DE4123496C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen einer Lackschicht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen einer Lackschicht nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4.

Aus der DE 32 29 720 ist es bekannt, Unterwasseranstriche an Schiffskörpern oder Schleusentoren mittels Hochdruckwasserstrahlen zu reinigen, wobei Düsen zur Abgabe der Hochdruckwasserstrahlen an einem drehbar gelagerten, antreibbaren, in einem Gehäuse aufgenommenen Schaufelrad angeordnet sind, wobei das Gehäuse einen Austragskanal für das verunreinigte Waschwasser und eine sich an der zu reinigenden Fläche abstützende Bürstendichtung aufweist.

Hochdruckwasserstrahlen werden auch zur Fassadenreinigung von Gebäuden, zum Entrosten oder zum Schneiden von Beton und anderen Werkstoffen verwendet, wobei jeweils Wasserstrahlen mit hohem Druck gegen die behandelnde Oberfläche gerichtet werden.

Bleche wurden bisher durch Abbeizen entlackt. Dabei gelangen schädliche Gase und Dämpfe in die Luft und in das Abwasser. Der dabei entstehende, die Lackreste enthaltende Beizschlamm muß mittels Hochtemperaturverbrennung entsorgt werden. Dieses Verfahren wurde bisher auch zum Entlacken der Außenhaut eines Flugzeugs angewendet, wobei die Farbe der Außenhaut und auch eine eventuelle Grundierung zu entfernen ist, um den Rumpf auf Haarrisse kontrollieren zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen einer Lackschicht nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4 zu schaffen, das ein hinsichtlich des Zeit- und Materialaufwandes günstigeres, umweltschonendes Entlacken ermöglicht, ohne die Oberfläche eines zu entlackenden Blechs, etwa die Außenhaut eines Flugzeugs, zu verformen.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 4 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß mit einem dünnen rotierenden Wasserstrahl bei verhältnismäßig niedrigem Druck und hoher Umlaufgeschwindigkeit eines Wasserstrahles eine das Blech nicht beschädigende, schnelle, umweltschonende Entfernung des Lackes von dem Blech möglich wird.

Die Erfindung berücksichtigt, daß die Lackschicht des verwendeten Lackes, wie z. B. Polyurethan, nur dann entfernt werden kann, wenn der Wasserstrahl durch Risse in der Lackoberfläche in den Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Bleches bzw. der Grundierung und der Lackschicht eindringen kann, die Lackschicht unterwandert und durch den sich hinter der Lackschicht aufbauenden Druck die Lackschicht zum Abplatzen oder Abspringen bringt.

Durch Einwirken der Wassertröpfchen im Wasserstrahl wird kinetische Energie auf die ausgehärtete Lackoberfläche übertragen. Durch "Dauerbeschuß" infolge der schnellen Rotation der Düsen wird das homogene Gefüge des Lackes, z. B. eines Epoxydharzes, zerstört, und es kommt zur Rißbildung. Über die so gebildeten Risse - bzw. bei älteren Lackschichten über bereits vorhandene Risse - findet dann über den Staudruck beim Auftreffen der Wasserstrahlen durch Umwandlung der kinetischen Energie in Druckenergie eine Ablösung auf statischem Wege statt.

Die Erfindung berücksichtigt dabei, daß ein aus einer Düse austretender Strahl eine energiereiche Kernzone aufweist, die über eine gewisse Länge als Kompaktstrahl fortgesetzt wird, auf den dann ein Zertropfungsbereich folgt. Im Bereich der beginnenden Zertropfung herrscht bis zur Randzone des Wasserstrahles über den gesamten Strahlquerschnitt eine hohe kinetische Energie.

Die Vorrichtung ist demnach möglichst so nahe an das zu entlackende Blech heranzuführen, daß der Strahl im Bereich seiner beginnenden Zertropfung auf die Lackoberfläche trifft.

