DE60202472T2

DE60202472T2 - Verfahren zum reparieren von fahrzeugkarosserien mit verklebten ersatzplatten

Info

Publication number: DE60202472T2
Application number: DE60202472T
Authority: DE
Inventors: A. Jeffrey MILLER
Original assignee: Lord Corp
Current assignee: Lord Corp
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: CA2453091A1; US20030005995A1; MXPA03011602A; EP1401688B1; EP1401688A1; BR0210800A; DE60202472D1; WO2003004327A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Bei der Reparatur von Kraftfahrzeugkarosserieblechen durch das Überlappen eines neuen Blechs mit einem zu reparierenden Blech ist nach einem Hitze-Kälte-Zyklus aufgrund von Unterschieden des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten ein konturenhaftes Sich-Abzeichnen des Konstruktionsklebstoffs zu sehen. Das Buch "Repair of vehicle bodies" von Heinemann Butterworth offenbart Verfahren zur Reparatur von Kraftfahrzeugkarosserien unter Verwendung von verklebten Reparaturblechen. Die Reparaturbleche sind in einem nicht spezifizierten Winkel angefast. Ein Sich-Abzeichnen oder eine "Schattenbildung" ist auf dem lackierten und/oder gespachtelten Blech zu sehen, wenn die Kante des neuen Blechs in einem Winkel von 20° angefast wurde. Weiterhin ist gefunden worden, dass die Überlappung der Bleche den Grad des Sich-Abzeichnens direkt beeinflusst.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die Erfindung besteht aus einem Verfahren zur Reparatur von Kraftfahrzeugkarosserieblechen, umfassend das Schleifen der Kante des neuen Blechs bis zu einer Abschrägung von 10° oder weniger, das Auftragen des Klebstoffs in überlappender Beziehung auf das zu reparierende Blech, das Überlappen-Lassen der Bleche mit einer Überlappung von 1,90 cm bis 7,62 cm (3/4 bis 3 inch) und das Sich-Entwickeln-Lassen einer Haftfestigkeit des Klebstoffs. Die reparierten Bleche werden dann durch Spachteln und Lackieren oberflächenbehandelt. Die reparierten Bleche weisen eine verbesserte Verminderung des konturenhaften Sich-Abzeichnens des Klebstoffs auf.
Ein zusammenfassendes schrittweises Verfahren zur Reparatur eines Kraftfahrzeugkarosseriebleches umfasst:

a) Entfernen von Oberflächenkorrosion oder Beschichtungen auf einem ursprünglichen Karosserieblech zur Freilegung von bloßem Metall an einem vorbestimmten Kantenabschnitt;
b) Entfernen von Beschichtung auf der nach innen gerichteten Stirnfläche eines Ersatzblechs bis zu einem vorbestimmten Kantenabschnitt, um elektrophoretische Beschichtungen, Grundierungen, Beschichtungen und/oder verzinkende Schichten zu entfernen;
c) Schleifens einer Fase von 10° oder weniger an der Kante des Ersatzblechs;
d) Auftragen eines bei Raumtemperatur härtbaren Klebstoffs und von Distanzkügelchen mit der Dicke der Klebschicht auf die nach innen gerichtete Stirnseite der Kante, die in Schritt b) am Ersatzblech freigelegt wurde;
e) Befestigen der verklebten Bleche aneinander;
f) Härtenlassen des Klebstoffs;
g) Auftragen eines faserverstärkten Füllstoffs;
h) Auftragen eines nicht faserverstärkten Füllstoffs, und das Auftragen von Decklack(en).

