DE102005013934A1

DE102005013934A1 - Verfahren und Anordnung zur Herstellung eines dichten Karosseriehohlraums sowie Dichtelement

Info

Publication number: DE102005013934A1
Application number: DE200510013934
Authority: DE
Inventors: Marc Engel; Heinz Dipl.-Ing.(FH) Koslowski; Holger Maisch; Thorsten Dipl.-Ing. Neumann; Oliver Dipl.-Ing. Zolke
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2005-03-26
Filing date: 2005-03-26
Publication date: 2006-10-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dichten Karosseriehohlraums (19) eines Karosseriebauteils (10), insbesondere an einer Flanschverprägung eines Karosseriebauteils, mithilfe eines thermisch expandierbaren Dichtelements (15), bei dem das Dichtelement (15) in seinem unexpandierten Rohrzustand auf eine am Karosseriebauteil (10) ausgebildeten Aufnahme (12) aufgesteckt wird, das Karosseriebauteil (10) in einen Rohbau einer Karosserie integriert wird, eine Nahtabdichtungs-Applikation an der Karosserie erfolgt, die Karosserie einer kathodischen Tauchlackierung unterzogen wird und beim Trockungsprozess nach der Tauchlackierung das Dichtelement (15) thermisch expandiert wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung und ein Dichtelement (15) zur Herstellung eines dichten Karosseriehohlraums (19).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Herstellung eines dichten Karosseriehohlraums sowie ein Dichtelement nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Bei der Serienfertigung von Fahrzeugen besteht das grundsätzliche Problem der Karosserieabdichtung. Eine Nahtabdichtung von einer Mehrzahl Karosseriebauteilen, die eine Karosserie bilden, kann entweder im Rohbau an der Rohkarosserie vor einer Tauchlackierung oder nach einer Tauchlackierung vorgenommen werden. Erfolgt die Nahtabdichtung vor der Tauchlackierung, müssen alle Karosseriehohlräume über Entlüftungsöffnungen verfügen, damit im Tauchbad ein Entweichen der Luftblasen möglich ist. Können Luftblasen nicht entweichen, bilden sich fehlbeschichtete Bereiche, die zur Korrosion führen können. Allerdings kann bei ungünstigen Geometrien eine Entlüftungsöffnung aus werkzeugtechnischen Gründen nicht an der optimalen Position erzeugt werden, so dass fehlbeschichtete Bereiche bei einer Nahtabdichtung vor der Tauchlackierung schwer zu vermeiden sind.

Um derartige Fehlerstellen zu vermeiden, kann die Nahtabdichtung auch nach der Tauchlackierung vorgenommen werden. Dazu ist bekannt, dass verbleibende Hohlraumöffnungen durch das jeweils eingesetzte Dichtmaterial zur Nahtabdichtung verschlossen werden. Dies erfordert allerdings einen erhöhten Materialbedarf an diesem Dichtmaterial, beispielsweise PVC, und es besteht eine erhöhte Gefahr, dass die Karosserie verunreinigt wird, was wiederum teure Nacharbeiten erfordert.

Aus der Offenlegungsschrift DE 38 26 011 A1 ist bekannt, eine thermisch expandierbare Masse zum Ausschäumen von Karosseriehohlräumen einzusetzen, um diese sowohl akustisch zu dämmen, als auch ein Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern. Dazu werden Beutel mit wenigstens zwei Komponenten in die Hohlräume eingefügt, wobei die wenigstens zwei Komponenten eine Schaumreaktion miteinander eingehen können, die mechanisch, aber auch thermisch ausgelöst werden kann.

