DE102015002852A1 - Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil mit einer Mehrzahl von Lagen (12, 16, 18), von denen eine eine außenliegende Decklage (12) ist, die eine lackierfähige Oberfläche (10) bildet, wobei die Lagen (12, 16, 189 durch Laminieren zusammengefügt sind, wobei eine elektrisch leitende Schicht (12) einlaminiert ist. Die Erfindung betrifft desweiteren ein entsprechendes Kraftfahrzeug (2) sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeuges (2).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil mit einer Mehrzahl von Lagen, von denen eine eine außenliegende Decklage ist, die eine lackierfähige Oberfläche bildet, wobei die Lagen durch Laminieren zusammengefügt sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugs.
  • Es ist insbesondere bei hochwertigen Kraftfahrzeugen mit Sichtbauteilen wichtig, dass die Oberflächen (der Fachmann kennt Class-A-Oberflächen, die der Benutzer direkt sieht, und Class-B-Oberflächen) der Sichtbauteile möglichst wellenfrei sind und ein homogenes Spiegelungsverhalten haben. Dies hängt einerseits mit der Oberflächenqualität und andererseits mit der Lackierung zusammen.
  • Bei der Darstellung einer Class-A-Oberfläche aus faserverstärkten Kunststoffen ist nach herkömmlichen Verfahren erheblicher Nacharbeitungsaufwand erforderlich. Die Faserabzeichnungen werden durch das Auftragen mehrerer Schichten Primer und Filler und anschließendem Schleifen vor der Bauteillackierung minimiert. Komplett kann die entstehende Oberflächenwelligkeit nach dem herkömmlichen Stand der Technik jedoch nicht verhindert werden.
  • Dabei stellen die Faserabzeichnungen, auch Fibre-Read-Outs genannt, neben anderen Einflussfaktoren wie Faltenbildungen, Faserauskämmung, Sink-Marks oder Pinholes ein materialbedingtes Defektpotenzial dar, das schon während des Verarbeitungsprozesses zum Tragen kommt, da bei einer thermoplastischen Matrix eine deutliche Änderung des spezifischen Volumens stattfindet, während die Fasern nur eine geringe Wärmedehnung erfahren.
  • Die DE 10 2013 002 364 A1 offenbart hierzu eine Verbesserung in Form eines faserverstärkten Kraftfahrzeug-Sichtbauteils, das zumindest drei Lagen aufweist. Eine davon ist eine innenliegende Verstärkungslage, eine andere eine außenliegende Decklage aus einem faserverstärkten Kunststoff, die eine lackierfähige Glas-A-Oberfläche bildet und eine zwischen der Verstärkungslage und der Decklage angeordnete Dämpfungslage, wobei die Decklage eine sichtbare und lasttragende Lage ist und eine vorbestimmte Faserausrichtung aufweist und in Bezug auf zumindest einen Festigkeitsparameter belastbarer ist als die Dämpfungslage.
  • Es ist desweiteren bekannt, dass entsprechende Kraftfahrzeug-Sichtbauteile präzise lackiert werden müssen. Im Falle von Kunststoffteilen müssen diese für elektrostatische Lackierverfahren mit einem speziellen Leitprimer beschichtet werden. Dieser leitende Primer ist inklusive des zum Aufbringen notwendigen Beschichtungsvorgangs ein wesentlicher Kostenfaktor. Neben dem zusätzlichen Schritt des Aufbringens und des zusätzlichen Materials ist es notwendig, die Beschichtung vor der Lackierung anzuschleifen und zu füllern.
  • Des Weiteren ist es bekannt, dass entsprechende Verfahren ein Übersprühen zur Folge haben können. Übersprühen ist das Aufbringen von Farbe auf Bereiche, die in dem entsprechenden Lackiervorgang nicht lackiert werden sollen. Die hieraus hervorgehenden Karosserien sind ggf. nicht freigabetauglich und müssen nachgearbeitet oder aussortiert werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugs dahingehend weiterzubilden, dass eine bessere Lackierung des Kraftfahrzeug-Sichtbauteils bei gleichzeitig niedrigeren Kosten möglich ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 7 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugs gemäß dem nebengeordneten Anspruch 8. Weiterführende Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung betrifft ein faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil mit einer Mehrzahl von Lagen, von denen eine eine außenliegende Decklage ist, die eine lackierfähige Oberfläche bildet. Die Mehrzahl von Lagen werden durch Laminieren zusammengefügt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine elektrisch leitende Schicht einlaminiert ist. Durch das Einlaminieren einer elektrisch leitenden Schicht kann ein faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil angegeben werden, das ohne Behandlung mit Leitprimer direkt elektrostatisch lackierbar ist. Damit entfallen die Schritte des Aufbringens eines Leitprimers sowie des anschließenden Abschleifens und Füllerns der zu lackierenden Oberfläche vor der Lackierung. Insoweit können mit Hilfe des erfindungsgemäßen faserverstärkten Kraftfahrzeug-Sichtbauteils neben Materialien etliche Arbeitsschritte eingespart werden. Das Einbringen der elektrisch leitenden Schicht erlaubt ein unmittelbares Lackieren der lackierfähigen Oberfläche.
