DE10128413C1 - Method for opening a glued joint of a load-carrying structure of a motor vehicle bodywork involves embrittlement of the adhesive by immersing the joint zone into a refrigerating agent or by spraying it with such an agent - Google Patents
Method for opening a glued joint of a load-carrying structure of a motor vehicle bodywork involves embrittlement of the adhesive by immersing the joint zone into a refrigerating agent or by spraying it with such an agentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen einer Verbindung zwischen Rahmenprofilen einer Tragstruktur in Skelettbauweise, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for releasing a connection between frame profiles of a supporting structure in skeleton construction, especially for a motor vehicle, according to the preamble of Claim 1.
Aus der DE 199 29 057 A1 sind Fahrzeugtragstrukturen in Ske lettbauweise bekannt. Sie bestehen aus mehreren einzelnen Rah menprofilen, die an ihren Enden Verbindungsmittel aufweisen. Mindestens zwei dieser Rahmenprofile werden an diesen Enden durch ein Knotenelement miteinander verbunden. Zwischen dem In nenumfang des Verbindungsmittels des Rahmenprofils und dem Au ßenumfang des Knotenelementes ist ein Kleberbett vorgesehen. Dieses Kleberbett wird nach dem Zusammenstecken der Fügepartner durch Einspritzen von Klebstoff in den Verbindungsbereich er zeugt.DE 199 29 057 A1 describes vehicle support structures in Ske known lathe construction. They consist of several individual frames menprofile, which have connecting means at their ends. At least two of these frame profiles are on these ends connected by a node element. Between the In NEN scope of the connecting means of the frame profile and the Au An adhesive bed is provided on the outer circumference of the node element. This adhesive bed becomes the joining partner after the assembly by injecting adhesive into the joint area testifies.
Ein großes Problem stellt die Reparatur einer solchen Trag struktur dar. Es muss sichergestellt werden, dass einzelne Rah menprofile aus der Struktur entfernt werden können, ohne dass die anderen Rahmenprofile dabei geschädigt werden und ohne dass sich die gesamte Struktur dabei verzieht.Repairing such a support poses a major problem structure. It must be ensured that individual frames menprofile can be removed from the structure without the other frame profiles are damaged and without the entire structure warps.
Verfahren zur Demontage von Klebeverbindungen können dem Band "Strukturelles Kleben und Dichten - Band 1", E. Schindel- Bidinelli, Hinterwaldner Verlag München, entnommen werden. Da bei kommen für metallische Werkstoffe im einzelnen Demontage durch mechanisches, physikalisches und chemisches Lösen in Be tracht. Alle diese Verfahren sind jedoch kostenintensiv bzw. mit hohem apparativem Aufwand verbunden oder zerstören die Kle bepartner irreversibel.Procedures for dismantling adhesive bonds can be done using the tape "Structural Gluing and Sealing - Volume 1", E. Schindel- Bidinelli, Hinterwaldner Verlag Munich. because when come for metallic materials in individual disassembly by mechanical, physical and chemical dissolving in Be costume. However, all of these processes are costly or connected with high equipment expenditure or destroy the Kle partner irreversible.
Ferner ist aus der DE 199 11 779 A1 ein Verfahren zur Trennung von Klebepartnern, insbesondere im Karosseriebau, mittels me chanischer Schwingungen bekannt, bei dem u. a. der Klebstoff auf eine Temperatur unterhalb seiner Glastemperatur gekühlt wird. Dieses Verfahren ist jedoch in der Praxis sehr aufwendig zu re alisieren.Furthermore, DE 199 11 779 A1 describes a method for separation of adhesive partners, especially in body construction, using me chanic vibrations known in which u. a. the glue on a temperature below its glass temperature is cooled. In practice, however, this process is very complex ALISE.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Klebeverbindungen von Rahmenprofilen in Fahrzeugtragstrukturen in Skelettbauweise kostengünstig und ohne Schädigung der Klebepartner zu lösen.The invention is based, adhesive connections of Frame profiles in vehicle support structures in skeleton construction Can be solved inexpensively and without damaging the adhesive partners.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprü che 1 bis 3 gelöst.The object is achieved by the features of the claims che 1 to 3 solved.
