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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugaußenhautteil umfassend mindestens einen Träger aus Mg oder einer Mg-Legierung und einer ein- oder beidseitig aufgebrachten Beschichtung aus einem Kunststoff. Daneben betrifft die Erfindung ein System aus mindestens einem erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteil und mindestens einem weiteren Bauteil vorzugsweise aus Stahl oder einer Stahllegierung oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
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Die Verwendung von Mg oder Mg-Legierungen im Kraftfahrzeugbau ist von zunehmender Bedeutung. Denn der Einsatz entsprechend gefertigter Strukturbauteile ermöglicht aufgrund der extrem geringen Dichte von Mg eine hohe Gewichtsersparnis bei guten Festigkeits-, Steifigkeits- und Verarbeitungseigenschaften. Aus Mg gefertigte Bauteile haben insbesondere als Alternative zu Bauteilen aus Kunststoff eine große Bedeutung. Aufgrund der überlegenen Festigkeitseigenschaften gegenüber Kunststoff können entsprechende Strukturbauteile mit sehr geringer Wandstärke gefertigt werden, wodurch im Ergebnis eine weitere Gewichtseinsparung erreicht werden kann. Darüber hinaus hat die Verwendung von Mg den Vorteil, dass Mg zu 100% recyclebar ist. Schließlich weist Mg hohe Dämpfungseigenschaften auf, so dass auf Antidröhnelemente bei der Herstellung von Fahrzeugen weitestgehend verzichtet werden kann. Problematisch bei der Verwendung von Mg oder Mg-Legierungen ist jedoch eine hohe Korrosionsanfälligkeit. Insbesondere Kontaktstellen von Mg mit anderen Metallen, wie Stahl oder Aluminium, weisen eine hohe Korrosionsanfälligkeit auf. Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Strukturbauteilen aus Mg schlägt die
GB 2 455 394 A vor, ein Trägermaterial aus einer Mg-Legierung mit mindestens einer Harzschicht zu versehen. Besonders vorteilhaft weist das in diesem Dokument offenbarte Trägermaterial eine zweischichtige Beschichtung bestehend aus einer Polyethylenschaumschicht und einer auf der Schaumschicht angeordneten harten Polyethylenschicht auf. So kann im Kontaktbereich mit anderen Metallen das Auftreten von Korrosion verringert werden. Fahrzeugaußenhautteile sind jedoch besonders häufig mechanischen Einflüssen, beispielsweise Steinschlag, ausgesetzt, wodurch die Oberfläche der Fahrzeugaußenhautteile, insbesondere ihre Beschichtung beschädigt wird. An den beschädigten Stellen besteht ein erhöhtes Korrosionsrisiko. Neben der Anforderung der hohen Korrosionsbeständigkeit werden daher auch sehr hohe Anforderungen an die Widerstandsfähigkeit der Oberfläche, also der Beschichtung eines Mg-Trägers insbesondere von sichtbaren, großflächigen Fahrzeugaußenhautteilen gestellt. Fahrzeugaußenhautteile im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen mindestens alle Teile des Fahrzeugs, welche an der Außenseite der Karosserie angeordnet sind.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugaußenhautteil anzugeben, welches eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit und gleichzeitig eine verbesserte Oberflächenqualität aufweist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung ein System aus einem Fahrzeugaußenhautteil und einem weiteren Bauteil zur Verfügung zu stellen, welches eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit aufweist.
