-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen einer durch Verklebung in einen Rahmen eingesetzten Scheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Wie allgemein bekannt ist, werden beispielsweise Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen, die eine irreparable Schädigung aufweisen, durch ein Schneidwerkzeug, das die Klebeverbindung umlaufend durchtrennt, vom Windschutzscheibenrahmen entfernt. Das Schneidwerkzeug kann zum Beispiel oszillierend arbeiten. Ferner ist es bekannt, zum Heraustrennen einer Windschutzscheibe einen die Klebeverklebung durchsetzenden Schneiddraht zu verwenden, der entlang der Klebeverbindung durchgezogen wird.
-
Die WO 2004/ 087 826 A2 beschreibt ein Verfahren zum Entfernen einer durch Verklebung in einen Rahmen eingesetzten Scheib.
-
Nachteilig bei dem bekannten Stand der Technik ist, dass der gesamte Randbereich der Scheibe zumindest von einer Seite (bei Einsatz eines Schneiddrahtes von beiden Seiten) der Scheibe zugänglich sein muss. Beschädigungen des Rahmens und von Verkleidungsteilen entlang des Rahmens können nicht ausgeschlossen werden. Die Klebstoffschicht muss in enger Toleranz nahe des Scheibenrandes verlaufen. Die bekannten Verfahren erfordern hohe Kräfte für das Durchtrennen der Klebstoffschicht und sind kaum automatisierbar. Außerdem sind die bekannten Verfahren sehr zeitaufwändig. Starke Wölbungen der Scheibe erschweren oder verhindern die Anwendung der bekannten Verfahren.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Entfernen einer durch Verklebung in einen Rahmen eingesetzten Scheibe aufzuzeigen, das die oben beschriebenen Nachteile beseitigt.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Kerngedanke der Erfindung nach Anspruch 1 ist es, durch Wärmeeintrag in die Beschichtung eine zumindest teilweise thermische Zerstörung der Beschichtung und/oder eine zumindest teilweise thermische Zerstörung der zur Beschichtung benachbarten Grenzschicht zu erzielen. Durch die Zerstörung der Beschichtung und/oder der Grenzschicht im Bereich der Klebestoffschicht wird die Adhäsion zwischen der Scheibe und der Klebstoffschicht so stark geschwächt, dass die Scheibe mit geringem Kraftaufwand aus dem Rahmen entfernt werden kann.
-
Der in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendete Begriff „Zerstörung“ umfasst auch eine Schwächung, Auflösung, Verbrennung, Zersetzung, Erweichung oder anderweitige Änderung der Eigenschaften oder des Aggregatszustands, jeweils vollständig oder teilweise.
-
Bei der Beschichtung handelt es sich, insbesondere bei einer in einen Windschutzscheibenrahmen eingeklebten Windschutzscheibe, um eine anorganische Beschichtung, die auf die Innenseite der Scheibe aufgebracht oder in die Oberfläche der Scheibe eingeschmolzen ist und den Durchtritt von Licht hemmt oder verhindert. Insbesondere dient die Beschichtung dem Schutz der Klebeverbindung, indem sie die Sonneneinstrahlung reflektiert oder zumindest teilweise absorbiert. Die Beschichtung fungiert außerdem als Oberfläche für die adhäsive Anbindung von Funktionsschichten und Klebstoffaufträgen. Die Beschichtung ist so ausgelegt, dass sie während der gesamten Nutzungsdauer der Scheibe beständig gegenüber Betriebsmedien, Umwelteinflüssen und umgebenden Materialien ist. Hierdurch ist insbesondere an der Grenzschicht zu dem Klebstoff eine intakte Abdichtung über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs gewährleistet. Außerdem kann mit der Beschichtung das äußere Erscheinungsbild der Windschutzscheibe gestaltet werden.
