DE19946957C1

DE19946957C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Entfernen einer Beschichtung von einem Substrat

Info

Publication number: DE19946957C1
Application number: DE1999146957
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Volker; Thaddaeus Poloczek
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2019-10-01
Also published as: EP1222038A1; WO2001023112A1

Abstract

Einrichtungen zur Oberflächenbehandlung nach dem Stande der Technik sind entweder, wie Trockeneisstrahlgeräte, nur zur Beseitigung von leicht entfernbaren Beschichtungen oder, wie Nadelgeräte, nur zur Behandlung harter Substrate geeignet. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Möglichkeit zur Oberflächenbehandlung, die sowohl bei harten als auch bei weichen Substraten einsetzbar ist. Erfindungsgemäß wirkt ein Oberflächen-Bearbeitungswerkzeug (2), etwa ein Nadelgerät, das mittels mechanischer Impulsübertragung auf die Oberfläche eines Substrats (10) einwirkt, mit einer Kühleinrichtung (3) zur Bestrahlung der Oberfläche des Substrats (10) mit einem Kältemittel zusammen. Das Bearbeitungswerkzeug ist mit Bearbeitungsteilen (12) ausgerüstet, die zur Bearbeitung empfindlicher Substrate (10) geeignet sind, etwa Nadeln (4) aus Kunststoff. Als bevorzugtes Kältemittel kommt CO 2 zum Einsatz, das in flüssiger, warmer Form zur Kälteeinrichtung (3) transportiert und durch Entspannung seine Kältewirkung entfaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Entfernen einer Be schichtung von einem Substrat gemäß den Merkmalen in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 14.

Bekannt sind Oberflächenbearbeitungsverfahren wie Sandstrahlen, Kugelstrahlen, Vibrationsnadeln oder Trockeneisstrahlen, deren Zweckbestimmung darin liegt, eine Beschichtung von einem Substrat zu lösen. Zur Behandlung leicht ablösbarer Schichten wird heute in großem Umfange das Trockeneisstrahlverfahren eingesetzt, das seine beste Wirkung bei mittelharten und leicht versprödbaren Oberflächen er zielt, die auf einem relativ festen und harten Untergrund aufgetragen sind. Dieses Verfahren, das beispielsweise in dem Artikel von S. Donath und F. Lürken: "ColdJet - umweltfreundliches Reinigen mit Trockeneispellets" gas aktuell 41, S. 4 (1991) be schrieben ist, findet beispielsweise Anwendung bei der Entrostung von Schiffskör pern. Hier kommt es nicht darauf an, metallisch blanke Oberflächen zu schaffen, sondern lediglich die schlecht haftenden Rostpartikel zu entfernen, da festhaftende, passivierte Bestandteile des Oxidbelages bereits einen gewissen Rostschutz für das darunterliegende Metall darstellen. Wegen der relativ geringen Härte der Trockeneis partikel von 2 (Mohs) eignen sich Trockeneisstrahlverfahren auch zum Reinigen empfindlicher Oberflächen. Das Verfahren zeigt jedoch nur eine geringe Effektivität bei der Entfernung harter oder fest mit dem Substrat verbundener Beschichtungen. Durch eine spezielle Düsengeometrie, wie sie beispielsweise in der DE 198 07 917 A1 beschrieben ist, kann zwar die Strahlgeschwindigkeit und damit die Flächenleis tung bezogen auf die jeweils eingesetzte Menge an Trockeneis und Druckgas maxi miert werden, auf die Entfernbarkeit von harten oder fest mit dem Substrat verbun denen Schichten hat die Strahlgeschwindigkeit jedoch einen nur geringen Einfluss.

