Verfahren zum Entfernen von Beulen in Blechen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Entfernen von Beulen, auch „Dellen" genannt, in Blechen, insbesondere in Fahrzeugkarosserien. Dabei handelt es sich um ein Verfahren zum Rückverformen von einseitig zugänglichen Karosserieblechbereichen, bei dem man in einem mit einer Delle versehenen Blechbereich mindestens ein Befestigungselement, im weiteren auch als „Haftungskörper" bezeichnet, mit Hilfe eines Schmelzklebstoffs stoffschlüssig am Blech befestigt. Mit Hilfe eines Dellenzieh-Werkzeugs wird auf das Haftungselement eine der Delle entgegen gerichtete Zugkraft ausgeübt, bis die Delle aus dem Blech herausgezogen ist. Dieser Vorgang des Rückverformens wird in der Umgangssprache auch als „Ausbeulen" bezeichnet. Hierdurch wird eine verformte Blechpartie eines Karosserieblechs wieder in ihre Ursprungsform zurückversetzt.

Für das Ausbeulen von Dellen kommen prinzipiell zwei unterschiedliche Verfahrensweisen in Betracht. Für den Fall, dass die Delle im Blech von dessen Rückseite aus bearbeitet werden kann, können Ausbeulhämmer oder ähnliche Werkzeuge eingesetzt werden. Bei doppelwandigen Karosserieteilen hingegen sind die Dellen in der Regel nur einseitig zugänglich, so dass die Rückverformung durch Herausziehen der Delle stattfinden muss. Ein Verfahren hierzu ist beispielsweise in DE 10 2004 044 642 beschrieben. Die Lehre dieses Dokuments geht von der Aufgabenstellung aus, das Ziehelement nicht wie bisher üblich durch Aufschweißen an dem Blech zu befestigen. Hierdurch sollen Nachteile des Aufschweißens vermieden werden, wie beispielsweise die Notwendigkeit, den Lack an der Schweißstelle zu entfernen, oder auch eine mögliche nachteilige änderung im Gefüge des Blechs durch den Schweißprozess. Statt dessen schlägt das genannte Dokument vor, dass die Befestigung des Befestigungselementes in

dem mit einer Delle versehenen Blechbereich mittels eines Lötprozesses erfolgt. Dabei wird als Zusatzwerkstoff für den Fügeprozess ein Lot verwendet, welches in eine im wesentlichen zentrische, dem Blechbereich zugewandte öffnung im Befestigungselement geleitet und dort zur Herstellung der Fügeverbindung aufgeschmolzen wird. Im Vergleich zum Aufschweißen des Befestigungselements verringert sich die Blechbeschädigung und der Aufwand für das Nacharbeiten wird verringert. Jedoch ist es hierbei erforderlich, das Befestigungselement beispielsweise durch Abscheren von dem Blech zu entfernen. Hierbei dürften Lotreste auf dem Blech zurückbleiben, die abgeschliffen werden müssen.

Das Ausmaß der Blechbeschädigung und der erforderlichen Nacharbeitung lässt sich weiter verringern, wenn man nach der Lehre der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2004 007 430 verfährt. In diesem Dokument heißt es einleitend:

„Bekannt ist es, Beulen oder Dellen aus Fahrzeugkarosserien dadurch zu entfernen, dass an der Außenfläche der Fahrzeugkarosserie im Bereich der Delle ein Adapter durch Festkleben unter Verwendung beispielsweise eines Schmelzklebers befestigt wird und dann nach dem Aushärten des Klebers eine Zugkraft mit einem Werkzeug auf den Adapter ausgeübt wird, so dass hierdurch die Beule durch „Herausziehen" des Bleches entfernt wird. Der Adapter ist hierbei so ausgebildet, dass er mit dem Werkzeug oder einem Ziehelement des Werkzeugs oder einer Ziehvorrichtung verbunden werden kann, beispielsweise durch Einschrauben eines Gewindeabschnittes des Werkzeugs in den Adapter, oder aber dadurch, dass ein Ende des Werkzeugs den Adapter an einem Kopfstück formschlüssig hintergreift.

Um eine möglichst optimale Klebeverbindung zwischen dem Adapter und dem Karosserieblech im Bereich der zu entfernenden Beule zu erreichen, ist es notwendig, zumindest aber zweckmäßig, dass die gewölbte Klebefläche des Adapters zumindest einigermaßen an die Wölbung der Beule angepasst ist. Aus diesem Grunde ist es auch bekannt, in Abhängigkeit von der Größe der jeweiligen Beule Adapter mit unterschiedlicher Größe und/oder Wölbung der Klebefläche zu

verwenden, wodurch beim Arbeiten in der Regel mehrere unterschiedliche Adapter notwendig sind."

Im weiteren befasst sich dieses Dokument mit der Ausgestaltung des Adapterkörpers als solchem, der dem „Befestigungselement" bzw. dem „Haftungskörper" entspricht, macht jedoch weder eine Angabe über die Zusammensetzung des verwendbaren Schmelzklebstoffs noch darüber, auf welche Weise dieser aufgeschmolzen werden soll.

