EP3359337B1 - Verfahren zum reinigen von klebeflächen mithilfe von festen kohlenstoffdioxid - Google Patents

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EP3359337B1
EP3359337B1 EP16754270.3A EP16754270A EP3359337B1 EP 3359337 B1 EP3359337 B1 EP 3359337B1 EP 16754270 A EP16754270 A EP 16754270A EP 3359337 B1 EP3359337 B1 EP 3359337B1
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EP
European Patent Office
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around
cleaning
cleaned
carbon dioxide
solid carbon
Prior art date
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EP16754270.3A
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English (en)
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EP3359337A1 (de
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Bernd HELD
Christopher ORLANDI
Thomas Sattler
Bettina ANGERER
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/003Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods using material which dissolves or changes phase after the treatment, e.g. ice, CO2
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/08Abrasive blasting machines or devices; Plants essentially adapted for abrasive blasting of travelling stock or travelling workpieces
    • B24C3/10Abrasive blasting machines or devices; Plants essentially adapted for abrasive blasting of travelling stock or travelling workpieces for treating external surfaces
    • B24C3/12Apparatus using nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/32Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
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    • B24C9/00Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00Devices or accessories for generating abrasive blasts
    • B24C5/02Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
    • B24C5/04Nozzles therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning adhesive surfaces of vehicle components using solid carbon dioxide.
  • a jet tool for generating a jet of CO 2 snow with a first nozzle for generating a CO 2 snow jet and a second nozzle for generating a support or pressure jet, the second nozzle surrounding the first nozzle, in which the second nozzle is a nozzle for generating a supersonic jet.
  • a device is known for treating, for example cleaning, the surface of an object, for example a workpiece or a sample table, by blasting the surface with CO 2 snow using such a blasting tool.
  • a method for processing an adhesive surface of a workpiece wherein at least the adhesive surface consists of a metal or a metal alloy with a hydrated oxide and/or hydroxide layer, in which the adhesive surface is cleaned, in which the adhesive surface is activated, in which the adhesive surface is at least partially coated with an adhesion promoter and in which the adhesion promoter is chemically converted by a post-treatment.
  • EN 10 2005 002 365 B3 is a blasting process for cleaning surfaces, in which carbon dioxide is fed into a flowing carrier gas in a blasting line and is converted into dry snow by expansion, whereby the carbon dioxide is expanded into the carrier gas in a mixing area in which the static pressure is less than 70% of the total pressure.
  • EN 10 2005 002 365 B3 a device is known for producing dry ice, comprising a feed line for carbon dioxide, a feed line for a carrier gas, a jet line for a dry snow-gas mixture and a mixing area in which the carbon dioxide is mixed with the carrier gas is expanded, which creates a static pressure in the mixing area that is less than 70% of the total pressure.
  • the EN 10 2007 027 618 A1 relates to a process for the pretreatment of polymeric surfaces of components to be painted, in which both the cleaning of the polymeric surface and the treatment of the polymeric surface with an oxidizing flame are carried out within the same pretreatment cell.
  • the EN 10 2007 027 618 A1 According to this, positioning devices are used, which can preferably be designed in the form of a lifting device or a robot or industrial robot, in order to carry out automatic or controlled cleaning and flame treatment of the respective polymer component surface.
  • a conveyor device extending in the pretreatment cell is provided, to which at least one goods carrier is attached for transporting the component, wherein the conveyor device is designed to transport the goods carrier continuously or in a cyclic manner.
  • the pretreatment method is arranged in a painting process upstream of the actual painting.
  • the device comprises a pretreatment cell in the form of a pretreatment booth and an infrared beam device arranged outside the pretreatment booth.
  • a cleaning device in the form of a CO 2 snow jet device is arranged within the pretreatment booth, which is attached to a robot arm of a first robot. The CO 2 cleaning takes place using ionized air, which is generated via an ionization device in order to reduce static charging of the component surface.
  • the DE 199 43 005 A1 relates to a method for cleaning the surface of a plastic object for pre-treatment for a subsequent coating, in particular painting process.
  • the method is used primarily before coating large-area plastic parts, such as bumpers, trim parts or the like.
  • pellet-like dry ice particles are blown onto the plastic object using a jet nozzle at a relatively high pressure in the range of several bar.
  • the jet nozzle itself is arranged on a movable working robot, by means of which it is moved fully automatically along the plastic object, ie the robot moves the plastic object and moves the jet nozzle so that it can irradiate the surface piece by piece. This process is fully automated, ensuring that the desired surface section is completely treated.
  • the DE 199 43 005 A1 describes a device comprising a soundproof cabin with two work robots. Inside the cabin there is a conveyor device in the form of a conveyor belt on which several goods carriers are arranged, which serve to convey plastic objects into the work area of the two work robots.
  • the jet nozzles are aimed directly at the plastic object, the jet distance is approximately 20 cm. Maintaining this jet distance with respect to the plastic object is achieved by controlling the movement of the work robot, which takes place depending on the contour or shape of the plastic object.
  • the invention is based on the object of structurally and/or functionally improving a device mentioned at the beginning.
  • the problem is solved with a method for the automated cleaning of adhesive surfaces of vehicle components in an assembly line with several work stations using solid carbon dioxide and a device having a chamber-like cleaning room for vehicle components, a blasting device with a blasting nozzle for blasting solid carbon dioxide onto vehicle components, a transport device for transporting vehicle components through the cleaning room and a charge dissipation device for eliminating an electrostatic charge on vehicle components, wherein the adhesive surfaces are cleaned with cleaning parameters specifically adapted taking into account an achievable adhesive force, a process time and an economic efficiency, wherein in order to specifically adapt the cleaning parameters, one cleaning parameter is initially varied alternately while the other cleaning parameters remain unchanged in order to determine an optimal parameter value in each case, and then a combination of cleaning parameters is selected.
  • the device is part of an assembly line with several work stations.
  • the device can be arranged in the assembly line in front of a work station in which a bonding process is carried out.
  • the vehicle components can be motor vehicle components.
  • the vehicle components can be assemblies.
  • the vehicle components can be body parts.
  • the vehicle components can be vehicle roofs.
  • the vehicle components can be made at least partially from a metal alloy, such as steel or aluminum alloy.
  • the vehicle components can be at least partially coated and/or painted.
  • the vehicle components can be at least partially made from a fiber composite material, such as carbon fiber reinforced plastic.
  • the adhesive surfaces can be used to bond vehicle components to other vehicle components using an adhesive.
  • Solid carbon dioxide (CO 2 ) can also be referred to as dry ice.
  • the cleaning room can have side walls.
  • the cleaning room can have a ceiling.
  • the cleaning room can have a lockable entrance and/or a lockable exit.
  • the access can be used to feed vehicle components into the cleaning room.
  • the access can be used to remove vehicle components from the cleaning room.
  • the blasting device can be a dry ice blasting device.
  • the blasting device can be a CO 2 snow blasting device.
  • the blasting device can have a compressed air generator.
  • the blasting device can have a refillable and/or exchangeable storage for solid carbon dioxide.
  • the blasting device can have a connecting hose for connecting the compressed air generator to the blasting nozzle.
