DE102009032651A1

DE102009032651A1 - Verfahren zur Herstellung einer Karosserie für ein Kraftfahrzeug und Karosserie

Info

Publication number: DE102009032651A1
Application number: DE102009032651A
Authority: DE
Inventors: Johannes Schäfers; Ulrich Lütke-Bexten; Markus Kettler
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-01-13
Also published as: US20110006559A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Karosserie für ein Kraftfahrzeug, bei welchem durch wenigstens einen Formprozess aus Platinen hergestellte Formbauteile nach einer Beschichtung mit einer Korrosionsschutzschicht mit der Karosserie vernietet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Karosserie für ein Kraftfahrzeug gemäß den Maßnahmen im Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug mit Formbauteil.
Kraftfahrzeugbauteile, insbesondere Karosseriebauteile und Verstärkungsbauteile für die Karosserie, müssen hohe Anforderungen in Bezug auf Steifigkeit und Festigkeit erfüllen. Gleichzeitig sollen diese Bauteile im Interesse der Gewichtsreduzierung eine möglichst geringe Materialdicke aufweisen. Zum Stand der Technik zählt hier besonders der Einsatz hochfester und höchstfester Stahlwerkstoffe zur Herstellung der Verstärkungsbauteile. Deren Herstellung erfolgt vorzugsweise in einem Warmformprozess, in welchem eine zuvor zugeschnittene Platine erwärmt und anschließend in einem speziellen Formwerkzeug geformt und gehärtet wird. Ein solcher Prozess ist beispielsweise in der DE 100 49 660 A1 beschrieben. Im Anschluss an den Härteprozess wird, wie in der WO 2005/018848 A1 beschrieben, eine vor Korrosion schützende Schicht aufgebracht.
Zum Stand der Technik im Fahrzeugbau gehört es weiterhin, die Verstärkungsbauteile zur Verstärkung der Karosserie mit dieser durch Punktschweißung zu verbinden. Nachteilig hierbei ist, dass beispielsweise Aluminium-Silizium- oder Zinkpulverbeschichtungen aufgrund ihrer hohen Schichtdicke und Verzinkungen wegen der Gefahr der Wasserstoffversprödung nicht vor dem Verschweißen aufgebracht werden können.
Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Karosserie für ein Kraftfahrzeug aufzuzeigen, welches es ermöglicht, Formbauteile vor dem Verbinden mit der Karosserie flächig zu beschichten, sowie eine Karosserie zu schaffen, in welcher Formbauteile auch im Verbindungbereich mit einer Korrosionsschutzschicht beschichtet sind.
Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Maßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.
Der gegenständliche Teil der Aufgabe wird in einer Karosserie gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 8 gesehen.
Vorteilhafte Ausführungen der Karosserie sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.
Bei der Herstellung einer Karosserie für ein Kraftfahrzeug werden Formbauteile zur Verstärkung der Karosserie vorgesehen. Diese werden durch wenigstens einen Formprozess aus Platinen aus Stahlblech hergestellt. Die aus den Platinen geformten Formbauteile werden anschließend mit einer Beschichtung, zum Korrosionsschutz, versehen.
Vor der Beschichtung werden Nietlöcher in die Formbauteile eingebracht, über welche die Formbauteile nach dem Beschichten durch Nieten mit der Karosserie verbunden werden.
Die Umformung der Platinen kann beispielsweise zweistufig durch einen kalten Vorformprozess und einen sich an den kalten Vorformprozess anschließenden Warmformprozess erfolgen. Während des Vorformprozesses erfolgt die Formgebung der Flansche, in welche ebenfalls während des Vorformprozesses die Nietlöcher eingebracht werden. Im Anschluss daran werden die vorgeformten Formbauteile mit den Nietlöchern durch das klassische Warmformen ausgehärtet. Hierzu ist es erforderlich, das Stahlblech zu austenitisieren, wobei die werkstoffspezifische Austenitisierungstemperatur im Bereich von 950°C liegt. Während des Umformens erfolgt dann eine rasche Abkühlung, bei welcher das Werkstoffgefüge den austenitischen Bereich verlässt und durch Abkühlung auf Temperaturen zwischen 100°C und 200°C eine martensitische Gefügestruktur erhält, welche zu den hochfesten Formbauteilen führt.
Erfolgt die Umformung der Platinen zu den Formbauteilen einstufig in einem Warmform- oder Presshärteprozess, so werden die Nietlöcher im Anschluss an den Formprozess durch Laserstrahlschneiden oder Kaltschneiden eingebracht.
