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Die Erfindung betrifft ein Korrosionsschutz-Verfahren zum Behandeln von Fügebereichen einer Kraftfahrzeugkarosserie, bei denen eine Nahtabdichtung in der Lackierung nicht möglich ist.
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Es ist bekannt, dass ungeschützte Fügestellen wie Falzverbindungen zwischen Rohbau- bzw. Anbauteilen von Kraftfahrzeugen durch die Penetration von Korrosionsmedien von innen nach außen korrodieren. Bislang werden die betroffenen Bereiche von innen daher beispielsweise mit Wachsen versiegelt, so dass ein Fügespalt zwischen den gefügten Bauteilen mit dem Wachs gefüllt ist.
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Konventionell werden daher Hohlräume an Fügestellen einer Fahrzeugkarosserie vor Korrosion geschützt, indem Applikationsdüsen für ein Korrosionsschutzwachs durch Löcher in die Trägerprofile der Karosserie eingeführt werden, um dort von innen die Fügeflansche zu erreichen und mit dem Wachs zu konservieren.
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Beispielsweise ist aus der
DE 10 2007 021 449 A1 ein Fahrwerkbauteil, bei dem es sich insbesondere um eine Fahrwerksfeder oder einen Stabilisator handelt, aus einem ultrahoch-/höchstfesten Stahl mit einer Korrosionsschutzschicht, deren erste auf dem Stahlgrundkörper aufgetragene Schicht eine Nickel und Zink haltige kathodische Schutzschicht ist, bekannt. Eine zweite Schicht der Korrosionsschutzschicht kann unter anderem eine Wachsschicht aufweisen.
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Bei einer herkömmlichen Unterbodenkonservierung werden große Flächen wie Radläufe, Boden, Schweller, Längsträger, Montageteile wie Integralträger, Achsen und Schraubanbindungen von unten mit Wachs großflächig konserviert, so dass das Hohlraum-Versiegelungswachsmaterial aufgrund seiner Kriecheigenschaften durch Druck und Kriechen von außen in die Fügespalte zwischen den Bauteilflanschen penetriert und durch die Viskosität des Materials dank der Oberflächenspannungseigenschaften ein beständiger Uberzug an dem Unterboden gebildet wird. Zur großflächigen Konservierung ist die automatisierte Applikation mit Hilfe von Robotern bekannt.
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So beschreibt die
US 5,020,472 eine Beschichtungsvorrichtung zum Applizieren eines Korrosionsschutzwachses auf den Unterboden eines Fahrzeugs, das auf einem Plattenförderband transportiert wird. Die Beschichtungsvorrichtung weist eine Robotervorrichtung zum Beschichten eines ersten Unterbodenbereichs mit dem Korrosionsschutzwachs auf, der an gegenüberliegenden peripheren Abschnitten des Bodenblechs gebildet ist, die sich in Transportrichtung des Fahrzeugs erstrecken. Eine zweite Robotervorrichtung beschichtet den dazwischen liegenden Unterbodenbereich mit dem Korrosionsschutzwachs. Dazu umfasst die Beschichtungsvorrichtung Steuerungsmittel zur Steuerung der Bewegung der beiden Robotervorrichtungen, wobei die Steuerungsmittel Antriebsmittel für beide Robotervorrichtungen aufweist. Das Antriebsmittel für die erste Robotervorrichtung lässt diese während des Fahrzeugtransports schräg innerhalb des ersten Bereichs hin- und herbewegen, während das zweite Antriebsmittel der Steuerung der zweiten Robotervorrichtung in Bezug auf fünf verschiedene Achsen dient, so dass die zweite Robotervorrichtung längs und quer in dem mittleren Unterbodenbereich hin- und herbewegt wird. Damit kann eine homogene Korrosionsschutzwachsschicht auf dem Unterbodenblech eines fertig gestellten Fahrzeugs appliziert werden.
