DE19854091A1

DE19854091A1 - Verfahren zur Vorbehandlung von Karosserien vor einer Lackierung und Hochdruckvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens

Info

Publication number: DE19854091A1
Application number: DE1998154091
Authority: DE
Inventors: Norbert Schulz; Juergen Kummer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: DE19854091C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlung von Karosserien und eine Hochdruckvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens. Erfindungsgemäß sind hinsichtlich des Verfahrens die Karosserien aus bei der Blechherstellung bereits vorphosphatierten Blechen hergestellt und die Karosserien werden in einer der Lackiereinrichtung vorgeschalteten Vorbehandlungseinrichtung mit einem Hochdruckverfahren oder mit einem Tauch- und/oder Sprühverfahren einer Entfettung und Passivierung sowie einer Spülung unterzogen. Ein solches Verfahren mit drei Verfahrensschritten ist wesentlich einfacher und betriebsgünstiger als die bisher verwendeten 8-Zonen-Verfahren. Weiter wird eine Hochdruckvorrichtung angegeben, mit der insbesondere auch eine Hochdruck-Nachphosphatierung vorgenommen werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlung von Karosserien vor einer Lackierung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Hochdruckvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Es ist bekannt, in der Serienfertigung der Automobilindustrie Karosserien vor dem Lackieren vorzubehandeln, indem die Oberflächen gereinigt und eine erste Korrosionsschutzschicht aufgebracht wird (DE 195 00 362 A1). Insbesondere wird dabei in einem allgemein bekannten Verfahren in einer 8-Zonen-Tauch- oder Spritzanlage eine Trikationenphosphatierung als Zink-, Nickel-, Mangan-Phosphatierung aufgebracht, wobei die Phosphat schicht als Primer- und Korrosionsschutzschicht wirkt. Ein solches Appli kationsverfahren ist sowohl von der Anlagenseite als auch von den Be triebskosten her relativ aufwendig, weil das Phosphatieren jeweils geson derte, vorherige Reinigungen der Karosserie und zwischengeschaltete Spülvorgänge zur wirksamen Trennung der Behandlungsmedien erfordert. Insbesondere werden in den acht aufeinanderfolgenden Zonen nacheinan der folgende Vorbehandlungen durchgeführt: Spritzentfettung, Tauchent fettung, Spritzentfettung, Spritzspülen, Aktivierung, Phosphatierung, Spritzspülen, Tauchspülen, Passivierung, Spülung mit vollentsalztem Was ser. Diese Vorgänge werden zum Teil mit erheblichen Behandlungszeiten und erhöhten Temperaturen durchgeführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zur Vorbehandlung von Karos serien vor einer Lackierung zu vereinfachen und preisgünstiger zu gestal ten, sowie eine geeignete Hochdruckvorrichtung vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, bei Karosserien, die aus bei der Blechherstellung bereits vorphosphatierten Blechen hergestellt sind, in einer der Lackiereinrichtung vorgeschalteten Vorbehandlungseinrichtung mit einem Hochdruckverfahren oder mit einem Tauch- und/oder Sprühver fahren eine Entfettung und Passivierung und eine Spülung vorzunehmen.

Eine solche Vorbehandlung mit im wesentlichen nur drei Verfahrensschrit ten beim Fahrzeughersteller ist wesentlich kostengünstiger und umwelt freundlicher. Die Vorphosphatierung im Stahlwerk wird in Verbindung mit der Blechherstellung im sog. Coil Coating-Verfahren vorgenommen. Im Vergleich zum bisherigen Phosphatierungsverfahren bei den Fahrzeugher stellern sind die Betriebskosten dort insgesamt günstiger. Die Behand lungszeiten liegen dabei kleiner als 3 sec. bei einer Behandlungstemperatur von 55 bis 65°C und Bandgeschwindigkeiten von ca. 200 m pro Minute. Damit werden in einer Trikationenphosphatierung Schichtgewichte von 1,2 bis 1,8 g pro m² aufgebracht.

