Die Erfindung betrifft ein Lackiergestell (auch Lackierträger) und/oder Transportgestell für die Verwendung als Bauteilträger in Lackieranlagen, insbesondere bei der Lackierung von Karosseriebauteilen und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Lackiergestells. Es sei angemerkt, dass im Rahmen der Anmeldung unter dem Begriff Lackiergestell ebenfalls ein Transportgestell zum Transport von Bauteilen zu verstehen ist.

Um Karosseriebauteile, wie beispielsweise Stoßfänger, Kotflügel oder Frontschürzen für die Automobilindustrie lackieren zu können, werden Lackiergestelle als Bauteilträger benötigt. Auf diese Lackiergestelle werden die Bauteile aufgehängt bzw. angebracht, wobei die Bauteile mit einer möglichst geringen Fläche auf den Lackiergestellen aufliegen und die Lackiergestelle zwar formwahrend, jedoch nicht formgebend sein sollen.

Beim Lackieren und Härten müssen die Bauteile auf Temperaturen zwischen 80 und 100°C aufgeheizt und anschließend wieder heruntergekühlt werden. Durch die Erhitzung dehnen sich die Bauteile aus, um sich bei Abkühlung wieder auf ein kleineres Maß zusammenzuziehen (Schwindung). Bei diesem Vorgang sind die Bauteile besonders anfällig für Verformungen, Abdrücke und Abzeichnungen, welche durch die Auflagepunkte eines Lackiergestells hervorgerufen werden können.

Die Lackiergestelle sind gemäß dem Stand der Technik aus Stahlrohren und Drähten gebogene Gestelle. Mit bisherigen Fertigungsverfahren wurden gewölbte Konturen eines Karosseriebauteils anhand einer Vielzahl kleinerer Biegungen nachempfunden, sodass eine Vielzahl von Auflagepunkten für das Bauteil bereitgestellt werden konnte, auf die sich die Last des Bauteils möglichst gleichmäßig verteilt hat. Ein derartiges für diesen Anwendungsfall weit verbreitetes Fertigungsverfahren ist das

ZZ 1418/FE/PM//11. Juni 2021 Rotationszugbiegen, welches sowohl fertigungstechnisch als auch messtechnisch als ausgereift und prozesssicher gilt.

Im Zuge erhöhter Anforderungen an den Umweltschutz und die damit einhergehenden immer dünner werdenden Materialdicken von Karosseriebauteilen, insbesondere für die E-Mobilität, um das Fahrzeuggewicht zu reduzieren, ergibt sich jedoch vermehrt das Problem, dass sich die Karosseriebauteile aufgrund der einzelnen Auflagepunkte auf den Lackiergestellen leicht verformen und es damit zu Abzeichnungen der Lackiergestelle kommen kann. Dieser Effekt ist insbesondere bei Metalliclacken zu beobachten, da die in diesen speziellen Lacken enthaltenen Metallicteilchen, welche den Metalliceffekt ausmachen, eine andere Ausrichtung erhalten und somit zu einem ungleichmäßigen Lackbild führen können.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die derartig gefertigten Lackiergestelle eine vergleichsweise große Draht-/bzw. Rohrstärke (Materialdicke) und damit selbst eine hohe Masse aufweisen, um die nötige Stabilität des Gestells zu gewährleisten. Dies ist deswegen nachteilig, da dadurch eine vergleichsweise hohe Energiemenge gebraucht wird, um die Bauteile und damit auch die Lackiergestelle selbst in dem oben beschriebenen Prozess zu erhitzen und anschließend wieder herunterzukühlen, was hohe Energiekosten und einen hohen Zeitaufwand nach sich zieht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also ein Lackiergestell, welches die oben genannten Nachteile nicht aufweist, sowie ein Herstellungsverfahren für ein derartiges Lackiergestell bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Lackiergestells für die Verwendung als Bauteilträger in Lackieranlagen, weist die folgenden Schritte auf. Zunächst werden Segmente passender Länge aus einem Rohr oder Draht geeigneter Stärke (im Rahmen dieser Anmeldung als "Materialdicke" zu verstehen) zugeschnitten. Aus diesen Segmenten wird das erfindungsgemäße Lackiergestell hergestellt. In einem weiteren Schritt wird wenigstens eines der zugeschnittenen Segmente, welches im fertigen Lackiergestell zur Auflage des zu lackierenden Bauteils dient, mittels Freiform biegen umgeformt. Unter Freiformbiegen ist ein Biegeverfahren zu verstehen, anhand dessen ein Rohr oder Draht derart umgeformt werden kann, dass es einer nahezu beliebigen dreidimensionalen Kurve entspricht, deren Krümmung und Richtung sich in jedem Punkt ändern kann. Die Biegekontur ist dabei nicht werkzeuggebunden, sondern wird allein durch die Werkzeugkinematik beeinflusst. Bei werkzeuggebundenen Biegekonturen muss für eine Änderung des Biegeradius das Werkzeug getauscht werden. Bei werkzeugungebundenen Biegekonturen können unterschiedlichste Radien hergestellt werden ohne einen Werkzeugwechsel vorzunehmen. Die Änderungen im Radius werden allein durch eine veränderte Anordnung der Werkzeuge erreicht.

