專利名稱：帶有玻璃外觀的車輛外表面構件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的前序部分所述的車輛外表面構件，其帶有玻璃外觀或類似玻璃的外觀。
背景技術：
DE 197 13 347 C5公開了作為外部引導的滑動車頂?shù)耐L導流板條的這樣一種車輛外表面構件，所述車頂由緊固在金屬承載框架上的玻璃板或塑料片形成。所述塑料片包括透明的、有色的或淺色的堅硬且抗磨的材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。如果塑料片是透明或半透明的，那么在整個車頂上建立玻璃的連續(xù)外觀所需要的色調(diào)也可以通過塑料片內(nèi)側的漆膜建立。所述板或片例如借助于粘合或卡夾被緊固到承載框架上。備選地，這種車輛外表面構件也可以已經(jīng)被制造為帶有塑料的承載件部分以及層壓在所述承載件部分上的外部表層膜，所述承載件部分例如通過長纖維注射法(LFI法)或通過復合噴涂成型法(CSM法)制造。DE 195 05 006 Cl公開了一種類似的車輛外表面構件，其作為用于大玻璃滑動車頂?shù)耐L導流板條。DE 10 2005 013 974 Al、DE 10 2006 019 007 B3 和 DE 10 2006 048 252B3 公開了一種用于制造復合構件的來自Krauss-Maffei塑料技術有限公司的方法(SkinR)rm. 商標也已經(jīng)由Krauss-Maffei塑料技術有限公司注冊以用于用來執(zhí)行所述方法的機器)。 在所述方法中，熱塑性聚氨酯(TPU)的外層被流涂在由熱塑性成形部分形成的承載件構件上。所述流涂優(yōu)選地實施進入模具的腔中，根據(jù)一個變化形式，一個真空部先前已經(jīng)被建立在所述腔中。在執(zhí)行聚氨酯的流涂在其中的相同的模具中，承載件構件可以預先被制造或預成型為復合構件。借助于Skinform 技術制造的車輛表面構件迄今為止只被用于車輛的客艙。 期刊“Kunststoffe” [塑料]在其第3/2000期的第104-106頁描述了將Skinform 構件用于斯柯達Roomster上車門的內(nèi)部裝飾件的運用。在其發(fā)表在國際互連網(wǎng)上的小冊子"SkinForm ⑧Kosteneffizientes Veredeln von Thermoplastbauteilen mit Polyurethan im One-Shot-Verfahren ” [Skinform 通過一次成型法以聚氨酯進行的熱塑性構件的成本有效的表面精加工]中，作為應用示例，Krauss-Maffei公司描述了用于安全帶的帶扣覆蓋件、開關板、門內(nèi)部裝飾件和頭墊覆蓋件。作為應用示例，來自Sarnamotive khenk有限公司的小冊子提到汽車中的區(qū)段座椅裝飾部分、靠背殼層、氣囊覆蓋件、例如為轉向柱殼體的膝蓋撞擊區(qū)中的碰撞相關部分、中控臺、側門裝飾件和儀表盤覆蓋件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于提供開頭提到的類型的車輛外表面構件的目的而作出，其具有低重量和高穩(wěn)定性，并且可以被容易地制造和以低成本制造。所述目的通過權利要求1的特征實現(xiàn)。有利的改進形式在從屬權利要求中具體指定。
通過將有光澤的、抗磨和抗刮的、抗紫外線的、至少部分透明的塑料薄層流涂在承載層上來以根據(jù)本發(fā)明的方式制造外表層，允許提供具有高固有剛性和低重量的車輛外表面構件，如車輛上的車輛外表面構件那樣適用于各種用途，其中，所述承載層優(yōu)選地在相同的模具中被制造為熱塑性成形部分或復合材料輕型結構。固有地剛性的和輕的熱塑性成形部分或復合材料輕型構件形成特別適合的承載件結構，用于將其緊固或用于連接至鄰近構件的連接元件可以在制造過程中被嵌入所述承載件結構中。例如為先前使用的金屬框架的其它硬化措施可以被省去。