DE102006016477A1

DE102006016477A1 - Kataphoretische Tauchlackierungen an Karosserien und Bauteilen mit verbessertem Umgriffverhalten

Info

Publication number: DE102006016477A1
Application number: DE200610016477
Authority: DE
Inventors: Gerd Borchers
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-10-11
Also published as: WO2007115681A1

Abstract

Für ein Kraftfahrzeug wird ein Karosseriebauteil (1) mit einem innenliegenden Hohlraum und mit einer Außenhaut bereitgestellt, wobei zunächst ein Abschnitt eines Stahlblechbands bereitgestellt wird, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche der Außenhaut (2) bilden, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist. Nach dem Umformen des Abschnitts zu dem Karosseriebauteil (1) wird dieses kataphoretisch tauchlackiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug, das als umgeformter Abschnitt eines Stahlblechbands ausgebildet ist.
Bei solchen Karosseriebauteilen soll eine Korrosion wirksam vermieden werden. Hierfür wird gerne ein katophoretisches Tauchlackierverfahren eingesetzt. Dabei wird häufig eine nicht ausreichende Lackierung von Hohlräumen beobachtet.
Karosseriebauteile mit sorgfältig lackierten Hohlräumen sind sehr teuer. Die DE 103 11 228 A1 zeigt ein solches Verfahren zum Beschichten einer Karosserie durch Elektrotauchlackierung.
Die DE 196 50 478 beschreibt das Aufbringen eines Korrosionsschutzlacks auf ein flaches Blech. Aus diesem Blech werden nachfolgend Teile einer Autokarosserie geformt, die elektrophoretisch lackiert werden. Dieses Verfahren ist relativ kostenaufwändig.
Die DE 197 00 319 zeigt das Aufbringen eines mit Eisenpulver versehenen Korrosionsschutzlacks auf ein flaches Blech. Aus diesem Blech werden später Teile einer Autokarosserie geformt, die schließlich lackiert werden. Bei diesem Verfahren ist von Nachteil, dass der Lackverbrauch beim Lackieren solcher Karosseriebauteile relativ hoch ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, das eine ökonomische Lackierung und einen gut wirksamen Korrosionsschutz bereitstellt.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Gegenständen der jeweils abhängigen Patentansprüche.
Nach der Erfindung wird die Oberfläche des Hohlraums im Wesentlichen als elektrisch leitfähige Stahlblechoberfläche ausgebildet. Dabei bedeutet die Bezeichnung „im Wesentlichen" hier, dass einzelne kleinere Bereiche, die nicht elektrisch leitfähig sind, geduldet werden können. Solche Bereiche können beispielsweise durch Spritzer mit Farbe oder auch durch andere Beschichtungen wie beispielsweise Fettreste entstehen.
Die Oberfläche der Außenhaut ist mit einer Schicht versehen, deren elektrische Leitfähigkeit wesentlich geringer ist als diejenige der elektrisch leitfähigen Stahlblechoberfläche. Die elektrische Leitfähigkeit ist dabei um mehrere Größenordnungen geringer, beispielsweise um den Faktor 1000, um den Faktor 10000 oder sogar noch mehr.
Einer der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken geht davon aus, dass es vorteilhaft ist, die Schichtstärke des mit kataphoretischer Lackierung aufgebrachten Lacks in den Hohlräumen ausreichend hochzuhalten, wobei gleichzeitig eine niedrige Schicht stärke an der Außenhaut des Karosseriebauteils erzielt wird. Die Erfindung stellt vorbeschichtete, beispielsweise lackierte und dort elektrisch nicht-leitfähige Bleche bereit, die vornehmlich im Innenraum einer Karosserie oder von Karosseriebauteilen vorgesehen sind. Dies wird dadurch erreicht, dass diejenigen Bereiche, die die Oberfläche der Außenhaut bilden, eine geringere Leitfähigkeit aufweisen als die Bereiche der Oberfläche des Hohlraums. Das so genannte Umgriffsverhalten der kataphoretischen Tauchlackierung wird hierdurch zu Gunsten der Hohlräume verbessert. Die Hohlräume werden dadurch besser beschichtet. In gleichem Maße reduzieren sich die Außenschichtstärken des Karosseriebauteils. Durch die Reduzierung der zu beschichtenden Gesamtfläche erhöht sich die relative Beschichtungszeit der verbliebenen zu beschichtenden Fläche. Damit geht eine Materialeinsparung des kataphoretischen Tauchlacks einher.
Bei der Verwendung von vorbeschichteten Blechen ergibt sich ein verbessertes Umformverhalten beispielsweise in einem Presswerk mit den damit verbundenen erhöhten Standzeiten der Presswerkzeuge und einer erhöhten Ausbringung.
In einem besonders guten Fall ist auf den vorher beschichteten Oberflächenbereichen des Stahlblechs keine oder fast keine Abscheidung eines kataphoretischen Tauchlacks mehr vorhanden. Vorteilhafterweise wird dabei eine Beschichtung in Form einer Lackierung oder auch eines coil-coating vorgesehen, die eine Abscheidung des kataphoretischen Tauchlacks aufgrund des Vorwiderstands der Beschichtung nicht mehr oder nur in vermindertem Maß zulässt.
Bei der Erfindung können die Bleche vor dem Einbau in die Karosserie beschichtet werden.
Dabei ist beispielsweise bei einem Blechteil, das einen Schweller einer Karosserie darstellt, von Bedeutung, dass sich der später elektrokataphoretisch zu beschichtende Hohlraum auch erst bei der Anbringung des Karosseriebauteils an die Karosserie ergeben kann. Die Erfindung lässt sich aber auch bei Karosseriebauteilen anwenden, die bereits vor dem Anbau an die Karosserie eines Kraftfahrzeugs einen Hohlraum haben, beispielsweise Säulen oder Verstärkungsträger.