Nach dem Biegen werden die einzelnen Segmente zum Lackiergestell verbunden.

Das erfindungsgemäße Lackiergestell für die Verwendung als Bauteilträger in Lackieranlagen, besteht also aus mehreren Segmenten eines Rohrs und/oder Drahts geeigneter Stärke, wobei es wenigstens ein durch Freiformbiegen geformtes Segment aufweist.

Durch das wenigstens eine freigeformte Segment, welches zur Auflage des zu lackierenden Bauteils dient, kann erzielt werden, dass die Last des Bauteils im Auflagebereich auf dem Gestell gleichmäßig und nicht nur an einzelnen Auflagestellen punktförmig verteilt werden kann. Durch die gleichmäßige Unterstützung des Bauteils entlang der Auflagelinie durch das Lackiergestell können bestmögliche Bedingungen für ein optimales und gleichmäßiges Lackierergebnis geschaffen werden und damit auch Ungleichmäßigkeiten im Lack durch das Phänomen der Schwindung verhindert werden.

Weiterhin können ebenfalls die Übergänge zwischen den Segmenten gleichmäßig mit ansteigenden Radien ausgeführt werden, damit auch hier keine Punktlasten entstehen können und somit die Stabilität des Gestells an sich verbessert werden kann. Durch die erhöhte Stabilität und die damit verbundene Erhöhung der Steifigkeit können geringere Materialstärken des Lackiergestells zum Einsatz kommen, um das Gewicht des Gestells zu reduzieren. Dies wiederum hat den Vorteil, dass die Energie bei der Aufheizphase und der Abkühlphase des Bauteils und des Lackiergestells während des Lackierprozesses verringert werden kann, da lediglich eine geringere Masse des Lackiergestells mit aufgeheizt und wieder abgekühlt werden muss.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Freiform biegen des wenigstens einen Segments mittels eines Walzbiegeverfahrens durchgeführt. Das Walzbiegeverfahren ist ein Freiformbiegeverfahren, bei dem das Werkstück durch eine Anordnung von Stützrollen gedrückt wird und somit einen Vorschub in eine Richtung erfährt, wobei eine in Vorschubrichtung nach den Stützrollen angeordnete Biegerolle beliebig CNC (Computerized Numerical Control) gesteuert angestellt werden kann. Anhand der Biegerolle erfährt das Werkstück eine Biegung. Je nach Anstellung der Rolle während des Vorschubs können beliebige Radien und Bögen im Werkstück erzeugt werden. Durch Rotation des Werkstücks können beliebige dreidimensionale Freiformgeometrien erzeugt werden, wobei ein hohes Maß an Formtreue realisiert werden kann. Somit stellt das Verfahren ein Freiformbiegeverfahren dar, welches mit vergleichsweise einfachen Mitteln auskommt und eine hohe Prozessgenauigkeit verspricht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens ein Segment des Lackiergestells durch Rotationszugbiegen umgeformt. Dabei kann es sich sowohl um das bereits im zweiten Verfahrensschritt mittels Freiform biegen umgeformte Segment als auch um ein gänzlich anderes Segment handeln. Auf diese Weise ist es möglich Segmente an den Stellen, an denen sie keine Auflage für das zu lackierende Bauteil bieten, mit dem vergleichsweise günstigen und bereits im Stand der Technik weit verbreiteten Verfahren des Rotationszugbiegens umzuformen und somit die Prozesskosten zu senken. Insbesondere Segmente, welche zur Stabilisierung des Gestells als Stützgeometrie notwendig sind, sogenannte Stützsegmente, können auf diese Weise einfach und kostengünstig hergestellt werden.

