DE102007012897A1

DE102007012897A1 - Chamber for UV irradiation of lacquered components, e.g. automobile parts, has several UV radiators distributed over base, lid and walls of chamber to provide even irradiation

Info

Publication number: DE102007012897A1
Application number: DE200710012897
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. Röck (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-03-17
Filing date: 2007-03-17
Publication date: 2007-11-29
Also published as: DE102008014378A1; DE102008014378B4

Abstract

A UV irradiation chamber (1), for irradiating lacquered components using several UV radiators (9), has a base (2), lid (3), two side-walls (4, 5), a front wall (6) and a rear wall (7), all provided with multiple UV radiators.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen UV-Belichtungsraum zur Belichtung von lackierten Bauteilen, insbesondere von Fahrzeugen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The present invention relates to a UV exposure space for exposure of painted components, in particular of vehicles, with the features of the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2004 057 139 A1 ist ein Belichtungsraum bekannt. Er umfasst mehrere UV-Strahler, die es ermöglichen, das Bauteil, dessen Oberfläche belichtet werden soll, mit ultravioletter Strahlung zu beaufschlagen. Durch die Beaufschlagung mit UV-Licht kann eine auf die belichtete Oberfläche aufgebrachte Lackschicht aushärten. Dementsprechend kann ein derartiger Belichtungsraum auch als Härtungsraum oder Härtungskammer bezeichnet werden. Derartige Belichtungsräume oder Härtungskammern kommen beispielsweise bei der Fahrzeugherstellung zum Einsatz, um bei Fahrzeugteilen wie z.B. Hauben, Türen und Fahrzeugkarosserien die lackierte Oberfläche zu härten.From the DE 10 2004 057 139 A1 an exposure space is known. It includes several UV emitters, which make it possible to apply ultraviolet radiation to the component whose surface is to be exposed. By exposure to UV light, a lacquer layer applied to the exposed surface can harden. Accordingly, such an exposure space may also be referred to as a curing space or curing chamber. Such exposure chambers or curing chambers are used, for example, in vehicle production to harden the painted surface in vehicle parts such as hoods, doors and vehicle bodies.

Aus der DE 102 24 514 A1 ist es bekannt, zur Verbesserung des Härtevorgangs einer Oberflächenlackierung mittels UV-Strahlung UV-Strahler an die Kontur des zu bestrahlenden Bauteils anzupassen.From the DE 102 24 514 A1 It is known, to improve the hardening process of a surface coating by means of UV radiation to adapt UV lamps to the contour of the component to be irradiated.

