DE19824468B4

DE19824468B4 - Verfahren zum Beschichten einer Kraftfahrzeugkarosserie und Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE19824468B4
Application number: DE19824468A
Authority: DE
Inventors: Volker Plinke; Peter Jattke; Folker Weissgerber; Jochem Dr. Heizmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1998-05-30
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2018-05-31
Also published as: DE19824468A1; FR2764825A1; FR2764825B1

Abstract

Verfahren zum Beschichten einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei eine die Außenfarbe der Karosserie bestimmende farbgebende Schicht und eine einen Unterboden der Karosserie schützende dicke Unterbodenschutzschicht, die von der farbgebenden Schicht unterschiedlich ist und im verfestigten Zustand über mindestens 30 % der Auftragsfläche eine Dicke von mindestens 200 μm und/oder eine durchschnittliche Dicke von mindestens 200 μm hat, auf die Kraftfahrzeugkarosserie aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Bereich des Unterbodens eine Pulver-Unterbodenschutzschicht, die von der farbgebenden Schicht und der dicken Unterbodenschutzschicht unterschiedlich ist und über mindestens 30 % der Auftragsfläche eine Dicke von mindestens 50 μm und/oder eine durchschnittliche Dicke von mindestens 50 μm hat, aufgebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine mit einem Unterbodenschutz beschichtete Kraftfahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Kraftfahrzeugkarosserien werden generell mit einer Unterbodenschutzbeschichtung (UBS) versehen, die überwiegend Korrosionsschutzaufgaben hat. Neben der Resistenz gegen korrosive Materialien, wie beispielsweise Salzwasser, hat die UBS insbesondere eine Steinschlagschutzwirkung.
Neben diesen Hauptaufgaben hat die UBS noch eine akustisch dämpfende Wirkung. Die UBS beeinflußt das gesamte Klangbild des Kraftfahrzeuges günstig. Diese Entdröhnungseigenschaften hat die UBS im wesentlichen aufgrund ihrer relativ hohen Auftragsmasse pro Flächeneinheit und ihrer verhältnismäßig dicken Schicht. Solche verhältnismäßig dicken UBS werden generell naß aufgetragen, d. h., es handelt sich um flüssige oder pastöse Massen, die nach dem Auftragen am Unterboden der Kraftfahrzeugkarosserie ausgehärtet werden. Bevorzugt kommen hierbei wärmehärtende UBS-Massen zum Einsatz, die nach dem Auftrag in einem Ofen geliert werden. Übliche eingesetzte Massen sind mit Weichmacher und Füllstoffen versetzte Kunststoffe, wie beispielsweise PVC oder (Meth)Acrylate.
Als Alternative zu den naß aufgetragenen UBS-Massen gibt es UBS-Pulverbeschichtungen für Kraftfahrzeugkarosserien. Solche Pulver-Beschichtungen sind wesentlich dünner als die naß aufgetragenen gelierfähigen UBS-Massen, haben jedoch eine deutlich geringere Entdröhnwirkung als beispielsweise PVC-Schichten. Aus akustischen Gründen ist daher ein Austausch der naß aufgetragenen Unterbodenschutzschicht nur mit weiteren Begleitmaßnahmen möglich.

Aus der DE 40 13 318 C2 ist eine zweischichtige Beschichtung für Bleche im Unterbodenbereich von Kraftfahrzeugen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Beschichtung bekannt. Diese Beschichtung dämpft den Körperschall, schützt vor Korrosion und dient ferner der Reduktion von Geräuschen, die durch aufprallende Teilchen hervorgerufen werden. Die Beschichtung besteht aus einer dem Substrat zugewandten inneren Schicht und aus einer Deckschicht, wobei die innere Schicht nach dem Gelieren und/oder Aushärten im Vergleich zur Deckschicht weicher ist und eine größere Schichtdicke aufweist. Die Beschichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die innere Schicht ein Polymer und einen Weichmacher und dass die Deckschicht ebenfalls ein Polymer und einen Weichmacher enthält, wobei entweder die Polymere der beiden Schichten eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung aufweisen und das Polymer der inneren Schicht mit dem Weichmacher der Deckschicht und das Polymer der Deckschicht mit dem Weichmacher der inneren Schicht im Wesentlichen unverträglich sind oder beide Schichten im Wesentlichen dieselbe Konzentration an einem Weichmacher enthalten, so dass in keinem Fall eine Beeinträchtigung einer Schicht durch Weichmacher aus der anderen Schicht stattfindet. Die Beschichtung kann in der Weise aufgebracht werden, dass die beiden Schichten in aufeinanderfolgenden Spritzvorgängen gebildet werden, wobei die Gelierung der Schichten gleichzeitig und gemeinsam durch eine nachfolgende Wärmebehandlung erfolgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Pulver-UBS dort einzusetzen, wo bisher üblicherweise naß aufgetragene UBS eingesetzt wurden, wobei die akustische Dämpfung des Unterbodens möglichst wenig verringert werden soll.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 bzw. den Merkmalen des Anspruchs 11.

