Ausführungsform der Erfindung schließt ein Dachhimmelaufbau eine Kernmaterialschicht, ein Bindemittel benachbart zum Kernmaterial, eine erste Schicht von zerkleinerten Glasfasern benachbart zum Bindemittel, eine Gaze benachbart zur ersten Schicht von zerkleinerten Glasfasern, einen Katalysator benachbart zur Gaze sowie ein Deckmaterial benachbart zum Katalysator ein. Der Katalysator und das Bindemittel werden zusammengemischt und imprägnieren das Kernmaterial, wenn ein Druck auf den Dachhimmelaufbau aufgebracht wird, wodurch sich ein starrer Dachhimmelaufbau ergibt.
- Ein Verfahren zum Herstellen des laminierten Dachhimmelaufbaus ist ebenfalls offenbart. Das Verfahren umfasst die Schritte:
Aufbringen eines Bindemittels auf eine Seite eines Kernmaterials;
Aufbringen einer ersten Schicht von zerkleinerten Glasfasern auf das Bindemittel;
Aufbringen einer Gaze auf die erste Schicht von zerkleinerten Glasfasern;
Aufbringen eines Katalysators auf die Gaze;
Aufbringen eines Deckmaterials auf den Katalysator; und
Steuern einer Menge des Bindemittels und des Katalysator, die das Kernmaterial durchdringt. - Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 eine auseinandergezogene Querschnittsansicht eines partiellen laminierten Dachhimmelaufbaus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. -
2 ist eine schematische Ansicht eines Verfahrens zur Bildung des laminierten Dachhimmelaufbaus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
3 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht eines laminierten Dachhimmelaufbaus gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
4 ist eine auseinandergezogene Querschnittsansicht eines laminierten Dachhimmelaufbaus gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
5 ist eine schematische Ansicht eines alternativen Verfahrens zur Bildung eines laminierten Dachhimmelaufbaus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Bezug nehmend auf
1 , ist ein laminierter Dachhimmelaufbau10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung allgemein dargestellt. Der laminierte Dachhimmelaufbau10 umfasst einen Film12 , eine erste Schicht von zerkleinerten Glasfasern14 , eine Kernmaterialschicht, wie eine Schaumstoffschicht16 , eine zweite Schicht von zerkleinerten Glasfasern18 , eine hydrophile Gaze20 und ein Abdeckmaterial22 . Der laminierte Dachhimmelaufbau10 kann auch eine optionale Textilerzeugnisabdeckung24 einschließen, die am Film12 befestigt wird, um für eine ästhetisch ansprechende fertige Oberfläche des laminierten Dachhimmelaufbaus10 zu sorgen. Der Film12 kann aus einem beliebigen gewünschten Material, wie einem Polyestermaterial oder dergleichen, bestehen. Zudem kann der Film12 ein Gazematerial sein. Das Glasfasermaterial der ersten und der zweiten Schicht von zerkleinerten Glasfasern14 ,18 kann aus natürlichen oder synthetischen Fasern bestehen. Die Schaumstoffschicht16 ist mit einem Bindemittel26 , wie Isocyanat oder dergleichen, mit der ersten und der zweiten Schicht von zerkleinerten Glasfasern14 ,18 verbunden. Die Schaumstoffschicht16 kann aus einem beliebigen gewünschten Material bestehen, zum Beispiel kann die Schaumstoffschicht16 ein Polyurethan, Polyestermaterial oder dergleichen umfassen. Ein Katalysator38 wird vorzugsweise auf die hydrophile Gaze20 aufgebracht. Der Katalysator38 wird unten ausführlicher erläutert. -
2 zeigt ein Verfahren zur Herstellung des laminierten Dachhimmelaufbaus10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Am Anfang wird die erste Schicht von zerkleinerten Glasfasern14 auf den Film12 aufgebracht. Während der Film12 entlang einer Hauptfertigungsstraße zugeführt wird, führt ein erster Glasfaserzerhacker28 Glasfasern14a regelloser Größe auf den Film12 zu. Die Glasfasern14a regelloser Größe werden im Allgemeinen gleichmäßig über den Film12 verstreut, um die erste Schicht von zerkleinerten Glasfasern14 zu bilden. - Eine zweite Fertigungsstraße führt die Schaumstoffschicht
