DE102010012173B3 - Painted vehicle body e.g. bumper, drying device, has inlet gate including heating device by which atmosphere temperature is adjusted to chamber temperature, where atmosphere temperature is obtained in chamber - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere von lackierten Fahrzeugkarosserien, mit
- a) einem Trockentunnel, dessen Innenraum mit einem Inertgas befüllbar ist und in welchem im Betrieb eine Betriebstemperatur herrscht;
- b) einer Eingangsschleuse mit wenigstens einer Gasaustauschkammer, welche dem Trockentunnel vorgeschaltet ist und die innerhalb des Trockentunnels herrschende Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalatmosphäre trennt;
- c) einer Gas-Zuführeinrichtung, mittels welcher der Gasaustauschkammer Inertgas aus einem Inertgas-Reservoir zuführbar ist;
- d) einem Fördersystem, mittels welchem ein Gegenstand durch die Eingangsschleuse und durch den Trockentunnel förderbar ist.
- a) a drying tunnel, the interior of which is filled with an inert gas and in which an operating temperature prevails during operation;
- b) an entrance lock with at least one gas exchange chamber, which is connected upstream of the drying tunnel and separates the prevailing inside the drying tunnel inert gas atmosphere from the outer normal atmosphere;
- c) a gas supply device, by means of which the gas exchange chamber inert gas from an inert gas reservoir can be fed;
- d) a conveyor system by means of which an object can be conveyed through the entrance lock and through the drying tunnel.
Unter dem Begriff Trocknen ist vorliegend jede Art der Vernetzung, des Polymerisierens und des Aushärtens von Material zu verstehen, insbesondere das Aushärten eines Lackes durch Strahlung. Dabei soll eine hohe Oberflächengüte erreicht werden, wozu insbesondere ein gleichmäßig glatter Verlauf des Lackes an der Oberfläche zählt.The term drying is understood here to mean any type of crosslinking, polymerization and curing of material, in particular the curing of a coating by radiation. In this case, a high surface quality to be achieved, including in particular a smooth flow of the paint on the surface counts.
Eine Trockenvorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
Eine geringe Restsauerstoffmenge erlaubt größere Toleranzbereiche im Hinblick auf die einzuhaltenden Belichtungsparameter wie die spezifische Strahlungsleistung mW cm–2 und die spezifische Strahlungsenergie mJ cm–2, um eine qualitativ hochwertige Lackierung zu erhalten.A small residual oxygen quantity allows larger tolerance ranges with regard to the exposure parameters to be observed, such as the specific radiant power mW cm -2 and the specific radiant energy mJ cm -2 in order to obtain a high-quality coating.
Es werden vermehrt UV-Lacke zur Lackierung von Fahrzeugkarosserien und von Zubehörteilen, wie Stoßfängern, Hinterachsen und dergleichen, eingesetzt, bei denen eine optimale Härtung unter UV-Bestrahlung erzielt wird, wenn die Beschichtung vor und während der Bestrahlung eine höhere Temperatur zwischen 40°C und 120°C, bevorzugt zwischen 70°C und 100°C, hat. In dem Trockentunnel des UV-Trockners herrscht eine Betriebstemperatur, die jedoch durch dort vorhandene elektronische Komponenten nach oben begrenzt ist und in der Regel bei maximal 50°C bis 55°C liegt.Increasingly, UV lacquers are used for painting vehicle bodies and accessories, such as bumpers, rear axles and the like, in which optimum curing under UV irradiation is achieved if the coating has a higher temperature between 40 ° C. before and during the irradiation and 120 ° C, preferably between 70 ° C and 100 ° C. In the drying tunnel of the UV dryer, there is an operating temperature, which is limited by the existing electronic components up there and is usually at a maximum of 50 ° C to 55 ° C.
Üblicherweise wird eine mit einem solchen UV-Lack beschichtete Fahrzeugkarosserie in einem konventionellen thermischen Trockner auf diejenige Temperatur vorgeheizt, bei der der Lack am besten härtet, bevor sie in den Trockentunnel überführt wird.Usually, a vehicle body coated with such a UV varnish is preheated in a conventional thermal dryer to the temperature at which the varnish hardens best before it is transferred to the drying tunnel.