  • In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die elektrisch leitende Schicht ein elektrisch leitendes Vlies ist. Ein elektrisch leitendes Vlies lässt sich genauso wie andere Lagen des Kraftfahrzeug-Sichtbauteils formen und laminieren. Eine tiefgreifende Veränderung des an sich bekannten Herstellprozesses faserverstärkter Kraftfahrzeug-Sichtbauteile ist daher im Rahmen der Erfindung nicht notwendig.
  • In einer weiterführenden möglichen Ausgestaltung des faserverstärkten Kraftfahrzeug-Sichtbauteils kann vorgesehen sein, dass in das elektrisch leitende Vlies Metallfäden eingebracht, insbesondere eingefilzt sind. Die Metallfäden können in ausreichender Dichte eine elektrische Leitung durch die komplette Schicht und ohne flächige Abrisse sicherstellen.
  • In einer weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die elektrisch leitende Schicht unmittelbar unter der Decklage angeordnet ist. Auf diese Weise findet keine wesentliche Dämpfung der elektrostatischen Eigenschaften des faserverstärkten Kraftfahrzeug-Sichtbauteils an der lackierfähigen Oberfläche statt, die durch weitere Lagen möglicherweise verursacht werden könnten. Somit kann gewährleistet werden, dass die komplette lackierfähige Oberfläche elektrostatisch aufgeladen werden kann und sich damit zum Lackieren eignet.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Kraftfahrzeug-Sichtbauteils kann die elektrisch leitende Schicht einen elektrischen Anschluss bzw. elektrischen Kontakt aufweisen. Auf diese Weise lässt sich von außen ein elektrisches Potenzial an der elektrisch leitenden Schicht anlegen, welche wiederum zu einer elektrostatischen Aufladung der lackierfähigen und zu lackierenden Oberfläche bedingt. Auf diese Weise lässt sich der Farbnebel zuverlässig auf den zu lackierenden Bereich lenken und eine genaue Einstellung des Prozesses ermöglichen.
  • In einer weiterführenden Ausgestaltung des faserverstärkten Kraftfahrzeug-Sichtbauteils kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Lage aus einem faserverstärkten Kunststoff mit Gewebe, Gelege, Geflecht, Gestrick, Gewirk, bevorzugt einem Monofilamentgewirk, oder Vlies, bevorzugt aus Polyesterfasern, Glasfasern, Aramidfasern, Kohlefasern oder Naturfasern, oder aus einer Kombination aus den vorgenannten bestehen bzw. besteht. Ein entsprechendes faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil lässt sich gut durch Laminierprozesse herstellen.
  • Ein erster unabhängiger Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, das wenigstens ein Kraftfahrzeug-Sichtbauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist. Ein entsprechend ausgerüstetes Kraftfahrzeug lässt sich aufgrund der preiswerteren Herstellbarkeit eines entsprechenden Kraftfahrzeug-Sichtbauteils kostengünstiger herstellen als ein Kraftfahrzeug, bei dem ein herkömmliches faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil verbaut ist, das mit einem Leitprimer versehen werden muss.
  • In einer möglichen weiterführenden Ausgestaltung der Erfindung kann das Kraftfahrzeug-Sichtbauteil mit anschliessenden Karosseriebauteilen elektrisch leitend verbunden sein. Somit kann an das Kraftfahrzeug-Sichtbauteil ein elektrisches Potential angelegt werden.
  • Ein weiterer unabhängiger Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugs, wobei wenigstens ein Kraftfahrzeug-Sichtbauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche verbaut wird.
  • In einer ersten möglichen Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug-Sichtbauteil lackiert wird. Das Lackieren des Kraftfahrzeug-Sichtbauteils kann vor dem Verbauen im restlichen Kraftfahrzeug passieren oder danach. Insbesondere kann das faserverstärkte Kraftfahrzeug-Sichtbauteil mit seiner elektrisch leitenden Lage eine Leitverbindung mit dem Rest der Karosserie herstellen, sodass dieses gleichmäßig lackiert werden kann.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Lackierroboter das Kraftfahrzeug-Sichtbauteil anhand des leitenden Vlieses erkennt. Das entsprechende Kraftfahrzeug-Sichtbauteil kann dann zuverlässig lackiert werden.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigen schematisch:
  • 1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug sowie
  • 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 2.