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Ferner sind Applikationsroboter zum flächigen Auftragen von Lacken oder Transportwachsen auf Kraftfahrzeugkarosserieteile bekannt. Beispielsweise ist in der
DE 10 2004 033 329 A1 ein Applikationsroboter zur Applizierung eines Beschichtungsmittels auf ein Applikationsobjekt beschrieben. Dieser Applikationsroboter hat einen Endeffektor zur Führung eines Applikationswerkzeugs, wobei der Endeffektor mit dem Applikationswerkzeug durch eine Parallelkinematik mechanisch geführt wird.
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Allerdings existieren in der Kraftfahrzeugkarosserie Fügebereiche, die nur schlecht zugänglich sind, und daher keine automatisiert applizierte Nahtabdichtung aufweisen noch einen manuell zuverlässig aufgetragenen Korrosionsschutz gestatten.
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Unzureichend aufgetragene Hohlraumversiegelungen verstärken allerdings die Kapillarkräfte, wodurch die korrosiven Medien vermehrt in die Fügespalte gezogen werden, was sogar eine Beschleunigung des Korrosionsvorgangs zur Folge hat.
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Solche kritischen Fügebereiche finden sich etwa im Bereich der Türen, dort wird das Korrosionsschutzwachs üblicherweise manuell oder auch automatisiert appliziert. Allerdings ist bei modernen, d. h. bei leichtbau- und crashoptimierten Türen die Zugänglichkeit durch Vorrichtungen zum Seitenaufprallschutz und Verstärkungselemente erschwert.
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Gemäß dem Stand der Technik wird für die Fügebereiche eines Motorhaubenscharniers entweder nur ein schlechter Korrosionsschutz erreicht oder es wird ein Klebstoffüberschuss im Fügebereich im Rohbau appliziert. Nahtabdichtungen werden in der Lackierung nur an einzelnen, zugänglichen Bereichen vorgenommen.
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Im Bereich unter dem Kotflügel vorne wird ebenfalls bislang entweder nur ein schlechter Korrosionsschutz erreicht, ein Klebstoffüberschuss im Fügebereich im Rohbau appliziert, Rohbau-Nahtabdichtungsmaterialien mit/ohne sekundäre Maßnahmen oder Nahtabdichtung in der Lackiererei vor der Montage des Kotflügels vorgenommen.
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Dadurch bedingt bislang die Hohlraumversiegelung in diesen kritischen Karosseriebereichen hohe Produktionskosten, da die vor Korrosion zu schützenden Füge- bzw. Falzbereiche komplexe Geometrien aufweist, und das Wachs an undefinierten Stellen appliziert wird, so dass die Wachsapplikation nicht reproduzierbar und nicht nach Qualitätsstandards prüfbar ist. Ferner verursachen Wachsverschmutzungen an Klebeflächen in der Montage einen hohen Reinigungsaufwand.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen zuverlässigen, technisch einfach zu realisierenden Korrosionsschutz auch für die Fügebereiche einer Karosserie, insbesondere im Bereich der Türen, des Motorhaubenscharniers und des vorderen Kotflügels, zu schaffen, an denen eine Nahtabdichtung beispielsweise mit PVC nicht möglich ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Korrosionsschutz-Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelost. Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Ein erfindungsgemäßes Korrosionsschutz-Verfahren, das das Behandeln eines Fügebereichs mit einem Fügespalt zwischen zwei einen Flansch aufweisenden Bauteilen einer Kraftfahrzeugkarosserie zum Schutz vor Korrosion umfasst, sieht die Verwendung einer Applikationsvorrichtung vor, die zumindest eine Robotervorrichtung umfasst, die von einer Steuerungsvorrichtung mittels einer Roboterantriebsvorrichtung gesteuert wird und von der eine Applikationsdüse für ein Korrosionsschutzfluid geführt wird. Die Robotervorrichtung wird dann mit der Applikationsdüse entlang eines vorbestimmten Wegs über den Fügebereich geführt, während ein niederviskoses Korrosionsschutzfluid mittels der Applikationsdüse flächig begrenzt auf den Fügebereich auf eine Außenseite der gefügten Bauteile appliziert wird. Hierauf bildet sich ein Korrosionsschutzfluidüberzug an dem Fügebereich aus, der nicht in den Fügespalt eindringt, d. h., dass der Fügespalt frei von dem Korrosionsschutzfluid bleibt. Mit dem Korrosionsschutzfluidüberzug wird somit eine Sperrschicht über dem Fügespalt hergestellt, die das Eindringen eines korrosiven Mediums in den Fügespalt verhindert.
