DE19943751B4

DE19943751B4 - Trennverfahren

Info

Publication number: DE19943751B4
Application number: DE1999143751
Authority: DE
Inventors: Christian Lermer; Helmut Köpke
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2019-09-14
Also published as: DE19943751A1

Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren zum Trennen eines schadhaften von einem mit diesem duroplastisch verklebten, unbeschädigten Kunststoff-Bauteils, durch welches eine Beschädigung des unversehrten Bauteils erfindungsgemäß auf einfache und sichere Weise dadurch vermieden wird, daß die Biegesteifigkeit des schadhaften Bauteils durch Materialabtragung von der unverklebten Bauteilseite aus verringert und anschließend der Restteil des schadhaften Bauteils unter Erwärmung der Klebstoffschicht von dem Gutbauteil abgeschält wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trennen von duroplastisch miteinander verklebten Kunststoff-, insbesondere Faserverbund-Bauteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum Trennen eines schadhaften von einem mit diesem über eine duroplastische Klebstoffschicht verbundenen, unbeschädigten Bauteil, etwa zu Reparaturzwecken, ist es bekannt, entweder die Klebstoffschicht mechanisch, z. B. mit Hilfe einer Vibrationsklinge, zu durchschneiden oder bis zur Zerstörung des Klebstoffs zu erhitzen, oder aber das beschädigte Bauteil selbst, etwa durch Abschleifen oder Abfräsen, vollständig zu zerspanen und dann die verbliebenen Klebstoffreste von dem Gutbauteil zu entfernen. Diese bekannten Trennmethoden sind für metallische Werkstücke geeignet, bei Kunststoff- und insbesondere Faserverbund-Bauteilen besteht jedoch die Gefahr, daß der mechanische oder thermische Zerstörungsvorgang das in dieser Hinsicht zumeist außerst empfindliche Kunststoff- bzw. Faserverbundmaterial in den klebschichtseitigen Randzonen des Gutbauteils miterfaßt und dieses daher, obwohl zunächst unversehrt, durch den Trennvorgang gleichfalls beschädigt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, durch welches beim Trennen der Bauteile eine Beschädigung des unversehrten Kunststoff-Bauteils auf einfache und sichere Weise verhindert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst.
Aufbauend auf der Erkenntnis, daß duroplastische Klebeschichten gegenläufig zu ihrer Zug-, Druck- und Schubfestigkeit eine sehr geringe Schälfestigkeit besitzen, die unter Wärmeeinwirkung noch weiter abfällt, wird das beschädigte Bauteil erfindungsgemäß zunächst soweit abgetragen, dass einerseits ein ausreichender Sicherheitsabstand zu den Klebeflächen gewahrt und dadurch der Verletzungsgefahr des unbeschädigten Bauteils wirksam begegnet wird, andererseits von dem schadhaften Bauteil aber nur noch eine dünne, klebschichtseitige und für sich allein dementsprechend biegeweiche Randzone verbleibt, was in Verbindung mit der anschließenden Erwärmung, in der der Temperatureffekt auf die Schälfestigkeit der Klebeschicht ausgenutzt, das Temperaturniveau jedoch deutlich unter der Überhitzungsgrenze des Gutbauteils gehalten wird, dazu führt, dass die verbliebenen, biegeweichen Randzonen des schadhaften Bauteils quer zur Klebeschicht eingeleitete Trennkräfte hohe, linienförmig konzentrierte Schälbelastungen in der ohnehin schälempfindlichen und durch Wärmezufuhr noch weiter geschwächten Klebeschicht erzeugen, so dass sich diese problemlos und vor allem ohne Verletzung des unversehrten Gutbauteils lösen läßt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es somit möglich, eine unbeschädigte Kunststoff- und insbesondere Faserverbundstruktur, welche über eine dünne, duroplastische Klebeschicht hochgradig zug-, druck- und schubfest mit einem schadhaften Bauteil verbunden ist, mit geringem Zeit- und Verfahrensaufwand und vor allem unbeschädigt freizulegen.
Im Hinblick auf eine vereinfachte Endreinigung des Gutbauteils wird die Schälfestigkeit der nach dem Trennen der Bauteile am Gutbauteil noch vorhandenen Klebstoffreste nach Anspruch 2 vorzugsweise ebenfalls durch Erwärmung redu ziert, woraufhin sich die Klebeflächen des Gutbauteils wiederum rasch und gefahrlos mechanisch säubern lassen.
Eine besonders einfache und für das Gutbauteil schonende Krafteinleitung wird nach Anspruch 3 dadurch erreicht, das die Schälkräfte in die verbliebenen, biegeweichen Randzonen des schadhaften Bauteils über an diesem ausgeformte, klebschichtnahe Demontagelaschen eingeleitet werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Diese zeigen in stark schematisierter Darstellung:
1A, B, C aufeinanderfolgende Arbeitsschritte zum Trennen eines oberen von einem mit diesem flächig verklebten, unteren Faserverbund–Sandwichbauteil; und