16 durch gegenüberliegende Gruppen von Rollen30 ,32 zu. Vorzugsweise läuft die zweite Fertigungsstraße zeitgleich mit der Hauptfertigungsstraße. Eine Gruppe von Rollen30 rollt über eine Oberseite16a der Schaumstoffschicht16 , während die zweite Gruppe von Rollen32 über eine Unterseite16b der Schaumstoffschicht16 rollt. Jede Gruppe von Rollen30 ,32 schließt eine große Rolle31a und eine kleinere Rolle31b ein. Die Gruppen von Rollen30 ,32 werden verwendet, um das Bindemittel26 auf die Ober- und Unterseite16a ,16b der Schaumstoffschicht16 aufzubringen. Alternativ kann das Bindemittel26 auf nur eine Oberfläche der Schaumstoffschicht16 aufgebracht werden, d.h. entweder die Oberseite16a oder die Unterseite16b . - Die Menge an Bindemittel
26 , die auf die Schaumstoffschicht16 aufgebracht wird, wird durch die Gruppen von Rollen30 ,32 gesteuert. Außerdem wird auch eine Sättigung des Bindemittels durch die Schaumstoffschicht16 durch die Gruppen von Rollen30 ,32 gesteuert. Speziell steuert der Abstand zwischen der großen Rolle31a und der kleinen Rolle31b sowie die Position der Gruppen von Rollen30 ,32 in Bezug zur Schaumstoffschicht16 die Menge an Bindemittel26 , die auf die Schaumstoffschicht16 aufgebracht wird, sowie das Ausmaß der Absorption des Bindemittels26 durch die Schaumstoffschicht16 . Zum Beispiel nimmt die auf die Schaumstoffschicht16 aufgebrachte Menge an Bindemittel26 zu, wenn der Abstand zwischen der großen Rolle31a und der kleinen Rolle31b zunimmt. Gleichfalls nimmt die auf die Schaumstoffschicht16 aufgebrachte Menge an Bindemittel26 zu, wenn der Abstand zwischen den Gruppen von Rollen30 ,32 und der Schaumstoffschicht16 zunimmt. Typischerweise absorbieren der obere und untere Teil der Schaumstoffschicht16 das Bindemittel26 . Die Absorption des Bindemittels26 in die Schaumstoffschicht16 hinein findet vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von zwanzig Prozent bis zu achtundfünfzig Prozent statt. Es sollte festgestellt werden, dass das Ausmaß der Absorption in Abhängigkeit vom Endprodukt variieren kann. - Letztendlich nimmt die Steifigkeit des laminierten Dachhimmelaufbaus
10 mit der Absorption des Bindemittels26 zu. Jedoch können die Geräusch- und Schwingungs-Qualitäten des Dachhimmelaufbaus10 abnehmen. - Sobald das Bindemittel
26 auf die Schaumstoffschicht16 aufgebracht worden ist, wird die mittelbeschichtete Schaumstoffschicht16c in die Hauptfertigungsstraße zugeführt. Die mittelbeschichtete Schaumstoffschicht16c wird über die erste Schicht von zerkleinerten Glasfasern14 gelegt. Ein zweiter Glasfaserzerhacker34 führt Glasfasern regelloser Größe auf die Hauptfertigungsstraße zu. Die Glasfasern18a regelloser Größe werden im Allgemeinen gleichmäßig über die mittelbeschichtete Schaumstoffschicht16c verstreut, um die zweite Schicht von zerkleinerten Glasfasern18 zu bilden. - Die hydrophile Gaze
20 wird in einer dritten Fertigungsstraße verarbeitet. Die hydrophile Gaze20 wird durch eine zweite Gruppe von Rollen36 zugeführt. Die zweite Gruppe von Rollen36 schließt eine große Rolle35a und eine kleine Rolle36b ein. Während die hydrophile Gaze20 durch die zweite Gruppe von Rollen36 hindurchtritt, wird ein Katalysator38 auf die hydrophile Gaze20 aufgebracht. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt der Katalysator38 eine Zusammensetzung mit ungefähr fünfundneunzig Prozent Wasser. Die übrigen ungefähr fünf Prozent Zusammensetzung des Katalysators38 sind ein Polyol. Das Polyol im Katalysator38 erleichtert eine Reaktion zwischen dem Wasser des Katalysators38 und dem Bindemittel26 . Der Katalysator38 verkürzt daher die Zeitspanne, die erforderlich ist, damit das Bindemittel26 die erste und die zweite Schicht von zerkleinerten Glasfasern14 ,18 mit der mittelbeschichteten Schaumstoffschicht16c verbindet. Dementsprechend verringert der Katalysator38 die Zykluszeit zum Herstellen des laminierten Dachhimmelaufbaus10 . - Bei einer alternativen Ausführungsform enthält der Katalysator
