DE19854091C2 - Verfahren zur Vorbehandlung von Karosserien vor einer Lackierung - Google Patents

Verfahren zur Vorbehandlung von Karosserien vor einer Lackierung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlung von Karosserien vor einer Lackierung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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). Insbe­ sondere wird dabei in einem allgemein bekannten Verfahren in einer 8-Zonen- Tauch- oder Spritzanlage eine Trikationenphosphatierung als Zink-, Nickel-, Mangan-Phosphatierung aufgebracht, wobei die Phosphatschicht als Primer- und Korrosionsschutzschicht wirkt. Ein solches Applikationsverfahren ist so­ wohl von der Anlagenseite als auch von den Betriebskosten her relativ aufwen­ dig, weil das Phosphatieren jeweils gesonderte, vorherige Reinigungen der Ka­ rosserie und zwischengeschaltete Spülvorgänge zur wirksamen Trennung der Behandlungsmedien erfordert. Insbesondere werden in den acht aufeinander­ folgenden Zonen nacheinander folgende Vorbehandlungen durchgeführt: Sprit­ zentfettung, Tauchentfettung, Spritzentfettung, Spritzspülen, Aktivierung, Phos­ phatierung, Spritzspülen, Tauchspülen, Passivierung, Spülung mit vollentsalz­ tem Wasser. Diese Vorgänge werden zum Teil mit erheblichen Behandlungs­ zeiten und erhöhten Temperaturen durchgeführt.
Weiter ist ein Phosphatierverfahren zur Herstellung vorphosphatierter Bleche, wie sie später im Automobilbau zur Herstellung von Karosserien verwendet werden bekannt (DE 196 39 597 A1). Hinweise für eine Vorbehandlung von Karosserien als Vorbereitung auf eine Lackierung werden nicht gegeben.
Zudem ist die bisher übliche Vorbehandlung von Karosserien bei Fahrzeugher­ stellern bekannt (W. Machu: Elektrotauchlackierung, Verlag Chemie, 1974, Seiten 182 bis 213), bei der die Phosphatierung Bestandteil der Vorbehand­ lung ist. In diesem Zusammenhang sind eine Mehrzahl von Vorbehandlungs­ schritten erforderlich und es werden beispielsweise ein Siebenstufen-Prozess und ein Fünfstufen-Prozess beschrieben. Auch in DE-OS 20 56 676 ist ein Vorbehandlungsverfahren beschrieben, bei dem die Phosphatierung im Rah­ men der Vorbehandlung beim Fahrzeughersteller unmittelbar vor einer Lackie­ rung in einer Vielzahl von Vorbehandlungsschritten durchgeführt wird.
Weiter ist ein Verfahren zur passivierenden Nachspülung von Phosphatschich­ ten auf Metallen vor einer Lackierung bekannt (DE 39 24 984 A1), wobei die phosphatierten Metalloberflächen mit einer wässerigen Lösung gespült wer­ den, die Aluminiumfluorozirkonat mit einem bestimmten Molverhältnis enthält. Ansonsten sind eine Vielzahl möglicher weiterer Vorbehandlungsschritte an­ gesprochen ohne einen konkreten Hinweis auf eine optimale und den Verhält­ nissen bei der Karosserielackierung in einer Großserie angepassten Lösung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Vorbehandlung von Karosse­ rien aus bereits vorphosphatierten Blechen vor der Lackierung vorzuschlagen das einfach und preisgünstig ist und welches zu guten Lackierergebnissen führt.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 werden die Karosserien einer der Lackiereinrichtung vor­ geschalteten Vorbehandlungseinrichtung zugeführt und mit einem Hochdruck­ verfahren oder mit einem Tauch- und/oder Sprühverfahren erfolgt eine Entfet­ tung und Passivierung und eine Spülung. Die Vorbehandlungseinrichtung weist drei Zonen auf dergestalt, dass in der ersten Zone die Entfettung mit einer sau­ eren Entfettungsflüssigkeit und die Passivierung mit einer Zirkoniumfluorid ent­ haltenden Passivierungsflüssigkeit mit einem pH-Bereich von 4.0 bis 6.0 er­ folgt. In der zweiten Zone erfolgt eine Spritzspülung mit Betriebswasser und in der dritten Zone eine Spritzspülung mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser). In der ersten Zone beträgt die Behandlungszeit etwa 180 sec. bei einer Tempera­ tur von 50°C bis 60°C und in der zweiten und dritten Zone beträgt die Behand­ lungszeit jeweils etwa 30 min. bis 40 min. bei Raumtemperatur.
