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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von
Naßlack-Overspray
aus einem Overspray-Partikel enthaltenden Abluftstrom, wobei die
Overspray-Partikel in einem Applikationsbereich einer Lackieranlage
in den Abluftstrom gelangen.
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Solche
Vorrichtungen werden in Anlagen zum Lackieren von Werkstücken, insbesondere
zum Spritzlackieren von Fahrzeugkarosserien, eingesetzt, in denen
ein Luftstrom durch einen Applikationsbereich der Anlage erzeugt
wird, welcher überschüssigen Naßlack aus
dem Applikationsbereich abführt.
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Es
ist bekannt, den mitgeführten
Naßlack-Overspray
in einer Auswaschungsanlage mittels einer Waschflüssigkeit
aus dem Abluftstrom abzuscheiden.
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Die
bekannten Auswaschungsanlagen haben jedoch den Nachteil, daß dem Abluftstrom,
aus dem der Naßlack-Overspray
abgeschieden wird, eine hohe Feuchtigkeitsmenge zugeführt wird,
so daß der
Abluftstrom nach erfolgter Abscheidung des Naßlack-Oversprays einer energieintensiven
Entfeuchtung unterzogen werden muß.
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Ferner
ist für
die Aufbereitung der mit dem Naßlack-Overspray
beladenen Waschflüssigkeit
ein großer
Aufwand erforderlich.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine Abtrennung des
Naßlack-Oversprays aus dem
Abluftstrom in einfacher, zuverlässiger
und energiesparender Weise ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Vorrichtung mindestens eine Abtrennvorrichtung zum Abtrennen des
Oversprays aus zumindest einem Teil des Abluftstroms umfaßt, welche
mindestens ein regenerierbares Oberflächenfilter aufweist, und daß die Vorrichtung
mindestens einen Abluftkanal umfaßt, in welchen zumindest ein
Teil des Abluftstroms nach dem Passieren der Abtrennvorrichtung
eintritt, wobei der Abluftkanal zumindest teilweise unter dem Applikationsbereich
angeordnet und durch eine Bedienperson begehbar ist.
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Unter
einem regenerierbaren Oberflächenfilter
ist dabei ein Filter zu verstehen, das eine Filteroberfläche aufweist,
an welcher der vom Abluftstrom mitgeführte Naßlack-Overspray abgeschieden
wird, und das, vorzugsweise im laufenden Betrieb der Vorrichtung,
von dem darauf abgeschiedenen Lack-Overspray reinigbar ist.
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Ein
solches regenerierbares Oberflächenfilter
ist eine "trockene" Abtrennvorrichtung,
in welcher keine Flüssigkeit
zum Auswaschen der Overspray-Partikel aus dem Abluftstrom verwendet
wird, sondern Filterelemente zum Abtrennen der Overspray-Partikel
aus dem Luftstrom verwendet werden.
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Dabei
kann die Abreinigung des regenerierbaren Oberflächenfilters mittels einer "trockenen" Abreinigungsvorrichtung,
d.h. ohne Verwendung einer Reinigungsflüssigkeit, oder mittels einer "nassen" Abreinigungsvorrichtung,
d.h. unter Verwendung einer Reinigungsflüssigkeit, erfolgen.
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Eine "trockene" Abtrennvorrichtung
kann auch mit einer "nassen" Abreinigungsvorrichtung
versehen sein, solange nur die Abscheidung der Overspray-Partikel an dem regenerierbaren
Abtrennelement auf trockene Weise, d.h. ohne Auswaschung mittels
einer Auswaschflüssigkeit,
erfolgt.
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Durch
die Verwendung eines regenerierbaren Oberflächenfilters in der Abtrennvorrichtung
entfällt
die Notwendigkeit, eine Auswaschungsanlage und die zugehörige Wasseraufbereitung
vorzusehen. Hierdurch werden der Energieverbrauch der Abtrennvorrichtung
und (durch den Wegfall der Wasseraufbereitung) auch der Platzbedarf
der Vorrichtung deutlich reduziert.
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Die
Abreinigbarkeit des Oberflächenfilters gewährleistet
ferner eine lange Standzeit des Filters auch bei großen Mengen
an anfallendem Naßlack-Overspray.
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Dadurch,
daß der
Abluftkanal zumindest teilweise vertikal unter dem Applikationsbereich
angeordnet ist, wird eine besonders kompakte Bauweise der Vorrichtung
zum Abtrennen von Naßlack-Overspray
erzielt.
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Durch
die Begehbarkeit des Abluftkanals wird ferner erreicht, daß der Applikationsbereich
und insbesondere eine die zu lackierenden Gegenstände durch
den Applikationsbereich hindurch fördernde Fördervorrichtung besonders gut
für Reinigungs-, Wartungs-
und/oder Reparaturzwecke zugänglich sind.
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Die
sonst üblicherweise
im Bodenbereich einer Lackierkabine verwendeten Gitterroste, welche von
dem mit Naßlack-Overspray
beladenen Abluftstrom durchströmt
werden und daher besonders stark zur Verschmutzung durch Naßlack-Overspray neigen,
können
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
entfallen.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, daß der
Strömungsweg
des Abluftstroms von dem Applikationsbereich zu der Abtrennvorrichtung
mindestens einen verengten Bereich aufweist.
