(19) |
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(11) |
EP 0 668 811 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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11.12.1996 Patentblatt 1996/50 |
(22) |
Anmeldetag: 20.08.1993 |
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP9302/241 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 9411/152 (26.05.1994 Gazette 1994/12) |
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(54) |
VERFAHREN ZUM ABKÜHLEN VON FLÄCHENTEILEN
METHOD OF COOLING PARTS OF SURFACES
PROCEDE PERMETTANT DE REFROIDIR DES PARTIES DE SURFACES
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH DE ES FR GB IT LI |
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Priorität: |
11.11.1992 DE 4238013
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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30.08.1995 Patentblatt 1995/35 |
(73) |
Patentinhaber: Linde Aktiengesellschaft |
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65189 Wiesbaden (DE) |
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Erfinder: |
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- KLANE, Bernd
D-81373 München (DE)
- REBHAN, Dieter
D-82538 Geretsried-Gelting (DE)
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(74) |
Vertreter: Kasseckert, Rainer |
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Linde Aktiengesellschaft,
Zentrale Patentabteilung 82049 Höllriegelskreuth 82049 Höllriegelskreuth (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 332 956 EP-A- 0 391 148
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EP-A- 0 346 754
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft Verfahren zum Abkühlen von Teilflächen von größeren, lackierten
Flächen für eine nachfolgende Bearbeitung.
[0002] Die Abkühlung von Teilbereichen der Oberfläche eines Werkstücks, insbesondere auch
auf Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur energetisch günstig, schnell und
aufwandsarm durchzuführen ist eine, nur auf den ersten Blick sehr einfach erscheinende
Aufgabe. Diese Aufgabe tritt zudem in jüngerer Zeit immer häufiger auf, da Bauteile
verschiedenster Art - z.B. in der Autoindustrie - mit speziellen, hochelastischen
Lacken lackiert werden und dabei im Lackierungsprozeß immer wieder auftretende, punktuelle
Lackierungsfehler nicht ohne weiteres durch altbekanntes Polieren ausbesserbar sind,
weil diese Lacke bei Normaltemperaturen kein befriedigendes Polieren zulassen. Erst
wenn die besagten Fehlstellen deutlich unter Umgebungstemperatur abgekühlt sind, ist
in diesen Fällen ein wirksames und sauberes Polieren möglich.
[0003] Die geschilderte Abkühlaufgabe ist also gerade in der heutigen Automobilfertigungstechnik,
aber auch in verwandten Gebieten von nicht unerheblicher Bedeutung. Bislang wurde
dieses Problem zum Teil - wie es relativ naheliegenden Überlegungen entspricht - dadurch
gelöst, daß Bauteile im Ganzen in einer Kühlkammer im erforderlichen Maß abgekühlt
wurden und im Anschluß daran der Polier- oder auch ein Schleifvorgang erfolgte. Das
Abkühlen des gesamten Bauteils stellt aber eine aufwendige, energetisch ungünstige
und zeitraubende Lösung dar.
[0004] Eine wesentliche Verbesserung der Umstände wurde dann durch den Vorschlag gemäß der
EP-A 0 332 956 erreicht, nämlich eine Abkühlung nur eines relevanten Teilbereichs
eines lackierten Werkstücks dadurch zu erzielen, daß dieser mit einem sehr kalten
Gas - Gastemperatur unterhalb -50°C - angeblasen wird. Diese Vorgehensweise mit dem
Einsatz eines Kaltgases, welches in günstiger Weise aus tiefkalten Flüssiggasen gewonnen
werden kann, bedingt zwar eine Kaltgasversorgung, sie ermöglicht jedoch eine schnelle
und gezielte Abkühlung der betreffenden Flächenteile einer größeren, lackierten Fläche.
[0005] Ein gewisser Nachteil bei diesem Verfahren hat sich nun allerdings dadurch ergeben,
daß es mit der in der Regel aus einem fahrbaren Flüssiggasbehälter mit zugehöriger
Gasentnahmevorrichtung und entsprechenden Gasleitungen aufgebauten Kaltgasversorgung
zu Schwierigkeiten insofern kommt, als diese Gasversorgung im Fließbandbetrieb häufig
auf Teilstücken mit den zu bearbeitenden und fortbewegten Bauteilen mitzubewegen ist
und dies aufgrund von Gewicht, Größe und Aufbau solcher Versorgungseinheiten nicht
ohne Probleme möglich ist.
