Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft das Verfahren zur serienmäßigen Hohlraumkonservierung von Hohlräumen einer Fahrzeugkarosserie.

Bisheriger Stand der Technik

Derzeit wird für die Konservierung von Hohlräumen einer Fahrzeugkarosserie das Flutverfahren verwendet. Bei der Hohlraumkonservierung werden die Karossen maschinell auf den Flutrahmen so angeordnet, dass die Spritzdüsen des Flutrahmens in die technologischen Öffnungen der Hohlräume am Fahrzeugunterboden eingesteckt werden. Mit einer Druckpumpe werden die Hohlräume der Karosserie mit einer großen bis übergroßen Menge des Konservierungswachses geflutet, um die vorgegebene Beschichtungsstärke der Innenwände der Hohlräume des Karosserieunterbodens zu erreichen. Danach fließt das überschüssige Konservierungswachs spontan aus den Hohlräumen der Karosserie auf die beheizten Platten der Anlage ab und wird durch die Erwärmung auf die Temperatur von 115°C für weitere Verwendung recycelt.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass die Anlage für Hohlraumflutung mit Wachs nach dem Prinzip einer unnötigen Beschichtungsstärke des Konservierungswachses an Innenwänden (mindestens 1000 μηη) funktioniert. Der spontane Ausfluss des überschüssigen Wachses nach dem Aufstieg in die Hohlräume der Karosserie verursacht eine dauerhafte Verschmutzung der Montageflächen der Fahrwerksteile am Unterboden mit dem Risiko instabiler Anziehmomente. Die Anlage zum Konservieren der Hohlräume und der Vorratsbehälter müssen durchgehend auf die Temperatur von 115 - 120°C beheizt werden, was einen erheblichen Energieverbrauch zur Folge hat. Die Flutanlage ist sehr investitionsaufwändig. Für die Lackierereien mit einer Tageskapazität von 150 - 200 bzw. bis zu 600 Karossen am Tag ist es ein unrentables Konservierungsverfahren.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst.

Für die serienmäßige Hohlraumkonservierung der Fahrzeugkarossen mit einer Tageskapazität von ca. 200 bis 600 Karossen wird vorteilhaft eine manuell oder robotisch durchgeführte Konservierung angewendet, bei der das Konservierungswachs mittels eines Sprühwerkzeuges mit Düse und Sprühkopf an die Innenwände der Karosseriehohlräume aufgetragen wird. Die Innenwände der Karosseriehohlräume werden durch Zerstäubung eines Gemischs aus dem Konservierungswachs, mit Druck im dreistelligen bar-Bereich, und der Luft, mit Druck im einstelligen bar-Bereich, beschichtet, wobei der Beschichtungszyklus mittels Zerstäubung des Konservierungswachses in Sequenzen erfolgt. Die Beschichtung der Innenwände der Unterbodenhohlräume kann durch die Optimierung der Wachsdosierung auf eine Stärke von 30 - 200 μιη eingestellt werden.

Die erfindungsgemäße Beschichtung durch das Zerstäubungsverfahren erfordert eine Umgebung im Sprühraum mit einer Mindesttemperatur von 20 bis 22°C. Für die Auslösung des Polymerisationsprozesses erfordert das Konservierungswachs sog. abruptes Erhitzen der Karosseriehohlräume auf 60°C.

Das Verfahren erfordert keine Reinigung der Montageflächen der Fahrwerksteile am Unterboden. Das Hochdrucksprühverfahren mit feinem Nebelgemisch aus dem Konservierungswachs, mit Druck im dreistelligen bar-Bereich, und der Luft, mit Druck im einstelligen bar-Bereich, eliminiert mögliche Fehler der Mitarbeiter bei der manuell sowie robotisch durchgeführten Beschichtungsvorgänge durch das Prinzip der Zyklen von Zerstäubungssequenzen. Das Verfahren kann manuell oder robotisch unter den Bedingungen der Serienfertigung von Karosserien durchgeführt werden.

