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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen eines
Korrosionsschutzes an einem Fahrwerksbauteil.
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Fahrwerksbauteile
bilden in einem Kraftfahrzeug häufig
Tragstrukturen und können
mit Hilfe von Längsträgern und
Querträgern
zusammengebaut sein. Fahrwerksbauteile können dabei Hohlkörper aufweisen,
die zumindest einen Hohlraum enthalten. Beispielsweise sind Träger, die
beim Aufbau eines solchen Fahrwerksbauteils verwendet werden können, regelmäßig hohl
bzw. rohrförmig.
Sofern zum Herstellen des Fahrwerksbauteils korrosionsgefährdete Materialien,
wie zum Beispiel Stahl, verwendet werden, muss das Fahrwerksbauteil
mit einem Korrosionsschutz versehen werden. Insbesondere bei der Serienfertigung
von Fahrzeugen kann ein kathodischer Korrosionsschutz bevorzugt
werden. Hierzu wird das jeweilige Fahrwerksbauteil zunächst feuerverzinkt
oder mit einer Zinklamellenbeschichtung versehen. Problematisch
sind dabei die Beschichtung der Innenflächen des Bauteils, welche die
Hohlräume
im jeweiligen Hohlkörper
des Fahrwerksbauteils begrenzen. Insbesondere muss das Beschichtungsmedium
ablaufen können.
Ferner kann beim Beschichten eine vorherige Strahlbehandlung erforderlich
sein, was bei den Innenflächen
nur schwer realisierbar ist. Ferner muss auch das beim Strahlbehandeln
verwendete Medium vollständig
aus dem jeweiligen Hohlraum entfernt werden, um die Beschichtung
durchführen
zu können.
Des Weiteren können
auch verzinkte Bleche beim Herstellen der Hohlkörper verwendet werden, damit
bereits verzinkte Innenflächen
vorliegen. Problematisch ist dabei, dass beim Verschweißen der
verzinkten Bleche die Zinkbeschichtung verdampft, wodurch eine Schwachstelle
im Korrosionsschutz entsteht.
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Aus
der
DE 44 07 435 A1 ist
eine Anlage zur Hohlraumkonservierung metallischer Gegenstände, wie
zum Beispiel Fahrzeugkarosserien, bekannt. Die Konservierung wird
mittels eines beim Verarbeiten flüssigen Korrosionsschutzmaterials
durchgeführt. Die
Anlage umfasst einen Korrosionsschutzmaterial-Vorratsbehälter und
einen Auffangboden für überschüssiges,
aus einem zu konservierenden Hohlraum ablaufendes Korrosionsschutzmaterial.
Zum Durchführen
der Hohlraumkonservierung wird der zu behandelnde Gegenstand über dem
Auffangboden angeordnet, der seinerseits auf dem Vorratsbehälter angeordnet
ist.
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Aus
der
DE 10 2005
036 342 A1 ist eine Einrichtung zum Konservieren von Hohlräumen einer Fahrzeugkarosserie
bekannt, die einen Düsenrahmen
mit daran angeordneten Sprühdüsen aufweist. Die
Sprühdüsen sind
jeweils einem zu konservierenden Hohlraum zugeordnet. Ferner ist
eine Positionierungsvorrichtung zum Ausrichten des Düsenrahmens
relativ zur Karosserie vorgesehen. Außerdem weist die Einrichtung
ein Magazin mit mehreren Düsenrahmen
sowie wenigstens einen Industrieroboter auf, mit dessen Arm jeweils
ein Düsenrahmen
durch eine Kupplung verbindbar und zwischen einer Ablageposition
im Magazin und einer Arbeitsposition bewegbar ist, in der die Sprühdüsen sich
in den entsprechenden Hohlräumen
befinden.
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Aus
der
DE 101 05 280
C1 ist eine Fahrzeugkarosserie bekannt, die zumindest ein
mit wenigstens einem Hohlraum versehenes Karosserieelement aufweist.
Außerdem
ist eine Öffnung
zum Einbringen eines Hohlraumschutzfluids in den Hohlraum vorgesehen.
Im jeweiligen Hohlraum ist ein Verschlusselement angeordnet, das
den Hohlraum in zwei Teilhohlräume
teilt. Um die Teilhohlräume
mit einem Hohlraumschutz versehen zu können, weist das Verschlusselement
einen Durchlass für
das erstarrende Hohlraumschutzfluid auf, wobei der Durchlass als
Siphon ausgebildet sein kann.
