DE19930347A1 - Aluminiumbauteil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Aluminiumbauteil, insbesondere ein Aluminiumband zur Herstellung von Aluminium-Blechformteilen (2, 3), mit einer Oberfläche und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Aluminiumbauteils. Erfindungsgemäß wird ein derartiges, bekanntes Aluminiumbauteil gegenüber dem korrosiven Angriff von Wasser dadurch geschützt, daß die Oberfläche zumindest teilweise eine Beschichtung (6) aus Polyamid aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aluminiumbauteil, insbesondere ein Aluminiumband zur Herstellung von Aluminium- Blechformteilen, mit einer Oberfläche und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Aluminiumbauteils.

Derartige Aluminiumbauteile finden unter anderem Verwendung als Tankhalbschalen zur Herstellung von Kraftstofftanks für Kraftfahrzeuge. Als Werkstoff für derartige Aluminiumbauteile werden je nach Anforderung verschiedene Aluminium-Legierungen eingesetzt.

Als Materialien zur Herstellung von Kraftstofftanks werden zur Zeit vorwiegend Kunststoffe verwendet.

Aufgrund der verschärften Anforderungen an die Emission von Kraftstoffen bzw. Kraftstoffgasen ist die Verwendung von Kunststoff als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Kraftstofftanks zunehmend problematisch. Kunststoffe sind prinzipiell nicht diffusionsdicht, so daß der Kraftstoff, wenn auch in kleinen Mengen, durch eine Kunststoffwand eines Kraftstofftanks hindurchdiffundiert, so daß im Ergebnis Kraftstoffgase in die Umwelt freigesetzt werden. Wie bereits erwähnt, werden die gesetzlichen Anforderungen an die zulässige Freisetzung von Kraftstoffgasen ständig verschärft. Um dem entgegenzuwirken, wird die Herstellung von mehrfach extrudierten - bis zu achtfach extrudierten - Kunststoffblasen vorgeschlagen. Dies führt zu einer wesentlichen Verteuerung der Herstellung und zu einer ebenfalls unerwünschten Gewichtssteigerung der derart hergestellten Kraftstofftanks. Darüber hinaus läßt sich auch mit mehrfach extrudierten Kunststoffblasen das Problem der Kraftstoffdiffusion nicht vollständig lösen. Als Materialien zur Lösung des Problems der Kraftstoffdiffusion bieten sich metallische Werkstoffe wie Stahl oder Aluminium an, mit denen sich die Kraftstoffdiffusion vollständig vermeiden läßt. Der Einsatz von Aluminiumwerkstoffen ist besonders vorteilhaft, da diese ein geringeres Gewicht aufweisen, was dem ständigen Bestreben nach Gewichtsreduzierungen im Kraftfahrzeugbau entgegenkommt. Die Verwendung von Aluminiumwerkstoffen ist allerdings dahingehend problematisch, da in Kraftstofftanks aufgrund der Verunreinigung von bestimmten Kraftstoffen oder der Kondensation an den Kraftstofftankwänden aggressive wässrige Lösungen vorhanden sein können, was bei diesen Kraftstoffen zur Korrosion von aus Aluminium bestehenden Kraftstofftanks führen kann und aufgrund einer hierdurch eventuell herabgesetzten Haltbarkeit unerwünscht ist.

Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Aluminiumbauteil zur Verfügung zu stellen, mit dem sich die Problematik der Korrosion von Aluminiumbauteilen bei der Anwesenheit von aggressiven wässrigen Lösungen wesentlich verbessern läßt.

Erfindungsgemäß ist die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Oberfläche zumindest teilweise eine Beschichtung aus Polyamid aufweist. Polyamid läßt sich leicht verarbeiten, ist unter Umweltgesichtspunkten relativ unproblematisch und gegenüber Kraftstoffen beständig. Eine Beschichtung aus Polyamid ist auch beständig gegenüber agressiven wässrigen Lösungen und schützt somit das beschichtete Aluminiumbauteil vor Korrosion.

Dadurch, daß gemäß einer ersten Ausgestaltung die Beschichtung durchgehend ausgeführt ist, d. h. insbesondere ein Aluminiumband zur Herstellung von Aluminium-Blechformteilen beidseitig eine Beschichtung aus Polyamid aufweist, ist beispielsweise gewährleistet, daß ein aus derartig beschichteter Aluminium- Blechformteilen hergestellter Kraftstofftank sowohl von innen als auch von außen korrosionsbeständig ist. Auch innerhalb des Kraftstofftanks eingesetzte Aluminium- Blechformteile, etwa Schwallbleche sind durch eine beidseitige Beschichtung mit Polyamid korrosionsbeständig.

Der Korrosionsschutz der mit Polyamid beschichteten Aluminiumbauteile wird dadurch weiter verbessert, daß das Polyamid eine niedrige Wasseraufnahme aufweist. Die Wasseraufnahme von Polyamiden nimmt mit abnehmender Konzentration der Säureamid-Gruppen im Molekül ab. Ein Polyamid mit geringer Wasseraufnahme gewährleistet, daß der Aluminiumwerkstoff einem nur sehr geringen korrosiven Einfluß ausgesetzt ist.

Bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Aluminiumbauteils zur Herstellung eines Kraftstofftanks ist es vorteilhaft, das Polyamid so zu modifizieren, daß es eine Gebrauchstemperatur von mindestens 160°C aufweist. Da in der Umgebung von Kraftstofftanks in Kraftfahrzeugen nicht selten die Auspuffanlage des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, ist eine gute Temperaturbeständigkeit des hier verwendeten Polyamids notwendig.

