DE102010003571A1 - Bodywork manufacturing and body module - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Karosserie-Herstellungsverfahren, bei dem mehrere Karosseriemodule (61, 63, 65) zu einer Karosserie (60) für ein Fahrzeug zusammengefügt werden. Auf die Karosseriemodule (61, 63, 65) wird vor dem Zusammenfügen wenigstens abschnittsweise eine Oberflächenbeschichtung aufgetragen.The invention relates to a body manufacturing method in which several body modules (61, 63, 65) are joined together to form a body (60) for a vehicle. A surface coating is applied at least in sections to the body modules (61, 63, 65) before they are joined together.
Description
Die Erfindung betrifft ein Karosserie-Herstellungsverfahren, bei dem mehrere Karosseriemodule zu einer Karosserie für ein Fahrzeug zusammengefügt werden. Die Erfindung betrifft auch ein Modul einer Fahrzeugkarosserie, das einen ersten und einen zweiten Längsträger hat und das mit einem ersten Federdom und einem zweiten Federdom für das Abstützen eines Dämpferbeins des Radaufhängungssystems ausgebildet ist.The invention relates to a body manufacturing method in which a plurality of body modules are assembled to form a body for a vehicle. The invention also relates to a module of a vehicle body which has a first and a second side member and which is formed with a first spring dome and a second spring dome for supporting a damper leg of the suspension system.
Im Fahrzeugbau, z. B. im Fahrzeugbau für Personenkraftwagen finden sogenannte selbsttragende Karosserien Verwendung. Diese Karosserien enthalten ein integriertes Trägermodul mit Rahmen und Blechen aus Stahl oder Aluminium. Die Rahmenteile und Bleche werden mittels Schweißen, Löten, Kleben oder Nieten verbunden. An das Trägermodul werden dann Türen, Kotflügel, Motorhaube und Kofferraumdeckel montiert. im Anschluss daran wird das Trägermodul zusammen mit Türen, Kotflügeln und Klappen mit Korrosionsschutz und Lacken beschichtet.In vehicle construction, z. B. in vehicle for passenger cars so-called self-supporting bodies use. These bodies include an integrated support module with steel and aluminum frame and panels. The frame parts and sheets are joined by means of welding, soldering, gluing or riveting. To the carrier module then doors, fenders, hood and boot lid are mounted. Subsequently, the carrier module is coated together with doors, fenders and flaps with corrosion protection and paints.
In Fahrzeugfabriken gibt es für das Beschichten der Karosserien Lackierstraßen mit Tauchbädern, Spritz- und Sprühkabinen sowie Trocknungstunneln. In den Trocknungstunneln werden die auf eine Karosserie aufgetragenen Medien mit Heißluft getrocknet. Der Beschichtungsprozess in Fahrzeugfabriken muss insbesondere auf die Geometrie der Karosserie, die Materialart, die Materialdicke und die Oberflächenbeschaffenheit der Karosserie abgestimmt werden. Da im modernen Fahrzeugbau die unterschiedlichsten Metalle, Metalllegierungen, Metallschäume und auch Kunststoffe in einer einzigen Karosserie Verwendung finden, ist es sehr anspruchsvoll, die Oberfläche einer Karosserie mit Beschichtungen zu versehen, die dauerhaft sind, eine hohe Kratzfestigkeit haben, dabei auch optisch ansprechend sind und darüber hinaus noch einen guten Schutz vor Korrosion bieten.In vehicle factories, there are painting lines for the coating of the bodies with immersion baths, spray and spray booths as well as drying tunnels. In the drying tunnels, the media applied to a body are dried with hot air. The coating process in vehicle factories must be tailored in particular to the geometry of the body, the type of material, the material thickness and the surface quality of the body. Since the most diverse metals, metal alloys, metal foams and plastics are used in a single body in modern vehicle, it is very challenging to provide the surface of a body with coatings that are durable, have a high scratch resistance, are also visually appealing and In addition, they offer good protection against corrosion.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für Karosserien bereitzustellen und ein Rahmenmodul für eine Karosserie zu schaffen, das kostengünstige Fahrzeuge mit qualitativ hochwertig beschichteten Oberflächen und gutem Korrosionsschutz ermöglicht.The object of the invention is to provide a manufacturing method for bodies and to provide a frame module for a body, which allows low-cost vehicles with high quality coated surfaces and good corrosion protection.
