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Die
Erfindung betrifft eine Falzverbindung, insbesondere für ein Fahrzeugteil,
mit einem Innenblech und mit einem Außenblech, wobei das Außenblech
mit einem Randbereich um das Innenblech umgebogen ist, wobei der
Randbereich des Außenblechs
und das Innenblech eine Lücke
definieren.
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Es
ist bekannt bei Fahrzeugteilen, wie Türen, Kofferraumhauben, Rückwandklappen
usw., ein Innenblech mit einem Außenblech über eine Falzverbindung zu
verbinden. Dazu wird der Randbereich bzw. der Flansch des Außenblechs
um das kleinere Innenblech herum gebogen, so dass eine Falzverbindung
entsteht. Diese Falzverbindung wird in aller Regel durch Bördeln hergestellt.
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Um
eine Korrosion in der Falzverbindung und der Bördelnaht zu verhindern, werden
die beteiligten Bleche im Nahtbereich verklebt. Anschließend wird
auf die so geklebte Bördelnaht
ggf. eine Versiegelungsschicht aufgebracht, die zum einen den Bördelspalt
vollständig
verschließt
und zum anderen die freie Blechkante mit einschließt.
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Nach
Abschluss der Verbindung der beiden Bleche wird die Anordnung aus
Innen- und Außenblech
beschichtet. Dazu werden die meist öligen Bleche gesäubert und
gewaschen, mittels einer Elektrotauchbadlackierung grundiert und
anschließend mit
einer farb- und/oder effektgebenden ggf. mehrschichtigen Lackierung
versehen.
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Üblicherweise
wird dabei die Versiegelung vor den Beschichtungsschritten vorgenommen,
so dass in den Beschichtungsverfahren keine Flüssigkeiten, insbesondere Waschflüssigkeiten,
in die durch die Falzverbindung erzeugte Lücke hinein gelangen, dort ggf.
verbleiben und auf Dauer eine Korrosion bewirken. Daher werden die
Klebstoffe/Versiegelungsmittel im Überschuss eingesetzt, um die
Lücke vollständig auszufüllen.
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Hierzu
ist es bekannt, entweder die Bleche im Randbereich vor deren Bördeln mit
einem Überschuss
von Klebstoff/Versiegelungsmittel zu versehen, so dass diese beim
Bördeln
den Spalt ganz ausfüllen.
Jedoch muss der überschüssige Anteil,
der aus der Lücke
herausquellt, vor der Beschichtung entfernt werden, was aufwendig
und kaum automatisierbar ist. Um dies zu umgehen, ist aus der
US 4,719,689 bekannt, den
herausquellenden Überschuss
an Klebstoff/Versiegelungsmittel nicht zu entfernen, sondern mit
eines geeigneten Stempels beim Bördeln
direkt an der Bördelnaht
zu einer Versiegelung zu formen. Allerdings wird hierbei in Kauf
genommen, dass die Falzverbindung und deren Lücke nicht durch die schützende Elektrotauchbadlackierung
beschichtet werden. Somit kann es z.B. bei einem Riss in der Versiegelung
zum Eindringen von Flüssigkeit
und somit Korrosion kommen.
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Andererseits
ist es z.B. aus der
US 5,273,606 bekannt,
den Spalt erst nach dem Bördeln mit
Klebstoff zu versehen, wozu die Bleche mit einzelnen Aussparrungen
versehen sind, die ein Einspritzen des Klebstoffs in die Lücke der
Falzverbindung erlauben. Hierbei ist es jedoch schwierig den gesamten
Spalt vollständig
auszufüllen,
um so das Eindringen und ggf. Verbleiben von Flüssigkeiten zu verhindern.