[0006] Die Aufgabenstellung zu vorliegender Erfindung besteht daher darin, eine vorteilhafte
Möglichkeit zur Abkühlung von Teilflächen von lackierten Flächen anzugeben, die sich
insbesondere gerade auch dann eignet, wenn der abzukühlende Flächenbereich mit einem
Werkstück - beispielsweise in einer Fließfertigung - permanent fortbewegt wird.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine betreffende Teilfläche
mit einem von seinen Abmessungen geeignet ausgelegten, konturflexiblen Element beaufschlagt
wird, das vorausgehend abgekühlt und geeignet auf der zu kühlenden Fläche befestigt
wird.
[0008] Besonders effektiv ist es dabei, wenn die konturflexiblen Elemente mit Hilfe von
tiefkalten Flüssiggasen auf tiefkalte Temperaturen beispielsweise durch Eintauchen
und/oder Besprühen abgekühlt werden, wobei hierzu aus Kosten- und Handhabbarkeitsgründen
bevorzugt Flüssigstickstoff zur Anwendung kommt. Es sind jedoch auch andere, tiefkalte
Flüssiggase, z.B. Flüssigargon oder Flüssigluft, einsetzbar. Ebenso besteht die Möglichkeit
eine Abkühlung der Kühlelemente durch CO
2-Eis oder -Schnee zu bewirken.
[0009] In der Praxis sind nun hinsichtlich der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
auf lackierte Bauteile zwei etwas unterschiedliche Fälle gegeben. Zum einen kann es
die Zielsetzung sein, ein unmittelbar aus einem Lackierprozeß - z.B. einer Tauchlackierung
- kommendes Teil wieder auf etwa Raumtemperatur abzukühlen, zum anderen ist gerade
im Falle hochelastischer Lacke eine weitergehende Unterkühlung einer Lackstelle für
eine darauf folgende Bearbeitung, z.B. ein Abschleifen oder ein Polieren, notwendig.
Mit Vorteil werden zur Bearbeitungsvorbereitung bei hochelastischen Lacken Temperaturen
von unter 0° bis -150°C, vorzugsweise -20 bis -60°C, hergestellt.
[0010] Eine günstige Ausbildung der Erfindung hinsichtlich des konturflexiblen Elementes
besteht darin, daß als solches ein mit kleinteiligen Festkörpern, vorzugsweise mit
Metallkugeln oder Metallgranulat - z.B. mit Stahl-, Kupfer- oder Aluminiumgranulat
- gefüllter Beutel angewendet wird. Als Beutel können Stoffbeutel aus Seide, Filz
und anderen, kälteflexiblen Materialien zur Anwendung kommen. Ebenso sind beutelartige
Behältnisse aus weichen Drahtgeweben möglich.
[0011] Eine weitere, vorteilhafte Möglichkeit in diesem Zusammenhang besteht darin, daß
als konturflexibles Element ein flexibles Behältnis, das mit einer, in dem relevanten
Temperaturbereich flüssig bleibenden Flüssigkeit, z.B. Calciumchloridsole, gefüllt
ist, zur Anwendung kommt.
[0012] Eine im Falle magnetischer Untergründe besonders vorteilhafte Möglichkeit zur Befestigung
der erfindungsgemäßen Kühlelemente an den zu kühlenden Flächenteilen besteht darin,
daß diese mit Hilfe von Magneten angeheftet werden. Die Magnete können dabei am oder
im Kühlbeutel angeordnet sein, beispielsweise in entsprechenden Taschen. In anderen,
"nichtmagnetischen" Einsatzfällen kann das konturflexible Element mit Hilfe von Saugnäpfen
- also unter Unterdruckanwendung - mit oder Klebeelementen am Ort der auszuübenden
Kühlwirkung befestigt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, daß das Kühlelement
mit Hilfe von zusätzlichen Werkzeugen, z.B. Klemmen, am Ort seiner Kühlwirkung befestigt
oder gehalten wird.
[0013] Im folgenden wird beispielhaft eine Ausführungsvariante der Erfindung im Detail beschrieben.
[0014] Bei der Lackierung von z.B. Auto-Stoßfängern, die aus Kunststoff bestehen, werden
insbesondere auch die eingangs angesprochenen, hochelastischen Lacke, beispielsweise
2K-Polyurethan-Lacke oder Lacke auf Acrylatbasis, angewendet (hochelastische Lacke
kommen im Regelfall eben auch auf besonders elastischen Bauteilen zum Einsatz). Auch
bei der Lackierung dieser Teile treten immer wieder kleinere Fehlstellen in den Lackierungen
auf, beispielsweise aufsitzende Staubkörner oder sonstige Flecken, die nach dem Aushärten
der Lackierung gewöhnlich durch eine punktuelle Behandlung beseitigbar sind. Bei den
hochelastischen Lacken gelingt dies einwandfrei dadurch, daß man das gegebenenfalls
vorhandene Staubkorn entfernt, dann die vorhandene Fehlstelle mit umliegendem Flächenbereich
auf Temperaturen von -20 bis -60°C abkühlt und die Stelle schließlich mit einer Poliermaschine,
z.B. mit einer Lammfellpoliermaschine und gegebenfalls unter Anwendung eines Poliermittels
poliert.