Es hat sich insbesondere durch umfangreiche Versuche gezeigt, daß bei einem mit solchen vorphosphatierten Blechen hergestellten Karosserieauf bau die bisherige 8-Zonen-Phosphatierung entbehrlich ist und die blech herstellerseitige Vorphosphatierung als Primer- und Korrosionsschicht aus reichend ist, wobei damit als Vorbehandlung unmittelbar vor einer Lackie rung im wesentlichen eine Entfettung und Passivierung sowie eine Spü lung ausreichend ist.

Dadurch werden erhebliche Anlagekosten eingespart, weil kleinere Anlagen verwendet werden können. Außerdem fallen erheblich weniger Betriebsko sten durch eingesparte Chemikalien und weniger Spülwasser an.

Gemäß Anspruch 2 ist das Verfahren einsetzbar für Karosserien, bei denen vorphosphatierte, unverzinkte Stahlbleche und/oder vorphosphatierte, elek trolytisch verzinkte Stahlbleche und/oder vorphosphatierte, feuerverzinkte Stahlbleche insbesondere für hohlraumbildende Karosserieteile wie Schwel ler, Längsträger oder Querträger verwendet sind.

Bei einem Tauchverfahren und/oder Sprühverfahren mit relativ niedrigem Druck von ca. 1,5 bis 2 bar wird nach Anspruch 3 eine Vorbehandlungsein richtung mit drei Zonen jeweils mit Tauch- und/oder Sprühvorrichtungen vorgeschlagen. Ein solches 3-Zonen-Verfahren ist besonders für Großserien geeignet. Dabei erfolgt in der ersten Zone die Entfettung, vorzugsweise mit einer sauren Entfettungsflüssigkeit und die Passivierung, vorzugsweise mit einer Zirkoniumfluorid enthaltenden Passivierungsflüssigkeit mit einem ph-Bereich von 4.0 bis 6.0. In der zweiten Zone erfolgt eine Spülung, vor zugsweise eine Spritzspülung mit Betriebswasser und in der dritten Zone erfolgt eine Spülung, vorzugsweise eine Spritzspülung mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser). Vorzugsweise soll nach Anspruch 4 dabei die Behand lungszeit in der ersten Zone etwa 180 sec. bei einer Temperatur von 50 bis 60°C und in der zweiten und dritten Zone jeweils 30 bis 40 min. bei Raum temperatur betragen. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Vorbehandlung in diesen drei Zonen als Vorbereitung für eine gut haftende, stabile Lackie rung ausreichend ist.

Die Bewegung der Karosserie durch diese drei Zonen wird vorteilhaft nach Anspruch 5 wie beim bisherigen 8-Zonen-Verfahren kontinuierlich mittels eines Förderbands durchgeführt.

In einem alternativen Verfahren mit Hochdruck gemäß Anspruch 6, erfol gen die Entfettung und Passivierung sowie die Spülung nacheinander mit einem Taktverfahren ortsfest in einer abschließbaren Spritzkammer der Vorbehandlungseinrichtung.

Nach Anspruch 7 werden auch hier, jedoch am selben Ort drei Verfahrens schritte durchgeführt: nach Einbringung der Karosserie in die Spritzkam mer wird in einem ersten Verfahrensschritt die Entfettung; vorzugsweise mit einer sauren Entfettungsflüssigkeit und die Passivierung, vorzugsweise mit einer Zirkoniumfluorid enthaltenden Passivierungsflüssigkeit mit einem ph-Wert von 4.0 bis 6.0 vorgenommen. In einem zweiten an schließenden Verfahrensschritt erfolgt eine Spülung mit Betriebswasser und in einem dritten anschließenden Verfahrensschritt erfolgt eine Spülung mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser). Anschließend wird die Karosserie aus der Spritzkammer in eine Trockenkammer bewegt und eine weitere Karosserie in die Spritzkammer eingebracht.