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Weiterhin
ist aus der
DE 198
13 092 A1 ein Fahrwerksbauteil bekannt, welches einen Hohlraum aufweist,
der von einem Stahlblech umschlossen ist. Dieser Hohlraum wird mit
einem Schaum ausgefüllt. Weiterhin
wird er flüssigkeitsdicht
und nahezu gasdicht verschlossen. Die Problematik des nachträglichen
Aufbringens eines Korrosionsschutzes auf das Bauteil wird jedoch
in dieser Schrift nicht behandelt.
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Die
DE 197 03 432 A1 zeigt
einen Hohlraum mit einem darin eingesetzten Behälter. Dieser Behälter weist
eine Verschließeinrichtung
auf, so dass bei einer Oberflächenbeschichtung
des Hohlraums kein Beschichtungsmaterial in sein Inneres eindringen kann.
Diese Schrift liefert jedoch keinen Anhaltspunkt dahingehend, wie
der Aufwand zur Korrosionsschutz-Beschichtung des hohlraumbildenden
Bauteils an sich verringert werden kann.
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Ferner
ist aus der
DE 195
28 432 B4 ein in einem Hohlraum angeordneter Behälter bekannt,
wobei zwischen Hohlrauminnenwand und Behälter noch Abstandshalter vorgesehen
sind. Auch in dieser Schrift wird die Problematik der Vereinfachung
des Verfahrens zum Korrosionsschutz des Hohlraums nicht behandelt.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
ein Verfahren zum Anbringen eines Korrosionsschutzes an einem solchen
Fahrwerksbauteil eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich
insbesondere dadurch auszeichnet, dass mit einem reduzierten Aufwand
ein vergleichsweise hoher Korrosionsschutz realisierbar ist.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
das Verfahren des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, am Fahrwerksbauteil
den jeweiligen Hohlraum flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht zu verschließen. Die Erfindung nutzt hierbei
die Erkenntnis, dass es bei korrosionsgefährdeten Materialien in der
Regel nur dann zur Korrosion kommt, wenn das Material mit Feuchtigkeit
bzw. mit Wasser in Kontakt kommt. Durch ein feuchtigkeitsdichtes Verschließen der
Hohlräume
kann effektiv ein Kontakt der korrosionsgefährdeten Oberflächen mit Feuchtigkeit
bzw. Wasser vermieden werden, wodurch die Korrosionsgefahr erheblich
reduziert werden kann.
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Durch
die vorgeschlagene Bauweise bzw. Vorgehensweise kann beispielsweise
auf eine Korrosionsbeschichtung der den Hohlräumen ausgesetzten Innenflächen verzichtet
werden. Hierdurch entfallen zum einen die vorstehend genannten,
damit verbundenen Probleme. Zum anderen ergibt sich dadurch eine
erhebliche Materialeinsparung. Insgesamt vereinfacht sich die Herstellung
des Fahrwerkbauteils, wodurch Kosten und Rohstoffe eingespart werden
können.
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Sofern
der Hohlkörper
einen den Hohlraum durchsetzenden Durchgang benötigt, kann dieser entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform von
einem Rohr umschlossen und durch das Rohr vom Hohlraum flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht getrennt sein. Sofern der Hohlkörper eine Öffnung benötigt, kann
diese entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform an der Seite des
Hohlraums mit einer Topfhülse
eingefasst und durch diese vom Hohlraum flüssigkeitsdicht und feuchtigkeitsdicht
getrennt sein. Mit Hilfe von solchen Durchgängen bzw. Öffnungen kann der Hohlkörper an
unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden, ohne dass auf
den nach außen
hermetisch verschlossenen Hohlraum verzichtet werden muss. Somit
lassen sich die mit Hilfe der Erfindung erzielbaren Vorteile auch bei
vergleichsweise komplexen Fahrwerksbauteilen realisieren.
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Beim
Anbringen des Korrosionsschutzes wird beim erfindungsgemäßen Verfahren
vorab der jeweilige Hohlraum flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht verschlossen. Erst anschließend wird
eine Korrosionsschutzbeschichtung außen am Fahrwerksbauteilangebracht.
Somit wird auf eine Korrosionsschutzbeschichtung der dem Hohlraum
ausgesetzten Innenflächen
verzichtet, was zu den genannten Vorteilen führt.
