DE102010060700A1 - Body shell of a motor vehicle, comprises many bearing assemblies including supporting longitudinal member, supporting cross member and/or supporting pillar - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Karosserierohbau eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Karosserierohbaus.The invention relates to a Karosserierohbau a motor vehicle according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a body shell.
Ein Karosserierohbau eines Kraftfahrzeugs verfügt über mehrere tragende Baugruppen, die fest miteinander verbunden sind. Bei den tragenden Baugruppen eines Karosserierohbaus handelt es sich um mindestens einen tragenden Längsträger und/oder um mindestens einen tragenden Querträger und/oder um mindestens eine tragende Säule, wie zum Beispiel eine A-Säule und/oder eine B-Säule. Nicht zu einem Karosserierohbau gehören an die tragenden Baugruppen desselben beweglich angebrachte Bauelemente, wie zum Beispiel Türen und/oder Deckel.A body shell of a motor vehicle has several load-bearing assemblies that are firmly connected. The load-bearing assemblies of a body shell are at least one load-bearing side member and / or at least one supporting cross member and / or at least one supporting column, such as an A-pillar and / or a B-pillar. Not to a body shell belong to the supporting assemblies of the same movably mounted components, such as doors and / or covers.
Aus der Praxis ist es bereits bekannt, die tragenden Baugruppen eines Karosserierohbaus als magnesiumfreie Stahl-Bauteile und/oder als magnesiumfreie Aluminium-Bauteile auszuführen. So sind aus dem Stand der Technik Karosseriebauten bekannt, bei welchen sämtliche tragenden Baugruppen als magnesiumfreie Stahl-Bauteile ausgeführt sind. Ferner sind Karosserierohbauten bekannt, bei welchen sämtliche tragende Baugruppen als magnesiumfreie Aluminium-Bauteile ausgeführt sind. Darüber hinaus sind Karosserie-Rohbauten bekannt, die sowohl magnesiumfreie Aluminium-Bauteile als auch magnesiumfreie Stahl-Bauteile als tragende Baugruppen in einem Karosserierohbau miteinander kombinieren.From practice, it is already known to perform the supporting assemblies of a body shell as magnesium-free steel components and / or magnesium-free aluminum components. So bodywork are known from the prior art, in which all supporting assemblies are designed as magnesium-free steel components. Furthermore, body shells are known in which all supporting assemblies are designed as magnesium-free aluminum components. In addition, body shell structures are known that combine both magnesium-free aluminum components and magnesium-free steel components as load-bearing assemblies in a body shell.
Die tragenden Baugruppen eines Karosserierohbaus sind insbesondere durch Verschweißen und/oder Stanznieten fest miteinander verbunden. Nach dem Verbinden der tragenden Baugruppen des Karosserierohbaus wird ein Karosserierohbau zum Korrosionsschutz mit einer kathodischen Tauchlackierung lackiert. Hierbei kommt eine aluminiumtypische und/oder stahltypische Tauchlackierung inklusive der entsprechenden Vorbehandlungsbäder zum Einsatz, wobei bei einer aluminiumtypischen und/oder stahltypischen Tauchlackierung der Karosserierohbau vor dem eigentlichen Lackieren einer Phosphatvorbehandlung unterzogen wird.The load-bearing assemblies of a Karosserierohbaus are firmly connected to each other in particular by welding and / or stamped rivets. After joining the load-bearing assemblies of the body shell, a body shell for corrosion protection with a cathodic dip painting is painted. Here, an aluminum-typical and / or steel-typical dip coating including the corresponding pre-treatment baths is used, wherein in a typical aluminum and / or steel dip painting the body shell before the actual painting is subjected to a phosphate pretreatment.
Bislang ist es nicht möglich, tragende Baugruppen eines Karosserierohbaus aus Magnesium bzw. einer Magnesiumlegierung zu fertigen, es sei denn, die Magnesium-Bauteile werden erst nach der kathodischen Tauchlackierung montiert.So far, it is not possible to manufacture load-bearing assemblies of a body shell made of magnesium or a magnesium alloy, unless the magnesium components are mounted only after cathodic dip painting.
