WO2001085828A1 - Verfahren und anordnung zur demontage einer geklebten verbundstruktur - Google Patents

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WO2001085828A1
WO2001085828A1 PCT/EP2001/005360 EP0105360W WO0185828A1 WO 2001085828 A1 WO2001085828 A1 WO 2001085828A1 EP 0105360 W EP0105360 W EP 0105360W WO 0185828 A1 WO0185828 A1 WO 0185828A1
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radiation
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aggregate
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Kai K. O. BÄR
Rainer Gaus
Thorsten HÜLSMANN
Rolf Wirth
Georg Fleck
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Advanced Photonics Technologies Ag
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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Definitions

  • the invention relates to a method for dismantling a bonded composite structure according to the preamble of claim 1 and an arrangement suitable for carrying it out.
  • Adhesive technologies are problematic with regard to environmental protection requirements.
  • the segregated separation of recyclable materials tends to become an increasingly important aspect of the environmentally friendly disposal of high-quality industrial products.
  • the regulations for handling scrapped motor vehicles (EU end-of-life vehicle directive), which will become effective in the near future, require that firmly connected parts from different parts Materials have to be separated from each other as part of the disposal process.
  • Various solutions for dismantling bonded composite structures are known, of which the most widespread are those methods in which the adhesive connection is broken open essentially by the action of mechanical force or by mechanical tools. For this - in accordance with the high final strength of such connections required in the intended use - a considerable energy requirement and / or the use of high-quality tools which are nevertheless subject to high wear is required.
  • these processes are themselves not very environmentally friendly in that they are associated with considerable noise emissions.
  • the invention is therefore based on the object of specifying an uncomplicated, inexpensive method of the generic type which can be easily adapted to different application situations, and an arrangement suitable for this purpose.
  • the invention includes the basic idea of generating a temperature in the interior of an adhesive layer or an adhesive aggregate that is sufficient to decompose the adhesive without the aid of a hot wire (or other tool).
  • the invention further includes the idea of using high-energy electromagnetic radiation for which the adhesives used are equally transparent so that the radiation can penetrate well into the interior of the adhesive. According to the inventors' investigations, this applies in particular to radiation in the near infrared (NIR) range, that is to say with a wavelength between 0.8 and 1.5 ⁇ m.
  • NIR near infrared
  • a preferred variant of the process control is that practically the entire adhesive volume of an adhesive compound is heated by the radiation above the decomposition temperature and is held there until the originally connected parts separate from one another.
  • the dinatured adhesive can fall off the parts in the form of granules or powder, or in any case can be removed with little post-processing.
  • the parts can be separated from one another after decomposition of the adhesive layer mentioned, but adhesive residues remain on at least one part.
  • the irradiation can advantageously be carried out under essentially simultaneous action of a force which tends to separate the connected parts from one another, in particular a tensile or shear force.
  • a force which tends to separate the connected parts from one another in particular a tensile or shear force.
  • the proposed arrangement comprises fixing means for clamping the parts connected by the adhesive connection and a drive device which applies the aforementioned tensile or shear force between them.
  • a power density in the range between 100 and 1000 kW / m 2 , in particular between 200 and 500 kW / m 2 is preferably used. If the adjacent areas of the parts to be joined are metal surfaces, then the use of a higher power density is in the range between 500 kW / m 2 and 2 MW / m 2 , in particular between 1 MW / m 2 and 1.5 MW / m 2 , to prefer.
  • the proposed arrangement preferably has a power control unit for setting the suitable power density.
  • distance setting means are preferably provided for varying the distance between the adhesive areas and the radiation source, as a result of which the effective power density in the adhesive is also controlled.
  • the duration of the irradiation is in the range between 1 and 60 s, in particular between 2 and 20 s. These values apply to adhesive layer thicknesses in the range between 2 and 10 mm or localized adhesive aggregates up to approx. 10 mm in diameter or edge length.
  • the proposed arrangement preferably has a controllable drive for moving the group of parts to be separated with respect to the radiation source at a predetermined speed and / or a radiator time control for switching off the radiator after a predetermined irradiation time.
  • halogen lamps are used in a particularly simple and cost-effective manner, which are operated in order to set the desired radiation spectrum, in particular at an increased operating temperature.
  • surface or line or point emitters or a combination of these are used.
  • a total radiation geometry adapted to the geometry of the parts to be dismantled and the adhesive layer or aggregate is designed and implemented for a specific application.