Mit einer solchen Vorbehandlung von Karosserien aus vorphosphatierten Ble­ chen vor einer Lackierung wird eine optimale Lackiervorbereitung erreicht, die zu hervorragenden Lackierergebnissen in Lackieranlagen für die Großserien­ lackierung von Karosserien beiträgt.
Es hat sich insbesondere durch umfangreiche Versuche gezeigt, dass bei einem mit solchen vorphosphatierten Blechen hergestellten Karosserieaufbau die bisherige 8-Zonen-Phosphatierung entbehrlich ist und die blechhersteller­ seitige Vorphosphatierung als Primer- und Korrosionsschicht ausreichend ist, wobei damit als Vorbehandlung unmittelbar vor einer Lackierung im wesent­ lichen eine Entfettung und Passivierung sowie eine Spülung ausreichend ist.
Dadurch werden erhebliche Anlagekosten eingespart, weil kleinere Anlagen verwendet werden können. Außerdem fallen erheblich weniger Betriebskosten durch eingesparte Chemikalien und weniger Spülwasser an.
Gemäß Anspruch 2 ist das Verfahren einsetzbar für Karosserien, bei denen vorphosphatierte, unverzinkte Stahlbleche und/oder vorphosphatierte, elektrolytisch verzinkte Stahlbleche und/oder vorphosphatierte, feuerverzinkte Stahl­ bleche insbesondere für hohlraumbildende Karosserieteile wie Schweller, Längsträger oder Querträger verwendet sind.
Die Bewegung der Karosserie durch diese drei Zonen wird vorteilhaft nach An­ spruch 3 wie beim bisherigen 8-Zonen-Verfahren kontinuierlich mittels eines Förderbands durchgeführt.
In einem alternativen Verfahren mit Hochdruck gemäß Anspruch 4, erfolgen die Entfettung und Passivierung sowie die Spülung nacheinander mit einem Taktverfahren ortsfest in einer abschließbaren Spritzkammer der Vorbehand­ lungseinrichtung.
Nach Anspruch 5 werden auch hier, jedoch am selben Ort drei Verfahrens­ schritte durchgeführt: nach Einbringung der Karosserie in die Spritzkammer wird in einem ersten Verfahrensschritt die Entfettung mit einer sauren Entfet­ tungsflüssigkeit und die Passivierung mit einer Zirkoniumfluorid enthaltenden Passivierungsflüssigkeit mit einem pH-Wert von 4.0 bis 6.0 vorgenommen. In einem zweiten anschließenden Verfahrensschritt erfolgt eine Spülung mit Be­ triebswasser 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, wo­ durch insbesondere Schleifstellen entstehen können, an denen die Vorphos­ phatierung abgetragen sein kann. Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 wird daher in Verbindung mit dem vorstehenden Hochdruckverfahren die Möglich­ keit zumindest einer lokalen Nachphosphatierung vorzugsweise durch eine Zink- und/oder Eisenphosphatierung eröffnet. Dazu ist eine apparative Einrich­ tung als Hochdruck-Phosphatierungsvorrichtung erforderlich.
Die Drücke bei einem solchen Hochdruckverfahren liegen nach Anspruch 9 zwischen 5 bis 80 bar, vorzugsweise zwischen 30 bis 50 bar.
Anhand einer Zeichnung wird eine Hochdruck-Phosphatierungsvorrichtung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine Vorbehandlungseinrichtung 1 zur Vorbehandlung von Karosserien 2 vor einer Lackierung, insbesondere vor einer Elektro-Tauch- Beschichtung unter Verwendung eines Hochdruckverfahrens.
Die Einrichtung umfasst eine Spritzkammer 3 und eine nachgeschaltete Tro­ ckenkammer 4, durch die mittels einer Transportkette 5 Karosserien 2 auf Transportgestellen 6 transportierbar sind.