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Daher
wird teilweise ein Unterschuss von Klebstoff verwendet, um die Lücke ohne
Herausquellen von Klebstoff zu verkleben, so dass nach dem Schritt
des Elektrotauchbadlackierens eine Versiegelung entlang der Bördelnaht
aufgebracht wird, um die verbleibenden Hohlräume zu verschließen. Hierbei besteht
jedoch die genannte Gefahr des Einschlusses von Flüssigkeit
aus dem Beschichtungsverfahren, insbesondere aus den Waschschritten
und der Elektrotauchbadlackierung, die zu einer Korrosion führt.
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Dagegen
ist es aus der US 2003/0067187 A1 bekannt, die Falzverbindung erst
nach der Elektrotauchbadlackierung zu verkleben bzw. diese offen zu
gestalten und absichtlich mit einer vergrößerten Lücke zu versehen, so dass die
Falzverbindung auf einfache Weise gewaschen und elektrotauchbadlackiert
werden kann, ohne dass Flüssigkeiten
in dem Bördelspalt
verbleiben. Dazu wird das Außenblech
in seinem Randbereich mit Vorsprüngen
bzw. Beulen versehen, die einen Abstand zum Innenblech bewirken.
Allerdings ist durch die erst nachfolgende Verklebung ein Verrutschen
der Bleche gegeneinander möglich.
Auch muss der Bördelspalt
relativ große
Dimensionen aufweisen, um ein Abfließen von Flüssigkeiten aus dem Bördelspalt
bzw. der Lücke
zu erlauben. Dies bedingt einen höheren Aufwand beim anschließenden Versiegeln.
Zudem ist ein breiter Bördelspalt
bzw. Naht optisch unerwünscht.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Falzverbindung zu schaffen, die
einerseits eine Korrosion weitgehend vermeidet oder verhindert und sich
andererseits gut verkleben lässt.
Ferner eine anschließende
Beschichtung möglich
sein. Auch sollte die Falzverbindung optisch ansprechend gestaltbar sein.
Selbstverständlich
muss die Falzverbindung daneben noch die erforderliche Festigkeit
aufweisen.
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Diese
Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Falzverbindung
gelöst.
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Dadurch,
dass das Außenblech
im Randbereich mehrere Materialaussparungen aufweist, die bis in
die Lücke
reichen, ist es möglich,
eine Falzverbindung mit der üblichen
Festigkeit zu erhalten, die ein Ablaufen von Flüssigkeiten aus der Lücke bzw. dem
Bördelspalt
erlaubt, so dass diese sowohl verklebt, als auch gewaschen, gereinigt
und anschließend
getrocknet bzw. beschichtet werden kann, ohne dass Flüssigkeiten
verbleiben. Zudem muss die Falzverbindung bzw. deren Lücke dazu
nicht vergrößert werden.
Die Oberflächenspannung
der meist wässrigen
Flüssigkeiten
wird durch die Materialaussparungen bereits ausreichend herabgesetzt,
so dass diese abfließen.
Zudem kann so eine' Verklebung
der Bleche in üblicher
Weise erfolgen, ohne dass die Gefahr besteht, dass nicht verklebte
Bereiche verbleiben, die Flüssigkeiten
beinhalten und/oder nicht versiegelt oder beschichtet werden können. Durch
die Materialaussparungen wird eine offene Falzverbindung erzeugt,
die einen Zugang in die Lücke
absichtlich erlaubt. Es wird also entgegen der üblichen Vorgehensweise nicht
versucht die Falz bzw. deren Lücke
vor der Beschichtung, insbesondere Elektrotauchlackierung dicht
zu verschließen,
sondern eine offene Struktur erzeugt, die ein Waschen, Reinigen
und Beschichten erlaubt. Erst nach diesen Schritten werden die Falzverbindung
und die Materialaussparungen mit üblichen Methoden ggf. versiegelt.
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Die
Materialaussparungen können
an der Kante des Randbereichs des Außenblechs vorgesehen sein,
so dass diese quasi einen gezackten Rand oder Kante aufweist.
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Auch
können
die Materialaussparungen in Form von Ausschnitten, also in Gestalt
von Löchern, im
Randbereich des Außenblechs
vorgesehen sein. Diese Ausschnitte können beliebige Formen aufweisen.