熱塑性成形部分或復合材料輕型承載件結構的使用允許其具有復雜的幾何結構，以使得這種車輛外表面構件的設計具有大的自由度。通過流涂特別為聚氨酯的塑料制造的車輛外表面構件的外表層可以被做得非常薄，例如具有大約0.6至1mm、特別是大約0.8mm的層厚度。其具有高抗磨性和抗刮性，并且可以通過輕拋光(light polishing)具有玻璃般的光澤。由于在車輛外表面構件內(nèi)側上形成承載件結構的熱塑性成形部分或復合材料輕型構件的高承載能力，車輛外表面構件可以被做得比以前更薄得多和更輕得多?？偠灾?，根據(jù)本發(fā)明的車輛外表面構件變得更輕得多，并具有相同的或甚至提高的穩(wěn)定性。車輛外表面構件的總構件厚度甚至可以被減小。 通過減小構件并簡化生產(chǎn)過程，由此可以額外實現(xiàn)成本降低。出于本發(fā)明的目的，“復合材料輕型結構”或“復合材料輕型構件”被理解為表示由至少兩種、優(yōu)選為至少三種與形成承載件結構不同的材料的互連層形成的多層構件，至少一個層包括具有相對大的體積和相對低的重量的材料和/或裝置。承載件結構可以例如由具有嵌入纖維增強材料的聚氨酯“單塊地”形成為復合材料輕型構件?？梢钥紤]，纖維增強材料是玻璃纖維、碳纖維、例如為劍麻、大麻或亞麻的天然纖維、或例如為芳綸的合成纖維，任一種都呈疏散短切纖維的形式，作為用于在開放或封閉的模具中的噴涂、澆鑄、發(fā)泡或注射方法中的聚氨酯的混合物，在后一種情況下其還與跟隨噴涂、澆鑄或注射操作的擠壓操作組合，或者，纖維增強材料以用于分層結構的墊、編織或針織織物、或柵網(wǎng)的形式被使用，其中層分別與塑料層、特別是聚氨酯層交替設置。承載層的“單塊”結構的一個示例是通過PUR復合噴涂成型法(CSM法)由Bayer
材料科技股份有限公司的Baydur⑧(Baydur是Bayer股份有限公司的注冊商標)生產(chǎn)的
承載層，短切玻璃纖維以計量的方式從外側被供給至引入開放模具的聚氨酯的噴涂射流。 這之后接著通過在封閉模具中發(fā)泡進行成形部分的模制成型。玻璃纖維的隨機分布使得以這種方式制造的承載層沿所有負載方向具有高機械強度，并且因此提供了相對低重量的車輛外表面構件的高剛性。作為復合材料輕型構件的帶有交替設置的層的承載層的結構的一個示例通過用于進行Multitec 的PUR復合噴涂成型法(CSM法)的另一個變化形式建立(Multitec 是Bayer股份有限公司的注冊商標)。在此，短切長纖維與聚氨酯混合物一起同樣地被引入開放模具中。在這種情況下，聚氨酯混合物——以緊密的或發(fā)泡的形式并且可選被加強或未被加強——被施加于多層中并且在室溫下在開放模具中固化。在PUR復合噴涂成型法(CSM法)的另一個變化形式中，由特殊的聚氨酯噴涂系統(tǒng)噴涂的大麻、劍麻、亞麻、椰子等等的天然纖維墊通過使用Baypreg F(Baypreg 是Bayer 股份有限公司的注冊商標)被擠壓到用于復合材料輕型構件的薄壁的、極輕的成形部分中，以作為承載層。
用于承載層的復合材料輕型結構的另一個變化形式由夾層結構形成，其中塑料、 泡沫和/或蜂窩結構的特別地較輕的層被布置在塑料或輕型金屬的下部和上部外層之間。作為塑料層布置在下部和上部外層之間的復合材料輕型構件的承載層的夾層結構的一個示例是帶有鋁外層和一層聚丙烯(PP)的材料Hylite 或Alubond(兩個都是 ALCAN Singen有限公司的注冊商標)。聚丙烯層也可以由另一種具有高強度的適當?shù)妮p的塑料代替，例如聚酰胺。作為復合材料輕型構件的承載層的夾層結構的另一個示例是紙或紙板、金屬或塑料的蜂窩結構，也被稱作“蜂窩結構”，其中通過相對于外層垂直地布置的壁形成在兩個封閉外層之間的蜂窩結構包圍多個腔(“開放的蜂窩結構”)。例如通過在組裝之前噴涂的塑料，豎直壁被永久粘合地結合在它們鄰近外層的區(qū)域中(如DE 100 33 232 C2中所示)。 所述類型的輕型金屬蜂窩結構的一個示例是材料Alucore (ALCAN Singen有限公司的注冊商標)。替代腔，例如為塑料或泡沫塑料或泡沫金屬的實心材料可以布置在蜂窩結構的壁之間(“封閉的蜂窩結構”)。通過噴涂和擠壓，開放或封閉的蜂窩結構最后可以還與如上