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Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein eingangs genanntes Fahrzeugaußenhautteil dadurch gelöst, dass die Kunststoffbeschichtung aus einem Elastomer besteht. Die Kunststoffbeschichtung kann die Oberfläche des Mg-Trägermaterials dabei vollständig oder auch teilweise überdecken. Es wurde erkannt, dass eine Kunststoffbeschichtung die Korrosionsbeständigkeit eines Trägermaterials aus Mg oder einer Mg-Legierung bei der Verwendung als Fahrzeugaußenhautteil erheblich verbessert. Dadurch dass die Kunststoffbeschichtung als Elastomer ausgebildet ist, kann gewährleistet werden, dass die Kunststoffbeschichtung gegenüber äußeren insbesondere mechanischen Einwirkungen, beispielsweise gegenüber Steinschlag, eine verbesserte Widerstandsfähigkeit aufweist. Denn durch die elastischen Eigenschaften verformt sich die Kunststoffbeschichtung unter äußeren Einwirkungen, ohne dass es zur Bildung von Rissen und/oder Kratzern kommt. Die Oberflächenqualität sowie die Lebensdauer der Fahrzeugaußenhautteile kann so erheblich verbessert werden. Zudem wird durch die geringe Wärmeleitzahl von Kunststoff die Isolierung der Karosserie erhöht, insbesondere wenn das erfindungsgemäße Fahrzeugaußenhautteil als großflächiges Außenhautteil, beispielsweise als Motorhaube oder Dachelement ausgestaltet ist. Schließlich weist das erfindungsgemäße Fahrzeugaußenhautteil den Vorteil auf, dass durch das Aufbringen der elastischen Kunststoffbeschichtung produktionsbedingte Unebenheiten des Mg-Trägers dauerhaft kaschiert werden können, so dass ein besonders gute Eignung als großflächiges, sichtbares Außenhautteil vorliegt.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils ist die Kunststoffbeschichtung einschichtig ausgestaltet. Ein verbesserter Schutz des Trägermaterials mit einer erhöhten Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Umwelteinflüssen kann gemäß dieser Ausgestaltung bereits durch das Auftragen einer einzigen Kunststoffschicht erreicht werden. Das Aufbringen mehrerer Kunststoffschichten, welches im Stand der Technik der
GB 2 455 394 A als vorteilhaft für einen ausreichenden Korrosionsschutz eines Mg-Trägers beschrieben wird, ist folglich nicht notwendig.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils besteht die Kunststoffbeschichtung aus einem duroplastischen Elastomer. Neben den elastischen Eigenschaften weist die Beschichtung gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich eine hohe Härte und Reißfestigkeit auf, wodurch die Widerstandsfähigkeit der Oberfläche des Fahrzeugaußenhautteils weiter erhöht werden kann.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Kunststoffbeschichtung mindestens zwei Komponenten aufweist. Denn dann können die Eigenschaften der Beschichtung, beispielsweise der Härtegrad des Elastomers, individuell an die Verwendung des Fahrzeugaußenhautteils angepasst werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils enthält die Kunststoffbeschichtung Polytetramethylenetherglykol (PTMEG). PTMEG zeichnet sich durch eine besonders hohe Elastizität aus, wodurch eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einwirkungen und damit eine besonders gute Oberflächenqualität des Fahrzeugaußenhautteils bereitgestellt werden kann.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Kunststoffbeschichtung ein Isocyanat, insbesondere Toluylendiisocyanat (TDI) enthält. Durch den Einbau eines Isocyanats kann die Härte des Elastomers erhöht werden. Durch die Verwendung von TDI kann eine besonders hohe Reißfestigkeit bereitgestellt werden, wodurch im Ergebnis die Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren insbesondere mechanischen Einflüssen weiter erhöht werden kann. Zur weiteren Erhöhung der Härte kann das Elastomer der Kunststoffbeschichtung weitere höherwertige Isocyanate, beispielsweise Triisocyanate, aufweisen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Kunststoffbeschichtung PTMEG/TDI-Polyether. Durch diese Kombination kann sowohl eine hohe Elastizität als auch eine hohe Reißfestigkeit der Kunststoffbeschichtung gewährleistet werden. In der Folge kann eine gute Oberflächenqualität sowie ein hoher Korrosionsschutz des Mg-Trägermaterials bereitgestellt werden.
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In einer nächsten Ausführungsform weist die Kunststoffbeschichtung eine Dicke von wenigstens 0,2 mm, vorzugsweise wenigstens 0,5 mm, auf. Diese Dicke der Kunststoffbeschichtung gewährleistet einen ausreichenden Schutz des Trägermaterials sowohl hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit als auch hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit der Kunststoffbeschichtung. Besonders bevorzugt ist die Kunststoffbeschichtung auf Flächen an der Außenseite des Fahrzeugs angeordnet.