So würde bei einer aluminiumtypischen und/oder stahltypischen, kathodischen Tauchlackierung des Karosserierohbaus eine tragende Baugruppe aus Magnesium bzw. einer Magnesiumlegierung insbesondere durch die Phosphatvorbehandlung beschädigt.Thus, in an aluminum-typical and / or steel typical, cathodic dip painting of the body shell, a load-bearing assembly of magnesium or a magnesium alloy would be damaged in particular by the phosphate pretreatment.
Hierdurch sind die Gestaltungsmöglichkeiten eines Karosserierohbaus eingeschränkt.As a result, the design options of a body shell are limited.
Hiervon ausgehend liegt der hier vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Karosserierohbau eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zum Herstellen desselben zu schaffen.Proceeding from this, the present invention has for its object to provide a novel Karosserierohbau a motor vehicle and a method for producing the same.
Diese Aufgabe wird durch einen Karosserierohbau gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist mindestens eine tragende Baugruppe als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil und/oder mindestens eine tragende Baugruppe als Magnesium-Stahl-Verbundbauteil ausgebildet, wobei die oder jede als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil oder als Magnesium-Stahl-Verbundbauteil ausgebildete tragende Baugruppe zumindest teilweise separat mit einer kathodischen, magnesiumtypischen Tauchlackierung lackiert und mit einer magnesiumtypischen Pulverbeschichtung beschichtet ist, und wobei die oder jede als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil oder als Magnesium-Stahl-Verbundbauteil ausgebildete, separat lackierte und beschichtete tragende Baugruppe mit jeweils mindestens einer anderen als Aluminium-Bauteil und/oder mit jeweils mindestens einer anderen als Stahl-Bauteil ausgebildeten tragenden Baugruppe fest verbunden und zusammen mit derselben bzw. denselben durch eine kathodische, aluminiumtypische und/oder stahltypische Tauchlackierung lackiert ist.This object is achieved by a Karosserierohbau according to claim 1. According to the invention, at least one supporting assembly is formed as a magnesium-aluminum composite component and / or at least one supporting assembly as a magnesium-steel composite component, wherein the or each as a magnesium-aluminum composite component or as a magnesium-steel composite component formed supporting assembly at least partially separately coated with a cathodic, magnesium-typical dip coating and coated with a magnesium-typical powder coating, and wherein the or each formed as a magnesium-aluminum composite component or a magnesium-steel composite component, separately painted and coated load-bearing assembly, each with at least one other than aluminum component and / or with at least one other than steel component formed supporting assembly firmly connected and painted together with the same or the same by a cathodic, aluminum-typical and / or steel-typical dip coating.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals ein Karosserierohbau für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welcher mindestens eine tragende Baugruppe als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil und/oder mindestens eine tragende Baugruppe als Magnesium-Stahl-Verbundbauteil aufweist.With the present invention, a body shell for a motor vehicle is proposed for the first time, which has at least one supporting assembly as a magnesium-aluminum composite component and / or at least one supporting assembly as magnesium-steel composite component.
Erfindungsgemäß ist die oder jede als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil oder als Magnesium-Stahl-Verbundbauteil ausgebildete, tragende Baugruppe separat mit einer kathodischen, magnesiumtypischen Tauchlackierung lackiert und mit einer magnesiumtypischen Pulverbeschichtung beschichtet.According to the invention, the or each formed as a magnesium-aluminum composite component or a magnesium-steel composite component, supporting assembly is painted separately with a cathodic, magnesium-typical dip coating and coated with a magnesium powder coating typical.