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Durch
das Vorsehen eines solchen verengten Bereich im Strömungsweg
des Abluftstroms von dem Applikationsbereich zu der Abtrennvorrichtung wird
erreicht, daß das
regenerierbare Oberflächenfilter
vor direkten Einwirkungen aus dem Applikationsbereich geschützt ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, daß der
Abluftkanal zumindest teilweise unterhalb des verengten Bereiches
angeordnet ist.
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Um
günstige
Strömungsverhältnisse
im Strömungsweg
des Abluftstroms zu erzielen, ist es günstig, wenn die Vorrichtung
mindestens ein Strömungsleitelement
mit einer Strömungsleitfläche umfaßt, die zumindest
einen Teil des Abluftstroms zu dem verengten Bereich hin leitet.
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Dabei
kann die Strömungsleitfläche zumindest
abschnittsweise im wesentlichen horizontal ausgerichtet sein.
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Ein
besonders einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erzielt,
wenn mindestens eine Strömungsleitfläche an dem
Abluftkanal angeordnet ist.
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Ferner
ist vorzugsweise vorgesehen, daß mindestens
eines der Strömungsleitelemente
durch eine Bedienperson begehbar ist.
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Hierbei
ist es besonders günstig,
wenn mindestens eine Strömungsleitfläche im wesentlichen horizontal
ausgerichtet ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorgesehen, daß der
verengte Bereich unterhalb des Applikationsbereichs angeordnet ist.
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Wenn
der Applikationsbereich in einer Lackierkabine angeordnet ist, so
ist der verengte Bereich vorzugsweise innerhalb einer vertikalen
Projektion der Grundfläche
der Lackierkabine angeordnet.
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Um
eine besonders starke Verwirbelung des Abluftstroms beim Passieren
des verengten Bereiches zu erzielen und ferner zu verhindern, daß Gegenstände oder
Schmutz aus dem Applikationsbereich in direkter Fallinie zu dem
mindestens einen regenerierbaren Oberflächenfilter gelangen können, ist es
von Vorteil, wenn die mittlere Strömungsrichtung des Abluftstroms
beim Passieren des verengten Bereiches quer zur Vertikalen ausgerichtet
ist.
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Die
mittlere Strömungsrichtung
des Abluftstroms beim Passieren des verengten Bereiches kann grundsätzlich unter
einem beliebigen spitzen Winkel (d.h. schräg) oder senkrecht zur Vertikalen ausgerichtet
sein.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, daß die
mittlere Strömungsrichtung
des Abluftstroms beim Passieren des verengten Bereichs im wesentlichen
horizontal ausgerichtet ist.
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Um
zu vermeiden, daß sich
Naßlack-Overspray
aus dem Abluftstrom bereits an den Begrenzungswänden des verengten Bereichs
niederschlägt, ist
es von Vorteil, wenn die Ausdehnung des verengten Bereiches in der
Strömungsrichtung
des Abluftstroms kürzer
ist als ungefähr
2 m, vorzugsweise kürzer
ist als ungefähr
1 m, insbesondere kürzer
ist als ungefähr
0,5 m.
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Wenn
der Applikationsbereich in einer Lackierkabine mit einer Längsrichtung
angeordnet ist, so erstreckt sich der verengte Bereich vorzugsweise in
der Längsrichtung
der Lackierkabine über
im wesentlichen die gesamte Länge
der Lackierkabine.
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Dabei
kann der verengte Bereich in der Längsrichtung der Lackierkabine
in mehrere verengte Teil-Bereiche unterteilt sein.
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Alternativ
hierzu kann auch vorgesehen sein, daß der verengte Bereich in der
Längsrichtung
der Lackierkabine nicht unterteilt ist.
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Ferner
kann vorgesehen sein, daß der
verengte Bereich in vertikaler Richtung in mehrere verengte Teil-Bereiche
unterteilt ist.
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Alternativ
hierzu kann auch vorgesehen sein, daß der verengte Bereich in der
vertikalen Richtung nicht unterteilt ist.
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Der
Eintritt des Abluftstroms in den verengten Bereich ist vorzugsweise
oberhalb des mindestens einen regenerierbaren Oberflächenfilters
angeordnet.
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Wenn
der Applikationsbereich in einer Lackierkabine angeordnet ist, so
beträgt
der kleinste von dem Abluftstrom durchströmte Querschnitt des verengten Bereichs
vorzugsweise höchstens
ungefähr
20% der Grundfläche
der Lackierkabine.
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Um
das mindestens eine regenerierbare Oberflächenfilter vor Beschädigungen
zu schützen, ist
es günstig,
wenn vertikal über
dem mindestens einen regenerierbaren Oberflächenfilter mindestens ein Abschirmelement
angeordnet ist, das ein senkrechtes Herabfallen von Gegenständen, Schmutz und/oder
Lackpartikeln aus dem Applikationsbereich auf das regenerierbare
Oberflächenfilter
verhindert.