Danach wird das Lösen der Verbindung durch Kaltversprödung des Klebstoffes mit Hilfe eines Kältemittels durchgeführt, das auf den Verbindungsbereich der Rahmenprofile aufgebracht wird. An schließend werden die Rahmenprofile mechanisch voneinander ge trennt.Thereafter, the connection is released by cold embrittlement of the Adhesive carried out with the help of a refrigerant the connection area of the frame profiles is applied. to then the frame profiles are mechanically separated from each other separates.
Erfindungsgemäß findet das Aufbringen des Kältemittels durch vollständiges Eintauchen des Verbindungsbereichs der Rahmenpro file in flüssiges Kältemittel statt. Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, dass nur ein sehr geringer apparativer Aufwand zu seiner Durchführung nötig ist. (Anspruch 1)According to the invention, the refrigerant is applied complete immersion of the connection area of the frame pro file in liquid refrigerant instead. This method owns the advantage that only a very small expenditure on equipment its implementation is necessary. (Claim 1)
Alternativ bzw. zusätzlich kann das Kältemittel auf den Verbin dungsbereich aufgesprüht werden. Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, dass so mit niedrigem Aufwand auch schwer zugängliche oder zum Eintauchen nicht geeignete Bereiche der Tragstruktur besprüht und voneinander getrennt werden können. (Anspruch 2)Alternatively or additionally, the refrigerant can be on the connector area to be sprayed on. This method has the The advantage of being difficult to access with little effort or areas of the supporting structure which are not suitable for immersion can be sprayed and separated. (Claim 2)
Alternativ bzw. zusätzlich kann das Kältemittel durch Auflegen einer Kältepackung auf den Verbindungsbereich aufgebracht wer den. Eine solche Kältepackung besteht zweckmäßigerweise aus ei nem verformbaren Material mit darin enthaltenen Wendeln für ein flüssiges Kältemittel. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass ein geschlossener Kältemittelkreislauf besteht, was zur Sicher heit bei der Anwendung des Verfahrens beiträgt und zusätzlich Kältemittel einspart. Ferner ist dieses Verfahren überall ein setzbar. (Anspruch 3)Alternatively or in addition, the refrigerant can be applied a cold pack applied to the connection area the. Such a cold pack expediently consists of egg deformable material with included spirals for a liquid refrigerant. This arrangement has the advantage that a closed refrigerant circuit exists, which for sure contributes to the application of the method and additionally Saving refrigerant. Furthermore, this process is everywhere settable. (Claim 3)
Durch das erfindungsgemäße Einbringen von Kälte in die Klebefu ge wird der Klebstoff versprödet, was zu einer Schwächung der Klebeverbindung führt. Im Vergleich zur unversprödeten Verbin dung ist daher zum Trennen der Rahmenprofile eine weit geringe re Kraft nötig.By introducing cold into the adhesive base according to the invention The adhesive becomes brittle, which leads to a weakening of the Adhesive connection leads. Compared to the unbrittled verb Therefore, the separation of the frame profiles is far less re force needed.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann im Gegensatz zu den bekannten Verfahren zur Trennung von Klebverbindungen die Kle beverbindung gelöst werden, ohne dass einer der beiden Füge partner dabei geschädigt wird. Nach dem Trennen können die Kle bepartner ohne Qualitätsverlust neu verklebt werden.In contrast to the known method for separating adhesive bonds the Kle be solved without one of the two joints partner is damaged. After separating, the Kle partners can be re-glued without loss of quality.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bei Fahrzeug tragstrukturen in Skelettbauweise daher möglich, gezielt ein zelne Profile zu Reparaturzwecken zu entfernen und zu ersetzen, ohne dass die Gesamtstruktur geschädigt oder verzogen wird. Da her ist kein aufwendiges Richten der Fahrzeugtragstruktur nach der Reparatur erforderlich.With the help of the method according to the invention, it is in the vehicle Support structures in skeleton construction are therefore possible remove and replace individual profiles for repair purposes, without the entire structure being damaged or distorted. because There is no time-consuming adjustment of the vehicle support structure repair required.
Das Verfahren ist mit geringem apparativen Aufwand verbunden und kann in jeder Werkstatt mit sehr einfachen Mitteln durchge führt werden.The process is associated with little outlay on equipment and can be carried out in any workshop with very simple means leads.