Eine weitere Erklärung der Erfindung geht davon aus, dass die kataphoretische Lackierung eines Hohlraums mit elektrisch leitenden Wänden durch das Prinzip des Faraday'schen Käfigs beeinflusst wird. Demzufolge bleibt ein vollkommen aus leitfähigem Material bestehender Körper beim Anlegen selbst höchster Spannungen in seinem Inneren stets vollkommen feldfrei. Die Erfindung stellt auf den Außenflächen an der Außenhaut der Werkstücke bzw. Karosseriebauteile einen elektrisch weniger leitfähigen Überzug bereit, der einen elektrischen Widerstand aufbaut, der eine Beschichtung im Inneren des Hohlraums unterstützt. Dies wirkt sich besonders bei der kataphoretischen Tauchlackierung von schmalen Spalten aus, wie sie bei spitzwinkligen Verbindungen von Blechoberflächen entstehen. Mit der Erfindung ist eine kataphoretische Tauchlackierung gerade solcher Bereiche begünstigt. Unerwünscht große Außenschichtstärken des auf der Außenhaut abgeschiedenen Lacks werden bei der kataphoretischen Tauchlackierung vermieden. Das Umgriffsverhalten der kataphoretischen Tauchlackierung wird zu Gunsten der Hohlräume verbessert, die Hohlräume werden besser beschichtet.
Die Erfindung kann auch mit einem Karosseriebauteil verwirklicht werden, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche des Hohlraums bilden, im Wesentlichen als elektrisch leitfähige Stahlblechoberfläche ausgebildet sind. Diese können auch mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen sein, wenn dies gewünscht ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Karosseriebauteils wird dabei zunächst ein Abschnitt eines Stahlblechbands vorgesehen, das an besonderen Stellen, die später nicht einem unmittelbaren Witterungseinfluss ausgesetzt sind, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist. Die Bezeichnung „gering leitend" umfasst dabei auch Schichten, die elektrisch isolierend sind. Der Abschnitt wird zu dem Karosseriebauteil umgeformt, das entweder sofort kataphoretisch tauchlackiert wird oder das nach dem Anbau an eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs kataphoretisch tauchlackiert wird, indem das gesamte Kraftfahrzeug oder Teile davon in ein Tauchlackierbad eingetaucht werden. Die im Vergleich mit den relativ kostengünstigen vorlackierten Stellen relativ teuren kataphoretisch lackierten Stellen stellen dabei deren guten Korrosionsschutz sicher.
Bei einem besonders vorteilhaften erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Karosseriebauteils wird dabei zunächst ein Abschnitt eines Stahlblechbands vorgesehen, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche der Außenhaut bilden, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist. Die Bezeichnung „gering leitend" umfasst dabei auch Schichten, die elektrisch isolierend sind. Der Abschnitt wird zu dem Karosseriebauteil umgeformt, das entweder sofort kataphoretisch tauchlackiert wird oder das nach dem Anbau an eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs kataphoretisch tauchlackiert wird, indem das gesamte Kraftfahrzeug oder Teile davon in ein Tauchlackierbad eingetaucht werden.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Karosseriebauteils wird zunächst ein Abschnitt eines Stahlblechbands vorgesehen, das an besonderen Stellen, die später nicht einem unmittelbaren Witterungseinfluss ausgesetzt sind, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist. Die Bezeichnung „gering leitend" umfasst dabei auch Schichten, die elektrisch isolierend sind. Der Abschnitt wird zu dem Karosseriebauteil umgeformt, das entweder sofort kataphoretisch tauchlackiert wird oder das nach dem Anbau an eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs kataphoretisch tauchlackiert wird, indem das gesamte Kraftfahrzeug oder Teile davon in ein Tauchlackierbad eingetaucht werden. Die im Vergleich mit den relativ kostengünstigen vorlackierten Stellen relativ teuren kataphoretisch lackierten Stellen stellen dabei deren guten Korrosionsschutz sicher. Dadurch wird eine besonders kostengünstige Lackierung mit dem jeweiligen Anwendungszweck angepassten Eigenschaften sichergestellt.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht.
Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Karosseriebauteil 1, das aus einem Stahlblechabschnitt 2 hergestellt ist. Durch Umformen ist der Stahlblechabschnitt 2 mit einer Kante 3 versehen, wobei durch Vorsehen einer Abdeckleiste 4 an dem der Kante 3 gegenüber liegenden Ende des Stahlblechabschnitts 2 ein Hohlraum 5 ausgebildet ist. Der Stahlblechabschnitt 2 ist auf der vom Hohlraum 5 abgewandten Seite mit einem elektrisch isolierenden Lack beschichtet. Auf seiner Innenseite weist der Hohlraum 5 die blanke Oberfläche des Stahlblechabschnitts 2 auf.
Das Karosseriebauteil 1 ist hier in ein nicht näher gezeigtes Tauchbad eingetaucht, in dem elektrisch positiv geladene Farbpartikel vorgesehen sind. Diese Farbpartikel werden durch ein „+"-Symbol dargestellt. Der Stahlblechabschnitt 2 ist im Übergangsbereich zwischen Abdeckleiste 4 und Stahlblechabschnitt 2 mit dem „–"-Pol einer hier nicht näher gezeigten Stromquelle verbunden.
Durch den Aufbau des Karosseriebauteils 1 wird eine Anlagerung der Farbpartikel im Inneren des Hohlraums 5 an den Stahlblechabschnitt 2 begünstigt, während eine Anlagerung der Farbpartikel an die Außenseite des Stahlblechabschnitts 2 nur in geringem Maße, wenn überhaupt, stattfindet.