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Das Erscheinungsbild des erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils kann durch das Aufbringen einer weiteren Schicht, insbesondere einer Folie auf die Kunststoffbeschichtung, welche eine individuelle Optik und/oder Haptik aufweist, erheblich verbessert werden. Die auf die Kunststoffbeschichtung aufgebrachte Folie kann beispielsweise eine mattierte oder strukturierte Folie sein oder ein individuelles Dekor aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Fahrzeugaußenhautteil als Stoßfänger, Tür, Schweller, Unterbodenblech, Frontblech, Heckklappe, Dachelement, Motorhaube und/oder als weiteres Teil der Fahrzeugkarosserie ausgestaltet. Insbesondere der Unterboden eines Fahrzeugs ist extremen Beanspruchungen beispielsweise durch Feuchtigkeit, Steinschlag und/oder durch Streusalz ausgesetzt, so dass die Anforderungen an einen geeigneten Unterbodenschutz hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit sowie der Widerstandsfähigkeit gegenüber weiteren äußeren Umwelteinflüssen besonders hoch sind. Durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils kann ein effektiver Unterbodenschutz gewährleistet werden. Sofern das erfindungsgemäße Fahrzeugaußenhautteil als Unterbodenblech ausgestaltet ist, kann die Schichtdicke der Kunststoffbeschichtung vorzugsweise auch mindestens 0,8 mm betragen. Darüber hinaus kann durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils als Unterbodenblech eine hohe Antidröhn-Wirkung erzielt werden, so dass auf entsprechende Dämmmatten und/oder Schwerschichten weitestgehend verzichtet werden kann.
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Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird das eingangs genannte Problem durch ein System aus einem zuvor beschriebenen Fahrzeugaußenhautteil und mindestens einem weiteren Bauteil vorzugsweise aus Stahl oder einer Stahllegierung oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung dadurch gelöst, dass die Kunststoffbeschichtung des Außenhautteils zumindest teilweise im Kontaktbereich zwischen dem Außenhautteil und dem mindestens einen weiteren Bauteil angeordnet ist. Hierdurch kann das Auftreten von Korrosion, welche im Kontaktbereich zwischen verschiedenen Metallen besonders häufig auftritt, reduziert werden, da der direkte Kontakt zwischen den unterschiedlichen Metallen verhindert wird.
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Im Weiteren soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in
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1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Fahrzeugaußenhautteile in Form eines Stoßfängers, einer Tür, eines Schwellers und eines vorderen und hinteren Karosserieaußenhautteils,
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1a eine Schnittdarstellung entlang der Querschnittslinie V-V des in 1 dargestellten Fahrzeugs,
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2 eine Ansicht von unten eines Kraftfahrzeuges mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils in Form eines Unterbodens,
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3 eine Vorderansicht eines Kraftfahrzeuges mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils in Form einer Fahrzeugfront,
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4 eine Draufsicht eines Kraftfahrzeuges mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils in Form eines Dachelementes und mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils in Form einer Motorhaube.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges 2 mit verschiedenen Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Fahrzeugaußenhautteile. Ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel ist in Form eines vorderen 4 und/oder hinteren 6 Stoßfängers ausgestaltet. Der Stoßfänger 4, 6 weist erfindungsgemäß ein Trägermaterial aus Mg oder einer Mg-Legierung und einer darauf angeordneten Kunststoffbeschichtung aus einem Elastomer auf. Durch die erhöhte Festigkeit von Mg oder einer Mg-Legierung kann durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils als Stoßfänger die Energieabsorption durch den Stoßfänger erhöht und der Schutz der Fahrzeuginsassen verbessert werden. Dabei besteht die Kunststoffbeschichtung des Mg-Trägermaterials vorzugsweise aus einem zweikomponentigen, duroplatischen Elastomer, besonders bevorzugt aus einem PTMEG/TDI-Polyether. So kann ein guter Kompromiss zwischen elastischen Eigenschaften und ausreichender Härte der Beschichtung bereitgestellt werden. Die Schichtdicke der erfindungsgemäßen Kunststoffbeschichtung beträgt bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen mindestens 0,2 mm, insbesondere mindestens 0,3 mm und bevorzugt mindestens 0,5 mm.