  • the blasting device can have a connecting hose for connecting the carbon dioxide storage to the blasting nozzle.
  • the cleaning room can have a passive noise protection device at least in sections.
  • the noise protection device can have means for sound insulation and/or sound dampening.
  • the noise protection device can be arranged on the side walls and/or on the ceiling. Access to the communication pursuant to Article 94(3) EPC of 18 August 2021 and/or the exit of the cleaning room can be closed using a roller door.
  • a roller door can be a high-speed door.
  • the device can have an industrial robot for automatically guiding the jet nozzle.
  • the industrial robot can have a manipulator, an effector and a control device.
  • the industrial robot can be programmable for cleaning adhesive surfaces of vehicle components.
  • the effector can have the jet nozzle.
  • the industrial robot can be capable of collaboration.
  • the industrial robot can be suitable for collaboration with a worker.
  • the device can have a portal-like support device. Vehicle components can be guided through the support device for cleaning.
  • the industrial robot can be arranged on the support device.
  • the industrial robot can be arranged hanging on the support device.
  • the transport device can have mounting supports.
  • the charge dissipation device can have an ionizer.
  • the ionizer can be arranged downstream of the blasting device in a transport direction.
  • the ionizer can be arranged in the area of the exit of the cleaning room.
  • the ionizer can be used for the partial ionization of air.
  • the charge dissipation device can have a fan to blow ionized air onto vehicle components.
  • the process can be a blasting process.
  • the process can be a compressed air blasting process.
  • the solid carbon dioxide can be used in particle, granular or crystalline form.
  • the carbon dioxide can be supplied in solid form.
  • the process can be a dry ice blasting process.
  • the carbon dioxide can initially be supplied in liquid form and then solidified.
  • the process can be a CO 2 snow blasting process.
  • the solid carbon dioxide (CO2) can also be referred to as dry ice.
  • Solid carbon dioxide particles can be accelerated by means of compressed air as they flow through a jet nozzle. Solid carbon dioxide particles can hit an adhesive surface to be cleaned at very high speed. The layer being removed can become locally supercooled and embrittled. Subsequent carbon dioxide particles can penetrate brittle cracks and suddenly sublimate when they hit. The carbon dioxide can become gaseous and increase its volume significantly. In doing so, it can remove dirt from the adhesive surface.
  • Adhesive surfaces of coated and/or painted vehicle components can be cleaned.
  • Adhesive surfaces of vehicle components made of a metal alloy, such as steel or aluminum alloy, and/or a fiber composite material, such as carbon fiber reinforced plastic, can be cleaned.
  • At least one of the following cleaning parameters can be specifically adapted: distance of a jet nozzle from an adhesive surface to be cleaned; movement speed of a jet nozzle relative to an adhesive surface to be cleaned; mass flow of solid carbon dioxide; pressure for accelerating solid carbon dioxide; angle between a jet nozzle and an adhesive surface to be cleaned.
  • a distance of a jet nozzle from an adhesive surface to be cleaned can be freely selected, a jet nozzle can be moved relative to an adhesive surface to be cleaned at a speed of approx. 45 mm/s to approx. 55 mm/s, in particular approx. 50 mm/s, a mass flow of solid carbon dioxide can be set from approx. 30 kg/h to approx. 40 kg/h, in particular approx. 35 kg/h, a pressure for accelerating solid carbon dioxide can be set from approx. 5 bar to approx. 7 bar, in particular approx. 6 bar, and an angle between a jet nozzle and an adhesive surface to be cleaned can be set from approx. 62.5 ° to approx. 72.5 °, in particular approx. 67.5 °.
  • the distance of a jet nozzle from an adhesive surface to be cleaned can be set to approx. 60mm to approx. 70mm, in particular to approx. 65mm, a jet nozzle relative to an adhesive surface to be cleaned is moved at a speed of approx. 20 mm/s to approx. 30 mm/s, in particular approx. 25 mm/s, a mass flow of solid carbon dioxide of approx. 15 kg/h to approx. 25 kg/h, in particular approx. 20 kg/h, is set, a pressure for accelerating solid carbon dioxide of approx. 3.5 bar to approx. 5.5 bar, in particular approx. 4.5 bar, is set and an angle between a jet nozzle and an adhesive surface to be cleaned of approx. 10° to approx. 20°, in particular approx. 15°, is set.
  • a distance of a jet nozzle from an adhesive surface to be cleaned can be freely selected, a jet nozzle can be moved relative to an adhesive surface to be cleaned at a speed of approx. 70m/s to approx. 80mm/s, in particular approx. 75mm/s, a mass flow of solid carbon dioxide can be set from approx. 10kg/h to approx. 20kg/h, in particular approx. 15kg/h, a pressure for accelerating solid carbon dioxide can be set from approx. 5bar to approx. 7bar, in particular approx. 6bar, and an angle between a jet nozzle and an adhesive surface to be cleaned can be set from approx. 55° to approx. 65°, in particular approx. 60°.
  • the distance of a jet nozzle from an adhesive surface to be cleaned can be set to approx. 60mm to approx. 70mm, in particular to approx. 65mm, a jet nozzle can be moved relative to an adhesive surface to be cleaned at a speed of approx. 30mm/s to approx. 40mm/s, in particular approx. 35mm/s, a mass flow of solid carbon dioxide can be set to approx. 10kg/h to approx. 20kg/h, in particular approx. 15kg/h, a pressure for accelerating solid carbon dioxide can be set to approx. 3.5bar to approx. 5.5bar, in particular approx. 4.5bar, and an angle between a jet nozzle and an adhesive surface to be cleaned can be set to approx. 80° to approx. 90°, in particular approx. 85°, can be set.
  • the invention thus results in, among other things, a cell for cleaning with dry ice in the automotive industry.
  • a motor vehicle can undergo a cleaning process with dry ice in an assembly cell.
  • This cell can meet or limit specified criteria with regard to noise and static charge.
  • cleaning can be carried out fully automatically without a measuring system.
  • Dry ice can be used to clean certain areas of a car.
  • Various criteria for industrial suitability can be met.
  • a nozzle from which a dry ice jet can emerge can be guided by a personnel-safe, cooperating robot system.
  • This system can have a framework that is set up around a body.
  • noise barriers can be attached to the sides and, if necessary, roller doors can be attached to an entrance and/or exit.
  • This process can statically charge a layer of paint on the body.
  • An ionizer which can consist of several electrodes, can provide a remedy. This can generate positive and negative charges.
  • the ionizer can detect a height and a polarity and the charges generated can be blown onto the bodywork in a targeted manner using compressed air. This means that the bodywork can be neutralized within milliseconds. There is no need to measure an area to be cleaned in order to correctly position a jet nozzle.
  • the invention facilitates or enables automation.
  • a worker's burden in particular an ergonomic burden and/or a health burden caused by solvents and/or cleaning agents, is reduced or eliminated.
  • Cleaning effort in particular a solvent and/or cleaning agent effort and/or time expenditure, is reduced.
  • Manual effort is reduced or eliminated.
  • Noise is reduced.
  • Use of the device together with workers is made possible.
  • Electrostatic charging is reduced or eliminated.
