DE10255063B4

DE10255063B4 - Karosseriestruktur

Info

Publication number: DE10255063B4
Application number: DE2002155063
Authority: DE
Original assignee: NEWSPRAY GmbH
Current assignee: NEWSPRAY GmbH
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: DE10255063A1

Abstract

Karosseriestruktur für Straßen- oder Schienenfahrzeug mit durch Punktschweißen verbundenen Bauteilen aus hochfestem Stahl, die einen hohen Widerstand gegen Verformung haben und eine Beschichtung gegen Korrosion aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Bauteile aus hochfestem Stahl als Beschichtung gegen Korrosion eine derart dünne Metallspritzschicht aus Zink, Aluminium oder deren Legierung aufweist/aufweisen, dass sie punktschweißbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für Straßen- oder Schienenfahrzeuge mit durch Punktschweißen verbundenen Bauteilen aus hochfestem Stahl, die einen hohen Widerstand gegen Verformung haben und eine Beschichtung gegen Korrosion aufweisen.

Derartige Bauteile beziehungsweise auch daraus gefertigte Karosseriestrukturen, Karosserien oder Fahrzeugaufbauten sind bekannt. Vor allem haben solche hochfesten Bauteile dabei auch die Aufgabe, die Insassen eines derartigen Fahrzeugs im Falle eines Unfalls zu schützen, indem sie einen hohen Widerstand gegen Verformung haben.

Diese Bauteile werden deshalb in der Karosserie oder dem Fahrzeugaufbau eingearbeitet und miteinander oder mit anderen Bauteilen der Karosserie durch Punktschweißen verbunden.

Damit trotz der gegen Korrosion wirksamen Beschichtung eine solche Punktschweißung möglich ist, muss diese Beschichtung bisher aus Kunststoff bestehen und im Bereich der anzubringenden Schweißpunkte vor dem Schweißvorgang mechanisch entfernt werden.

Vor allem die Notwendigkeit, die jeweiligen Schweißstellen mechanisch wieder von einer die Korrosion verhindernden Beschichtung freizumachen, verteuert die Bauteile beziehungsweise die Herstellung der Karosserie oder Karosseriestruktur erheblich.

Aus EP 0 365 229 A1 sind galvanisierte Stahlteile für die Automobilindustrie bekannt. Dabei wird für verzinkte Teile eine Laserschweißung für notwendig gehalten, also nicht die gemäß Gattungsbegriff vorgesehene Punktschweißung verwendet.

Aus US 5 326 648 sind Stahlbleche für Automobilkarosserien aus hochfestem Stahl bekannt, die eine Zinkbeschichtung aufweisen und punktschweißbar sind. Dabei treten aber wiederum die vorstehend geschilderten Probleme auf.

Eine Feuerverzinkung solcher Bauteile oder ein Galvanisierungsvorgang muss ausscheiden, weil dieser die Festigkeit des hochfesten Stahls beeinträchtigen würde, so dass bisher nur die erwähnte Kunststoffbeschichtung angewandt wird.

Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Karosseriestruktur beziehungsweise dazugehörige Bauteile der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen einerseits eine gegenseitige Verbindung durch Punktschweißung möglich ist, andererseits aber die geforderte Korrosionsfestigkeit erreicht wird und dennoch eine mechanische Vorbehandlung der Schweißstellen vermieden werden kann.

