DE19527613A1 - Verfahren zur Herstellung eines Behälters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugaufbaus nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung läßt sich vor allem bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Personen­ kraftwagen, anwenden. Durch die gestiegenen Anforderungen an Komfort und Si­ cherheit ist eine immer größere Anzahl von Aggregaten und Komponenten in einem Personenkraftwagen unterzubringen. Der hierfür zur Verfügung stehende Platz im Motor-, Innen- und Kofferraum ist jedoch begrenzt. Es besteht daher die Notwen­ digkeit, bisher ungenutzte Hohlräume des Fahrzeugaufbaus für die Unterbringung von Flüssigkeiten und Gasen zu nutzen, um hierdurch einen Einbauraum für andere Bauteile, wie z. B. elektronische Steuergeräte, freizuhalten.

Die DE 39 26 550 A1 beschreibt einen zusammenfaltbaren Flüssigkeitsbehälter für Waschwasser, Öl, Kühlmittel, Kraftstoff etc., der z. B. in den Schweller eines Perso­ nenkraftwagens eingesetzt ist.

Aus der DE 89 04 166 U1 ist ein Rahmenlängsträger eines Gabelstaplers bekannt, der in seinem Inneren einen Kunststofftank für Flüssigkeiten aufnimmt.

Diese beiden Lösungen weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf: Durch Rela­ tivbewegungen zwischen dem Kunststofftank und dem Hohlraum im Fahrzeugauf­ bau entstehen Geräusche. Außerdem kann, insbesondere bei dünnwandigen Kunststoffbehältern, durch Scheuerbewegungen der Behälter beschädigt werden. Auch das Einbringen des Kunststofftanks kann im Einzelfall Probleme bereiten.

Durch den zusätzlichen Behälter sinkt das nutzbare Volumen. Gleichzeitig wird das Fahrzeuggewicht erhöht.

Des weiteren sind Behälter bekannt, die direkt von Hohlräumen in Fahrzeugaufbau­ ten gebildet werden, beispielsweise aus der bereits oben angeführten DE 89 04 166 U1 sowie der DE 39 40 250 A1. In beiden Fällen entstehen die Hohlräume durch Verschweißen metallischer Rahmenbauteile. Die DE-A1 schlägt darüber hinaus die Verbindungstechnik Kleben und Löten vor, die jedoch in der Großserie bisher nur vereinzelt angewandt werden. Eine flüssigkeits- oder gasdichten Schweißverbin­ dung kann jedoch nur durch eine kostenaufwendige und mit großer Sorgfalt ausge­ führte umlaufende Schweißnaht realisiert werden. Außerdem entstehen beim Schweißen Rückstände, die nur sehr schwer aus dem Hohlraum entfernt werden können, so daß es zu einer Verschmutzung der von dem Hohlraum aufgenomme­ nen Flüssigkeit kommen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem unter Umgehung der oben genannten Nachteile ein Behälter in einem Fahrzeugaufbau mit geringem Aufwand hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Kerngedanke ist es dabei, ein Fahrzeug mit Behälter nach dem selben Fertigungs­ verfahren herzustellen wie ein Fahrzeug ohne Behälter und dabei lediglich zusätzli­ che Maßnahmen zur Abdichtung zu treffen, die sich ohne weiteres in den Ferti­ gungsablauf integrieren lassen. Ermöglicht wird dies durch die Einbringung eines Schmelzklebers zwischen die Anlageflächen der beiden Teile des Behälters. Ent­ scheidend ist dabei, daß die beiden Teile anschließend in gewohnter Weise zu­ sammengeführt nach einem gängigen Verbindungsverfahren, z. B. dem Punkt­ schweißen (siehe Anspruch 4) miteinander verbunden werden. Weitere mögliche Verbindungstechniken wären z. B. das Schrauben oder Nieten. Abschließend er­ folgt eine Erwärmung des Fahrzeugaufbaus, um den Schmelzkleber aufzuschmel­ zen, der damit seine Dichtfunktion erfüllt. Zur Festigkeit der Verbindung zwischen den beiden Teilen trägt der Schmelzkleber nicht wesentlich bei.