  • the spectral composition of the radiation corresponds (as already mentioned above) to the intended use in an advantageous manner, but it is in particular due to a change in the operating temperature of the halogen lamp (s) to the specific absorption properties of the adhesive used - and optionally also to the absorption properties of an adhesive, if appropriate partially penetrated by the radiation adjacent part - adjustable.
  • the goal here is to achieve an essentially uniform warming of the adhesive layer or the adhesive aggregate in the shortest possible time.
  • Corresponding setting means of a preferred embodiment of the proposed arrangement allow in particular an adjustment of the radiator temperature (preferably of 2900 K or more, in particular of more than 3200 K) by varying the applied operating voltage.
  • the irradiation device is tracked, in particular in a coordinate-controlled manner, along the course of the adhesive track or, conversely, the controlled combination of the first and second parts is guided along the irradiation device in a controlled manner.
  • a corresponding implementation of the proposed arrangement comprises the transport device (already mentioned above) for effecting a relative movement between the component assembly and the radiation device or the radiation field generated by the latter, for example a coordinate control for precise displacement and / or pivoting of the radiation device the course of the adhesive track or the arrangement of adhesive points.
  • the thermal efficiency of the method can be increased and the treatment time can thus be shortened again by preheating at least one of the parts to be separated in the area adjacent to the adhesive application and thus reducing the heat outflow during the NIR irradiation.
  • the proposed arrangement thus preferably has a corresponding preheating device for at least one of the parts connected to one another (in the case of a metal-plastic composite, in particular for the metal part).
  • a process control is furthermore advantageous in which a reflection of part of the NIR radiation results from a metallic surface adjacent to the adhesive layer and for enlargement the radiation density within the adhesive is used.
  • laterally irradiated NIR radiation at a suitable angle of incidence can be transported relatively far into the space between the two parts and the adhesive layer located there by multiple reflections, so that denaturation of the adhesive is by no means only in the outermost edge region , but can also be reached at a considerable distance from it.
  • a correspondingly designed arrangement is characterized by such a positioning of the radiation source and / or of a focusing means (reflector) assigned to it that the angle of incidence can be adjusted to achieve the desired multiple reflections.
  • this embodiment is expediently provided with means for changing the angle of incidence depending on the shape of the part edges and the adhesive track.
  • a corresponding embodiment of the arrangement comprises an NIR irradiation device positioned on the other side of the (plastic) part to be irradiated.
  • a focusing device belonging to this can in particular be designed such that the maximum focusing effect - i. H. the maximum power density - not in this part, but precisely only in the adhesive areas.
  • a practically relevant application is the dismantling of a motor vehicle windshield based on NIR radiation.
  • the above-mentioned application is also present here, in which a trace of an adhesive can be scanned to gradually destroy it.
  • a suitably shaped radiator configuration (primarily line radiators) can be used in a static manner in this application. If the arrangement is carried out using line emitters which are arranged in accordance with the course of the adhesive track on the edge of the windshield (and preferably have adapted reflector sections for line focusing of the radiation), a very high productivity can be achieved, but such an arrangement can only be used to a limited extent flexibly for dismantling different types of vehicles.
  • a more universal arrangement is a spotlight (s) with a coordinate control for scanning the adhesive track with the spotlight or spots, in which the specific data of a particular vehicle type can be programmed into the control. However, the process time is somewhat longer with such an arrangement.
  • the radiation power of the radiation device is expediently adjusted by varying the distance between the radiation source and the adhesive layer or the adhesive aggregate.
  • adjustment is also possible by changing the operating voltage and temperature of the halogen lamps that are preferably used.
  • this also changes the emission spectrum - which can be undesirable in view of the advantageous adaptation to the absorption properties of the adhesive.
  • Adhesive systems are known and commercially available systems of the thermally crosslinking type, in particular based on PU or epoxy. At the same time, the development of systems that are specifically tailored to the emission spectra of the halogen lamps that are preferably used as radiation sources can be useful.

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Abstract

Verfahren und Anordnung zur Demontage einer geklebten Verbundstruktur, insbesondere einer oberflächenmontierten Außenhaut- oder Tragstruktur im Fahrzeug-, Flugzeug- oder Schiffbau, aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil, das über eine Schicht oder ein Aggregat aus einem Klebstoff mit dem ersten Teil verbunden ist, wobei der Klebstoff und/oder angrenzende Bereiche des ersten und zweiten Teiles kurzzeitig intensiver elektromagnetischer Strahlung mit einem Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot mit μ = 0,8 bis 1,5 νm ausgesetzt werden derart, daß mindestens in einem für den Bestand der Klebeverbindung maßgeblichen Bereich der Klebstoffschicht bzw. des Klebstoffaggregats eine Zersetzungstemperatur von insbesondere 250 °C oder mehr entwickelt wird, bei der eine thermische Zersetzung des Klebstoffs abläuft.

