DE19824977B4

DE19824977B4 - Verfahren zur Beschichtung eines Karosserieanbauteils und einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE19824977B4
Application number: DE19824977A
Authority: DE
Inventors: Frank Thürnau
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2018-06-05
Also published as: DE19824977A1

Abstract

Verfahren zur Beschichtung eines Karosserieanbauteils, insbesondere eines Kotflügels, und einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges, wobei
– in einem ersten Schritt das Karosserieanbauteil in einem ersten Elektrophoresebad grundiert wird,
– in einem zweiten Schritt das grundierte Karosserieanbauteil mit der Roh-Karosserie über mindestens ein das Karosserieanbauteil und die Karosserie voneinander elektrisch isolierendes Abstandshalteelement wirksam verbunden und endgültig fixiert wird,
– in einem dritten Schritt das grundierte, an der Roh-Karosserie angeordnete Karosserieanbauteil gemeinsam mit der Roh-Karosserie durch ein zweites Elektrophoresebad geführt wird und das Material des Karosserieanbauteils durch die Wärme eines dem zweiten Elektrophoresebad nachgeschalteten Trocknungsprozesses ausgehärtet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung eines Karosserieanbauteils, insbesondere eines Kotflügels, und einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges, wobei das Karosserieanbauteil und die Karosserie durch ein Elektrotauchbad geführt werden und wobei das Karosserieanbauteil mit der Karosserie verbunden wird.
Zunächst darf zum technischen Hintergrund ganz allgemein folgendes ausgeführt werden: Moderne Lackierereien für Pkw-Karosserien sind heute zumeist separate große Produktionsstätten. Durch derartige Lackierereien werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, daß Automobilhersteller langjährige Rostschutzgarantien geben können, wodurch auch die Sicherheit für die Fahrzeugführer bzw. Fahrzeugeigentümer erhöht ist. Die Oberflächenbehandlung ist je nach Fahrzeugtyp sehr kostenintensiv und erfordert einen beträchtlichen Anteil der Herstellungskosten. Darin ist auch die Lackierung funktioneller Teile beispielsweise des Fahrwerks wie auch die Beschichtung von Kunststoff-Formkörpern oder galvanische Überzüge enthalten. Damit die Lackierung allen zukünftigen Beanspruchungen optimal standhält, muß der Lackaufbau stimmen. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Basis des Lackaufbaus, denn jede Lackierung ist eben nur so gut, wie die Vorbehandlung und die Grundierung. Der Schichtaufbau der Lackierung besteht meist aus Phosphatschicht, Grundierung, Füller und Decklack. In manchen Fällen besteht der Decklack auch aus zwei oder mehr Schichten, beispielsweise bei den Metallic- oder Perleffekt-Lackierungen. Vor der Tauchgrundierung kommt im allgemeinen die Vorbehandlung, bei der die aus dem Rohbau kommenden Karosserien entfettet, gereinigt und phosphatiert werden.
In der Praxis werden Roh-Karosserieanbauteile und Roh-Karosserie mit Hilfe eines Elektrotauchbades, vorzugsweise einem Elektrophoresebad (z. B. kathodische Tauchlackierung KTL), grundiert. So ist das im Stand der Technik bekannte Verfahren mit den dort realisierten Verfahrensschritten in 1 vereinfacht schematisch dargestellt.