Auch in der vorliegenden Erfindung wird ein Haftungskörper (= „Adapter" oder „Befestigungselement") verwendet, der zumindest an der dem Metallsubstrat zugewandten Seite aus Schmelzklebstoff besteht. Dabei stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, den Prozess des Aufschmelzens des Schmelzklebstoffs sowohl zum Ansetzen des Haftungskörpers auf dem Metallsubstrat als auch zu dessen Entfernen nach dem Herausziehen der Delle zu vereinfachen.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Entfernen von Dellen aus einem Metallsubstrat, wobei man einen Haftungskörper, der zumindest an der dem Metallsubstrat zugewandten Seite aus Schmelzklebstoff besteht und der ein Verbindungselement zu einer Zugeinrichtung aufweist, a) durch Erwärmen des Schmelzklebstoffs über dessen Schmelzpunkt, Aufsetzen auf das Metallsubstrat im Tiefpunkt der Delle und Abkühlen unter die Schmelztemperatur mit dem Metallsubstrat verklebt, b) über das Verbindungselement mit der Zugeinrichtung verbindet, c) durch Betätigung der Zugeinrichtung eine Zugkraft auf den Haftungskörper ausübt, die groß genug ist, die Delle aus dem Metallsubstrat heraus zu ziehen, d) nach dem Herausziehen der Delle die Zugeinrichtung von dem Haftungskörper löst und e) den Schmelzklebstoff des Haftungskörpers durch Erwärmen aufschmilzt und den Haftungskörper von dem Metallsubstrat abzieht, während der Schmelzklebstoff aufgeschmolzen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen des Schmelzklebstoffs im Teilschritt a) und/oder e) dadurch erfolgt, dass man entweder

i) das Metallsubstrat an der Stelle, die mit dem Schmelzklebstoff in Kontakt ist oder in Kontakt kommen soll, oder ii) den Schmelzklebstoff selbst durch elektromagnetische Induktion erwärmt.

Wenn hierbei die erforderliche Zugkraft zum Herausziehen der Delle nicht zu groß ist, ist es nicht erforderlich, vor dem Aufkleben des Haftungskörpers den Lack im Bereich der Delle zu entfernen. Vielmehr kann in diesem Fall der Haftungskörper direkt auf das lackierte Blech aufgesetzt werden. Nach dem Herausziehen der Stelle wird der Schmelzklebstoff erneut aufgeschmolzen, wodurch der Haftungskörper leicht und ohne Beschädigung des Substrats abgezogen werden kann. Im optimalen Fall löst sich hierbei der Schmelzklebstoff rückstandsfrei von dem lackierten Blech ab, so dass überhaupt kein Nacharbeiten erforderlich ist. Allenfalls kann es erforderlich sein, verbliebene Reste des Schmelzklebstoffs von dem Lack zu entfernen. Dieses Verfahren ist insbesondere dann einsetzbar, wenn die erforderliche Zugkraft für das Herausziehen der Delle kleiner ist als die Kraft, die erforderlich ist, um den Lack von dem Untergrund abzulösen. In diesem Fall setzt man vorzugsweise einen Schmelzklebstoff ein, der für die Haftung auf Lack optimiert ist. Um eine thermische Lackschädigung zu vermeiden, sollte die Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs nicht größer als etwa 130 ⁰ C sein.

übersteigt die erforderliche Zugkraft für das Herausziehen der Delle jedoch die Haftungsfestigkeit des Lacks auf dem Blech, ist es auch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderlich, im Bereich des Aufsetzens des Haftungskörpers den Lack von dem Blech zu entfernen. In diesem Fall wird also der Haftungskörper mit Hilfe des Schmelzklebstoffs direkt auf das blanke Blech aufgeklebt. In diesem Fall ist der Einsatz eines Schmelzklebers vorteilhaft, der für die Haftung auf blankem Metall wie beispielsweise den im Karosseriebau üblichen Materialien Stahl, verzinkter Stahl, Aluminium oder Magnesium optimiert ist. Die Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs kann dann höher liegen als im zuvor beschriebenen Fall des Aufklebens auf Lack und beispielsweise bis 180 ⁰ C betragen. Jedoch ist auch für diese Verfahrensvariante ein Schmelzklebstoff mit einer

Schmelztemperatur von nicht mehr als 130 ⁰ C vorzuziehen, um eine thermische Beschädigung der angrenzenden nicht entfernten Lackschichten zu vermeiden.

Der Haftungskörper kann komplett aus dem Schmelzklebstoff bestehen. In diesem Falle sorgt man jedoch dafür, dass man nicht den gesamten Schmelzklebstoff aufschmilzt, sondern das Aufschmelzen auf eine Dicke im Bereich von etwa 0,5 bis 3 mm, von der Seite des Metallsubstrats her gesehen, aufschmilzt. Wie man dies erreicht, wird weiter unten beschrieben.

Der Haftungskörper kann jedoch auch im wesentlichen ein Metallteil oder ein Kunststoffteil, beispielsweise ein Kunststoff-Spritzgussteil darstellen, das mit einer Schmelzklebstoff-Schicht an derjenigen Seite versehen ist, die auf die Delle aufgesetzt wird. Auch in diesem Falle sorgt man dafür, dass die Schmelzklebstoff- Schicht in einer Dicke von etwa 0,5 bis etwa 3 mm, von der Seite des Metallsubstrats her gesehen, aufgeschmolzen wird. Dabei kann die Dicke der Schmelz- klebstoffschicht vollständig in diesem Bereich liegen, so dass die Schmelzklebstoff-Schicht vollständig aufgeschmolzen wird. Die Schmelzklebstoff-Schicht kann jedoch auch dicker sein als 3 mm, wobei es dann ausreicht, das Aufschmelzen auf die genannte Schichtdicke zu beschränken.