Bekannte Einrichtungen zur UV-Bestrahlung von lackierten Bauteilen besitzen eine relativ hohe Leistungsaufnahme, erfordern eine intensive Kühlung und können zu einer ungleichmäßigen Belichtung führen, was den Härtungsprozess unsicher macht. Dies ist u.a. darauf zurückzuführen, dass die Belichtung und die Belichtungsdosis bei bekannten Einrichtungen stark vom Abstand zwischen der zu belichtenden Oberfläche und dem UV-Strahler abhängen. Zur Behebung dieser Problematik ist es grundsätzlich möglich, für die UV-Strahler und/oder für das zu belichtende Bauteil eine aufwändige Bewegungskinematik zu realisieren.Known Have facilities for UV irradiation of painted components a relatively high power consumption, require intensive cooling and can to an uneven exposure to lead, what the curing process unsafe. This is i.a. due to the fact that the exposure and the exposure dose in known devices greatly from the distance depend between the surface to be exposed and the UV lamp. to To remedy this problem, it is basically possible for the UV lamps and / or for the illuminating component an elaborate To realize motion kinematics.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für das Belichten von lackierten Bauteilen einen Weg aufzuzeigen, der eine qualitativ verbesserte Belichtung ermöglicht, der insbesondere kürzere Belichtungszeiten ermöglicht und/oder der vorzugsweise weniger Energie benötigt.The present invention employs dealing with the problem, for the exposure of painted components to show a way that a qualitatively improved exposure allows, in particular shorter exposure times allows and / or preferably requires less energy.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively the subject of the independent Claim solved. Advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen UV-Belichtungsraum zu schaffen, bei dem Boden, Decke und alle Wände mit einer Vielzahl von UV-Strahlern ausgestattet sind. Hierdurch wird erreicht, dass einerseits die UV-Bestrahlung des jeweiligen Bauteils simultan von allen Seiten erfolgt und dass zum anderen die Strahlungsintensität durch die große Anzahl der UV-Strahler erhöht und somit die Bestrahlungswirkung verbessert werden kann. Die Erfindung nutzt hierbei die Überlegung, dass bei einzelnen Strahlern die Beleuchtungsintensität mit dem Abstand abnimmt, weil sich der jeweilige Beleuchtungsstrahl mit zunehmenden Abstand aufweitet. Bei einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Strahlern kompensiert sich dieser Effekt, da die durch Streuung reduzierte Beleuchtungsstärke des einzelnen Strahlers durch das Streulicht benachbarter Strahler wieder erhöht wird. Durch die allseitige Anordnung der UV-Strahler und ggf. durch die Verwendung einer geeigneten Reflektortechnik, nimmt die Belichtungsstärke der UV-Bestrahlung zur Raummitte hin im Unterschied zu Einzelstrahlern nicht ab und ermöglicht dadurch eine abstandsunabhängige Belichtung. Die Belichtung bzw. die Härtung der lackierten Oberflächen des jeweiligen Bauteils lassen sich dadurch gleichmäßiger realisieren, wodurch der Belichtungsprozess insgesamt zuverlässiger arbeitet. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass zur Realisierung einer vorbestimmten UV-Belichtungsstrahlungsdosis beim vorgeschlagenen Belichtungsraum die hierzu erforderliche Gesamtleistung aller UV-Strahler sowie die Einzelleistung der einzelnen UV-Strahler gegenüber der herkömmlichen Technologie mit singulären Strahlern deutlich reduziert werden kann. Durch die erreichte Leistungsreduzierung wird auch der Kühlbedarf erheblich reduziert. Im Idealfall kann sogar auf eine externe Kühlung verzichtet werden.The The invention is based on the general idea of a UV exposure space create, at the bottom, ceiling and all walls with a variety of UV emitters are equipped. This ensures that on the one hand the UV irradiation of the respective component simultaneously from all sides takes place and that on the other hand, the radiation intensity through the size Number of UV lamps increased and thus the irradiation effect can be improved. The invention uses the idea, that with individual emitters the illumination intensity with the Distance decreases, because the respective illumination beam with increasing distance widens. In a variety of side by side arranged spotlights, this effect compensates, as the through Scattering reduced illuminance of the single radiator is increased again by the scattered light of adjacent emitters. Due to the all-round arrangement of UV lamps and possibly by the Using a suitable reflector technique, the exposure of the UV irradiation for In the middle of the room, in contrast to individual spotlights, it does not diminish and thus makes possible a distance-independent exposure. The exposure or curing the painted surfaces of the respective component can be realized more uniformly, making the exposure process more reliable overall. Surprisingly has been shown to realize a predetermined UV exposure radiation dose the proposed exposure space the required overall performance All UV emitters and the individual power of the individual UV emitters across from the conventional one Technology with singular Spotlights can be significantly reduced. By the achieved achievement reduction becomes also the cooling requirement considerably reduced. Ideally, even an external cooling can be dispensed with.

Zweckmäßig ist dabei eine Ausführungsform, bei der Boden, Decke und die Wände des Belichtungsraums flächig mit den UV-Strahlern bestückt sind.Is appropriate while an embodiment, at the floor, ceiling and walls the exposure space area with the UV lamps are equipped.

Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei der Boden, Decke und die Wände derart mit UV-Strahlern bestückt sind, dass sich im Betrieb des UV-Belichtungsraums jeweils eine flächige UV-Abstrahlung ergibt.Especially advantageous is an embodiment, at the floor, ceiling and walls equipped with UV lamps are that in the operation of the UV exposure space each one extensive UV radiation results.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, wherein like reference numerals relate to the same or similar or functionally identical components hen.

Es zeigen, jeweils schematisch,It show, in each case schematically,

1 eine stark vereinfachte dreidimensionale Ansicht eines UV-Belichtungsraums, 1 a greatly simplified three-dimensional view of a UV exposure space,

2 eine Innenansicht eines Bodens des Belichtungsraums, 2 an interior view of a floor of the exposure room,

3 eine Innenansicht auf eine erste Seitenwand des Belichtungsraums, three an interior view of a first side wall of the exposure space,

4 eine Innenansicht auf eine zweite Seitenwand des Belichtungsraums, 4 an interior view of a second side wall of the exposure space,

5 eine Innenansicht auf eine Decke des Belichtungsraums, 5 an interior view on a ceiling of the exposure room,

6 eine Innenansicht auf eine Vorderwand des Belichtungsraums, 6 an interior view of a front wall of the exposure room,

7 eine Innenansicht auf eine Rückwand des Belichtungsraums, 7 an interior view of a rear wall of the exposure space,

8 eine Innenansicht auf eine Seitenwand, jedoch bei einer anderen Ausführungsform, 8th an interior view of a side wall, but in another embodiment,

9 eine Innenansicht auf eine Decke, jedoch bei einer anderen Ausführungsform, 9 an interior view of a ceiling, but in another embodiment,

10 eine Innenansicht auf einen Boden, jedoch bei einer anderen Ausführungsform, 10 an interior view of a floor, but in another embodiment,

11 eine Innenansicht auf eine Vorderwand oder Rückwand, jedoch bei einer anderen Ausführungsform. 11 an interior view of a front wall or rear wall, but in another embodiment.