Gezeigt ist hier die Zusammenführung eines aus Aluminium hergestellten Roh-Karosserieanbauteils, nämlich eines Roh-Kotflügels, und einer aus Stahl hergestellten Roh-Karosserie. Zunächst wird ein einzelner Roh-Kotflügel gemäß seiner Form entsprechend zusammengebaut bzw. einstückig geformt, hiernach in einem ersten Kataphoresebad grundiert und durch die Wärme eines dem ersten Kataphoresebad nachgeschalteten ersten Trocknungsofens vollständig ausgehärtet. Nachdem dieser einzelne Kotflügel grundiert und ausgehärtet worden ist, wird dieser Kotflügel zur Überprüfung der Paßgenauigkeit an die Kotflügelbank einer entsprechend zusammengebauten Roh-Karosserie mit Hilfe von mehreren Verbindungselementen provisorisch adaptiert (anders ausgedrückt: vorläufig "angehangen"), gegebenenfalls gerichtet und anschließend nach Entfernen der Verbindungselemente wieder von dieser abgenommen. Die Stahl-Roh-Karosserie wird nun zusammen mit den an der Roh-Karosserie angeordneten weiteren Stahlteilen (z. B. Fronthaube, Türen, etc.) durch ein weiteres Kataphoresebad (mit nachgeschaltetem Trocknungsofen) geführt, in dem die Roh-Karosserie entsprechend grundiert wird. Nachdem dieser Verfahrensschritt abgeschlossen ist, muß nun der Kotflügel endgültig an der Karosserie montiert werden. Hierzu werden zwischen dem Kotflügel und der Karosserie Scheuerschutzfolien angeordnet, bevor der Kotflügel endgültig an der Kotflügelbank der Karosserie montiert wird. Die Scheuerschutzfolien sollen den Aluminium-Kotflügel von der Stahl-Karosserie einerseits elektrisch isolieren, andererseits die möglicherweise während der Fahrt durch eine Bewegung zwischen dem Kotflügel und der Karosserie verursachten "Quietschgeräusche" eliminieren. Die hier als Scheuerschutzfolie bezeichneten Elemente werden im Stand der Technik auch als "Klebeplättchen" bezeichnet. Sie bestehen im allgemeinen aus einem nichtleitenden Kunststoff, der ein- oder beidseitig mit einem elastischen Kleberauftrag versehen ist. Nachdem die endgültige Montage des Kotflügels an der Karosserie fertiggestellt ist, werden der grundierte Kotflügel und die grundierte Karosserie in einem nachfolgenden Verfahrensschritt zusammen entsprechend lackiert, nämlich mit Füller und Decklack überzogen.
Das am Beispiel eines Kotflügels geschilderte bekannte Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht, ist nicht optimal, da es sehr arbeitsaufwendig ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, daß der Arbeitsaufwand verringert und die Kosten minimiert sind.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Beschichtung eines Karosserieanbauteils, insbesondere eines Kotflügels, und einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei

– in einem ersten Schritt das Karosserieanbauteil in einem ersten Elektrophoresebad grundiert wird,
– in einem zweiten Schritt das grundierte Karosserieanbauteil mit der Roh-Karosserie über mindestens ein das Karosserieanbauteil und die Karosserie voneinander elektrisch isolierendes Abstandshalteelement wirksam verbunden und endgültig fixiert wird,
– in einem dritten Schritt das grundierte, an der Roh-Karosserie angeordnete Karosserieanbauteil gemeinsam mit der Roh-Karosserie durch ein zweites Elektrophoresebad geführt wird und das Material des Karosserieanbauteils durch die Wärme eines dem zweiten Elektrophoresebad nachgeschalteten Trocknungsprozesses ausgehärtet wird.

Bei dem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art muß nach der Grundierung der Karosserie der zuvor bereits einmal an der Karosserie adaptierte Aluminium-Kotflügel noch einmal endgültig montiert werden, d. h. die Verbindungselemente, mit denen der Kotflügel an der Stahl-Karosserie vorläufig adaptiert worden ist, müssen vor der Grundierung der Karosserie wieder entfernt werden und die Scheuerschutzfolien (Klebeplättchen) müssen vor der Endmontage des Kotflügels an der Karosserie nun an entsprechenden Stellen angeordnet werden. Folglich ist der Arbeitsaufwand nach der Grundierung der Karosserie, vorzugsweise vor der Aufbringung des Füllers und des Decklackes, sehr hoch, so daß das im Stand der Technik bekannte Verfahren sehr kostenintensiv ist.