Description

Verfahren und Anordnung zur Demontage einer geklebten Verbundstruktur
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Demontage einer geklebten Verbundstruktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine zu dessen Durchfuhrung geeignete Anordnung.
Das Kleben hat sich als einfache, kostengünstige und zuverlässige Verbindungstechnik unzählige Anwendungsgebiete auf verschiedensten Gebieten der Technik erschlossen. Seit einigen Jahren werden im großen Maßstab auch Metallteile miteinander oder mit Teilen aus anderen Materialien verklebt, bei- spielsweise in der Automobil- und Flugzeugproduktion. Hierfür kommen üblicherweise thermisch aktivierbare Klebstoffe, sogenannte Heiß- oder Schmelzkleber ("Hotmelts") zum Einsatz. Es handelt sich hierbei um Ein- oder Zweikomponentensysteme, mit denen sich hohe Endfestigkeiten zu gunstigen Kosten und mit einfachen und leicht automatisierbaren technologischen Ablaufen erzielen lassen.
Problematisch sind die Klebetechnologien allerdings mit Blick auf umweltschutzrechtliche Anforderungen. Die sortenreine Trennung von recyclebaren Materialien stellt einen tendenziell immer wichtiger werdenden Aspekt der umweltgerechten Entsorgung von hochwertigen Industrieprodukten dar. Speziell die in nächster Zeit wirksam werdenden Bestimmungen zum Umgang mit verschrottungsreifen Kraftfahrzeugen (EU-Altauto- richtlinie) erfordern, daß fest miteinander verbundene Teile aus unterschiedlichen Materialien im Rahmen der Entsorgung wieder voneinander getrennt werden müssen. Es sind verschiedene Losungen zur Demontage von geklebten Verbundstrukturen bekannt, von denen diejenigen Verfahren die größte Verbreitung haben, bei denen die Klebeverbindung im wesentlichen durch mechanische Krafteinwirkung oder mit me- chanisch wirkenden Werkzeugen aufgebrochen wird. Hierfür ist - entsprechend der im bestimmungsgemaßen Einsatz geforderten hohen Endfestigkeit solcher Verbindungen - ein erheblicher Energiebedarf und/oder der Einsatz von hochwertigen und gleichwohl einem hohen Verschleiß unterliegenden Werkzeugen erforderlich. Zudem sind diese Verfahren insofern selbst wenig umweltfreundlich, als sie mit betrachtlicher Schallemission verbunden sind.
Weiterhin ist es bekannt, Klebeverbindungen mit einem heißen Draht zu durchtrennen. Dieses Verfahren wird für geometrisch einfach konfigurierte Teile und Klebeverbindungen auch praktiziert, ist aber für komplizierte Teilekonfigurationen kaum brauchbar und auch relativ störanfällig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein unaufwendiges, kostengünstiges und leicht an verschiedene Anwendungssituationen anpaßbares Verfahren der gattungsgemaßen Art sowie eine hierfür geeignete Anordnung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelost.
Die Erfindung schließt den grundlegenden Gedanken ein, im In- neren einer Klebstoffschicht bzw. eines Klebstoffaggregates eine zur Zersetzung des Klebstoffs ausreichende Temperatur ohne Zuhilfenahme eines heißen Drahtes (oder anderen Werkzeuges) zu erzeugen. Weiter schließt die Erfindung den Gedanken ein, hierzu energiereiche elektromagnetische Strahlung zu verwenden, für die die verwendeten Klebstoffe ver- gleichsweise transparent sind, so daß die Strahlung gut in das Innere des Klebstoffs eindringen kann. Nach den Untersuchungen der Erfinder gilt dies insbesondere für Strahlung im Bereich des nahen Infrarots (NIR) , also mit einer Wellen- lange zwischen 0,8 und 1,5 μm.
Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, unmittelbar angrenzende Bereiche der zu fugenden Teile mit dieser Strahlung (NIR-Strahlung) und über diese Teile schließlich den Kleb- Stoff selbst zu erwarmen. Für viele Anwendungen besonders bevorzugt ist eine Kombination aus der zuerst erwähnten direkten ("internen") und der zuletzt erwähnten indirekten ("externen") Erwärmung. Entsprechende Ausfuhrungen der vorgeschlagenen Anordnung weisen Mittel zur Konzentrierung bzw. Fokussierung der eingesetzten NIR-Strahlung direkt auf die Klebstoffspur bzw. -punkte und/oder auf angrenzende Bereiche der zu demontierenden Teile auf. Hierbei handelt es sich insbesondere um geeignete ausgerichtete Reflektoren mit einer Querschnittsgeometrie, die (wie ein teil-elliptischer Quer- schnitt) eine punkt- bzw. linienformige Fokussierung der NIR- Strahlung oder aber (wie eine parabolische oder Misch-Geo- metrie) deren Konzentration auf eine vorbestimmte Flache erlaubt .
Eine bevorzugte Variante der Verfahrensfuhrung besteht darin, daß praktisch das gesamte Klebstoffvolumen einer Klebstoffverbindung durch die Bestrahlung über die Zersetzungstemperatur erhitzt und solange auf dieser gehalten wird, bis die ursprunglich verbundenen Teile sich voneinander losen. Der dinaturierte Klebstoff kann dabei in Form eines Granulats oder Pulvers von den Teilen abfallen oder jedenfalls mit geringem Nachbearbeitungsaufwand entfernt werden.
In einer anderen Variante ist es aber ebenso möglich, nur ei- nen Bereich des Klebstoffs über die Zersetzungstemperatur zu erwarmen, der dem einen der zu verbindenen Teile benachbart ist - oder auch eine mittlere, sich aber im wesentlichen über die gesamte Flache der Klebeverbindung erstreckende Kleb- stoffschicht . Hierbei lassen sich die Teile nach Zersetzung der erwähnten Klebstoffschicht voneinander losen, wobei aber an mindestens einem Teil Klebstoffreste verbleiben.
Die Bestrahlung kann in vorteilhafter Weise unter im wesentlichen gleichzeitiger Einwirkung einer die verbundenen Teile tendenziell voneinander losenden Kraft, insbesondere einer Zug- oder Scherkraft, ausgeführt werden. Dies ist insbesondere für den zuletzt erwähnten Fall einer Zersetzung des Klebstoffs nicht im gesamten Volumen, sondern nur in einem Teilbereich, vorteilhaft. Bei dieser Variante umfaßt die vor- geschlagene Anordnung Fixierungsmittel zum Einspannen der durch die Klebverbindung verbundenen Teile und eine Antriebseinrichtung, die die erwähnte Zug- oder Scherkraft zwischen diesen aufbringt.
Bei direkter Bestrahlung der Klebstoffschichten bzw. -aggregate wird bevorzugt mit einer Leistungsdichte im Bereich zwischen 100 und 1000 kW/m2, insbesondere zwischen 200 und 500 kW/m2, gearbeitet. Handelt es sich bei den angrenzenden Bereichen der zu fugenden Teile um Metallflachen, so ist der Einsatz einer höheren Leistungsdichte im Bereich zwischen 500 kW/m2 und 2 MW/m2, insbesondere zwischen 1 MW/m2 und 1,5 MW/m2, zu bevorzugen.
Die vorgeschlagene Anordnung weist demnach - neben einer ge- eigneten Kombination aus Hochleistungs-NIR-Strahler und Fo- kussierungseinrichtung - bevorzugt eine Leistungssteuereinheit zur Einstellung der geeigneten Leistungsdichte auf. Außerdem oder alternativ hierzu sind bevorzugt Abstandsein- stellmittel zur Variation des Abstandes zwischen den Kleb- Stoffbereichen und der Strahlungsquelle vorgesehen, wodurch ebenfalls die effektive Leistungsdichte im Klebstoff gesteuert wird.
Die Dauer der Bestrahlung liegt in Abhängigkeit von den Di- mensionen, insbesondere der Dicke der Klebstoffschicht bzw. des Klebstoffaggregats, im Bereich zwischen 1 und 60 s, insbesondere zwischen 2 und 20 s. Diese Werte gelten für Klebstoff-Schichtdicken im Bereich zwischen 2 und 10 mm bzw. lokalisierte Klebstoffaggregate bis zu ca. 10 mm Durchmesser bzw. Kantenlänge. Zur Einstellung der Bestrahlungszeit weist die vorgeschlagene Anordnung bevorzugt einen steuerbaren Antrieb zum Bewegen des zu trennenden Teileverbundes gegenüber der Strahlungsquelle mit vorbestimmter Geschwindigkeit und/ oder eine Strahler-Zeitsteuerung zum Ausschalten des Strahlers nach einer vorbestimmten Bestrahlungszeit auf.