所述的Baypreg F被結合到一起以形成承載層。車輛外表面構件的外表層的流涂優(yōu)選在一個模具中進行，在第一方法步驟中，例如通過注射或注射模塑，所述模具還被用于制造熱塑性成形部分，并且其中，在第二方法步驟中，通過緩慢地升高上模具部分，相應地淺的腔被形成以用于建立塑料的流涂外表層。通過流涂到已經(jīng)精加工的承載件結構上，車輛外表面構件的外表層也可以通過透明冷成型(Clear Cold Molding)法(CCM方法)被施加，所述承載件結構已經(jīng)被制造成為被用于流涂的模具外部的熱塑性成形部分或復合材料輕型構件。在用于建立外表層的液態(tài)樹脂被流涂到其中的淺腔中，可以在流涂之前建立真空或半真空，由此建立具有高質量的均勻的、完全無氣泡的薄的外表層。流涂的外表層可以施加到熱塑性成形部分或復合材料輕型構件的平坦或彎曲的表面上。根據(jù)本發(fā)明的車輛外表面構件例如可以用于沒有開啟(打開)系統(tǒng)的車頂模塊、 具有開啟系統(tǒng)的車頂模塊(滑動車頂、升降車頂、滑動/升降車頂、外部引導的滑動車頂、全景車頂、擾流板車頂、疊片車頂、改型(retrofitted)車頂?shù)鹊?、用于車頂開啟系統(tǒng)的覆蓋件、用于硬頂活動敞篷車的車頂?shù)能図敋?也稱作“可伸縮硬頂” = “RHTs”)、用于通風導流板(draft deflector)條、用于擾流板、用于后蓋、發(fā)動機罩、門或擋泥板以及用于A、B、C 和D柱的外部裝飾件。


下面參考附圖基于根據(jù)本發(fā)明的車輛表面構件的示例性實施方式更詳細地說明本發(fā)明，其中圖1示出了帶有根據(jù)本發(fā)明的車輛外表面構件的車輛的上部分的透視俯視圖；圖2以橫截面視圖示出了根據(jù)第一實施方式的車輛外表面構件；圖3以橫截面視圖示出了根據(jù)第二實施方式的車輛外表面構件；以及圖4以橫截面視圖示出了根據(jù)第三實施方式的車輛外表面構件。
具體實施例方式例如為乘用車(參見圖1)的車輛10鄰接前擋風玻璃的后部具有也可以呈帶有玻璃外觀的固定車頂部分形式的通風導流板條12、可以通過升高/降低或移動或者固定地布置而運動的第一車頂板13，以及可以通過升高/降低或移動或者固定地布置而運動的第二車頂板14。車頂由側梁16側向地限界。布置在側梁16和車頂板13、14或通風導流板條 12之間的是覆蓋條18，其覆蓋本體的焊接凹部以用于連接車頂至車頂板13或14的側部和 /或安裝件或引導件。如由本發(fā)明所提供的那樣，通風導流板條12、車頂板13和14以及覆蓋條18形成可能的帶有玻璃外觀或類似玻璃的外觀的車輛外表面構件11。然而，它們也可以部分地由玻璃形成。在圖1中示出的其它可能的車輛外表面構件11由B柱覆蓋件17和發(fā)動機罩19形成。然而，車輛10的其它外表面，例如門、擋泥板、行李箱蓋、擾流板或保險杠模塊也可以被制造為帶有玻璃外觀或類似玻璃的外觀的車輛外表面構件11，如由本發(fā)明所提供的那樣。在圖2至4中，以橫截面示出了根據(jù)本發(fā)明的車輛外表面構件11的放大的細節(jié)。根據(jù)圖2的車輛外表面構件11以帶有夾層狀分層結構中的復合材料輕型構件的承載件結構26的輕型結構的方式被制造，并且從內(nèi)至外包含作為下部覆蓋層的第一內(nèi)部承載層20、形成為帶有垂直于承載層20、22布置的壁27和置于其間的腔觀的蜂窩結構芯部層或分隔件層21、作為上部覆蓋層的第二外部承載層22，以及分離層23。所述承載件結構沈例如通過復合噴涂成型法(CSM法)被制造?？鼓ズ涂构蔚摹⒖棺贤饩€的、至少部分為透明塑料的、通過例如大約0. 8mm的層厚度流涂被施加到承載件結構沈的外層M朝向外側覆蓋車輛外表面構件11。外表層14的塑料例如由透明的聚氨酯形成，其在輕拋光之后具有帶有玻璃外觀或類似玻璃的外觀的光澤表面。