Übersicht der Figuren der Zeichnungen

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert, wobei zeigen die Fig. 1 die Ansicht des Sprühwerkzeuges mit einer Düse und Sprühkopf, die Fig. 2 den Zeitdiagramm des Sprühzyklus, die Fig. 3 bis 8 die einzelnen Sequenzen der Zerstäubung des Gemischs aus dem Konservierungswachs und Luft in einzelnen Zeitabschnitten: Fig. 3 0,0 Sekunden, Fig. 4 0,1 Sekunde, Fig. 5 0,4 Sekunden, Fig. 6 0,5 Sekunden, Fig. 7 0,6 Sekunden, Fig. 8 1 ,1 Sekunden, die Fig. 9 und 10 verschiedene Formen der Zerstäubung des feinen Nebelgemischs aus dem Konservierungswachs und Luft in Abhängigkeit von der Form und Typ des Sprühkopfes: die Fig. 9 die Düse mit Zerstäubung in der Längsrichtung, die Fig. 10 die Düse mit Zerstäubung in der Querrichtung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt die Vorrichtung zur Durchführung des vorgelegten neuen Verfahrens der Hohlraumkonservierung in der Serienfertigung.

Das Sprühwerkzeug 1 umfasst eine Düse 2, gebildet durch einen Düsenarm 3 und 360° Sprühkopf 4, ein Abzugszüngel 10, eine Druckluftzuleitung 100, eine Zuleitung des Konservierungswachses 101 , ein Druckventil, eine Mischeinrichtung und einen Dosierer 20 des Konservierungswachses.

Das Druckventil, die Mischeinrichtung und der Dosierer 20 des Konservierungswachses besorgen folgende Funktionen: - Auslösedruck öffnet nach Erreichung des Luftdruckes im einstelligen bar- Bereich das Ventil des Konservierungswachses mit Druck im dreistelligen bar-Bereich

- Vermischung der Druckluft mit Druck im einstelligen bar-Bereich mit dem Konservierungswachs mit Druck im dreistelligen bar-Bereich zur Zerstäubung

- Timer für das Schließen des Ventils nach dem Durchfluss der eingestellten Menge des Konservierungswachses mit Druck im dreistelligen bar-Bereich

Das Sprühwerkzeug 1 wird manuell mittels eines Abzugszüngeis 10 betätigt. Das Sprühwerkzeug 1 kann auch vom Roboter betätigt werden. Im vorliegenden Fall wird das Sprühwerkzeug 1 vom Roboter betätigt, bzw. aktiviert.

Beim Verfahren der Hohlraumkonservierung, insbesondere der Fahrzeugkarossen, bei dem das Konservierungswachs mittels des Sprühwerkzeuges 1 mit Düse 2 und Sprühkopf 4 aufgetragen wird, werden die Innenwände der Karosseriehohlräume durch Zerstäubung des Gemischs aus dem Konservierungswachs, mit Druck im dreistelligen bar-Bereich, und der Luft, mit Druck im einstelligen bar-Bereich, beschichtet, wobei der Beschichtungszyklus mittels Zerstäubung 200 des Konservierungswachses in Sequenzen erfolgt.

Ein Beschichtungszyklus umfasst folgende Sequenzen nach der Einstellung der Düse 2 mit Sprühkopf 4 des Sprühwerkzeuges 1 in die vorgegebene Position im Hohlraum der Karosserie und Betätigung des Abzugszüngeis 10 des Sprühwerkzeuges 1:

0 Sekunden Betätigung des Abzugszüngeis 10 des Sprühwerkzeuges 1,

Aktivierung der Luftzufuhr (100) mit Druck im einstelligen bar-Bereich zur Düse 2,

0,1 Sekunden Aktivierung der Zufuhr des Konservierungswachses 101 mit Druck im dreistelligen bar-Bereich zur Düse 2, intensive Zerstäubung 200 des Feingemischs aus der Luft und dem Konservierungswachs, 0,4 Sekunden Schließung des Ventils 20 des Konservierungswachses mit Druck im dreistelligen bar-Bereich,

abruptes Nachlassen der Intensität der Zerstäubung 200 des Gemischs aus dem Konservierungswachs und der Luft,

0,5 Sekunde verstärkte Restzerstäubung des Wachses mit konstantem Luftdruck im einstelligen bar-Bereich aufgrund der Restmenge des Konservierungswachses,

0,6 Sekunde Nachlassen der Intensität der Zerstäubung 200 des Gemischs aus der Luft mit Druck im einstelligen bar-Bereich und dem Konservierungswachs aufgrund des Aufbrauchens dessen Restmenge,

1 ,1 Sekunde Beendigung der Beschickung durch die Schließung des Luftventils

20,

spontane Reinigung der Düse 2 durch den Austritt des Konservierungswachses, Entlasten des Abzugszüngeis 0 des Sprühwerkzeuges 1.