-
Laut www.autoglaser.de „haben fast alle geklebten Autoscheiben einen mehr oder weniger breiten schwarzen Rand, der auch Siebdruck oder keramischer Siebdruck genannt wird. In den Farben dieser im Siebdruckverfahren aufgedruckten Rand-Beschichtung des Glases sind Keramikpartikel gelöst, die dem Rand eine raue und haftende Oberfläche geben. Die wesentlichen Funktionen dieser keramischen Beschichtung sind der Schutz des Klebematerials, das die Scheibe mit der Karosserie des Fahrzeugs verbindet vor der Schädigung durch das praktisch immer vorhandene ultraviolette Licht. Dauernde UV-LichtBestrahlung schadet dem Klebemittel und würde die Verbindung mit der Scheibe im Laufe der Zeit lösen. Ein weiterer Grund ist die Abdeckung des unregelmäßig aufgetragenen Klebematerials nach außen, so dass von dem Fahrzeug, in dessen Karosserie Glas eingeklebt wird, ein design-harmonischer Eindruck entsteht. Der schwarze Rand kann auch in Punkte verschiedener Größe übergehen. Diese sogenannten Siebdruckpunkte haben keine technische Funktion, sondern sollen lediglich den optisch massiven Eindruck des schwarzen Siebdruckrandes auflösen. Für das Motiv der Scheibenumrandung wird ein Dia oder ein Foto digitalisiert. Die digitalisierten Daten werden direkt auf ein Drucksieb belichtet. Damit wird die Farbe auf das fertig zugerichtete Glaselement gedruckt und anschließend bei bis zu 700 Grad C getrocknet. Die Siebdruckfarben sind dauerhaft lichtecht, lösungsmittel- und abriebbeständig.“
-
Diese oben beschriebene Beschichtung wird auch als Schwarzdruck, Abdeckdruck oder Glaskeramik bezeichnet. Alternativ kann die Beschichtung auch als Silberdruck ausgeführt sein und unterscheidet sich damit im verwendeten Werkstoff (im Wesentlichen Silber) vom Schwarzdruck, bei identischer Verarbeitungstechnik zum Schwarzdruck. Die Beschichtung wird über gängige Applikationsverfahren wie beispielsweise Drucken, Streichen, Rollen, Sprühen und dergleichen aufgebracht.
-
Erfindungsgemäß wird die Beschichtung als „Absorptionsschicht“ genutzt, indem durch Eintrag von Energie von außen die Beschichtung erhitzt und dabei die Beschichtung und/oder die benachbarte Grenzschicht so weit zerstört wird, dass die Anbindung der Klebstoffschicht an die Scheibe zumindest teilweise aufgelöst wird und sich die Scheibe somit mit geringem Kraftaufwand aus dem Rahmen entfernen lässt. Die Beschichtung „absorbiert“ also die von außen eingebrachte Energie in einem Maß, durch das eine zumindest teilweise Zerstörung der Beschichtung selbst und/oder der Grenzschicht erfolgt.
-
Zusätzlich zur Beschichtung kann auch eine so genannte Haftvermittlerschicht vorgesehen sein, die eine dauerhafte Verbindung des Klebstoffs mit der Beschichtung sicherstellt. Die Haftvermittlerschicht kann nur scheibenseitig, nur rahmenseitig oder beidseitig des Klebstoffs vorgesehen sein. Außerdem ist es möglich, in den Klebstoff selbst einen Haftvermittler zu integrieren, so dass zur Verklebung der Scheibe ausschließlich der Klebstoff selbst aufgetragen werden muss, ohne Auftrag einer separaten Haftvermittlerschicht.
-
Der Begriff „Haftvermittlerschicht“ schließt alle Arten von Schichten zur Vorbehandlung der Scheibe vor dem Klebstoffauftrag ein. Das Fluid für die Haftvermittlerschicht kann filmbildend oder ablüftend sein. Haftvermittlerschichten werden beispielsweise auch als „Primer“ oder „Aktivatoren“ bezeichnet.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die thermische Energie durch induktive Anregung der Beschichtung im Bereich der Verklebung eingebracht. Hierbei wird die Beschichtung mit einem Induktionssystem einem mittel- oder hochfrequenten Wechselfeld ausgesetzt. Dies erfolgt beispielsweise durch Aufbringen eines elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Wechselfeldes. Das Wechselfeld erzeugt in der Beschichtung eine Wechselwirkung („innere Reibung“), durch die Wärme im Material der Beschichtung erzeugt wird. Diese Wärme wird gegebenenfalls durch Wärmeleitung auf angrenzende Bereiche abgeleitet.