1: Karosseriebauteil
2: Stahlblechabschnitt
3: Kante
4: Abdeckleiste
5: Hohlraum

Claims

Karosseriebauteil (1) für ein Kraftfahrzeug, das die folgenden Merkmale aufweist: – das Karosseriebauteil (1) ist als umgeformter Abschnitt eines Stahlblechbands ausgebildet, der einen innenliegenden Hohlraum (5) und eine Außenhaut (2, 4) aufweist, – die Oberfläche des Hohlraums (5) ist im Wesentlichen als elektrisch leitfähige Stahlblechoberfläche ausgebildet, – die Oberfläche der Außenhaut (2, 4) ist mit einer Schicht versehen, deren elektrische Leitfähigkeit geringer ist als diejenige der elektrisch leitfähigen Stahlblechoberfläche.
Karosseriebauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht als Polymerschicht, insbesondere als Lackschicht, ausgebildet ist.
Karosseriebauteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der umgeformte Abschnitt aus einem Stahlblechband hergestellt ist, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche der Außenhaut (2) bilden, mit der elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist.
Karosseriebauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der umgeformte Abschnitt aus einem Stahlblechband hergestellt ist, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche des Hohlraums (5) bilden, im wesentlichen als elektrisch leitfähige Stahlblechoberfläche ausgebildet sind.
Karosseriebauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der elektrisch leitfähigen Stahlblechoberfläche des Hohlraums (5) eine mit einem kataphoretischen Tauchlackiergang aufgebrachte Korrosionsschutzlackschicht vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug mit einem Karosseriebauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Herstellen eines Karosseriebauteils (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Karosseriebauteil einen innenliegenden Hohlraum und eine Außenhaut aufweist und wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Vorsehen eines Abschnitts eines Stahlblechbands, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche der Außenhaut (2) bilden, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist, – Umformen des Abschnitts zu dem Karosseriebauteil, – kataphoretisches Tauchlackieren des Karosseriebauteils (1).
Verfahren zum Herstellen eines Karosseriebauteils (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Vorsehen eines Abschnitts eines Stahlblechbands, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung an Stellen, die am Kraftfahrzeug nicht einem unmittelbaren Witterungseinfluss ausgesetzt sind, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist, – Umformen des Abschnitts zu dem Karosseriebauteil, – kataphoretisches Tauchlackieren des Karosseriebauteils (1).