Die Dauer einzelner Sequenzen ist in diesem Fall als illustratives Beispiel angegeben. Wie zu erkennen ist, bewegt sich die Dauer der einzelnen Sequenzen in Zehntelsekunden, wobei die erste Sequenz im Zeitpunkt 0 Sekunden beginnt.

Der Druck der Luft sowie des Konservierungswachses ist während des ganzen Zeitraums der Hohlraumkonservierung der Fahrzeug karosserie konstant, wobei diese Konstantwerte am Prozessanfang der Hohlraumkonservierung des Fahrzeuges oder einer gesamten Fahrzeuggruppe eingestellt werden.

Die Innenwände der Karosseriehohlräume werden durch Zerstäubung eines Gemischs aus dem Konservierungswachs, mit Druck im dreistelligen bar-Bereich, und der Luft, mit Druck im einstelligen bar-Bereich, beschichtet. Als Beispiel kann der Druck der Luft von 7 bar und des Wachses von 120 bar oder sogar bis zu 200 bar angegeben werden. Es handelt sich nur um einige der möglichen Druckwerte, bei denen die Tropfen des Konservierungswachses in einen sehr feinen Nebel zerstäubt werden. Die Festlegung der optimalen Drücke, sowie Dauer der Intervalle oder Sequenzen eines Beschichtungszyklus mittels Zerstäubung des Konservierungswachses hängt von der geforderten Konsistenz des Nebelgemischs aus Wachs und Luft ab. Verschiedene Drücke bewirken verschiedene Nebeldichte des Gemischs aus Wachs und Luft, jedoch das Prinzip der Beschichtung der Hohlraumwände bleibt bewahrt.

Die in der Beschreibung der Ausführung angegebenen Druckwerte und Sequenzdauer sollen als Empfehlung zwecks Einhaltung der Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit der Hohlraumkonservierung der Karossen mittels „Explosion" des Gemischs aus Luft und Konservierungswachs angesehen werden. Die„Explosion" von sehr feinen Tropfen des Konservierungswachses unter den Bedingungen der empfohlenen Werte erfüllt prozesssicherer die Aufgabenstellung einer wirtschaftlichen und prozesssicheren Konservierung der Karosseriehohlräume.

Die einzelnen Sequenzen sind in Fig. 3 bis 8 dargestellt. Die Fig. 2 zeigt das Zeitdiagramm des Beschichtungszyklus, also den zeitabhängigen Verlauf des Druckes des Konservierungswachses und der Luft in der Düse 2.

Der Sprühvorgang erfolgt bei Temperaturen um 20° bis 22°C. Die Schichtdicke des Konservierungswachses an den Innenwänden der Hohlräume der Karosserie liegt zwischen 30 bis 200 pm.

Die Fig. 9 und 10 zeigen verschiedene Formen der Nebelzerstäubung 200 des Gemischs aus Wachs und Luft in Abhängigkeit von der Form und vom Typ des Sprühkopfes 4 der Düse 2. Die Fig. 9 zeigt eine Düse 2 mit der Zerstäubung 200 in Längsrichtung, die Fig. 10 eine Düse 2 mit Zerstäubung 200 in Querrichtung. Bezugszeichenliste

1 - Sprühwerkzeug

2 - Düse

3 - Düsenarm

4 - 360° Sprühkopf

10 - Abzugszüngel des Sprühwerkzeuges

20 - Druckventil, Mischeinrichtung und Dosierer

100 - Druckluft

101 - Konservierungswachs

200 - Zerstäubung des Wachs-Luft-Gemischs