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Querschnitt eines unverklebten Ersatz-Kraftfahrzeugkarosserieblechabschnitts, in dem die 10°-Fase im Bereich des Klebekantenabschnitts veranschaulicht wird.
2 ist ein Querschnitt eines Ersatzblechs, das mit Klebstoff dazwischen an das ursprüngliche Kraftfahrzeugkarosserieblech geklebt ist.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2, in denen ähnliche Zahlen ähnliche Strukturen darstellen, ist in 1 ein Ersatzblech 8 entweder ein Dachblech, ein Blech für das linke oder rechte hintere Viertel oder ein Karosserieblech. Diese Ersatzbleche werden kommerziell an die Kraftfahrzeugreparaturindustrie verkauft. Die Bleche enthalten normalerweise Metallbehandlungen wie eine Verzinkung, eine elektrophoretische Beschichtung und/oder andere Korrosionsschutz-Beschichtungen. Bei herkömmlichen Karosseriereparaturen werden die Ersatzbleche üblicherweise angeschweißt, geschliffen und mit herkömmlichen Füllstoffen oberflächenbehandelt. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein statt eines Schweißens geeignetes Klebstoffverbindungsverfahren, bei dem ein kritischer kosmetischer Defekt, nämlich die Schattenbildung des Klebstoffs, eliminiert wird. Das Ersatzkarosserieblech 8 in 1 hat eine Sichtseite 10, d.h. eine zu lackierende Seite. Bei der unteren Fläche des Ersatzblechs handelt es sich um eine Verbindungsfläche. Bei 11 ist die Verbindungskante des Abschnitts zu einer Abschrägung von 10° geschliffen. Eine Abschrägung von 10° oder weniger ist einer Messerkante ähnlich. 2 veranschaulicht das Ersatzblech 10, das mit dem Klebstoff 13 an das ursprüngliche Blech 12 des Fahrzeugs überlappend geklebt ist. Der überlappende Kantenbereich des Klebeabschnitts ist durch die Überlappungslänge 14 veranschaulicht und reicht von 1,27 bis 7,62 cm (0,5 bis 3 inch). Vorzugsweise reicht das Ausmaß der Überlappung des Ersatzblechs auf dem ursprünglichen Blech von 1,90 bis 2,54 cm (0,75 bis 1 inch).
Klebstoffe
Die Klebschichtdicke des Klebstoffs bei 13 wird durch die nicht zusammendrückbaren Kügelchen gesteuert, die in die Klebschicht eingearbeitet werden oder die, wie bevorzugt ist, mit dem Klebstoff vorvermischt werden. Die Dicke der Klebschicht ist nicht geringer als der Durchmesser der nicht zusammendrückbaren Kügelchen. Keramik-, Glas- oder Silicat-Kügelchen sind bevorzugt, obwohl Kügelchen auch aus warmgehärteten oder thermoplastischen Materialien geeignet sind. Glaskügelchen werden von C. E. D. Processed Minerals, Inc., mit der Marke GORESIL^® verkauft; Nylonkügelchen werden mit der Marke ORGASOL^® von Elf Atochem verkauft, und Keramikkügelchen werden von 3M verkauft. Der Durchmesser der nicht zusammendrückbaren Kügelchen beträgt vorzugsweise 0,0127 cm–0,127 cm (0,005 inch–0,050 inch), und vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Kügelchen 0,025 bis 0,050 cm (0,010 bis 0,020 inch). Acryl-Konstruktionsklebstoffe, in die nicht zusammendrückbare Glaskügelchen eingearbeitet sind, sind im U.S.-Patent Nr. 5 487 803 offenbart. Das Patent US 5 487 803 offenbart ein Verfahren zur Bildung eines Falzflansches, bei dem Klebstoff und Kügelchen auf einen Falzflansch aufgebracht werden und eine Kompressionskraft einwirken gelassen wird, wodurch ein mechanisches Ineinandergreifen der Bleche am Falzflansch bewirkt wird. Die vorliegende Erfindung zielt nicht auf die Bereitstellung eines mechanischen Ineinandergreifens ab. Das vorliegende Verfahren ist zum überlappenden Verbinden der oben erwähnten Bleche der äußeren Metallkarosserieschale geeignet.
Acryl-Konstruktionsklebstoffe sind im U.S.-Patent Nr. 4 051 195, im U.S.-Patent Nr. 5 641 834 und im U.S.-Patent Nr. 5 710 235 offenbart. Epoxy-Acryl-Klebstoffe können verwendet werden. Geeignete oder verwendbare Epoxy-Acrylat-Klebstoffe sind in U.S. 4 803 232 mit dem Titel "Rubber-Modified Epoxy Adhesive Compositions", U.S. 4 766 186 mit dem Titel "Epoxy Adhesive" und in U.S. 4 426 243 mit dem Titel "Room-Temperature-Curable, Quick-Setting Acrylic/Epoxy Adhesives And Methods Of Bonding " offenbart. Solche durch Acrylat modifizierten Epoxy-Beschichtungszusammensetzungen umfassen ein Epoxid, ein Polyacrylat oder Polymethacrylat und ein Polyamin. Geeignete Epoxide, Polyacrylate, Polymethacrylate und Polyamine sind im U.S.-Patent Nr. 4 051 195 offenbart. Die Acrylklebstoffe umfassen normalerweise Füllmittel, eine Mischung aus einem oder mehreren olefinisch reaktiven Monomeren wie Methylmethacrylat oder Methacrylsäure und Härtungsmittel, wobei die Härtung oder Polymerisation durch einen redoxinitiierten Polymerisationsmechanismus bewirkt wird. Die Acrylklebstoffe können zur Verbesserung der Härtungsgeschwindigkeit, der Haftung an Substratmaterialien, der Beständigkeit gegenüber der Umgebung, der Schlagfestigkeit, Biegsamkeit, Wärmebeständigkeit und dergleichen andere Additive enthalten.
Ein geeigneter Klebstoff kann Materialien einschließen, die als "druckempfindlich" bezeichnet werden, vorausgesetzt, die Klebstoffe härten unter Umgebungsbedingungen unter Bildung eines zähen, kohäsiven Materials.
Geeignete kommerziell verfügbare Konstruktionsklebstoffe, die zur Verwendung im Verfahren geeignet sind, sind von der Lord Corporation mit der Marke FUSOR^®, von SEM Products, Polymer Engineering Corp., mit der Marke Duramix^®, von 3M mit der Marke Automix^® und von Kent Automotive, einem Unternehmensbereich der Premier Farnell plc, West Sussex, GB, erhältlich.
Reparaturverfahren
Die Einzelheiten zum bevorzugten Reparaturverfahren sind in den folgenden nummerierten Schritten als bester Modus zur Durchführung der Erfindung beschrieben.