Die Erfindung bietet folgende Vorteile: Durch den Verzicht auf einen eingelegten Behälter wird ein Scheuern und Klappern zuverlässig vermieden. Das bisher ange­ wandte und bewährte Herstellungsverfahren ist in unveränderter Weise weiter an­ wendbar; es ist lediglich der zusätzliche Arbeitsschrift des Auftragens des Schmelzklebers erforderlich. Der Schmelzkleber bietet einen guten Korrosions­ schutz für die korrosionssensiblen Anlageflächen der den Hohlraum bildenden Tei­ le. Das Aufschmelzen des Schmelzklebers kann unter Umständen in einfacher Wei­ se in einem im Ablauf der Fahrzeugherstellung sowieso vorgesehenen Schritt des Erwärmen des gesamten Fahrzeugaufbaus während des Lackiervorgangs erfolgen (Anspruch 6).

Aufgrund konstruktiver und fertigungstechnischer Gegebenheiten ist gerade bei modernen Personenkraftwagen nicht in jedem Fall eine hundertprozentige Abdich­ tung der Anlageflächen durch den Schmelzkleber möglich. Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 schlägt daher für diese Fälle den Auftrag einer Dicht­ masse von außerhalb des Behälters vor. Der Auftrag des Dichtmaterials kann von Hand oder über einen Roboter erfolgen.

Durch die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 wird ein ausreichender Korrosionsschutz der Innenseite des Behälters erreicht. Eventuell vorhandene Ver­ unreinigungen werden gebunden. Die Beschichtung gewährleistet außerdem eine Abdichtung gegen kleinere Undichtigkeiten entlang der Verbindungsnaht der beiden Teile. Die Beschichtung kann durch Fluten des Hohlkörpers, durch Spritzen, durch elektrostatische Pulverbeschichtung, etc. erfolgen.

Anspruch 4 beschreibt eine bevorzugte Anwendung der Erfindung bei Fahrzeug­ karosserien, deren Komponenten durch das Punktschweißverfahren zusammenge­ fügt werden. Derzeit werden Aufbauten für in Großserie hergestellte Fahrzeuge, die sich aus Metallblechen zusammensetzen, nahezu ausschließlich im Punkt­ schweißverfahren hergestellt. Damit kann auch zur Herstellung des erfindungsge­ mäßen Behälters dieses wirtschaftliche Fertigungsverfahren beibehalten werden.

PVC-Materialien gemäß Anspruch 5 sind bewährte Dichtmassen, die bei Erwär­ mung zunächst fließen, dadurch in Spalte eindringen, anschließend ausgelieren und so insgesamt eine sichere Abdichtung ermöglichen.

Nach Beendigung des Rohbaus durchlaufen Aufbauten von Kraftwagen üblicher­ weise eine Lackieranlage, in der eine Einbrennlackierung durch Erwärmen der ge­ samten Fahrzeugkarosserie aufgebracht wird. Damit ist der Verfahrensschritt "Erwärmen" ohne Abänderung des herkömmlichen Herstellprozesses und ohne zusätzliche Energieeinbringung automatisch durch das Lackieren mit eingeschlos­ sen.

Fahrzeugkarosserien durchlaufen zum Lackieren in der Regel zunächst ein katalyti­ sches Tauchbad zur Grundierung der Karosserie, an das sich ein Ofen zum Ein­ brennen der Tauchlackierung anschließt. In diesem Ofen härtet der zuvor einge­ brachte Schmelzkleber aus. Danach kann - sofern erforderlich - eine zusätzliche äußere Abdichtung des Behälters entlang der Anlageflächen seiner beiden Be­ standteile durch Auftrag z. B. eines PVC-Materials erfolgen (siehe Ansprüche 2, 5). Nun wird auf die grundierte Karosserie der Füller aufgetragen und anschließend im Füllerofen eingebrannt. Hierbei geliert das im Einzelfall zuvor aufgebrachte pa­ stenförmige PVC-Material aus, wiederum ohne weiteres Zutun und ohne eigens hierfür erforderliche Wärmeeinbringung.

Zur Erschließung bisher nicht genutzter Hohlräume eignen sich gemäß Anspruch 7 Träger von Fahrzeugaufbauten in besonderer Weise, da sie sich über einen großen Teil der Fahrzeuglänge bzw. Fahrzeugbreite erstrecken und somit ein großes Vo­ lumen zur Verfügung stellen. Auch die aus Gründen der Steifigkeit erforderlichen Querschnitte bedingen im Regelfall ein ausreichendes Volumen für die aufzunehmenden Flüssigkeiten oder Gase.

Als Träger kommen z. B. Längs- und Querträger, Säulen (A-, B- oder C-Säule) oder Hohlräume zwischen plattenförmigen Bauteilen in Betracht.