Ein bevorzugter Werkstoff für die Rahmenprofile in Leichtbau weise ist Aluminium. Das erfindungsgemäße Verfahren ist beson ders geeignet für die Verwendung mit diesem Werkstoff. Hier kann vorteilhafterweise der Effekt ausgenutzt werden, dass das Aluminium einen anderen Ausdehnungskoeffizienten als der Kleb stoff besitzt. So ziehen sich bei Kälteeinwirkung die beiden Materialien unterschiedlich stark zusammen, was ein Lösen der Verbindung zusätzlich vereinfacht. (Anspruch 4)A preferred material for the frame profiles in lightweight construction wise is aluminum. The method according to the invention is special also suitable for use with this material. Here can advantageously be exploited the effect that the Aluminum has a different expansion coefficient than the adhesive owns fabric. So they pull when exposed to cold Materials together to different degrees, which is a loosening of the Connection also simplified. (Claim 4)
Die ökologische Verträglichkeit des erfindungsgemäßen Verfah rens ist sehr hoch, da keine Lösungsmittel wie bei chemischen Trennverfahren verwendet werden. Bei Verwendung von flüssigem Stickstoff als Kältemittel kann daher auf zusätzliche, kosten intensive Absaugungs- und Entsorgungsvorrichtungen verzichtet werden. (Anspruch 6)The ecological compatibility of the method according to the invention rens is very high since there are no solvents like chemical ones Separation processes are used. When using liquid Nitrogen as a refrigerant can therefore cost extra intensive suction and disposal devices are dispensed with become. (Claim 6)
Weiterhin kann das mechanische Trennen der Verbindung nach dem Aufbringen des Kältemittels so durchgeführt werden, dass die Rahmenprofile im Verbindungsbereich vor der Kältebehandlung zum Beispiel durch eine Spreizvorrichtung vorgespannt werden. Dies ermöglicht ein besonders kostengünstiges Lösen der Klebeverbin dung, da bereits während der Kältebehandlung der Moment des Lö sens und somit der Zeitpunkt, an dem eine ausreichende Menge an Kältemittel zugeführt wurde, erkannt werden kann. (Anspruch 9)Furthermore, the mechanical disconnection after the Apply the refrigerant so that the Frame profiles in the connection area before the cold treatment for Example are biased by a spreader. This enables a particularly inexpensive release of the adhesive bond dung, because already during the cold treatment the moment of the Lö sens and therefore the point in time at which a sufficient amount of Refrigerant was added, can be recognized. (Claim 9)
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.Further configurations and advantages of the invention go out the other subclaims and the description.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand mehrerer Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:In the drawings, the invention is based on several embodiments Examples explained in more detail. Show it:
Fig. 1 den Verbindungsbereich zweier Rahmenprofile während des Aufsprühens eines Kältemittels und Fig. 1 shows the connection area of two frame profiles during the spraying of a refrigerant and
Fig. 2 eine vorteilhafte Ausführungsform der auf den Verbin dungsbereich aufgelegten Kältepackung. Fig. 2 shows an advantageous embodiment of the cold pack placed on the connec tion area.