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Dabei
kann vorgesehen sein, daß das
mindestens eine Abschirmelement eine Begrenzung des verengten Bereiches
des Strömungswegs
des Abluftstroms bildet.
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Wenn
die Vorrichtung einen Boden aufweist, welcher den Strömungsweg
des Abluftstroms nach unten hin begrenzt, so kann vorgesehen sein,
daß zumindest
ein Teil des Bodens von dem Abluftkanal abgedeckt ist. Auf diese
Weise wird die Bodenfläche reduziert,
welche durch vor Erreichen des mindestens einen Oberflächenfilters
aus dem Abluftstrom abgetrennten Naßlack-Overspray verunreinigt
wird.
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Wenn
der Applikationsbereich in einer Lackierkabine angeordnet ist, so
wird ein besonders platzsparender Aufbau der Vorrichtung erzielt,
wenn der Abluftkanal innerhalb einer vertikalen Projektion der Grundfläche der
Lackierkabine angeordnet ist.
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Um
das Abreinigen des regenerierbaren Oberflächenfilters zu erleichtern,
ist es günstig,
wenn das mindestens eine regenerierbare Oberflächenfilter eine ein Precoat-Material
umfassende Sperrschicht aufweist, welche ein Verkleben der Filteroberfläche verhindert.
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Um
die Sperrschicht aus Precoat-Material an dem Oberflächenfilter
zu erzeugen, kann vorgesehen sein, daß die Vorrichtung mindestens
eine Precoat-Zuführeinrichtung
umfaßt,
welche ein Precoat-Material in den Abluftstrom abgibt.
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Dabei
kann die Abgabe von Precoat-Material in den Abluftstrom kontinuierlich
oder intervallweise erfolgen.
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Als
Precoat-Materialien kommen beispielsweise Kalk, Aluminiumsilikate,
Aluminiumoxide, Siliziumoxide, Pulverlack oder ähnliches in Betracht.
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Grundsätzlich ist
jedes Medium als Precoat-Material geeignet, das dazu in der Lage
ist, den Flüssigkeitsanteil
des Naßlack-Oversprays
aufzunehmen.
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Grundsätzlich kann
die Precoat-Zuführeinrichtung
beispielsweise unmittelbar vor dem mindestens einen regenerierbaren
Oberflächenfilter
angeordnet sein.
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Ferner
ist es möglich,
die mindestens eine Precoat-Zuführeinrichtung
im unmittelbaren Anschluß an
den Applikationsbereich, beispielsweise im Bodenbereich der Lackierkabine,
anzuordnen.
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Besonders
günstig
ist es jedoch, wenn die mindestens eine Precoat-Zuführeinrichtung
an dem verengten Bereich des Strömungswegs
des Abluftstroms angeordnet ist. Im verengten Bereich des Strömungswegs
des Abluftstroms herrschen besonders hohe Strömungsgeschwindigkeiten, so
daß durch
die Zuführung
des Precoat-Materials an dieser Stelle eine besonders gute Precoat-Verteilung in dem Abluftstrom
durch Venturi-Verwirbelung erzielt wird.
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Beim
Precoatieren besteht auch die Möglichkeit
des Zwischen-Precoatierens, wobei ohne vorheriges Abreinigen des
Oberflächenfilters
neues Precoat-Material aufgebracht wird, um das spätere Abreinigungsverhalten
des Oberflächenfilters
zu verbessern.
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Das
mindestens eine regenerierbare Oberflächenfilter der Abtrennvorrichtung
ist vorzugsweise intervallweise abreinigbar.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann vorgesehen sein, daß das
mindestens eine regenerierbare Oberflächenfilter im Betrieb der Vorrichtung
eine feuchte Oberfläche
aufweist.
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Das
Oberflächenfilter
kann beispielsweise durch Spül-
oder Befeuchtungsmedien wie VE-Wasser, Butylglykol oder andere Lösemittel
feucht gehalten werden, um die Abreinigung des Oberflächenfilters
zu erleichtern.
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Diese
Befeuchtungsmedien können
an denselben Stellen in den Abluftstrom eingebracht werden wie die
vorstehend erläuterten
Precoat-Materialien.
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Für eine gründliche
Abreinigung der Filteroberfläche
des Oberfächenfilters
ist es günstig,
wenn die Oberfläche
des mindestens einen regenerierbaren Oberflächenfilters kontinuierlich
oder intervallweise abspülbar
ist.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann vorgesehen sein, daß das
mindestens eine regenerierbare Oberflächenfilter durch Druckluftimpulse
abreinigbar ist.
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Ein
besonders energiesparender Betrieb der Lackieranlage wird ermöglicht,
wenn die Vorrichtung einen Umluftkreislauf aufweist, in welchem
der Abluftstrom, aus welchem der Naßlack-Overspray abgetrennt
worden ist, zumindest teilweise erneut dem Applikationsbereich zugeführt wird.
