WO2007115681A1 - Kataphoretische tauchlackierungen an karosserien und bauteilen mit verbessertem umgriffverhalten - Google Patents

Kataphoretische tauchlackierungen an karosserien und bauteilen mit verbessertem umgriffverhalten Download PDF

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    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process
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    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process
    • C25D13/22—Servicing or operating apparatus or multistep processes

Definitions

  • the invention relates to a body component for a motor vehicle, which is designed as a formed portion of a steel strip.
  • DE 103 11228 Al shows such a method for coating a body by electrocoating.
  • DE 196 504 78 describes the application of a corrosion protection varnish to a flat sheet. Parts of a car body are subsequently formed from this metal sheet, which are electrophoretically painted. This process is relatively expensive.
  • DE 197 003 19 shows the application of a provided with iron powder corrosion protection paint on a flat sheet. From this sheet later parts of a car body are molded, which will eventually be painted. In this method, it is disadvantageous that the paint consumption during painting of such body components is relatively high.
  • the surface of the cavity is substantially formed as an electrically conductive sheet steel surface.
  • the term "essentially” here means that individual smaller areas that are not electrically conductive can be tolerated, such areas may be caused by splashes of paint or by other coatings such as grease residues.
  • the surface of the outer skin is provided with a layer whose electrical conductivity is substantially lower than that of the electrically conductive sheet steel surface.
  • the electrical conductivity is smaller by several orders of magnitude, for example by the factor 1000, by the factor 10000 or even more.
  • the invention provides pre-coated, for example painted and there electrically non-conductive sheets ready, which are primarily provided in the interior of a body or of body parts. This is achieved in that those areas which form the surface of the outer skin have a lower conductivity than the areas of the surface of the cavity.
  • the so-called Umgriffs the cataphoretic dip coating is thereby improved in favor of the cavities.
  • the cavities are thereby better coated.
  • reduce the outer layer thicknesses of the body component By reducing the total area to be coated, the relative coating time of the remaining area to be coated increases. This is accompanied by a material saving of the cataphoretic dipping paint.
  • precoated sheet metal results in an improved forming behavior, for example in a press shop with the associated increased service life of the press tools and an increased output.
  • a coating in the form of a coating or a coil coating is provided, which no longer or only to a lesser extent permits a deposition of the cataphoretic dip paint due to the Vorwiderstands of the coating.
  • the sheets may be coated prior to installation in the body.
  • a sheet metal part which is a sill of a body
  • important that the later elektrokataphoretisch to be coated cavity can only result in the attachment of the body component to the body.
  • the invention can also be applied to body components which already have a cavity, for example pillars or reinforcement beams, prior to attachment to the body of a motor vehicle.
  • a further explanation of the invention assumes that the ka- taphoretician paint see a cavity with conductive walls by the principle of the Faraday cage 1 is influenced. As a result, a body made entirely of conductive material always remains completely field-free when even the highest internal stresses are applied.
  • the invention provides on the outer surfaces of the outer skin of the workpieces or body parts a less electrically conductive coating which builds up an electrical resistance which assists a coating inside the cavity. This is particularly noticeable in the cataphoretic dip painting of narrow gaps, as they occur in acute-angled connections of sheet metal surfaces. With the invention, a cataphoretic dip painting is favored especially in such areas. Undesirable large outer layer thicknesses of the deposited on the outer skin paint are avoided in the cataphoretic dip coating.
  • the Umgriffs the cataphoretic dip coating is improved in favor of the cavities, the cavities are better coated.
  • the invention can also be implemented with a body component which, at those points which form the surface of the cavity after forming, are designed essentially as an electrically conductive steel sheet surface. These can also be provided with an electrically conductive coating, if desired.
  • a portion of a steel strip is initially provided, which is provided at particular points, which are not exposed to direct weathering later, with an electrically low-conductivity layer.
  • low-conductivity also includes layers which are electrically insulating
  • Reshaped body component which is either cataphoretically dip-coated immediately or cataphoretically dipped after cultivation on a body of a motor vehicle by the entire motor vehicle or parts thereof are immersed in a Tauchlackierbad.
  • the relatively expensive in comparison with the relatively inexpensive prepainted places cataphoretically painted bodies ensure their good corrosion protection.
  • a section of a steel strip is initially provided which is provided with an electrically low-conductivity layer at those points which form the surface of the outer skin after forming.
  • the term "low conductivity" also includes layers which are electrically insulating, and the section is formed into the body component, which is either immediately cataphoretically dip coated or cataphoretically dip-coated onto a body of a motor vehicle by the entire motor vehicle or parts be immersed in a dip-coating bath.
  • a section of a steel strip is initially provided which is provided with an electrically low-conductivity layer at specific points which are not subsequently exposed to direct weathering.
  • low-conductivity also includes layers which are electrically insulating
  • the section is converted into the body component, which is either immediately cataphoretically dip-coated or which is cataphoretically dip-coated after being attached to the body of a motor vehicle by the entire motor vehicle.
  • the relatively expensive cataphoretic lacquered areas which are relatively expensive compared to the relatively inexpensive pre-painted areas, ensure their good corrosion protection, thereby ensuring particularly cost-effective coating with properties adapted to the respective application.
  • the sole FIGURE shows a body component 1 according to the invention, which is produced from a steel sheet section 2.
  • the steel sheet section 2 is provided with an edge 3, wherein a cavity 5 is formed by providing a cover strip 4 at the edge 3 opposite the end of the sheet steel section 2.
  • the steel sheet section 2 is coated on the side facing away from the cavity 5 with an electrically insulating lacquer. On its inside, the cavity 5, the bare surface of the sheet steel section 2.
  • the bodywork component 1 is immersed here in an immersion bath not shown in detail, in which electrically positively charged Color particles are provided. These colored particles are represented by a "+” symbol
  • the steel sheet section 2 is connected in the transition region between cover strip 4 and steel sheet section 2 to the "-" pole of a current source (not further shown here).