Bei der Karosserieherstellung sind ggf. Nachbearbeitungen erforderlich, wodurch insbesondere Schleifstellen entstehen können, an denen die Vor phosphatierung abgetragen sein kann. Mit den Merkmalen des Anspruchs 8 wird daher in Verbindung mit dem vorstehenden Hochdruckverfahren die Möglichkeit zumindest einer lokalen Nachphosphatierung vorzugsweise durch eine Zink- und/oder Eisenphosphatierung eröffnet. Dazu ist eine ap parative Einrichtung als Hochdruck-Phosphatierungsvorrichtung erforder lich.

Die Drücke bei einem solchen Hochdruckverfahren liegen nach Anspruch 9 zwischen 5 bis 80 bar, vorzugsweise zwischen 30 bis 50 bar.

Die Aufgabe der Erfindung wird hinsichtlich einer speziellen Hochdruck vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Mit Anspruch 10 wird eine Hochdruck-Phosphatierungsvorrichtung für eine solche Nachphosphatierung vorgeschlagen mit einem Flüssigkeitsbehälter für die Phosphatierungsflüssigkeit, vorzugsweise mit einer Heizung und einem Rührer, wobei an den Flüssigkeitsbehältern über eine Hochdruck pumpe und eine Schlauchleitung eine Applizier-Lanze angeschlossen ist. Mit einer solchen Vorrichtung kann einfach und betriebsgünstig im Be darfsfall eine Nachphosphatierung durchgeführt werden.

Anhand einer Zeichnung wird eine Hochdruck-Phosphatierungsvorrichtung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine Vorbehandlungseinrichtung 1 zur Vorbehand lung von Karosserien 2 vor einer Lackierung, insbesondere vor einer Elek tro-Tauch-Beschichtung unter Verwendung eines Hochdruckverfahrens.

Die Einrichtung umfaßt eine Spritzkammer 3 und eine nachgeschaltete Trockenkammer 4, durch die mittels einer Transportkette 5 Karosserien 2 auf Transportgestellen 6 transportierbar sind.

Die Spritzkammer 3 und die Warmluft-Trockenkammer 4 sind mittels steuerbarer Schotten 17, 18, 19 nach dem Einbringen einer Karosserie 2 verschließbar.

In der Spritzkammer 3 verläuft am Boden ein Kanal 7 zur Sammlung und zum Abtransport von Flüssigkeiten und an der Decke ist eine kaminartige Absaugung 8 angebracht. Am Ausgang der Spritzkammer 3 ist ein Sprüh ring 9 für vollentsalztes Wasser angeordnet.

Für eine Nachphosphatierung ist ein Flüssigkeitsbehälter 10 mit darin an geordneten Heizrohren 11, einem Rührer 12 und einem Einstecksieb 13 vorgesehen. An den Flüssigkeitsbehälter 10 ist eine Hochdruckpumpe als Förderpumpe 14 angeschlossen, die ausgangsseitig über eine Schlauchlei tung 15 mit einer Applizier-Lanze 16 verbunden ist. Gegebenenfalls kann zwischen einem Anschluß der Förderpumpe 14 am Flüssigkeitsbehälter 10 für Phosphatierungsflüssigkeit und einem (nicht dargestellten) Anschluß für Betriebswasser umgeschaltet werden.

Mit der dargestellten Vorbehandlungseinrichtung 1 wird in drei Verfah rensschritten nach Einbringung der Karosserie 2 in die Spritzkammer 3 eine Entfettung und Passivierung, eine Spülung mit Betriebswasser und eine Spülung mit vollentsalztem Wasser vorgenommen. Anschließend wird die Karosserie 2 in die Trockenkammer 4 verbracht, wo eine Trocknung durch Warmluft und/oder durch Abblasen mittels Preßluft unterstützt wird.