1. Präparation des ursprünglichen Blechs. Ein Abschnitt des gesamten Blechs oder das gesamte Blech wird entfernt, wodurch eine vorbestimmte Verbindungskante verbleibt. Die Kontur der Verbindungskante resultiert aus der Entfernung des ursprünglichen Blechs oder eines Abschnitts davon, das zu ersetzen ist. "Abschnittskante" bezieht sich auf diejenigen Abschnitte des ursprünglichen Blechs, die mit dem neuen oder dem Ersatzblech überlappen und mit Klebstoff im Überlappungsabschnitt verklebt sind. Die nach außen weisende Seite des ursprünglichen Blechs wird auf die gewünschte Überlappungslänge geschliffen, um vorhandene Korrosion, elektrophoretische Beschichtung, Grundierungen, Beschichtungen und/oder Galvanisierungen zu entfernen. Nach dem Schleifen liegt bloßes, ursprüngliches Metall frei. Es wird darauf geachtet, dass die Ecken nicht beschädigt werden und das Metall des ursprünglichen Blechs nicht dünner wird.
2. Die Abschnittskante der Ersatzbleche muss hergestellt werden, indem die äußere Stirnfläche in einer vorbestimmten Breite, die der vorgesehenen Überlappungsverbindung entspricht (z.B. eine Fläche von 2,5 cm (1 inch)) der nach innen weisenden Fläche (Klebstoff-Kontaktseite) des neuen Blechs geschliffen wird, um vorhandene elektrophoretische Beschichtung, Grundierungen, Beschichtungen und/oder Galvanisierungen zu entfernen.
3. Die äußere, d.h. die nach außen weisende (Sicht-)Seite des neuen Blechs wird an der Verbindungskante des Abschnitts des neuen Blechs mit einer Schleifmaschine zu einer Vorabschrägung von 10° oder weniger abgeschrägt, wie in 1 dargestellt ist.
4. Das Fahrzeug sollte stillstehen und an den normalen Abstützpunkten gleichmäßig abgestützt sein.
5. Das neue Blech wird vormontiert, damit die richtige Ausrichtung und Überlappung an den Abschnittskanten gewährleistet sind.
6. Herstellung des Klebstoffs: Jeder der oben erwähnten Konstruktionsklebstoffe wird durch das Auftragen einer kleinen Klebstoffmenge gespendet. Bevorzugte Klebstoffe sind bei Raumtemperatur härtende Zweikomponenten-Acrylklebstoffe, die mit der Marke Fusor^® von der Lord Corporation erhältlich sind. Der Metallklebstoff #108B ist in Kartu schen erhältlich, die so ausgebildet sind, dass ein gleichmäßiger Fluss beider Komponenten gewährleistet ist. Dann wird eine Mischspitze angebracht und ein Stück Klebstoff aus dem Mischer gespendet. Der Klebstoff hat eine offene Zeit von normalerweise etwa 40 bis 50 min zum Auftragen des Klebstoffs und zur Montage der Komponenten.
7. Ein Wulst von 0,64–0,98 cm (1/4–3/8 inch) Fusor-Metallklebstoff wird auf die vorbereiteten Kanten des neuen Blechs einschließlich des vorbereiteten Stücks von 2,5 cm (1 inch) der Verbindungsfläche aufgetragen.
8. Das neue Blech wird richtig positioniert. Sobald dieses Blech richtig positioniert wurde, darf es nicht mehr vom Fahrzeug weggezogen werden. Wenn eine Neupositionierung erforderlich ist, wird das Blech verschoben. Dadurch wird der richtige Kontakt zwischen den beiden Blechen beibehalten.
9. Festes und gleichmäßiges Festklemmen. In der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise Klemmen und/oder Befestigungsschrauben verwendet, um klebende Abschnitte des Ersatzblechs auf dem ursprünglichen Karosserieblech zu halten, bis der Klebstoff strukturelle Festigkeit entwickelt hat. Es wird eine niedrige bis mäßige Klemmkraft angewandt, die niedriger als die Kraft ist, die zur Verformung der Karosseriestahlbleche fähig ist. Die Distanzkügelchen im Klebstoff unterstützen das Verhindern eines zu starken Klemmens. Schrauben werden vorzugsweise in Bereichen verwendet, die schwierig einzuklemmen sind. Überschüssiger Klebstoff wird nach Möglichkeit vom Blech abgewischt, bevor er härtet.
10. Der Klebstoff wird härten gelassen. Ein ausreichender Zeitraum beträgt bei der Verwendung beispielsweise von FUSOR-Klebstoffen 1,5 bis 2 h. Nach dem Härten kann der Klebstoff auf der Oberfläche noch ein wenig "klebrig" sein. Zum Zusammenhalten der verbundenen Bleche verwendete Klemmen und/oder Schrauben werden entfernt.
11. Überschüssiger Klebstoff wird vom Bereich der Schönheitsreparatur entfernt.
12. Schraubenlöcher sollten mit Reparaturklebstoff, zum Beispiel einem Kunststoff-Karosserieklebstoff für Schönheitsreparaturen, gefüllt werden. Diese Reparaturklebstoffe sind von der Lord Corporation (Stock #102/103) erhältlich. Eine zuerst aufgetragene Schicht aus Karosseriefüllstoff auf der Überlappungsverbindung muss ein fasergefüllter Füllstoff sein, der direkt auf der Naht des verklebten Abschnitts aufgetragen wird. Die Reparatur wird vervollständigt, indem herkömmlicher, nicht fasergefüllter Füllstoff aufgetragen wird. Die Füllstoffe werden nach der vollständigen Härtung des Klebstoffs härten gelassen und grob geschliffen. Einem Schleifen mithilfe eines Schleifklotzes folgt eine Lackierung mit Grundlack, gefolgt von einer Decklackierung mit Lack gemäß den Empfehlungen des Fahrzeugherstellers. Hauptquellen für Füllstoffe umfassen Everglass^®-Produkte der Evercoat Company, Fibral^®-Produkte von U-POL und Duraglas^®-Produkte von U.S. Chemical.
13. Gegebenenfalls und vorzugsweise kann ein Nahtdichtmittel verwendet werden. Wenn ein Dichtmittel für kosmetische Nähte erwünscht ist, ist eine kommerzielle Nahtabdichtungsmasse (Stock #123/126 oder #123EZ/126EZ) oder Fusor Match Urethane Sealer/Adhesive (Stock #800/801) von der Lord Corporation erhältlich. Es wird empfohlen, den Vorgang nicht zu übereilen. Es ist zu gewährleisten, dass alle Anforderungen an Härtungszeiten erfüllt oder überschritten werden, um eine bessere Qualität zu erhalten.