-
Durch die hohe Energiedichte von Wechselfeldern, insbesondere von Wechselfeldern höherer Frequenz, kann vor allem in Verbindung mit einer geringen Dicke der Beschichtung infolge der sich hieraus ergebenden geringen Wärmekapazität sehr schnell und gezielt für sehr kurze Zeit eine vergleichsweise hohe Temperatur in der Beschichtung erzeugt werden, ohne umliegende Bereiche oder Materialien, beispielsweise bei einem Fahrzeug, unnötigen oder schädigenden thermischen Beanspruchungen auszusetzen. Die Frequenz der Wechselfelder liegt bevorzugt bei etwa 5 bis 60 kHz, besonders bevorzugt bei etwa 10 bis 25 kHz.
-
Die zumindest teilweise Zerstörung der Beschichtung selbst („Absorptionsschicht“) kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Eine Variante ist die Bildung von kleinen, losen, beispielsweise ca. 2 mm2 großen Fragmenten in der Beschichtung. Ferner kann die Beschichtung („Absorptionsschicht“) beispielsweise durch Verdampfen zumindest teilweise zerstört werden.
-
Insbesondere bei induktiver Einkopplung einer von außen angesetzten Energiequelle kann örtlich begrenzt in sehr kurzer Zeit eine so große Menge an Energie eingebracht werden, dass die Beschichtung lokal sehr schnell erhitzt wird und somit gegebenenfalls vom festen Zustand direkt in den gasförmigen Zustand übergeht (Sublimation). Hierdurch wird der Verbund zwischen der Scheibe und der Klebstoffschicht zumindest teilweise zerstört, wodurch die beiden Bauteile voneinander getrennt werden. Die entstehende Wärme in den an die „Absorptionsschicht“ angrenzenden Schichten und/oder Bauteilen ist dabei vergleichsweise gering, so dass die zulässigen Betriebstemperaturen der Bauteile nicht überschritten werden. Damit werden der Rahmen und im Bereich des Rahmens befindliche Verkleidungs- und Anbauteile nicht beschädigt.
-
Alternativ oder zusätzlich kann die Anbindung der Scheibe an den Rahmen (Adhäsion) durch Einkopplung von Energie in die Beschichtung zumindest teilweise zerstört werden, indem die Grenzschicht zwischen Beschichtung und Klebstoff zumindest teilweise zerstört wird. Dabei ist es möglich, ausschließlich die Grenzschicht zu zerstören und die Beschichtung selbst nicht zu zerstören. In diesem Fall überträgt die Beschichtung („Absorptionsschicht“) die eingebrachte Wärmeenergie auf die benachbarte Klebstoffschicht und/oder auf eine Haftvermittlerschicht zwischen Beschichtung und Klebstoff, so dass die Beschichtung nur als Wärmeüberträger wirkt. Da die Klebstoffschicht bzw. die Haftvermittlerschicht thermisch weniger stabil ist bzw. sind als die Beschichtung, werden sie durch die eingebrachte Wärmeenergie zumindest teilweise zerstört. Sofern keine Haftvermittlerschicht vorgesehen ist, wird die Grenzschicht zwischen Beschichtung und Klebstoff zumindest teilweise zerstört. Dadurch kann die Scheibe nachfolgend mit geringem Kraftaufwand aus dem Rahmen entfernt werden.
-
Die zumindest teilweise Zerstörung der Grenzschicht kann insbesondere auf zwei verschiedene Arten erfolgen.