Zum Entfernen harter Oberflächenbeschichtungen kommen dagegen Geräte zum Einsatz, bei denen die zu entfernende Beschichtung, wie etwa bei dem in der DE 44 27 910 A1 beschriebenen Nadelhammerwerkzeug, durch eine mechanische Einwir kung beseitigt wird. Druckluftbetriebene Nadelwekzeuge sind mit harten Stahlnadeln ausgerüstet, die durch Zusammenwirken eines mit Druckluft angetriebenen fliegen den Kolbens und einer Rückhohlfeder periodisch gegen die zu reinigende Oberfläche geschlagen werden und auf diese Weise eine Beschichtung abrasiv entfernen.

Nachteilig bei diesen Vorrichtungen nach dem Stande der Technik ist jedoch, daß es beim Einsatz zu einer Erwärmung der behandelten Oberfläche kommt, was fallweise zur Folge haben kann, daß die Zähigkeit des zu entfernenden Oberflächenbelages zunimmt und somit der Abtragungsvorgang erschwert wird; des weiteren kann es zu Beschädigungen der Substratoberfläche kommen.

In dem Fachaufsatz von D. Rebhan: "Gummiformteile entgraten mit flüssigem Stick stoff als Mittel zum Unterkühlen," in: Maschinenmarkt Würzburg 91, S. 1884 (1985) wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Gummiformteile vor dem Entgraten einer Kältebehandlung durch Zuführen von flüssigem Stickstoff unterzogen werden. Den Formteilen anhaftende Grate verspröden durch die Kältewirkung und lassen sich durch Strahlmitteleinsatz anschließend leichter ablösen. Zur Entfernung von festhaf tenden Oberflächenbeschichtungen ist dieses Verfahren nicht geeignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Möglichkeit zur Beseitigung von Oberflächenbeschichtungen zu schaffen, die materialschonend ist und zur Entfer nung sowohl weicher als auch harter Beschichtungen geeignet ist.

Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentan spruchs 1.

Beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Erfindung wird das Substrat somit während der mechanischen Bearbeitung oder zeitversetzt dazu einer Kältebehandlung durch Bestrahlung mit einem Kältemittel unterzogen. Die Kältebehandlung führt zu einer Versprödung der Beschichtung, die den abrasiven Reinigungseffekt des Bearbei tungswerkzeugs ergänzt und unterstützt. Somit kann die mechanisch-abrasive Bear beitung mit Werkzeugteilen von geringerer Härte ausgeführt werden als bei Bearbei tungswerkzeugen nach dem Stande der Technik. Als Kältemittel ist dabei jede Sub stanz vorstellbar, die zu einer nachhaltigen Versprödung der Beschichtung führt. Hierzu gehört etwa Kohlendioxid, das in Form von kaltem Gas oder Festkörperteil chen auf das Substrat aufgestrahlt werden kann. Auch der Einsatz von CO₂-Pellets ist denkbar, deren geringe Härte eine besonders materialschonende Bearbeitung erlaubt.

Als bevorzugtes Bearbeitungswerkzeug ist ein Nadelgerät einsetzbar. Bei einem sol chen Gerät erfolgt die Bearbeitung mittels längsbeweglich im Nadelgerät aufgenom mener Nadeln, die periodisch auf das Substrat einwirken und auf diese Weise eine abrasive Beseitigung eines auf dem Substrat aufliegenden Belages herbeiführen.

Um die Bearbeitung besonders empfindlicher oder weicher Substrate zu ermögli chen, sind die Nadeln des Nadelgerätes nicht, wie bei handelsüblichen Nadelgerä ten, aus Stahl, sondern aus Kunststoff gefertigt. Als bevorzugtes Material kommen dabei zähharte Kunststoffe in Betracht, etwa Polyamid, das mit Kevlarfasern oder mit Aluminiumpulver verstärkt ist; jedoch sind auch andere Materialien mit ähnlichen Ei genschaften vorstellbar.