[0015] Wie eingangs beschrieben, wurde die Abkühlung einer Teilfläche mit einer Fehlstelle
bislang häufig durch Aufblasen von Kaltgas bewerkstelligt. Demgegenüber wird jetzt
- gemäß vorliegender Erfindung - beispielsweise ein mit Stahlkörnern gefüllter Stoffbeutel
- Durchmesser der Körner mit Vorteil ca. 1 mm - auf die zu polierende Fehlstelle aufgebacht.
Dieser Beutel wurde zuvor in einem Flüssigstickstoffbad abgekühlt und ist jetzt ca.
5 bis 30 sec. auf der zu kühlenden Teilfläche zu belassen. Ein vorteilhaft ausgebildeter
Beutel besitzt eine flache Außenform, die durch entsprechende, mehrere Kammern bildende
Vernähung von entsprechenden Stoffteilen erhaltbar ist, wobei mit dieser Beutelausbildung
auch eine gleichmäßige Verteilung der Füllung gewährleistet wird. Günstige Außenmaße
dieses Kühlelements liegen bei etwa 10 bis 30 cm Seitenlänge und 1 bis 2 cm Dicke.
[0016] Der Beutel kann an der gewünschten Stelle etwa mit am Beutel befestigten Saugnäpfen
auf der Lackierung angeheftet werden, wobei außerdem eine, den Beutelandruck erhöhende
Orientierung von Beutel und Bauteil hinsichtlich der Schwerkraft günstig ist. Andererseits
kann der Beutel auch mit Klemmen verschiedenster Art auf dem jeweiligen Bauteil festgehalten
und angepreßt werden, so daß keinerlei Zwang hinsichtlich der Ausrichtung des zu bearbeitenden
Bauteils besteht. Im Falle von Blechbauteilen ist im übrigen ein magnetischer Haftmechanismus
besonders vorteilhaft. In der einfachsten Variante kann ein entsprechender Kühlbeutel
auch von Hand auf eine abzukühlende Stelle aufgepreßt werden oder der Schwerkraft
folgend aufliegen.
[0017] Schließlich sind, nach einer geeigneten Abkühldauer, die je nach Anwendungsfall durch
einige Versuche problemlos ermittelt werden kann, die unter den Kühlbeuteln befindlichen
Flächen wunschgemäß abgekühlt und einwandfrei polierbar, wobei die Fehlerbeseitigung
dann in aller Regel in einer Polierphase bis zur Wiedererwärmung gelingt. Das erfindungsgemäße
Vorgehen ist dabei - wie ohne weiteres nachvollziehbar - insbesondere bei der Fließbandfertigung
vorteilhaft, da die entsprechenden Kühlelemente nur einmal aufgesetzt werden müssen,
sich dann mit dem Bauteil mitbewegen, bis sie schließlich an der Bearbeitungsstelle
wieder zu entfernen sind. Falls erforderlich, kann der Kühl- und Poliervorgang auch
öfter wiederholt werden.
[0018] Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist also eine weitere Möglichkeit für das partielle
Abkühlen von Oberflächenbereichen von Werkstücken oder Bauteilen gegeben, das in einer
Reihe von Anwendungsfällen besondere Vorteile aufweist.
1. Verfahren zum Abkühlen von Teilflächen von größeren, lackierten Flächen für eine nachfolgende
Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß
die betreffenden Teilflächen mit einem von seinen Abmessungen geeignet ausgelegten,
konturflexiblen Element beaufschlagt werden, das vorausgehend abgekühlt und geeignet
auf der Fläche befestigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das konturflexible Elemente mit Hilfe eines tiefkalten Flüssiggases beispielsweise
durch Eintauchen, Auflegen oder Besprühen auf entsprechende Temperaturen abgekühlt
wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß lackierte Teilflächen, insbesondere vom Lackierungsvorgang erwärmte Teilflächen,
auf eine Temperatur im Bereich der Raumtemperatur abgekühlt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß lackierte Teilflächen, insbesondere mit hochelastischen Lacken lackierte Teilflächen,
auf eine Temperatur von unter 0° bis -150°C, vorzugsweise auf -20 bis -60°C, abgekühlt
werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als konturflexibles Element ein mit kleinteiligen Festkörpern, vorzugsweise
mit Metallkugeln oder Metallgranulat - z.B. mit Stahl-, Kupfer- oder Aluminiumgranulat
- gefüllter Beutel zur Anwendung kommt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als konturflexibles Element ein flexibles Behältnis zur Anwendung kommt, das
mit einer, in den relevanten Temperaturbereichen flüssig bleibenden Flüssigkeit, z.B.