Die Unteransprüche zeigen besonders bevorzugte Ausführungsformen, die eine einfache Auftragung ermöglichen bzw. zu besonders guten Dämpfungseigenschaften führen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden insbesondere Sichtbereiche einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einer Pulver-UBS beschichtet, wohingegen im wesentlichen nur Nicht-Sichtbereiche mit einem naß aufgetragenen Unterbodenschutz beschichtet werden.

Die Festlegung der Sichtbereiche bzw. Nicht-Sichtbereiche richtet sich dabei nach dem üblichen Gebrauch des Kraftfahrzeugs, d. h. nach einem Blickwinkel von schräg oben auf die Karosserie. Durch diese geteilte Beschichtung des Unterbodens mit verschiedenen Unterbodenschutzschichten bleibt die akustische Dämpfung im wesentlichen unverändert.

Weiterhin können insbesondere solche Bereiche eines Unterbodens vorteilhaft mit dem Pulver beschichtet werden, die vom Steinschlag nur gering belastet werden und entsprechend auch bisher mit dünnen Naß-UBS auskommen. Dies sind insbesondere die Bereiche Radhaus vorn, Längsträger hinten (re. u. li.), Boden hinten Hinterteil (z. B. Reserveradhausunterseite), teilweise Boden hinten Vorderteil sowie der mittlere Boden vorn.

In der vorliegenden Erfindung wird also neben einer dick aufgetragenen Unterbodenschutzschicht noch eine dünn aufgetragene Pulver-Unterbodenschutzschicht aufgetragen. Zusätzlich erhält die Karosserie die üblichen Schutz- und Farbbeschichtungen, d. h. insbesondere die farbgebende Lacksicht, die eine andere Zusammensetzung hat als die Unterbodenschutzschichten. Weiterhin können noch Beschichtungen wie eine KTL (kataphoretische Tauchlackierung) und ggf. auch eine Füllerschicht vorgesehen sein. Insbesondere die KTL, aber auch die Füllerschicht werden vorteilhaft vor dem Aufbringen der Unterbodenschutzschichten aufgetragen.

Die dick aufgetragene Unterbodenschutzschicht hat über mindestens 30 % ihrer Auftragsfläche eine Mindestdicke von 200 µm und insbesondere eine durchschnittliche Dicke von mindestens 200 µm. Besonders vorteilhaft hat diese Beschichtung über mindestens 80 % der Auftragsfläche die Dicke von mindestens 200 µm, wobei üblicherweise Dicken von 350 bis über 2 000 µm aufgetragen werden.

Die an die Pulver-UBS angrenzenden Bereiche der dicken UBS können auch mit geringeren Auftragsstärken beginnen, z. B. Mindestdicke 50 µm, insbesondere 80 µm und durchschnittliche Dicke 80 µm, um dann weiter entfernt in der vollen Dicke vorzuliegen.

Die Pulver-UBS hat über mindestens 30 % ihrer Auftragsfläche und insbesondere über mindestens 80 % ihrer Auftragsfläche eine Mindestschichtdicke von 50 µm und insbesondere eine durchschnittliche Schichtdicke von mindestens 50 µm. Üblicherweise werden hier Auftragsdicken im Bereich von 100 bis 250 µm eingesetzt.

Als naß aufgetragener Unterbodenschutz können die üblichen Schichtmaterialien verwendet werden. Dies sind insbesondere solche auf PVC- oder Acrylatbasis, die durch Zugaben von Weichmacher pastös eingestellt sind. Insbesondere kommen hier solche Beschichtungen zum Einsatz, die durch Wärmezufuhr ausgehärtet (geliert) werden.