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Anspruch
34 ist auf eine Anlage zum Lackieren von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien,
gerichtet, welche mindestens eine Lackierkabine und mindestens eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Abtrennen von Naßlack-Overspray aus
einem Overspray-Partikel enthaltenden Abluftstrom umfaßt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 einen
schematischen vertikalen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform
einer Lackierkabine mit einer darunter angeordneten Vorrichtung
zum Abtrennen von Naßlack-Overspray
aus einem Overspray-Partikel enthaltenden Abluftstrom, welche einen
vertikal unter dem Applikationsbereich angeordneten und durch eine
Bedienperson begehbaren Abluftkanal umfaßt;
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2 eine
schematische Seitenansicht der Anlage aus 1;
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3 eine
schematische Draufsicht von oben auf die Anlage aus den 1 und 2;
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4 eine
schematische perspektivische Darstellung der Anlage aus den 1 bis 3;
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5 eine
schematische Darstellung eines Umluftkreislaufs der Anlage aus den 1 bis 4;
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6 eine
schematische perspektivische Darstellung eines regenerierbaren Oberflächenfilters der
Anlage aus den 1 bis 5;
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7 einen
schematischen Längsschnitt durch
das Oberflächenfilter
aus 6, welcher einen Abreinigungsvorgang des Oberflächenfilters
illustriert;
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8 eine
schematische perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform
eines regenerierbaren Oberflächenfilters;
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9 einen
schematischen Querschnitt durch das Oberflächenfilter aus 8,
welcher einen Abreinigungsvorgang des Oberflächenfilters illustriert;
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10 eine
schematische Draufsicht von oben auf das Oberflächenfilter aus den 8 und 9;
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11 einen
schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Lackierkabine
mit einer darunter angeordneten Vorrichtung zum Abtrennen von Naßlack-Overspray
aus einem Overspray-Partikel enthaltenden Abluftstrom, wobei die
zu lackierenden Gegenstände
mittels eines Einschienen-Förderers
durch die Lackierkabine gefördert
werden und die Lackiereinrichtungen an den Seitenwänden der
Lackierkabine in der Förderrichtung verfahrbar
gehalten sind;
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12 eine
schematische Seitenansicht der Anlage aus 11;
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13 eine
schematische Draufsicht von oben auf die Anlage aus den 11 und 12;
und
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14 eine
schematische perspektivische Darstellung der Anlage aus den 11 bis 13.
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Gleiche
oder funktional äquivalente
Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Eine
in den 1 bis 7 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete
Anlage zum Spritzlackieren von Fahrzeugkarosserien 102 umfaßt eine rein
schematisch dargestellte Fördervorrichtung 104, mittels
welcher die Fahrzeugkarosserien 102 längs einer Förderrichtung 106 durch
einen Applikationsbereich 108 einer als Ganzes mit 110 bezeichneten
Lackierkabine bewegt werden können.
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Die
Fördervorrichtung 104 kann
beispielsweise als invertierter Kreisförderer oder auch als invertierter
Einschienen-Förderer
ausgebildet sein.
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Insbesondere
kann die Fördervorrichtung 104 zweiteilig
ausgebildet sein und – wie
am besten aus den 1, 3 und 4 zu
ersehen ist – zwei
sich parallel zur Förderrichtung 106 erstreckende
Förderstränge 104a und 104b umfassen,
welche in einer zur Förderrichtung 106 senkrechten
horizontalen Richtung voneinander beabstandet sind.
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Der
Applikationsbereich 108 ist der Innenraum der Lackierkabine 110,
welche in ihrer senkrecht zur Förderrichtung 106,
die der Längsrichtung der
Lackierkabine 110 entspricht, verlaufenden horizontalen
Querrichtung 112 zu beiden Seiten der Fördervorrichtung 104 durch
jeweils eine Kabinenwand 114 begrenzt ist.
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Zu
beiden Seiten der Fördervorrichtung 104 sind
in der Lackierkabine 110 Spritzlackiereinrichtungen 116 (siehe 1 bis 4)
angeordnet, beispielsweise in Form von Lackierrobotern.
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Mittels
einer in 5 schematisch dargestellten
Luftstromerzeugungseinrichtung 118 wird ein Luftstrom erzeugt,
welcher den Applikationsbereich 108 im wesentlichen vertikal
von oben nach unten durchsetzt, wie dies in 1 durch
die Pfeile 119 angedeutet ist.
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Dieser
Luftstrom nimmt im Applikationsbereich 108 Lack-Overspray
in Form von Overspray-Partikeln auf.
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Der
Begriff "Partikel" umfaßt dabei
sowohl feste als auch flüssige
Teilchen, insbesondere Tröpfchen.
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Wird
in der Anlage 100 ein Naßlack zum Lackieren verwendet,
so besteht der Naßlack-Overspray
aus Lacktröpfchen.
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Die
meisten der Overspray-Partikel weisen eine größte Abmessung im Bereich von
ungefähr
1 μm bis
ungefähr
100 μm auf.
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Die
Anlage 100 umfaßt
ferner eine als Ganzes mit 126 bezeichnete Vorrichtung
zum Abtrennen von Naßlack-Overspray
aus dem Luftstrom 120, welche unterhalb des Applikationsbereichs 108 angeordnet
ist.