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Besonders
vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform,
bei welcher die Korrosionsschutzbeschichtung eine Verzinkung des
Fahrwerksbauteils und eine Lackierung des verzinkten Fahrwerksbauteils
umfasst. Hierdurch wird erreicht, dass auch Fügestellen, insbesondere Schweißverbindungen,
verzinkt und lackiert werden können,
was die Realisierung eines effektiven Korrosionsschutzes auch an diesen
kritischen Stellen ermöglicht.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
kann das Verschließen
des jeweiligen Hohlraums in einer trockenen Umgebung bzw. in einer
trockenen Atmosphäre
durchgeführt
werden. Diese Vorgehensweise hat zur Folge, dass der Hohlraum nach
dem Verschließen
keine Feuchtigkeit enthält.
Die Korrosionsgefahr an den dem Hohlraum ausgesetzten Innenflächen kann
dadurch weiter reduziert werden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der
Zeichnungen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
stark vereinfachte, prinzipielle perspektivische Ansicht eines Fahrwerksbauteils,
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2 eine
vereinfachte Schnittansicht des Fahrwerksbauteils im Bereich eines
Durchgangs,
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3 eine
vereinfachte Schnittansicht des Fahrwerksbauteils im Bereich einer Öffnung.
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Entsprechend 1 umfasst
ein Fahrwerksbauteil 1 eines im Übrigen nicht dargestellten
Kraftfahrzeugs beispielsweise zwei Längsträger 2 und zwei Querträger 3.
Das dargestellte Fahrwerksbauteil 1 kann beispielsweise
einen Tragrahmenabschnitt bilden; es ist in dieser Form rein exemplarisch dargestellt
und dient nur zur Illustration der vorliegenden Erfindung. Es ist
klar, dass ein derartiges Fahrwerksbauteil 1 auch eine
weitaus komplexere Struktur aufweisen kann. Im Extremfall kann es
sich beim Fahrwerksbauteil um eine ganze Rohbaukarosserie des Fahrzeugs
handeln. Das Fahrwerksbauteil 1 weist wenigstens einen
Hohlkörper 4 auf,
der einen Hohlraum 5 enthält. Im Beispiel ist der Hohlkörper 4 durch
den Verbund der Träger 2, 3 gebildet,
die dementsprechend als Hohlträger
oder Rohrkörper ausgestaltet
sind. Der Hohlraum 5 des Hohlkörpers 4 wird hierbei
durch die umschlossenen Innenräume
der einzelnen Träger 2, 3 gebildet,
die miteinander kommunizieren. Dementsprechend ist der Hohlraum 5 hier
durch ein kommunizierendes System einzelner Innenräume der
einzelnen Träger 2, 3 gebildet.
Der Hohlkörper 4,
also im Beispiel die Träger 2 und 3,
besteht aus einem korrosionsgefährdeten
Material. Beispielsweise ist der Hohlkörper 4 aus Stahl oder
aus Stahlblechen hergestellt. Alternativ sind z. B. auch geschweißte Aluminium-
oder Magnesium-Konstruktionen denkbar, die je nach Legierung ebenfalls
korrosionsanfällig
sein können.
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Der
Hohlraum 5 ist beim Fahrwerksbauteil 1 flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht verschlossen. Beispielsweise besitzt der
hier gezeigte Hohlkörper 4 an
den Längsenden
der Längsträger 2 axial
offene Rohrabschnitte 6, deren Öffnungen 7 mit Hilfe
von Schließblechen 8 verschlossen
sind. Beispielsweise können
diese Schließbleche 8 in
die Öffnungen 7 der Rohrabschnitte 6 eingeschweißt sein.
In 2 ist ohne Beschränkung der Allgemeinheit ein
Schließblech 8 dargestellt,
das in eine solche Öffnung 7 eines
solchen Rohrabschnitts 6 des Hohlkörpers 4 eingeschweißt ist.
Eine entsprechende Schweißnaht
ist dabei mit 9 bzw. 9' bezeichnet. Die Schweißnaht 9, 9' kann beispielsweise
als Stirnnaht oder als Kehlnaht oder dergleichen ausgeführt sein.