Die aufgeheizte Fahrzeugkarosserie muss jedoch von dem thermischen Trockner in den stets mit Inertgas gefüllten Trockentunnel des UV-Trockners bewegt werden, wozu sie zunächst dessen Eingangsschleuse durchfahren muss. In dieser herrscht zu Beginn des Schleusenvorgangs eine durch Umgebungsluft verunreinigte und gegenüber der Betriebstemperatur des UV-Trockners kühle Atmosphäre. Diese wird in einem Inertisierungsvorgang gegen eine bei bekannten Trocknern ebenfalls kühle Inertgasatmosphäre ausgetauscht.However, the heated vehicle body must be moved from the thermal dryer in the always filled with inert gas drying tunnel of the UV dryer, for which they must first pass through the entrance lock. In this prevails at the beginning of the lock operation contaminated by ambient air and compared to the operating temperature of the UV dryer cool atmosphere. This is exchanged in an inerting process against a well-known in dryers also cool inert gas atmosphere.
Dieser Atmosphärenaustausch in der Eingangsschleuse kann bis zu zwei Minuten dauern. In dieser Zeit kann die Fahrzeugkarosserie bzw. deren Beschichtung auf eine Temperatur abkühlen, bei der kein zufriedenstellendes Ergebnis bei der UV-Härtung mehr erzielt werden kann.This exchange of atmosphere in the entrance lock can take up to two minutes. During this time, the vehicle body or its coating can cool to a temperature at which no satisfactory result in the UV curing can be achieved.
Auch ein nachträgliches Wiedererwärmen der Fahrzeugkarosserie in der warmen Inertgasatmosphäre im Trockentunnel hilft in der Regel nicht weiter, da die zuvor abgekühlten Lacke ihre chemische Beständigkeit nach der UV-Härtung nicht vollständig erreichen und die resultierende Oberfläche nicht mit der gewünschten Güte erhalten werden kann.Also, a subsequent reheating of the vehicle body in the warm inert gas atmosphere in the drying tunnel usually does not help, since the previously cooled coatings do not fully reach their chemical resistance after UV curing and the resulting surface can not be obtained with the desired quality.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche diesen Schwierigkeiten Rechnung trägt.It is therefore an object of the invention to provide a device of the type mentioned, which takes into account these difficulties.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
- e) die Eingangsschleuse eine Heizeinrichtung umfasst, mittels welcher die Temperatur der in der Gasaustauschkammer herrschenden Atmosphäre auf eine Kammertemperatur einstellbar ist, die höher ist als die Temperatur der äußeren Normalatmosphäre.
- e) the entrance lock comprises a heating device, by means of which the temperature of the atmosphere prevailing in the gas exchange chamber is adjustable to a chamber temperature which is higher than the temperature of the external normal atmosphere.
Wenn die Temperatur der in der Gasaustauschkammer herrschende Atmosphäre durch diese Maßnahme rasch nach dem Einfahren der aufgeheizten Fahrzeugkarosserie in die Eingangsschleuse auf die gewünschte Temperatur gebracht wird, kann ein Abkühlen der Fahrzeugkarosserie auf eine zu niedrige Temperatur verhindert werden.If the temperature of the atmosphere prevailing in the gas exchange chamber is rapidly brought to the desired temperature by the measure after retracting the heated vehicle body into the entry lock, it is possible to prevent the vehicle body from cooling down to a temperature that is too low.
Dabei ist es günstig, wenn die Kammertemperatur größer als die Betriebstemperatur des Trockentunnels ist. Die maximale Betriebstemperatur im Trockentunnel kann gegebenenfalls unter der optimalen Härtungstemperatur der Beschichtung liegen. In diesem Fall kann die Kammertemperatur der Eingangsschleuse höher sein als die Betriebstemperatur des UV-Trockners. Wenn dann die UV-Härtung unmittelbar bei der Einfahrt des Gegenstandes in den Trockentunnel erfolgt, ist der Gegenstand noch im oberen, für die Trocknung optimalen Temperaturbereich, bevor er im Trockentunnel etwas abkühlt. It is advantageous if the chamber temperature is greater than the operating temperature of the drying tunnel. Optionally, the maximum operating temperature in the drying tunnel may be below the optimum curing temperature of the coating. In this case, the chamber temperature of the entrance lock may be higher than the operating temperature of the UV dryer. Then, if the UV curing takes place immediately at the entrance of the article in the drying tunnel, the object is still in the upper, optimal for drying temperature range, before it cools in the drying tunnel something.