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Die
Vorrichtung 126 umfaßt
eine im wesentlichen quaderförmige
Strömungskammer 128,
welche sich in der Förderrichtung 106 über die
ganze Länge
der Lackierkabine 110 hinweg erstreckt und in der Querrichtung 112 der
Lackierkabine 110 einerseits durch eine vertikale Seitenwand 130 begrenzt ist,
die im wesentlichen mit einer der seitlichen Kabinenwände 114 der
Lackierkabine 110 fluchtet, und andererseits durch eine
vertikale Seitenwand 131 eines Abluftkanals 160 begrenzt
ist, so daß die
Strömungskammer 128 eine
ungefähr
halb so große
horizontale Querschnittsfläche
aufweist wie die Lackierkabine 110 und im wesentlichen
vollständig
innerhalb der vertikalen Projektion der Grundfläche der Lackierkabine 110 angeordnet
ist.
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Der
Abluftkanal 160 erstreckt sich ebenfalls in der Förderrichtung 106 über die
ganze Länge
der Lackierkabine 110 hinweg und ist ebenfalls im wesentlichen
vollständig
innerhalb der vertikalen Projektion der Grundfläche der Lackierkabine 110 angeordnet.
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Der
durch die Pfeile 120 dargestellte Abluftstrom verläßt die Lackierkabine 110 durch
einen Spalt 142 zwischen den einander gegenüberliegenden
freien Rändern
zweier Strömungsleitelemente 132a und 132b,
welche in diesem Ausführungsbeispiel
als im wesentlichen horizontal ausgerichtete Strömungsleitbleche 134 ausgebildet
sind, deren Oberseiten jeweils eine Strömungsleitfläche 135 bilden, welche
den Abluftstrom 120 zu dem Spalt 142 hin leitet.
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Die
freien Ränder
der Strömungsleitelemente 132a, 132b sind
in vertikaler Richtung gegeneinander um die Höhe des Spaltes 142 versetzt,
so daß sich der
Spalt 142 in vertikaler Richtung erstreckt und in im wesentlichen
horizontaler Richtung von dem Abluftstrom 120 durchströmt wird.
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Der
Spalt 142 bildet einen verengten Bereich 140,
der eine Engstelle im Strömungsweg
des Abluftstroms 120 von dem Applikationsbereich 108 zu
der nachfolgend noch zu beschreibenden Abtrennvorrichtung 145 in
der Strömungskammer 128 bildet.
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Das
Strömungsleitelement 132b bildet
zugleich eine obere Begrenzungswand des Abluftkanals 160,
welcher sich nach unten bis auf die Höhe eines Bodens 202 der
Strömungskammer 128 erstreckt,
wodurch die Bodenfläche,
welche von dem mit Naßlack-Overspray
beladenen Abluftstrom 120 überstrichen wird und somit
durch Naßlack-Overspray
verunreinigt werden kann, verringert wird.
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Durch
die Begehbarkeit der Strömungsleitelemente 132 kann
auf die sonst üblichen
Gitterroste im Bodenbereich der Lackierkabine 110, welche
zu starker Verschmutzung durch abgeschiedenen Naßlack-Overspray neigen, verzichtet
werden.
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Am
verengten Bereich 140 des Strömungsweges ist eine Precoat-Zuführeinrichtung 144 angeordnet,
welche kontinuierlich oder intervallweise ein Precoat-Material in den Abluftstrom 120 abgibt.
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Die
Precoat-Zuführeinrichtung 144 kann
beispielsweise als eine Precoat-Sprühdüse ausgebildet sein,
welche das Precoat-Material in Form eines Sprühnebels in den Abluftstrom 120 abgibt.
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Die
Anordnung der Precoat-Zuführeinrichtung 144 an
dem verengten Bereich 140 des Strömungswegs des Abluftstroms 120 bietet
den Vorteil, daß dort aufgrund
der erhöhten
Strömungsgeschwindigkeit
des Abluftstroms 120 und aufgrund des kleinen Durchtrittsquerschnittes
Turbulenzen in der Abluftströmung
entstehen, welche für
eine Verwirbelung des Precoat-Materials in dem Abluftstrom 120 und somit
für eine
besonders gute Verteilung des Precoat-Materials in dem Abluftstrom 120 sorgen.
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Die
Precoat-Zuführeinrichtung 144 ist
an eine (nicht dargestellte) Precoat-Zuführleitung
angeschlossen, welche das Precoat-Material in fließfähigem Zustand
mittels einer (nicht dargestellten) Precoat-Zuführpumpe aus einem (nicht dargestellten) Precoat-Speicherbehälter zuführt.
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Als
Precoat-Material kann grundsätzlich
jedes Medium verwendet werden, welches dazu in der Lage ist, den
Flüssigkeitsanteil
des Naßlack-Oversprays
aufzunehmen.
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Insbesondere
kommen als Precoat-Materialien beispielsweise Kalk, Aluminiumsilikate,
Aluminiumoxide, Siliziumoxide, Pulverlack oder ähnliches in Betracht.
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Um
das Precoat-Material fließfähig und sprühbar zu
machen, werden beispielsweise wäßrige Dispersionen
der genannten Materialien verwendet.