Bei der Herstellung eines Aluminium-Blechformteils durch Tiefzug eines erfindungsgemäßen Aluminiumbandes ist es vorteilhaft ein Polyamid zu verwenden, das derart modifiziert ist, daß es Gleiteigenschaften aufweist. Hierdurch kann beim Tiefziehen auf zusätzliche Schmiermittel verzichtet werden, was den Herstellungsprozeß vereinfacht.

Eine weitere Vereinfachung des Herstellungsprozesses läßt sich dadurch erzielen, daß das Polyamid Klebeeigenschaften aufweist. Durch diese Klebeeigenschaften der Beschichtung aus Polyamid läßt sich beispielsweise die Verbindung von zwei Kraftstofftank-Halbschalen, der Schwallbleche und des Einfüllstutzens durch Kleben herstellen.

Gemäß einer weiteren Lehre betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen, soeben beschriebenen Aluminiumbauteils, insbesondere eines Aluminiumbandes. Gemäß dieser weiteren Lehre wird ein erfindungsgemäßes Aluminiumbauteil dadurch hergestellt, daß die Beschichtung durch die Pulverbeschichtung mit Polyamidpulver aufgetragen wird. Eine derartige Pulverbeschichtung ermöglicht eine weitgehend automatisierte Arbeitsweise und ist - wegen der Abwesenheit von Lösungsmitteln - umweltfreundlich.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung erfährt das Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumbauteils dadurch, daß das Polyamidpulver elektrostatisch auf das Aluminiumbauteil, insbesondere das Aluminiumband aufgetragen wird.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Aluminiumbauteil bzw. das Verfahren zur Herstellung eines solchen Aluminiumbauteils auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 7 nachgeordneten Patentansprüche andererseits auf die Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kraftstofftank hergestellt aus zwei Ausführungsbeispielen eines erfindungsgemäß ausgestalteten Aluminium- Blechformteils und

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Verbindungsstelle zwischen den beiden Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Aluminium- Blechformteile.

Fig. 1 zeigt einen Kraftstofftank 1, der ein erstes Aluminium-Blechformteil 2 und ein zweites Aluminium- Blechformteil 3 aufweist. Das erste Aluminium- Blechformteil 2 und das zweite Aluminium-Blechformteil 3 sind miteinander entlang einer Verbindungsnaht 4 verbunden.

In Fig. 1 ist zu erkennen, daß das erste, obere Aluminium-Blechformteil 2 eine relativ komplizierte Oberfläche aufweist, die zur Anpassung an den Kraftfahrzeugunterboden regelmäßig notwendig ist. Eine derartige Oberfläche wird üblicherweise durch Tiefziehen der Aluminium-Blechformteile 2, 3 hergestellt. Dieses Tiefziehen wird verfahrenstechnisch dadurch vereinfacht, daß das erfindungsgemäß auf der Oberfläche des das Ausgangsmaterial für den Tiefzug bildenden Aluminiumbandes vorgesehene Polyamid so modifiziert ist, daß es die für den Tiefzug notwendigen Gleiteigenschaften aufweist.

In Fig. 2 ist die Verbindungsstelle 4 in einem Ausschnitt vergrößert dargestellt. Dort ist deutlich zu erkennen, daß die Aluminium-Blechformteile einen Kern 5 aus einem Aluminiumwerkstoff aufweisen und beidseitig mit einer Beschichtung 6 aus Polyamid versehen sind. Dieses Polyamid dient dazu, die Standfestigkeit der Aluminum- Blechformteile 2, 3 gegenüber einer Korrosion durch die Anwesenheit von Wasser um Größenordnungen zu verbessern.

Zur Haftvermittlung zwischen der Beschichtung 6 aus Polyamid einerseits und dem Kern 5 aus einem Aluminiumwerkstoff andererseits ist - nicht dargestellt - auf dem Kern 5 eine Konversionsschicht vorgesehen, die bei einer beschädigten Beschichtung 6 aus Polyamid ebenfalls einen gewissen Schutz vor Korrosion bietet. Bei der nicht dargestellten Konversionsschicht kann es sich beispielsweise um eine Chomatschicht handeln. Eventuell ist er vorteilhaft, zwischen der Konversionsschicht und der Beschichtung 6 aus Polyamid noch einen Primer aufzutragen.

Gleichzeitig läßt sich bei einer Herstellung der Beschichtung aus einem Polyamid, welches derart modifiziert ist, daß es Klebeeigenschaften aufweist, die Verbindung zwischen den Aluminium-Blechformteilen 2, 3 durch Verkleben herstellen. Hierdurch können konventionelle Verbindungstechniken, wie etwa das Schweißen, zumindest teilweise überflüssig werden.

Claims (8)

1. Aluminiumbauteil, insbesonder Aluminiumband zur Herstellung von Aluminium-Blechformteilen (2, 3), mit einer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche zumindest teilweise eine Beschichtung (6) aus Polyamid aufweist.

2. Aluminiumbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (6) durchgehend ausgeführt ist.

3. Aluminiumbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid eine niedrige Wasseraufnahme aufweist.

4. Aluminiumbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid eine Gebrauchstemperatur von mindestens 160°C aufweist.

5. Aluminiumbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid Gleiteigenschaften aufweist.

6. Aluminiumbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid Klebeeigenschaften aufweist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumbauteils, insbesondere eines Aluminiumbandes, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch die Pulverbeschichtung mit Polyamidpulver aufgetragen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamidpulver elektrostatisch auf das Aluminiumbauteil, insbesondere das Aluminiumband, aufgetragen wird.