DE102012204169A1

DE102012204169A1 - Verfahren und Vorrichtung zur maschinellen Reinigung

Info

Publication number: DE102012204169A1
Application number: DE201210204169
Authority: DE
Inventors: Mustafa Keklik
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-09-19

Abstract

Mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum maschinellen Reinigen von kontaminierten, unlackierten und im gereinigten Zustand lackierten Kunststoff-, insbesondere Faserverbund-Oberflächen (2) werden Verschmutzungen der Kunststoffoberfläche auf eine für eine spätere Class-A-Lackierung geeignete Art und Weise dadurch wirksam beseitigt, dass eine die Kunststoffoberfläche spurenfrei belassende Bürstenbehandlung (6) in Kombination mit einer unmittelbar nachfolgenden Kaltgasbeaufschlagung (10) der Kunststoffoberfläche vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum maschinellen Reinigen von kontaminierten, unlackierten und im gereinigten Zustand insbesondere Class-A lackierten Kunststoff- und insbesondere Faserverbund-Oberflächen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 5.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren und Vorrichtungen zur Reinigung von kontaminierten Bauteiloberflächen auf der Basis von abrasiven, thermischen, chemischen und/oder kryogenen Reinigungsmethoden oder auch Kombinationen aus diesen bekannt. So offenbart die WO 01/51260 A1 ein abrasives Reinigungsverfahren für lackierte Kunststoffteile, bei dem die Lackschicht durch eine Bürstenanordnung oder einen Partikelstrahl von der Kunststoffoberfläche abgelöst und die verbliebenen Lackreste anschließend durch eine kryogene Nachbehandlung entfernt werden. Solche abrasiven Reinigungsverfahren sind für unbeschichtete Kunststoffteile, die im Anschluss an den Reinigungsprozess ohne aufwändige Nachbehandlung eine hochwertige Lackierung nach dem Class-A-Standard erhalten sollen, nicht verwendbar. Gleiches gilt für thermische Reinigungsverfahren, z. B. die in der DE 10 2005 011 887 A1 in Verbindung mit einer mechanischen Bearbeitung vorbeschriebene Plasmastrahlbehandlung von Bauteiloberflächen.
Mit chemischen Reinigungsverfahren, etwa isopropanolgetränkten Wischtüchern, lassen sich Verschmutzungen an unbeschichteten Kunststoffteilen zwar wirksam beseitigen, jedoch müssen dabei die verschmutzten Stellen je nach Verschmutzungsgrad und -art individuell behandelt werden, so dass der Reinigungsprozess nicht automatisiert, sondern nur manuell, zumindest aber unter ständiger visueller Kontrolle seitens eines Fachwerkers durchführbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die sich in einem automatisierbaren Reinigungsprozess Verschmutzungen an einer unbeschichteten Kunststoffoberfläche auf eine für eine spätere Class-A-Lackierung geeignete Art und Weise beseitigen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren bzw. die im Patentanspruch 5 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.
Erfindungsgemäß wird auf Grund der besonderen Kombination einer schonenden Bürstenbehandlung, durch die die Verschmutzungen nicht abrasiv entfernt, sondern ohne Veränderung einer mikrofeinen Kunststoffoberfläche je nach Verschmutzungsart nur gelockert, verteilt und/oder aufgeraut werden, und einer nachfolgenden, partikelfreien Kaltstrahlbeaufschlagung, durch die die Verunreinigungen dann, weil so vorkonditioniert, unter der Kälteschock- und Strahlwirkung der Kaltgasanströmung wiederum ohne Veränderung der Kunststoffoberfläche wirksam beseitigt werden, eine für eine spätere hochwertige Lackierung erforderliche, maschinelle und ohne Weiteres automatisierbare Reinigung des Kunststoffteils von den unterschiedlichsten Verschmutzungsarten erzielt, welche in der Praxis von Trennmittelresten, Schmierfetten und Fingerabdrücken über Staub-, Haar- oder Schweißpartikel bis hin zu Blütenstaub und Folienresten reichen können.
Als Kaltstrahl wird vorzugsweise ein CO₂-Schneestrahl verwendet, welcher – anders als ein Eispartikelstrahl – keinerlei Spuren auf der Kunststoffoberfläche hinterlässt. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden die vom Kaltstrahl entfernten Verunreinigungen in unmittelbarer Nähe des Strahlauftreffbereiches abgesaugt, und das Kunststoffteil wird im Anschluss an die Reinigung bis zum Lackiervorgang vor einer erneuten Kontamination geschützt, also z. B. in einem Reinraum gelagert.
Im Hinblick auf eine besonders effektive Mehrfachreinigung mit vor allem in der Serienfertigung von Kunststoffteilen gewünscht kurzen Taktzeiten werden zweckmäßigerweise mehrere Bürsten- und Düsenelemente wechselweise hintereinanderliegend angeordnet, und zur Automatisierung des Reinigungsprozesses wird die Bürsten- und Düsenanordnung vorzugsweise robotergeführt.