Der Arbeitsaufwand und die Kosten sind nun dadurch verringert, daß nach der Neuerung nun eben nicht mehr die bekannten Verbindungselemente benutzt werden müssen, um das Karosserieanbauteil vorläufig an der Karosserie zu adaptieren und es vor dem Elektrotauchbad für die Karosserie wieder abzunehmen, sondern erfindungsgemäß direkt – vor dem Einführen der Roh-Karosserie ins Elektrotauchbad – elektrisch isolierende Abstandshalteelemente angeordnet werden, die zumindest teilweise die Funktion der bisher bekannten Scheuerschutzfolien (Klebeplättchen) übernehmen und auch durch das Elektrotauchbad geführt werden können. Anders ausgedrückt: durch die Anordnung der entsprechend ausgebildeten Abstandshalteelemente an Stelle der bisher üblichen provisorischen Verbindungselemente entfällt der bisher übliche Verfahrensschritt, daß vor dem Grundieren der Karosserie das bereits adaptierte Karosserieanbauteil wieder abgenommen, die Klebeplättchen angeordnet und das Karosserieanbauteil erst dann endgültig montiert werden kann. Durch den so verringerten Arbeitsaufwand können insbesondere die teilweise hohen Arbeitskosten verringert werden.
Zwar sind im Stand der Technik Befestigungselemente, die auch als Abstandshalteelemente bezeichenbar sind, bekannt ( DE 195 00 995 A1 ), mit denen ein erstes Halteteil gegenüber einem zweiten Halteteil elektrisch isolierbar ist, aber die beanspruchten Verfahrensschritte bzw. die Anordnung des Karosserieanbauteils, insbesondere Kotflügels, an einer Karosserie wird hier weder offenbart, noch finden sich hierzu irgendwelche Anregungen.
Desweiteren sind im Stand der Technik Befestigungsvorrichtungen bekannt ( EP 0 799 758 A1 ), mit denen ein Kunststoffelement auf einem metallischen Element befestigbar ist, wobei auf Grund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungen des Kunststoffelementes und des metallischen Elementes eine "flexible" Führung bzw. Befestigung des Kunststoffelements auf dem metallischen Element möglich ist. Aber auch dieser Stand der Technik offenbart nicht die beanspruchten Verfahrensschritte für die Beschichtung eines Karosserieanbauteils, insbesondere eines Kotflügels, und einer Karosserie.
Die DE 44 14 223 A1 beschreibt eine lösbare Verbindung von zwei angrenzenden Karosserieteilen eines Kraftfahrzeugs, bei der durch eine Anordnung von aus Kunststoff bestehenden Distanzelementen im Bereich von Befestigungsklammern beide zu verbindende Karosserieteile in einem definierten Abstand zueinander gehalten werden. Dieser Stand der Technik offenbart ebenfalls nicht die beanspruchten Verfahrensschritte für die Beschichtung eines Karosserieanbauteils, insbesondere eines Kotflügels, und einer Karosserie.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf an dieser Stelle auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand einer das Verfahren und das Abstandshalteelement schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Kotflügels aus Leichtmetall illustriert; sie kann aber auch bei anderen Karosserieanbauteilen, wie Radschalen, Dachblechen, Türblechen usw., angewandt werden.
In der Zeichnung zeigt
1 die Verfahrensschritte des im Stand der Technik bekannten Verfahrens in einer schematischen Darstellung,
2 die Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung,
3 eine erste Ausführungsform des in einem erfindungsgemäßen Verfahren angeordneten Abstandshalteelementes in einer schematischen Darstellung von der Seite,
4 eine zweite Ausführungsform des in einem erfindungsgemäßen Verfahren angeordneten Abstandshalteelementes in einer schematischen Darstellung von der Seite und
5 eine dritte Ausführungsform des in einem erfindungsgemäßen Verfahren angeordneten Abstandshalteelementes in einer schematischen Darstellung von der Seite.
Das in 1 dargestellte im Stand der Technik bekannte Verfahren ist bereits eingangs erläutert worden.
Im Unterschied zu 1 zeigt 2 nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung eines nicht näher dargestellten Kotflügels aus Aluminium und einer nicht näher dargestellten Stahl-Karosserie eines Kraftfahrzeuges zur Realisierung eines entsprechenden Korrosionschutzes. Hierbei wird der Kotflügel mit der Kotflügelbank der Karosserie verbunden, wobei der Kotflügel zusammen mit der Karosserie durch ein Elektrotauchbad (kathodische Tauchlackierung KTL) geführt wird.
