-
Bei
der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren zum Herstellen
einer aus mehreren Teilen zusammengesetzten Kraftfahrzeugkarosserie mit
einem Tragrahmen und einer Außenhaut,
wobei von den mehreren Teilen wenigstens ein Teil aus einen Kunststoff
und wenigstens ein anderes Teil ein Metall umfasst.
-
Aus
der
EP 1 136 240 A1 ist
ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugtüraußengriffes aus einem Kunststoff
bekannt, welcher Türgriff
durch energiereiche Strahlung, insbesondere Elektronen – bzw. Gammastrahlung,
vernetzt wird, wodurch der Kunststoff anschließend eine erhöhte Temperatur – und Formbeständigkeit
aufweist. Durch diese sog. Strahlenvernetzung erhöht sich
die Schmelztemperatur des so vorbehandelten Kunststoffs gegenüber der
Schmelztemperatur des ursprünglichen,
unbehandelten Kunststoffes. Der bestrahlte Kunststoff – Türgriff kann
anschließend
lackiert und in eine Außenhaut
der Karosserie, hier die Kraftfahrzeugtür, eingesetzt werden.
-
Die
DE 199 17 965 A1 befasst
sich mit einer Verbundschichtplatte, die zunächst mit einer Deckschicht
versehen und anschließend
mit einer energiereichen Strahlung behandelt wird, wodurch der Kunststoff
der Verbundschichtplatte vernetzt und die Deckschicht gehärtet wird.
Diese Verbundschichtplatte kann für Außenhautteile wie z. B. Kotflügel, Türverkleidungen,
Stoßstangen,
Spoiler oder dgl. verwendet werden.
-
Die
DE 29 54 186 C2 beschreibt
die Vorbehandlung mittels Elektronen-, Röntgen- oder Gammastrahlung
von Kunststoffteilen, die als Luftführungsteile von Kraftfahrzeug – Motoren
oder Faltenbälge
ausgeführt
sind.
-
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer aus mehreren
Teilen zusammengesetzten Kraftfahrzeugskarosserie anzugeben, das
Kosten optimiert ist.
-
Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Herstellen einer aus mehreren
Teilen zusammengesetzten Kraftfahrzeugkarosserie gelöst, welches
die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Weitere, die Erfindung
ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Bisher
wurden Kunststoffteile für
eine Kraftfahrzeugkarosserie separat lackiert und nach dem Lackieren
der übrigen
Kraftfahrzeugkarosserie daran befestigt. Durch die separate Lackierung
der Kunststoffteile und der übrigen
Kraftfahrzeugkarosserie wurden hinsichtlich der Farbgleichheit der
Deckschichten an den Teilen besondere Maßstäbe angelegt. Die mit der Erfindung
hauptsächlich
erzielten Vorteile sind demgegenüber
darin zu sehen, dass das an der Kraftfahrzeugkarosserie angebrachte
zumindest eine vorbehandelte Kunststoffteil gleichzeitig in einem
Arbeitsschritt zusammen mit der Karosserie lackiert und anschließend der
Trocknung mittels Wärmebehandlung
zugeführt
werden kann. Dadurch, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die zusammengesetzte
Kraftfahrzeugkarosserie mit den Kunststoffteilen zusammen lackiert
werden kann, weisen sämtliche
Teile die gleiche Farbe auf. Außerdem
entfallen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
mehrere separate Lackiervorgänge
an verschiedenen Teilen der Kraftfahrzeugkarosserie. Möglich wird
dies durch das zumindest eine mit Elektronen – und/oder Gammastrahlung vorbehandelte
und damit zumindest teilweise vernetzte Kunststoffteil, das eine verbesserte
Temperaturbeständigkeit
gegenüber dem
unbehandelten Kunststoffteil erhält,
wodurch die bei der Karosserielackierung notwendige Trocknung mit
hohen Temperaturen durchgeführt
werden kann, ohne dass dabei das vorbehandelte Kunststoffteil beschädigt wird.
Für die
verwendbaren Kunststoffe, die für
eine Strahlenvernetzung geeignet sind, und die Strahlenvernetzung
beeinflussende Additive für
diese Kunststoffe wird auf den Stand der Technik verwiesen.
-
Gemäß Anspruch
4 bzw. Anspruch 5 können bei
der Wärmebehandlung
zur Trocknung der Deckschicht Temperaturen gewählt werden, die höher als die
Erweichungstemperatur bzw. die Schmelztemperatur des unbehandelten
Kunststoffs sind. Deshalb können
die bei der Trocknung durch Wärmebehandlung üblichen
Temperaturen zwischen 80° und 250°C, vorzugsweise
140° bis
180°C, insbesondere 140° bis 160°C eingestellt
werden, ohne dass dabei das Kunststoffteil der Karosserie beschädigt wird.