  • a measuring system for adhesive surfaces to be cleaned can be eliminated. Fully automated cleaning with Dry ice in closed rooms in bodywork and/or vehicle assembly is made possible. The cleaning effect is improved. The removal of dirt, in particular cavity sealing residues, conveyor oil, grease introduced by workers, dust, is improved. The cleaning effect is improved by combining mechanical cleaning and thermal cleaning.
  • Fig.1 shows a device 100 for cleaning adhesive surfaces of vehicle components 102 using solid carbon dioxide in plan view.
  • Fig.2 shows the device in the input side view.
  • the device 100 is part of an assembly line (not shown here) with several work stations.
  • the device 100 is arranged in the assembly line in front of a work station in which an adhesive process is carried out.
  • the vehicle components 100 are vehicle bodies made of a metal alloy, such as steel or aluminum alloy, or of a Fiber composite material, such as carbon fiber reinforced plastic, and at least partially coated and/or painted.
  • the vehicle bodies each have a roof cutout, on the edge of which adhesive surfaces are arranged in order to glue a panoramic roof into the roof cutout.
  • the device 100 has a chamber-like cleaning room 104 with side walls 106, 108, a ceiling 110, an entrance 112 and an exit 114.
  • the entrance 112 and the exit 114 can each be closed using a high-speed roller door.
  • the cleaning room 104 has a passive noise protection device with means for sound insulation and/or sound dampening, which are arranged on the side walls 106, 108 and on the ceiling 110.
  • the device 100 has a transport device 116 with a conveyor device and assembly supports for transporting vehicle components 102 through the cleaning room 104.
  • the transport device 116 serves to transport the vehicle components 102 through the access 112 into the cleaning room 104, through the cleaning room 104 and out of the cleaning room 104 through the exit 114.
  • the device 100 has a blasting device 118 with a blasting nozzle 120 for blasting solid carbon dioxide onto the vehicle components 102.
  • the blasting device 118 is in this case a dry ice blasting device. Dry ice blasting is a compressed air blasting process in which solid carbon dioxide, also known as dry ice, with a temperature of -78.9°C is used as the blasting agent.
  • solid carbon dioxide particles are accelerated with the help of compressed air as they flow through the blasting nozzle 120 and hit an adhesive surface to be cleaned at very high speed. This locally undercools and embrittles the layer to be removed. Subsequent carbon dioxide particles penetrate brittle cracks and suddenly sublimate upon impact. The carbon dioxide becomes gaseous and greatly increases its volume. In doing so, it removes dirt from the adhesive surface.
  • the blasting device 118 is arranged on the transport device 116.
  • the jet device 118 has a refillable and/or replaceable reservoir 122 for solid carbon dioxide.
  • the reservoir 122 is replaceable in order to provide solid carbon dioxide again.
  • the jet device 118 has connecting hoses in order to supply compressed air and solid carbon dioxide to the jet nozzle 120.
  • the device 100 has a portal-like support device 124 through which vehicle components 102 can be guided for cleaning with the aid of the transport device 116.
  • the support device 124 is designed like a frame made of aluminum profiles with a cross brace.
  • the device 100 has an industrial robot 126 for automatically guiding the jet nozzle 120.
  • the industrial robot 126 has a manipulator and a control device and is programmable for cleaning adhesive surfaces of the vehicle components 102.
  • the jet nozzle 120 is arranged on the manipulator and serves as an effector of the industrial robot 126.
  • the industrial robot 126 is arranged hanging on the 124 support device.
  • the industrial robot 126 is suitable for collaboration with a worker.
  • the device 100 has a charge dissipation device 128 with an ionizer for removing an electrostatic charge from the vehicle components 102.
  • the charge dissipation device 128 is arranged downstream of the industrial robot 126 with the blasting nozzle 120 in a transport direction a and serves to remove an electrostatic charge from the vehicle components 102 caused by the dry ice blasting.
  • the ionizer is a controlled ionizer in which an electric field is controlled by measuring and deliberately adjusting a high voltage.
  • the charge dissipation device 128 has a blower to blow ionized air onto the vehicle components 102.
  • Adhesive surfaces of vehicle components 102 are each cleaned with specifically adapted cleaning parameters.
  • the cleaning parameters are each adapted with regard to an achievable adhesive force, a process time and/or economic efficiency.
  • one cleaning parameter is first varied alternately, while the other cleaning parameters remain unchanged in order to determine an optimal parameter value in each case. A combination of cleaning parameters is then selected.
  • Fig.3 shows a specific adaptation of cleaning parameters for adhesive surfaces of vehicle components made of a metal alloy, such as steel or aluminum alloy, with regard to a holding force.
  • Fig.3 The holding force achieved in each case is plotted in N/cm.
  • a strip of material is glued to a cleaned adhesive surface using varying cleaning parameters and then peeled off in a peel test while measuring the holding force.
  • a distance 200 of a jet nozzle from an adhesive surface to be cleaned is varied, while the other cleaning parameters remain unchanged.
  • a movement speed 202 of a jet nozzle relative to an adhesive surface to be cleaned is varied, while the other cleaning parameters remain unchanged.
  • a mass flow 204 of solid carbon dioxide is varied, while the other cleaning parameters remain unchanged.
  • a pressure 206 for accelerating solid carbon dioxide is varied, while the other cleaning parameters remain unchanged.
  • an angle 208 between a jet nozzle and an adhesive surface to be cleaned is varied, while the other cleaning parameters remain unchanged.
  • the individual parameters can also be varied in a different order.
  • a reference line 210 shows a holding force achieved when cleaning an adhesive surface with isopropanol. It is clear that higher holding forces can regularly be achieved when cleaning with solid carbon dioxide than when cleaning an adhesive surface with isopropanol.
  • Fig.4 shows a specific adaptation of cleaning parameters for adhesive surfaces of vehicle components made of a fiber composite material, such as carbon fiber reinforced plastic, with regard to a holding force.
  • Fig.4 The holding force achieved in each case is plotted in N/cm.
  • a strip of material is glued to a cleaned adhesive surface using varying cleaning parameters and then peeled off in a peel test while measuring the holding force.
  • a distance 300 of a jet nozzle from an adhesive surface to be cleaned is varied, while the other cleaning parameters remain unchanged.
  • a movement speed 302 of a jet nozzle relative to an adhesive surface to be cleaned is varied, while the other cleaning parameters remain unchanged.
  • a mass flow 304 of solid carbon dioxide is varied, while the other cleaning parameters remain unchanged.
  • a pressure 306 for accelerating solid carbon dioxide is varied, while the other cleaning parameters remain unchanged.
  • an angle 308 between a jet nozzle and an adhesive surface to be cleaned is varied, while the other cleaning parameters remain unchanged.
  • the individual parameters can also be varied in a different order.
  • a reference line 310 shows a holding force achieved when cleaning an adhesive surface with isopropanol. It is clear that higher holding forces can regularly be achieved when cleaning with solid carbon dioxide than when cleaning an adhesive surface with isopropanol.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Cleaning In General (AREA)
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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen mithilfe von festem Kohlenstoffdioxid.