Der 2 ist deutlich zu entnehmen, daß kein separater Verfahrensschritt zur Anordnung der – im Stand der Technik bekannten – Scheuerschutzfolien (Klebeplättchen) notwendig ist, da zum Verbinden des Kotflügels mit der Karosserie mehrere den Kotflügel und die Karosserie voneinander elektrisch isolierende Abstandshalteelemente angeordnet werden und mit Hilfe dieser Abstandshalteelemente auch die engültige Fixierung des Kotflügels an der Kotflügelbank möglich ist.
2 zeigt, daß der einzelne Kotflügel zunächst zusammengebaut wird und dann in einem ersten Schritt in einem Kataphoresebad entsprechend grundiert wird. In dem diesem KTL-Bad nachgeschalteten Trocknungsofen wird das Aluminiummaterial des Kotflügels gleichzeitig vorausgehärtet bzw. endausgehärtet (je nach Trocknungstemperatur und Trocknungszeit). Mit Hilfe der entsprechend ausgebildeten Abstandshalteelemente wird dieser Kotflügel hiernach an der Roh-Karosserie angeordnet und hier fixiert. Schließlich wird die Roh-Karosserie zusammen mit dem bereits grundierten Kotflügel durch ein zweites Kataphoresebad geführt, wobei die Roh-Karosserie entsprechend grundiert wird und der Kotflügel in einem nachgeschalteten zweiten Trocknungsofen gegebenenfalls (falls noch nicht geschehen) endaushärten kann, bevor die endgültige Lackierung erfolgt, nämlich der entsprechende Füller und Decklack aufgebracht wird.
Denkbar ist auch, daß ein Roh-Kotflügel direkt an eine Roh-Karosserie mit den entsprechenden Abstandshalteelementen angeordnet wird und eine gemeinsame Grundierung in einem einzigen Kataphoresebad und eine vollständige Aushärtung des Aluminiummaterials im nachgeschalteten KTL-Trocknungsofen erfolgt. Dies ist primär davon abhängig, ob ein einfacher oder doppelter Korrosionsschutz des Kotflügels bzw. eine Aushärtung des Aluminiummaterials des Kotflügels in ein oder zwei Schritten gewünscht wird.
Bei dem in 2 dargestellten Verfahren ist der Roh-Kotflügel aus Aluminium und die Roh-Karosserie aus Stahl hergestellt. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch bei reinen Stahl- bzw. Leichtmetallkonstruktionen angewandt werden.
Durch die angeordneten Abstandshalteelemente ist zusätzlich zu der Funktion der elektrischen Isolierung eine optimale Grundierung der Roh-Karosserie gewährleistet, da die entsprechenden Partikel auch in die existierenden Zwischenräume gelangen.
Die 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen für das in dem erfindungsgemäßen Verfahren angeordnete Abstandshalteelement 1.
Das in 3 gezeigte Abstandshalteelement 1 ist als Blindnietmutter bzw. Blindnietschraube ausgebildet. Mit Hilfe dieses Abstandshalteelementes 1 ist das Karosserieanbauteil, nämlich der Kotflügel 2, auf der Kotflügelbank 3 der Karosserie fixierbar. Das hier gezeigte Abstandshalteelement 1 besteht aus Metall und weist eine elektrisch isolierende Beschichtung auf, so daß der Kotflügel 2 von der Kotflügelbank 3 elektrisch isoliert ist. Alternativ kann das Abstandshalteelement 1 auch vollständig aus elektrisch nichtleitendem Kunststoff hinreichender Festigkeit bestehen.
Im einzelnen weist das hier gezeigte Abstandshalteelement 1 einen zwischen dem Kotflügel 2 und der Kotflügelbank 3 angeordneten Bereich 4 auf. Weiterhin ist ein Gewindebolzen 5 mit einem entsprechenden Kopf 6 und eine Art Unterlegescheibe 7 vorgesehen, um eine entsprechende endgültige Fixierung des Kotflügels 2 auf der Kotflügelbank 3 zu gewährleisten. Der Gewindebolzen 5 greift durch entsprechende Öffnungen in Kotflügel 2 und Kotflügelbank 3 hindurch.