Zur leichteren Wartung des Bearbeitungswerkzeugs sind die Nadeln an ihren der bestimmungsgemäßen Einsatzspitze entgegengesetzten Seite in Hülsen aus einem harten, beispielsweise metallischen Material aufgenommen und fest, jedoch ablösbar mit diesen verbunden. Ohne daß damit eine Beeinträchtigung ihrer Wirkungsweise verbunden wäre, können die Nadeln so leicht ausgetauscht werden, etwa bei Ver schleiß der Nadeln oder wenn ein Ersetzen der Nadeln durch solche mit anderen Bearbeitungseigenschaften gewünscht wird.

Um eine hohe Effizienz bei der abrasiven Betätigung des Bearbeitungswerkzeugs zu gewährleisten, ist das Bearbeitungswerkzeug pneumatisch, etwa mit Druckluft, be treibbar.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die Kühleinrichtung pneumatisch mit der Druckluftversorgung des Bearbeitungswerkzeugs verbunden. Dabei sind pneumatische Einrichtungen vorgesehen, die bei Öffnen der Druckluftzufuhr in das Bearbeitungswerkzeug gleichzeitig oder zeitversetzt dazu die Kältemittelversorgung öffnen. Bei Bedarf lassen sich jedoch beide Druckluftzuführungen voneinander ab koppeln, um etwa die Werkzeuge unabhängig voneinander einsetzen zu können.

Es empfiehlt sich, die Kältemittelzuführung im Innern einer Druckluftzuführung, vor zugsweise koaxial anzuordnen. Auf diese Weise wird die Kältemittelzuführung, als die etwa ein Zuleitungsschlauch für flüssiges CO₂ vorgesehen ist, wirksam vor me chanischer Beschädigung geschützt.

Alternativ oder ergänzend zum pneumatischen Antrieb kann das Bearbeitungswerk zeug auch elektrisch und/oder hydraulisch betrieben werden.

Eine mit geringem Aufwand verbundene Kältemittelversorgung, die insbesondere für Klein- und Kleinstanwendungen von Vorteil ist, besteht in einer mit flüssigem Koh lendioxid gefüllte Steigrohrflasche, in der Kohlendioxid unter Druck bei Raumtempe ratur in flüssiger Form vorliegt. Infolge des Druckabfalls beim Austritt aus der Küh leinrichtung entfaltet das Kohlendioxid eine erhebliche Kältewirkung.

Bei größeren und/oder industriellen Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrich tung empfiehlt sich eine Mitteldruck-Tankanlage zur Kälteversorgung, in der das Kohlendioxid in flüssiger Form vorliegt.

Ein mit dem Bearbeitungswerkzeug verbundener Strahltrichter, in den die Strahldüse der Kühleinrichtung einmündet, sorgt für eine weiter verbesserte Konzentration der Kälteeinwirkung auf die Bearbeitungszone.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ist durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gegeben: Dabei ist das Werkzeugteil bzw. sind die Werkzeugteile, die auf das Substrat einwirken, in einer Führungseinrichtung aufgenommen, in die gleichzeitig eine Strahldüse der Kühleinrichtung einmündet. Dadurch wird nicht nur die Bearbeitungszone, sondern auch das Werkzeugteil bzw. die Werkzeugteile während des Einsatzes wirkungsvoll gekühlt.

Vorteilhafterweise ist die Kühleinrichtung lösbar mit dem Bearbeitungswerkzeug ver bunden. Diese Ausgestaltung erleichtert die Wartung der einzelnen Bestandteile und läßt zudem eine separate Verwendung des Bearbeitungswerkzeugs bzw. der Strah leinrichtung zu.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Die gleichzeitig oder zeitversetzt zur mechanischen Be handlung erfolgende Kältebehandlung führt zu einer Versprödung der Beschichtung und damit zu einer verbesserten Reinigungswirkung.