Sie können
rechteckig, quadratisch, oval, rund usw. ausgestaltet sein.
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Vorzugsweise
reichen die Materialaussparungen bis in den Bereich der Biegung
der Falzverbindung, so dass ein guter Abfluss von Flüssigkeiten aus
der Lücke
bzw. Falzspalt erlaubt wird.
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Auch
können
die Materialaussparungen im Bereich der Biegung selbst angeordnet
sein, wodurch ein besonders guter Abfluss von Flüssigkeiten aus der Lücke bzw.
dem Falzspalt erlaubt wird.
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Sind
die Materialaussparungen im Bereich des Scheitels der Biegung bzw.
des umgebogenen Bereichs des Außenblechs,
angeordnet, so wird noch besserer Abfluss von Flüssigkeiten aus der Lücke bzw.
dem Falzspalt erlaubt.
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Ganz
besonders bevorzugt ist es, wenn die Materialaussparungen im Bereich
des Scheitels der Biegung und zur Innenseite hin angeordnet sind. Dann
sind die Materialaussparungen von Außen optisch unauffällig angeordnet.
Mit Innenseite ist die zum Inneren eines Fahrzeugs gewandte Seite
der mit einer Falzverbindung versehenen Teile zu verstehen.
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Vorteilhafterweise
sind die Materialaussparungen regelmäßig angeordnet, d.h. über den
Verlauf der gesamten Seite des mit der Falzverbindung versehenen
Teils vorgesehen. Vorzugsweise sind dies gerade Abschnitte der Falzverbindung.
Die Aussparungen können
natürlich
auf, wie erforderlich, unregelmäßig angeordnet
sein, wenn z.b. an bestimmten Stellen es erforderlich ist, daß die Flüssigkeiten
besser ablaufen. Weiterhin können
die Aussparungen zumindest teilweise auch schräge ausgeführt sein, wenn dadurch die
Flüssigkeiten
besser ablaufen. Mindestens sollten die Aussparungen jedoch so angeordnet
sein, daß die
Flüssigkeiten
allein über
die Schwerkraft ablaufen und trocknen können, wenn sich das Falzverbindung
in einer üblichen
Aufbewahrungslage befindet.
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Falls
notwendig kann die Lücke
einen vergrößerten Querschnitt
aufweisen, um auch den Abfluss von viskosen Flüssigkeiten sicherzustellen. Dies
wird z.B. durch einen Bördelflansch
mit vergrößertem Radius
erreicht.
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Nach
dem Waschen, Reinigen und der Elektrotauchbadlackierung wird die
Lücke vorzugsweise vor
der weiteren Beschichtung mit -weiterem Klebstoff und/oder Versiegelungsmittel
gefüllt.
Somit wird zusätzlich
eine hohe Festigkeit und gute Dichtung erreicht. Dazu kann der Bereich
zwischen der Kante des Außenblechs
und dem Innenblech, also der Bereich der Bördelnaht selber mit einer Versiegelung versehen
werden. Hierbei handelt es sich um sogenannte "cosmetic sealers", die neben der Abdichtung zusätzlich einen
optisch ansprechenden Verlauf bzw. Oberfläche der Bördelnaht ermöglichen.
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Die
erfindungsgemäße Falzverbindung
wird vorzugsweise im Fahrzeugbau eingesetzt. Besonders bevorzugt
ist die Verwendung in Fahrzeugteilen, wie Türen, Koffer- oder Motorraumhauben,
Klappen, Wänden
usw. Ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz bei Automobilteilen.
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Vorzugsweise
sollte die Falzverbindung von Außen unsichtbar sein. Die Falzverbindungen
sind daher an der Innenseite des Fahrzeugteils vorgesehen bzw. zeigen
mit dem umgebogenen Bereich des Außenblechs und seiner freien
Kante zum Innenraum eines Fahrzeugs.