Die Erfindung wird nunmehr anhand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
1 eine robotergeführte Reinigungsvorrichtung nach der Erfindung beim Reinigen eines carbonfaserverstärkten Kraftfahrzeugdachs; und
2 eine weitere Ausführungsform des in 1 gezeigten Reinigungskopfes.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung dient zum Reinigen eines carbonfaserverstärkten Kraftfahrzeugdachs 1, dessen unbeschichtete Kunststoffoberfläche 2 eine für eine spätere Class-A Lackierung benötigte Oberflächenbeschaffenheit besitzt, und enthält einen von einem Roboter 3 in einem vorgegebenen Abstand in Pfeilrichtung P über die Kunststoffoberfläche 2 geführten Reinigungskopf 4 mit einem beispielsweise durch einen Motor 5 rotierend angetriebenen Bürstensegment 6, einer diesem in Bewegungsrichtung des Reinigungskopfes 4 unmittelbar nachfolgenden Kakstrahl-Düsenanordnung 7 und einer an den kaltstrahlbeaufschlagten Oberflächenbereich angrenzenden Absaugeinheit 8.
Die Borstenhärte und der Borstenandruck des Bürstensegments 6 werden so gewählt, dass auf der Kunststoffoberfläche 2 keinerlei Behandlungsspuren verbleiben und die hartnäckigeren Verunreinigungen, also etwa Trennmittelrückstände, Folienreste, Schmierfette, Fingerabdrücke oder Blütenstaub, durch den Bürstenbesatz 9 nur gelockert oder verteilt und/oder aufgeraut, jedoch nicht von der Kunststoffoberfläche 2 abgekratzt werden.
Diese Verunreinigungen werden dann aber, weil so vorkonditioniert, unter der Kälteschock und Strahlwirkung des nachfolgend einwirkenden Kaltstrahls 10, vorzugsweise eines CO₂-Schneestrahls, von der Kunststoffoberfläche 2 getrennt, ohne dass diese in ihrer mikrofeinen Oberflächenstruktur verändert wird, und in dem Kaltgasstrom über die angrenzende Absaugeinheit 8 abgeführt.
Das auf diese Weise von allen in der Praxis vorkommenden Verunreinigungen ohne Verletzung der Kunststoffoberfläche 2 befreite Kraftfahrzeugdach 1 kann anschließend kontaminationsgeschützt gelagert und dann mit einer qualitativ hochwertigen Lackierung nach dem Class-A Standard versehen werden.
Nach dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, wo die der oben beschriebenen Reinigungsvorrichtung entsprechenden Komponenten durch das gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind, enthält der Reinigungskopf 4 eine Reihe voneinander beabstandeter Bürstensegmente 6.1, 6.2...6.6 mit jeweils dazwischenliegenden Kaltstrahl-Düsenanordnungen 7.1, 7.2... und diesen jeweils zugeordneten (nicht gezeigten) Absaugkanälen. Mit einem derart gestalteten Reinigungskopf 4 wird eine intensive Mehrfachreinigung der Kunststoffoberfläche 2 in einem einzigen Arbeitsdurchgang erreicht. Im Übrigen ist die Bau- und Funktionsweise dieses Reinigungskopfes 4 die gleiche wie bei dem eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 01/51260 A1 [0002]
DE 102005011887 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum maschinellen Reinigen von kontaminierten, unlackierten und im gereinigten Zustand insbesondere Class-A-lackierten Kunststoff-, insbesondere Faserverbund-Oberflächen (2), gekennzeichnet durch eine die Kunststoffoberfläche spurenfrei belassende Bürstenbehandlung (6) in Kombination mit einer unmittelbar nachfolgenden Kaltstrahlbeaufschlagung (10) der Kunststoffoberfläche.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Kunststoffoberfläche (2) mit einem CO₂-Schneestrahl beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Kunststoffoberfläche (2) im Anschluss an die Kaltstrahlbeaufschlagung (10) abgesaugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Kunststoffteil (1) im Anschluss an die Reinigung bis zum Lackiervorgang kontaminationsgeschützt gehalten wird.
Maschinelle Reinigungsvorrichtung für kontaminierte, unlackierte und im gereinigten Zustand insbesondere Class-A-lackierte Kunststoff-, insbesondere Faserverbund-Oberflächen (2), gekennzeichnet durch eine über die Kunststoffoberfläche geführte und diese spurenfrei belassende Bürstenanordnung (5) und zumindest eine dem Arbeitsbereich der Bürstenanordnung nachfolgende Kaltstrahl-Düse (7).
Maschinelle Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mehrere, wechselweise aufeinanderfolgende Bürsten- und Kaltstrahl-Düsenelemente (6.1, 6.2...7.1, 7.2...)
Maschinelle Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet dass die Bürsten- und Düsenanordnung (6, 7) über die Kunststoffoberfläche (2) robotergeführt ist.