Ein solches separat lackiertes und beschichtetes Verbundbauteil aus einer Magnesium-Aluminium-Legierung oder einer Magnesium-Stahl-Legierung ist mit mindestens einer anderen als magnesiumfreies Aluminium-Bauteil und/oder mit mindestens einer anderen als magnesiumfreies Stahl-Bauteil ausgebildeten Baugruppe des Karosserierohbaus insbesondere durch Verschweißen und/oder Stanznieten fest verbunden, wobei nachfolgend der gesamte Karosserierohbau aus den unterschiedlichen tragenden Baugruppen gemeinsam durch eine kathodische, aluminiumtypische und/oder stahltypische Tauchlackierung lackiert ist.Such a separately painted and coated composite component of a magnesium-aluminum alloy or a magnesium-steel alloy is at least one other than magnesium-free aluminum component and / or with at least one other than magnesium-free steel component assembly of the body shell, in particular by welding and / or punch rivets firmly connected, wherein subsequently the entire body shell from the different load-bearing assemblies together by a cathodic, aluminum-typical and / or steel-typical dip painting is painted.
Das oder jedes Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil und/oder das oder jedes Magnesium-Stahl-Verbundbauteil wird bei der kathodischen, aluminiumtypischen und/oder stahltypischen Tauchlackierung durch die zuvor erfolgte, separate Tauchlackierung und Pulverbeschichtung geschützt, sodass keine Gefahr besteht, dass ein magnesiumhaltiger Abschnitt der tragenden Baugruppe eines Karosserierohbaus bei der aluminiumtypischen und/oder stahltypischen Tauchlackierung beschädigt wird.The or each magnesium-aluminum composite component and / or the or each magnesium-steel composite component is protected in the cathodic, aluminum-typical and / or steel-typical dip coating by the previously performed, separate dip coating and powder coating so that there is no risk that a magnesium-containing portion the load-bearing assembly of a body shell is damaged in the typical aluminum and / or steel dip painting.
Hierdurch kann erstmals eine tragende Baugruppe aus Magnesium in einem Karosserierohbau verwendet werden, wodurch die Gestaltungsmöglichkeiten von Karosserierohbauten erhöht werden können.As a result, for the first time a supporting assembly of magnesium can be used in a Karosserierohbau, whereby the design possibilities of Karosserierohbauten can be increased.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist mindestens ein magnesiumfreier Flanschbereich der jeweiligen als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil oder als Magnesium-Stahl-Verbundbauteil ausgebildeten tragenden Baugruppe weder separat mit der kathodischen, magnesiumtypischen Tauchlackierung lackiert noch separat mit der Pulverbeschichtung beschichtet. Dann, wenn mindestens ein magnesiumfreier Flanschbereich des jeweiligen Verbundbauteils bei der magnesiumtypischen Tauchlackierung und Pulverbeschichtung gedeckt und nicht lackiert und beschichtet wird, kann eine besonders bevorzugte Verbindung, insbesondere Verschweißung, zwischen den Magnesium-Aluminium-Verbundbauteilen und/oder Magnesium-Stahl-Verbundbauteilen mit den magnesiumfreien Aluminium-Bauteilen und/oder magnesiumfreien Stahl-Bauteilen erfolgen.According to an advantageous further development, at least one magnesium-free flange region of the respective structural component embodied as a magnesium-aluminum composite component or as a magnesium-steel composite component is neither coated separately with the cathodic, magnesium-typical dip coating nor separately coated with the powder coating. Then, if at least one magnesium-free flange of the respective composite component covered in the magnesium typical dip coating and powder coating and not painted and coated, a particularly preferred compound, in particular welding, between the magnesium-aluminum composite components and / or magnesium-steel composite components with the magnesium-free aluminum components and / or magnesium-free steel components.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die jeweilige als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil ausgebildete tragende Baugruppe als Aluminium hochfestes Aluminium einer 7000er Aluminiumlegierung oder 2000er Aluminiumlegierung auf.According to a further advantageous development of the invention, the respective formed as a magnesium-aluminum composite component bearing assembly as aluminum high-strength aluminum of a 7000er aluminum alloy or 2000er aluminum alloy.