Abstract

Für ein Kraftfahrzeug wird ein Karosseriebauteil (1) mit einem innenliegenden Hohlraum und mit einer Außenhaut bereitgestellt, wobei zunächst ein Abschnitt eines Stahlblechbands bereitgestellt wird, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche der Außenhaut (2) bilden, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist. Nach dem Umformen des Abschnitts zu dem Karosseriebauteil (1) wird dieses kataphoretisch tauchlackiert.

Description

Kataphoretische Tauchlackierungen an Karosserien und Bauteilen mit verbessertem Umgriffverhalten
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahr- zeug, das als umgeformter Abschnitt eines Stahlblechbands ausgebildet ist.
Bei solchen Karosseriebauteilen soll eine Korrosion wirksam vermieden werden. Hierfür wird gerne ein katophoretisches Tauch- lackierverfahren eingesetzt. Dabei wird häufig eine nicht ausreichende Lackierung von Hohlräumen beobachtet.
Karosseriebauteile mit sorgfältig lackierten Hohlräumen sind sehr teuer. Die DE 103 11228 Al zeigt ein solches Verfahren zum Beschichten einer Karosserie durch Elektrotauchlackierung.
Die DE 196 504 78 beschreibt das Aufbringen eines Korrosionsschutzlacks auf ein flaches Blech. Aus diesem Blech werden nachfolgend Teile einer Autokarosserie geformt, die elektropho- retisch lackiert werden. Dieses Verfahren ist relativ kostenauf- wändig.
Die DE 197 003 19 zeigt das Aufbringen eines mit Eisenpulver versehenen Korrosionsschutzlacks auf ein flaches Blech. Aus diesem Blech werden später Teile einer Autokarosserie geformt, die schließlich lackiert werden. Bei diesem Verfahren ist von Nachteil, dass der Lackverbrauch beim Lackieren solcher Karosseriebauteile relativ hoch ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, das eine ökonomische Lackierung und einen gut wirksamen Korrosionsschutz bereitstellt.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen
Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Gegenständen der jeweils abhängigen Patentansprüche .
Nach der Erfindung wird die Oberfläche des Hohlraums im Wesentlichen als elektrisch leitfähige Stahlblechoberfläche ausgebildet. Dabei bedeutet die Bezeichnung „im Wesentlichen" hier, dass einzelne kleinere Bereiche, die nicht elektrisch leitfähig sind, geduldet werden können. Solche Bereiche können beispielsweise durch Spritzer mit Farbe oder auch durch andere Beschichtungen wie beispielsweise Fettreste entstehen.
Die Oberfläche der Außenhaut ist mit einer Schicht versehen, deren elektrische Leitfähigkeit wesentlich geringer ist als diejenige der elektrisch leitfähigen Stahlblechoberfläche. Die elektrische Leitfähigkeit ist dabei um mehrere Größenordnungen geringer, beispielsweise um den Faktor 1000, um den Faktor 10000 oder sogar noch mehr.
Einer der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken geht davon aus, dass es vorteilhaft ist, die Schichtstärke des mit kataphore- tischer Lackierung aufgebrachten Lacks in den Hohlräumen ausreichend hochzuhalten, wobei gleichzeitig eine niedrige Schicht- stärke an der Außenhaut des Karosseriebauteils erzielt wird. Die Erfindung stellt vorbeschichtete, beispielsweise lackierte und dort elektrisch nicht-leitfähige Bleche bereit, die vornehmlich im Innenraum einer Karosserie oder von Karosseriebauteilen vorgesehen sind. Dies wird dadurch erreicht, dass diejenigen Bereiche, die die Oberfläche der Außenhaut bilden, eine geringere Leitfähigkeit aufweisen als die Bereiche der Oberfläche des Hohlraums . Das so genannte Umgriffsverhalten der kataphore- tischen Tauchlackierung wird hierdurch zu Gunsten der Hohlräume verbessert. Die Hohlräume werden dadurch besser beschichtet. In gleichem Maße reduzieren sich die Außenschichtstärken des Karosseriebauteils . Durch die Reduzierung der zu beschichtenden Gesamtfläche erhöht sich die relative Beschichtungszeit der verbliebenen zu beschichtenden Fläche. Damit geht eine Material- einsparung des kataphoretischen Tauchlacks einher.