2 eine perspektivische Darstellung zweier miteinander verklebter Faserverbundprofile während des Schälvorgangs.
Die in 1A gezeigten, über eine duroplastische Klebstoffschicht 2 flächig miteineinander verbundenen Sandwichbauteile 4 und 6 bestehen jeweils aus einer oberen und einer unteren Faserverbund–Deckhaut 4.1, 4.2 bzw. 6.1, 6.2 sowie einem dazwischenliegenden, spezifisch leichten Innenkern 4.3 bzw. 6.3. Ist das obere Sandwichbauteil 4 beschädigt, so muß es zu Reparatur- oder Tauschzwecken vom unteren, unversehrten Sandwichbauteil 6 getrennt werden, ohne dass dabei die Deckschicht 6.1 verletzt wird. Zur Erleichterung des Trennvorgangs ist das Sandwichbauteil 4 mit randseitig vorstehenden, unverklebten Demontagelaschen 8 versehen, welche einstückig an die Deckschicht 4.2 angeformt sind.
In einem ersten Arbeitsschritt wird das beschädigte Sandwichbauteil 4, etwa durch Abschleifen, Abfräsen oder Durchtrennen des Innenkerns 4.3, soweit abgetragen, dass im wesentlichen nur noch die untere, für sich allein biegeweiche Deckschicht 4.2 verbleibt (1B).
Anschließend wird die Klebstoffschicht 2, z. B. mit Hilfe eines Heißluftgeräts 10 (1C), erwärmt, bis die Schälfestigkeit der Klebstoffschicht 2 deutlich abfällt, das Temperaturniveau aber noch ausreichend weit unter der Überhitzungsgrenze des unbeschädigten Bauteils 6 bleibt. Bei der praktischen Erprobung hat sich eine Erwärmung auf 100 bis 150°C als besonders günstig erwiesen, je nach Klebstoffart und Temperaturbeständigkeit des Bauteils 6 kommen jedoch auch andere Temperaturbereiche in Betracht.
In die so unter Wärmeeinwirkung geschwächte Klebstoffschicht 2 werden hohe, linienförmig konzentrierte Schälbelastungen dadurch eingeleitet, daß die verbliebene, biegeweiche Deckschicht 4.2 des beschädigten Bauteils 4 mit quer zur Klebstoffschicht 2 gerichteten Trennkräften beaufschlagt, also etwa mit Hilfe eines keilförmigen Schälwerkzeugs 12 zunehmend hochgebogen wird, so dass die Klebstoffschicht 2 fortschreitend aufreißt, wobei das Einführen des Schälwerkzeugs 12 in die Klebstoffschicht 2 zu Beginn des Schälvorgangs durch die Demontagelaschen 8 erleichtert wird. Nach dem Lösen der Deckschicht 4.2 können am Gutbauteil 6 noch vorhandene Klebstoffreste 14 ebenfalls wieder unter Wärmeeinwirkung mechanisch leicht entfernt, z. B. abgekratzt werden.
Soll von dem beschädigten Bauteil 4 nur ein Teilbereich entfernt werden, so wird dieser zuvor durch eine schmale, sich bis zur Klebstoffschicht 2 erstreckende Schnittlinie von dem übrigen Bauteil 4 abgetrennt, wie dies in 1A durch die strichpunktierte Trennungslinie 16 angedeutet ist.
2, in der die der ersten Ausführungsform entsprechenden Komponenten durch ein um 100 erhöhtes Bezugszeichen gekennzeichnet sind, zeigt zwei durch eine duroplastische Klebstoffschicht 102 hochfest miteinander verbundene Faserverbundstrukturen in Form eines abgewinkelten Faserverbund-T-Trägers 104 und eines durch einen Schaumstoffkern 18 verstärkten Faserverbund-Hohlprofils 106. Ist der T–Träger 104 beschädigt, so wird das schadhafte Teilstück zunächst mit einem bis zur Klebstoffschicht 102 reichenden Trennungsschnitt 116 abgetrennt und anschließend soweit abgetragen, dass von dem Klebeflansch 20 des Trägers 104 nur noch eine dünne, klebschichtseitige Randzone 22 verbleibt, die dann auf die anhand der 1 geschilderte Weise unter Wärmeeinwirkung ohne Beschädigung der unversehrten Bauteilabschnitte 104, 106 abgeschält wird, wobei die evtl. noch vorhandenen Klebstoffreste 114 wiederum unter Wärmezufuhr mechanisch entfernt werden.
Sind die Klebeflächen quer zur Schälrichtung S stärker gekrümmt oder – wie gemäß 2 – abgewinkelt, so wird die abzuschälende Randzone 22 durch in Schälrichtung S verlaufende Einschnitte 24 in einzelne, streifenförmige Abschnitte 22.1, 22.2 reduzierter Biegesteifigkeit unterteilt und dann abschnittsweise abgeschält.

Claims

Verfahren zum Trennen eines schadhaften von einem mit diesem duroplastisch verklebten, unbeschädigten Kunststoff-, insbesondere Faserverbund-Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegesteifigkeit des schadhaften Bauteils durch Materialabtragung von der unverklebten Bauteilseite aus verringert und anschließend der Restteil des schadhaften Bauteils unter Erwärmung der Klebeschicht von dem Gutbauteil abgeschält wird.
Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Trennen der Bauteile am Gutbauteil verbliebenen Klebstoffreste gleichfalls unter Erwärmung mechanisch entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserverbund-Bauteile mit klebschichtnahen Demontagelaschen zum Einleiten der Schälkräfte. versehen werden.