-
In einer ersten Variante kann durch eine bevorzugt nur wenige Mikrometer dicke Beschichtung die Temperatur lokal im Material der benachbarten Grenzschicht (zum Beispiel Randbereich der Klebstoffschicht, Haftvermittlungsschicht etc.) auf ein Temperaturniveau gebracht werden, bei dem das Material in der Grenzschicht zumindest teilweise zerstört wird. Hingegen werden weitere Gegenstände und Materialien in der Umgebung der Beschichtung thermisch kaum beansprucht, werden also nicht zerstört.
-
In einer zweiten Variante ist auf der Scheibe eine zusätzliche Funktionsschicht vorgesehen, die beispielsweise „thermoaktive Partikel“ aufweist, deren Volumen sich bei einer Temperaturerhöhung stark vergrößert. Derartige „thermoaktive Partikel“ sind an sich beispielsweise aus der
WO 2004/087826 A2 unter dem Begriff „TEM“, „thermally expandable microspheres“, bekannt. Durch das Wechselfeld wird in der Beschichtung schnell eine hohe, lokal begrenzte Temperaturerhöhung in der Funktionsschicht erreicht, wobei die Funktionsschicht gleichzeitig als Isolationsschicht wirkt und den Temperaturanstieg in den benachbarten Bauteilen begrenzt. Das Material an der Grenzschicht zum Klebstoff wird daher nicht zerstört, insbesondere nicht verbrannt. Hieraus ergibt sich gegenüber der ersten Variante eine reduzierte Umweltbelastung und/oder Gefährdung infolge der geringeren Schadstoff - und/oder Gasentwicklung.
-
Durch die Funktionsschicht wird gegebenenfalls erreicht, dass die Scheibe schon bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen zuverlässig aus dem Rahmen gelöst werden kann. Die Funktionsschicht ist so beschaffen, dass sie während des regulären Betriebs des Kraftfahrzeugs die Kohäsion und/oder Adhäsion in der Klebeverbindung zumindest nicht reduziert. Im Fall einer gewünschten Trennung der Klebeverbindung wird durch Überschreiten der Betriebstemperatur eine Eigenschaftsänderung in der Funktionsschicht erreicht, zum Beispiel durch Volumenänderung oder Änderung des Aggregatszustands. Die Funktionsschicht kann beispielsweise in eine Haftvermittlerschicht integriert sein.
-
Bei der zweiten Variante wirkt die Funktionsschicht quasi als Grenzschicht zwischen Beschichtung und Klebstoff, während bei der ersten Variante der zur Beschichtung benachbarte Randbereich der Klebstoffschicht selbst die Grenzschicht bildet, die zumindest teilweise zerstört wird. Bei beiden Varianten wird die Anbindung der Klebstoffschicht an die Scheibe soweit zumindest teilweise zerstört, dass sich die Scheibe mit geringem Kraftaufwand aus dem Rahmen entfernen lässt.
-
Die Haupteinflussgrößen für den Wirkungsgrad der induktiven Einkopplung sind unter anderem folgende Parameter: Werkstoff und/oder Bauteilgeometrie der Beschichtung, Abstand zwischen dem Induktionssystem und der Beschichtung, Frequenz und/oder Pulsweite des Wechselfeldes. Der Abstand zwischen dem Induktionssystem und der Beschichtung sollte dabei möglichst gering sein, wobei der Minimalabstand (bei auf das Glas direkt aufgesetztem Induktionssystem) durch die Glasdicke bestimmt wird.
-
Die Beschichtung weist bevorzugt zumindest einen ferromagnetischen Werkstoff auf, zum Beispiel Eisen oder Nickel, und unterscheidet sich damit vom üblicherweise eingesetzten „Schwarzdruck“ / „Silberdruck“. Beispielsweise eignet sich als Beschichtung eine Mischung aus 75% Leitpaste und 25% Nickel. Als Leitpaste kann beispielsweise eine Silberleitpaste verwendet werden, die etwa 90% Feststoffanteil aufweist, davon ca. 80% Silber, ca. 15% Glaspartikel (SiO2) und weitere anorganische Bindestoffe.