Zweckmäßigerweise erfolgt als Kältebehandlung eine Strahlbehandlung, bei der das Substrat mit gasförmigem und/oder festem Kohlendioxid bestrahlt wird. Hierzu wird das Kohlendioxid in flüssiger Form herangeführt und erst im unmittelbaren Umge bungsbereich unter Bildung von gasförmigem CO₂ entspannt. Auf diese Weise wer den aufwendige Isolierungen der Kühlmittelzuführungen entbehrlich und Vereisungs probleme treten im Bereich der Kühleinrichtung nicht oder nur in stark einge schränktem Umfang auf.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, neben der Kältebehandlung des Substrats auch die impulsübertragenden Werkzeugteile mit Kältemittel zu beaufschlagen.

Anhand der Zeichnungen sollen nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen:

Fig. 1: Ein Nadelwerkzeug mit CO₂-Kühleinrichtung im Längsschnitt,

Fig. 2: das Nadelwerkzeug aus Fig. 1 im Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A

Fig. 3: verschiedene Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Nadelgeräts mit CO₂-Kühleinrichtung,

Fig. 4: verschiedene Ausgestaltungen einer Nadel für ein Nadelwerkzeug,

Fig. 5: in einem Blockschaltbild eine Kältemittelzufuhr für ein Nadelwerkzeug mit CO₂-Kühleinrichtung und

Fig. 6: verschiedene Ausgestaltungen von Zuleitungen für Druckluft und Kältemittel im Querschnitt.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung 1 umfaßt ein druckluftbetriebenes Nadelwerkzeug 2 und eine Kühleinrichtung 3.

Das als Handgerät ausgestaltete Nadelwerkzeug 2 weist eine Anzahl von in Längs richtung beweglich aufgenommenen Nadeln 4 auf, die mit einem in einem Führungs zylinder 6 aufgenommenen Kolben 7 in Wirkverbindung stehen. Der Kolben 7 kann mittels eines Antriebs 8 periodische Bewegungen parallel zur Längsachse des Füh rungszylinders 6 ausführen und überträgt auf diese Weise einen mechanischen Im puls auf die Nadelköpfe 5, aufgrund dessen die Nadeln 4 durch eine Austrittsöffnung 11 des Führungszylinders 6 mit ihren Wirkspitzen 12 gegen ein Substrat 10 ge schleudert werden und ihrerseits einen Impuls auf das Substrat 10 übertragen. Eine Lochplatte 9 verhindert dabei in Zusammenwirken mit den Nadelköpfen 5 ein Her ausrutschen der Nadeln 4 aus dem Führungszylinder 6. Aufgrund der Rückstellwir kung von - in den Figuren nicht gezeigten - Federn werden die Nadeln 4 wieder in ihre jeweiligen Ausgangspositionen zurückgezogen. Zur besseren Führung der Na deln 4 verjüngt sich der Führungszylinder 6 an seinem vorderen Abschnitt in Rich tung auf die Austrittsöffnung 11.

Im Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb des Nadelwerkzeugs 2 mittels Druckluft, die über eine Zuleitung 14 aus einer - hier nicht gezeigten - Druckluftversorgung herangeführt wird. Ein Ventil 15, das mittels eines Steuerhebels 16 betätigbar ist, ermöglicht die Regelung der Druckluftzufuhr an den Antrieb 8. Zur leichteren Hand habung ist das Nadelwerkzeug 2 mit einem Griffstück 17 ausgestattet, in dem zu gleich auch die Druckluftzuführung 14 sowie das Ventil 15 angeordnet ist.

Bei der Kühleinrichtung 3, die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 auf dem Füh rungszylinder 6 des Nadelwerkzeugs 2 aufmontiert ist, handelt es sich um eine Vor richtung, bei der aus einer oder mehreren Strahldüsen 18 Kohlendioxid in Form von kaltem Gas oder Partikeln auf ein zu behandelndes Substrat 10 gestrahlt wird, wo durch die Oberfläche des Substrats 10 zumindest lokal stark abgekühlt wird. Wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Substrats 10 und einer auf dessen Oberfläche aufliegenden Beschichtung 21 kommt es zu einer Versprödung der Beschichtung 21, die sich in der Folge leicht mit Hilfe des Nadelwerkzeugs 2 von der Substratoberfläche ablösen läßt.