  • Aus der DE 199 26 119 A1 ist ein Strahlwerkzeug bekannt zur Erzeugung eines Strahles aus CO2-Schnee mit einer ersten Düse zur Erzeugung eines CO2-Schnee-Strahles und einer zweiten Düse zur Erzeugung eines Stütz- bzw. Druckstrahles, wobei die zweite Düse die erste Düse umgibt, bei dem die zweite Düse eine Düse zur Erzeugung eines Überschall-Strahles ist. Aus der DE 199 26 119 A1 ist außerdem eine Vorrichtung bekannt zur Behandlung, beispielsweise zur Abreinigung, der Oberfläche eines Objektes, beispielsweise eines Werkstückes oder eines Probentisches, durch Anstrahlen der Oberfläche mit CO2-Schnee mithilfe eines derartigen Strahlwerkzeugs.
  • Aus der DE 10 2004 033 728 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Bearbeitung einer Klebefläche eines Werkstückes, wobei zumindest die Klebefläche aus einem Metall oder einer Metalllegierung mit einer hydratisierten Oxid- und/oder Hydroxidschicht besteht, bei dem die Klebefläche gereinigt wird, bei dem die Klebefläche aktiviert wird, bei dem die Klebefläche zumindest teilweise mit einem Haftvermittler beschichtet wird und bei dem der Haftvermittler durch eine Nachbehandlung chemisch umgewandelt wird.
  • Aus der DE 10 2005 002 365 B3 ist ein Strahlverfahren bekannt zur Reinigung von Oberflächen, bei dem in einer Strahlleitung Kohlendioxid einem strömenden Trägergas zugeführt wird und durch Entspannung in Trockenschnee umgewandelt wird, wobei das Kohlendioxid in einem Mischbereich in das Trägergas expandiert wird, in welchem der statische Druck kleiner als 70% des Gesamtdrucks ist. Außerdem ist aus der DE 10 2005 002 365 B3 eine Vorrichtung bekannt zur Erzeugung von Trockeneis, umfassend eine Speiseleitung für Kohlendioxid, eine Zuführleitung für ein Trägergas, eine Strahlleitung für ein Trockenschnee-GasGemisch und einen Mischbereich, in dem das Kohlendioxid in das Trägergas expandiert wird, bei der in dem Mischbereich ein statischer Druck erzeugt wird, der kleiner als 70% des Gesamtdrucks ist.
  • Die DE 10 2007 027 618 A1 betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlung von zu lackierenden polymeren Oberflächen von Bauteilen, bei dem sowohl die Reinigung der polymeren Oberfläche als auch die Behandlung der polymeren Oberfläche mit einer oxydierenden Flamme innerhalb derselben Vorbehandlungszelle vorgenommen werden. Der DE 10 2007 027 618 A1 zufolge werden Positioniervorrichtungen eingesetzt, die vorzugsweise in Form eines Hubgeräts oder eines Roboters bzw. Industrieroboters ausgebildet sein können, um eine automatische bzw. gesteuerte Reinigung und Beflammung der jeweiligen polymeren Bauteiloberfläche vorzunehmen. Es ist eine sich in der Vorbehandlungszelle erstreckende Fördereinrichtung vorgesehen, an der wenigstens ein Warenträger zum Transport des Bauteils angebracht ist, wobei die Fördereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Warenträger kontinuierlich oder getaktet zu transportieren. Das Vorbehandlungsverfahren ist in einem Lackierprozess der eigentlichen Lackierung vorgeschaltet. Die Vorrichtung umfasst eine Vorbehandlungszelle in Form einer Vorbehandlungskabine und eine außerhalb der Vorbehandlungskabine angeordnete Infrarot-Strahlvorrichtung. Innerhalb der Vorbehandlungskabine ist eine Reinigungsvorrichtung in Form einer CO2-Schnee-Strahlvomchtung angeordnet, die an einem Roboterarm eines ersten Roboters angebracht ist. Die CO2-Reinigung erfolgt unter Einsatz ionisierter Luft, die über eine lonisierungseinrichtung erzeugt wird, um eine statische Aufladung der Bauteiloberfläche zu reduzieren.
  • Die DE 199 43 005 A1 betrifft ein Verfahren zum Reinigen der Oberfläche eines Kunststoffgegenstands zur Vorbehandlung für einen nachfolgenden Beschichtungs-, insbesondere Lackierprozess. Das Verfahren wird vor allem vor einer Beschichtung großflächiger Kunststoffteile, wie Stoßfänger, Verkleidungsteile oder dergleichen, angewendet. Zum Reinigen der Oberfläche werden unter Verwendung einer Strahldüse pelletartige Trockeneispartikel mit relativ hohem Druck im Bereich mehrerer bar auf den Kunststoffgegenstand geblasen. Die Strahldüse selbst ist an einem beweglichen Arbeitsroboter angeordnet, mittels welchem sie entlang des Kunststoffgegenstandes vollautomatisch bewegt wird, d. h., der Roboter fährt den Kunststoffgegenstand ab und bewegt dabei die Strahldüse, sodass diese die Oberfläche Stück für Stück bestrahlen kann. Dieser Prozess erfolgt vollautomatisch, sodass gewährleistet ist, dass der gewünschte Oberflächenabschnitt auch vollständig bearbeitet wird.
  • Die DE 199 43 005 A1 beschreibt eine Einrichtung umfassend eine schallgedämmte Kabine mit zwei Arbeitsrobotern. Im Inneren der Kabine verläuft eine Fördereinrichtung in Form eines Förderbandes, auf welcher mehrere Warenträger angeordnet sind, die dazu dienen, Kunststoffgegenstände in den Arbeitsbereich der beiden Arbeitsroboter zu fördern. Die Strahldüsen sind direkt auf den Kunststoffgegenstand gerichtet, der Strahlenabstand beträgt ca. 20 cm. Die Beibehaltung dieses Strahlabstandes bezüglich des Kunststoffgegenstandes wird durch die Steuerung der Bewegung des Arbeitsroboters erzielt, welche in Abhängigkeit der Kontur oder Form des Kunststoffgegenstandes erfolgt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren zum automatisierten Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen in einer Montagelinie mit mehreren Arbeitsstationen mithilfe von festem Kohlenstoffdioxid und einer Vorrichtung aufweisend einen kammerartigen Reinigungsraum für Fahrzeugbauteile, eine Strahleinrichtung mit einer Strahldüse zum Strahlen von festem Kohlenstoffdioxid auf Fahrzeugbauteile, eine Transporteinrichtung zum Transportieren von Fahrzeugbauteilen durch den Reinigungsraum und eine Ladungsableitungseinrichtung zum Beseitigen einer elektrostatischen Aufladung von Fahrzeugbauteilen, wobei die Klebeflächen mit unter Berücksichtigung einer erzielbaren Haftkraft, einer Prozesszeit und einer Wirtschaftlichkeit spezifisch angepassten Reinigungsparametern gereinigt werden, wobei zum spezifischen Anpassen der Reinigungsparameter zunächst wechselnd jeweils ein Reinigungsparameter variiert wird, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben, um jeweils einen optimalen Parameterwert zu ermitteln, und nachfolgend eine Kombination von Reinigungsparametern ausgewählt wird.