Aus der WO 01/71224 A1 ist bekannt, Karosseriehohlräume mittels eines thermisch expandierbaren Dichtelements abzudichten. Das thermisch expandierbare Material wird auf einen Träger aufgebracht und an geeigneten Stellen in Karosseriehohlräume eingebracht und dort unter thermischer Beaufschlagung bei erhöhter Temperatur expandiert. Der Träger und auch das aufgetragene unexpandierte Material des Dichtelements sind aufwändig an die jeweilige Kontur des Karosseriehohlraums angepasst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Herstellung eines dichten Karosseriehohlraums sowie ein Dichtelement hierfür zu schaffen, das eine weniger aufwändige und kostengünstige Abdichtung von Karosseriehohlräumen ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht folgende Verfahrensschritte vor. Das Dichtelement wird in seinem unexpandierten Rohzustand auf das Karosseriebauteil auf eine am Karosseriebauteil ausgebildete Aufnahme aufgesteckt, das Karosseriebauteil wird in einen Rohbau einer Karosserie integriert, und eine Nahtabdichtungs-Applikation erfolgt an der Karosserie. Nach der Nahtabdichtung wird die Karosserie einer kathodischen Tauchlackierung unterzogen, und beim Trocknungsprozess nach der Tauchlackierung wird das Dichtelement thermisch expandiert. Das Dichtelement ist vorzugsweise aus einem so genannten Schäumling gebildet, der unter Einfluss einer erhöhten Temperatur, beispielsweise von mehr als 120°C, insbesondere in einem Trocknungsofen für eine tauchlackierte Karosserie, aufschäumt und sein Volumen gegenüber dem unexpandierten Zustand um ein Vielfaches vergrößert. Derartige Kunststoffe sind von verschiedenen Herstellern erhältlich, beispielsweise unter der Bezeichnung Sikalastomer 240 der Firma Sika Corporation in Madison Heights, Michigan, USA.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Bei einem besonders einfachen und für eine Serienfertigung geeigneten bevorzugten Verfahrensschritt wird das Dichtelement durch Formschluss mit dem Karosseriebauteil verbunden. Das Dichtelement benötigt keinen Träger und keine Halterung, sondern kann selbsttragend eingesetzt werden. Dadurch ist eine prozesssichere, allseitige Beschichtung der Karosseriehohlräume mit einer Tauchlackierung, insbesondere einer kathodischen Tauchlackierung, möglich. Einsparungen von Dichtungsmaterial bei konventionellen Nahtabdichtungen sind möglich, da Hohlräume nicht zusätzlich nach der Tauchlackierung abgedichtet werden müssen.

Bevorzugt wird das Dichtelement als Extrusionsprofil hergestellt. Dies ist eine besonders preiswerte Möglichkeit. Vorteilhaft ist, dass das Dichtelement einfach auf eine gewünschte Länge abgelängt werden kann. Bei hohen Stückzahlen sind erhebliche Kosteneinsparungen möglich; der Teilepreis für das Dichtelement ist gering. Das Extrusionsprofil kann auf einfache Weise so gestaltet werden, dass auch kleine Öffnungen durch spätere Expansion des Dichtelements abgedichtet werden können.

Wird das Dichtelement so aufgesteckt, dass beim Tauchlackieren Luft aus dem Karosseriehohlraum entweichen kann, können fehlbeschichtete Bereiche durch Luftblasenbildung beim Tauchlackieren vermieden werden. Es ist für die Serienfertigung sehr günstig, wenn das Abdichten vor der Tauchlackierung erfolgen kann, da eine manuelle Bearbeitung von Entlüftungsöffnungen nach dem Tauchlackieren mit der Gefahr der Verschmutzung der Karosserie vermieden werden kann. Beim Aufstecken des Dichtelements insbesondere auf eine entsprechend Flanschprägung sind keine hohen Toleranzanforderungen notwendig, da das Dichtelement beim Expandieren sein Volumen sehr stark vergrößert. Weiterhin ist das Dichtelement, da halterlos und trägerlos, im expandierten Zustand durch einen weichen Schaum gebildet, so dass keine Abrasion durch Träger oder Halter an der tauchlackierten, empfindlichen Karosserie zu befürchten ist. Ein Funktionsausfall von Montageumfängen kann vermieden werden, da das Dichtelement im expandierten, geschäumten Zustand weich ist und kein steifes Befestigungselement als zu einem Scheuern führende Störkontur vorhanden ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines dichten Karosseriehohlraums eines Karosseriebauteils ist dadurch gekennzeichnet, dass an einem Flansch eines Karosseriebauteils eine Aufnahme für das Dichtelement in seinem unexpandierten Rohzustand vorgesehen ist.