-
Die
Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen
mit Bezug auf die Zeichnung näher
erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine aus mehreren Teilen eines Tragrahmens 2 und
einer Außenhaut 3 zusammengesetzte
Kraftfahrzeugkarosserie 1, die nachfolgend lediglich als
Karosserie 1 bezeichnet wird. Diese umfasst den Tragrahmen 2 und
die an dem Tragrahmen 2 befestigte Außenhaut 3. Der Tragrahmen 2 ist
aus den mehreren Teilen, beispielsweise Längsträgern 4, aufrechten
Säulen 5,
seitlichen Schwellern 6, einer Bodengruppe 7 und
ggf. Dachlängsholmen 8 zusammengesetzt,
wobei selbstverständlich
weniger oder weitere, hier nicht beschriebene Teile dem Tragrahmen 2 zugeordnet
sein können.
Die Außenhaut 3 der
Karosserie 1 ist ebenfalls mehrteilig ausgeführt und
besitzt als Teil beispielsweise vordere Kotflügel 9, eine Fronthaube 10,
seitliche Türen 11,
Fondseitenteile 12, ggf. eine Heckklappe 13, ggf.
ein Dach 14, ein Bugverkleidungsteil 15 sowie
ein Heckverkleidungsteil 16, wobei der Außenhaut 3 ggf.
weniger oder weitere, hier nicht dargestellt bzw. beschriebene Teile
zugeordnet sein können.
Insbesondere können der
Außenhaut 3 weitere
Teile, sogenannte Anbauteile (nicht dargestellt) zugeordnet sein,
die in Öffnungen 3' der Außenhaut
und/oder auf die Außenhaut 3 aufgesetzt
werden, wie beispielsweise Leuchten, Scheinwerfer, Spoiler bzw.
Luftleiteinrichtungen, Zierelemente, Lüftungsgitter, Abdeckungen usw.
-
Wenigstens
eines der Teile des Tragrahmens 2 und/oder der Außenhaut 3 umfasst
Metall bzw. eine Legierung und ist insbesondere als Blechteil hergestellt.
Wenigstens ein anderes dieser Teile des Tragrahmens 2 und/oder
Außenhaut 3 umfasst einen
strahlenvernetzbaren Kunststoff und wird insbesondere als entsprechendes
Kunststoff – Formteil hergestellt.
Die Erfindung wird für
zumindest ein Teil des Tragrahmens 2 bzw. der Außenhaut 3 beispielhaft
anhand des Bugverkleidungsteils 15 und/oder des Heckverkleidungsteils 16 beschrieben,
die/das üblicherweise
auch als Stoßfängerverkleidung
bezeichnet werden/wird, und die/das als Kunststoffteil 17 ausgeführt sowie
an der Karosserie 1 angebracht sind/ist. Dieses Kunststoffteil 17 wird
aus zumindest einem Kunststoff hergestellt, der in einem Vorbehandlungsprozess
durch Elektronen – und/oder Gammastrahlung
zumindest teilweise vernetzt wird, bevor das Kunststoffteil 17 an
der Karosserie 1 befestigt wird. Das Kunststoffteil 17 ist
demnach als Formteil realisiert, dass durch Strahlenvernetzung vorbehandelt
ist und in einem Zustand vorliegt, so dass ein weiter unten beschriebener
Deckschichtauftrag, insbesondere Lackauftrag, durchgeführt werden kann.
Durch die Strahlenvernetzung ergibt sich für das vorbehandelte Kunststoffteil 17 gegenüber dem unbehandelten,
noch durch Strahlung zu vernetzenden Kunststoff wenigstens eine
Erhöhung
der Erweichungstemperatur bzw. der Schmelztemperatur des Kunststoffs
des Teils 17. Bei dieser sog. Strahlenvernetzung mit Elektronen – und/oder
Gammastrahlen von Kunststoffen werden Energiebereiche gewählt, die
den gewünschten
Vernetzungsgrad des Kunststoffes bewirken. Bei der Strahlenvernetzung
wird diese Strahlung in dem Kunststoff absorbiert, wodurch chemische
Reaktionen in dem Kunststoff entstehen, die zu der Vernetzung oder
zu einem Abbau von Makromolekülen
führen.
Durch die Bestrahlung des Kunststoffes könne darin Radikale entstehen,
die in weiteren chemischen Reaktionen miteinander reagieren und
chemische Verbindungen aufbauen. So gelingt es beispielsweise, einem
Thermoplast durch die Bestrahlung mit energiereicher Elektronen – bzw. Gammastrahlung
die mit einem Duroplast vergleichbaren Eigenschaften hinsichtlich
der Wärmebeständigkeit
aufzuprägen.