  • Die Vorrichtung ist Teil einer Montagelinie mit mehreren Arbeitsstationen. Die Vorrichtung kann in der Montagelinie vor einer Arbeitsstation, in der ein Klebeprozess durchgeführt wird, angeordnet sein.
  • Die Fahrzeugbauteile können Kraftfahrzeugbauteile sein. Die Fahrzeugbauteile können Baugruppen sein. Die Fahrzeugbauteile können Karosserieteile sein. Die Fahrzeugbauteile können Fahrzeugdächer sein. Die Fahrzeugbauteile können zumindest teilweise aus einer Metalllegierung, wie Stahl- oder Aluminiumlegierung, hergestellt sein. Die Fahrzeugbauteile können zumindest teilweise beschichtet und/oder lackiert sein. Die Fahrzeugbauteile können zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff, wie karbonfaserverstärkter Kunststoff, hergestellt sein.
  • Die Klebeflächen können zum stoffschlüssigen Verbinden der Fahrzeugbauteile mit anderen Fahrzeugbauteilen mithilfe eines Klebstoffs dienen. Das feste Kohlenstoffdioxid (CO2) kann auch als Trockeneis bezeichnet werden.
  • Der Reinigungsraum kann Seitenwände aufweisen. Der Reinigungsraum kann eine Decke aufweisen. Der Reinigungsraum kann einen schließbaren Zugang und/oder einen schließbaren Ausgang aufweisen. Der Zugang kann zum Zuführen von Fahrzeugbauteilen in den Reinigungsraum dienen. Der Zugang kann zum Abführen von Fahrzeugbauteilen aus dem Reinigungsraum dienen.
  • Die Strahleinrichtung kann eine Trockeneisstrahleinrichtung sein. Die Strahleinrichtung kann eine CO2-Schneestrahleinrichtung sein. Die Strahleinrichtung kann einen Drucklufterzeuger aufweisen. Die Strahleinrichtung kann einen nachfüllbaren und/oder austauschbaren Speicher für festes Kohlenstoffdioxid aufweisen. Die Strahleinrichtung kann einen Verbindungsschlauch zum Verbinden des Drucklufterzeugers mit der Strahldüse aufweisen. Die Strahleinrichtung kann einen Verbindungsschlauch zum Verbinden des Kohlenstoffdioxid-Speichers mit der Strahldüse aufweisen.
  • Der Reinigungsraum kann zumindest abschnittsweise eine passive Lärmschutzeinrichtung aufweisen. Die Lärmschutzeinrichtung kann Mittel zur Schalldämmung und/oder Schalldämpfung aufweisen. Die Lärmschutzeinrichtung kann an den Seitenwänden und/oder an der Decke angeordnet sein. Der Zugang Auf die Mitteilung gemäß Artikel 94 (3) EPÜ vom 18.08.2021 und/oder der Ausgang des Reinigungsraums können/kann mithilfe eines Rolltors schließbar sein. Ein Rolltor kann ein Schnelllauftor sein.
  • Die Vorrichtung kann einen Industrieroboter zum automatisierten Führen der Strahldüse aufweisen. Der Industrieroboter kann einen Manipulator, einen Effektor und eine Steuereinrichtung aufweisen. Der Industrieroboter kann zum Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen programmierbar sein. Der Effektor kann die Strahldüse aufweisen.
  • Der Industrieroboter kann kollaborationsfähig sein. Der Industrieroboter kann zur Kollaboration mit einem Werker geeignet sein. Die Vorrichtung kann eine portalartige Trageinrichtung aufweisen. Durch die Trageinrichtung können Fahrzeugbauteile zur Reinigung hindurchführbar sein. Der Industrieroboter kann an der Trageinrichtung angeordnet sein. Der Industrieroboter kann an der Trageinrichtung hängend angeordnet sein.
  • Die Transporteinrichtung kann Montageträger aufweisen. Die Ladungsableitungseinrichtung kann einen Ionisator aufweisen. Der Ionisator kann in einer Transportrichtung der Strahleinrichtung nachgeordnet sein. Der Ionisator kann im Bereich des Ausgangs des Reinigungsraums angeordnet sein. Der Ionisator kann zur partiellen Ionisierung von Luft dienen. Die Ladungsableitungseinrichtung kann ein Gebläse aufweisen, um ionisierte Luft auf Fahrzeugbauteile zu blasen.
  • Das Verfahren kann ein Strahlverfahren sein. Das Verfahren kann ein Druckluftstrahlverfahren sein. Das feste Kohlenstoffdioxid kann partikelförmig, granulatförmig oder kristallförmig verwendet werden. Das Kohlenstoffdioxid kann in fester Form zugeführt werden. Das Verfahren kann ein Trockeneisstrahlverfahren sein. Das Kohlenstoffdioxid kann zunächst in flüssiger Form zugeführt und nachfolgend verfestigt werden. Das Verfahren kann ein CO2-Schneestrahlverfahren sein. Das feste Kohlenstoffdioxid (CO2) kann auch als Trockeneis bezeichnet werden.
  • Feste Kohlenstoffdioxidpartikel können mithilfe von Druckluft beim Durchströmen einer Strahldüse beschleunigt werden. Feste Kohlenstoffdioxidpartikel können mit sehr hoher Geschwindigkeit auf eine zu reinigende Klebefläche auftreffen. Eine zu entfernende Schicht kann lokal unterkühlt und versprödet werden. Nachfolgende Kohlenstoffdioxidpartikel können in Sprödrisse eindringen und beim Auftreffen schlagartig sublimieren. Das Kohlenstoffdioxid kann gasförmig werden und dabei sein Volumen stark vergrößern. Dabei kann es Schmutz von der Klebefläche entfernen.
  • Klebeflächen von beschichteten und/oder lackierten Fahrzeugbauteilen können gereinigt werden. Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einer Metalllegierung, wie Stahl- oder Aluminiumlegierung, und/oder aus einem Faserverbundwerkstoff, wie karbonfaserverstärkter Kunststoff, können gereinigt werden.
  • Zum Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen kann wenigstens einer der folgenden Reinigungsparameter spezifisch angepasst werden: Abstand einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche; Bewegungsgeschwindigkeit einer Strahldüse relativ zu einer zu reinigenden Klebefläche; Massestrom von festem Kohlenstoffdioxid; Druck zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid; Winkel zwischen einer Strahldüse und einer zu reinigenden Klebefläche.
  • Zum haltekraftoptimierten Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einer lackierten Metalllegierung, wie Stahl- oder Aluminiumlegierung, kann ein Abstand einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche frei gewählt werden, eine Strahldüse relativ zu einer zu reinigenden Klebefläche mit einer Geschwindigkeit von ca. 45mm/s bis ca. 55mm/s, insbesondere von ca. 50mm/s, bewegt werden, ein Massestrom von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 30kg/h bis ca. 40kg/h, insbesondere von ca. 35kg/h, eingestellt werden, ein Druck zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 5bar bis ca. 7bar, insbesondere von ca. 6bar, eingestellt werden und ein Winkel zwischen einer Strahldüse und einer zu reinigenden Klebefläche von ca. 62,5° bis ca. 72,5°, insbesondere von ca. 67,5°, eingestellt werden.