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Ein solches niederviskoses Korrosionsschutzfluid kann ein Wachs oder ein Öl sein, gegebenenfalls mit thixotropen Eigenschaften, so dass die Niederviskosität nur für den Zeitpunkt des Auftragens besteht.
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Dabei ist nicht nur der Weg vorbestimmt, an dem die Applikationsdüse entlang geführt wird, und der durch die Lage des Fügebereichs bestimmt wird, erfindungsgemäß können für einen Fügebereich auch der Applikationsdruck, der Luftdruck und die entlang dem vorbestimmten Weg applizierte Menge des Korrosionsschutzfluids vorbestimmt sein, wodurch nicht nur die mit dem Korrosionsschutzfluid überzogene Fläche, sondern auch die Dicke des gebildeten Korrosionsschutzfluidüberzugs eingestellt werden kann.
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Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn an einer Kraftfahrzeugkarosserie eine Mehrzahl von Fügebereichen mittels der Applikationsvorrichtung erfindungsgemäß behandelt wird. An jedem der Fügebereiche werden Korrosionsschutzfluidüberzüge ausgebildet, deren flächige Begrenzung und/oder Dicke nach Lage und Korrosionsanfälligkeit des jeweiligen Fügebereichs variabel einstellbar sind. Dazu sind mehrere Applikationswege entsprechend der Mehrzahl der Fügebereiche vorbestimmt, wobei zur Einstellung der flächigen Begrenzung und/oder Dicke der jeweiligen Korrosionsschutzfluidüberzüge entsprechende Applikationsdrücke, Luftdrücke und Mengen des Korrosionsschutzfluids vorbestimmt sind.
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Der Fügebereich kann einen Falz oder gefügte Flansche der Bauteile umfassen. Bei letzteren kann es sich insbesondere um mechanisch oder thermisch gefügte Flansche handeln, deren Fügekonfigurationen senkrechte Flanschverbindungen, d. h. solche, bei denen der Fügespalt senkrecht verläuft, oder die wie Dachziegel oder kröpfend gefügt sind, umfassen. Weitere Fügekonfigurationen beziehen sich auf freistehende oder nicht freistehende, senkrecht oder waagerecht gefügte Flansche. Auch können die Flansche eine große gemeinsame Flanschanlagefläche aufweisen.
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Bei den gefügten Bauteile kann es sich um die Außenhaut und die Innenhaut einer Fahrzeugtür oder -klappe der Fahrzeugkarosserie handeln, wobei hier das Behandeln des Fügebereichs zwischen der Außenhaut und der Innenhaut der Fahrzeugtür oder -klappe bei geöffneter oder geschlossener Fahrzeugtür oder -klappe erfolgen kann.
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Fügebereiche zwischen dem Motorhaubenscharnier und dem oberen Längsträger können bei geöffneter Motorhaube erfolgen, wobei die Applikationsdüse mittels der Robotervorrichtung neben dem Motorhaubenscharnier geführt wird.
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Liegen die zu schützenden Fügebereiche im Bereich des vorderen Kotflügels der Karosserie unterhalb des oberen Längsträgers und zwischen einem Radlaufbereich und einer A-Säule der Kraftfahrzeugkarosserie, kann das Behandeln des Fügebereichs durch Führen der Applikationsdüse mittels der Robotervorrichtung in dem Radlaufbereich unter dem Kotflügel erfolgen.