Wie im Stand der Technik üblich, geht der Haftungskörper an der von der Metalloberfläche abgewandten Seite in ein Verbindungselement über, das die Verbindung zu dem Ziehwerkzeug herstellen kann. Dabei kann nicht nur der Haftungskörper, sondern auch das Verbindungselement vollständig aus dem Schmelzklebstoff bestehen. In diesem Fall bilden Haftungskörper und Verbindungselement eine stoffliche Einheit. Besteht der Haftungskörper wie vorstehend beschrieben im wesentlichen aus Metall oder Kunststoff und ist lediglich an seiner der Blechoberfläche zugewandten Seite mit dem Schmelzklebstoff beschichtet, bietet es sich an, dass das Verbindungselement aus dem selben Metall bzw. Kunststoff besteht. Das Verbindungselement kann unterschiedlich ausgeformt sein, so lange es den Zweck erfüllt, die Verbindung zu dem Ziehwerkzeug herstellen zu können. Beispielsweise kann das Verbindungselement stabförmig ausgebildet sein und einen geringeren Durchmesser aufweisen als der

Haftungskörper an derjenigen Stelle, die auf die Metalloberfläche aufgesetzt wird. An dem von der Metalloberfläche abgewandten Ende muss das Verbindungs- element eine Struktur aufweisen, die geeignet ist, die Verbindung mit dem Ziehwerkzeug herzustellen. Diese Struktur kann beispielsweise in einer Verdickung bestehen, hinter die das Ziehwerkzeug eingreifen kann. Diese Struktur kann auch die Form eines Hakens oder einer öse haben, die zum Ansetzen des Ziehelements dienen können. Weiterhin kann diese Struktur beispielsweise eine Bohrung darstellen, in die ein entsprechend ausgeformter Zapfen des Ziehwerkzeugs eingeführt werden kann. Oder aber die Struktur stellt beispielsweise ein Gewinde dar, auf welches das Ziehelement aufgeschraubt werden kann.

Unabhängig von Form, Dicke und Material des Verbindungselements muss dieses selbstverständlich eine ausreichende Festigkeit haben, um unter der zum Herausziehen der Delle erforderlichen Zugkraft nicht zu reißen.

Haftungskörper und Verbindungselement können ein einziges Bauteil darstellen, also ineinander übergehen. Sie können jedoch auch 2 getrennte Teile darstellen, die aus dem selben Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen können. In diesem Fall kann man zunächst den Haftungskörper auf das Substrat aufkleben und erst danach das Verbindungselement an dem Haftungskörper befestigen. Beispielsweise kann dies über ein Gewinde geschehen.

Der auf dem Blech aufzusetzende Teil des Haftungskörpers, der aus dem Schmelzklebstoff besteht bzw. mit dem Schmelzklebstoff beschichtet ist, hat vorzugsweise die Form einer runden, ovalen oder mehreckigen Scheibe oder Säule, deren Kontaktfläche mit dem Metallsubstrat einen minimalen Durchmesser von etwa 3 mm und einen maximalen Durchmesser von etwa 50 mm hat, je nach Größe der Delle. Vorzugsweise weist der Haftungskörper an demjenigen Ende, das auf das Metallsubstrat aufgeklebt wird, eine verbreiterte Auflagescheibe auf, die den vorstehend genannten Durchmesser aufweist. In Richtung des Verbindungselements, an dem das Dellenzieh-Werkzeug ansetzt, geht die

Auflagescheibe vorzugsweise in einen Schaft über, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Auflagefläche.

In dieser Ausgestaltungsform weist die Auflagescheibe vorzugsweise die Form eines abgeflachten Kegels auf, dessen Basis mit dem Metallsubstrat in Kontakt gebracht wird und dessen Spitze in den Schaft übergeht. Die Auflagescheibe verjüngt sich also zu ihrem Rand hin. Dies hat den Vorteil, dass sie zum Rand hin zunehmend nachgiebiger wird und sich auf diese Weise der gekrümmten Form der Delle anpassen kann.

Ein wesentliches Element der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass man im Teilschritt a) und/oder e) den Schmelzklebstoff mittelbar oder unmittelbar durch elektromagnetische Induktion erwärmt und hierdurch aufschmilzt. Vorzugsweise verwendet man für die elektromagnetische Induktion ein Wechselfeld von 8 bis 25, vorzugsweise von 10 bis 15 kHz.

Dabei kann das Erwärmen und Aufschmelzen des Schmelzklebstoffs auf unterschiedliche Weise erfolgen. In einer Ausführungsform erwärmt man nicht den Schmelzklebstoff unmittelbar, sondern man erwärmt das lackierte oder unlackierte Metallsubstrat, mit dem der Schmelzklebstoff in Kontakt ist oder in Kontakt kommen soll. In diesem Falle erwärmt man das Metallsubstrat lokal an der Stelle, die mit dem Schmelzklebstoff in Kontakt ist oder in Kontakt kommen soll, auf eine Temperatur, die um etwa 10 bis etwa 30 ⁰ C oberhalb der Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs liegt. Vorzugsweise steuert man hierbei den elektromagnetischen Induktionsprozess so, dass das Metallsubstrat innerhalb einer Zeitspanne von 1 bis 10 Sekunden auf eine Temperatur erwärmt wird, die um 10 bis 30 ⁰ C oberhalb der Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs liegt. Vorzugsweise erfolgt das Erwärmen innerhalb einer Zeitspanne von bis zu 5 Sekunden, beispielsweise innerhalb einer Zeitspanne zwischen 2 und 4 Sekunden.

Um die genannte Temperatur innerhalb der genannten Zeitspanne erreichen zu können, kann einerseits die Leistung des elektromagnetischen Wechselfeldes und andererseits dessen Einwirkungsdauer gesteuert werden. Beispielsweise stellt

man die Leistung des elektromagnetischen Wechselfeldes auf einen Bereich von etwa 10 bis etwa 1000 Watt ein. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann man das elektromagnetische Wechselfeld pulsierend einwirken lassen. Beispielsweise kann man es für jeweils eine Zeitdauer im Bereich von 0,2 bis 2 Sekunden ein- und ausschalten, bis die genannte Substrattemperatur erreicht ist. Oder man schaltet das elektromagnetische Wechselfeld zuerst für eine Zeitdauer im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 5 Sekunden ein, wonach man es anschließend für Zeitintervalle von jeweils 0,1 bis 1 Sekunden aus- und einschaltet.