Diese Aufgabe wird durch ein Karosserie-Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem auf die Karosseriemodule vor dem Zusammenfügen wenigstens abschnittsweise eine Oberflächenbeschichtung aufgetragen wird. Insbesondere wird diese Aufgabe durch ein Modul, insbesondere ein Rahmenmodul für die Fahrzeugmontage gelöst, bei dem an dem ersten und an dem zweiten Längsträger ein kombinierter Träger für die Aufnahme einer Fahrzeugachse und eines Fahrzeug-Antriebsaggregats angeschlossen ist.This object is achieved by a body-manufacturing method of the type mentioned, in which at least partially a surface coating is applied to the body modules before joining. In particular, this object is achieved by a module, in particular a frame module for vehicle assembly, in which a combined carrier for receiving a vehicle axle and a vehicle drive unit is connected to the first and to the second side member.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass sich erhebliche Kosteneinsparungen und qualitative Verbesserungen der Oberflächenbeschichtung von Karosserien für Kraftfahrzeuge erzielen lassen, wenn der Beschichtungsprozess in der Fertigungskette von Fahrzeugen vor dem Montieren der Karosserie erfolgt. Darüber hinaus ist es ein Gedanke der Erfindung, durch Modulbauweise eine Fahrzeug-Karosserie für optimierte Beschichtungsprozesse auszulegen. Ein Gedanke der Erfindung ist insbesondere, die Bauform der Karosserie, sowie die Bauform und die Aufteilung von Modulen für eine Karosserie an einen geeigneten Beschichtungsprozess anzupassen. So lässt sich vermeiden, dass der Beschichtungsprozess im Wesentlichen durch die Materialien und Geometrien definiert ist, die Karosserien mit Türen, Motorhaube und Kofferraumdeckel aufweisen. Auch kann so erreicht werden, dass die an sich schwer zugänglichen Bereiche einer zusammengesetzten Karosserie gleichmäßig und qualitativ hochwertig beschichtet werden. Mit der Erfindung können die Oberflächen von Baugruppen einer Karosserie insbesondere mit physikalischen und chemischen Verfahren beschichtet werden, die jeweils für eine Baugruppe optimiert sind und die der physikalischen und chemischen Belastung der Baugruppe bei Betrieb eines entsprechenden Fahrzeugs Rechnung tragen.The invention is based on the idea that considerable cost savings and qualitative improvements of the surface coating of motor vehicle bodies can be achieved if the coating process takes place in the production chain of vehicles before the body is mounted. Moreover, it is an idea of the invention to design a modular vehicle body for optimized coating processes. One idea of the invention is in particular to adapt the design of the body, as well as the design and the division of modules for a body to a suitable coating process. This avoids that the coating process is essentially defined by the materials and geometries that have bodies with doors, bonnet and boot lid. It can also be achieved so that the hard to reach areas of a composite body are uniformly coated and high quality. With the invention, the surfaces of assemblies of a body can be coated in particular with physical and chemical methods, which are each optimized for an assembly and bear the physical and chemical stress of the assembly when operating a corresponding vehicle.
Eine Idee der Erfindung ist auch, einen Bauteilträger für die Antriebs- und Fahrwerkkomponenten eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Träger für ein Antriebsaggregat und/oder eine Achse in ein Karosseriemodul zu integrieren. Eine Oberflächenbeschichtung für Korrosionsschutz kann dann effizient in einem Arbeitsgang für das Karosseriemodul mit dem Bauteilträger erfolgen.An idea of the invention is also to integrate a component carrier for the drive and chassis components of a motor vehicle, in particular a carrier for a drive unit and / or an axle in a body module. A surface coating for corrosion protection can then be carried out efficiently in one operation for the body module with the component carrier.