-
Das induktive Verfahren kann als „Sekundärverfahren“ bei einer Scheibe mit zumindest einer Leiterbahn, die zur Trennung der Klebeverbindung bestromt werden kann, wie beispielsweise in der
DE 31 24 138 C2 beschrieben, herangezogen werden. Im Fall einer Unterbrechung oder anderweitigen Beschädigung der Leiterbahn kann die beschädigte Leiterbahn weiterhin zur induktiven Erwärmung verwendet werden.
-
Die Erfindung findet beispielsweise Anwendung bei Fahrzeugen aller Art, wie Schienenfahrzeugen, Wasserfahrzeugen und Luftfahrzeugen. In vorteilhafter Weise lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei Kraftfahrzeugen anwenden, um eine Scheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe, aus der Verklebung mit dem Rahmen, insbesondere einem Windschutzscheibenrahmen, zu lösen. Hierbei ist eine Zugänglichkeit nur von außerhalb des Fahrzeugs erforderlich. Zum einen muss derjenige Bereich der Scheibe, an dem innenseitig die Klebstoffschicht verläuft, von der Außenseite des Fahrzeugs zugänglich sein, um die thermische Energie einbringen zu können. Andererseits wird die Scheibe nach dem Wärmeeintrag in die Beschichtung von der Außenseite des Fahrzeugs vom Rahmen abgehoben. Scheibenrandleisten, Zierblenden, Abdeckungen und sonstige Scheibeneinfassungen können, soweit sie beim Abheben der Scheibe nicht stören, auf dem Rahmen bzw. auf der Scheibe belassen werden. Mechanische Beschädigungen der Karosserie und der Scheibe sind weitestgehend ausgeschlossen, im Unterschied zu mechanischen Trennverfahren mit Messern oder Drähten. Eine Wiederverwendung von herausgelösten Scheiben ist grundsätzlich möglich, beispielsweise bei Scheiben, die im Rahmen einer Altfahrzeugverwertung herausgetrennt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch bei von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlichem Klebstoffauftrag anwenden, selbst dann, wenn die Kleberaupe auf der Scheibe in größerem Abstand zur äußeren Scheibenkante verläuft, beispielsweise in einem Abstand von mehr als 5 cm. Die Kleberaupe kann beliebig breit oder in beliebig vielen Bahnen nebeneinander ausgeführt sein, ohne die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens einzuschränken. Auch Wölbungen der Scheibe haben keinen Einfluss auf die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es bestehen außerdem nur geringe Einschränkungen hinsichtlich der Zugänglichkeit für Arbeitsgerät, so dass die Baugröße des Arbeitsgerätes und der Aktionsradius, den der Arm eines Bedieners braucht, beispielsweise im Fall einer entsprechend großen Windschutzscheibe eines Lastkraftwagens oder eines Busses, ohne Belang sind. Das Lösen der Verklebung kann mit sehr geringem Zeitaufwand erfolgen (beispielsweise weniger als zwei Minuten) und kann zudem automatisiert werden.
-
Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen schematischen Aufbau einer Klebeverbindung zwischen einer Scheibe und einem Rahmen in perspektivischer Explosionsdarstellung.
-
In einen Rahmen 2, beispielsweise einen Windschutzscheibenrahmen eines Kraftfahrzeugs, ist eine Scheibe 4, beispielsweise eine Windschutzscheibe, eingesetzt. Der Rahmen 2 ist mit einer Oberflächenbeschichtung 6, beispielsweise einem Fahrzeuglack, versehen. Die Scheibe 4 ist auf ihrer dem Rahmen 2 zugewandten Seite mit einer Beschichtung 8 versehen, üblicherweise mit einem Siebdruck.