Um in dieser Ausführungsform das elektromagnetische Wechselfeld auf das Metallsubstrat einwirken zu lassen, verwendet man vorzugsweise einen geeigneten Induktor. Beispielsweise kann hierbei eine Vorrichtung analog derjenigen verwendet werden, die in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 203 00 624 U1 näher beschrieben ist. In diesem Dokument wird eine Vorrichtung beschrieben, die ein sogenanntes „Handteil" aufweist, das eine Induktionseinrichtung darstellt oder enthält. Dieses „Handteil" kann manuell oder mit Hilfe eines Manipulators oder Roboters an die Stelle des Metallsubstrats gebracht werden, die erwärmt werden soll.

Vorzugsweise bringt man den Induktor, der das elektromagnetische Wechselfeld erzeugt, bis auf einen senkrecht zum Metallsubstrat gemessenen Abstand zwischen 0 und 10 mm an das Metallsubstrat heran, schaltet das elektromagnetische Wechselfeld ein und nach Erreichen der gewünschten Substrattemperatur aus, entfernt erforderlichenfalls den Induktor und setzt innerhalb einer Zeitspanne von 0,1 bis 5 Sekunden nach Abschalten des elektromagnetischen Wechselfelds den Schmelzklebstoff des Haftungskörpers auf die erwärmte Stelle des Metallsubstrats auf. Da in den genannten kurzen Zeitspannen wenig Wärme abgeleitet wird, lässt sich die Erwärmung des Metallsubstrats sehr gut lokalisieren.

Eine mögliche Verfahrensalternative hierzu besteht darin, dass man im Teilschritt a) zum Erzeugen des elektromagnetischen Wechselfeldes einen Induktor verwendet, der eine Spule mit einem zentralen Hohlraum aufweist, den Haftungskörper zumindest teilweise in diesen Hohlraum so einsetzt, dass der

Schmelzklebstoff um 0,5 bis 10 mm aus dem Hohlraum herausragt, den Induktor so nahe an das Metallsubstrat heranbringt, dass der aus dem Hohlraum der Spule herausragende Schmelzklebstoff das Metallsubstrat berührt, und das elektromagnetische Wechselfeld einschaltet, während der Schmelzklebstoff in Kontakt mit dem Metallsubstrat ist. In dieser Ausführungsform berührt also der Schmelzklebstoff das Metallsubstrat, während dieses durch elektromagnetische Induktion erwärmt wird. Der Schmelzklebstoff beginnt dann aufzuschmelzen, sowie das Metallsubstrat die Schmelztemperatur erreicht hat. Haftungskörper und Verbindungselement dürfen hierbei keine metallischen Teile aufweisen.

Ein hierzu alternatives Verfahren besteht darin, dass man im Teilschritt a) zum Erzeugen des elektromagnetischen Wechselfeldes einen Induktor verwendet, der eine Spule mit einem zentralen Hohlraum aufweist, den Haftungskörper in diesen Hohlraum so einsetzt, dass der Schmelzklebstoff nicht aus dem Hohlraum herausragt, den Induktor bis auf einen senkrecht zum Metallsubstrat gemessenen Abstand zwischen 0 und 10 mm an das Metallsubstrat heranbringt, das elektromagnetische Wechselfeld ein- und nach Erreichen der gewünschten Substrattemperatur ausschaltet und den Haftungskörper aus dem Hohlraum herausdrückt, bis der Schmelzklebstoff das Metallsubstrat berührt. In dieser Ausführungsform wird also das Metallsubstrat über die Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs erwärmt, bevor dieser mit dem Substrat in Kontakt gebracht wird. Auch bei dieser Variante dürfen Haftungskörper und Verbindungselement keine metallischen Teile aufweisen.

Unabhängig von der Ausführungsform lässt sich das erwünschte Aufschmelzen des Schmelzklebstoffs in einem Dickebereich von 0,5 bis 3 mm durch geeignete Wahl der Zeitspanne steuern, in der der Schmelzklebstoff mit dem Metallsubstrat in Kontakt ist, während dieses eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs aufweist. Dies ist wiederum dadurch steuerbar, dass man die Temperatur des Substrats soweit über die Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs erwärmt, das die erforderliche Zeitspanne zum Aufschmelzen verstreicht, bevor sich das Metallsubstrat unter die Schmelztemperatur abgekühlt hat. Erwärmt man das Metallsubstrat gemäß einer der vorstehend genannten

Ausführungsformen, während sich der Schmelzklebstoff mit dem Metallsubstrat in Kontakt befindet, so lässt sich die Tiefe des Aufschmelzens auch über die Zeitspanne der Erwärmung steuern.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird also nicht der Schmelzklebstoff selbst unmittelbar erwärmt, sondern man erwärmt durch elektromagnetische Induktion das Substrat, bevor der Schmelzklebstoff mit diesem in Kontakt kommt oder während er mit diesem in Kontakt ist. Während des Aufschmelzens ist also das Metallsubstrat wärmer als der Schmelzklebstoff selbst. Der Schmelzklebstoff ist mit dem Substrat in Kontakt, während dieses eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs aufweist. Dies hat zur Folge, dass der Schmelzklebstoff besonders gut das Substrat benetzt und nach dem Abkühlen besonders gut auf ihm haftet. Demgegenüber ist die Benetzung schlechter und die Haftung geringer, wenn man zuerst den Schmelzklebstoff erwärmt und ihn dann auf das kühlere Substrat aufsetzt, da der Schmelzklebstoff dann an der Kontaktstelle rasch erstarrt und das Substrat weniger gut benetzen kann.