Vorteilhaft können Teilbereiche der Pulver-Unterbodenschutzschicht von der dick aufgetragenen Unterbodenschutzschicht überdeckt werden. Hierdurch erhält man eine lückenlose Unterbodenschutzschicht. Besonders vorteilhaft stellt die Pulver-UBS einen Übergangsbereich von der Dickschicht-UBS zu der farbgebenden Außenlackierung der Kraftfahrzeugkarosserie her. Da die Pulver-UBS verhältnismäßig dünn ist, ist er nach einem Überlackieren mit der farbgebenden Beschichtung so unauffällig, daß der optische Eindruck einer unterbodenschutzschichtfreien farbgebenden Lackierung besteht. Mit der Erfindung wird also erreicht, daß der dicke auffällige Unterbodenschutz optisch im wesentlichen nicht mehr in Erscheinung tritt, seine dämpfende Wirkung jedoch nahezu unverändert behält. In den Sichtbereichen übernimmt vorteilhaft die Pulver-UBS die Schutzwirkung des Unterbodens. Diese Art der Ausgestaltung des Unterbodens ist insbesondere in den Schwellerbereichen der Kraftfahrzeugkarosserie (Außenschweller) einsetzbar, da hier im oberen Schwellerbereich zwar noch eine Unterbodenschutzschicht erforderlich ist, die jedoch auch deutlich sichtbar ist. In einer Abwandlung hiervon kann die Pulver- Unterbodenschutzschicht auch zumindest teilweise frei von der farbgebenden Deckbeschichtung gehalten werden, so daß die Pulver-Unterbodenschutzschicht einen (meist schwarzen) Dekorstreifen bildet.

Beim Aufbringen der einzelnen Unterbodenschichten wird vorteilhaft zuerst die Pulver-UBS aufgetragen und ausgehärtet, bevor die Dickschicht-UBS aufgetragen und ausgehärtet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Figur näher beschrieben.

Die Figur zeigt einen Außenschwellerbereich einer Kraftfahrzeugkarosserie.

Ein Außenschwellerblech 1 erstreckt sich von einer unteren Bodenfläche 2 einer Kraftfahrzeugkarosserie bis zu einem Türausschnitt 3, in dem eine Tür 4. sitzt. Normalerweise ist der Schweller 1 bis zu seiner Oberkante 5 mit einer Dickschicht-Unterbodenschutzschicht, beispielsweise auf PVC-Basis, beschichtet, wobei die Beschichtung im wesentlichen über die gesamte Längserstreckung des Schwellers aufgetragen ist. In Abwandlungen hiervon kann gemäß den bisherigen Beschichtungen die Dickschicht-Unterbodenschutzschicht unter Beibehalt der Längserstreckung auch nur in einem unteren Bereich des Schwellers vorliegen.
Erfindungsgemäß wird ein oberer Bereich 6 des Schwellers 1 mit einer Pulver-Unterbodenschutzschicht 7 beschichtet, wobei die obere Grenze der Pulver-UBS 7 vorteilhaft nahe der Kante 5 liegt und die untere Grenze der Pulver-UBS 7 vor dem unteren Ende 8 des Schwellers 1 liegt. Gewünschtenfalls kann noch bis an die untere Grenze 8 und/oder nicht bis an die Oberkante 5 beschichtet werden. Die Pulver-UBS wird mit einer durchschnittlichen Dicke von 100 bis 200 µm, insbesondere um 150 µm aufgetragen.
Nach der thermischen Aushärtung des Pulver-UBS wird eine nasse Unterbodenschutzschicht 9 aufgetragen, die sich im wesentlichen über den gesamten unteren Boden 2 erstreckt und mit der Pulver-UBS überlappt 10. Auch dieser Unterbodenschutz wird thermisch ausgehärtet. Die Kraftfahrzeugkarosserie wird anschließend mit einem farbgebenden Decklack überzogen.
Die Dickschicht-UBS hat in dem unteren Bereich 11 des Schwellers 1 eine durchschnittliche Dicke von ca. 700 bis 1 500 µm, insbesondere um ca. 1 200 µm. Hierdurch wird eine gute Entdröhnung des Schwellers 1 erreicht bei gleichzeitiger optischer Unauffälligkeit der Dickschicht-UBS 9, die bei einer üblichen Betrachtung des fertiggestellten Kraftfahrzeuges kaum noch oder gar nicht sichtbar ist.
Durch den erfindungsgemäßen Einsatz unterschiedlicher UBS-Materialien wird eine Reduzierung der UBS-Masse von ca. 8 bis 12 kg (bei einer Kraftfahrzeugkarosserie der unteren Mittelklasse) auf ca. 6 bis 10 kg, das heißt, allgemein um ca. 1 bis 3 kg, erreicht