Entsprechend 1 besitzt ein UV-Belichtungsraum 1, einen Boden 2, eine Decke 3, eine in 1 dem Betrachter zugewandte erste Seitenwand 4, eine in 1 vom Betrachter abgewandte zweite Seitenwand 5, eine in 1 dem Betrachter zugewandte Vorderwand 6 und eine in 1 vom Betrachter 1 abgewandte Rückwand 7. Der Boden 2, die Decke 3, die Seitenwände 4, 5, die Vorderwand 6 und die Rückwand 7 umschließen dabei einen Innenraum 8, in dem lackierte Bauteile mittels UV-Strahlung belichtet werden können. Beispielsweise dient der Belichtungsraum 1 zum Belichten von Fahrzeugteilen, wie z.B. Hauben, Klappen, Türen, Rohbauteilen, Karosserien. Ebenso können auch andere Bauteile, wie z.B. Möbel, in einem solchen Belichtungsraum 1 belichtet werden. Die Belichtung mit UV-Strahlung dient dabei zur Aushärtung lackierter Oberflächen der genannten Bauteile.Corresponding 1 has a UV exposure space 1 , a floor 2 , A blanket three , one in 1 the viewer facing first side wall 4 , one in 1 away from the viewer second side wall 5 , one in 1 the observer facing front wall 6 and one in 1 from the viewer 1 opposite rear wall 7 , The floor 2 , the ceiling three , the side walls 4 . 5 , the front wall 6 and the back wall 7 enclose an interior 8th , in which painted components can be exposed by means of UV radiation. For example, the exposure space is used 1 for exposing vehicle parts, such as hoods, flaps, doors, carcass components, bodies. Likewise, other components, such as furniture, in such an exposure space 1 be exposed. Exposure to UV radiation serves to cure painted surfaces of said components.

Beim Belichtungsraum 1 sind gemäß den 2 und 10 der Boden 2 und gemäß den 3 und 8 die erste Seitenwand 4 und gemäß den 4 und 8 die zweite Seitenwand 5 und gemäß den 5 und 9 die Decke 3 und gemäß den 6 und 11 die Vorderwand 6 und gemäß den 7 und 11 die Rückwand 7 jeweils mit mehreren UV-Strahlern 9 ausgestattet. Bei der Ausführungsform der 2 bis 7 besitzen die UV-Strahler 9 exemplarisch kreisförmige Abstrahlflächen. Im Unterschied dazu besitzen die UV-Strahler 9 bei der in den 8 bis 11 gezeigten Ausführungsform stabförmige oder rechteckförmige Abstrahlflächen. Die Beispiele sind jedoch ohne Beschränkung der Allgemeinheit zu verstehen, so dass grundsätzlich beliebige Formgebungen und Kombinationen für die Abstrahlflächen der UV-Strahler 9 realisierbar sind.At the exposure room 1 are in accordance with the 2 and 10 the floor 2 and according to the three and 8th the first side wall 4 and according to the 4 and 8th the second side wall 5 and according to the 5 and 9 the ceiling three and according to the 6 and 11 the front wall 6 and according to the 7 and 11 the back wall 7 each with several UV lamps 9 fitted. In the embodiment of the 2 to 7 own the UV emitters 9 exemplary circular radiating surfaces. In contrast, the UV lamps have 9 at the in the 8th to 11 embodiment shown rod-shaped or rectangular radiating surfaces. However, the examples are to be understood without limiting the generality, so that basically any shapes and combinations for the radiating surfaces of the UV lamps 9 are feasible.