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Wenn
die auf die Precoat-Zuführeinrichtung 144 folgenden
Filter nicht precoated, sondern lediglich befeuchtet werden sollen,
kann mittels der Precoat-Zuführeinrichtung 144 auch
lediglich ein Befeuchtungsmedium in den Abluftstrom 120 eingebracht
werden.
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Als
solche Befeuchtungsmedien kommen insbesondere beispielsweise VE-Wasser, Butylglykol oder
andere Lösungsmittel
in Betracht.
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Im
unteren Bereich der Strömungskammer 128 ist
eine Abtrennvorrichtung 145 zum Abtrennen von Naßlack-Overspray
aus dem Abluftstrom 120 vorgesehen. Die Abtrennvorrichtung 145 umfaßt mehrere,
an der vertikalen Seitenwand 131 des Abluftkanals 160 angeordnete,
in der Förderrichtung 106 voneinander
beabstandete regenerierbare Oberflächenfilter 146, welche
mit ihren Filterelementen 154 in die Strömungskammer 128 hineinragen
(siehe insbesondere die 1, 2 und 4).
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Eines
dieser regenerierbaren Oberflächenfilter 146 ist
in den 6 und 7 im Detail dargestellt.
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Jedes
der regenerierbaren Oberflächenfilter 146 umfaßt einen
hohl ausgebildeten Grundkörper 150,
an welchem mehrere, beispielsweise jeweils vier, Filterelemente 154 gehalten
sind.
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Die
Filterelemente 154 sind beispielsweise im wesentlichen
plattenförmig
ausgebildet und weisen, wie aus 6 zu ersehen
ist, vorzugsweise einen gezackten Querschnitt auf, um die zur Verfügung stehende
Filteroberfläche 156 zu
vergrößern.
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Die
Filterelemente 154 können
beispielsweise als Platten aus gesintertem Polyethlyen, die an ihrer
Außenfläche mit
einer Membran aus Polytetrafluorethylen (PTFE) versehen sind, ausgebildet
sein.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die Filterelemente 154 aus
einem Vliesstoff mit einer PTFE-Beschichtung gebildet sind.
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Die
Beschichtung aus PTFE dient jeweils dazu, das Anhaften des aus dem
Abluftstrom 120 abgetrennten Naßlack-Oversprays zu verhindern.
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Sowohl
das Grundmaterial der Filterelemente 154 als auch deren
PTFE-Beschichtung
weisen eine Porosität
auf, so daß die
Abluft durch die Poren in den Innenraum 176 des jeweiligen
Filterelements 154 gelangen kann.
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Um
das Verkleben der Filteroberfläche 156 zu
verhindern, ist dieselbe ferner mit einer Sperrschicht aus dem in
den Abluftstrom abgegebenen Precoat-Material versehen.
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Diese
Sperrschicht bildet sich im Betrieb der Vorrichtung 126 einfach
durch Abscheidung des in den Abluftstrom 120 abgegebenen
Precoat-Materials an der Filteroberfläche 156.
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Vorzugsweise
wird die Menge des in den Abluftstrom 120 abgegebenen Precoat-Materials
so bemessen, daß die
Dicke der Sperrschicht aus dem Precoat-Material auf den Filterelementen 154 der
regenerierbaren Oberflächenfilter 146 im
Bereich von beispielsweise ungefähr
150 μm bis
200 μm liegt.
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Der
Abluftstrom 120 überstreicht
die Filteroberflächen 156 der
Filterelemente 154 des regenerierbaren Oberflächenfilters 146,
wobei sowohl das mitgeführte
Precoat-Material als auch der mitgeführte Naßlack-Overspray an den Filteroberflächen 156 abgeschieden
werden, und gelangt durch die porösen Filteroberflächen 156 in
die Innenräume 176 der Filterelemente 154,
die mit dem Hohlraum innerhalb des Grundkörpers 150 verbunden
sind.
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Der
gereinigte Abluftstrom 120 gelangt somit durch den Grundkörper 150 in
den Abluftkanal 160.
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Wie
aus der schematischen Darstellung der 5 zu ersehen
ist, gelangt die von dem Naßlack-Overspray
gereinigte Abluft aus dem Abluftkanal 160 zumindest teilweise
zurück
zu der Luftstromerzeugungseinrichtung 118, welche die gereinigte
Abluft über
eine Zuführleitung 162 erneut
dem Applikationsbereich 108 in der Lackierkabine 110 zuführt.
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Ein
anderer Teil des gereinigten Abluftstroms wird über ein Abluftgebläse 164 in
einer Abluftleitung 166 an die Umgebung abgegeben.
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Dieser
an die Umgebung abgegebene Teil des Abluftstroms wird durch Frischluft
ersetzt, welche der Luftstromerzeugungseinrichtung 118 über eine Frischluftzuführleitung 168 zugeführt wird.