  • Das Kraftfahrzeug 2 wird von einem Lackierroboter 4 lackiert. Das Kraftfahrzeug 2 weist ein faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil 6 auf. Das Kraftfahrzeug-Sichtbauteil 6 ist vorliegend ein Fahrzeugdach.
  • Eine Karosserie 8, deren Bestandteil das faserverstärkte Kraftfahrzeug-Sichtbauteil 6 ist, wird mit Hilfe des Lackierroboters 4 elektrostatisch lackiert. Dadurch, dass das faserverstärkte Kraftfahrzeug-Sichtbauteil 6 eine elektrisch leitende Schicht aufweist – Details hierzu werden in 2 erläutert –, ist elektrostatisch aufgeladen und kann dadurch von dem Lackierroboter 4 erkannt und präzise lackiert werden. Ein Übersprühen einer lackierfähigen Oberfläche 10 des faserverstärkten Kraftfahrzeug-Sichtbauteils 6 ist damit un wahrscheinlich.
  • Die elektrisch leitende Schicht des faserverstärkten Kraftfahrzeug-Sichtbauteils 6 ist elektrisch leitend mit der Rohkarosserie 8 verbunden. Dadurch lässt sich ein Potenzial an die Rohkarosserie 8 anlegen und somit auch das faserverstärkte Kraftfahrzeug-Sichtbauteil 6 elektrostatisch aufladen.
  • 2 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil 6.
  • Das Kraftfahrzeug-Sichtbauteil 6 weist eine Mehrzahl von Lagen auf, von denen eine Lage 12 ein elektrisch leitendes Vlies ist. In das elektrisch leitende Vlies 12 sind Metallfäden 14 eingefilzt, die eine leitende Schicht schaffen.
  • Das Kraftfahrzeug-Sichtbauteil 6 weist des Weiteren weitere Lagen 16, 18 auf, die durch einen Laminierprozess mit der elektrisch leitenden Schicht 12 verbunden sind. Die elektrisch leitende Schicht 12 ist an einem Rand 20 offen und somit mit einer Stirnseite 22 elektrisch kontaktierbar. In alternativen Ausgestaltungen können eigene Anschlüsse vorgesehen sein.
  • Wenigstens eine der Lagen 12, 16, 18 besteht aus einem Gewebe, Gelege, Geflecht, Gestrick, Gewirk, bevorzugt einem Monofilamentgewirk, oder Vlies, bevorzugt aus Polyesterfasern, Glasfasern, Aramidfasern, Kohlefasern oder Naturfasern oder einer Kombination aus den vorgenannten.
  • Die elektrisch leitende Schicht ist unter einer lackierfähigen Oberfläche 10, die beispielsweise durch eine Decklage Kunststoffmaterials gebildet sein kann, geschaffen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013002364 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil mit einer Mehrzahl von Lagen (12, 16, 18), von denen eine eine außenliegende Decklage (12) ist, die eine lackierfähige Oberfläche (10) bildet, wobei die Lagen (12, 16, 189 durch Laminieren zusammengefügt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch leitende Schicht (12) einlaminiert ist.
  2. Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht ein elektrisch leitendes Vlies (12) ist.
  3. Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das elektrisch leitende Vlies (12) Metallfäden (14) eingefilzt sind.
  4. Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht (12) unmittelbar unter der Decklage (10) angeordnet ist.
  5. Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht (12) einen elektrischen Kontakt (22) aufweist.
  6. Faserverstärktes Kraftfahrzeug-Sichtbauteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Lage (12, 16, 18) aus einem faserverstärkten Kunststoff mit Gewebe, Gelege, Geflecht, Gestrick, Gewirk, bevorzugt einem Monofilamentgewirk, oder Vlies, bevorzugt aus Polyesterfasern, Glasfasern, Aramidfasern, Kohlefasern oder Naturfasern, oder einer Kombination aus den vorgenannten bestehen/besteht.
  7. Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Kraftfahrzeug-Sichtbauteil (6) nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
  8. Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugs (2), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kraftfahrzeug-Sichtbauteil (6) nach einem der vorangegangenen Ansprüche verbaut wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug-Sichtbauteil (6) lackiert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lackierroboter (4) das Kraftfahrzeug-Sichtbauteil (6) anhand des elektrisch leitenden Vlieses (12) erkennt.
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