Es ist besonderes vorteilhaft, wenn die Gas-Zuführeinrichtung die Heizeinrichtung wenigstens teilweise umfasst, so dass die Temperatur des Inertgases mittels der Heizeinrichtung einstellbar ist, bevor es in die Gasaustauschkammer gelangt. Hierdurch wird der Gasaustauschkammer sofort Inertgas mit der gewünschten Temperatur zugeführt, wodurch die Zeitspanne bis zum Erreichen einer ausreichend warmen Inertgasatmosphäre in der Gasaustauschkammer nochmals verkürzt wird.It is particularly advantageous if the gas supply device comprises the heating device at least partially, so that the temperature of the inert gas is adjustable by means of the heater before it enters the gas exchange chamber. As a result, the gas exchange chamber is immediately supplied with inert gas at the desired temperature, whereby the time until reaching a sufficiently warm inert gas in the gas exchange chamber is further shortened.
Das Inertgas kann auf technisch günstige Weise erwärmt werden, wenn die Heizeinrichtung wenigstens ein Heizaggregat, insbesondere in Form eines Wärmetauschers, umfasst, welches im Strömungsweg des Inertgases vom Inertgas-Reservoir in Richtung auf die Gasaustauschkammer angeordnet ist.The inert gas can be heated in a technically favorable manner if the heating device comprises at least one heating unit, in particular in the form of a heat exchanger, which is arranged in the flow path of the inert gas from the inert gas reservoir in the direction of the gas exchange chamber.
Alternativ oder zusätzlich kann die Heizeinrichtung wenigstens ein Heizaggregat umfassen, welches in der Gasaustauschkammer angeordnet ist.Alternatively or additionally, the heating device may comprise at least one heating unit, which is arranged in the gas exchange chamber.
Wenn das wenigstens eine in der Gasaustauschkammer angeordnete Heizaggregat ein Gasbrenner ist, dessen Brennerraum Atmosphäre aus der Gasaustauschkammer zuführbar ist, kann der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre der Gasaustauschkammer schon verringert und die Atmosphäre auf eine geeignetere Temperatur gebracht werden, ohne dass erwärmtes Intergas in die Gasaustauschkammer gefördert wird. Vorzugsweise wird die in der Brennkammer des Gasbrenners verbrannte Atmosphäre wieder in die Gasaustauschkammer zurückgeführt. Dies kann schon geschehen, während der Gegenstand in die Eingangsschleuse eingebracht wird.If the at least one heating unit arranged in the gas exchange chamber is a gas burner whose combustion chamber atmosphere can be supplied from the gas exchange chamber, the oxygen content in the atmosphere of the gas exchange chamber can already be reduced and the atmosphere can be brought to a more suitable temperature without heated intergas being conveyed into the gas exchange chamber becomes. Preferably, the burned in the combustion chamber of the gas burner atmosphere is returned to the gas exchange chamber. This can already happen while the article is being introduced into the entrance lock.
Wenn dem Brennerraum des Gasbrenners wahlweise Atmosphäre aus der Gasaustauschkammer oder äußere Normalatmosphäre zugeführt werden kann, kann der Gasbrenner auch noch betrieben werden, wenn der in der Atmosphäre der Gasaustauschkammer vorliegende Sauerstoffgehalt hierzu nicht mehr ausreicht.If the burner chamber of the gas burner can optionally be supplied with atmosphere from the gas exchange chamber or external normal atmosphere, the gas burner can also be operated when the oxygen content present in the atmosphere of the gas exchange chamber is no longer sufficient for this purpose.