-
Das
so vorbehandelte Kunststoffteil 17 wird entweder fest an
der Karosserie 1 befestigt, so dass es seine endgültige Lage
bzw. Position an bzw. in der Karosserie 1 einnimmt, oder
es wird an der Karosserie 1 vorfixiert, beispielsweise
mit einer hier nicht dargestellten Hilfsvorrichtung, ggf. in Form
eines Abstandhalters, und nach dem Fertigstellen einer Deckschicht 18 für die Karosserie 1 fest
an seiner vorgegebenen, endgültigen
Position an oder in der Karosserie 1 befestigt. Beispielsweise
kann das Kunststoffteil 17 über den hier nicht gezeigten
Abstandhalter an dem Tragrahmen 2 vorfixiert sein, so dass
ein umfassender Auftrag der Deckschicht 18 an allen notwendigen
Teilen möglich
ist. Die Karosserie 1 wird anschließend mit der zu trocknenden
Deckschicht 18 versehen, die am Bugverkleidungsteil 15 teilweise abgetragen
dargestellt ist und die beispielsweise aus einer, zwei oder mehreren
Teilschichten 19 und 20 besteht, die nacheinander
auf die Karosserie 1 aufgetragen werden. Insbesondere ist
eine untere der Teilschichten 19 ein sog. Füllerlack,
der als Steinschlagschutz dient. Auf diese Teilschicht 19 wird
die zweite Teilschicht 20, insbesondere ein Decklack, aufgetragen,
die zumindest eine Farbschicht und ggf. einen auch als Klarlack
bezeichneten Überzug
als dritte Teilschicht 21 aufweisen kann. Nachdem zumindest
eine Teilschicht 19, 20, 21 auf die das
Kunststoffteil 17 aufweisende Karosserie 1 aufgetragen wurde,
wird die Karosserie 1 zusammen mit dem daran angebrachten
Kunststoffteil 17 einer Trocknung mit Wärmebehandlung, beispielsweise
mittels erwärmter
Luft oder Wärmestrahlung,
unterzogen. Dabei wird die Karosserie 1 mit dem Kunststoffteil 17 auf Trockentemperaturen
erwärmt,
die der spezifischen, notwendigen Trocknungstemperatur der verwendeten
Materialien für
die jeweilige Teilschicht 19, 20, 21 bzw.
der Deckschicht 18 entsprechen. Beispielsweise nach dem
Auftragen des Füllerlacks,
also der Teilschicht 19, wird die Karosserie 1 zusammen
mit dem Kunststoffteil 17 auf ca. 160° erwärmt. Nach einer vorgebaren
Abkühlzeit
wird die zweite Teilschicht 20 auf die Karosserie 1 aufgetragen
und anschließend wird
die Karosserie 1 einer weiteren Wärmebehandlung zur Trocknung
zugeführt,
wobei eine Trockentemperatur von ca. 140° eingestellt wird. Entsprechend
den verwendeten Materialien für
die Teilschichten 19, 20, 21 werden Temperaturen
bei der Wärmebehandlung
zwischen 80° und
250°C, beispielsweise
140° bis
180°C, und
insbesondere 140° bis
160°C gewählt. Insbesondere
werden für
das Trocknen bei der Wärmebehandlung
der Deckschicht 18 bzw. der Teilschichten 19, 20, 21 Temperaturen eingestellt,
die höher
als die Erweichungstemperatur bzw. die Schmelztemperatur des unbehandelten Kunststoffs
des Teil 17 liegen, wobei jedoch Maximaltemperaturen einzuhalten
sind, die unterhalb bzw. in Abhängigkeit
der erhöhten
Erweichungstemperatur bzw. der Schmelztemperatur des vorbehandelten Kunststoffs
des Teils 17 gewählt
werden.
-
An
Stelle oder zusätzlich
zu der eben beschriebenen Ausführung
des Bugverkleidungsteils 15 bzw. des Heckverkleidungsteils 16 als
Kunststoffteil 17 kann zumindest ein anderes/weiteres Teil
des Tragrahmens 2 und/oder der Außenhaut 3 als vorbehandeltes
Kunststoffteil 17 realisiert sein. Bevorzugt ist die Karosserie 1 in
Mischbauweise mit metallischen Blechteilen, ggf. aus Leichtmetall
und/oder Stahl, und wenigstens einem Kunststoffteil 17 hergestellt,
die in einem gemeinsamen Lackierprozess mit anschließender Wärmebehandlung
mit der Deckschicht 18 versehen werden.