Das unmittelbare Erwärmen des Schmelzklebstoffs und Aufsetzen auf das kühlere Substrat ist also hinsichtlich der Haftungsfähigkeit nachteilig, jedoch durchaus im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet, wenn sich eine ausreichende Haftung erzielen lässt. Da die Polymermatrix des Schmelzklebstoffs selbst nicht durch elektromagnetische Induktion aufwärmbar ist, ist es dann erforderlich, in den Schmelzklebstoff ein festes Medium einzuarbeiten oder auf ihn aufzulegen, das seinerseits durch elektromagnetische Induktion erwärmbar ist. Diese Verfahrensalternative ist dann dadurch gekennzeichnet, dass man i) einen Haftungskörper verwendet, dessen Schmelzklebstoff in einer Tiefe von 0 bis 3 mm, von derjenigen Seite aus gesehen, die mit dem Metallsubstrat in Kontakt ist oder in Kontakt kommen soll, mit einem festen Medium ausgerüstet ist, das durch elektromagnetische Induktion erwärmbar ist, ii) im Teilschritt a) zum Erzeugen des elektromagnetischen Wechselfeldes einen Induktor verwendet, der eine Spule mit einem zentralen Hohlraum aufweist, iii) den Haftungskörper in diesen Hohlraum vollständig oder teilweise so einsetzt,

dass die mit dem genannten festen Medium ausgerüstete Seite in Richtung

Metallsubstrat weist, iv) das elektromagnetische Wechselfeld einschaltet, bis der Schmelzklebstoff durch Erwärmen des genannten festen Mediums aufschmilzt, und v) den Schmelzklebstoff während oder nach dem Aufschmelzen mit dem

Metallsubstrat in Kontakt bringt.

In dieser Ausführungsform ist es erforderlich, dass der Schmelzklebstoff des Haftungskörpers auf oder in der zum Verkleben mit der Substratoberfläche ausgebildeten Stelle elektrisch leitfähige Bestandteile enthält. Unter diesen elektrisch leitfähigen Bestandteilen sind beispielsweise Metallfolien, Metalldrähte, Metallpulver, andere leitfähige Pulvermaterialien, wie Ferritpulver oder Leitfähigkeitsruße zu verstehen. Diese können aus den bekannten Metallen bestehen, beispielsweise Fe, Co, Ni, Cu, AI, Zn, Sn oder deren Legierungen. Dabei sollen solche Bestandteile nicht in dem ganzen Haftungskörper vorliegen, nur auf der zur Verklebung vorgesehenen Fläche. Eine Ausführungsform hat diese Bestandteile in die zur Verklebung vorgesehene Fläche eingearbeitet, d. h. diese metallischen leitfähigen Teilchen sind von dem Schmelzklebstoff vollständig umhüllt. Eine andere Ausführungsform arbeitet so, dass eine Metallfolie, ein Metallnetz oder Metalldrähte nur auf die Oberfläche der zu verklebenden Fläche aufgebracht werden. In diesem Falle sind die metallischen Drähte nicht vollständig von dem Schmelzklebstoff umhüllt.

Diese Ausführungsform arbeitet demnach so, dass der Schmelzklebstoff an der zu verklebenden Fläche metallisch leitfähige Pulver oder Bestandteile enthält. Diese werden zum Verkleben induktiv erwärmt, d.h. mit elektromagnetischen Feldern beaufschlagt. Das führt zum Erwärmen und Aufschmelzen des Schmelzklebstoffs. Der an der zu verklebenden Fläche aufgeschmolzene Klebstoff des Haftungskörpers wird dann auf das Substrat gepresst. Im Allgemeinen wird dabei die induktive Erwärmung beendet, so dass der Schmelzklebstoff abkühlen kann und sich mit dem Substrat verbindet. Gegebenenfalls ist es jedoch möglich, auch nach dem Zusammenpressen noch für einen kurzen Zeitraum den Schmelzklebstoff des Haftungskörpers an der zu verklebenden Fläche zu erwärmen.

Der Schmelzklebstoff soll so erwärmt werden, dass er an das Substrat anfließen kann. Beispielsweise soll die Erwärmung mindestens 20 ⁰ C oberhalb des Schmelzpunkts des Klebstoffs liegen, insbesondere oberhalb von 30 ⁰ C. Nach dem Herausziehen der Delle wird im Teilschritt e) der Schmelzklebstoff des Haftungskörpers erneut mittelbar oder unmittelbar durch elektromagnetische Induktion aufgeschmolzen, so dass der Haftungskörper leicht vom Substrat entfernt werden kann, während der Schmelzklebstoff geschmolzen ist. Am einfachsten geht man hierbei so vor, dass man im Teilschritt e) zum Erzeugen des elektromagnetischen Wechselfeldes einen Induktor verwendet, der eine Spule mit einem zentralen Hohlraum aufweist, die Spule so über den Haftungskörper stülpt, dass dieser zumindest teilweise in den Hohlraum hineinragt, durch Einschalten des elektromagnetischen Wechselfeldes das Substrat auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs erwärmt und den Haftungskörper von dem Substrat entfernt, während der Schmelzklebstoff geschmolzen ist.

Mit Hilfe des Induktors, der über den Haftungskörper gestülpt wird, erwärmt man also das Substrat im Bereich des Schmelzklebstoffs, bis dieser aufschmilzt. Auf diese Weise entfernt man einen Haftungskörper wieder vom Substrat, den man vorher dadurch auf das Substrat aufgesetzt hat, das man das Substrat durch elektromagnetische Induktion auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs erwärmt und den Haftungskörper auf das erwärmte Substrat aufgesetzt hat.