Um eine gleichmäßige Temperaturverteilung und einen raschen Temperaturausgleich innerhalb der Gasaustauschkammer zu erhalten, ist es günstig, wenn die in der Gasaustauschkammer vorliegende Atmosphäre mittels einer Umwälzeinrichtung umwälzbar ist. Dies ist insbesondere bei der Trocknung von Gegenständen wie Fahrzeugkarosserien vorteilhaft, die ein großes Volumen haben und eine Vielzahl von Hohlräumen aufweisen.In order to obtain a uniform temperature distribution and a rapid temperature compensation within the gas exchange chamber, it is advantageous if the atmosphere present in the gas exchange chamber can be recirculated by means of a circulation device. This is particularly advantageous in the drying of objects such as vehicle bodies, which have a large volume and have a plurality of cavities.
Um die gewünschte Temperatur der Inertgasatmosphäre in der Gasaustauschkammer auch bei deren Umwälzen zu halten, kann vorteilhaft im Strömungsweg der umgewälzten Atmosphäre eine Heizeinrichtung angeordnet sein.In order to maintain the desired temperature of the inert gas atmosphere in the gas exchange chamber during their circulation, can advantageously be arranged in the flow path of the circulated atmosphere, a heating device.
Wenn der Strömungsweg der umgewälzten Atmosphäre der Gasaustauschkammer wenigstens bereichsweise mit dem Strömungsweg des aus dem Inertgas-Reservoir kommenden Inertgases zusammenfällt, kann beispielsweise die gleiche Heizeinrichtung zum Erwärmen der umgewälzten Atmosphäre genutzt werden, die zum Erwärmen des aus dem Inertgas-Reservoir zugeführten Intergases verwendet wird.For example, when the flow path of the recirculated atmosphere of the gas exchange chamber coincides with the flow path of the inert gas from the inert gas reservoir, the same heater may be used for heating the circulating atmosphere used for heating the intergas supplied from the inert gas reservoir.
Wenn eine Umwälzeinrichtung vorgesehen ist, ist es im Hinblick auf den Gasbrenner günstig, wenn diesem umgewälzte Atmosphäre zugeführt werden kann.If a circulation device is provided, it is favorable with regard to the gas burner, if it can be supplied to this circulated atmosphere.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:An embodiment of the invention will be explained below with reference to the drawings. In these show:
Die Fahrzeugkarosserien
Der thermische Trockner
Der UV-Trockner
Der Trockentunnel
In entsprechender Weise ist auf der gegenüberliegenden Seite des Trockentunnels
Nahe an dem Eingangsschleusentor
Insgesamt ist der Bereich des Trockentunnels
Die Gasaustauschkammer
In dem Gehäuse
Die Einlassöffnung
Die Strömungsleitung
Als Heizeinrichtung für Inertgas ist ein Heizaggregat in Form eines Wärmetauschers
Zwischen der Mündungsstelle
Der oben beschriebene UV-Trockner
Als Ausgangssituation sei davon ausgegangen, dass sich weder im Trockentunnel
Zunächst wird eine zu trocknende Fahrzeugkarosserie
Dann werden das Ausgangstor
Das Eingangsschleusentor
Die Wärmetauscherschlange
Das Inertgas-Reservoir
Der Wärmetauscher
Die in der Gasaustauschkammer
Der Sauerstoffanteil der in der Gasaustauschkammer
Wenn in der Gasaustauschkammer
Die nun in der Gasaustauschkammer
Somit bilden die Strömungsleitung
Nun wird das Tunneleingangstor
Wenn die Fahrzeugkarosserie
Die sich nunmehr im Trockentunnel
Bei einer Abwandlung können anstelle des Wärmetauschers
In
Deren nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehene Brennerräume kommunizieren über Verteilerleitungen
In der Zentralleitung
Zwischen dem Gebläse
Die Sauerstoffkonzentration der durch die Strömungsleitung
Wenn nun eine aus dem thermischen Trockner
Somit wird die in der Gasaustauschkammer
Die umgewälzte Atmosphäre aus der Gasaustauschkammer
Durch die Gasbrenner
Durch die Messeinrichtung
Darüber hinaus wird dann das Klappenventil
Die Wärmetauscherschlange
Der weitere Inertisierungsvorgang und der sich daran anschließende Trockenvorgang erfolgen nun in derselben Art und Weise, wie es oben zum Ausführungsbeispiel nach
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