Ist die Aufnahme für das Dichtelement zur formschlüssigen Verbindung mit dem Dichtelement in seinem unexpandierten Rohzustand ausgebildet, wird eine Montage des Dichtelements vereinfacht. Vorzugsweise weist das Karosseriebauteil eine Flanschverprägung mit einem entsprechenden Montageschlitz auf, in den das Dichtelement eingeführt so werden kann, dass ein Steg des Dichtelements im Montageschlitz aufnehmbar ist und Seitenwände des Schlitzes in entsprechende Ausnehmungen im Dichtelement eingreifen.

Weist die Aufnahme einen konischen Montageschlitz auf, kann das Dichtelement durch einen Klemmsitz verliersicher aufgesteckt und gegen ein Aufschwimmen bei der Tauchlackierung gesichert werden. Bevorzugt weist dabei das Dichtelement korrespondierend zum Montageschlitz ausgebildete Ausnehmungen und/oder einen korrespondierend zum Montageschlitz ausgebildeten Steg auf.

Dies kann besonders einfach dadurch erreicht werden, indem das Dichtelement als Extrusionsprofil gebildet ist.

Vorzugsweise ist das Dichtelement zylinderförmig ausgebildet. Das Dichtelement braucht dann nur auf eine geeignete Länge abgelängt zu werden und kann, da sein Volumen um ein Vielfaches beim schäumen zunimmt, für eine Vielzahl von Aufnahmegrößen verwendet werden.

Bei einem erfindungsgemäßen Dichtelement zur Herstellung eines dichten Karosseriehohlraums eines Karosseriebauteils, insbesondere an einer Flanschverprägung eines Karosseriebauteils, mit Hilfe eines Körpers aus thermisch expandierbarem Material, ist der Körper in unexpandiertem Rohzustand als Extrusionsprofil ausgebildet.

Vorzugsweise weist der Körper eine zylinderförmige Form auf. Trotz der einfachen Geometrie können unterschiedlich geformte Karosseriehohlräume abgedichtet werden, wenn das unexpandierte Dichtelement in seinem Rohzustand lediglich auf die Flanschverprägung aufgesteckt ist.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.