Zur Lösung dieser scheinbar widersprüchlichen Aufgabe ist die eingangs definierte Karosseriestruktur beziehungsweise das zu ihr gehörende oder sie mit bildende Bauteil dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Bauteile aus hochfestem Stahl als Beschichtung gegen Korrosion eine derart dünne Metallspritzschicht aus Zink, Aluminium oder deren Legierung aufweist beziehungsweise aufweisen, dass sie punktschweißbar ist.
Metallspritzschichten aus den erwähnten Metallen sind an sich bekannt und haben sich in vielen Fällen bewährt, um an dem entsprechend beschichteten Bauteil Korrosion zu verhindern. Dabei ist es jedoch üblich, dass die entsprechende Metallspritzschicht eine Dicke von etwa 0,1 mm hat, was eine saubere und dauerhafte Verschweißung mittels Punktschweißen verhindert.
Die Erfindung sieht demgegenüber in scheinbar widersinniger Weise nun dennoch eine solche gegen Korrosion mit der geforderten Sicherheit wirksame Metallspritzschicht vor, indem diese entsprechend dünn und jedenfalls dünner als die bisher in der Regel üblichen Metallspritzschichten gemacht wird, so dass das Punktschweißen nicht mehr verhindert wird. Die Metallspritzschicht ist so dünn, dass ihr Metall beim Punktschweißen durch die Schweißwärme verflüssigt und durch den gleichzeitig aufgebrachten Druck aus der Punktschweiß-Stelle in dem Maße ausgequetscht oder verdrängt wird, dass der zu bildende Schweißpunkt nicht oder praktisch nicht beeinträchtigt wird. Ein Freischaben des zukünftigen Schweißpunkts vor dem Schweißvorgang kann in vorteilhafter Weise vermieden werden.
Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Dicke der Metallspritzschicht an dem Bauteil zumindest im Bereich des oder der oder an dem oder an den Schweißpunkten kleiner als fünf Hundertstel Millimeter ist. Dies ist also eine gegenüber der in der Regel üblichen Dicke einer Metallspritzschicht erheblich dünnere Schichtdicke, die ohne besondere Vorbereitungsmaßnahmen die Anbringung von Schweißpunkten ermöglicht.
Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Oberfläche des Bauteils unter der Spritzgießschicht eine künstlich angebrachte Rauhigkeit hat. Dadurch wird sichergestellt, dass die Metallspritzschicht durchgängig ausreichend sicher an dem Bauteil haftet.
Der Rauhigkeitswert, der an der Oberfläche des Bauteils unter der Spritzgießschicht befindlichen Rauhigkeit kann dabei weniger als drei Hundertstel Millimeter betragen.
Dabei ist es möglich, dass dieser Rauhigkeitswert etwa zwei Hundertstel Millimeter beträgt.
Je geringer dieser Rauhigkeitswert ist, um so weniger Metall befindet sich zu Beginn eines Schweißvorgangs zwischen zwei durch Punktschweißen zu verbindenden Bauteilen. Andererseits sollte der Rauhigkeitswert aber auch nicht zu klein sein, damit die Metallspritzschicht gut haftet.
In üblicher Weise kann die Korrosionsfestigkeit nach dem Schweißen dadurch noch verbessert werden, dass auf der Metallspritzschicht an dem oder den Bauteilen zusätzlich eine Lackierung angebracht wird.
Bei der Herstellung einer Karosseriestruktur für Straßen- oder Schienenfahrzeuge kann also dahingehend verfahren werden, dass das oder die zu verbindenden Teile, insbesondere auch aus hochfestem Stahl bestehende Teile mit einer Metallspritzschicht aus Zink, Aluminium oder deren Legierung gegen Korrosion mit einer derart geringen Dicke beschichtet wird, dass die Bauteile ohne besondere Vorbehandlung und/oder ohne zusätzliche Bearbeitung der Schweißstellen durch Punktschweißen verbunden werden können. Dabei kann die jeweilige Punktschweißstelle durch den Schweißvorgang erhitzt, dadurch an dieser Stelle die Metallspritzschicht verflüssigt und durch den gleichzeitigen Druck des Punktschweißvorganges verdrängt werden, so dass sich die zu verbindenden Bauteile im Bereich der Punktschweißstelle weitestgehend annähern oder berühren, um durch Punktschweißen miteinander verbunden zu werden.
Vor der Beschichtung mit der Metallspritzschicht kann die Oberfläche der zu verbindenden und zu beschichtenden Bauteile aufgeraut werden, wobei aufgrund der geringen Dicke der Metallspritzschicht auch der Rauhigkeitswert relativ klein gehalten werden kann, so dass auch in den Vertiefungen dieser Aufrauung nur relativ wenig Metall der Metallspritzschicht vorhanden ist und die Punktschweißung nicht davon beeinträchtigt werden kann.
Zusammenfassend ergibt sich im Wesentlichen folgendes:
Ein Bauteil für eine Karosserie oder einen Fahrzeugaufbau eines Straßen- oder Schienenfahrzeugs aus hochfestem Stahl weist als eine gegen Korrosion wirksame Beschichtung eine derart dünne Metallspritzschicht aus Zink, Aluminium oder deren Legierung auf, dass eine Verbindung mit einem anderen Bauteil durch Punktschweißen möglich ist, so dass der hochfeste Stahl des Bauteils trotz der Anbringung einer Metallspritzschicht seine Festigkeit nicht verliert. Die Dicke ist dabei so groß, dass der geforderte Widerstand gegen Korrosion, was Zeit und Intensität einer Beaufschlagung mit einer Salzlösung betrifft, erreicht wird.

Claims

Karosseriestruktur für Straßen- oder Schienenfahrzeug mit durch Punktschweißen verbundenen Bauteilen aus hochfestem Stahl, die einen hohen Widerstand gegen Verformung haben und eine Beschichtung gegen Korrosion aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Bauteile aus hochfestem Stahl als Beschichtung gegen Korrosion eine derart dünne Metallspritzschicht aus Zink, Aluminium oder deren Legierung aufweist/aufweisen, dass sie punktschweißbar ist.
Karosseriestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Metallspritzschicht an dem Bauteil zumindest im Bereich des oder der oder an dem oder an den Schweißpunkten kleiner als fünf Hundertstel Millimeter ist.
Karosseriestruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Bauteils unter der Spritzgießschicht eine künstlich angebrachte Rauhigkeit hat.
Karosseriestruktur nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Rauhigkeitswert der an der Oberfläche des Bauteils unter der Spritzgießschicht befindlichen Rauhigkeit weniger als drei Hundertstel Millimeter beträgt.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauhigkeitswert etwa zwei Hundertstel Millimeter beträgt.