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Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Innenansicht auf eine Außenhaut einer Fahrzeugtür,
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2 eine schematische Seitenschnittansicht durch den Bereich des an den oberen Längsträger angefügten Motorhaubenscharniers,
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3 eine schematische Seitenschnittansicht durch den Kotflügelbereich unterhalb des oberen Längsträgers und zwischen dem Radlaufbereich und der A-Säule.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein einfaches, reproduzierbares und prozesssicheres Korrosionsschutzverfahren für Fügebereiche mit einem Fügespalt zwischen zwei gefügten Bauteilen einer Kraftfahrzeugkarosserie, mit der ein sehr guter Korrosionsschutz erzielt werden kann, gerade auch an den Stellen, die nicht mit einer Nahtabdichtung versiegelt werden können.
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Um den Fügebereich zwischen zwei gefügten Bauteilen 1, 2 einer Kraftfahrzeugkarosserie, der einen Fügespalt umfasst, zu Korrosionsschutzzwecken zu behandeln, wird eine Applikationsvorrichtung 10 verwendet, die eine oder mehrere Robotereinrichtungen umfasst, die wiederum eine Applikationsdüse für ein Korrosionsschutzfluid führt. Zur Steuerung, respektive Führung und zum Antrieb der Robotereinrichtung bzw. der Applikationsdüse umfasst die Applikationsvorrichtung 10 eine Steuerungsvorrichtung und eine Roboterantriebsvorrichtung. So kann die Robotervorrichtung mit der Applikationsdüse entlang eines vorbestimmten Wegs über den Fügebereich gesteuert geführt werden, währenddessen ein niederviskoses Korrosionsschutzfluid flächig begrenzt auf den Fügebereich auf eine Außenseite der gefügten Bauteile 1, 2 aufgetragen wird, so dass sich ein Korrosionsschutzfluidüberzug 4 an dem Fügebereich ausbildet, ohne dass das Korrosionsschutzfluid in den Fügespalt eindringt. So wird mit dem Korrosionsschutzfluidüberzug 4 eine Sperrschicht über dem Fügespalt hergestellt, die das Eindringen eines korrosiven Mediums wie Regenwasser oder von der Straße im Gebrauch des Fahrzeugs aufgewirbeltes Wasser, im Winter sogar Salzlösung, in den Fügespalt verhindert.
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Als niederviskoses Korrosionsschutzfluid kann ein niederviskoses Wachs oder ein Öl verwendet werden.
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Besonders geeignet kann ein Wachs verwendet werden, das ein thixotropes Mittel umfasst, so dass das Wachs bei der Applikation durch die Scherung in der Applikationsdüse niederviskos ist, beim Auftreffen auf den Fügebereich allerdings sofort zäh wird und dadurch nicht in den Fügespalt kriecht.
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1 zeigt die Außenhaut 1 einer Fahrzeugtür von innen, die hier, um entsprechenden Anforderungen für einen Seitenaufprall zu genügen, mehrere Verstärkungselemente wie Versteifungsstreben 3 aufweist. Nicht dargestellt ist die Innenhaut der Fahrzeugtür. Die Außen- und Innenhaut sind an ihren Kanten unter Bildung eines Falzes gefügt, wobei die Außenhaut 1 die Innenhaut umgreift. Die robotergeführte Applikationsdüse 10 wird beispielsweise durch Verschwenken entlang des vorbestimmten Applikationswegs a bewegt und trägt dabei den flächig auf den Füge- bzw. Falzbereich begrenzten Korrosionsschutzfluidüberzug 4 auf, der ein Eindringen von korrosiven Medien in den durch den Falz gebildeten Spalt zwischen der Außen- und Innenhaut verhindert. Die Applikationsdüse 10, beispielsweise eine Rohrwachsdüse, wird von der Robotervorrichtung bei geöffneter oder geschlossener Tür bzw. Klappe in Sequenzen entsprechend den Fügebereichen zwischen den Bauteilen geführt.