Bei der Verwendung von vorbeschichteten Blechen ergibt sich ein verbessertes Umformverhalten beispielsweise in einem Presswerk mit den damit verbundenen erhöhten Standzeiten der Presswerk- zeuge und einer erhöhten Ausbringung.
In einem besonders guten Fall ist auf den vorher beschichteten Oberflächenbereichen des Stahlblechs keine oder fast keine Abscheidung eines kataphoretischen Tauchlacks mehr vorhanden. Vorteilhafterweise wird dabei eine Beschichtung in Form einer Lackierung oder auch eines coil-coating vorgesehen, die eine Abscheidung des kataphoretischen Tauchlacks aufgrund des Vorwiderstands der Beschichtung nicht mehr oder nur in vermindertem Maß zulässt.
Bei der Erfindung können die Bleche vor dem Einbau in die Karosserie beschichtet werden. Dabei ist beispielsweise bei einem Blechteil, das einen Schweller einer Karosserie darstellt, von Bedeutung, dass sich der später elektrokataphoretisch zu beschichtende Hohlraum auch erst bei der Anbringung des Karosseriebauteils an die Karosserie ergeben kann. Die Erfindung lässt sich aber auch bei Karosseriebauteilen anwenden, die bereits vor dem Anbau an die Karosserie eines Kraftfahrzeugs einen Hohlraum haben, beispielsweise Säulen oder Verstärkungsträger .
Eine weitere Erklärung der Erfindung geht davon aus, dass die ka- taphoretische Lackierung eines Hohlraums mit elektrisch leitenden Wänden durch das Prinzip des Faraday1 sehen Käfigs beeinflusst wird. Demzufolge bleibt ein vollkommen aus leitfähigem Material bestehender Körper beim Anlegen selbst höchster Spannungen in seinem Inneren stets vollkommen feldfrei. Die Erfindung stellt auf den Außenflächen an der Außenhaut der Werkstücke bzw. Karosseriebauteile einen elektrisch weniger leitfähigen Überzug bereit, der einen elektrischen Widerstand aufbaut, der eine Beschichtung im Inneren des Hohlraums unterstützt. Dies wirkt sich besonders bei der kataphoretischen Tauchlackierung von schmalen Spalten aus, wie sie bei spitzwinkligen Verbindungen von Blechoberflächen entstehen. Mit der Erfindung ist eine katapho- retische Tauchlackierung gerade solcher Bereiche begünstigt. Unerwünscht große Außenschichtstärken des auf der Außenhaut abgeschiedenen Lacks werden bei der kataphoretischen Tauchlackierung vermieden. Das Umgriffsverhalten der kataphoretischen Tauchlackierung wird zu Gunsten der Hohlräume verbessert, die Hohlräume werden besser beschichtet.
Die Erfindung kann auch mit einem Karosseriebauteil verwirklicht werden, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche des Hohlraums bilden, im Wesentlichen als elektrisch leitfähige Stahlblechoberfläche ausgebildet sind. Diese können auch mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen sein, wenn dies gewünscht ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Karos- Seriebauteils wird dabei zunächst ein Abschnitt eines Stahlblechbands vorgesehen, das an besonderen Stellen, die später nicht einem unmittelbaren Witterungseinfluss ausgesetzt sind, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist. Die Bezeichnung „gering leitend" umfasst dabei auch Schichten, die elektrisch isolierend sind. Der Abschnitt wird zu dem