Die Erfindung ermöglicht optimales Beschichten von Karosserien, in denen insbesondere die Werkstoffe Holz, Stahl oder Leichtmetall, wie etwa Aluminium und Magnesium, und die Werkstoffe Titan oder Kunststoff, der aus sogenannten Composites, insbesondere aus Polymeren oder aus einer faserverstärkten Kunststoffmatrix besteht, gleichzeitig verarbeitet sind. Die Erfindung ermöglicht auch, Mehrphasenstähle und warm umgeformte Mangan-Bor-Stähle als Werkstoff für Karosserien einzusetzen, die erst beim Trocknen der Oberflächenbeschichtung eines Karosseriemoduls gehärtet werden. Die Erfindung ermöglicht insbesondere die Verwendung von vorbeschichteten Karosseriewerkstoffen wie etwa Stahlblechen mit einer Beschichtung aus Zink oder Zinklegierungen oder einer Beschichtung aus Zink-Magnesium-Legierungen. Die Erfindung ermöglicht auch die Verwendung von Stahlblechen mit Phosphatierungen oder von Stahlblechen mit organischen Beschichtungen als Korrosionswerkstoff. Die organischen Beschichtungen der Stahlbleche können z. B. Zinkstaubfarben und Lacke umfassen. Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung insbesondere den Einsatz von Aluminium- und Magnesiumblechen, die z. B. mit einer organischen Beschichtung versehen sind.The invention enables optimal coating of bodies in which in particular the materials wood, steel or light metal, such as aluminum and magnesium, and the materials titanium or plastic, which consists of so-called composites, in particular of polymers or of a fiber-reinforced plastic matrix, are processed simultaneously , The invention also makes it possible to use multiphase steels and hot-formed manganese-boron steels as a material for bodies which are cured only during drying of the surface coating of a body module. In particular, the invention enables the use of precoated body materials such as steel sheets having a coating of zinc or zinc alloys or a coating of zinc-magnesium alloys. The invention also allows the use of steel sheets with phosphating or steel sheets with organic coatings as a corrosion material. The organic coatings of the steel sheets can, for. As zinc dust paints and paints include. In addition, the invention allows in particular the use of aluminum and magnesium sheets, the z. B. are provided with an organic coating.
Die Karosseriemodule können aus gleichen oder ähnlichen Werkstoffen hergestellt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Karosseriemodule in einer Karosserie einander benachbart sind. Von Vorteil ist es, wenn die Karosseriemodule eine Oberfläche mit homogenen Beschichtungseigenschaften für kathodische Phorese und/oder für anodische Phorese und/oder für Autophorese und/oder für reine Tauchlacke haben. Werden Karosseriemodule aus unterschiedlichen Werkstoffen eingesetzt, ist es von Vorteil, wenn diese lösbar in eine Karosserie montiert sind.The body modules can be made of the same or similar materials. This is particularly advantageous when the body modules are adjacent to each other in a body. It is advantageous if the body modules have a surface with homogeneous coating properties for cathodic phoresis and / or for anodic phoresis and / or for autophoresis and / or for pure dip paints. If body modules made of different materials are used, it is advantageous if they are detachably mounted in a body.
Günstig ist es, wenn die Oberfläche eines Moduls, insbesondere die Oberfläche eines Rahmenmoduls vor dem Zusammenfügen durch Schmelztauchen in einem Zinkbad feuerverzinkt wird. Auch ein Rahmenmodul kann einen modularen Aufbau haben und aus Teilmodulen zusammengefügt sein, auf die vor dem Zusammenfügen eine anforderungsbezogene Oberflächenbeschichtung aufgetragen wird.It is advantageous if the surface of a module, in particular the surface of a frame module is hot-dip galvanized before being joined by hot dipping in a zinc bath. Also, a frame module may have a modular construction and be assembled from sub-modules to which a requirement-related surface coating is applied prior to assembly.
Auf wenigstens eines der Karosseriemodule kann die Oberflächenbeschichtung durch Tauchbeschichten und/oder durch Sprühen oder Spritzen von Lack aufgetragen werden. Das Werkstoffgefüge eines solchen Karosseriemoduls kann dann beim Trocknen der Oberflächenbeschichtung mittels Heißluft gehärtet werden. Außerdem kann die Oberflächenbeschichtung eines Karosseriemoduls vor dem Zusammenfügen durch Beaufschlagen mit den Lack vernetzenden UV-Licht oder durch Beaufschlagen mit den Lack vernetzenden Elektronenstrahlen gehärtet werden.On at least one of the body modules, the surface coating may be applied by dip coating and / or by spraying or spraying paint. The material structure of such a body module can then be cured by drying the surface coating by means of hot air. In addition, the surface coating of a body module can be cured prior to assembly by applying the UV light crosslinking the lacquer or by contacting the lacquer-crosslinking electron beams.
Die mit einer Oberflächenbeschichtung versehenen Karosseriemodule können dann mittels Schrauben und/oder Fließformschrauben und/oder durch Kleben und/oder durch Nieten, insbesondere Blindnieten, Stanznieten oder Warmluftnieten, und/oder durch Schweißen, insbesondere durch Reibschweißen, und/oder durch Clinchen und/oder durch Hybridfügen zu einer Karosserie aneinandergefügt und verbunden werden.The provided with a surface coating body modules can then by means of screws and / or flow forming screws and / or by gluing and / or by riveting, in particular blind rivets, punch rivets or hot air rivets, and / or by welding, in particular by friction welding, and / or by clinching and / or be joined together and joined by hybrid joining to a body.