承載層20和22優(yōu)選地包括具有大約300g/m2的每單位面積重量的聚氨酯(PU)， 其分別可選地和優(yōu)選地借助于具有大約225g/m2的每單位面積重量的玻璃纖維墊被加強。芯部層或分隔件層21優(yōu)選地包括蜂窩結構，并且特別地包括紙、塑料或鋁的蜂窩，其例如帶有大約13mm的厚度，在紙蜂窩的情況下，蜂窩結構的褶皺和片具有在所有情況下大約115g/m2的每單位面積重量。分離層23優(yōu)選地具有大約2至2. 5mm的厚度。其有效地適用于防止在外表層M 上呈現(xiàn)蜂窩結構的視覺印象，如果不設置分離層23，則所述視覺印象可能在在模具中壓縮期間發(fā)生。包括芯部層或分隔件層21和兩個鄰近的承載層20和22的分層結構借助于CSM 法(復合噴涂成型)在模具(CSM模具)中被制造，所述CSM法由Sankt Augustin D-53754 的Hermecke有限公司已知。分層結構在DE 10033 232 C2中還被表示為類似的形式。利用非常低的重量，分層結構的強度特別地通過刺入蜂窩的豎直壁27的區(qū)域中并且與它們結合的塑料實現(xiàn)，所述塑料優(yōu)選是聚氨酯(PU)。在車輛外表面構件11的內(nèi)側上，金屬插入件25例如可以嵌入作為下部覆蓋層的第一承載層20中，借助于卡夾、孔、螺紋插入件等，所述金屬插入件25用于固定到鄰近的構件，例如固定到車頂框架、車頂機構(在可動車頂板的情況下)、梁、柱等等，或者用于緊固鄰近的構件，例如遮陽板或把手。這一基本結構可以改變和例如由至少一個附加層補充，其例如為在第一承載層20和芯部層之間以及可能在芯部層或分隔件層21和第二承載層22之間的防碎層。圖3示出了可動的或固定的車輛外表面構件11的第二實施方式。當處于其功能位置時，車輛外表面構件11自上而下或從外向內(nèi)包括 具有大約0. 8mm的層厚度、具有流涂的抗大氣腐蝕、紫外線穩(wěn)定和抗刮的塑料的外表層34，所述塑料優(yōu)選是透明的聚氨酯， 金屬層32，特別是鋁層， 作為分隔件層的塑料層31，例如由聚丙烯(PP)或聚酰胺(PA)構成，以及 金屬層30，特別是鋁層。金屬層30和32和置于它們之間的塑料層31形成承載件結構36，外表層34被流涂到所述承載件結構36上。承載件結構36例如可以由例如為Hylite 或Alubond (兩個都是ALCAN Singen有限公司的注冊商標)的復合材料輕型構件形成，其優(yōu)選地通過在外表層34在模具中流涂之前進行擠壓而獲得所需的形狀，或者優(yōu)選地通過在透明冷成型(CCM 法)中建立相應地淺的腔，在相同的模具中被均勻地遍布流涂外表層34的塑料。在根據(jù)圖4的示例性實施方式中，車輛外表面構件11由被流涂到其上的承載件結構46和外表層44形成。承載件結構46在本示例中包括熱塑性成形部分，其已經(jīng)例如通過在模具中、例如在Skinform 模具(Skinform 是Krauss-Maffei技術有限公司的注冊商標)中注射成型而被制造，在此之后，在相同的模具中，在接下來的方法步驟中，優(yōu)選為透明熱塑性聚氨酯(TPU)的外表層44以大約0. 8mm的層厚度被流涂到承載件結構上。為此目的在模具中形成的淺的腔優(yōu)選地在外表層44的流涂之前被排空，以建立真空或至少半真空，以使得流入所述腔中的塑料形成帶有玻璃外觀或類似玻璃的外觀的均勻平滑的、有光澤的層。在外表層44的流涂之后，車輛外表面構件11從模具中被移出，并且外表層44的塑性材料的澆注口部被移除。外表層44可以被額外拋光以建立增強的玻璃外觀或類似玻璃的外觀。制造所需要的模具在來自Krauss-Maffei公司和Sarnamotive khenk有限公司的開頭提到的文獻中有詳細描述。它們并不構成本發(fā)明的一部分，因此不在本申請中進行任何更詳細的描述。本發(fā)明不局限于特定的示例性實施方式。由此特別地可以將各個示例性實施方式的特征彼此組合，從而這樣的裝置也被本發(fā)明覆蓋。附圖標記列表10 車輛11 車輛外表層構件12 通風導流板條13 車頂板14 車頂板16 側梁17 B柱覆蓋18 覆蓋條19 發(fā)動機罩