Fig. 1 zeigt einen Verbindungsbereich 9 zweier Rahmenprofile 1 und 1' aus Aluminium, wie sie für eine Fahrzeug-Tragstruktur verwendet werden. Der Verbindungsbereich 9 umfasst ein Knoten element 4 mit daran angebrachten Steckverbindungsmitteln 3. Die Rahmenprofile 1 und 1' weisen jeweils an ihrem Ende ein Verbin dungsmittel 2 auf, das auf das entsprechende Steckverbindungs mittel 3 des Knotenelements 4 aufgesteckt ist. Zusätzlich ist ein Kleberbett 5 zwischen dem Innendurchmesser des Verbindungs mittels 2 des Rahmenprofils 1 und dem Außendurchmesser des Steckverbindungsmittels 3 des Knotenelementes 4 vorgesehen, das idealerweise eine über dem gesamten Umfang gleichmäßige Dicke aufweist. Das Kleberbett 5 wird gebildet aus den Zwischenräumen zwischen über dem Umfang angeordneten Stegen 6, wobei die Zwi schenräume durch einen Verbindungskanal 7 miteinander verbunden sind. Dieses Kleberbett 5 ist ausgefüllt mit einem durch eine Bohrung 8 in einen Überdeckungsbereich 9' zwischen Rahmenprofil 1 und Knotenelement 4 eingebrachten Klebstoff aus Epoxidharz, der nach dem Aushärten eine hochfeste Verbindung der beiden Rahmenprofile 1 und 1' sicherstellt. Fig. 1 shows a connection area 9 of two frame profiles 1 and 1 'made of aluminum, such as are used for a vehicle support structure. The connection area 9 comprises a node element 4 with attached connector means 3 . The frame profiles 1 and 1 'each have at their end a connec tion means 2 , which is plugged onto the corresponding connector means 3 of the node element 4 . In addition, an adhesive bed 5 is provided between the inner diameter of the connection by means of 2 of the frame profile 1 and the outer diameter of the plug connection means 3 of the node element 4 , which ideally has a uniform thickness over the entire circumference. The adhesive bed 5 is formed from the gaps between webs 6 arranged over the circumference, the inter mediate spaces being connected to one another by a connecting channel 7 . This adhesive bed 5 is filled with an epoxy resin adhesive introduced through a bore 8 into a covering area 9 'between frame profile 1 and node element 4 , which after hardening ensures a high-strength connection of the two frame profiles 1 and 1 '.
Soll nun diese Klebeverbindung gelöst werden, um z. B. die Trag struktur zu reparieren, so wird durch eine Zuführung 10 ein Kältemittel 11 in Form von flüssigem Stickstoff 12 auf den Überdeckungsbereich 9' aufgesprüht. Der flüssige Stickstoff 12 verdampft beim Wärmeaustausch mit dem Überdeckungsbereich 9'. Durch die Aufbringung von Kälte wird eine Kaltversprödung des im Kleberbett 5 befindlichen Klebstoffs erreicht. Dieser Effekt bewirkt gemeinsam mit der Tatsache, dass sich die (Aluminium-) Werkstoffe der Verbindungsmittel 2 und 3 unter der Kälteeinwir kung zusammenziehen, eine Reduktion der Haftwirkung des Kleb stoffs im Kleberbett 5. Daher kann die Klebeverbindung nach der Kälteeinwirkung mechanisch unter Aufbringung relativ geringer Kräfte gelöst werden.If this adhesive connection is now to be loosened, for. B. to repair the supporting structure, a refrigerant 11 in the form of liquid nitrogen 12 is sprayed onto the covering area 9 'through a feed 10 . The liquid nitrogen 12 evaporates during the heat exchange with the covering area 9 '. By applying cold, cold embrittlement of the adhesive located in the adhesive bed 5 is achieved. This effect, together with the fact that the (aluminum) materials of the connecting means 2 and 3 contract under the cold effect, reduces the adhesive effect of the adhesive in the adhesive bed 5 . Therefore, the adhesive connection can be released mechanically after the action of cold with the application of relatively low forces.
Diese mechanische Trennung der beiden Rahmenprofile 1 und 1' erfolgt zum Beispiel durch Vorspannen der Struktur vor der Käl tebehandlung mit Hilfe einer Spreizvorrichtung. Alternativ kann das Lösen auch durch schlagartige Aufbringung einer Kraft auf den Verbindungsbereich 9 oder durch einfaches Auseinanderziehen der beiden Rahmenprofile 1, 1' im Anschluss an die Kältebehand lung erfolgen.This mechanical separation of the two frame profiles 1 and 1 'takes place, for example, by prestressing the structure before the cold treatment using a spreading device. Alternatively, the loosening can also be carried out by suddenly applying a force to the connection area 9 or by simply pulling the two frame profiles 1 , 1 'apart after the cold treatment.
Neben dem dargestellten Aufsprühen flüssigen Kältemittels 11 kann der Verbindungsbereich 9, 9' auch mittels anderer Verfahren gekühlt und somit der darin enthaltene Klebstoff versprödet werden. Ein alternatives Verfahren besteht darin, den gesamten Verbindungsbereich 9, 9' in flüssigen Stickstoff einzutauchen. In addition to the spraying of liquid refrigerant 11 shown , the connection area 9 , 9 'can also be cooled by other methods and the adhesive contained therein can thus become brittle. An alternative method is to immerse the entire connection area 9 , 9 'in liquid nitrogen.