Ist man im Teilschritt a) so vorgegangen, dass man einen mit einem Schmelzklebstoff versehenen Haftungskörper verwendet hat, bei dem der Schmelzklebstoff mit einem festen Medium ausgerüstet ist, das sich durch elektromagnetische Induktion erwärmen lässt, so nutzt man den selben Effekt auch wiederum zum Entfernen des Haftungskörpers aus. In diesem Fall geht man so vor, dass man im Teilschritt e) zum Erzeugen des elektromagnetischen Wechselfeldes einen Induktor verwendet, der eine Spule mit einem zentralen Hohlraum aufweist, die Spule so über den Haftungskörper stülpt, dass dieser zumindest teilweise in den Hohlraum hineinragt, durch Einschalten des elektromagnetischen Wechselfeldes

das genannte feste Medium auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs erwärmt und den Haftungskörper von dem Substrat entfernt, während der Schmelzklebstoff geschmolzen ist.

Als Schmelzklebstoff sind Schmelzklebstoffe geeignet, die als solche im Stand der Technik bekannt sind. Diese wählt man zum einen nach dem Kriterium der Schmelztemperatur und zum anderen nach der optimierten Haftung auf blankem Metall oder auf Lack aus.

Als Schmelzklebstoff können solche Schmelzklebstoffe verwendet werden, die im Stand der Technik bekannt sind und die beispielsweise in EP 1 475 424 A1 beschrieben werden. Beispielsweise kann der Schmelzklebstoff eine oder mehrere der folgenden Komponenten enthalten oder hieraus bestehen: Polyolefin, Ethylen- Vinylacetat-Copolymer, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer, Polyamid, Polyester, Polyurethan, Butadien-Styrol-Blockpolymer. Bevorzugt sind diejenigen Schmelzklebstoffe, die in Absatz [0027] von EP 1 475 424 A1 angeführt sind.

Ein besonders geeigneter Schmelzklebstoff enthält (in Gew.-% bezogen auf den gesamten Schmelzklebstoff):

Cycloaliphatisches Kohlenwasserstoffharz in Mengen von 20 bis 30 Gew.-%,

Copolymer von Styrol mit Isopren und/oder α-Methylstyrol, das gegebenenfalls hydriert sein kann, in Mengen von 20 bis 40 Gew.-% hydriertes Polydecen in Mengen von 10 bis 20 Gew.-%

Copolymer vom Maleinsäureanhydrid mit Ethylen und/oder Propylen in Mengen von 25 bis 35 Gew.-%.

Zusätzlich können weitere Komponenten in einer Menge von insgesamt bis zu 10

Gew.-% vorhanden sein, beispielsweise Styrol-Ethylen-Butylen-Copolymer, das vorzugsweise in Mengen von 1 bis 8 Gew.-% eingesetzt wird,

Dabei addieren sich die Anteile der Einzelkomponenten zu 100 Gew.-%

In dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch weitere Klassen von Schmelzklebstoffen eingesetzt werden. Beispielsweise seien genannt:

Geeignete Schmelzklebstoffe können beispielsweise auf Basis von Polyestern, Polyurethanen, Polyolefinen, Polyacrylate oder Polyamiden bestehen. Schmelzklebstoffe auf der Basis von Polyestern sind beispielsweise in der EP 028687 beschrieben. Es handelt sich dabei um Umsetzungsprodukte aus aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäuren, die mit aliphatischen cyclischen oder aromatischen Polyolen umgesetzt werden können. Durch Auswahl der Carbonsäuren und der Polyole können kristalline oder teilkristalline Polyester erhalten werden. üblicherweise werden Dicarbonsäuren und Diole miteinander zur Reaktion gebracht. Es ist jedoch auch möglich, dass anteilsweise Tricarbonsäuren oder Triole eingesetzt werden.

In der EP 434467 oder der DE 4128274 werden thermoplastische Polyurethane als Schmelzklebstoffe beschrieben. Es handelt sich dabei um Umsetzungsprodukte von Polyolen mit Polyisocyanaten, die ggf. einen erhöhten Modul aufweisen. Als Polyole können die an und für sich bekannten Polyole auf Basis von Polyethern, Polyestern, Polyacrylaten, Polybutadienen, Polyole auf Basis von pflanzlichen Rohstoffen oder oleochemische Polyole eingesetzt werden. Um eine gute Reaktivität zu erzielen, sind üblicherweise zumindest anteilig aromatische Isocyanate enthalten. Durch Auswahl der Polyole und/oder Isocyanate können die Eigenschaften des Prepolymeren beeinflusst werden, beispielsweise der Schmelzpunkt, die Elastizität oder die Haftung.

Weitere geeignete Schmelzklebstoffe können beispielsweise Polyamide sein. Geeignete Polyamide sind beispielsweise in der EP 749463 beschrieben. Es handelt sich dabei um Polyamidschmelzklebstoffe auf Basis von Dicarbonsäuren und Polyetherdiaminen. Besonders geeignete Schmelzklebstoffzusammensetzungen sind in der EP 204 315 beschrieben. Es handelt sich dabei um Polyesteramide, die auf Basis von Polymerfettsäuren und Polyaminen hergestellt werden.

Beispielsweise können als Polyamide solche auf Basis von Dimerfettsäure-freien Polyamiden ausgewählt werden. Diese sind herstellbar aus

40 bis 50 mol %, vorzugsweise 50 mol %, einer oder mehrerer C ₄ -Ci ₈ -

Dicarbonsäure(n)

5 bis 45 mol %, vorzugsweise 15 bis 40 mol %, mindestens eines aliphatischen Diamines

5 bis 40 mol %, vorzugsweise 20 bis 30 mol %, eines oder mehrerer cycloaliphatischer Diamine

0 bis 40 mol %, vorzugsweise 5 bis 25 mol % Polyetherdiaminen, wobei die Summe der eingesetzten Diamine in einer bevorzugten Ausführungsform 50 mol % ergibt, so dass Dicarbonsäurekomponente und Diaminkomponente in etwa equivalenten molaren Mengenanteilen vorliegen.