Claims

Verfahren zum Beschichten einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei eine die Außenfarbe der Karosserie bestimmende farbgebende Schicht und eine einen Unterboden der Karosserie schützende dicke Unterbodenschutzschicht, die von der farbgebenden Schicht unterschiedlich ist und im verfestigten Zustand über mindestens 30 % der Auftragsfläche eine Dicke von mindestens 200 μm und/oder eine durchschnittliche Dicke von mindestens 200 μm hat, auf die Kraftfahrzeugkarosserie aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Bereich des Unterbodens eine Pulver-Unterbodenschutzschicht, die von der farbgebenden Schicht und der dicken Unterbodenschutzschicht unterschiedlich ist und über mindestens 30 % der Auftragsfläche eine Dicke von mindestens 50 μm und/oder eine durchschnittliche Dicke von mindestens 50 μm hat, aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dicke Unterbodenschutzschicht naß aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver-Unterbodenschutzschicht derart in dem mindestens einen Bereich des Unterbodens aufgebracht wird, dass sie nur in Teilbereichen mit der dicken Unterbodenschutzschicht überlappt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver-Unterbodenschutzschicht derart in dem mindestens einen Bereich des Unterbodens aufgebracht wird, dass sie einen Übergangsbereich von der dicken Unterbodenschutzschicht zu der farbgebenden Schicht bildet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen oberen Schwellerbereich die Pulver-Unterbodenschutzschicht ohne der dicken Unterbodenschutzschicht und auf einem unteren Schwellerbereich die dicke Unterbodenschutzschicht aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die farbgebende Schicht, die Pulver-Unterbodenschutzschicht und die dicke Unterbodenschutzschicht chemisch und/oder thermisch gehärtet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver-Unterbodenschutzschicht für eine Dicke im verfestigten Zustand von 80 bis 300 μm, insbesondere 100 bis 250 μm aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dicke Unterbodenschutzschicht für eine Dicke im verfestigten Zustand von 350 bis 3 000 μm, vorteilhaft 450 bis 2 000 μm und insbesondere 500 bis 1 700 μm aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver-Unterbodenschutzschicht vor der dicken Unterbodenschutzschicht aufgetragen und insbesondere ausgehärtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver-Unterbodenschutzschicht, zumindest soweit sie nicht bereits von der dicken Unterbodenschutzschicht überdeckt ist, von der farbgebenden Schicht überdeckt wird oder als Dekorelement zumindest teilweise von der farbgebenden Schicht freigehalten wird.
Kraftfahrzeugkarosserie mit einer farbgebenden Lackierung und einem naß aufgetragenen Unterbodenschutz, der nur einen unteren Bereich der Kraftfahrzeugkarosserie bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Schwellerbereich (6) der Kraftfahrzeugkarosserie (1) ein Pulver-Unterbodenschutz (7) aufgebracht ist, der einen Übergang von der farbgebenden Lackierung (4) zu dem mit dem naß aufgetragenen Unterbodenschutz (9) versehenen unteren Bereich (11) bildet.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulver-Unterbodenschutz (7) von der farbgebenden Lackierung überlackiert ist oder einen Dekorbereich bildet.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulver-Unterbodenschutz (7) im verfestigten Zustand eine Dicke ≥ 50 μm, insbesondere ≥ 100 μm und ≤ 300 μm, insbesondere ≤ 250 μm hat.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der naß aufgebrachte Unterbodenschutz (9) im verfestigten Zustand eine Dicke im Bereich 350 bis 2 500 μm hat.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der naß aufgetragene Unterbodenschutz (9) auf PVC- oder Acrylatbasis ist.