Karosseriebauteil umgeformt, das entweder sofort kataphoretisch tauchlackiert wird oder das nach dem Anbau an eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs kataphoretisch tauchlackiert wird, indem das gesamte Kraftfahrzeug oder Teile davon in ein Tauchlackierbad eingetaucht werden. Die im Vergleich mit den relativ kostengünstigen vorlackierten Stellen relativ teuren kataphoretisch lackierten Stellen stellen dabei deren guten Korrosionsschutz sicher.
Bei einem besonders vorteilhaften erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Karosseriebauteils wird dabei zunächst ein Abschnitt eines Stahlblechbands vorgesehen, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche der Außenhaut bilden, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist. Die Bezeichnung „gering leitend" umfasst dabei auch Schichten, die elektrisch isolierend sind. Der Abschnitt wird zu dem Karosseriebauteil umgeformt, das entweder sofort kataphoretisch tauchlackiert wird oder das nach dem Anbau an eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs kataphoretisch tauchlackiert wird, indem das gesamte Kraftfahrzeug oder Teile davon in ein Tauchlackierbad eingetaucht werden. Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Karosseriebauteils wird zunächst ein Abschnitt eines Stahlblechbands vorgesehen, das an besonderen Stellen, die später nicht einem unmittelbaren Witterungseinfluss ausgesetzt sind, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist. Die Bezeichnung „gering leitend" umfasst dabei auch Schichten, die elektrisch isolierend sind. Der Abschnitt wird zu dem Karosseriebauteil umgeformt, das entweder sofort kataphoretisch tauchlackiert wird oder das nach dem Anbau an eine Karosserie ei- nes Kraftfahrzeugs kataphoretisch tauchlackiert wird, indem das gesamte Kraftfahrzeug oder Teile davon in ein Tauchlackierbad eingetaucht werden. Die im Vergleich mit den relativ kostengünstigen vorlackierten Stellen relativ teuren kataphoretisch lackierten Stellen stellen dabei deren guten Korrosionsschutz sicher. Dadurch wird eine besonders kostengünstige Lackierung mit dem jeweiligen Anwendungszweck angepassten Eigenschaften sichergestellt .
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbei- spiels näher veranschaulicht.
Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Karosseriebauteil 1, das aus einem Stahlblechabschnitt 2 hergestellt ist. Durch Umformen ist der Stahlblechabschnitt 2 mit einer Kante 3 verse- hen, wobei durch Vorsehen einer Abdeckleiste 4 an dem der Kante 3 gegenüber liegenden Ende des Stahlblechabschnitts 2 ein Hohlraum 5 ausgebildet ist. Der Stahlblechabschnitt 2 ist auf der vom Hohlraum 5 abgewandten Seite mit einem elektrisch isolierenden Lack beschichtet. Auf seiner Innenseite weist der Hohlraum 5 die blanke Oberfläche des Stahlblechabschnitts 2 auf.
Das Karosseriebauteil 1 ist hier in ein nicht näher gezeigtes Tauchbad eingetaucht, in dem elektrisch positiv geladene Farbpartikel vorgesehen sind. Diese Farbpartikel werden durch ein „+"-Symbol dargestellt. Der Stahlblechabschnitt 2 ist im Übergangsbereich zwischen Abdeckleiste 4 und Stahlblechabschnitt 2 mit dem „-"-Pol einer hier nicht näher gezeigten Stromquelle verbunden.
Durch den Aufbau des Karosseriebauteils 1 wird eine Anlagerung der Farbpartikel im Inneren des Hohlraums 5 an den Stahlblechabschnitt 2 begünstigt, während eine Anlagerung der Farbpartikel an die Außenseite des Stahlblechabschnitts 2 nur in geringem Maße, wenn überhaupt, stattfindet.
Bezugszeichenliste
Karosseriebauteil Stahlblechabschnitt Kante Abdeckleiste Hohlraum