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Daneben zeigt 1 weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils in Form einer Tür 8, 10, eines Schwellers 11, eines vorderen 12 und hinteren 14 Karosserieteils. Diese Fahrzeugaußenhautteile 8, 10, 11, 12, 14 weisen besonders bevorzugt eine Folie auf, welche auf der Kunststoffbeschichtung angeordnet ist und welche eine individuelle Haptik und/oder Optik aufweist. Auf diese Weise kann das Fahrzeug sowohl optisch als auch haptisch individuell ausgestaltet werden. Dabei können die verschiedenen zuvor genannten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteile die gleichen oder auch unterschiedliche Folien aufweisen, wodurch der Individualisierungsgrad des Fahrzeugs weiter erhöht werden kann.
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1a zeigt eine Darstellung des Querschnitts durch das in 1 dargestellte Fahrzeug im Bereich der Fahrertür 8 entlang der Querschnittslinie V-V. 1a zeigt die in 1 dargestellten Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils in Form einer Tür 8 und eines Schweller 11, wobei ebenfalls der Innenraum 9 des Fahrzeugs angedeutet ist. Die erfindungsgemäße Kunststoffbeschichtung der Tür 8 und des Schwellers 11 ist vorzugsweise auf der Außenseite 16, 17 angebracht.
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Des Weiteren zeigt 1a ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems aus einem erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils 8 und einem weiteren Bauteil in Form eines Dachrahmens 18. Der Dachrahmen 18 besteht in dem in 1 bzw. 1a dargestelltem Fahrzeug aus Stahl oder einer Stahllegierung. Denkbar ist aber ebenfalls, dass dieses Bauteil aus einem anderen Material, beispielsweise aus Aluminium oder eine Aluminiumlegierung oder gleichfalls aus Mg oder einer Mg-Legierung besteht. Die erfindungsgemäße Kunststoffbeschichtung der Tür 8 ist nun so angeordnet, dass sie zumindest teilweise in dem Bereich 22, in dem die Tür 8 und der Dachrahmen 18 Kontakt aufweisen, angeordnet ist. Eine Kontaktkorrosion zwischen den Bauteilen mit unterschiedlichen Materialien kann so erfolgreich vermieden werden. Daneben weisen auch die erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteile 8, 11 Kontakt auf. Von Vorteil ist es, wenn die Kunststoffbeschichtung der erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteile 8, 11 zumindest bereichsweise in diesem Kontaktbereich 24 angeordnet ist, um die Korrosionsanfälligkeit an diesen Stellen zu verringern.
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2 zeigt nun eine Ansicht von unten eines Kraftfahrzeuges mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils in Form eines Unterbodens 26. Da der Unterboden besonders starken Beanspruchungen in Form von Steinschlag und/oder Feuchtigkeit ausgesetzt ist, kann die erfindungsgemäße Kunststoffbeschichtung in diesem Fall aufgrund ihrer hohen Elastizität sowie den die Korrosionsbeständigkeit erhöhenden Eigenschaften besonders effektiv als Unterbodenschutz wirken. Besonders bevorzugt besteht auch die Kunststoffbeschichtung des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils aus einem zweikomponentigen, duroplastischen Elastomer, besonders bevorzugt aus einem PTMEG/TDI-Polyether. Um einen ausreichenden Schutz des Unterbodens zu bewirken, beträgt die Schichtdicke der Kunststoffbeschichtung mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mindestens 0,8 mm.
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In 3 ist eine Vorderansicht eines Kraftfahrzeuges mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils in Form einer Fahrzeugfront 28 dargestellt. Vorzugsweise weist die Fahrzeugfront 28 eine Folie auf, welche eine individuelle Optik und/oder Haptik aufweist.
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4 zeigt eine Draufsicht eines Kraftfahrzeuges mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils in Form eines Dachelementes 30 und mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugaußenhautteils in Form einer Motorhaube 32. Diese Ausführungsbeispiele weisen besonders bevorzugt eine Folie mit einer individuellen Optik oder Haptik auf. Dabei können sich die auf den Fahrzeugaußenhautteilen 30, 32 aufgebrachten Folien unterscheiden oder identisch sein. Der Individualisierungsgrad des Kraftfahrzeuges kann so erhöht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 2455394 A [0002, 0005]