4 zeigt ein Abstandshalteelement 1, daß als eine Art Adapter ausgebildet ist. Weiterhin ist eine Art Mutter 8 und ein Gewindebolzen 9 vorgesehen. Auch dieses hier gezeigte Abstandshalteelement 1 weist eine elekrische isolierende Beschichtung auf.
In 5 ist ein Abstandshalteelement 1 gezeigt, das als Stanzmutter bzw. Stanzschraube ausgeführt ist, wobei eine Art Kopf 10 des Abstandshalteelementes 1 im Bereich des Kotflügels 2 angeordnet ist, der Kotflügel 2 aber gegenüber der Kotflügelbank 3 wiederum elektrisch isoliert ist.
Denkbar ist auch, daß ein Ende des Abstandshalteelementes 1 so ausgebildet ist, daß dieses Ende in die Kotflügelbank 3 einclipsbar ist, was hier aber nicht dargestellt ist. Weiterhin ist es möglich, das Abstandshalteelement 1 als integralen Bestandteil der Kotflügelbank 3 auszubilden oder das Abstandshalteelement 1 auf die Kotflügelbank 3 aufzukleben. Die elektrisch isolierende Beschichtung kann beipsielsweise eine zink- und aluminiumhaltige Sinterschicht sein, aber auch eine Almac- oder Dakromet-Beschichtung oder allgemeine Kunstbeschichtungen sind möglich.

Claims

Verfahren zur Beschichtung eines Karosserieanbauteils, insbesondere eines Kotflügels, und einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges, wobei – in einem ersten Schritt das Karosserieanbauteil in einem ersten Elektrophoresebad grundiert wird, – in einem zweiten Schritt das grundierte Karosserieanbauteil mit der Roh-Karosserie über mindestens ein das Karosserieanbauteil und die Karosserie voneinander elektrisch isolierendes Abstandshalteelement wirksam verbunden und endgültig fixiert wird, – in einem dritten Schritt das grundierte, an der Roh-Karosserie angeordnete Karosserieanbauteil gemeinsam mit der Roh-Karosserie durch ein zweites Elektrophoresebad geführt wird und das Material des Karosserieanbauteils durch die Wärme eines dem zweiten Elektrophoresebad nachgeschalteten Trocknungsprozesses ausgehärtet wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abstandhalteelemente angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Karosserieanbauteil aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen, hergestellt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Roh-Karosserie aus Stahl hergestellt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim dritten Schritt durch die angeordneten Abstandshalteelemente zusätzlich zu der Funktion der elektrischen Isolierung eine optimale Grundierung der Roh-Karosserie gewährleistet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zusätzlichen Schritt nach dem dritten Schritt ein Füller und/oder Decklack auf das Karosserieanbauteil und auf die Karosserie aufgebracht wird.
Abstandshalteelement (1) für das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandshalteelement (1) als Blindnietmutter bzw. als Blindnietschraube ausgebildet ist.
Abstandshalteelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandshalteelement (1) als Stanzmutter bzw. Stanzschraube ausgebildet ist.
Abstandshalteelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandshalteelement (1) als eine Art Adapter ausgebildet ist.
Abstandshalteelement nach dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Abstandhalteelementes (1) so ausgebildet ist, daß dieses Ende in die Karosserie (3) einclipsbar ist.
Abstandshalteelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandshalteelement (1) als integraler Bestandteil der Karosserie (3) ausgebildet ist.
Abstandshalteelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandshalteelement (1) auf die Karosserie (3) aufgeklebt ist.
Abstandshalteelement nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandshalteelement (1) eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweist und vorzugsweise aus Metall mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung besteht.
Abstandshalteelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Beschichtung eine zink- und aluminiumhaltige Sinterschicht ist.
Abstandshalteelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Beschichtung als Almac- oder Dacromet-Beschichtung ausgeführt ist.
Abstandshalteelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Beschichtung eine Kunststoff-Beschichtung ist.
Abstandshalteelement nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandshalteelement (1) aus elektrisch isolierendem Kunststoff besteht.