38 Amine. Die Amine treten mit dem Bindemittel26 in Wechselwirkung, um eine Reaktion mit einer ähnlichen Auswirkung wie das Polyol zu erleichtern. Es kann festgestellt werden, dass der Katalysator38 eine beliebige gewünschte Zusammensetzung sein kann, solange der Katalysator38 die Zykluszeit zum Herstellen des laminierten Dachhimmelaufbaus10 verkürzt. Alternativ kann der Katalysator38 durch ein wärmehärtendes Harz (nicht dargestellt) ersetzt werden. Das wärmehärtende Harz wird durch Wärme aktiviert, um die erste und die zweite Schicht von zerkleinerten Glasfasern14 ,18 mit der mittelbeschichteten Schaumstoffschicht16c zu verbinden. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der Katalysator38 auf die hydrophile Gaze20 aufgebracht werden, indem man die hydrophile Gaze20 in einem Bad50 des Katalysators38 tränkt, wie unten beschrieben. - Nachdem die hydrophile Gaze
20 durch die zweite Gruppe von Rollen36 zugeführt ist, wird die Abdeckmaterialschicht22 über die hydrophile Gazeschicht20 gelegt. Das Abdeckmaterial20 wird aus einer vierten Fertigungsstraße (nicht dargestellt) zugeführt. Nach dem Verbinden werden das Abdeckmaterial22 und die hydrophile Gaze20 zur Hauptfertigungsstraße zugeführt. Eine dritte Gruppe von Rollen40 rollt über den laminierten Dachhimmelaufbau10 . Die dritte Gruppe von Rollen40 schließt Rollen40a und40b ein. Während der laminierte Dachhimmelaufbau10 durch die dritte Gruppe von Rollen40 vorwärts bewegt wird, stellt die dritte Gruppe von Rollen40 sicher, dass die Schichten des laminierten Dachhimmelaufbaus10 ordnungsgemäß miteinander verbunden werden.2 zeigt die Rollen40a und40b als ungefähr denselben Durchmesser aufweisend. Jedoch kann ersehen werden, dass die Rollen40a und40b in Bezug zueinander im Durchmesser variieren können. - Zusätzlich kann die optionale Textilerzeugnisabdeckung
24 auf den Film12 gelegt werden. Das Hinzufügen der Textilerzeugnisabdeckung24 ist dem Fachmann bekannt und kann bei dem laminierten Dachhimmelaufbau10 durch jegliche konventionellen Mittel angewandt werden. - Nachdem der laminierte Dachhimmelaufbau
10 durch die dritte Gruppe von Rollen40 hindurchtritt, wird der laminierte Dachhimmelaufbau10 von einer Schneidvorrichtung42 auf eine gewünschte Länge geschnitten. Der laminierte Dachhimmelaufbau10 kann auf eine beliebige gewünschte Länge geschnitten werden. Die Länge hängt im Allgemeinen davon ab, auf welchem Fahrzeug der laminierte Dachhimmelaufbau10 eingebaut werden wird. Schließlich wird der laminierte Dachhimmelaufbau10 einem Verfahren unterzogen, das die Schichten des laminierten Dachhimmelaufbaus10 zusammenpresst. Wie in2 dargestellt, bringt eine Presse44 einen Druck auf den laminierten Dachhimmelaufbau10 auf. Die Presse44 schließt zum Beispiel eine obere Formhälfte44a und eine untere Formhälfte44b ein. Die von der oberen und der unteren Formhälfte44a ,44b auf den laminierten Dachhimmelaufbau10 ausgeübte Kraft trägt dazu bei, den Film12 , die erste Schicht von zerkleinerten Glasfasern14 , die mittelbasierende Schaumstoffschicht16c , die zweite Schicht von zerkleinerten Glasfasern18 , die hydrophile Gaze20 , das Abdeckmaterial22 und die optionale Textilerzeugnisabdeckung24 des laminierten Dachhimmelaufbaus10 miteinander zu verbinden. Spezieller vermischt die von der oberen und der unteren Formhälfte44a ,44b ausgeübte Kraft Katalysator38 mit Bindemittel26 . In erster Linie vermischt sich die Wasserkomponente von Katalysator38 mit Bindemittel26 . Die Mischung des Katalysators38 und des Bindemittels26 diffundiert durch verschiedene Schichten des laminierten Dachhimmelaufbaus10 hindurch und imprägniert einen Teil der Schaumstoffschicht16 , was zu einem starren laminierten Dachhimmelaufbau10 führt. - Bezug nehmend auf