Jedoch werden die Dicarbonsäuren vorzugsweise in bis zu 10 % stöchiometischen überschuß gegenüber den Diaminen eingesetzt, so dass Carboxyl - terminierte Polyamide entstehen. Das Molekulargewicht der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyamide beträgt etwa 10 000 bis 50 000, vorzugsweise 15 000 bis 30 000. Diese erfindungsgemäß geeigneten Polyamide haben eine Viskosität zwischen 5000 und 60 000 mPas, vorzugsweise zwischen 15000 und 50 000 mPas ( gemessen bei 200 ⁰ C, Brookfield Thermosel RVT, EN ISO 2555 ).

Beispiele für Dicarbonsäuren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyamide sind insbesondere Adipinsäure, Azelainsäure, Bernsteinsäure, Dodecandisäure, Glutarsäure, Korksäure (Suberinsäure), Maleinsäure, Pimelinsäure, Sebacinsäure, Undecandisäure oder deren Mischungen.

Die Diamin-Komponente besteht im wesentlichen aus einem oder mehreren aliphatischen Diaminen, vorzugsweise mit einer geraden Anzahl an Kohlenstoffatomen, wobei die Aminogruppen an den Enden der Kohlenstoffketten sind. Die aliphatischen Diamine können 2 bis zu 20 Kohlenstoffatome enthalten, wobei die aliphatische Kette linear oder leicht verzweigt sein kann. Konkrete Beispiele sind Ethylendiamin, Diethylenthamin, Dipropylenthamin, 1 ,4- Diaminobutan, 1 ,3-Pentandiamin, Methylpentandiamin, Hexamethylendiamin, Trimethyl-hexamethylendiamin, 2-(2-aminomethoxy)ethanol, 2- Methypentamethylenediamin, Cn-Neopentandiamin, Diaminodipropylmethylamin,

1 ,12-Diaminododecan. Die besonders bevorzugten aliphatischen Diamine sind C ₄ - Ci ₂ -Diamine mit einer geraden Anzahl an C-Atomen.

Die Amino-Komponente kann weiterhin cyclische Diamine oder heterocyclische Diamine enthalten wie zum Beispiel 1 ,4-Cyclohexandiamin, 4,4'-Diamino- dicyclohexylmethan, Piperazin, Cyclohexan-bis-(methylamin), Isophorondiamin, Dimethylpiperazin, Dipiperidylpropan, Norbornan-diamin oder m-Xylylendiamin.

Wenn das Polyaminoamid eine höhere Flexibilität aufweisen soll, können zusätzlich noch Polyoxyalkylendiamine wie zum Beispiel Polyoxyethylendiamine, Polyoxypropylendiamine oder Bis-(di-aminopropyl)-polytetrahydrofuran mit verwendet werden. Dabei sind die Polyoxyalkylendiamine besonders bevorzugt. Deren Molekulargewicht liegt vorzugsweise zwischen 200 und 4000.

Weiterhin können Aminocarbonsäuren oder deren cyclische Derivate mit verwendet werden. Beispielhaft erwähnt sein hier 6-Aminohexansäure, 11 - Aminoundecansäure, Laurolactam, ε-Caprolactam.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäß geeigneten Schmelzklebstoffe enthält als wesentliche Komponente ein Polyamid auf der Basis von dimerisierter Fettsäure. Dimerisierte Fettsäuren werden durch Kupplung von ungesättigten langkettigen einbasischen Fettsäuren, z.B. Linolensäure oder ölsäure, erhalten. Die Säuren sind seit langem bekannt und im Handel erhältlich.

Die erfindungsgemäß verwendbaren Polyamide sind beispielsweise zusammengesetzt aus

35 bis 49,5 Mol-% dimerisierte Fettsäure sowie

0,5 bis 15 Mol-% monomere Fettsäure mit 12 bis 22 C-Atomen und

2 bis 35 Mol-% Polyetherdiamine der allgemeinen Formel H ₂ N - R ⁵ - O - (R ⁶ O)X - R ⁷ - NH ₂ , (I) in der x eine Zahl zwischen 8 und 80, insbesondere zwischen 8 und 40,

R ⁵ und R ⁷ gleiche oder verschiedene aliphatische und/oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffreste mit vorzugsweise 2 bis 8 C- Atomen

R ⁶ einen gegebenenfalls verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 C-Atomen darstellen, sowie

15 bis 48 Mol-% aliphatische Diamine mit 2 bis 40 C-Atomen, wobei die dimehsierten Fettsäuren bis zu 65 % durch aliphatische Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen ersetzt werden können.

Eine andere geeignete Zusammensetzung ist erhältlich aus 20 bis 49,5 Mol-% dimerisierter Fettsäure sowie 0,5 bis 15 Mol-% monomere Fettsäure mit 12 bis 22 C-Atomen und 20 bis 55 Mol-% eines wenigstens 2 primäre Aminogruppen tragenden Amins mit 2 bis 40 C-Atomen, wobei die dimehsierten Fettsäuren bis zu 65 % durch aliphatische Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen ersetzt sein können.

Bezüglich der Aminkomponenten in den Polyamiden sind bevorzugt Polyetherpolyole mit primären Aminoendgruppen geeignet, wie oben bereits aufgeführt. Dabei sind Polyetherpolyole mit Aminoendgruppen bevorzugt, die nicht oder nur geringfügig wasserlöslich sind. Die eingesetzten Polyetherpolyole mit Aminoendgruppen weisen insbesondere Molekulargewichte zwischen 700 und 2 500 g/mol auf. Eine besonders geeignete Rohstoffklasse sind beispielsweise die Bis-(3-aminopropyl)-polytetrahydrofurane.

Weiterhin können insbesondere auch primäre Alkylendiamine mit 2 bis 10 C- Atomen eingesetzt werden, ausgewählt aus den oben angegebenen Aminen.