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Um
das in 1 gezeigte Fahrwerksbauteil 1 effektiv
gegen Korrosion zu schützen,
reicht es nun aus, ausschließlich
an einer vom Hohlraum 5 abgewandten Außenseite am Material des Hohlkörpers 4 eine
Korrosionsschutzbeschichtung anzubringen. Die dem Hohlraum 5 zugewandte
Innenseite des korrosionsgefährdeten
Materials kann dabei unbehandelt bleiben. In den 2 und 3 ist
die vom Hohlraum 5 abgewandte Außenseite des Materials mit 10 bezeichnet,
während
die dem Hohlraum 5 zugewandte Innenseite des Materials
mit 11 bezeichnet ist. Eine Korrosionsschutzbeschichtung 12 wird
bevorzugt nur auf die Außenseite 10 aufgebracht.
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Entsprechend 2 kann
der Hohlkörper 4 zumindest
einen Durchgang 13 aufweisen. Dieser Durchgang 13 durchdringt
beispielsweise einen der Träger 2, 3.
Besagter Durchgang 13 ist von einem Rohr 14 umschlossen,
derart, dass das Rohr 14 den Durchgang 13 vom
Hohlraum 5 flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht trennt. Beispielsweise ist das Rohr 14 hierzu
mit dem Hohlkörper 4 verschweißt. Entsprechende
Schweißnähte sind
dabei mit 15 bezeichnet. Im Beispiel besitzt das Rohr 14 einen
Innendurchmesser, der größer ist
als der Öffnungsdurchmesser
von Öffnungen 16,
die den Eingang bzw. Ausgang des Durchgangs 13 am Hohlkörper 4 bilden.
Ebenso ist eine Ausführungsform
denkbar, bei welcher ein Außendurchmesser
des Rohrs 14 gleich groß gewählt ist wie der Innendurchmesser
der Öffnungen 16,
so dass das Rohr 14 sich bis in die Öffnungen 16 hineinerstrecken
kann. Eine dem Durchgang 13 zugewandte Innenseite des Rohrs 14 bildet nach
dem Einsetzen des Rohrs 14 einen Bestandteil der Außenseite 10 des
Hohlkörpers 4.
Nach dem Anbringen der Korrosionsschutzbeschichtung 12 ist
somit auch die Innenseite des Rohrs 14 mit der Korrosionsschutzbeschichtung 12 versehen.
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Entsprechend 3 kann
der Hohlkörper 4 wenigstens
eine Öffnung 17 aufweisen.
Diese Öffnung 17 durchdringt
das Material des Hohlkörpers 4. Im
Hohlraum 4 ist eine Topfhülse 18 angeordnet,
welche die Öffnung 17 einfasst.
Außerdem
trennt die Topfhülse 18 die Öffnung 17 flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht vom Hohlraum 5. Beispielsweise ist
die Topfhülse 18 an
den Hohlkörper 4 angeschweißt. Eine
entsprechende Schweißnaht
ist hier mit 19 bezeichnet. Im Beispiel ist ein Innendurchmesser
der Topfhülse 18 größer als
ein Innendurchmesser der Öffnung 17.
Ebenso ist eine Ausführungsform möglich, bei
welcher ein Außendurchmesser
der Topfhülse 18 etwa
gleich groß ist
wie der Innendurchmesser der Öffnung 17.
Somit kann die Topfhülse 18 in
die Öffnung 17 eingesteckt
sein und dort mit dem Hohlkörper 4 verbunden
sein. Nach dem Anbringen der Korrosionsschutzbeschichtung 12 ist
somit auch die Innenseite der Topfhülse 18 mit der Korrosionsschutzbeschichtung 12 versehen.
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Ein
Verfahren zum Anbringen des Korrosionsschutzes am Fahrwerksbauteil 1 kann
erfindungsgemäß wie folgt
durchgeführt
werden:
Zuerst wird der Hohlraum 5 flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht verschlossen. Dies kann beispielsweise durch
Einsetzen der Verschlussbleche 8 realisiert werden. Dieses
Verschließen
des Hohlraums 5 kann bevorzugt in einer trockenen Umgebung
bzw. in einer trockenen Atmosphäre
durchgeführt
werden. Hierdurch kann das Vorhandensein von Feuchtigkeit im Hohlraum 5 vermieden
werden, so dass auch nach dem Verschließen des Hohlraums 5 darin
keine Feuchtigkeit enthalten ist. Eine trockene Umgebung bzw. Atmosphäre lässt sich
beispielsweise mit einer Schutzgasatmosphäre, z. B. Helium oder Argon
oder auch Stickstoff, realisieren.