Wie den 2 bis 11 entnehmbar ist, sind vorzugsweise die einzelnen UV-Strahler 9 entlang des Bodens 2, der Decke 3, der Seitenwände 4 und 5, der Vorderwand 6 und der Rückwand 7 jeweils flächendeckend angeordnet, so dass sie die jeweilige Oberfläche im wesentlichen gleichförmig oder gleichmäßig bedecken. Insbesondere ist eine gleichförmige oder homogene Verteilung der UV-Strahler 9 entlang der jeweiligen Fläche angestrebt.Like that 2 to 11 is removable, are preferably the individual UV lamps 9 along the ground 2 , the ceiling three , the side walls 4 and 5 , the front wall 6 and the back wall 7 each covering the area so that they cover the respective surface substantially uniformly or evenly. In particular, a uniform or homogeneous distribution of UV lamps 9 aspired along the respective area.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die Bestückung der Seitenwände 4, 5, des Bodens 2, der Decke 3, der Vorderwand 6 und der Rückwand 7 jeweils so erfolgt, dass sich im Betrieb der UV-Strahler 9 jeweils eine flächige UV-Abstrahlung in den Innenraum 8 ergibt. Durch die flächige Anordnung und/oder durch die flächige Abstrahlung der UV-Strahler 9 lassen sich Streueffekte der einzelnen Strahler 9 kompensieren, und zwar durch die Streueffekte benachbarter Strahler 9. Hierdurch wird erreicht, dass die Belichtungsintensität im Innenraum 8 quasi räumlich homogen verteilt ist und insbesondere unabhängig ist vom Abstand zu den einzelnen Begrenzungswänden 2 bis 7 bzw. vom Abstand von den einzelnen Strahler 9.Particularly advantageous is an embodiment in which the assembly of the side walls 4 . 5 , of the soil 2 , the ceiling three , the front wall 6 and the back wall 7 in each case takes place so that during operation of the UV lamp 9 each a surface UV radiation in the interior 8th results. Due to the areal arrangement and / or the areal radiation of the UV lamps 9 can be scattered effects of individual emitters 9 compensate, and by the scattering effects of adjacent emitters 9 , This ensures that the exposure intensity in the interior 8th quasi spatially distributed homogeneously and in particular is independent of the distance to the individual boundary walls 2 to 7 or from the distance from the individual radiator 9 ,

Entsprechend den 2 und 10 kann in den Belichtungsraum 1, und zwar bevorzugt in den Boden 2, ein Förderzeug 10 integriert sein, mit dessen Hilfe der Belichtungsraum 1 bzw. sein Innenraum 8 mit den zu belichtenden Bauteilen beschickbar ist. Beispielsweise handelt es sich beim Förderzeug 10 um Schienen, auf denen entsprechende Schlitten oder Wagen, die jeweils zumindest ein zu belichtendes Bauteil tragen, in den Belichtungsraum 1 einfahrbar und auch wieder daraus ausfahrbar sind. Ebenso sind an der Decke 3 angebrachte, hängende Förderzeuge 10 denkbar.According to the 2 and 10 can in the exposure room 1 , preferably in the ground 2 , a truck 10 be integrated, with the help of the exposure space 1 or his interior 8th can be loaded with the components to be exposed. For example, it is the conveyor 10 around rails on which corresponding carriage or carriage, each carrying at least one component to be exposed, in the exposure space 1 retractable and also retractable from it. Likewise, on the ceiling three mounted, hanging vehicles 10 conceivable.

Desweiteren kann zum Beschicken des Belichtungsraums 1 z.B. die Vorderwand 6 als Tür oder Portal ausgestaltet sein. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Rückwand 7 als Tür oder Portal ausgestaltet sein. Hierdurch kann der Belichtungsraum 1 einfach geöffnet werden, um die Beschickung des Belichtungsraums 1 zu ermöglichen.Furthermore, for loading the exposure space 1 eg the front wall 6 be designed as a door or portal. Additionally or alternatively, the rear wall 7 be designed as a door or portal. This allows the exposure space 1 Just open the loading of the exposure room 1 to enable.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Belichtungsraum 1 gasdicht ausgestaltet sein, so dass es insbesondere möglich ist, den Belichtungsprozess mit einer Inertgasatmosphäre durchzuführen.According to an advantageous embodiment, the exposure space 1 be designed gas-tight, so that it is particularly possible to carry out the exposure process with an inert gas atmosphere.

Der Belichtungsraum 1 kann als Einzelkabine ausgeführt sein. Ebenso kann er als Durchlaufanlage oder Taktanlage ausgestaltet sein.The exposure room 1 can be designed as a single cabin. Likewise, it can be configured as a continuous system or clock system.