Die Befüllung des Behälters mit Reinigungsflüssigkeit für Scheibenwaschanlagen gemäß Anspruch 8 ist besonders vorteilhaft, da in modernen Personenkraftwagen mehrere Liter Waschflüssigkeit unterzubringen sind, wofür bei konventioneller Bau­ weise ein Behälter erforderlich ist, der einen beträchtlichen Bauraum im Motorraum oder Kofferraum beanspruchen würde. Außerdem handelt es sich bei der Reini­ gungsflüssigkeit um ein "unkritisches" Medium, das im Crashfall beim Aufplatzen eines Trägers ohne Gefahr aus dem Karosseriehohlraum ausfließen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung unterschiedlicher Ausführungsformen von Behältern. Nachfolgend ist in der Zeichnung ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Behälters dargestellt und näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querträger eines Kraftfahrzeugs in der Schrägansicht,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Beschichtungsverfahrens eines Fahrzeug-Querträgers durch Fluten und

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der Beschichtung durch Spritzen.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Querträger 1 eines Kraftfahrzeuges, der senkrecht zur Fahrtrichtung unterhalb eines nicht dargestellten Kofferraumbo­ denblechs 9 (siehe Fig. 2, 3) angeordnet ist. Zusammen mit diesem Koffer­ raumbodenblech 9 bildet der Querträger 1 einen Hohlraum 2 zur Aufnahme von Reinigungsflüssigkeit für die Scheibenwaschanlage des Kraftfahrzeugs. Der Quer­ träger 1 wird gebildet von senkrechten bzw. geneigten Wänden 3 sowie einem Bo­ den 4 und liegt über Anlageflächen 5 und 6 am Kofferraumbodenblech 9 an. Die Anlageflächen 5 sind in etwa waagrecht ausgerichtet, während die Anlagefläche 6 entsprechend der Form des Kofferraumbodens 9 in diesem Bereich etwa senkrecht verläuft.

Vor dem Zusammenfügen von Querträger 1 und Kofferraumbodenblech 9 wird auf die Anlageflächen 5 und 6 mit einer Pistole Schmelzkleber raupenförmig aufgetra­ gen. Der Auftrag kann von Hand oder durch einen Roboter erfolgen. Anschließend werden die beiden Teile durch Punktschweißung miteinander verbunden. Nach Be­ endigung des Rohbaus der gesamten Karosserie durchläuft diese eine Lackieran­ lage, in der der Schmelzkleber aufgrund der entsprechend hohen Temperaturen im Lackofen aushärtet.

Bei der Applikation des Schmelzklebers sind folgende Punkte zu beachten, um eine sichere Abdichtung zu erreichen:

• - Um bei der Phosphatierung und der Tauchlackierung der Fahrzeugkarosserie auch eine sichere Befüllung und Entlüftung des aus Querträger 1 und Koffer­ raumbodenblech 9 gebildeten Hohlraums 2 sicherzustellen, sind Spalte 7 vorgesehen. Im Bereich dieser Spalte 7 ist eine größere Menge an Schmelz­ kleber einzubringen.
• - Aus tiefziehtechnischen Gründen ist die Anlagefläche 5 im Bereich des Über­ gangs zur Reserveradmulde mit Ausklinkungen 8 versehen, so daß die Anla­ gefläche 5 teilweise nur noch wenige Millimeter breit ist. Hier ist ein äußerst gezielter Kleberauftrag erforderlich.
• - Der Querträger 1 weist sowohl senkrechte als auch waagrechte Anlageflä­ chen 6 bzw. 5 auf. Je nach Montagerichtung ergibt sich damit ein "Scherflansch", an dem der Schmelzkleber beim Zusammenführen des Quer­ trägers 1 mit dem Kofferraumbodenblech 9 teilweise oder ganz wegschmieren kann.