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Um
bei einer eventuellen Undichtigkeit der Versiegelung der Bördelnaht
ein Ablaufen bzw. Trocknen von ggf. in die Lücke bzw. den Spalt eingedrungener
Flüssigkeit
zu erlauben, ist es ferner von Vorteil, wenn die erfindungsgemäßen Falzverbindungen
lediglich an der Unterkante des Fahrzeugteils vorgesehen sind.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung weisen Außenblech
und/oder Innenblech im Bereich der Aussparungen Eindrückungen
auf. Diese Eindrückungen
wirken mit den Aussparungen so zusammen, daß Flüssigkeiten besser abfließen können, da die
entstehenden Öffnungen
größer sind.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung
der zuvor beschriebenen Falzverbindung. Ein solches Verfahren umfasst
folgende Schritte:
- (i) Herstellen eines Innenblechs;
- (ii) Herstellen eines Außenblechs
mit Materialaussparungen in seinem Randbereich und ggf. mit Eindrückungen;
- (iii) ggf. Aufbringen eines Klebstoffs im Randbereich des Außenblechs
und/oder Innenblechs (Alternative A);
- (iv) Umbiegen des Randbereichs des Außenblechs um den Randbereich
des Innenblechs zur Ausbildung einer Falzverbindung, wobei der Randbereich
des Außenblechs
und das Innenblech eine Lücke
definieren, in die die Materialaussparungen hineinreichen;
- (v) ggf. Einbringen eines Klebstoffs in die Lücke der
Falzverbindung (Alternative B);
- (vi) Reinigen der Bleche;
- (vii) Trocknen der Bleche;
- (viii) Beschichten mit einer Elektrotauchbadlackierung; und
- (ix) Versiegeln der Falzverbindung.
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Die
Besonderheit des Verfahrens besteht dabei darin, dass das Verkleben
bereits vor und die Versiegelung der Falzverbindung sowohl vor als
auch nach der Elektrotauchbadlackierung und ihrer vorbereitenden
Schritten erfolgt. Dies wird ohne Korrosion bzw. den Einschluss
von korrosiven Flüssigkeiten aus
den Reinigungs- und
Waschschritten sowie der Elektrotauchbadlackierung möglich, da
das Außenblech
mit Materialaussparungen in seinem Randbereich versehen ist, die
den Abfluss von Flüssigkeiten ermöglicht.
Zu den weiteren Vorteilen des Verfahrens wird auf die obige Beschreibung
verwiesen.
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Das
Verkleben der Falzverbindung kann entweder durch Auftrag von Klebstoff
vor dem Umbiegen bzw. Bördeln
(Alternative A) oder durch nachträgliche Zufuhr von Klebstoff
in die gebildete Lücke (Alternative
B) erfolgen, so wie dies bereits im Stand der Technik beides bekannt
ist. Eine Verklebung kann u.U. teilweise oder ganz entfallen, wenn
gewährleistet
ist, daß eine
Trocknung und/oder Belüftung
der Falzverbindung gegeben ist.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Es zeigen:
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1 schematisch
eine Falzverbindung an einer Unterkante eines Fahrzeugteils in einer
Draufsicht von der Innenseite gesehen;
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2 die
Falzverbindung aus 1 im Schnitt entlang der Linie
I-I;
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3 schematisch
eine weitere Falzverbindung an einer Unterkante eines Fahrzeugteils
in einer Draufsicht von der Innenseite gesehen;
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4 die
Falzverbindung aus 3 im Schnitt entlang der Linie
II-II;
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5 schematisch
eine weitere Falzverbindung an einer Unterkante eines Fahrzeugteils
in einer Draufsicht von der Innenseite gesehen;
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6 die
Falzverbindung aus 5 im Schnitt entlang der Linie
III-III;
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Falzverbindung 1 an
einer Unterkante eines nicht näher
spezifizierten Fahrzeugteils in der Draufsicht von der Innenseite
A her gesehen dargestellt. In der dazugehörigen 2 ist ein
Schnitt entsprechend der Linie I-I in 1 abgebildet.