Das Karosserie-Herstellungsverfahren ermöglicht eine unterschiedliche Zusammensetzung für eine auf verschiedene Karosseriemodule aufgetragene Oberflächenbeschichtung.The body manufacturing process allows a different composition for a surface coating applied to different body modules.
Die Erfindung umfasst, dass auf wenigstens eines der Karosseriemodule eine Oberflächenbeschichtung durch Tauchbeschichten und auf wenigstens ein anderes Karosseriemodul eine Oberflächenbeschichtung durch Sprühen oder Spritzen von Lack aufgetragen wird. Die Erfindung umfasst auch, dass die auf diese Weise unterschiedlich beschichteten Karosseriemodule zusammengefügt und anschließend insbesondere mittels Heißluft, mittels Lichtwellen oder mittels Elektronenstrahlen getrocknet werden. Insbesondere umfasst die Erfindung, dass beim Trocknen der Oberflächenbeschichtung der Karosseriemodule auch das Werkstoffgefüge der Karosseriemodule gehärtet wird. Die Erfindung umfasst auch, dass Karosseriemodule aus unterschiedlichen Werkstoffen beim Trocknen einer Oberflächenbeschichtung gleichzeitig gehärtet werden.The invention comprises that a surface coating is applied to at least one of the body modules by dip coating and on at least one other body module, a surface coating by spraying or spraying of paint. The invention also includes that the body modules differently coated in this way are joined together and then dried in particular by means of hot air, by means of light waves or by means of electron beams. In particular, the invention comprises that when drying the surface coating of the body modules and the material structure of the body modules is cured. The invention also encompasses that body modules made of different materials are cured simultaneously during the drying of a surface coating.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens werden gleiche oder auch unterschiedliche Oberflächenbeschichtungen mehrerer Karosseriemodule vor dem Zusammenfügen und/oder nach dem Zusammenfügen, insbesondere durch Beaufschlagen mit Lack vernetzendem UV-Licht oder durch Beaufschlagen mit Lack vernetzenden Elektronenstahlen gehärtet.In a further development of the production method according to the invention, the same or different surface coatings of a plurality of body modules are hardened prior to assembly and / or after assembly, in particular by exposure to lacquer-crosslinking UV light or by exposure to lacquer-crosslinking electron steels.
Für das Rahmenmodul ist eine hohlraumfreie Geometrie von Vorteil. Insbesondere kann das Rahmenmodul eine Geometrie mit Profilen und großen Öffnungen haben. Auf diese Weise können in einem Tauchverfahren Luftblasen vermieden werden und es lässt sich eine gleichbleibende Schichtdicke für eine Oberflächenbeschichtung gewährleisten. Günstig ist auch eine Rahmenmodul-Geometrie, die das Tauchbeschichten ohne Schöpfen oder Speichern von Flüssigkeit ermöglicht.For the frame module, a cavity-free geometry is an advantage. In particular, the frame module may have a geometry with profiles and large openings. In this way, air bubbles can be avoided in a dipping process and it is possible to ensure a constant layer thickness for a surface coating. Also favorable is a frame module geometry that enables dip coating without scooping or storing liquid.
Außerdem ist es von Vorteil, die Geometrie und das Material der Baugruppen des Rahmenmoduls für thermische Stabilität auch im Temperaturbereich zwischen 400°C und 500°C auszulegen. Dies ermöglicht insbesondere, dass das Rahmenmodul feuerverzinkt werden kann.In addition, it is advantageous to design the geometry and the material of the assemblies of the frame module for thermal stability in the temperature range between 400 ° C and 500 ° C. This allows in particular that the frame module can be hot-dip galvanized.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments schematically illustrated in the drawing.