  • Zum haltekraftoptimierten Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff, wie karbonfaserverstärkter Kunststoff, kann ein Abstand einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche auf ca. 60mm bis ca. 70mm, insbesondere auf ca. 65mm, eingestellt werden, eine Strahldüse relativ zu einer zu reinigenden Klebefläche mit einer Geschwindigkeit von ca. 20mm/s bis ca. 30mm/s, insbesondere von ca. 25mm/s, bewegt werden, ein Massestrom von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 15kg/h bis ca. 25kg/h, insbesondere von ca. 20kg/h, eingestellt werden, ein Druck zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 3,5bar bis ca. 5,5bar, insbesondere von ca. 4,5bar, eingestellt werden und ein Winkel zwischen einer Strahldüse und einer zu reinigenden Klebefläche von ca. 10° bis ca. 20°, insbesondere von ca. 15°, eingestellt werden.
  • Zum prozesszeit- und/oder wirtschaftlich optimierten Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einer lackierten Metalllegierung, wie Stahl- oder Aluminiumlegierung, kann ein Abstand einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche frei gewählt werden, eine Strahldüse relativ zu einer zu reinigenden Klebefläche mit einer Geschwindigkeit von ca. 70m/s bis ca. 80mm/s, insbesondere von ca. 75mm/s, bewegt werden, ein Massestrom von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 10kg/h bis ca. 20kg/h, insbesondere von ca. 15kg/h, eingestellt werden, ein Druck zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 5bar bis ca. 7bar, insbesondere von ca. 6bar, eingestellt werden und ein Winkel zwischen einer Strahldüse und einer zu reinigenden Klebefläche von ca. 55° bis ca. 65°, insbesondere von ca. 60°, eingestellt werden.
  • Zum prozesszeit- und/oder wirtschaftlich optimierten Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff, wie karbonfaserverstärkter Kunststoff, kann ein Abstand einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche auf ca. 60mm bis ca. 70mm, insbesondere auf ca. 65mm, eingestellt werden, eine Strahldüse relativ zu einer zu reinigenden Klebefläche mit einer Geschwindigkeit von ca. 30mm/s bis ca. 40mm/s, insbesondere von ca. 35mm/s, bewegt werden, ein Massestrom von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 10kg/h bis ca. 20kg/h, insbesondere von ca. 15kg/h, eingestellt werden, ein Druck zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 3,5bar bis ca. 5,5bar, insbesondere von ca. 4,5bar, eingestellt werden und ein Winkel zwischen einer Strahldüse und einer zu reinigenden Klebefläche von ca. 80° bis ca. 90°, insbesondere von ca. 85°, eingestellt werden.
  • Nach einem Strahlen mit festem Kohlenstoffdioxid können Fahrzeugbauteile von einer elektrostatischen Aufladung befreit werden.
  • Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt, ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Zelle für die Reinigung mit Trockeneis in der Automobilindustrie. Ein Kraftfahrzeug kann in einer Montagezelle einen Reinigungsprozess mit Trockeneis durchlaufen. Diese Zelle kann vorgegebene Kriterien hinsichtlich Lärm und statischer Aufladung erfüllen bzw. begrenzen. Zudem kann vollautomatisiert ohne Messsystem gereinigt werden. Um bestimmte Flächen eines Autos zu reinigen, kann Trockeneis verwendet werden. Es können verschiedene Kriterien für eine Industrietauglichkeit erfüllt werden. Eine Düse, aus welcher ein Trockeneisstrahl kommen kann, kann über ein personensicheres, kooperierendes Robotersystem geführt werden. Dieses System kann ein Gerüst aufweisen, welches um eine Karosserie herum aufgestellt ist. Darüber hinaus können Lärmschutzwände an Seiten und ggf. Rolltore bei einer Ein- und/oder Ausfahrt angebracht werden. Durch diesen Prozess kann eine Lackschicht der Karosse statisch aufgeladen werden. Abhilfe kann ein Ionisator bieten, welcher aus mehreren Elektroden bestehen kann. Dieser kann positive und negative Ladungen erzeugen. Eine Höhe sowie eine Polarität kann von dem Ionisator erkannt und erzeugte Ladungen können mit Druckluft zielgerichtet auf die Karosse geblasen werden. So kann die Karosse innerhalb von Millisekunden neutralisiert werden. Ein Vermessen eines zu reinigenden Bereichs zur korrekten Positionierung einer Strahldüse kann entfallen.
  • Mit der Erfindung wird eine Automatisierbarkeit erleichtert oder ermöglicht. Eine Belastung eines Werkers, insbesondere eine ergonomische Belastung und/oder eine Gesundheitsbelastung durch Lösungs- und/oder Reinigungsmittel, wird reduziert oder entfällt. Ein Aufwand zur Reinigung, insbesondere ein Lösungs- und/oder Reinigungsmittelaufwand und/oder ein Zeitaufwand, wird reduziert. Ein manueller Aufwand wird reduziert oder entfällt. Eine Lärmentwicklung wird reduziert. Eine Verwendung der Vorrichtung zusammen mit Werkern wird ermöglicht. Eine elektrostatische Aufladung wird reduziert oder beseitigt. Ein Messsystem für zu reinigende Klebeflächen kann entfallen. Ein vollautomatisiertes Reinigen mit Trockeneis in geschlossenen Räumen in Karosseriebau und/oder Fahrzeugmontage wird ermöglicht. Eine Reinigungswirkung wird verbessert. Ein Entfernen von Verschmutzungen, insbesondere Hohlraumversiegelungsresten, Fördertechniköl, von Werkern eingetragenen Fetten, Staub, wird verbessert. Eine Reinigungswirkung wird durch Kombination einer mechanischen Reinigung und einer thermischen Reinigung verbessert.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile.
  • Es zeigen schematisch und beispielhaft:
  • Fig. 1
    eine Vorrichtung zum Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen mithilfe von festem Kohlenstoffdioxid in Draufsicht und
    Fig. 2
    eine Vorrichtung zum Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen mithilfe von festem Kohlenstoffdioxid in eingangsseitiger Ansicht.
    Fig. 3
    ein spezifisches Anpassen von Reinigungsparametern für Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einer Metalllegierung, wie Stahl- oder Aluminiumlegierung und
    Fig. 4
    ein spezifisches Anpassen von Reinigungsparametern für Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff, wie karbonfaserverstärkter Kunststoff.
  • Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 100 zum Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen 102 mithilfe von festem Kohlenstoffdioxid in Draufsicht. Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in eingangsseitiger Ansicht.
  • Die Vorrichtung 100 ist Teil einer hier nicht weiter dargestellten Montagelinie mit mehreren Arbeitsstationen. Die Vorrichtung 100 ist in der Montagelinie vor einer Arbeitsstation, in der ein Klebeprozess durchgeführt wird, angeordnet.
  • Die Fahrzeugbauteile 100 sind vorliegend Fahrzeugkarosserien, die aus einer Metalllegierung, wie Stahl- oder Aluminiumlegierung, oder aus einem Faserverbundwerkstoff, wie karbonfaserverstärkter Kunststoff, hergestellt und zumindest teilweise beschichtet und/oder lackiert sind. Die Fahrzeugkarosserien weisen jeweils einen Dachausschnitt auf, an dessen Rand Klebeflächen angeordnet sind, um in dem Dachausschnitt ein Panoramadach einzukleben.
