Erfindungsbθschreibung:

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Abkühlen von Teil¬ flächen von größeren Gesamtflächen, insbesondere von Teil¬ flächen von lackierten Flächen für eine nachfolgende Bearbeitung.

Die Abkühlung von Teilbereichen der Oberfläche eines Werkstücks, insbesondere auch auf Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur energetisch günstig, schnell und auf¬ wandsarm durchzuführen ist eine, nur auf den ersten Blick sehr einfach erscheinende Aufgabe. Diese Aufgabe tritt zudem in jüngerer Zeit immer häufiger auf, da Bauteile verschie¬ denster Art - z.B. in der Autoindustrie - mit speziellen, hochelastischen Lacken lackiert werden und dabei im Lackierungsprozeß immer wieder auftretende, punktuelle Lackierungsfehler nicht ohne weiteres durch altbekanntes

Polieren ausbesserbar sind, weil diese Lacke bei Normal¬ temperaturen kein befriedigendes Polieren zulassen. Erst wenn die besagten Fehlstellen deutlich unter Umgebungs¬ temperatur abgekühlt sind, ist in diesen Fällen ein wirksames und sauberes Polieren möglich.

Die geschilderte Abkühlaufgabe ist also gerade in der heutigen Automobilfertigungstechnik, aber auch in verwandten Gebieten von nicht unerheblicher Bedeutung. Bislang wurde dieses Problem zum Teil - wie es relativ naheliegenden Überlegungen entspricht - dadurch gelöst, daß Bauteile im Ganzen in einer Kühlkammer im erforderlichen Maß abgekühlt wurden und im Anschluß daran der Polier- oder auch ein Schleifvorgang erfolgte. Das Abkühlen des gesamten Bauteils stellt aber eine aufwendige, energetisch ungünstige und zeitraubende Lösung dar.

Eine wesentliche Verbesserung der Umstände wurde dann durch den Vorschlag gemäß der EP-A 0 332 956 erreicht, nämlich eine Abkühlung nur eines relevanten Teilbereichs eines lackierten Werkstücks dadurch zu erzielen, daß dieser mit einem sehr kalten Gas - Gastemperatur unterhalb -50°C - angeblasen wird. Diese Vorgehensweise mit dem Einsatz eines Kaltgases, welches in günstiger Weise aus tiefkalten Flüssiggasen gewonnen werden kann, bedingt zwar eine Kaltgasversorgung, sie ermöglicht jedoch eine schnelle und gezielte Abkühlung der betreffenden Flächenteile einer größeren, lackierten Fläche.

Ein gewisser Nachteil bei diesem Verfahren hat sich- nun allerdings dadurch ergeben, daß es mit der in der Regel aus einem fahrbaren Flüssiggasbehälter mit zugehöriger Gasent¬ nahmevorrichtung und entsprechenden Gasleitungen aufgebauten Kaltgasversorgung zu Schwierigkeiten insofern kommt, als

diese Gasversorgung im Fließbandbetrieb häufig auf Teil¬ stücken mit den zu bearbeitenden und fortbewegten Bauteilen mitzubewegen ist und dies aufgrund von Gewicht, Größe und Aufbau solcher Versorgungseinheiten nicht ohne Probleme möglich ist.

Die Aufgabenstellung zu vorliegender Erfindung besteht daher darin, eine vorteilhafte Möglichkeit zur Abkühlung von Teil¬ flächen auf Werkstücken anzugeben, die sich insbesondere gerade auch dann eignet, wenn der abzukühlende Flächen¬ bereich mit einem Werkstück - beispielsweise in einer Flie߬ fertigung - permanent fortbewegt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine betreffende Teilfläche mit einem von seinen Abmessungen geeignet ausgelegten, konturflexiblen Element beaufschlagt wird, das vorausgehend abgekühlt und geeignet auf der zu kühlenden Fläche befestigt wird.