Der Einsatz von einer 7000er Aluminiumlegierung oder 2000er Aluminiumlegierung in den Magnesium-Aluminium-Verbundbauteilen ist aus Festigkeitsgründen besonders bevorzugt. Die Erfindung erlaubt es erstmals, 7000er Aluminiumlegierung oder 2000er Aluminiumlegierungen in Karosserierohbauten eines Kraftfahrzeugs einzusetzen.The use of a 7000 aluminum alloy or 2000 aluminum alloy in the magnesium-aluminum composite components is particularly preferred for strength reasons. The invention makes it possible for the first time to use 7000 aluminum alloy or 2000 aluminum alloys in the body shell of a motor vehicle.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Karosserierohbaus für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen mindestens einer als Aluminium-Bauteil und/oder mindestens einer als Stahl-Bauteil ausgebildeten, tragenden sowie magnesiumfreien Baugruppe des Karosserierohbaus; b) Bereitstellen mindestens einer als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil und/oder mindestens einer als Magnesium-Stahl-Verbundbauteil ausgebildeten, tragenden Baugruppe des Karosserierohbaus; c) zumindest teilweises kathodisches, magnesiumtypisches Tauchlackieren und Pulverbeschichten des oder jedes tragenden Magnesium-Aluminium-Verbundbauteils und/oder Magnesium-Stahl-Verbundbauteils; d) nachfolgendes Verbinden des oder jedes lackierten und pulverbeschichteten Magnesium-Aluminium-Verbundbauteils und/oder Magnesium-Stahl-Verbundbauteils mit jeweils mindestens einem tragenden, magnesiumfreien Aluminium-Bauteil und/oder magnesiumfreien Stahl-Bauteil; e) anschließendes gemeinsames kathodisches, aluminiumtypisches oder stahltypisches Tauchlackieren der miteinander verbundenen, tragenden Baugruppen des Karosserierohbaus.The inventive method for producing the body shell for a motor vehicle comprises at least the following steps: a) providing at least one as aluminum component and / or at least one designed as a steel component, supporting and magnesium-free assembly of the body shell; b) providing at least one as a magnesium-aluminum composite component and / or at least one formed as a magnesium-steel composite component, supporting assembly of the body shell; c) at least partially cathodic, magnesium-typical dip-coating and powder-coating of the or each supporting magnesium-aluminum composite component and / or magnesium-steel composite component; d) subsequently joining the or each painted and powder-coated magnesium-aluminum composite component and / or magnesium-steel composite component, each with at least one supporting, magnesium-free aluminum component and / or magnesium-free steel component; e) subsequent joint cathodic, aluminum-typical or steel-typical dip-painting of the interconnected, load-bearing assemblies of the body shell.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:
Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen Karosserierohbau eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zum Herstellen desselben.The present invention relates to a Karosserierohbau a motor vehicle and a method for producing the same.
Die tragenden Baugruppen
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass zu einem Karosserierohbau keine an denselben gelenkig angebrachten Türen und/oder Deckel gehören. Vielmehr umfasst ein Karosserierohbau ausschließlich solche tragende Baugruppen, die starr bzw. fest miteinander verbunden sind.It should be noted at this point that belong to a body shell on the same hinged doors and / or lid. Rather, a body shell includes only such load-bearing assemblies that are rigidly or firmly connected.
Der erfindungsgemäße Karosserierohbau
Es liegt demnach im Sinne der Erfindung, dass ein erfindungsgemäßer Karosserierohbau mindestens eine als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil ausgebildete, tragende Baugruppe oder auch ausschließlich mindestens eine als Magnesium-Stahl-Verbundbauteil ausgebildete, tragende Baugruppe oder sowohl mindestens eine als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil sowie mindestens eine als Magnesium-Stahl-Verbundteil ausgebildete, tragende Baugruppe aufweisen kann.It is therefore within the meaning of the invention that a body shell according to the invention formed at least one magnesium-aluminum composite component bearing assembly or even exclusively at least one formed as a magnesium-steel composite component bearing assembly or both at least one magnesium-aluminum composite component and at least one designed as a magnesium-steel composite part, supporting assembly may have.