Calciumchloridsole, gefüllt ist,
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das konturflexible Element mit Hilfe von Magneten am Ort seiner Kühlwirkung
befestigt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das konturflexible Element mit Hilfe von Schwerkraft, Saugnäpfen oder Klebeelementen
am Ort seiner Kühlwirkung gehalten wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das konturflexible Element mit Hilfe von zusätzlichem Werkzeug, z.B. Klemmen,
am Ort seiner Kühlwirkung befestigt oder gehalten wird.
1. Method for cooling part areas of larger painted areas for subsequent processing, characterised
in that the part areas concerned are subjected to the action of an element with flexible
contours designed with suitable dimensions which is first cooled and suitably fixed
on the area.
2. Method according to claim 1, characterised in that the element with flexible contours
is cooled to appropriate temperatures with the aid of a low-temperature liquid gas
for example by immersion, application or spraying.
3. Method according to one of claims 1 to 2, characterised in that painted part areas,
in particular part areas heated by the painting operation, are cooled to a temperature
in the region of ambient temperature.
4. Method according to one of claims 1 to 2, characterised in that painted part areas,
in particular part areas painted with highly elastic paints, are cooled to a temperature
of less than 0° to -150°C, preferably to -20 to -60°C.
5. Method according to one of claims 1 to 4, characterised in that a bag filled with
small solids, preferably with metal balls or metal granulate - e.g. with steel, copper
or aluminium granulate, is used as the element with flexible contours.
6. Method according to one of claims 1 to 4, characterised in that a flexible container
which is filled with a liquid which remains liquid in the relevant temperature ranges,
e.g. calcium chloride brine, is used as the element with flexible contours.
7. Method according to one of claims 1 to 6, characterised in that the element with flexible
contours is fixed to the site of its cooling effect with the aid of magnets.
8. Method according to one of claims 1 to 6, characterised in that the element with flexible
contours is held at the site of its cooling effect with the aid of gravity, suction
cups or adhesive elements.
9. Method according to one of claims 1 to 6, characterised in that the element with flexible
contours is fixed or held at the site of its cooling effect with the aid of additional
implements, e.g. clips.
1. Procédé de refroidissement de parties de surfaces laquées ou peintes de taille relativement
importante en vue de permettre un traitement ultérieur, caractérisé en ce que l'on
applique sur les parties de surface concernées un élément épousant les contours et
de dimensions appropriées, qui a été refroidi à l'avance et qui est fixé de façon
adéquate sur la surface.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refroidit à des températures
correspondantes l'élément épousant les contours à l'aide d'un gaz liquéfié à très
basse température, par exemple par plongée, par dépose ou par aspersion.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que des parties de
surface peintes ou laquées, en particulier les parties de surface qui ont été chauffées
au cours du processus de peinture sont refroidies à une température voisine de la
température ambiante.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que des parties de
surface peintes, en particulier des parties de surface peintes au moyen de laques
à grande élasticité, sont refroidies à une température inférieure à 0°C jusqu'à -150°C,
de préférence de -20°C jusqu'à -60°C.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, comme élément
flexible, on utilise un sachet ou une poche rempli de corps solides de petites dimensions,
de préférence de billes métalliques ou des granules métalliques - par exemple des
granules d'acier, de cuivre ou d'aluminium -.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on utilise,
en tant qu'élément épousant les contours, un récipient flexible qui est rempli d'un
liquide restant liquide dans les zones de température concernées, par exemple de la
saumure de chlorure de calcium.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément épousant
les contours est fixé à l'aide d'aimants à l'emplacement où il exerce son effet réfrigérant.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément épousant
les contours est maintenu à l'emplacement où il exerce son effet réfrigérant par gravité,
par des ventouses ou par des éléments adhésifs.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément épousant
les contours est fixé ou maintenu à l'emplacement où il exerce son effet réfrigérant
à l'aide d'outils supplémentaires, par exemple des pinces.