Des weiteren entsteht bei der Punktschweißung durch Wärmeverzug zwischen dem den Anlageflächen 5, 6 und dem Kofferraumbodenblech 9 unter Umständen ein Spaltmaß von mehr als einem Millimeter. Durch Funkenbildung können außerdem Risse im Schmelzkleber entstehen. Diese beiden Faktoren rufen unter Umständen Undichtigkeiten hervor, so daß eine sichere Abdichtung allein durch den Schmelz­ kleber nicht in jedem Fall gewährleistet ist. Aus diesem Grund ist unter Umständen das Aufbringen einer PVC-Naht am Außenumfang der Anlageflächen 5 und 6 zwi­ schen Querträger 1 und Kofferraumbodenblech 9 erforderlich.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Hohlraum 2 im Querschnitt. Der Hohlraum 2 wird vom Querträger 1 sowie dem Kofferraumbodenblech 9 gebildet. Mit der Bezugszahl 10 sind in Fahrtrichtung verlaufende Längsträger des Kraftfahrzeugaufbaus be­ zeichnet.

Fig. 2 zeigt das Verfahren zur Beschichtung des Hohlraums 2 mittels "Fluten". Beim Fluten wird die Beschichtungsflüssigkeit 19 über im Kofferraumbodenblech 9 angebrachte Öffnungen 11 mit aufgesteckten Einfüllrohren 12 eingebracht. Die Rohre 13 dienen der Entlüftung und der Füllstandskontrolle. Durch Entfernen von Verschlußstopfen 14 an der Unterseite des Querträgers 1 wird die Beschichtungs­ flüssigkeit 19 wieder abgelassen.

Das beschriebene Verfahren zum Fluten des Hohlraums 2 kann für eine Serien­ produktion durch eine Druckbefüllung und Absaugung der Beschichtungsflüssigkeit 19 automatisiert werden.

Das Verfahren des Flutens bietet den Vorteil, daß eine vollständige Beschichtung der gesamten inneren Oberfläche des Hohlraums 2 gewährleistet wird, wobei die Beschichtungsflüssigkeit 19 zusätzlich in eventuell durch den Schmelzkleber nicht ausgefüllte Spalte eindringt und diese von innen versiegelt. Zum Fluten eignen sich in erster Linie dünnflüssige Beschichtungspräparate, von denen einkomponentige Systeme wegen der Wiederverwendbarkeit der abgelassenen Flüssigkeit und der längeren Verarbeitungszeit gegenüber zweikomponentigen Systemen zu bevorzu­ gen sind.

Fig. 3 zeigt die Aufbringung einer Beschichtung durch Spritzen. Durch Öffnungen 15 im Kofferraumbodenblech 9 werden drehbare Spritzdüsen 16 in den Hohlraum 2 eingebracht. Zusätzliche Öffnungen 17 im Querträger 1 ermöglichen das Einführen weiterer Spritzdüsen 18 zur Vermeidung von Spritzschaften.

Zweikomponenten-Epoxitharze eignen sich wegen der für die Reinigungsflüssigkeit geforderten chemischen Beständigkeit gegenüber Alkohol für die Beschichtung des Hohlraums 2 in besonderer Weise. Beispielhaft sei hier das Epoxidharz "Sterodur E Tankschutz" der Firma Beuerle genannt, das mit speziellen Zweikomponenten- Spritzanlagen sowohl im luftzerstäubenden Verfahren als auch im airless-Verfahren spritzbar ist. Hierbei sind Schichtdicken von bis zu zwei Millimetern möglich.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugaufbaus mit einem Hohlraum, der von wenigstens zwei Teilen des Fahrzeugaufbaus begrenzt wird und einen Behälter zur Aufnahme von Gasen oder Flüssigkeiten bildet, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in einem ersten Schritt ein Schmelzkleber auf die Anlagefläche (5, 6) zumindest eines der beiden Teile aufgetragen wird,
• - in einem zweiten Schritt die Anlageflächen (5, 6) der beiden Teile zu­ sammengeführt und die Teile miteinander verbunden werden und
• - in einem dritten Schritt der Fahrzeugaufbau zumindest im Bereich des Behälters erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem weiteren Schritt der Behälter an seiner Außenseite entlang der Anlagefläche der beiden Teile abgedichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem weiteren Schritt der Behälter von in­ nen beschichtet wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile des Fahrzeugaufbaus aus Metallblech bestehen und durch Punktschweißen miteinander verbunden werden.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Behälters an seiner Außen­ seite mit einem PVC-Material erfolgt.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen des Fahrzeugaufbaus während des Durchlaufs durch den Ofen einer Lackieranlage erfolgt.

7. Behälter, hergestellt nach einem Verfahren gemäß wenigstens einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter von einem Träger (1) des Fahr­ zeugaufbaus gebildet wird.

8. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter eine Flüssigkeit zur Reinigung der Scheiben des Fahrzeugs aufnimmt.