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Nach
dem Verschließen
des Hohlraums 5 wird außen am Fahrwerksbauteil 1 die
Korrosionsschutzbeschichtung 12 angebracht. Insbesondere wird
somit auf eine Korrosionsschutzbeschichtung 12 an der Innenseite 11 des
Hohlkörpers 4 verzichtet. Durch
das hermetische Verschließen
des Hohlraums 5 kann ein hinreichend wirksamer Korrosionsschutz erreicht
werden. Da zum Entstehen der Korrosion Feuchtigkeit erforderlich
ist.
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Die
Korrosionsschutzbeschichtung 12 kann entsprechend einer
vorteilhaften Ausführungsform dadurch
realisiert werden, dass zuerst eine Verzinkung des Fahrwerksbauteils 1 und
anschließend
eine Lackierung des verzinkten Fahrwerksbauteils 1 durchgeführt wird.
Hierdurch kann ein besonders effektiver äußerer Korrosionsschutz erzielt
werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Verzinkung erst nach
dem Fügen
der einzelnen Komponenten, hier der Träger 2, 3,
des Hohlkörpers 4 bzw.
des Fahrwerksbauteils 1 durchgeführt wird. Insbesondere können somit
auch Fügestellen,
wie Schweißnähte, verzinkt
werden. Somit sind nach dem Lackieren auch die besonders kritischen
Fügestellen
mit einem effektiven Korrosionsschutz versehen.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
kann die Verzinkung durch Feuerverzinken oder durch galvanisches
Verzinken oder durch Überziehen
mit einer Zinklegierung oder durch Zinklamellenbeschichten durchgeführt werden.
Des Weiteren kann gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
die Lackierung des verzinkten Fahrwerksbauteils 1 durch
ein Kathodentauchlackieren durchgeführt werden. Ein kathodisches
Lackierverfahren ist insbesondere bei einer Serienfertigung, wie
sie bei Kraftfahrzeugen realisiert wird, von Vorteil.
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Die
erfindungsgemäße Bauweise
bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
ist – wie
bereits erläutert – nicht
nur auf Stahlbauteile beschränkt,
sondern kann auch bei geschweißten
Aluminium- oder Magnesium-Konstruktionen angewendet werden. Insbesondere
bei Aluminiumlegierungen mit höheren
Festigkeiten und entsprechend höheren
Legierungsbestandteilen, insbesondere bei mit Kupfer oder Zink legierten
Werkstoffen aus der 2xxx- bzw.
7xxx-Legierungsgruppe kann eine Korrosionsschutzbeschichtung erforderlich
sein. Des Weiteren ermöglicht
die vorgeschlagene Bauweise bzw. Verfahrensweise neben üblichen
Verfahren, wie das Tauch-Ziehen und das Tauch-Schleudern, zusätzliche Verfahren. Beispielsweise
können
bei Zinklamellen-Beschichtungssystemen sowie bei Nano-Beschichtungssystemen die
Lackschichten gespritzt werden, wodurch insbesondere exakt einstellbare
Schichtdicken realisierbar sind. Ferner kann das Fahrwerksbauteil 1 geflutet werden,
um es zu beschichten. Des Weiteren vereinfacht sich die Anwendung
einer galvanischen Abscheidung. Die galvanische Beschichtung von
herkömmlichen,
also offenen Hohlbauteilen ist derzeit nur bei einfachen Geometrien
in Verbindung mit einem vergleichsweise großen Aufwand über Innenelektroden
realisierbar. Komplexe Geometrien, wie sie bei Fahrwerksbauteilen üblich sind,
lassen sich nicht galvanisch beschichten. Bei der erfindungsgemäßen Bauweise
bzw. in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das mit
dem verschlossenen Hohlraum 5 versehene Fahrwerksbauteil 1 galvanisch
beschichtet werden.
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Obwohl
es die hier vorgestellte Erfindung ermöglicht, das Fahrwerksbauteil 1 an
der dem Hohlraum 5 ausgesetzten Innenseite 11 unbehandelt, also
insbesondere ohne Korrosionsschutzbeschichtung 12 zu belassen,
ist eine Korrosionsschutzbeschichtung 12 besagter Innenseite 11 jedoch
nicht ausgeschlossen. Beispielsweise kann der Hohlkörper 4 an
seiner Innenseite 11 vor dem Verschließen des Hohlraums 5 galvanisch
beschichtet werden.