Die Wirkung der mit der neuen Vorrichtung erzeugten Hochgeschwindigkeitsstrahlen läßt sich dadurch erklären, daß beim Auftreffen der Flüssigkeitspartikel auf die Lackschicht diese, ausgehend vom Aufschlagzentrum, von einer Schockwelle durchlaufen wird. Diese wird an der relativ glatten Grenzfläche der Lackschicht mehrfach reflektiert und infolge der Verformung der Lackschicht abgedämpft. In der Auftreffzone wird dabei eine kritische Spannungsintensität überschritten. Dadurch entstehen an der Lackschichtoberfläche Mikrorisse, die unter weiterer Belastung zusammenwachsen und dadurch einen breiteren Riß für den Durchtritt des Wassers hinter die Lackschicht bilden.

Eine Rißbildung kann auch dadurch bewirkt sein, daß die Lackschicht infolge von Gasblaseneinschlüssen von kleinen Poren durchsetzt ist. Trifft auf eine derartige Pore ein Flüssigkeitsstrahl, baut sich an den Porenwänden ein sehr hoher Druck auf, da die Flüssigkeit nicht seitlich abfließen kann. Dadurch kommt es zu einer örtlichen Überlastung des Lackwerkstoffes und, ausgehend von den Poren, zur Rißbildung.

Durch Vorschaltung eines Gleichrichters vor jede Düse kann der Wasserstrahl dahingehend verbessert werden, daß der Kompaktstrahl gleichmäßiger und damit energiereicher wird. Die Wasserströmung tritt ungestört in die Düse ein.

Je nach Lackart, nach deren Qualität und Alter und der Dicke der Lackschicht kann eine Anpassung der Vorrichtung hinsichtlich anzuwendendem Druck sowie Düsenquerschnitt sowie auch der Lage und des Querschnittes des Gleichrichters im Verhältnis zur Düse erfolgen. Dementsprechend kann auch vor dem Lackabtragen ein biologisches Quellmittel auf die Lackschicht aufgesprüht werden. Nach einer bestimmten Quellzeit erfolgt dann ein Abschälen der Lackschicht durch den rotierenden Wasserstrahl.

Mit der neuen Vorrichtung wird ein gegenüber dem bisherigen Entlacken schnelleres, umweltfreundlicheres und weniger aufwendiges Entlacken ermöglicht.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der neuen Vorrichtung, in

Fig. 1 im Längsschnitt und in

Fig. 2 in Ansicht von unten.

Der Ständer 1 weist die zentrische Längsbohrung 1b auf, in die über einen am Gewinde 1a zu befestigenden Druckwasserschlauch das Druckwasser von einer Pumpe oder dgl. einführbar ist. Um den unteren Bereich des Ständers 1 ist der Läufer 2 drehbar angeordnet. Er ist über eine Labyrinthdichtung 2b gegenüber dem Ständer 1 abgedichtet und wird über eine Scheibe 4 von einer Schraube 6 axial unverschieblich am Ständer 1 gehalten. Sein oberes Ende berührt den Ständer 1 nur in einer äußeren Ringzone 1c, wodurch eine Leichtläufigkeit des Rotors erreicht wird. Etwa im mittleren Bereich des Läufers 2 ist ein Ringraum 2a abgebildet, in den über Querbohrungen 1d das Wasser aus dem Ständer 1 eintreten kann. In einer von dem Ringraum 2a ausgehenden Schrägbohrung 2c ist an deren äußeren Enden eine Düse 5 mit Düsenöffnung 7 eingesetzt, z. B. eingeschraubt. Vor der Düse befindet sich der Gleichrichter 3. Fig. 2 zeigt zwei gegenüber der Mittellinie A-A in zueinander entgegengesetzter Richtung versetzt angeordnete Austrittsöffnungen g des Läufers 1, in die je eine Düse einsetzbar ist. Die Vorrichtung zeichnet sich durch einfachen Aufbau und störungsfreien Betrieb aus.