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In 2 sind schematisch Fügebereiche des Motorhaubenscharniers 2 dargestellt, das an dem oberen Längsträger 1 mittels mehrerer Fügestellen verbunden ist, die durch die jeweils dort applizierten Wachsüberzüge 4 (oder auch Überzüge aus einem anderen Korrosionsschutzmittel) abgedichtet und damit vor Korrosion geschützt sind. Zur weiteren Orientierung sind in 2 zusätzlich die zur Applikation des Wachses geöffnete Motorhaube 6 und die A-Säule 7 skizziert. Auf die mechanisch oder thermisch gefügten Flansche von oberem Längsträger 1 und Motorhaubenscharnier 2 werden bei geöffneter Motorhaube 6 mittels einer neben dem Motorhaubenscharnier 12 in Sequenzen entlang der Applikationswege a robotergeführten Applikationsdüse 10 wie einer Rohrwachsdüse die Wachsüberzüge 4 appliziert.
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Der vordere Kotflügelbereich, der in 3 skizziert ist, weist ebenfalls mehrere vor Korrosion zu schütztende Fügebereiche auf, deren Fügespalte durch einen von außen aufgetragenen Wachsüberzug 4 vor dem Eindringen eines korrosiven Mediums geschützt werden. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich ein Wachsüberzug mit 4 indiziert, jedoch sind sämtliche, im Bereich unterhalb des oberen Längsträgers 1 und zwischen dem Radlaufbereich 8 und der A-Säule 7 vorliegenden Fügebereiche mit dem Wachsüberzug 4 versehen, dargestellt durch die schraffierten Rechtecksflächen. Die auch hier vorliegenden mechanisch oder thermisch gefügten Flansche unter dem Kotflügel werden durch die mittels der Robotervorrichtung unter dem Kotflügel vorne entlang der Applikationswege a in Sequenzen geführte Applikationsdüse 10 mit dem Korrosionsschutzüberzug 4 versehen.
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Allen drei dargestellten Varianten ist gemein, dass bei dem erfindungsgemäßen Wachsverfahren nur definierte Flächen über einen definierten Weg mit Wachs konserviert werden, es sich hier also quasi um ein definiert aufgetragenes Flächenwachs handelt.
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Der Applikationsweg der Wachsdüsen 10 wird in Sequenzen geteilt und mittels der Robotervorrichtung, die die Wachsdüse führt, gesteuert. Dabei können nicht nur der Düsenweg, sondern auch Wachsdruck, Luftdruck und Wachsmenge und damit auch die Dicke des gebildeten Wachsüberzugs für jeden zu konservierenden Fügebereich variiert werden.
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Verschiedene Flanschfügevarianten zwischen Bauteilen, die erfindungsgemäß vor Korrosion geschlitzt werden können, beziehen sich auf mechanisch, mittels Schrauben, Nieten etc., oder thermisch, durch Schweißen oder auch Kleben, gefügte Flansche. Die Flansche können nach dem Ziegelprinzip senkrecht gefügt sein, so dass ein oberer Flansch den unteren nach außen hin überlappt. Umgekehrt stellen sich die senkrecht kröpfend gefügten Flansche dar, wobei der untere Flansch nach außen den oberen überlappt und damit quasi eine „Kröpfkante” bildet, über der der Wachsüberzug 4 appliziert wird.
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Freistehend gefügte Flansche können auch eine große gemeinsame Flanschanlagefläche aufweisen, wobei es sich hier sowohl um senkrecht als auch waagerecht gefügte Flansche handeln kann. Ebenfalls umfassen nicht freistehend gefügte Flansche senkrecht und waagerecht gefügte Flansche.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007021449 A1 [0004]
- US 5020472 [0006]
- DE 102004033329 A1 [0007]