Das zur Bestrahlung eingesetzte Kohlendioxid wird bei der Kühleinrichtung 3 in flüs siger oder überkritischer Form durch eine CO₂-Zuleitung 19 herangeführt und tritt an der Strahldüse 18 aus. Durch die schlagartige Entspannung an der Strahldüse 18 verdampft das flüssige oder überkritische Kohlendioxid und trifft in Form von kaltem Gas und/oder von Schnee auf die Oberfläche auf. Die Strahldüse 18 ist mit der Druckluftzuführung 14 über einen Strömungsteiler 20 sowie eine Druckluftleitung 22 in der Weise strömungsverbunden, daß bei am Ventil 15 geöffneter Druckluftzufuhr zugleich die Kühlmittelzufuhr in die Strahldüse 18 geöffnet wird. Die Kühlung des Substrats 10 erfolgt somit erst, wenn die mechanische Bearbeitung beginnt. Selbst verständlich ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der der Betrieb des Nadel werkzeugs von dem der Kühleinrichtung entkoppelbar ist, etwa mittels eines Zwei- Stufen-Schalters, der zunächst die Kältemittelzufuhr öffnet und erst nach einer vor bestimmbaren Zeitdauer die Zufuhr von Druckluft ermöglicht. Bei der letztgenannten Variante setzt also die Kühlung vor der mechanischen Bearbeitung ein, was insbe sondere bei kurzzeitigen, punktuellen Bearbeitungen von Vorteil ist.

Die Kühleinrichtung 3 ist in der Weise auf dem Führungszylinder 6 des Nadelwerk zeuges 2 aufmontiert, daß der aus der Stahldüse 18 austretende Kältemittelstrahl beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Vorrichtung 1 auf den Oberflächenbereich des Substrats 10 trifft, der auch von der Einwirkung der Nadeln 4 betroffen ist.

In Fig. 3 sind verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich der jeweiligen Austrittsöffnung der Nadeln bzw. der Strahldüse gezeigt, die sich im wesentlichen durch die Position der Strahldüse 18, 18', 18" an der jeweili gen Vorrichtung 1, 1', 1" voneinander unterscheiden. Im Übrigen entspricht jedoch der Aufbau der Vorrichtung 1', 1" dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau der Vorrichtung 1.

Fig. 3a zeigt die in den Fig. 1 und 2 beschriebene Vorrichtung 1. Die Strahldüse 18 der Kühleinrichtung 3 ist auf dem Führungszylinder 6 des Nadelwerkzeugs 2 auf montiert. Die Bestrahlung erfolgt unmittelbar auf die zu behandelnde Substratober fläche. Diese Ausführungsform ist besonders wartungsfreundlich, da die Kühlein richtung 3 ggf. in einfacher Weise von dem Führungszylinder 6 abmontiert bzw. auf diesen aufgesetzt werden kann. Nach Abnahme der Kühleinrichtung 3 ist das Nadel werkzeug 2 separat einsetzbar.

Die Vorrichtung 1' in Fig. 3b unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 aus Fig. 3a durch einen auf den Führungszylinder 6' aufgesetzten Strahltrichter 25. Durch eine Bohrung 26 im Strahltrichter 25 ist die Strahldüse 18' der Kühleinrichtung 3' mit ei nem vorderen Abschnitt hindurchgeführt. Durch den Strahltrichter 25 wird die Kälte wirkung des aus der Strahldüse 18' austretenden Kältemittels auf einen durch die Fläche der Trichteröffnung 27 im wesentlichen begrenzten Bereich der Oberfläche eines zu behandelnden Substrats 10 konzentriert.