Besonders effektiv ist es dabei, wenn die konturflexiblen Elemente mit Hilfe von tiefkalten Flüssiggasen auf tiefkalte Temperaturen beispielsweise durch Eintauchen und/oder Be¬ sprühen abgekühlt werden, wobei hierzu aus Kosten- und Hand¬ habbarkeitsgründen bevorzugt Flüssigstickstoff zur Anwendung kommt. Es sind jedoch auch andere, tiefkalte Flüssiggase, z.B. Flüssigargon oder Flüssigluft, einsetzbar. Ebenso besteht die Möglichkeit eine Abkühlung der Kühlelemente durch CO_-Eis oder -Schnee zu bewirken.

In der Praxis sind nun hinsichtlich der spezifischeren Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf lackierte Bauteile zwei etwas unterschiedliche Fälle gegeben. Zum einen kann es die Zielsetzung sein, ein unmittelbar aus einem Lackierprozeß - z.B. einer Tauchlackierung - kommendes Teil wieder auf etwa Raumtemperatur abzukühlen, zum anderen

ist gerade im Falle hochelastischer Lacke eine weitergehende Unterkühlung einer Lackstelle für eine darauf folgende Bearbeitung, z.B. ein Abschleifen oder ein Polieren, notwendig. Mit Vorteil werden zur Bearbeitungsvorbereitung bei hochelastischen Lacken Temperaturen von unter 0° bis -150°C, vorzugsweise -20 bis -60°C _/ hergestellt.

Eine günstige Ausbildung der Erfindung hinsichtlich des konturflexiblen Elementes besteht darin, daß als solches ein mit kleinteiligen Festkörpern, vorzugsweise mit Metallkugeln oder Metallgranulat - z.B. mit Stahl-, Kupfer- oder Aluminiumgranulat - gefüllter Beutel angewendet wird. Als Beutel können Stoffbeutel aus Seide, Filz und anderen, kälteflexiblen Materialien zur Anwendung kommen. Ebenso sind beutelartige Behältnisse aus weichen Drahtgeweben möglich.

Eine weitere, vorteilhafte Möglichkeit in diesem Zusammen¬ hang besteht darin, daß als konturflexibles Element ein flexibles Behältnis, das mit einer, in dem relevanten Temperaturbereich flüssig bleibenden Flüssigkeit, z.B. Calciumchloridsole, gefüllt ist, zur Anwendung kommt.

Eine im Falle magnetischer Untergründe besonders vor¬ teilhafte Möglichkeit zur Befestigung der erfindungsgemäßen Kühlelemente an den zu kühlenden Flächenteilen besteht darin, daß diese mit Hilfe von Magneten angeheftet werden. Die Magnete können dabei am oder im Kühlbeutel angeordnet sein, beispielsweise in entsprechenden Taschen. In anderen, "nichtmagnetischen" Einsatzfällen kann das konturflexible Element mit Hilfe von Saugnäpfen - also unter Unterdruck¬ anwendung - mit oder Klebeelementen am Ort der auszuübenden Kühlwirkung befestigt werden. Ebenso besteht die Möglich¬ keit, daß das Kühlelement mit Hilfe von zusätzlichen Werk¬ zeugen, z.B. Klemmen, am Ort seiner Kühlwirkung befestigt oder gehalten wird.

Im folgenden wird beispielhaft eine Ausführungsvariante der Erfindung im Detail beschrieben.