3 , ist dort eine alternative Ausführungsform des laminierten Dachhimmelaufbaus10' gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der laminierte Dachhimmelaufbau10' schließt im Wesentlichen sämtliche der beim laminierten Dachhimmelaufbau10 vorhandenen Merkmale ein. Speziell enthält der laminierte Dachhimmelaufbau10' eine Schicht aus Polyurethanschaum16' , in der das Bindemittel26 teilweise absorbiert ist. Der laminierte Dachhimmelaufbau10' schließt weiter einen Klebstofffilm oder eine Klebstoffbahn26 ein, der/die zwischen der Filmschicht12 und der ersten Schicht von zerkleinerten Glasfasern14 aufgebracht worden ist. Die Klebstoffbahn46 kann ein austauschbarer mehrschichtiger Kleber sein, der auf einer oder beiden Seiten, mit46a und46b angezeigt, klebrig ist. -
4 ist eine weitere alternative Ausführungsform des laminierten Dachhimmelaufbaus10'' gemäß der vorliegenden Erfindung. Der laminierte Dachhimmelaufbau10'' ähnelt dem laminierten Dachhimmelaufbau10 und dem laminierten Dachhimmelaufbau10' und schließt im Wesentlichen die Merkmale derselben ein. Jedoch enthält der laminierte Dachhimmelaufbau10'' ein anderes Kernmaterial, zum Beispiel eine Polyesterwatte16'' an Stelle der Schaumstoffschicht16 . Außerdem ist das Bindemittel26 teilweise innerhalb der Polyesterwatte16'' absorbiert. Die Polyesterwatte16'' kann verschieden große Fasern17 enthalten, die sich mit dem Bindemittel26 vermischen. -
5 zeigt ein Verfahren zum Herstellen des laminierten Dachhimmelaufbaus10' und10'' aus den3 und4 . Das Verfahren zum Herstellen des laminierten Dachhimmelaufbaus10' und10'' ähnelt dem Verfahren zum Herstellen des laminierten Dachhimmelaufbaus10 , wie in2 dargestellt, und schließt dieses im Wesentlichen ein. Jedoch enthält das Verfahren zum Herstellen des laminierten Dachhimmelaufbaus10' und10'' einen anfänglichen Schritt eines Zuführens des Klebstofffilms46 von einer Rolle52 in die Hauptfertigungsstraße. Der Klebstofffilm46 wird über die Filmschicht12' gelegt. Zusätzlich tritt der hydrophile Film20 in eine Aufnahmewanne oder ein Bad50 ein, wo Katalysator38 aufgebracht wird. - Das Verfahren zum Herstellen des laminierten Dachhimmelaufbaus
10 gemäß der vorliegenden Erfindung führt gegenüber einem konventionellen Dachhimmelaufbau zu Vorteilen. Erstens macht ein konventioneller Dachhimmelaufbau die Verwendung eines wärmehärtenden Harzes erforderlich, um die verschiedenen Schichten des Dachhimmelaufbaus miteinander zu verbinden. Infolgedessen muss ein konventioneller Dachhimmelaufbau erwärmt werden, damit das Harz die Schichten des Dachhimmelaufbaus ordnungsgemäß miteinander verbindet. Zudem macht ein konventioneller Dachhimmelaufbau einen zusätzlichen Schritt eines Vorzusammenmischens des wärmehärtenden Harzes und des Katalysators vor dem Aufbringen der Mischung auf den Dachhimmelaufbau erforderlich. Weiter macht ein konventioneller Dachhimmelaufbau zusätzliche Klebstoffschichten zwischen jeder Glasfaserschicht und den äußersten Schichten des Dachhimmelaufbaus erforderlich. - Im Gegensatz dazu macht der laminierte Dachhimmelaufbau der vorliegenden Erfindung keine Verwendung eines wärmehärtenden Harzes erforderlich. Daher muss der laminierte Dachhimmelaufbau
10 nicht erwärmt werden. Außerdem müssen das Bindemittel26 und der Katalysator38 vor dem Aufbringen nicht vorgemischt werden. Schließlich macht der laminierte Dachhimmelaufbau10 der vorliegenden Erfindung keine zusätzlichen Klebstoffschichten erforderlich, um die erste und die zweite Glasfaserschicht14 ,18 zu verbinden oder um die äußersten Schichten des laminierten Dachhimmelaufbaus10 zu verbinden. Dementsprechend beseitigt der laminierte Dachhimmelaufbau14 der vorliegenden Erfindung mehrere Schritte beim konventionellen Herstellungsverfahren, was zu einem Dachhimmelaufbau führt, der preiswerter und leichter als ein konventioneller Dachhimmelaufbau herzustellen ist. Es sollte festgestellt werden, dass obwohl die vorliegende Erfindung auf einen Dachhimmelaufbau hin gerichtet ist, die vorliegende Erfindung bei verschiedenen Komponenten innerhalb des Fahrzeugs angewandt werden kann, einschließend zum Beispiel eine Türverkleidung oder eine Kofferraumverkleidung oder dergleichen.