Eine weitere geeignete Klasse von Diaminen leitet sich von den Dinnerfettsäuren ab und enthält statt der Carboxylgruppen primäre Aminogruppen. Derartige Substanzen werden häufig Dimerdiamine genannt. Sie werden durch Nitrilbildung aus den dimerisierten Fettsäuren und anschließende Hydrierung erhalten.

Als Carbonsäuren sind die oben angeführten aliphatische Dicarbonsäuren einsetzbar. Geeignete aliphatische Carbonsäuren weisen vorzugsweise 4 bis 12 C-Atome auf. Durch diese Säuren kann Dinnerfettsäure molmäßig bis zu 65 % ersetzt werden. Weiterhin einsetzbar sind langkettige Aminocarbonsäuren wie 11 - Aminoundecansäure oder auch Lauryllactam.

Dabei ist es dem Fachmann bekannt, dass durch Zusatz von Sebacinsäure der Schmelzpunkt der Polyamide in gewissen Grenzen erhöht werden kann. In kleinen Mengen können auch die in der Faserchemie bekannten Polyamid-Rohstoffe wie beispielsweise Caprolactam eingesetzt werden. Diese Stoffe erlauben es dem Fachmann, den Schmelzpunkt in gewissen Grenzen zu erhöhen.

Bei der Auswahl der einzusetzenden monofunktionellen, difunktionellen oder trifunktionellen Rohstoffe ist zu berücksichtigen, dass schmelzbare, d.h. nicht vernetzte Produkte erhalten werden. Beispielsweise kann beim Auftreten von Vernetzungen / Vergelungen durch Absenken des Anteils an trifunktionellen Komponenten (Trimerfettsäuren) und/oder Erhöhen des Gehalts an monofunktionellen Aminen oder Fettsäuren zu Polymeren gelangt werden, die nicht zur Vergelung neigen.

Allgemein werden die Mengen der Amin und der Carbonsäuren so gewählt, dass die Polyamide 1-120 meq Carboxylgruppen pro kg Festkörper aufweisen, insbesondere zwischen 10 bis 100 meq/kg. Alternativ kann auch mit einem überschuss an Aminen gearbeitet werden. Dann soll ein Amingehalt zwischen 1 - 140 meq/kg Festköper erhalten werden, insbesondere zwischen 10 bis 100 meq/kg. Das Molekulargewicht (gemessen als zahlenmittleres Molekulargewicht, wie über GPC erhältlich) kann zwischen 30000 bis 300000 g/mol betragen, insbesondere zwischen 50000 bis zu 150000 g/mol. Die Viskosität der Polyamide

soll zwischen 5000 bis zu 100000 mPas betragen ( gemessen bei 200 ⁰ C) , insbesondere bis zu 50000 mPas.

Weitere geeignete Systeme können aus Copolymerisaten aus Ethylen und Vinylacetat bestehen. Derartige Copolymehsate sind bekannt und im Handel erhältlich. Vorzugsweise enthalten sie 14 - 40% Vinylacetat. Der Schmelzindex liegt zwischen 25 und 2500.

Weiterhin können die erfindungsgemäß geeigneten Schmelzklebstoffe weitere übliche Zusätze enthalten. Beispiele dafür sind klebrig machende Harze, wie z.B. Abietinsäure, Abietinsäureester, Terpenharze, Terpenphenolharze oder Kohlenwasserstoffharze; Füllstoffe, z.B. Silikate, Talk, Calciumcarbonate, Tone, Ruß oder Pigmente; Antioxidantien oder Stabilisatoren, z.B. vom Typ der sterisch gehinderten Phenole oder der aromatischen Aminderivate; faserförmige Additive, wie natürliche Fasern, Kunststoff- oder Glasfasern. Die Antioxidantien können dabei in Mengen bis zu 1 ,5 Gew.% bezogen auf das Polymere eingesetzt werden. Allgemein können diese Zusätze als Summe zu nicht mehr als 15 Gew.-% in einem erfindungsgemäßen Schmelzklebstoff enthalten sein.

Vorzugsweise wählt man den Schmelzklebstoff so, dass er bei einer Temperatur von mindestens 50 ⁰ C, insbesondere von mindestens 55 ⁰ C, jedoch von höchstens 180 ⁰ C, insbesondere von höchstens 130 ⁰ C aufschmilzt.

Ein für die Anwendung des Verfahrens auf lackiertem Blech, d.h. ohne Entfernung der Lackschicht, besonders geeigneter Schmelzklebstoff kann beispielsweise enthalten:

50 - 70 Gew.-% Dimerfettsäure

10 - 20 Gew.-% Mono- und/oder Dicarbonsäuren mit 14 bis 22 C-Atomen

5 - 15 Gew.-% Polyoxyalkylendiamin (z.B. so genanntes Jeffamin ^R )

5 - 15 Gew.-% offenkettige und/oder cyclische Alkylendiamine, insbesondere Ethylendiamine

Zusätzlich kann diese Zusammensetzung Antioxidanzien und/oder Wachse enthalten, beispielsweise jeweils in Mengen von 1 bis 3 Gew.-%.

Beispielsweise kann der Schmelzklebstoff folgende Zusammensetzung (in Gew.-

%) aufweisen:

Dimerfettsäure 61 ,5

Sebazinsäure 14,7

Polyoxypropylendiamin 8,5

Alkylendiamin 11 ,5

Antioxidans 1 ,9

Wachs 1 ,9

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt also ein besonders Substratschonendes Herausziehen von Dellen. Der Aufwand für die erforderliche Nachbearbeitung wird minimiert. Der Haftungskörper ist einfach uns schnell auf dem Substrat zu befestigen und von diesem wieder zu entfernen.