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Der
Großteil
der durch den Applikationsbereich 108 hindurchgeführten Luft
wird somit in einem Umluftkreislauf 170 geführt, welcher
die Luftstromerzeugungseinrichtung 118, die Zuführleitung 162,
den Applikationsbereich 108, die Strömungskammer 128 und
den Abluftkanal 160 umfaßt, wodurch eine ständige Aufheizung
frisch zugeführter
Zuluft vermieden und somit die Energiekosten deutlich gesenkt werden.
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Da
die Abtrennung des Naßlack-Oversprays aus
dem Abluftstrom 120 mittels der regenerierbaren Oberflächenfilter 146 trocken,
d.h. ohne Auswaschung mit einer Reinigungsflüssigkeit, erfolgt, wird die
im Umluftkreislauf 170 geführte Luft beim Abtrennen des
Naßlack-Oversprays
nicht befeuchtet, so daß auch
keinerlei Vorrichtungen zur Entfeuchtung der im Umluftkreislauf 170 geführten Luft
erforderlich sind.
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Ferner
sind auch keine Vorrichtungen zur Abtrennung von Naßlack-Overspray
aus einer Auswasch-Reinigungsflüssigkeit
erforderlich.
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Die
regenerierbaren Oberflächenfilter 146 werden
in bestimmten Zeitintervallen, wenn ihre Beladung mit Naßlack-Overspray
ein vorgegebenes Maß erreicht
hat, durch Druckluftimpulse abgereinigt.
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Diese
Abreinigung kann beispielsweise einmal pro Arbeitsschicht, d.h.
zweimal bis dreimal pro Arbeitstag, erfolgen.
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Die
erforderlichen Druckluftimpulse werden mittels eines Druckluftspeichers 172 erzeugt,
welcher an dem Grundkörper 150 des
jeweiligen regenerierbaren Oberflächenfilters 146 angeordnet
ist und dazu in der Lage ist, Druckluftimpulse an Druckluftrohre 174 abzugeben,
welche innerhalb des jeweiligen Grundkörpers 150 verlaufen
und von dem Druckluftspeicher 172 in die Innenräume 176 der
Filterelemente 154 führen.
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Von
den Innenräumen
der Filterelemente 176 gelangen die Druckluftimpulse durch
die porösen Filteroberflächen 156 in
den Außenraum
der Filterelemente 154, wobei die an den Filteroberflächen 156 gebildete
Sperrschicht aus Precoat-Material und dem daran abgeschiedenen Naßlack-Overspray
von den Filteroberflächen 156 abgelöst wird,
so daß die
Filteroberflächen 156 in
ihren abgereinigten Ursprungszustand zurückversetzt werden.
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Die
Strömungsrichtung
der Druckluft durch ein regenerierbares Oberflächenfilter 146 beim
Abreinigen ist in 7 durch die Pfeile 177 dargestellt.
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Der
Druckluftvorrat in den Druckluftspeichern 172 wird über (nicht
dargestellte) Druckluftzuführleitungen
aus einem bauseitig vorhandenen Druckluftnetz ergänzt.
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Alternativ
oder ergänzend
zu einer Abreinigung durch Druckluftimpulse kann auch vorgesehen sein,
daß die
regenerierbaren Oberflächenfilter 146 mittels
einer geeigneten Spüleinrichtung
in vorgegebenen Intervallen abgespült werden, um den an den Filteroberflächen 156 abgeschiedenen
Naßlack-Overspray
zu entfernen.
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Wie
am besten aus den 1 und 2 zu ersehen
ist, gelangt das von den Filteroberflächen 156 der regenerierbaren
Oberflächenfilter 146 abgereinigte
Material auf ein am Boden der Strömungskammer 128 angeordnetes
Sammelband 178, das beispielsweise als ein über eine
angetriebene Rolle 180 und eine nicht angetriebene Umlenkrolle 182 umlaufendes,
endloses Band ausgebildet ist.
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Die
angetriebene Rolle 180 wird mittels eines Antriebsmotors 184 in
Drehung versetzt, um das Sammelband 178 längs der
Förderrichtung 106 in Bewegung
zu versetzen.
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Auf
diese Weise wird mittels des Sammelbandes 178 das von den
regenerierbaren Oberflächenfiltern 146 auf
die Oberfläche
des Sammelbands 178 gelangte Material, welches Precoat-Material
und abgeschiedenen Naßlack-Overspray umfaßt, zu einer
(nicht dargestellten) Abscheidevorrichtung transportiert, von welcher
dieses Material (beispielsweise mittels Abstreifern) von dem Sammelband 178 gelöst, gesammelt
und gegebenenfalls einer Weiterverwendung zugeführt wird.
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Das
Sammelband 178 nimmt auch einen Teil des Naßlack-Oversprays
auf, welcher direkt aus dem Abluftstrom 120 auf das Sammelband 178 gelangt, bevor
der Abluftstrom 120 die regenerierbaren Oberflächenfilter 146 erreicht.
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Eine
alternative Ausgestaltung der regenerierbaren Oberflächenfilter 146,
welche in der Vorrichtung 126 verwendbar sind, ist in den 8 bis 10 dargestellt.