8
20內(nèi)部承載層
21芯部層(分隔件層)
22外部承載層
23分離層
24外表層
25插入件
26壁
28腔
30金屬層
31塑料層(分隔件層)
32金屬層
34外表層
36承載件結構
41熱塑性成形部分
44外表層
46承載件結構
權利要求
1.車輛外表面構件(11)，其可以以外部設置的方式附接到車輛(10)上，所述車輛外表面構件(11)具有承載件結構(26 ；36 ；46)和帶有玻璃外觀或類似玻璃的外觀的與所述承載件結構連接的外表層04 ；34 ；44)，其特征在于所述承載件結構06 ；36 ；46)被制造為熱塑性成形部分Gl)或復合材料輕型結構，并且由至少部分透明的塑料形成的所述外表層04 ；34 ；44)通過流涂被直接地施加到所述承載件結構(26 ；36 ；46)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛外表面構件， 其特征在于所述承載件結構06 ；36)被制造為多層的復合構件。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的車輛外表面構件， 其特征在于所述承載件結構06 ；36)被制造為夾層的復合構件。
4.根據(jù)權利要求3所述的車輛外表面構件， 其特征在于所述夾層的復合構件具有蜂窩結構(21)，所述蜂窩結構帶有限定所述蜂窩的邊界的壁(XT)和置于所述壁(XT)之間的腔08)。
5.根據(jù)前述權利要求中的一項所述的車輛外表面構件， 其特征在于所述承載件結構06 ；36)具有至少一層片狀的板或膜O0、22 ；30、32)，其至少部分地包括金屬和/或塑料和/或木材和/或紙或紙板。
6.根據(jù)前述權利要求中的一項所述的車輛外表面構件， 其特征在于至少部分的承載件結構06;36)通過塑料噴涂法、塑料噴涂-擠壓法或塑料注射法被制造，特別地通過復合噴涂成型法(CSM)和/或通過反應注射成型法(RIM)和/或通過長纖維注射法(LFI)被制造。
7.根據(jù)前述權利要求中的一項所述的車輛外表面構件， 其特征在于所述外表層(24 ；34 ；44)由聚氨酯(PU)形成。
8.根據(jù)前述權利要求中的一項所述的車輛外表面構件， 其特征在于所述外表層04 ；34 ；44)具有大約0. 6至1. Omm的厚度，特別地具有大約0. 8mm的厚度。
9.根據(jù)前述權利要求中的一項所述的車輛外表面構件， 其特征在于所述車輛外表面構件(11)可以用于沒有開啟系統(tǒng)的車頂模塊、帶有開啟系統(tǒng)的車頂模塊、用于車頂開啟系統(tǒng)的覆蓋件、用于硬頂活動敞篷車的車頂?shù)能図敋?也稱作“可伸縮硬頂” = “RHTs”)、用于通風導流板條、用于擾流板、用于后蓋、用于發(fā)動機罩、用于門或擋泥板以及用于A柱、B柱、C柱和D柱的覆蓋件，其中所述具有開啟系統(tǒng)的車頂模塊例如為滑動車頂、滑動/升降車頂、全景車頂、擾流板車頂、疊片車頂、改型車頂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可以組裝在車輛的外表面上的車輛外表面構件(11)，其包括帶有外表層(44)的支撐結構(46)，所述外表層(44)具有玻璃透鏡體或類似于玻璃的材料。根據(jù)本發(fā)明可以實現(xiàn)這種車輛外表面構件(11)的簡單和經(jīng)濟的制造，由此支撐結構(46)是熱塑性模制件(41)或輕型的復合結構，并且由至少部分地透明的塑料制成的外表層(44)通過噴涂被直接地施加到支撐結構(46)上。
文檔編號B60J7/00GK102333664SQ201080009659
公開日2012年1月25日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權日2009年1月27日
發(fā)明者A·埃格, A·斯特里克斯納, M·波拉克 申請人:韋巴斯托股份公司