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Die
Falzverbindung 1 wird von einem Innenblech 2 und
einem Außenblech 3 gebildet.
Dazu wird das etwas größere Außenblech 3 mit
seinem Randbereich 5 um das auf dem Außenblech 3 liegende
Innenblech 2 seitlich durch Bördeln umgeschlagen bzw. gebogen.
Der gebogene Bereich des Außenblechs 3 umgreift
also die Kante 10 des Innenblechs 2 und bildet
eine Lücke
bzw. einen Spalt 4 aus. Die Bleche können dabei beschichtet sein,
z.B. mit einer Verzinkung.
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Um
den Hohlraum H des Fahrzeugteils abzudichten und gleichzeitig der
Falzverbindung eine höhere
Stabilität
zu verleihen, wird vor dem Bördeln
ein Klebstoff 7 auf das Außenblech 3 aufgetragen,
bevor das Innenblech 2 auf dieses zum Bördeln aufgebracht wird, so
dass der Kleber sich zwischen den beiden Blechen 2, 3 beim
Bördeln
durch den ausgeübten
Druck verteilt und somit den Hohlraum H dichtet und die Falzverbindung 1 verklebt.
Dabei verbleibt jedoch die Lücke 4 im
wesentlichen ohne Klebstoff.
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Der
Randbereich 5 des Außenblechs 3 weist Materialaussparungen 6 auf,
die sich von der freien Kante 9 des Außenblechs 3 erstrecken,
also quasi eine gezackte Kante 9 ausbilden und bis in die
Lücke 4 reichen.
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Nach
dem Bördeln
zur Herstellung der Falzverbindung 1 erstrecken sich diese
Materialaussparungen 6 auf der Innenseite A des Fahrzeugteils
bis etwa zur Biegung der Lücke 4.
Somit kann eine Flüssigkeit
durch Waschen und Trocknen bzw. Lüften entfernt werden.
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Die
Materialaussparungen 6 können über den gesamten geraden Randbereich 5 des
Außenblechs 3 regelmäßig verteilt
sein. Im vorliegenden Fall sind sie lediglich an der abgebildeten
geraden Unterkante des Fahrzeugteils (z.B. Tür) vorgesehen. Sie werden beim
Herstellen des Außenblechs 3 mit ausgestanzt.
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Somit
kann der Spalt bzw. die Lücke 4 vor der
Elektrotauchbadlackierung gereinigt und gewaschen werden. Zudem
kann beim Elektrotauchbadlackieren selbst die dadurch hervorgerufene
Schutzschicht innerhalb der Falzverbindung aufgebracht werden und
diesen daher besser gegen Korrosion schützen. Anschließend kann
die Falzverbindung 1 aufgrund der Materialaussparungen 6 wieder
gewaschen und getrocknet werden, um Flüssigkeiten zu entfernen.
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Vor
der weiteren Beschichtung mit farb- und/oder effektgebenden Schichten
und ggf. Schutzschichten wird die freie Kante 9 des Außenblechs 3 zusammen
mit dem Innenblech 2 und den Materialaussparungen 6 mit
einer Versiegelung 8, z.B. einem "cosmetic sealer" abgedichtet, der neben seiner Dichtfunktion
aus die Oberfläche
der Naht vereinheitlicht.
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In 3 und 4 bzw. 5 und 6 sind
weitere Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Falzverbindungen abgebildet,
die im wesentlichen der in 1 und 2 beschriebenen
entsprechen, so dass sich entsprechende, um 10 bzw. 20 erhöhte Bezugszeichen
verwendet werden und lediglich auf Unterschiede eingegangen wird.
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In
der zweiten Ausführungsform,
die in den 3 und 4 abgebildet
ist, sind im Gegensatz zur zuvor beschriebenen Ausführungsform
die Materialaussparungen nicht direkt an der Kante des Außenblechs
angeordnet, sondern als diskrete, ovale und im Bereich der durch
die Falzverbindung 11 definierten Biegung der Lücke 14 angeordnete
Löcher 16 ausgeführt.