Zur Erzeugung der NIR-Strahlung werden in besonders einfacher und kostengünstiger Weise weitgehend konventionelle Halogenlampen eingesetzt, die zur Einstellung des gewünschten Strah- lungsspektrums insbesondere mit erhöhter Betriebstemperatur betrieben werden. In Abstimmung auf die Geometrie der zu zerstörenden Klebstoffschicht werden Flächen- oder Linien- oder Punktstrahler oder eine Kombination aus solchen eingesetzt. Zweckmäßigerweise wird jeweils für eine bestimmte Anwendung eine der Geometrie der zu demontierenden Teile und der Klebstoffschichten- bzw. aggregate angepaßte Gesamt-Bestrahlungs- geometrie entworfen und ausgeführt.
Die spektrale Zusammensetzung der Strahlung entspricht (wie oben bereits erwähnt) grundsätzlich in vorteilhafter Weise dem Anwendungszweck, sie ist aber insbesondere durch Änderung der Betriebstemperatur der Halogenlampe (n) auf die spezifischen Absorptionseigenschaften des eingesetzten Klebstoffs - und wahlweise zusätzlich auf die Absorptionseigenschaften ei- nes gegebenenfalls von der Strahlung teilweise durchdrungenen angrenzenden Teiles - einstellbar. Das Ziel besteht hierbei darin, eine im wesentlichen gleichmäßige Durchwarmung der Klebstoffschicht bzw. des Klebstoffaggregates in kürzester Zeit zu erreichen. Entsprechende Einstellmittel einer bevor- zugten Ausfuhrung der vorgeschlagenen Anordnung erlauben insbesondere eine Einstellung der Strahlertemperatur (bevorzugt von 2900 K oder mehr, insbesondere von über 3200 K) durch Variation der angelegten Betriebsspannung.
Eine praktisch bedeutsame Variante stellt die abtastende
"schrittweise" Zerstörung von langgestreckten Klebstoffspuren dar, wie sie beispielsweise längs größerer Karosserieteile vorkommen. Dabei wird die Bestrahlungseinrichtung insbesondere koordinatengesteuert dem Verlauf der Klebstoffspur nach- gefuhrt oder umgekehrt der vorgefugte Verbund aus dem ersten und zweiten Teil gesteuert an der Bestrahlungseinrichtung entlanggeführt. Eine entsprechende Ausfuhrung der vorgeschlagenen Anordnung umfaßt die (weiter oben bereits erwähnte) Transporteinrichtung zum Bewirken einer Relativbewegung zwi- sehen dem Teile-Verbund und der Bestrahlungseinrichtung bzw. dem von dieser erzeugten Strahlungsfeld, beispielsweise eine Koordinatensteuerung zum präzisen Verschieben und/oder Schwenken der Bestrahlungseinrichtung gemäß dem Verlauf der Klebstoffspur bzw. der Anordnung von Klebstoffpunkten.
Die thermische Effizienz des Verfahrens kann erhöht und die Behandlungsdauer damit nochmals verkürzt werden, indem mindestens eines der zu trennenden Teile in dem den Klebstoffauftrag benachbarten Bereich vorgewärmt und somit der Warme- abfluß wahrend der NIR-Bestrahlung verringert wird. Die vorgeschlagene Anordnung weist also bevorzugt eine entsprechende Vorheizeinrichtung für mindestens eines der miteinander verbundenen Teile (bei einem Metall-Kunststoff-Verbund insbesondere für das Metallteil) auf. Bei der Verbindung von zwei Metallteilen miteinander (beispielsweise zweier Karosserieteile oder eines Karosserie- und eines Fahrgestellteiles eines Kraftfahrzeuges) ergibt sich eine besonders vorteilhafte Verfahrensführung, wenn die bei- den Teile einander längs einer vorgesehenen Verbindungslinie nicht vollständig überlappen und angrenzend an den freibleibenden Bereich eine Klebstoffspur oder Klebstoffaggregate oder Abschnitte einer ausgedehnteren Klebstoffschicht vorgesehen sind, die vom freibleibenden Bereich aus sichtbar bzw. zugänglich sind. Auf diese Klebezonen wird die Strahlung zur Demontage der Teile ausgerichtet, um dort eine Zersetzung des Klebstoffs zu bewirken und die Festigkeit der Klebverbindung zumindest erheblich herabzusetzen.