Bei der als Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil oder als Magnesium-Stahl-Verbundbauteil ausgebildeten, tragenden Baugruppe des Karosserierohbaus
Alternativ kann es sich beim Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil sowie beim Magnesium-Stahl-Verbundbauteil auch um ein Verbundbauteil handeln, das aus einem Aluminiumblech oder Stahlblech und einem mit dem Aluminiumblech oder Stahlblech fest verbundenen, insbesondere verklebten, Magnesiumgusselement besteht.Alternatively, the magnesium-aluminum composite component and the magnesium-steel composite component may also be a composite component which consists of an aluminum sheet or steel sheet and a magnesium cast element firmly bonded to the aluminum sheet or steel sheet, in particular bonded.
Das oder jedes Verbundbauteil des Karosserierohbaus
Im Zusammenhang mit der separaten kathodischen Tauchlackierung und Pulverbeschichtung des jeweiligen Verbundbauteils kann vorgesehen sein, dasselbe nur abschnittsweise bzw. teilweise zu lackieren und zu beschichten, nämlich insbesondere in solchen Abschnitten nicht zu beschichten, die als Flanschbereiche dienen, die also der Verbindung des Verbundbauteils mit einem anderen Bauteil bzw. einer anderen tragenden Baugruppe des Karosserierohbaus
Die oder jede als Magnesium-Aluminium-Verbundteil ausgebildete, tragende Baugruppe des Karosserierohbaus
Mit der Erfindung wird demnach erstmals vorgeschlagen, in einen Karosserierohbau ein Magnesium-Aluminium-Verbundbauteil oder ein Magnesium-Stahl-Verbundbauteil zu integrieren, das jeweilige Verbundbauteil vor der Integration separat zu lackieren und zu beschichten und nach der Integration zusammen mit den anderen tragenden, magnesiumfreien Baugruppen über eine kathodische, aluminiumtypische und/oder stahltypische Tauchlackierung insgesamt zu lackieren.The invention therefore proposes for the first time to integrate a magnesium-aluminum composite component or a magnesium-steel composite component into a body shell, to coat and coat the respective composite component separately prior to integration, and after integration together with the other supporting, magnesium-free components Overall, to paint assemblies via a cathodic, aluminum-typical and / or steel dip painting.
Hierbei werden magnesiumhaltige Abschnitte der Verbundbauteile des Karosserierohbaus durch die magnesiumtypische Tauchlackierung und magnesiumtypische Pulverbeschichtung derselben geschützt.In this case, magnesium-containing portions of the composite components of the body shell are protected by the magnesium-typical dip coating and magnesium-typical powder coating thereof.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Magnesium-Aluminium-Verbundbauteilen des Karosserierohbaus als Aluminium hochfestes Aluminium einer 7000er Aluminiumlegierung oder einer 2000er Aluminiumlegierung zum Einsatz kommt.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that high-strength aluminum of a 7000 aluminum alloy or a 2000 aluminum alloy is used in magnesium-aluminum composite components of the body shell.
Mit der Erfindung werden völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten für einen Karosserierohbau geschaffen. Erstmals ist es möglich, tragende Baugruppen aus Magnesium bzw. einer Magnesiumlegierung und/oder hochfestem Aluminium zu verwenden. Hierdurch ist es möglich, das Gewicht eines Karosserierohbaus deutlich zu verringern.With the invention completely new design options for a body shell are created. For the first time it is possible to use load-bearing assemblies made of magnesium or a magnesium alloy and / or high-strength aluminum. This makes it possible to significantly reduce the weight of a body shell.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Karosserierohbaus, wobei das erfindungsgemäße Verfahren nachfolgend unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild der
In einem ersten Schritt
In einem zweiten Schritt
In einem dritten Schritt
Zuerst erfolgt zumindest abschnittsweise eine magnesiumtypische Vorbehandlung, eine magnesiumtypische kathodische Tauchlackierung und anschließend hieran eine Pulverbeschichtung des jeweiligen Verbundbauteils.First, at least in sections, a magnesium-typical pretreatment, a magnesium-typical cathodic dip coating and then followed by a powder coating of the respective composite component.
Dann, wenn in Schritt
In einem weiteren Schritt
Nach dem Verbinden der einzelnen tragenden Baugruppen des Karosserierohbaus wird im nachfolgenden Schritt
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