Dabei zeigen:
1 eine Ansicht eines Karosseriebauteils mit einem bevorzugten Dichtelement,
2 eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines bevorzugten Dichtelements.
Aus 1 ist eine Ansicht eines Karosseriebauteils 10 mit einem bevorzugten Dichtelement ersichtlich. Das Karosseriebauteil 10 ist als obere Dämpferkonsole ausgebildet, die im weiteren Aufbau mit einer inneren Seite einer nicht dargestellten C-Säule verbunden werden soll. Eine übliche Entlüftungsöffnung kann aus werkzeugtechnischen Gründen an dem Karosseriebauteil 10 nicht an die höchste Stelle verlegt werden, da dort eine runde Bauteilform vorliegt. Stattdessen ist an einem Flansch 11 eine Flanschverprägung mit einer Aufnahme 12 vorgesehen, die einen vorzugsweise konischen Montageschlitz 13 aufweist. Auf dem Flansch 11 ist ein Klebstoff 14 in Form einer Kleberaupe für die Nahtabdichtung aufgetragen.
Auf diese Aufnahme 12 des Karosseriebauteils 10 wird ein Dichtelement 15 formschlüssig aufgesetzt, das aus einem unter Volumenvergrößerung schäumfähigen Material gebildet ist, das zum Montagezeitpunkt noch im unexpandierten Zustand vorliegt. Das Dichtelement 15 besteht dabei im Wesentlichen aus einer Materialkomponente. Das Karosseriebauteil 10 ist zu diesem Zeitpunkt noch in der Rohbau-Aufbaustufe.
Mit einem oder mehreren derartig bestückten Karosseriebauteilen 10 wird nunmehr eine Karosserie vollständig aufgebaut. Das als obere Dämpferkonsole ausgebildete Karosseriebauteil 10 wird in diesem Fall beispielsweise innenseitig mit der nicht dargestellten C-Säule verbunden. Das zu diesem Zeitpunkt noch nicht expandierte Dichtelement 15 ist durch den konischen Montageschlitz 13 und ein leichtes Verpressen gegen die Flanschverprägung nach dem Fügen der nicht dargestellten C-Säule gegen Verlieren gesichert. Am Ende des Rohbaus findet die Nahtabdichtungs-Applikation statt, und die Klebestellen stellen eine feste Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten der Karosserie her.
Dann wird die komplette Karosserie einer kathodischen Tauchlackierung unterzogen. Das noch nicht expandierte und durch die formschlüssige Verbindung automatisch gegen Aufschwimmen gesicherte Dichtelement 15 in der Aufnahme 12 lässt in seinem Freiraum zum als obere Dämpferkonsole ausgebildeten Karosseriebauteil 10 die Luft aus dem Karosseriehohlraum 19 entweichen. Der kathodischen Tauchlackierung folgt ein üblicher Trocknungsprozess in einem Tauchlackierungsofen. Bei diesem Trocknungsprozessschritt nach der Tauchlackierung wird schließlich das Dichtelement 15 im Tauchlackierungsofen durch Einwirken der erhöhten Trocknungstemperatur thermisch expan diert und verschließt die Aufnahme 12 wasserdicht gegen äußere Einflüsse.
2 zeigt eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines bevorzugten Dichtelements 15. Der Übersichtlichkeit halber sind für funktionell gleiche Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
Das Dichtelement 15 ist als Extrusionsprofil hergestellt und kann auf eine gewünschte Länge abgelängt werden. An seiner Stirnseite, die auf die die Aufnahme 12 aufweisende Flanschverprägung aufgesteckt wird, weist das Dichtelement 15 einen zum konischen Montageschlitz 13 der Aufnahme 12 passenden Steg 17 auf, der beidseits von Ausnehmungen 16 umgeben ist, in die Seitenwände des Montageschlitzes 13 eingreifen können, um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem vorzugsweise zylindrischen Dichtelement 15 und der Flanschverprägung des Karosseriebauteils 10 herzustellen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines dichten Karosseriehohlraums (19) eines Karosseriebauteils (10), insbesondere an einer Flanschverprägung eines Karosseriebauteils, mit Hilfe eines thermisch expandierbaren Dichtelements (15), dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (15) in seinem unexpandierten Rohzustand auf eine am Karosseriebauteil (10) ausgebildete Aufnahme (12) aufgesteckt wird, dass das Karosseriebauteil (10) in einen Rohbau einer Karosserie integriert wird, dass eine Nahtabdichtungs-Applikation an der Karosserie erfolgt, dass die Karosserie einer kathodischen Tauchlackierung unterzogen wird, und dass beim Trocknungsprozess nach der Tauchlackierung das Dichtelement (15) thermisch expandiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (15) durch Formschluss mit dem Karosseriebauteil (10) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (15) als Extrusionsprofil hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (15) auf eine gewünschte Länge abgelängt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (15) so aufgesteckt wird, dass beim Tauchlackieren Luft aus dem Karosseriehohlraum (19) entweichen kann.
Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines dichten Karosseriehohlraums (19) eines Karosseriebauteils (10), insbesondere an einer Flanschverprägung eines Karosseriebauteils, mit Hilfe eines thermisch expandierbaren Dichtelements (15), dadurch gekennzeichnet, dass an einem Flansch (11) eines Karosseriebauteils (10) eine Aufnahme (12) für das Dichtelement (15) in seinem unexpandierten Rohzustand vorgesehen ist.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (12) für das Dichtelement (15) zur formschlüssigen Verbindung mit dem Dichtelement (15) in seinem unexpandierten Rohzustand ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (12) einen konischen Montageschlitz (13) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (15) korrespondierend zum Montageschlitz (13) ausgebildete Ausnehmungen (16) und/oder einen korrespondierend zum Montageschlitz ausgebildeten Steg (17) aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (15) als Extrusionsprofil ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (15) zylinderförmig ausgebildet ist.
Dichtelement zur Herstellung eines dichten Karosseriehohlraums (19) eines Karosseriebauteils (10), insbesondere an einer Flanschverprägung eines Karosseriebauteils, mit Hilfe eines thermisch expandierbaren Materials, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in unexpandiertem Rohzustand als Extrusionsprofil ausgebildet ist.
Dichtelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Material eine zylinderförmige Form aufweist.