Sowohl hierbei als auch in Ausführungen, bei denen nur eines der zu fügenden Teile aus Metall besteht, ist weiterhin eine Verfahrensführung von Vorteil, bei der eine Reflexion eines Teils der NIR-Strahlung durch eine an die Klebstoffschicht angrenzende metallische Oberfläche bewirkt und zur Vergrö- ßerung der Strahlungsdichte innerhalb des Klebstoffs ausgenutzt wird. Hierdurch kann beispielsweise bei der erwähnten Konfiguration zweier nicht vollständig überlappender Metallteile seitlich eingestrahlte NIR-Strahlung bei geeignetem Einstrahlungswinkel durch Mehrfachreflexionen relativ weit in den Zwischenraum zwischen beiden Teilen und die dort befindliche Klebstoffschicht hinein transportiert werden, so daß eine Denaturierung des Klebers keineswegs nur im äußersten Kantenbereich, sondern auch noch in beträchtlichem Abstand von diesem erreicht werden kann.
Eine entsprechend ausgebildete Anordnung zeichnet sich durch eine derartige Positionierung der Strahlungsquelle und/oder eines ihr zugeordneten Fokussierungsmittels (Reflektors) aus, daß der Einstrahlungswinkel zur Erzielung der gewünschten Mehrfachreflexionen einstellbar ist. In Verbindung mit der abtastenden Bestrahlung einer längeren Klebstoffspur ist diese Ausführung zweckmäßigerweise mit Mitteln zur Veränderung des Einstrahlwinkels in Abhängigkeit vom Verlauf der Teilekanten sowie der Klebstoffspur versehen.
Bei Anwendungen, wo ein metallisches erstes Teil von einem aus Kunststoff oder Glas bestehenden, insbesondere großflächigen, zweiten Teil getrennt werden muß, kann eine solche Positionierung des Verbundes relativ zur Bestrahlungsein- richtung zweckmäßig sein, daß das zweite Teil mindestens teilweise von der Strahlung durchsetzt wird, bevor diese auf den Klebstoff trifft. Hierbei kann der Umstand ausgenutzt werden, daß die Absorptionseigenschaften des Kunststoff- oder Glasteils sich von denjenigen des Klebstoffs erheblich unter- scheiden können, so daß die NIR-Strahlung das Kunststoffteil ohne nennenswerte Absorption und somit ohne übermäßige Erhitzung desselben durchdringen kann.
Eine entsprechende Ausführung der Anordnung umfaßt eine jen- seits des zu durchstrahlenden (Kunststoff-) Teiles positionierte NIR-Bestrahlungseinrichtung. Eine zu dieser gehörende Fokussierungseinrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, daß der maximale Fokussierungseffekt - d. h. die maximale Leistungsdichte - nicht in diesem Teil, sondern präzise erst in den Klebstoffbereichen erreicht wird.
Eine praktisch relevante Anwendung stellt die auf NIR-Strahlung beruhende Demontage einer Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe dar. Hier ist im übrigen auch der oben erwähnte Anwen- dungsfall gegeben, bei dem ein Abtasten einer Klebstoffspur zu deren schrittweiser Zerstörung erfolgen kann. Andererseits kann bei dieser Anwendung auch eine geeignet geformte Strahlerkonfiguration (primär Linienstrahler) in statischer Weise zum Einsatz kommen. Bei einer Ausführung der Anordnung mit Linienstrahlern, die entsprechend dem Verlauf der Klebstoff- spur am Rand der Windschutzscheibe geformt sind (und bevorzugt angepaßte Reflektorabschnitte zur Linien-Fokussierung der Strahlung aufweisen) läßt sich eine sehr hohe Produktivität erreichen, eine solche Anordnung ist jedoch nur bedingt flexibel für die Demontage unterschiedlicher Fahrzeugtypen einsetzbar. Universeller ist eine mit Punktstrahler (n) ausgeführte Anordnung mit einer Koordinatensteuerung zur Abtastung der Klebstoffspur mit dem Strahler bzw. den Strahlern, bei der jeweils die konkreten Daten eines speziellen Fahr- zeugtyps in die Steuerung einprogrammiert werden können. Allerdings ist mit einer solchen Anordnung die Prozeßdauer etwas größer.
Eine Einstellung der Strahlungsleistung der Bestrahlungsein- richtung erfolgt zweckmäßigerweise durch Variation des Ab- standes zwischen der Strahlungsquelle und der Klebstoffschicht bzw. dem Klebstoffaggregat . Grundsätzlich ist eine Einstellung auch über die Änderung der Betriebsspannung und -temperatur der vorzugsweise eingesetzten Halogenlampen mög- lieh. Hiermit wird aber zugleich das Emissionsspektrum verändert - was im Hinblick auf die vorteilhafte Abstimmung auf die Absorptionseigenschaften des Klebstoffs unerwünscht sein kann.