In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kommen verschiedene Drähte bzw. Rohre unterschiedlicher Stärken zum Einsatz. Auf diese Weise kann an den für die Stabilität wichtigen Stellen des Lackiergestells eine stärkere Verbindung vorgesehen werden als an anderen Stellen. Auf diese Weise lässt sich weiter das Gewicht des Lackiergestells reduzieren, was zu oben beschriebenen Vorteilen hinsichtlich der Aufheizung und Abkühlung des Bauteils und des Lackiergestells führt.

Darüber hinaus ist es weiterhin vorteilhaft bestimmte, für die Verbindung mit anderen Segmenten vorgesehene Abschnitte, bspw. Endabschnitte, von Segmenten durch Freiform biegen zu formen und damit einen exakt formgetreuen Übergang zwischen den Segmenten zu erreichen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass zwei Abschnitte, bspw. Enden von Segmenten, welche miteinander verbunden werden sollen, exakt zueinander passend hergestellt werden können und die Entstehung von Punktlasten auch hier verhindert werden kann. Die Formulierung "zueinander passend" bezieht sich dabei auf die jeweiligen Formen der zu verbindenden Abschnitte der jeweiligen Segmente. Diese zueinander passenden Abschnitte weisen jeweils eine derartige Form auf, dass bei Verbindung der beiden Abschnitte sich der Abschnitt des einen Segments an den Abschnitt des anderen Segments anschmiegt ohne dass zwischen den Segmenten Hohlräume entstehen und es damit nicht zu einzelnen Punktlasten kommt. Die Verwendung unterschiedlicher Materialstärken (Materialdicken) der Segmente lassen sich insbesondere durch die Verwendung von freiformgebogenen Segmenten realisieren, da auf diese Weise die für die Stabilität des Gestells essentiellen Verbindungen zwischen den Segmenten aufgrund der exakten Formgleichheit besonders stabil ausgeführt werden können, sodass die Materialstärke reduziert und trotzdem noch die geforderte Stabilität gewährleistet werden kann.

Weiterhin vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung in der die Verbindung der einzelnen Segmente mittels Steckverbinden, Verschweißen, Kleben und/oder Verschrauben durchgeführt wird. Auf diese Weise können einfach zu fertigende aber dennoch sichere Verbindungen hergestellt werden, welche die Anforderungen an ein Lackiergestell hinsichtlich Stabilität auch bei höheren Temperaturen erfüllen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert:

Fig. 1 zeigt ein Lackiergestell nach dem Stand der Technik Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lackiergestells

Fig. 3 zeigt schematisch ein Walzbiegeverfahren

In Fig. 1 ist ein Lackiergestell 10 nach dem Stand der Technik zu sehen. Das Lackiergestell 10 besteht aus mehreren einzelnen aus einem Rohr herausgeschnittenen Segmenten 11 , welche miteinander verbunden sind und entweder gerade sind oder Biegungen aufweisen. Die Segmente 11 können in Auflagesegmente 15 und Stützsegmente unterschieden werden. Die Auflagesegmente 15 dienen dem Bauteil (nicht abgebildet) während des Lackiervorgangs als Auflage, während die Stützsegmente die Stabilität des Lackiergestells 10 sicherstellen. Zudem sind Abdeckungen 14 zu erkennen, welche an einzelnen Segmenten 11 befestigt sind und bestimmte Teile des zu lackierenden Bauteils vor Lack schützen sollen.