-
An die Beschichtung 8 schließt sich eine erste Haftvermittlerschicht 12 an. Die Haftvermittlerschicht 12 bildet die oberste Schicht auf der Scheibe 4 und steht in unmittelbarem Kontakt zu der sich anschließenden Klebstoffschicht 14. In gleicher Weise ist auf der Oberflächenbeschichtung 6 des Rahmens 2 eine zweite Haftvermittlerschicht 16 angeordnet. Die Klebstoffschicht 14 hat nach dem Klebstoffauftrag (vor dem Fügen der Scheibe) beispielsweise einen dreieckförmigen Querschnitt, wobei die Basis der Dreiecksraupe der Klebstoffschicht 14 üblicherweise auf der ersten Haftvermittlerschicht 12 angeordnet ist. Beim Fügen der mit der Klebstoffschicht 14 versehenen Scheibe 4 an den Rahmen 2 wird die dreieckförmige Klebstoffschicht 14 flach gedrückt und weist im Endzustand idealerweise eine tonnenförmigen Querschnitt auf. Die Haftvermittlerschicht 12 und/oder die Haftvermittlerschicht 16 kann bzw. können auch entfallen.
-
Erfindungsgemäß wird ein Induktionssystem 20 als Energiequelle verwendet, bei dem ein Generator die Umwandlung von elektrischer Energie in ein elektromagnetisches Wechselfeld bewirkt. Dieses Wechselfeld wird an einen Induktor 21 geleitet. Der Induktor 21 weist beispielsweise Leiterschleifen, Komponenten aus Weicheisen etc. auf und überträgt die Energie berührungslos auf den Bereich der Klebstoffschicht 14. Der Induktor 21 wirkt dabei als Sender, die induktiv erregbare Beschichtung 8 im Bereich der Klebstoffschicht 14 als Empfänger.
-
Die thermische Energie wird somit lokal begrenzt in die induktiv erwärmbare Beschichtung 8 eingebracht und von dieser absorbiert. Abhängig von den Bauteilabmessungen (insbesondere von der Bauteildicke), der Wärmekapazität und/oder der Wärmeleitfähigkeit des Materials der Beschichtung 8 sowie der vorgenannten Parameter und der Generatorleistung kann die Beschichtung 8 auf einer aus Glas bestehenden Scheibe 4 innerhalb von wenigen Sekundenbruchteilen eine Temperatur von über 200°C erreichen.
-
Durch eine kontinuierliche Führung des Induktors 21 entlang des Randes der Scheibe 4, unter Absorption der vom Induktionssystem 20 eingekoppelten Energie, wird die Haftung zwischen der Beschichtung 8 und der Klebstoffschicht 14 umlaufend zumindest teilweise zerstört. Nachdem das Induktionssystem 20 entlang des gesamten Umfangs des Scheibenrands bewegt wurde, kann die Scheibe 4 mit geringem Kraftaufwand vom Flansch des Rahmens 2 abgenommen werden.
-
Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen: Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Entfernen einer durch Verklebung in einen Rahmen 2 eingesetzten Scheibe 4 wird durch Einbringung von thermischer Energie die Beschichtung 8 entlang des Scheibenrandes zumindest teilweise zerstört und auf diese Weise die Verbindung zwischen der Scheibe 4 und dem Klebstoff 14 wenigstens teilweise aufgehoben. Bei der Beschichtung 8 handelt sich beispielsweise um einen entlang des Scheibenrands angebrachten Siebdruck. Die Beschichtung 8 wirkt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als „Absorptionsschicht“ für die von einem Induktionssystem 20 eingebrachte Energie. Durch die Erwärmung der Beschichtung 8 infolge des Energieeintrags wird die Beschichtung 8 selbst und/oder die zur Beschichtung 8 benachbarte Grenzschicht (Haftvermittlerschicht 12 oder Randbereich eines Klebstoffs 14) zumindest teilweise zerstört, so dass die Haftung und damit die Verbindung zwischen der Beschichtung 8 und dem Klebstoff 14 entlang des Scheibenrandes zumindest teilweise aufgehoben wird. Dadurch kann die Scheibe 4 nachfolgend mit geringem Kraftaufwand aus dem Rahmen 2 entfernt werden.