Bei der Vorrichtung 1" in Fig. 3c wird nicht nur die Oberfläche eines zu behandeln den Substrats 10 mit Kältemittel bestrahlt, sondern auch die Wirkspitzen 12" der Na deln 4". Hierzu ist im Führungstrichter 6" eine Bohrung 29 vorgesehen, durch den die Strahldüse 18" mit einem vorderen Abschnitt hindurch geführt ist. Beim Betrieb der Vorrichtung 1" werden die Nadeln 4" laufend, insbesondere auch dann mit Kältemittel beaufschlagt, wenn sich die Nadeln 4" nicht in Kontakt mit einer Substratoberfläche 10 befindet. Das aus der Strahldüse 18" austretende Kältemittel gelangt an den Nadeln 4" vorbei zur Austrittsöffnung 11" des Führungszylinders 6" und von dort bei bestim mungsgemäßem Betrieb auf die Oberfläche des Substrats 10.

Fig. 4 zeigt zwei verschiedene Ausführungsformen von Nadeln, die bei der Vorrich tung 1, 1', 1" einsetzbar sind. Fig. 4a zeigt eine Nadel 30 in üblicher Form mit einem langgestreckten Nadelkörper 31 und einem wulstartigen Nadelkopf 32, der beim Ein satz des Nadelwerkzeugs in Zusammenwirken mit einer Lochplatte 9 ein Heraus schleudern der Nadel aus dem Nadelwerkzeug verhindert. Bei marktüblichen Nadel geräten besteht die Nadel 30 aus Stahl; um einen materialschonenden Einsatz zu ermöglichen, bestehen im vorliegenden Falle die Nadeln bevorzugterweise aus Kunststoff, etwa mit Kevlarfasern oder Aluminiumpulver verstärktes Polyamid. Die Härte derartiger Kunststoffnadeln 30 ist in etwa vergleichbar mit der von Trocken eispellets. Auf diese Weise lassen sich auch Oberflächen behandeln, bei denen der Einsatz von Trockeneispellets zu aufwendig oder zu umständlich wäre, wie etwa bei der Entrostung von Schiffskörpern.

Bei der in Fig. 4b gezeigten Variante besteht die Nadel 34 aus einem Kunststoffstift 35, der mit einem hinteren Abschnitt in einer - vorzugsweise metallischen - Hülse 36 aufgenommen ist. Im bestimmungsgemäßen Einbauzustand ist die Hülse 36 dem Kolben 7 zugewandt. Diese Variante weist den besonderen Vorteil auf, daß die Kunststoffstifte nach ihrem Verschleiß leicht aus der Hülse entfernt und durch neue Kunststoffstifte ersetzt werden können.

Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit für die Zuführung von Kältemittel in die Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 ist dabei über entsprechende Zuleitungen 39, 40, 41 sowohl mit ei ner Steigrohrflasche 43 als auch mit einer Mitteldruck-Tankanlage 44, die jeweils Kohlendioxid in flüssiger Form enthalten, verbunden. Über Ventile 45, 46 ist die Vor richtung 1 wahlweise mit einem der Kältemittelversorgungen 43, 44 verbindbar. Bei Versorgung mit flüssigem Kohlendioxid aus der Steigrohrflasche 43 lassen sich im aus der Strahldüse 18, 18', 18" austretenden Kaltgasstrahl Temperaturen von ca. -80°C bis -95°C erreichen, wodurch bereits ein beachtlicher Versprödungseffekt erzielt werden kann.

In Fig. 6 sind kombinierte Zuleitungsschläuche 50, 51 gezeigt, die einen gleichzeiti gen Transport von Kältemittel und Druckluft ermöglichen. Der in Fig. 6a gezeigte Zuleitungsschlauch 50 ist für den Transport von flüssigem Kohlendioxid geeignet, das bei einer Temperatur von etwa 10°C bis 30°C vorliegt und beispielsweise aus einer Steigrohrflasche 43 entnommen wurde. Es gehört zu den Vorzügen von Koh lendioxid als Kühlmittel, daß derartige Transporttemperaturen möglich sind und sich somit eine aufwendige Isolierung der Kältemittelzuführung erübrigt. Der Zuleitungs schlauch 50 ist konzentrisch aufgebaut, wobei die zur Führung von Kältemittel, etwa flüssiges Kohlendioxid, bestimmte Kältemittelleitung 52 im Innern eines Druckluft schlauches 53 angeordnet ist.