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Die
dritte, in den 5 und 6 abgebildete
Variante einer Falzverbindung 21 unterscheidet sich von
den bereits beschriebenen Ausgestaltungen dadurch, dass die Materialaussparungen 26 sich
im Bereich des Scheitels S des gebogenen Bereichs der durch die
Falzverbindung 21 definierten Lücke 24 im Randbereich 25 des
Außenblechs 33 befinden.
Dabei sind die Aussparungen 26 etwa kreisförmiger Gestalt
und vom Scheitel S etwas zur Innenseite A hin verschoben angeordnet,
so dass sie nicht von der Außenseite
B des Fahrzeugteils sichtbar sind.
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Ferner
sind die Materialaussparungen 26 in der dritten Ausführungsform
nicht versiegelt, sondern offen gelassen. Somit wird die Lücke 24 der
Falzverbindung 21 bei der weiteren Beschichtung ebenfalls beschichtet
und somit vor Korrosion geschützt.
Zudem kann eingetretene Flüssigkeit
auch später
im Betrieb des Fahrzeugs nach unten abfließen und die Falzverbindung
trocknen, so dass keine Korrosion auftritt.
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7 zeigt
eine Falzverbindung, die verschiedene Aussparungen aufweist, die
sich überlappen.
In 8 ist dabei der Schnitt A-A gezeigt, bei dem sich
die Aussparung im Außenblech 33 als
Loch 36a gestaltet ist, und die Aussparung im Innenblech 32 als
Ausschnitt 36b im Blechrand 40. In 9 ist der
Schnitt B-B dargestellt. Hier entsteht die Überlappung durch Aussparungen 36c im
Blechrand 40 des Innenblechs 32 als auch durch
Aussparungen 36d im Blechrand 39 des Außenblechs 33.
In beiden Fällen überlappen
sich die Aussparungen, wodurch die die Lücke 34, durch die
Flüssigkeit
austreten kann, größer wird.
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In 8 und 9 weist
das Außenblech 33 einen
größeren Biegeradius
im Bereich des Scheitels S auf, als z.B. in 6 gezeigt.
Dieser große
Biegeradius vergrößert die
Lücke 34,
und ermöglich
damit ein noch schnelleres Austrocknen dieses Falzbereichs.
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10 zeigt
eine Falzverbindung, die eine Loch 46a im Innenblech 42 mit
einer Aussparungen 46b im Außenblech 43 und eine
Eindrückung 46c im Falzbereich
kombiniert. In 11a ist der Schnitt C-C quer
zum Blechrand 49, in 11b der
Schnitt D-D längs
knapp unterhalb des Blechrandes 49 gezeigt. Dabei erstreckt
sich die Eindrückung 46c über Innenblech 42 und
Falz des Außenblechs 43.
Der von außen
sichtbare Bereich des Außenblechs 43 ist nicht
von der Eindrückung 46c berührt. Damit
entsteht durch die Merkmale Eindrückungen 46a, 46b, Ausschnitt 46a im
Innenblech, und Lücke 44 aufgrund
des großen
Biegradius S am Falz eine sehr großformatige Öffnung, die ein rasches Abtrocknen eingedrungener
Flüssigkeiten
im Falzbereich ermöglicht.
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Bei
der Ausführung
in 12 und 13, wobei 13 den
Schnitt E-E aus 12 darstellt, ist der Rand 59 des
Außenblechs 53 mit
regelmäßigen Blechzungen 53a versehen,
die mit dem Innenblech 52 überlappen. Zwischen den Blechzungen 53a ist
der Rand 59 des Außenblechs 53 so
beschnitten, daß zwischen
diesem Rand 59 und dem unteren Rand 60 des Innenblechs 52 längliche
Ausschnitte 56 entstehen, die quasi eine fast kontinuierliche,
nur durch die Blechzungen 53a selbst unterbrochene Öffnung schaffen.