Claims

Patentansprüche
1. Karosseriebauteil (1) für ein Kraftfahrzeug, das die folgenden Merkmale aufweist: - das Karosseriebauteil (1) ist als umgeformter Abschnitt eines Stahlblechbands ausgebildet, der einen innenliegenden Hohlraum (5) und eine Außenhaut (2, 4) aufweist, die Oberfläche des Hohlraums (5) ist im Wesentlichen als elektrisch leitfähige Stahlblechoberfläche ausgebildet, die Oberfläche der Außenhaut (2, 4) ist mit einer Schicht versehen, deren elektrische Leitfähigkeit geringer ist als diejenige der elektrisch leitfähigen Stahlblechoberfläche.
2. Karosseriebauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet:, dass die Schicht als Polymerschicht, insbesondere als Lackschicht, ausgebildet ist.
3. Karosseriebauteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der umgeformte Abschnitt aus einem Stahlblechband hergestellt ist, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche der Außen- haut (2) bilden, mit der elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist.
4. Karosseriebauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der umgeformte Abschnitt aus einem Stahlblechband her- gestellt ist, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche des Hohlraums (5) bilden, im wesentlichen als elektrisch leitfähige Stahlblechoberfläche ausgebildet sind.
5. Karosseriebauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der elektrisch leitfähigen Stahlblechoberfläche des Hohlraums (5) eine mit einem kataphoretischen Tauchlackiergang aufgebrachte Korrosionsschutzlackschicht vorgesehen ist.
6. Kraftfahrzeug mit einem Karosseriebauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
7. Verfahren zum Herstellen eines Karosseriebauteils (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Karosseriebauteil einen innenliegenden Hohlraum und eine Außenhaut aufweist und wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: - Vorsehen eines Abschnitts eines Stahlblechbands, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung die Oberfläche der Außenhaut (2) bilden, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist, Umformen des Abschnitts zu dem Karosseriebauteil, - kataphoretisches Tauchlackieren des Karosseriebauteils (1).
8. Verfahren zum Herstellen eines Karosseriebauteils (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Vorsehen eines Abschnitts eines Stahlblechbands, das an denjenigen Stellen, die nach einer Umformung an Stellen, die am Kraftfahrzeug nicht einem unmittelbaren Witterungseinfluss ausgesetzt sind, mit einer elektrisch gering leitenden Schicht versehen ist,
Umformen des Abschnitts zu dem Karosseriebauteil, kataphoretisches Tauchlackieren des Karosseriebauteils (1) .
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