Es ist klar, dass der Belichtungsraum 1 zusätzlich zu den Strahlern 9 noch mit hier nicht dargestellten Reflektoren ausgestattet sein kann. Insbesondere sind die jeweiligen Strahler 9 selbst bereits mit derartigen Reflektoren versehen. Dabei ist es grundsätzlich möglich, einzelne oder sämtliche Strahler 9 ausrichtbar anzubringen oder ausgerichtet anzubringen. Beispielsweise können sämtliche Strahler 9 oder zumindest die in den Kanten oder Ecken angeordneten Strahler 9 zum Mittelpunkt des Innenraums 8 hin ausgerichtet montiert sein. Die einzelnen Strahler 9, insbesondere deren Reflektoren können engstrahlend, breitstrahlend, asymmetrisch strahlend oder symmetrisch strahlend ausgestaltet sein. Desweiteren können zumindest einige der Strahler 9, insbesondere motorisch, verstellbar sein. Desweiteren kann der Belichtungsraum 1 zusätzlich Punktstrahler aufweisen, mit denen besonders zu belichtende Stellen bestrahlt werden können. Desweiteren können einschwenkbare Strahler vorgesehen sein, mit deren Hilfe Innenräume oder Hohlräume des jeweiligen Bauteils mit UV-Strahlung beaufschlagbar sind. Ferner kann die gesamte Strahleranordnung hinsichtlich Belichtungsstärke und Belichtungsstärkeverteilung entlang der einzelnen Begrenzungswände 2 bis 7 einstellbar ausgestaltet sein.It is clear that the exposure space 1 in addition to the spotlights 9 can still be equipped with reflectors, not shown here. In particular, the respective radiators 9 itself already provided with such reflectors. It is basically possible, individual or all emitters 9 alignable to install or aligned. For example, all emitters 9 or at least the radiators arranged in the edges or corners 9 to the center of the interior 8th be aligned aligned. The individual spotlights 9 , in particular their reflectors can be configured narrow beam, wide beam, asymmetric beam or symmetric beam. Furthermore, at least some of the radiators 9 , in particular motor, be adjustable. Furthermore, the exposure space 1 additionally have spotlights with which particularly exposed areas can be irradiated. Furthermore, einschwenkbare emitters can be provided with the help of which interiors or cavities of the respective component can be acted upon by UV radiation. Furthermore, the entire radiator arrangement with respect to exposure intensity and exposure intensity distribution along the individual boundary walls 2 to 7 be designed adjustable.

Die Schaltung und Regelung der UV-Strahler 9 kann einzeln, in Gruppen oder vollständig erfolgen; insbesondere ist eine dynamische sowie eine programmierte Steuerung der Leuchtstärke und Leuchtstärkenverteilung innerhalb des Belichtungsraums 1 möglich, um je nach Belichtungsprozess den Belichtungsbedarf an das jeweilige Bauteil anpassen zu können. Darüber hinaus kann eine Kameraüberwachung des Belichtungsraums 1 und seiner Komponenten vorgesehen sein.The circuit and regulation of UV emitters 9 can be singly, in groups or completely; In particular, a dynamic and a programmed control of the luminous intensity and luminous intensity distribution within the exposure space 1 possible, depending on the exposure process to adjust the need for exposure to the respective component. In addition, a camera surveillance of the exposure room 1 and its components.

Weiterhin können die zwischen den UV-Strahlern 9 befindlichen Raumbegrenzungsflächen verspiegelt sein, um eine noch höhere Ausnutzung der UV-Strahlung zu erreichen.Furthermore, those between the UV lamps 9 be located mirrored areas to achieve even greater utilization of UV radiation.

Claims

UV exposure space ( 1 ) for the exposure of painted components, in particular of vehicles, with several UV lamps ( 9 ), characterized in that - the exposure space ( 1 ) a floor ( 2 ), A blanket ( three ), two side walls ( 4 . 5 ), a front wall ( 6 ) and a back wall ( 7 ), - that the ground ( 2 ), the ceiling ( three ), the two side walls ( 4 . 5 ), the front wall ( 6 ) and the back wall ( 7 ) each with several UV lamps ( 9 ) are equipped.

Exposure chamber according to claim 1, characterized in that the UV radiators ( 9 ) along the ground ( 2 ), the ceiling ( three ), the two side walls ( 4 . 5 ), the front wall ( 6 ) and the back wall ( 7 ) are distributed flat.

Exposure room according to claim 1 or 2, characterized in that the floor ( 2 ), the ceiling ( three ), the two side walls ( 4 . 5 ), the front wall ( 6 ) and the back wall ( 7 ) in each case with UV lamps ( 9 ) are equipped, that during operation of the UV lamp ( 9 ) each results in a surface UV radiation.

Exposure room according to one of claims 1 to 3, characterized in that the front wall ( 6 ) and / or the back wall ( 7 ) as a door or portal for loading the exposure space ( 1 ) is / are designed.

Exposure chamber according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the exposure space ( 1 ), especially in the ground ( 2 ), a conveyor ( 10 ) for loading the exposure space ( 1 ) is integrated.