Demgegenüber zeigt Fig. 6b einen Zuleitungsschlauch 51, der zum Transport von Kältemittel mit niedriger Temperatur, etwa kaltes flüssiges Kohlendioxid bestimmt ist. Hierbei ist die Kältemittelleitung 54 getrennt vom Druckluftschlauch 55 angeordnet, wobei die Kältemittelleitung 54 zusätzlich von einem Schutzschlauch 56 umgeben ist, und zwischen der Außenumrandung der Kältemittelzuleitung und der Innenwandung des Schutzschlauches 56 ein Isolierspalt zur Wärmeisolierung vorliegt.

Die Zuleitungsschläuche 50, 51 sorgen für eine besonders handliche Bedienung der Vorrichtungen 1, 1', 1". Bei Bedarf kann der Zuleitungsschlauch 50, 51 von der Vor richtung 1, 1', 1" abgelöst und entsprechend ausgetauscht werden.

Die Vorrichtungen 1, 1', 1" sorgen bei bestimmungsgemäßer Verwendung für eine materialschonende und effektive Beseitigung einer auf einem Substrat 10 aufliegen den Beschichtung 21. Sie arbeiten selbst bei hohen Nadelgeschwindigkeiten auf Substraten wie Stahlblech, Aluminiumformen oder Hartmetallwerkzeugen nahezu beschädigungsfrei. Anstelle des Nadelwerkzeugs 2 kann beim erfindungsgemäßen Verfahren auch ein anderes Werkzeug zum Einsatz kommen, etwa ein Bohrwerk zeug oder ein Hammer, die, alternativ zum beschriebenen pneumatischen Antrieb, auch mit einem elektrischen oder hydraulischen Antrieb ausgestattet sein können.