In Fig. 2 ist eine weitere Methode zur Kälteaufbringung auf den Verbindungsbereich 9, 9' dargestellt. Gezeigt ist eine vor teilhafte Ausführungsform einer Kältepackung 13, die auf den Verbindungsbereich 9, 9' aufgelegt wird. Die Kältepackung 13 besteht aus einem verformbaren Knetmaterial 14, das von einer verformbaren Kältemittelleitung 15 durchzogen wird. Diese Lei tung ist in Form von Wendeln 16 angeordnet, um eine gleichmäßi ge Kälteverteilung zu gewährleisten. Das Kältemittel 11 befin det sich in einem Kältemittelkreislauf, der geschlossen wird durch eine Pumpe 17 und einen Behälter 18 zur Aufnahme des im Umlauf befindlichen Kältemittels 11.In Fig. 2 is a further method for cold application to the connecting portion 9, 9 '. Shown is a geous embodiment of a cold pack 13 , which is placed on the connection area 9 , 9 '. The cold pack 13 consists of a deformable kneading material 14 which is traversed by a deformable refrigerant line 15 . This Lei device is arranged in the form of coils 16 to ensure a even distribution of cold ge. The refrigerant 11 is located in a refrigerant circuit, which is closed by a pump 17 and a container 18 for receiving the refrigerant 11 in circulation.
Das vorgestellte Verfahren ist nicht beschränkt auf die in Fig. 1 dargestellte konstruktive Ausgestaltung des Überde ckungsbereiches 9' mit Stegen 6, in deren Zwischenräumen das Kleberbett 6 angeordnet ist, sondern auch für beliebige Ausfüh rungen des Kleberbettes 6 anwendbar.The method presented is not limited to the constructive embodiment of the covering area 9 'shown in FIG. 1 with webs 6 , in the spaces between which the adhesive bed 6 is arranged, but also for any embodiments of the adhesive bed 6 applicable.
Neben der in Fig. 1 dargestellten Verbindung von Rahmenprofilen 1, 1' mithilfe eines Knotenelementes 4 ist es mittels des erfin dungsgemäßen Verfahrens auch möglich, andere Arten der Klebe verbindung von Rahmenprofilen 1, 1' in einer Tragstruktur zu lö sen.In addition to the connection of frame profiles 1 , 1 'shown in FIG. 1 with the aid of a node element 4 , it is also possible by means of the method according to the invention to solve other types of adhesive connection of frame profiles 1 , 1 ' in a supporting structure.
Das oben beschriebene Verfahren ist nicht beschränkt auf die angegebenen Methoden zum Aufbringen des Kältemittels 11 auf den Verbindungsbereich 9, 9' der Rahmenprofile 1, 1', sondern soll auch andere gängige Methoden der Kälteaufbringung sowie Kombi nationen der hier vorgestellten oder anderer Methoden umfassen.The method described above is not limited to the methods specified for applying the refrigerant 11 to the connection area 9 , 9 'of the frame profiles 1 , 1 ', but is also intended to include other common methods of applying cold as well as combinations of the methods presented here or other methods.
Neben dem in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten flüssigen Stickstoff 12 können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Ab hängigkeit von den thermischen Eigenschaften des Klebstoffes bzw. des Werkstoffs der Rahmenprofile auch andere geeignete Kältemittel 11 zum Verspröden des Klebstoffes auf den Verbin dungsbereich 9, 9' aufgebracht werden. So ist es vorstellbar, dass bei Werkstoffen bzw. Klebstoffen mit niedrigeren Ausdeh nungskoeffizienten ein Kältemittel mit tieferer Temperatur auf gebracht wird und umgekehrt.In addition to the liquid nitrogen 12 used in this exemplary embodiment, other suitable refrigerants 11 for embrittling the adhesive can also be applied to the connecting region 9 , 9 'in the process according to the invention, depending on the thermal properties of the adhesive or the material of the frame profiles. It is conceivable that a coolant with a lower temperature is applied to materials or adhesives with lower expansion coefficients and vice versa.
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- 2001-06-12 DE DE10128413A patent/DE10128413C1/en not_active Expired - Fee Related
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