Die Spritzkammer 3 und die Warmluft-Trockenkammer 4 sind mittels steuer­ barer Schotten 17, 18, 19 nach dem Einbringen einer Karosserie 2 verschließ­ bar.
In der Spritzkammer 3 verläuft am Boden ein Kanal 7 zur Sammlung und zum Abtransport von Flüssigkeiten und an der Decke ist eine kaminartige Absau­ gung 8 angebracht. Am Ausgang der Spritzkammer 3 ist ein Sprühring 9 für vollentsalztes Wasser angeordnet.
Für eine Nachphosphatierung ist ein Flüssigkeitsbehälter 10 mit darin ange­ ordneten Heizrohren 11, einem Rührer 12 und einem Einstecksieb 13 vorge­ sehen. An den Flüssigkeitsbehälter 10 ist eine Hochdruckpumpe als Förder­ pumpe 14 angeschlossen, die ausgangsseitig über eine Schlauchleitung 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 Verfahrens­ schritten nach Einbringung der Karosserie 2 in die Spritzkammer 3 eine Ent­ fettung 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 (7)

1. Verfahren zur Vorbehandlung von Karosserien vor einer Lackierung, insbe­ sondere vor einer Elektro-Tauch-Beschichtung (ETL-Beschichtung), wobei die Karosserien aus bei der Blechherstellung bereits vorphosphatierten Ble­ chen hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet
dass die Karosserien einer der Lackiereinrichtung vorgeschalteten Vorbe­ handlungseinrichtung zugeführt werden und mit einem Hochdruckverfahren oder mit einem Tauch- und/oder Sprühverfahren eine Entfettung und Passi­ vierung und eine Spülung erfolgt,
dass die Vorbehandlungseinrichtung drei Zonen aufweist, dergestalt
dass in der ersten Zone die Entfettung mit einer sauren Entfettungsflüssig­ keit und die Passivierung mit einer Zirkoniumfluorid enthaltenden Passivie­ rungsflüssigkeit mit einem pH-Bereich von 4.0 bis 6.0 erfolgt,
dass in der zweiten Zone eine Spritzspülung mit Betriebswasser erfolgt, und
dass in der dritten Zone eine Spritzspülung mit vollentsalztem Wasser (VE- Wasser) erfolgt,
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.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Karos­ serieherstellung vorphosphatierte, unverzinkte Stahlbleche und/oder vor­ phosphatierte, elektrolytisch verzinkte Stahlbleche und/oder vorphospha­ tierte, feuerverzinkte Stahlbleche, insbesondere für hohlraumbildende Ka­ rosserieteile wie Schweller, Längsträger, Querträger verwendet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Karosserien durch die drei Zonen der Vorbehand­ lungseinrichtung kontinuierlich mittels eines Förderbands erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hochdruckverfahren die Entfettung und Passivierung sowie die Spülung nacheinander mit einem Taktverfahren in einer abschließbaren Spritzkammer (3) der Vorbehandlungseinrichtung (1) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass nach Einbringung einer Karosserie (2) in die Spritzkammer (3) in einem ersten Verfahrensschritt die Entfettung mit einer sauren Entfettungs­ flüssigkeit und die Passivierung mit einer Zirkoniumfluorid enthaltenden Pas­ sivierungsflüssigkeit 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 Karosse­ rie (2) aus der Spritzkammer (3) vorzugsweise in eine Trockenkammer (4) bewegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zusätzlichen Verfahrensschritt vor und/oder zwischen Spül- Verfahrensschritten bei Bedarf, vorzugsweise bei Nachbearbeitungen an der Karosserie (2) mit Schleifstellen, an denen die Vorphosphatierung ab­ getragen ist, mittels einer Hockdruck-Phosphatierungsvorrichtung zumin­ dest eine lokale Nachphosphatierung vorzugsweise durch eine Zink- und/ oder Eisenphosphatierung erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck-Verfahren in einem Druckbereich zwischen 5 bis 80 bar, vorzugsweise zwischen 30 bis 50 bar durchgeführt werden.
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