In Fig. 2 ist die versetzt zur Linie A-A liegende Schrägbohrung 2c gestrichelt angedeutet. Sie liegt parallel zur Linie A-A, seitlich versetzt und mündet in den um die lotrechte Achse ringsrum verlaufenden Ringraum 2a. Diese Anordnung bewirkt die Drehung des Läufers 2.

Die Düse 5 ist zwischen einer Mutter 10 und einem Dichtring 11 gehalten. In zwei weitere in Fig. 2 befindliche Öffnungen 9 können Blinddüsen eingesetzt sein. Die Tropfenbildung beginnt je nach Druck und Düsendurchmesser im Abstand von 2 cm und mehr von der Düsenöffnung 7.

Claims (13)

1. Verfahren zum Entfernen einer Lackschicht auf einer Oberfläche mittels Hochdruckwasserstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Lackschicht zunächst ein biologisches Quellmittel aufgegeben, vorzugsweise aufgesprüht wird, eine je nach Lackart, deren Qualität sowie Alter und Dicke der Lackschicht bestimmte Quellzeit eingehalten wird, danach das Abschälen der Lackschicht mit einem rotierenden Hochdruckwasserstrahl bei einem Druck der Druckquelle und der Strahlaustrittsdüsen im Bereich von 2×10⁷ bis 5×10⁷ Pa erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der Lackschicht von einem dünnen Aluminiumblech, insbesondere von der Außenhaut eines Flugzeugs, vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen einer Grundierung von der Oberfläche nach Entfernen der Lackschicht vorgenommen wird.

4. Vorrichtung zum Entfernen einer Lackschicht von dünnem Blech, insbesondere von der Außenhaut eines Flugzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mit einer zentralen Längsbohrung (1b) an eine Hochdruckquelle für Druckwasser anschließbaren Ständer (1) und einen mindestens um einen Teilbereich des Ständers (1) herum rotierbar angeordneten, an dem Ständer (1) axial festgelegten, mit einem Drehantrieb versehenen Läufer (2), dem das Druckwasser aus der Längsbohrung (1b) des Ständers (1) zuführbar ist und der mindestens zwei axial nach vorne oder leicht schräg auswärts nach vorn gerichtete Düsen (5) für den Wasseraustritt aufweist, so eingebaut hat, daß bei einem Arbeitsdruck der Druckquelle und der Düsen (5) im Bereich von 2×10⁷ bis 5×10⁷ Pa und Düsendurchmessern im Bereich von zweimal 1 mm bis zweimal 2,5 mm ein Wasserdurchsatz von 20 bis 40 l/min bei Umdrehungszahlen im Bereich von 2000 bis 10 000 U/min erreichbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungsgleichrichter (3) vor jeder Düse (5) eingebaut ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehantrieb mindestens eine Düse (5), vorzugsweise zwei einander axial gegenüberliegende Düsen (5), von einer senkrecht zur Achse liegenden Mittellinie A-A seitlich in entgegengesetzten Richtungen versetzt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Düsen (5) einen schrägauswärts gerichteten Anstellwinkel von bis zu 30° aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß der Abstand zweier einander axial gegenüberliegender Düsen (5) voneinander bis zu 70 mm beträgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Strömungsgleichrichter (3) aus einander rechtwinklig sich kreuzenden Platten, die parallel zur Düsenachse angeordnet sind, bestehen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Betriebsdruck von 5×10⁷ Pa und Düsendurchmessern von zweimal 1 mm ein Durchsatz von 20 l/min und eine Umdrehungszahl von 6000 U/min einstellbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entfernen einer gegebenenfalls zuvor mit einem Quellmittel behandelten Lackschicht auf dünnem Blech keine Verformung des Blechs erfolgt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen einer Grundierung auf einem dünnen Blech nach vorherigem Entfernen der Deckschicht erfolgt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Labyrinthspaltdichtung (2b) mit den Ringspalt zwischen Ständer (1) und Läufer (2) erweiternden, in dem Läufer (2) mit Abstand voneinander angeordneten Ringnuten eingebaut ist.