  • Die Vorrichtung 100 weist einen kammerartigen Reinigungsraum 104 mit Seitenwänden 106, 108, einer Decke 110, einem Zugang 112 und einem Ausgang 114 auf. Der Zugang 112 und der Ausgang 114 sind jeweils mithilfe eines Schnelllauf-Rolltors schließbar. Der Reinigungsraum 104 weist eine passive Lärmschutzeinrichtung mit Mitteln zur Schalldämmung und/oder Schalldämpfung auf, die an den Seitenwänden 106, 108 und an der Decke 110 angeordnet sind.
  • Die Vorrichtung 100 weist eine Transporteinrichtung 116 mit einer Fördereinrichtung und Montageträgern zum Transportieren von Fahrzeugbauteilen 102 durch den Reinigungsraum 104 auf. Die Transporteinrichtung 116 dient dazu, die Fahrzeugbauteile 102 durch den Zugang 112 in den Reinigungsraum 104 hinein, durch den Reinigungsraum 104 hindurch und durch den Ausgang 114 aus dem Reinigungsraum 104 heraus zu transportieren.
  • Die Vorrichtung 100 weist eine Strahleinrichtung 118 mit einer Strahldüse 120 zum Strahlen von festem Kohlenstoffdioxid auf die Fahrzeugbauteile 102 auf. Die Strahleinrichtung 118 ist vorliegend eine Trockeneisstrahleinrichtung. Das Trockeneisstrahlen ist ein Druckluftstrahlverfahren, bei dem als Strahlmittel festes Kohlenstoffdioxid, auch als Trockeneis bezeichnet, mit einer Temperatur von -78,9°C eingesetzt wird. Zum Reinigen werden feste Kohlenstoffdioxidpartikel mithilfe von Druckluft beim Durchströmen der Strahldüse 120 beschleunigt und treffen mit sehr hoher Geschwindigkeit auf eine zu reinigende Klebefläche auf. Dadurch wird die zu entfernende Schicht lokal unterkühlt und versprödet. Nachfolgende Kohlenstoffdioxidpartikel dringen in Sprödrisse ein und sublimieren beim Auftreffen schlagartig. Das Kohlenstoffdioxid wird gasförmig und vergrößert dabei sein Volumen stark. Dabei entfernt es Schmutz von der Klebefläche. Die Strahleinrichtung 118 ist an der Transporteinrichtung 116 angeordnet.
  • Die Strahleinrichtung 118 weist einen nachfüllbaren und/oder austauschbaren Speicher 122 für festes Kohlenstoffdioxid auf. Der Speicher 122 ist austauschbar, um erneut festes Kohlenstoffdioxid bereit zu stellen. Die Strahleinrichtung 118 weist Verbindungsschläuche auf, um der Strahldüse 120 Druckluft und festes Kohlenstoffdioxid zuzuführen.
  • Die Vorrichtung 100 weist eine portalartige Trageinrichtung 124 auf, durch die Fahrzeugbauteile 102 mithilfe der Transporteinrichtung 116 zur Reinigung hindurchgeführt werden können. Die Trageinrichtung 124 ist vorliegend gerüstartig aus Aluminiumprofilen mit einer Querstrebe ausgeführt.
  • Die Vorrichtung 100 weist einen Industrieroboter 126 zum automatisierten Führen der Strahldüse 120 auf. Der Industrieroboter 126 weist einen Manipulator und eine Steuereinrichtung auf und ist zum Reinigen von Klebeflächen der Fahrzeugbauteile 102 programmierbar. Die Strahldüse 120 ist an dem Manipulator angeordnet und dient als Effektor des Industrieroboters 126. Der Industrieroboter 126 ist hängend an der 124 Trageinrichtung angeordnet. Der Industrieroboter 126 ist zur Kollaboration mit einem Werker geeignet.
  • Die Vorrichtung 100 weist eine Ladungsableitungseinrichtung 128 mit einem Ionisator zum Beseitigen einer elektrostatischen Aufladung der Fahrzeugbauteile 102 auf. Die Ladungsableitungseinrichtung 128 ist in einer Transportrichtung a dem Industrieroboter 126 mit der Strahldüse 120 nachgeordnet und dient dazu, eine durch das Trockeneisstrahlen erfolgte elektrostatische Aufladung der Fahrzeugbauteile 102 zu beseitigen. Der Ionisator ist ein geregelter Ionisator, bei dem ein elektrisches Feld durch Messung und gezielte Nachstellung einer Hochspannung geregelt wird. Die Ladungsableitungseinrichtung 128 weist ein Gebläse auf, um ionisierte Luft auf die Fahrzeugbauteile 102 zu blasen.
  • Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen 102 werden jeweils mit spezifisch angepassten Reinigungsparametern gereinigt. Die Reinigungsparameter werden jeweils hinsichtlich einer erzielbaren Haftkraft, einer Prozesszeit und/oder einer Wirtschaftlichkeit angepasst. Zum spezifischen Anpassen der Reinigungsparameter wird zunächst wechselnd jeweils ein Reinigungsparameter variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben, um jeweils einen optimalen Parameterwert zu ermitteln. Nachfolgend wird eine Kombination von Reinigungsparametern ausgewählt.
  • Fig. 3 zeigt ein spezifisches Anpassen von Reinigungsparametern für Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einer Metalllegierung, wie Stahl- oder Aluminiumlegierung, hinsichtlich einer Haltekraft.
  • In Fig. 3 ist eine jeweils erzielte Haltekraft in N/cm aufgetragen. Zum Bestimmen einer Haltekraft wird bei variierenden Reinigungsparametern jeweils auf eine gereinigte Klebefläche ein Materialstreifen aufgeklebt und in einem Schälversuch unter Messung der Haltekraft abgezogen.
  • Zunächst wird ein Abstand 200 einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben. Nachfolgend wird eine Bewegungsgeschwindigkeit 202 einer Strahldüse relativ zu einer zu reinigenden Klebefläche variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben. Nachfolgend wird ein Massestrom 204 von festem Kohlenstoffdioxid variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben. Nachfolgend wird ein Druck 206 zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben. Nachfolgend wird ein Winkel 208 zwischen einer Strahldüse und einer zu reinigenden Klebefläche variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben. Die einzelnen Parameter können auch in einer anderen Reihenfolge variiert werden.
  • Eine Referenzlinie 210 zeigt eine erzielte Haltekraft bei einer Reinigung einer Klebefläche mit Isopropanol. Es ist ersichtlich, dass sich bei einer Reinigung mithilfe von festem Kohlenstoffdioxid regelmäßig höhere Haltekräfte erzielen lassen, als bei einer Reinigung einer Klebefläche mit Isopropanol.
  • Fig. 4 zeigt ein spezifisches Anpassen von Reinigungsparametern für Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff, wie karbonfaserverstärkter Kunststoff, hinsichtlich einer Haltekraft.