Referenzliste

1

,

1

',

1

" Vorrichtung

2

Nadelwerkzeug

3

Kühleinrichtung

4

,

4

" Nadel

5

Nadelkopf

6

,

6

',

6

" Führungszylinder

7

Kolben

8

Antrieb

9

Lochplatte

10

Substrat

11

,

11

',

11

' Austrittsöffnung

12

,

12

',

12

" Wirkspitzen

13

-

14

Zuleitung für Druckluft

15

Ventil

16

Steuerhebel

17

Griffstück

18

,

18

',

18

" Strahldüse

19

CO₂

-Zuleitung

20

Strömungsteiler

21

Beschichtung

22

Druckluftleitung

23

-

24

-

25

Strahltrichter

26

Bohrung im Strahltrichter

27

Trichteröffnung

28

-

29

Bohrung im Führungszylinder

30

Nadel

31

Nadelkörper

32

Nadelkopf

33

34

Nadel

35

Kunststoffstift

36

Hülse

37

-

38

-

39

Zuleitung

40

Zuleitung

41

Zuleitung

42

-

43

Steigrohrflasche

44

Mitteldruck-Tankanlage

45

Ventil

46

Ventil

47

-

48

-

49

-

50

Zuleitungsschlauch

51

Zuleitungsschlauch

52

Kältemittelleitung

53

Druckluftschlauch

54

Kältemittelleitung

55

Druckluftschlauch

56

Schutzschlauch

Claims

1. Vorrichtung zum Entfernen einer Beschichtung (21) von einem Substrat (10) mit einem Bearbeitungswerkzeug (2), das ein zum Beaufschlagen des Substrats (10) im Bereich einer Bearbeitungszone mit einem mechanischen Impuls bestimmtes Werkzeugteil (12, 12', 12") umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bearbeitungswerkzeug (2) eine an eine Kältemittelversorgung (43, 44) anschließbare Kühleinrichtung (3) zugeordnet ist, die mit wenigstens einer Strahl düse (18, 18', 18"), mittels der das Substrat (10), zwecks Versprödung der Be schichtung (21), zumindest im Bereich der Bearbeitungszone mit einem Kältemit tel, wie Kohlendioxid, bestrahlbar ist, versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bearbeitungs werkzeug ein mit längsbeweglich aufgenommenen Nadeln (4, 4', 4", 30, 34) verse henes Nadelgerät (2) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Nadelgerät (2) Nadeln (4, 4', 4", 30, 34) aus Kunststoff mit vorzugsweise zähharten Materialeigen schaften, etwa Kevlarfaser- oder Aluminiumpulver verstärktes Polyamid, vorgese hen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (35) auf ihrer bei bestimmungsgemäßem Gebrauch dem zu bearbeitenden Substrat (10) abgewandten Seite in einer - vorzugsweise metallischen - Hülse (36) aufgenom men und fest, jedoch ablösbar mit dieser verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß das Bearbeitungswerkzeug (2) pneumatisch, etwa mittels Druckluft, an getrieben wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (3) eine mit einer Druckluftzufuhr (14, 53, 55) des Bearbeitungswerkzeugs (2) strömungsverbundene pneumatische Einrichtung umfaßt, mittels der die Zufüh rung von Kältemittel in die Kühleinrichtung (3) an die Zuführung von Druckluft in das Bearbeitungswerkzeug (2) koppelbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum An schließen der Kühleinrichtung (3) an die Kältemittelversorgung (43, 44) eine Käl temittelzuleitung (52, 54) vorgesehen ist, die - vorzugsweise koaxial - im Innern einer Druckluftzuführung (14, 22) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß das Bearbeitungswerkzeug (2) mit einem elektrischen und/oder hydrauli schen Antrieb versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Kältemittelversorgung eine Steigrohrflasche (43) zur Versorgung der Kühleinrichtung (3) mit flüssigem Kohlendioxid umfaßt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Kältemittelversorgung eine Mitteldruck-Tankanlage (44) zur Versor gung der Kühleinrichtung (3) mit flüssigem Kohlendioxid umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß das Bearbeitungswerkzeug (2) an seiner bei bestimmungsgemäßem Ein satz dem Substrat (10) zugewandten Seite mit einem Strahltrichter (25) versehen ist, in den die Strahldüse (18, 18', 18") der Kühleinrichtung (3) einmündet.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Strahldüse (18, 18', 18") der Kühleinrichtung (3) in eine Führungs aufnahme (6) zum Führen des bearbeitenden Werkzeugteils (12, 12', 12") beim Einsatz einmündet.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Kühleinrichtung (3) lösbar mit dem Bearbeitungswerkzeug (2) ver bunden ist.

14. Verfahren zum Entfernen einer Beschichtung (21) von einem Substrat (10), bei der ein Bearbeitungswerkzeug (2) mit einem Werkzeugteil (12, 12', 12") durch mechanische Impulsübertragung im Bereich einer Bearbeitungszone des Sub strats (10) auf die Beschichtung (21) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig und/oder zeitversetzt zur mechanischen Impulsübertragung eine Kältebehandlung des Substrats (10) mittels einer Kühleinrichtung (3), etwa einer Strahleinrichtung, erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Durchführung der Kältebehandlung Kohlendioxid eingesetzt wird, das in flüssi ger Form aus einer Kältemittelversorgung (43, 44) herangeführt, im unmittelbaren Umgebungsbereich des Substrats (10) entspannt und in gasförmiger und/oder fester Form in Richtung auf das Substrat (10) gestrahlt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das im pulsübertragende Werkzeugteil (12, 12', 12") des Bearbeitungswerkzeugs beim Einsatz mittels der Kühleinrichtung (3) gekühlt wird.