Die Auflagesegmente 15 sind durch Rotationszugbiegen geformt und der Form des zu lackierenden Bauteils nachempfunden, was durch viele kleinere Einzelbiegungen im Segment erreicht wird. Durch die Einzelbiegungen entsteht jedoch ein nicht exakt rundes Segment, wodurch das Bauteil lediglich in Auflagepunkten 12 auf dem Lackiergestell aufliegt. Auf diese Weise wird keine verteilte Last des Bauteilgewichts auf das Lackiergestell erzielt, wodurch die Gefahr von geringen Verformungen im Bauteil besteht und das Lackierergebnis sichtbar beeinflusst werden kann.

Dagegen zeigt Fig. 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lackiergestells 10, welches für das gleiche Bauteil hergestellt wurde wie das Lackiergestell aus Fig.

1. Dieses ist ebenfalls aus einzelnen miteinander verbundenen Segmenten 11 aus Draht oder Rohren zusammengesetzt, wobei die Segmente ebenfalls in Auflagesegmente 15 und Stützsegmente unterschieden werden können. Im Gegensatz zu den Auflagesegmenten 15 aus Fig. 1 weisen die Auflagesegmente 15 aus Fig. 2 keine einzelne Biegungen und damit auch keine Auflagepunkte 12 auf, sondern sind durchgängig exakt der runden Form des Bauteils nachempfunden und weisen somit Auflagelinien 13 auf. Die Last des Bauteils verteilt sich also nicht mehr auf einzelne Punkte, sondern jeweils gleichmäßig auf das gesamte Auflagesegment 15. Auf diese Weise kann eine Verformung des Bauteils verhindert werden und das Lackierergebnis verbessert werden.

Ebenso sind die Enden der Segmente 11 durch Freiformbiegen geformt, wodurch die Stabilität der Segmentverbindungen erhöht werden kann, da auch hier punktförmige Lasten vermieden und die Lastverteilung gleichmäßig gestaltet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich zumindest an bestimmten Stellen des Lackiergestells dünnere Materialien für die Segmente zu verwenden ohne die Gesamtstabilität im Vergleich zum Stand der Technik zu verringern. Dadurch kann sowohl Material beim Bau des Lackiergestells, als auch Energie im Lackierprozess gespart werden.

Ein erfolgsversprechendes Verfahren um die in Fig. 2 gezeigten Auflagesegmente 15 herzustellen ist durch das Walzbiegeverfahren gegeben, dessen Funktionsweise anhand Fig. 3 schematisch dargestellt wird. Das Werkstück 23, beispielsweise eines der Auflagesegmente 15 aus Fig. 2, wird durch eine Anordnung von Stützrollen 21 hindurchgeleitet. Dabei erfährt das Werkstück 23 einen Vorschub in die Vorschubrichtung x. Eine weitere Rolle in Form einer Biegerolle 23 lenkt das Werkstück ab, sodass es sich verformt und in einem bestimmten Radius verbiegt. Die Position der Biegerolle 22 ist dabei durch eine CNC-Steuerung genau einstellbar, wie durch die Anstellrichtungen 24 in der Fig. 3 verdeutlicht wird. Je nach Position wird der Radius des Biegevorgangs verändert, sodass fließende Übergänge zwischen den Radien erzeugt werden können. Durch Drehung des Werkstücks 23 während dem Vorschub können Freiformgeometrien realisiert werden, welche beinahe jeder vorgegebenen Kontur folgen können.

BEZUGSZEICHENLISTE

10 Lackiergestell

11 Segment 12 Auflagepunkt

13 Auflagelinie

14 Abdeckung

15 Auflagesegment

21 Stützrolle 22 Biegerolle

23 Werkstück

24 Anstellrichtungen x Vorschubrichtung