Claims (9)
- Dachhimmelaufbau, umfassend: eine Kernmaterialschicht; ein Bindemittel benachbart zum Kernmaterial; eine erste Schicht von zerkleinerten Glasfasern benachbart zum Bindemittel; eine Gaze benachbart zur ersten Schicht von zerkleinerten Glasfasern; einen Katalysator benachbart zur Gaze; und ein Deckmaterial benachbart zum Katalysator, bei dem der Katalysator und das Bindemittel zusammengemischt werden und das Kernmaterial imprägnieren, wenn ein Druck auf den Dachhimmelaufbau aufgebracht wird, wodurch sich ein starrer Dachhimmelaufbau ergibt.
- Dachhimmelaufbau nach Anspruch 1, weiter enthaltend eine zweite Schicht von zerkleinerten Glasfasern benachbart zur anderen Seite des Kernmaterials, sowie eine Filmschicht benachbart zur zweiten Schicht von zerkleinerten Glasfasern.
- Verfahren zur Bildung eines Dachhimmelaufbaus, umfassend die Schritte: Aufbringen eines Bindemittels auf eine Seite eines Kernmaterials; Aufbringen einer ersten Schicht von zerkleinerten Glasfasern auf das Bindemittel; Aufbringen einer Gaze auf die erste Schicht von zerkleinerten Glasfasern; Aufbringen eines Katalysators auf die Gaze; und Aufbringen eines Deckmaterials auf den Katalysator, wobei der Katalysator und das Bindemittel zusammengemischt werden und das Kernmaterial imprägnieren, wenn ein Druck auf den Dachhimmelaufbau aufgebracht wird, wodurch sich ein starrer Dachhimmelaufbau ergibt.
- Verfahren nach Anspruch 3, weiter enthaltend die Schritte: Aufbringen des Bindemittels auf die andere Seite des Kernmaterials; Aufbringen einer zweiten Schicht von zerkleinerten Glasfasern auf das Bindemittel; und Aufbringen einer Filmschicht auf die zweite Schicht von zerkleinerten Glasfasern.
- Verfahren nach Anspruch 4, weiter enthaltend den Schritt eines Aufbringens eines die Filmschicht bedeckenden Textilerzeugnisses.
- Verfahren zur Bildung eines Dachhimmelaufbaus, umfassend die Schritte: Aufbringen eines Bindemittels auf eine Seite eines Kernmaterials; Aufbringen einer ersten Schicht von zerkleinerten Glasfasern auf das Bindemittel; Aufbringen einer Gaze auf die erste Schicht von zerkleinerten Glasfasern; Aufbringen eines Katalysators auf die Gaze; Aufbringen eines Deckmaterials auf den Katalysator; und Steuern einer Menge des Bindemittels und des Katalysators, die das Kernmaterial imprägniert.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei die vom Kernmaterial absorbierte Menge des Bindemittels und des Katalysators durch Verstellen einer Relativposition zwischen einer Gruppe von Rollen gesteuert wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei die vom Kernmaterial absorbierte Menge des Bindemittels und des Katalysators durch Verstellen eines Abstands zwischen einer Gruppe von Rollen und dem Kernmaterial gesteuert wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei die vom Kernmaterial absorbierte Menge des Bindemittels und des Katalysators durch Aufbringen eines Drucks auf den Dachhimmelaufbau gesteuert wird.
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