Bei der Lackierung von z.B. Auto-Stoßfängern, die aus Kunst¬ stoff bestehen, werden insbesondere auch die eingangs ange¬ sprochenen, hochelastischen Lacke, beispielsweise 2K-Polyure- than-Lacke oder Lacke auf Acrylatbasis, angewendet (hoch¬ elastische Lacke kommen im Regelfall eben auch auf besonders elastischen Bauteilen zum Einsatz) . Auch bei der Lackierung dieser Teile treten immer wieder kleinere Fehlstellen in den Lackierungen auf, beispielsweise aufsitzende Staubkörner oder sonstige Flecken, die nach dem Aushärten der Lackierung gewöhnlich durch eine punktuelle Behandlung beseitigbar sind. Bei den hochelastischen Lacken gelingt dies einwand¬ frei dadurch, daß man das gegebenenfalls vorhandene Staub¬ korn entfernt, dann die vorhandene Fehlstelle mit umliegen¬ dem Flächenbereich auf Temperaturen von -20 bis -60°C ab¬ kühlt und die Stelle schließlich mit einer Poliermaschine, z.B. mit einer Lammfellpoliermaschine und gegebenfalls unter Anwendung eines Poliermittels poliert.

Wie eingangs beschrieben, wurde die Abkühlung einer Teil¬ fläche mit einer Fehlstelle bislang häufig durch Aufblasen von Kaltgas bewerkstelligt. Demgegenüber wird jetzt - gemäß vorliegender Erfindung - beispielsweise ein mit Stahlkörnern gefüllter Stoffbeutel - Durchmesser der Körner mit Vorteil ca. 1 mm - auf die zu polierende Fehlstelle au gebacht. Dieser Beutel wurde zuvor in einem Flüssigstickstoffbad abgekühlt und ist jetzt ca. 5 bis 30 sec. auf der zu kühlenden Teilfläche zu belassen. Ein vorteilhaft ausge¬ bildeter Beutel besitzt eine flache Außenform, die durch entsprechende, mehrere Kammern bildende Vernähung von entsprechenden Stoffteilen erhaltbar ist, wobei mit dieser Beutelausbildung auch eine gleichmäßige Verteilung der Füllung gewährleistet wird. Günstige Außenmaße dieses Kühlelements liegen bei etwa 10 bis 30 cm Seitenl nge und 1 bis 2 cm Dicke.

Der Beutel kann an der gewünschten Stelle etwa mit am Beutel befestigten Saugnäpfen auf der Lackierung angeheftet werden, wobei außerdem eine, den Beutelandruck erhöhende Orientie¬ rung von Beutel und Bauteil hinsichtlich der Schwerkraft günstig ist. Andererseits kann der Beutel auch mit Klemmen verschiedenster Art auf dem jeweiligen Bauteil festgehalten und angepreßt werden, so daß keinerlei Zwang hinsichtlich der Ausrichtung des zu bearbeitenden Bauteils besteht. Im Falle von Blechbauteilen ist im übrigen ein magnetischer Haftmechanismus besonders vorteilhaft. In der einfachsten Variante kann ein entsprechender Kühlbeutel auch von Hand auf eine abzukühlende Stelle aufgepreßt werden oder der Schwerkraft folgend aufliegen.

Schließlich sind, nach einer geeigneten Abkühldauer, die je nach Anwendungsfall durch einige Versuche problemlos ermittelt werden kann, die unter den Kühlbeuteln befind¬ lichen Flächen wunschgemäß abgekühlt und einwandfrei polierbar, wobei die Fehlerbeseitigung dann in aller Regel in einer Polierphase bis zur Wiedererwärmung gelingt. Das erfindungsgemäße Vorgehen ist dabei - wie ohne weiteres nachvollziehbar - insbesondere bei der Fließbandfertigung vorteilhaft, da die entsprechenden Kühlelemente nur einmal aufgesetzt werden müssen, sich dann mit dem Bauteil mit¬ bewegen, bis sie schließlich an der Bearbeitungsstelle wieder zu entfernen sind. Falls erforderlich, kann der Kühl- nd Poliervorgang auch öfter wiederholt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist also eine weitere Möglichkeit für das partielle Abkühlen von Oberflächenbe¬ reichen von Werkstücken oder Bauteilen gegeben, das in einer Reihe von Anwendungsf llen besondere Vorteile aufweist.