Claims

Verfahren zur Reparatur eines Kraftfahrzeugkarosserieblechs, umfassend das: a) Entfernen von Oberflächenkorrosion oder Beschichtungen auf einem ursprünglichen Karosserieblech zur Freilegung von bloßem Metall an einem vorbestimmten Kantenabschnitt; b) Entfernen von Beschichtung auf der nach innen gerichteten Stirnfläche eines Ersatzblechs bis zu einem vorbestimmten Kantenabschnitt, um bloßes Metall freizulegen; c) Schleifens einer Fase von 10° oder weniger an der Kante des Ersatzblechs; d) Auftragen eines bei Raumtemperatur härtbaren Klebstoffs mit Distanzkügelchen mit der Dicke der Klebschicht auf die nach innen gerichtete Stirnseite der Kante, die in Schritt b) am Ersatzblech freigelegt wurde; i) Befestigen des ursprünglichen und des Ersatzblechs aneinander durch dazwischen im Klebebereich befindlichen Klebstoff, wobei der Bereich eine Überlappungslänge von 1,27 bis 7,62 cm und eine durch die Distanzkügelchen festgelegte Klebschichtdicke aufweist; j) Härtenlassen des Klebstoffs; k) Auftragen eines faserverstärkten Füllstoffs; l) Auftragen eines nicht faserverstärkten Füllstoffs auf den faserverstärkten Füllstoff, und das m) Auftragen von Decklack(en).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dicke der Klebschicht 0,0127 cm –0,127 cm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Überlappungslänge des Ersatzblechs über dem ursprünglichen Blech von 1,90 bis 2,54 cm reicht.