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Das
in den 8 bis 10 dargestellte regenerierbare
Oberflächenfilter 146 umfaßt statt
einer Mehrzahl vertikal ausgerichteter, nebeneinander angeordneter
plattenförmiger
Filterelemente ein im wesentlichen zylindrisches Filterelement 154', das zur Vergrößerung der
zur Verfügung
stehenden Filteroberfläche 156 ebenfalls
eine im Querschnitt gesehen gezackte Filteroberfläche 156 aufweist.
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Zusätzlich zur
Erzeugung der Druckluftimpulse ist zur Abreinigung des regenerierbaren
Oberflächenfilters 146 bei
dieser Ausführungsform
eine Spülflüssigkeits-Ringleitung 186 vorgesehen,
welche eine Spülflüssigkeit
durch an der radialen Innenseite der Spülflüssigkeits-Ringleitung 186 vorgesehene Spülflüssigkeits-Austrittsöffnungen
gegen die Filteroberfläche 156 des
Filterelements 154' spritzt,
so daß die
Spülflüssigkeit
die Sperrschicht und den daran abgeschiedenen Naßlack-Overspray von der Filteroberfläche 156 ablöst und auf
das Sammelband 178 befördert.
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Die
Strömungsleitelemente 132 sind
so stabil ausgelegt, daß sie
für Wartungs- und/oder Reparaturzwecke
von einer menschlichen Bedienperson begangen werden können.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
durch (nicht dargestellte) Zugangstüren in den Kabinenwänden 114 der
Lackierkabine 110 über
die begehbaren Strömungsleitelemente 132 bis
zu der Fördervorrichtung 104 zu
gelangen, um dort Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten durchführen zu
können.
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Die
Strömungsleitflächen 135 der
Strömungsleitelemente 132 verlaufen
in einem vertikalen Abstand von höchstens ungefähr 1,5 m
von der Fördervorrichtung 104.
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Durch
die Strömungsumlenkung
des Abluftstroms 120 an dem verengten Bereich 140 des
Strömungswegs,
durch welche die mittlere Strömungsrichtung
des Abluftstroms 120 gegenüber der mittleren Strömungsrichtung
im Applikationsbereich 108 um ungefähr 90° umgelenkt wird, wird eine besonders
starke Verwirbelung des Abluftstroms 120 in dem verengten
Bereich 140 erzielt, was dazu beiträgt, daß das von der Precoat-Zuführeinrichtung 144 zugeführte Precoat-Material
besonders gut im Abluftstrom 120 verteilt wird.
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Außerdem wird
dadurch, daß der
verengte Bereich 140 als ein im wesentlichen vertikal ausgerichteter
Spalt 142 ausgebildet ist, erreicht, daß keine Gegenstände und
kein Schmutz in vertikaler Fallinie aus dem Applikationsbereich 108 oder
von der Fördervorrichtung 104 in
die Strömungskammer 128 gelangen
können.
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Hierdurch
sind insbesondere die regenerierbaren Oberflächenfilter 146 besonders
gut geschützt.
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Eine
in den 11 bis 14 dargestellte zweite
Ausführungsform
einer Anlage 100 zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien 102 unterscheidet sich
von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform dadurch, daß die Fördervorrichtung 104 nicht
zweisträngig,
sondern als einsträngiger Einschienen-Förderer ausgebildet ist.
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Hierdurch
wird erreicht, daß die
Luftströmung
durch die Lackierkabine 110 durch die Fördervorrichtung 104 möglichst
wenig behindert wird.
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Ferner
verschmutzt der Einschienen-Förderer
aufgrund seiner kompakteren Bauweise weniger stark durch Overspray-Ablagerungen,
und für
den Einschienen-Förderer
(Monorail-Förderer)
ist auch keine Abstützung
innerhalb der Lackierkabine 110 erforderlich; vielmehr
kann die Förderschiene
des Einschienen-Förderers
am Eingang und am Ausgang der Lackierkabine 110 oder aber
außerhalb
der Lackierkabine 110 abgestützt sein.
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Ferner
sind die als Spritzlackiereinrichtungen 116 dienenden Lackierroboter
bei dieser Ausführungsform
nicht an Sockeln im Bodenbereich der Lackierkabine 110 angeordnet,
sondern an horizontalen Verfahrschienen 208, welche im
Abstand vom Bodenbereich in jeweils eine der Kabinenwände 114 integriert
sind, längs
der Förderrichtung 106 verfahrbar gehalten.
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Die
Verfahrschienen 208 sind auf einem vergleichsweise hohen
Niveau (beispielsweise oberhalb der Außenkontur der zu lackierenden
Fahrzeugkarosserien 102) angeordnet und somit besonders
gut für
Wartungs- und/oder Reparaturzwecke zugänglich.
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Statt
an horizontalen Verfahrschienen 208 verfahrbaren Lackierrobotern
können
auch beispielsweise an vertikalen Verfahrschienen oder Verfahrstangen
verfahrbare Lackierroboter eingesetzt werden.
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Im übrigen stimmt
die in den 11 bis 14 dargestellte
zweite Ausführungsform
einer Anlage 100 zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien 102 hinsichtlich
Aufbau und Funktion mit der in den 1 bis 10 dargestellten
ersten Ausführungsform überein,
auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.