Claims

1. Verfahren zur Vorbehandlung von Karosserien vor einer Lackierung, insbesondere vor einer Elektro-Tauch-Beschichtung (ETL-Beschich tung), dadurch gekennzeichnet,
daß die Karosserien aus bei der Blechherstellung bereits vorphospha tierten Blechen hergestellt sind, und
daß die Karosserien in einer der Lackiereinrichtung vorgeschalteten Vorbehandlungseinrichtung mit einem Hochdruckverfahren oder mit einem Tauch- und/oder Sprühverfahren eine Entfettung und Passivie rung und eine Spülung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ka rosserieherstellung vorphosphatierte, unverzinkte Stahlbleche und/oder vorphosphatierte, elektrolytisch verzinkte Stahlbleche und/oder vor phosphatierte, feuerverzinkte Stahlbleche, insbesondere für hohlraum bildende Karosserieteile wie Schweller, Längsträger, Querträger ver wendet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorbehandlungseinrichtung drei Zonen jeweils mit Tauch- und/oder Sprühvorrichtungen aufweist,
daß in der ersten Zone die Entfettung vorzugsweise mit einer sauren Entfettungsflüssigkeit und die Passivierung vorzugsweise mit einer Zir koniumfluorid enthaltende Passivierungsflüssigkeit mit einem ph-Be reich von 4.0 bis 6.0 erfolgt,
daß in der zweiten Zone eine Spülung, vorzugsweise eine Spritzspülung mit Betriebswasser erfolgt, und
daß in der dritten Zone eine Spülung, vorzugsweise eine Spritzspülung mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in der ersten Zone die Behandlungszeit etwa 180 sec. bei einer Temperatur von 50 bis 60°C beträgt, und
daß in der zweiten und dritten Zone die Behandlungszeit jeweils etwa 30 bis 40 min. bei Raumtemperatur beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Karosserien durch die drei Zonen der Vorbehand lungseinrichtung kontinuierlich mittels eines Förderbands erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Hoch druckverfahren die Entfettung und Passivierung sowie die Spülung nacheinander mit einem Taktverfahren in einer abschließbaren Spritz kammer (3) der Vorbehandlungseinrichtung (1) erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß nach Einbringung einer Karosserie (2) in die Spritzkammer (3) in einem ersten Verfahrensschritt die Entfettung vorzugsweise mit einer sauren Entfettungsflüssigkeit und die Passivierung vorzugsweise mit einer Zirkoniumfluorid enthaltende Passivierungsflüssigkeit mit einem ph-Wert von 4.0 bis 6.0 erfolgt,
daß in einem zweiten, anschließenden Verfahrensschritt eine Spülung mit Betriebswasser erfolgt, und
daß in einem dritten, anschließenden Verfahrensschritt eine Spülung mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) erfolgt und anschließend die Karosserie (2) aus der Spritzkammer (3) vorzugsweise in eine Trocken kammer (4) bewegt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zusätzlichen Verfahrensschritt vor und/oder zwischen Spül-Verfahrensschritten bei Bedarf, vorzugsweise bei Nachbearbeitun gen an der Karosserie (2) mit Schleifstellen, an denen die Vorphospha tierung abgetragen ist, mittels einer Hochdruck-Phosphatierungsvor richtung zumindest eine lokale Nachphosphatierung vorzugsweise durch eine Zink- und/oder Eisenphosphatierung erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Verfahren in einem Druckbereich zwischen 5 bis 80 bar, vorzugsweise zwischen 30 bis 50 bar durchgeführt werden.

10. Hochdruckvorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hochdruck-Phos phatierungsvorrichtung einen Flüssigkeitsbehälter (10) für die Phospha tierungsflüssigkeit, vorzugsweise mit einer Heizung (11) und einem Rührer (12) umfaßt und an den Flüssigkeitsbehälter (10) über eine Hochdruckpumpe (14) und eine Schlauchleitung (15) eine Applizier- Lanze (16) angeschlossen ist.