Bei den mit den vorgeschlagenen Verfahren demontierbaren
KlebstoffSystemen handelt es sich um bekannte und handelsübliche Systeme vom thermisch vernetzenden Typ, insbesondere auf PU- oder Epoxidbasis. Gleichwohl kann die Entwicklung von unter Recyclingaspekten speziell auf die Emissionsspektren der bevorzugt als Strahlungsquellen eingesetzten Halogenlampen abgestimmten Systemen sinnvoll sein.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Anwendungsbeispiele und Aspekte beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen derselben sowie weiteren Anwendungen möglich.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Demontage einer geklebten Verbundstruktur, insbesondere einer oberflächenmontierten Außenhaut- oder Tragstruktur im Fahrzeug-, Flugzeug- oder Schiffbau, aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil, das über eine Schicht oder ein Aggregat aus einem Klebstoff mit dem ersten Teil verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Klebstoff und/oder angrenzende Bereiche des ersten und zweiten Teiles kurzzeitig intensiver elektromagnetischer Strahlung mit einem Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot mit λ=0,8 bis 1,5 μm ausgesetzt werden derart, daß mindestens in einem für den Bestand der Klebe- Verbindung maßgeblichen Bereich der Klebstoffschicht bzw. des Klebstoffaggregats eine Zersetzungstemperatur von insbesondere 250 °C oder mehr entwickelt wird, bei der eine thermische Zersetzung des Klebstoffs abläuft.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Erzeugung der Strahlung eine, insbesondere mit erhöhter Betriebstemperatur betriebene, Halogenlampe eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens das erste Teil ein Metallteil ist und die Strahlung so ausgerichtet wird, daß eine Reflexion an der der Klebstoffschicht benachbarten Oberfläche des ersten Teils im wesentlichen in die Klebstoffschicht hinein erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens das zweite Teil ein Kunststoffteil ist und die Strahlung so ausgerichtet wird, daß sie dieses Teil mindestens abschnittsweise durchsetzt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die spektrale Zusammensetzung der Strahlung in Abstimmung auf die Absorptionseigenschaften des Klebstoffs und wahlweise des zweiten Teils derart eingestellt wird, daß eine im wesentlichen gleichmäßige Durchwärmung über die Schichtdicke des Klebstoffs erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Einstellung der Strahlungsleistung der Abstand zwischen der Strahlungsquelle und der Klebstoffschicht bzw. dem Klebstoffaggregat variiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Klebstoff mit einer Leistungsdichte im Bereich zwischen 100 und 1000 kW/m2, insbesondere zwischen 200 und 500 kW/m2, oder eine angrenzende Metallfläche mit einer Leistungsdichte im Bereich zwischen 500 kW/m2 und 2 MW/m2, insbesondere zwischen 1 MW/m2 und 1,5 MW/m2, bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dauer der Bestrahlung in Abhängigkeit von den Dimensionen, insbesondere von der Dicke, der Klebstoffschicht auf eine Zeit zwischen 1 und 60 s, insbesondere zwischen 2 und 20 s, eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in Abstimmung auf die Geometrie der Klebstoffschicht bzw. des Klebstoffaggregats ein Flächen- oder Linien- oder Punktstrahler oder eine Kombination aus solchen zur Bestrahlung des Klebstoffs eingesetzt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine langgestreckte Klebstoffspur längs ihrer Erstreckung in abtastender Weise fortschreitend der Strahlung ausgesetzt wird, wobei eine koordinatengesteuert dem Verlauf der Klebstoffspur nachführbare Bestrahlungseinrichtung eingesetzt wird oder das gefügte erste und zweite Teil an der Bestrahlungseinrichtung entlang geführt werden.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß unmittelbar vor der Bestrahlung des Klebstoffs das erste und/oder zweite Teil vorgewärmt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im wesentlichen das gesamte Volumen der Klebstoffschicht bzw. des Klebstoffaggregats auf die Zersetzungstemperatur erwärmt und solange auf dieser gehalten wird, bis im wesentlichen der gesamte Klebstoff zersetzt ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein dem ersten oder zweiten Teil benachbarter Randbereich der Klebstoffschicht bzw. des Klebstoffaggregats auf die Zersetzungstemperatur erwärmt und nur solange auf dieser gehalten wird, bis sich das entsprechende Teil von der verbleibenden Klebstoffschicht bzw. dem verbleibenden Klebstoffaggregat ablöst oder ablösen läßt.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf das erste oder zweite Teil im wesentlichen während der Bestrahlung eine Zug- oder Scherkraft ausgeübt wird.