Alternativ hierzu können die Formbauteile auch mittels eines Rollformprozesses aus den Platinen hergestellt werden. Das Rollformen ist ein kontinuierliches Umformverfahren, bei welchem Bandmaterial aus Stahlblech schrittweise zum gewünschten Formbauteil umgeformt wird. Das Einbringen der Nietlöcher kann während oder nach dem Umformschritt der Flansche erfolgen.
Die ausgehärteten Formbauteile werden anschließend beispielsweise lackiert oder pulverbeschichtet, um eine vollflächige Korrosionsschutzschicht auch im Bereich der Nietlöcher zu erzeugen.
Die Verbindung der Formbauteile mit der Karosserie erfolgt mittels Nieten. Vorzugsweise kommen hierbei Vollnieten zum Einsatz. Zur zusätzlichen Erhöhung der Verbindungsfestigkeit kann das Vernieten von Formbauteilen und Karosserie auch in Verbindung mit Kleben erfolgen.
Das Ersetzen der Schweißpunkte durch Nieten ermöglicht es, die Formbauteile vor dem Verbinden mit der Karosserie vollflächig zu beschichten. Zudem können hier bei gleicher Festigkeit der Verbindung drei Schweißpunkte durch zwei Nieten ersetzt werden.
Auch Beschichtungen wie Aluminium-Silizium-Beschichtungen, Zinkpulverbeschichtungen oder Verzinkungen können so zum Einsatz kommen. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht deshalb vor allem in einem sehr guten Korrosionsschutz auch im Verbindungsbereich. Zudem können Herstellungsprozess und Herstellungskosten optimiert werden, da die Formbauteile direkt im Anschluss an das Presshärten beschichtet und danach beispielsweise in andere Werke zum Zusammenbau transportiert werden.
Beim Verbinden unbeschichteter Formbauteile mit der Karosserie erfolgt die Beschichtung nach dem Fügen, was entweder einen erneuten Transport zur Beschichtung oder den Betrieb einer Beschichtungsanlage vor Ort erforderlich macht. Beides kann durch Eingliederung des Beschichtungsprozesses in den Herstellungsprozess der Formbauteile rationalisiert werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug geschaffen, in welche Formbauteile zur Verstärkung der Karosserie vorgesehen sind, wobei die Formbauteile vollflächig mit einer Korrosionsschutzschicht beschichtet sind. Dabei sind die Formbauteile über Nieten mit der Karosserie verbunden. Die Nieten sind in Nietlöchern an den Flanschen der Formbauteile angeordnet und die Formbauteile sind bereits vor dem Vernieten mit der Karosserie durch eine Pulverbeschichtung oder durch eine Lackierung mit einer Korrosionsschutzschicht beschichtet.
Zusätzlich zur Nietverbindung können die Formbauteile auch mit der Karosserie verklebt sein.
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 10049660 A1 [0002]
- WO 2005/018848 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Karosserie für ein Kraftfahrzeug umfassend Formbauteile, welche durch wenigstens einen Formprozess aus Platinen hergestellt werden, wobei die aus den Platinen geformten Formbauteile mit einer Beschichtung versehen werden, dadurch gekennzeichnet, dass in die Formteile vor dem Beschichten Nietlöcher eingebracht werden und dass die Formbauteile nach dem Beschichten über Nieten mit der Karosserie verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formprozess ein Rollformprozess ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nietlöcher während eines ersten Formprozesses in Flansche der Formbauteile eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Formprozess ein Warmformprozess erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nietlöcher nach dem Warmformprozess in die Flansche der Formbauteile eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nietlöcher mittels Laserstrahl erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nietlöcher durch einen Kaltschneideprozess eingebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbauteile mit der Karosserie über Nieten und Kleben verbunden werden.
Karosserie für ein Kraftfahrzeug umfassend Formbauteile, wobei die Formbauteile Nietlöcher aufweisen, durch welche die Formbauteile über Nieten mit der Karosserie verbunden sind.
Karosserie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbauteile aus einem Warmformstahl bestehen.
Karosserie nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nietlöcher an Flanschen der Formbauteile angeordnet sind.
Karosserie nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbauteile pulverbeschichtet sind.
Karosserie nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbauteile lackiert sind.
Karosserie nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbauteilen mit der Karosserie vernietet und verklebt sind.