Es zeigen:Show it:
Das in
Das Modul
Die
In die Türen
Das in
Vor dem Beschichten werden die Teilmodule
Alternativ hierzu ist es auch möglich, vor dem Beschichten das Modul
Beim Tauchlackieren eines metallischen Werkstücks mittels Autophorese wird die Werkstückoberfläche zunächst durch Säuren angelöst, die in der Lacksuspension enthalten sind. In der Grenzschicht zwischen Werkstückoberfläche und Lacksuspension bewirken die dabei freigesetzten Ionen eine Koagulation des Bindemittels, das sich dann an der Werkstückoberfläche ablagert. Beim Tauchlackieren mittels Autophorese wird das Rahmenmodul in eine autophoretische Lacksuspension eingetaucht und in der Lacksuspension geschwenkt, gedreht oder rotiert. Anstelle von Tauchlackieren oder ergänzend zu Tauchlackieren kann Autophorese-Lack grundsätzlich auch in Werkstücke injiziert werden. Darüber hinaus ist es möglich, Werkstücke mit Autophorese-Lack zu fluten oder zu schwallen.When dip coating a metallic workpiece by means of autophoresis, the workpiece surface is first dissolved by acids contained in the paint suspension. In the boundary layer between the workpiece surface and the lacquer suspension, the ions released thereby cause a coagulation of the binder, which then deposits on the workpiece surface. When dip coating by means of autophoresis, the frame module is immersed in an autodepositing lacquer suspension and pivoted, rotated or rotated in the lacquer suspension. In principle, autophoresis paint can also be injected into workpieces, instead of dip-coating or as a supplement to dip-coating. About that In addition, it is possible to flood or swell workpieces with autophoresis paint.
Das Modul
Luftblasen beim Tauchprozess können nämlich zu unbeschichteten Stellen führen, die insbesondere bei Kontakt mit säurehaltigem Spülwasser korrodieren können. Um Korrosion vorzubeugen ist es daher günstig, die Stellen eines Karosseriemoduls, an denen Luftblasen auftreten können, bereits vor dem Behandeln in dem Tauchbad mit einer Zinkschicht, einer Phosphatschicht oder einem Überzug aus organischem Material zu versehen. Luftblasen beim Tauchprozess können im übrigen minimiert bzw. unterbunden werden, indem in entsprechenden Tauchbecken eine Strömung erzeugt wird, die Luftblasen entgegenwirkt, oder indem ein entsprechendes Modul, das mit einer Beschichtung versehen werden soll, in einem Tauchbad gekippt, geschwenkt oder rotiert wird.Namely, air bubbles during the dipping process can lead to uncoated areas, which can corrode especially when in contact with acidic rinse water. To prevent corrosion, it is therefore advantageous to provide the points of a body module, where air bubbles can occur, before treatment in the dipping bath with a zinc layer, a phosphate layer or a coating of organic material. Incidentally, air bubbles during the dipping process can be minimized or prevented by generating a flow in corresponding immersion basins that counteracts air bubbles, or by tilting, pivoting or rotating a corresponding module to be provided with a coating in an immersion bath.
Im Anschluss an das Tauchlackieren wird die Oberflächenbeschichtung der Teilmodule
Die Beschichtung der in
Das Dachmodul
Die
Die
Das erfindungsgemäße Beschichten von Karosseriemodulen vor dem Zusammenbau einer Karosserie ermöglicht somit Oberflächenguten, die sich beim Beschichten von Karosserien nach deren Zusammenbau nicht oder nur mit sehr hohem technischem Aufwand erreichen lassen.The coating of body modules according to the invention prior to the assembly of a body thus allows surface good that can not be achieved when coating bodies after their assembly or only with very high technical effort.
Die
Die mit einer Oberflächenbeschichtung versehenen Karosseriemodule können hierzu dann mittels Schrauben und/oder Fließformschrauben und/oder durch Kleben und/oder durch Nieten, insbesondere Blindnieten, Stanznieten oder Warmluftnieten, und/oder durch Schweißen, insbesondere durch Reibschweißen, und/oder durch Clinchen und/oder durch Hybridfügen zu einer Karosserie aneinandergefügt und verbunden werden.The provided with a surface coating body modules can this purpose then by means of screws and / or flow screws and / or by riveting, in particular blind rivets, punch rivets or hot air rivets, and / or by welding, in particular by friction welding, and / or by clinching and / or joined together by hybrid joining to a body and connected.
Das beschriebene Fertigungsverfahren ermöglicht so auf einfache Weise das Herstellen von Mehrfarben-Karosserien mit einer Mehrfarbenlackierung, die unterschiedliche Farbtöne hat. Die beschriebene Oberflächenbehandlung des in
Abschließend sind insbesondere folgende bevorzugte Merkmale festzuhalten: Die Erfindung betrifft ein Karosserie-Herstellungsverfahren, bei dem mehrere Karosseriemodule
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