15. Anordnung zur Demontage einer geklebten Verbundstruktur, insbesondere einer oberflächenmontierten Außenhaut- oder Tragstruktur im Fahrzeug-, Flugzeug- oder Schiffbau, aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil, das über eine Schicht oder ein Aggregat aus einem Klebstoff mit dem ersten Teil verbunden ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Infrarot-Bestrahlungseinrichtung, welche den Klebstoff und/oder angrenzende Bereiche des ersten und zweiten Teiles kurzzeitig intensiver elektromagnetischer Strahlung mit einem Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot mit λ=0,8 bis 1,5 μm aussetzt derart, daß mindestens in einem für den Bestand der Klebeverbindung maßgeblichen Bereich der Klebstoffschicht bzw. des Klebstoffaggregats eine Zersetzungstemperatur von insbeson- dere 250 °C oder mehr entwickelt wird, bei der eine thermische Zersetzung des Klebstoffs abläuft.
16. Anordnung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bestrahlungseinrichtung eine, insbesondere mit erhöhter Betriebstemperatur betriebene, Halogenlampe aufweist .
17. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens das erste Teil ein Metallteil ist und in der Bestrahlungseinrichtung Mittel zur Ausrichtung der Strahlung derart vorgesehen sind, daß eine Reflexion an der der Klebstoffschicht benachbarten Oberfläche des ersten Teils im wesentlichen in die Klebstoffschicht hinein erfolgt.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens das zweite Teil ein Kunststoffteil ist und in der Bestrahlungseinrichtung Mittel zur Ausrichtung der Strahlung derart vorgesehen sind, daß sie dieses Teil mindestens abschnittsweise durchsetzt.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Mittel zur Einstellung der spektralen Zusammensetzung der Strahlung in Abstimmung auf die Absorptionseigenschaften des Klebstoffs und wahlweise des zweiten Teils derart vorgesehen sind, daß eine im wesentlichen gleichmäßige Durchwärmung über die Schichtdicke des Klebstoffs erfolgt. 0. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Bestrahlungseinrichtung und/oder der Verbundstruktur Einstellmittel zur Einstellung des Abstandes zwischen der Strahlungsquelle und der Klebstoffschicht bzw. dem Klebstoffaggregat zur Einstellung der Strahlungsleistung zugeordnet sind. 1. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Leistungssteuereinheit zur Einstellung einer Leis- tungsdichte im Bereich zwischen 100 und 1000 kW/m2, insbesondere zwischen 200 und 500 kW/m2, oder eine angrenzende Metallfläche mit einer Leistungsdichte im Bereich zwischen 500 kW/m2 und 2 MW/m2, insbesondere zwischen 1 MW/m2 und 1,5 MW/m2, auf dem Klebstoff vorgese- hen sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Mittel zur Einstellung der Dauer der Bestrahlung in Ab- hängigkeit von den Dimensionen, insbesondere von der Dicke, der Klebstoffschicht auf eine Zeit zwischen 1 und 60 s, insbesondere zwischen 2 und 20 s, vorgesehen sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in Abstimmung auf die Geometrie der Klebstoffschicht bzw. des Klebstoffaggregats ein Flächen- oder Linienoder Punktstrahler oder eine Kombination aus solchen zur Bestrahlung des Klebstoffs als Bestrahlungseinrichtung vorgesehen sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
Mittel zur fortschreitenden Bestrahlung einer langge- streckten Klebstoffspur längs ihrer Erstreckung in abtastender Weise, welche eine koordinatengesteuert dem Verlauf der Klebstoffspur nachführbare Bestrahlungseinrichtung und/oder eine Transporteinrichtung umfassen, mittels derer das gefügte erste und zweite Teil an der Bestrahlungseinrichtung entlang geführt werden.
Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Vorheizeinrichtung, mittels derer unmittelbar vor der Bestrahlung des Klebstoffs das erste und/oder zweite Teil vorgewärmt wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Fixierungs- und Zugeinrichtung zum Fixieren und mechanischen Belasten des ersten und zweiten Teils, mittels derer auf das erste oder zweite Teil im wesentlichen während der Bestrahlung eine Zug- oder Scherkraft ausgeübt wird.
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