  • In Fig. 4 ist eine jeweils erzielte Haltekraft in N/cm aufgetragen. Zum Bestimmen einer Haltekraft wird bei variierenden Reinigungsparametern jeweils auf eine gereinigte Klebefläche ein Materialstreifen aufgeklebt und in einem Schälversuch unter Messung der Haltekraft abgezogen.
  • Zunächst wird ein Abstand 300 einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben. Nachfolgend wird eine Bewegungsgeschwindigkeit 302 einer Strahldüse relativ zu einer zu reinigenden Klebefläche variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben. Nachfolgend wird ein Massestrom 304 von festem Kohlenstoffdioxid variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben. Nachfolgend wird ein Druck 306 zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben. Nachfolgend wird ein Winkel 308 zwischen einer Strahldüse und einer zu reinigenden Klebefläche variiert, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben. Die einzelnen Parameter können auch in einer anderen Reihenfolge variiert werden.
  • Eine Referenzlinie 310 zeigt eine erzielte Haltekraft bei einer Reinigung einer Klebefläche mit Isopropanol. Es ist ersichtlich, dass sich bei einer Reinigung mithilfe von festem Kohlenstoffdioxid regelmäßig höhere Haltekräfte erzielen lassen, als bei einer Reinigung einer Klebefläche mit Isopropanol.
  • Bezugszeichen
  • 100
    Vorrichtung
    102
    Fahrzeugbauteil
    104
    Reinigungsraum
    106
    Seitenwand
    108
    Seitenwand
    110
    Decke
    112
    Zugang
    114
    Ausgang
    116
    Transporteinrichtung
    118
    Strahleinrichtung
    120
    Strahldüse
    122
    Speicher
    124
    Trageinrichtung
    126
    Industrieroboter
    128
    Ladungsableitungseinrichtung
    200
    Abstand
    202
    Bewegungsgeschwindigkeit
    204
    Massestrom
    206
    Druck
    208
    Winkel
    210
    Referenzlinie
    300
    Abstand
    302
    Bewegungsgeschwindigkeit
    304
    Massestrom
    306
    Druck
    308
    Winkel
    310
    Referenzlinie

Claims (6)

  1. Verfahren zum automatisierten Reinigen von Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen (102) in einer Montagelinie mit mehreren Arbeitsstationen mithilfe von festem Kohlenstoffdioxid und einer Vorrichtung (100) aufweisend einen kammerartigen Reinigungsraum (104) für Fahrzeugbauteile (102), eine Strahleinrichtung (118) mit einer Strahldüse (120) zum Strahlen von festem Kohlenstoffdioxid auf Fahrzeugbauteile (102), eine Transporteinrichtung (116) zum Transportieren von Fahrzeugbauteilen (102) durch den Reinigungsraum (104) und eine Ladungsableitungseinrichtung (128) zum Beseitigen einer elektrostatischen Aufladung von Fahrzeugbauteilen (102), wobei die Klebeflächen mit unter Berücksichtigung einer erzielbaren Haftkraft, einer Prozesszeit und einer Wirtschaftlichkeit spezifisch angepassten Reinigungsparametern gereinigt werden, wobei zum spezifischen Anpassen der Reinigungsparameter zunächst wechselnd jeweils ein Reinigungsparameter variiert wird, während die übrigen Reinigungsparameter unverändert bleiben, um jeweils einen optimalen Parameterwert zu ermitteln, und nachfolgend eine Kombination von Reinigungsparametern ausgewählt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Reinigen der Klebeflächen wenigstens einer der folgenden Reinigungsparameter spezifisch angepasst wird: Abstand einer Strahldüse von der zu reinigenden Klebefläche; Bewegungsgeschwindigkeit einer Strahldüse relativ zu der zu reinigenden Klebefläche; Massestrom von festem Kohlenstoffdioxid; Druck zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid; Winkel zwischen einer Strahldüse und der zu reinigenden Klebefläche.
  3. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum haltekraftoptimierten Reinigen der Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einer lackierten Metalllegierung ein Abstand einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche frei gewählt wird, eine Strahldüse relativ zu der zu reinigenden Klebefläche mit einer Geschwindigkeit von ca. 45mm/s bis ca. 55mm/s, insbesondere von ca. 50mm/s, bewegt wird, ein Massestrom von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 30kg/h bis ca. 40kg/h, insbesondere von ca. 35kg/h, eingestellt wird, ein Druck zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 5bar bis ca. 7bar, insbesondere von ca. 6bar, eingestellt wird und ein Winkel zwischen einer Strahldüse und der zu reinigenden Klebefläche von ca. 62,5° bis ca. 72,5°, insbesondere von ca. 67,5°, eingestellt wird.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum haltekraftoptimierten Reinigen der Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff ein Abstand einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche auf ca. 60mm bis ca. 70mm, insbesondere auf ca. 65mm, eingestellt wird, eine Strahldüse relativ zu einer zu reinigenden Klebefläche mit einer Geschwindigkeit von ca. 20mm/s bis ca. 30mm/s, insbesondere von ca. 25mm/s, bewegt wird, ein Massestrom von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 15kg/h bis ca. 25kg/h, insbesondere von ca. 20kg/h, eingestellt wird, ein Druck zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 3,5bar bis ca. 5,5bar, insbesondere von ca. 4,5bar, eingestellt wird und ein Winkel zwischen einer Strahldüse und der zu reinigenden Klebefläche von ca. 10° bis ca. 20°, insbesondere von ca. 15°, eingestellt wird.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum prozesszeit- und/oder wirtschaftlich optimierten Reinigen der Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einer lackierten Metalllegierung ein Abstand einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche frei gewählt wird, eine Strahldüse relativ zu einer zu reinigenden Klebefläche mit einer Geschwindigkeit von ca. 70m/s bis ca. 80mm/s, insbesondere von ca. 75mm/s, bewegt wird, ein Massestrom von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 10kg/h bis ca. 20kg/h, insbesondere von ca. 15kg/h, eingestellt wird, ein Druck zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 5bar bis ca. 7bar, insbesondere von ca. 6bar, eingestellt wird und ein Winkel zwischen einer Strahldüse und der zu reinigenden Klebefläche von ca. 55° bis ca. 65°, insbesondere von ca. 60°, eingestellt wird.
  6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum prozesszeit- und/oder wirtschaftlich optimierten Reinigen der Klebeflächen von Fahrzeugbauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff ein Abstand einer Strahldüse von einer zu reinigenden Klebefläche auf ca. 60mm bis ca. 70mm, insbesondere auf ca. 65mm, eingestellt wird, eine Strahldüse relativ zu einer zu reinigenden Klebefläche mit einer Geschwindigkeit von ca. 30mm/s bis ca. 40mm/s, insbesondere von ca. 35mm/s, bewegt wird, ein Massestrom von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 10kg/h bis ca. 20kg/h, insbesondere von ca. 15kg/h, eingestellt wird, ein Druck zur Beschleunigung von festem Kohlenstoffdioxid von ca. 3,5bar bis ca. 5,5bar, insbesondere von ca. 4,5bar, eingestellt wird und ein Winkel zwischen einer Strahldüse und einer zu reinigenden Klebefläche von ca. 80° bis ca. 90°, insbesondere von ca. 85°, eingestellt wird.
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