DE102010021209A1 - Lackaufbringungsvorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer Lackaufbringungsvorrichtung - Google Patents

Lackaufbringungsvorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer Lackaufbringungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Lackaufbringungsvorrichtung, die in einer Lackierkabine (1) angeordnete Lackaufbringungsmittel aufweist, denen ein Lack zugeführt wird, der zumindest eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfasst, wobei mindestens eine Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) erfasst wird, das Mischungsverhältnis der Komponenten des Lacks in Abhängigkeit von der mindestens einen in der Lackierkabine (1) erfassten Klimakenngröße geregelt wird und mindestens eine Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) so geregelt wird, dass eine möglichst kleine Energiemenge für die Klimatisierung der Lackierkabine (1) verbraucht wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Lackaufbringungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Lackaufbringungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • Ein Verfahren und eine Lackaufbringungsvorrichtung der vorgenannten Art sind aus der DE 31 35 721 C2 bekannt. In dieser Patenschrift wird ein Verfahren zur Anpassung der Viskosität des zu verarbeitenden Lackes unter Berücksichtigung der zu erzielenden Oberflächeneigenschaften beschrieben. Hierbei wird die Viskosität eines bereits mit einem gewissen Anteil von Lösungsmittel gemischten Lackes durch weitere Zugabe von Lösungsmittel kurz vor der Applikation neu eingestellt. Die Veränderung der Menge an weiterem Lösungsmittel kann manuell oder auch in Abhängigkeit von der Temperatur und der relativen Feuchte in der Lackierkabine erfolgen. Als Lösungsmittel kann Wasser verwendet werden.
  • Als nachteilig hierbei erweist es sich, dass kein Einfluss auf die Klimabedingungen in der Lackierkabine genommen wird. Dies kann bei hohen Temperaturen und hohen relativen Feuchtigkeiten der Außenluft zu Klimabedingungen in der Lackierkabine führen, die sich als nachteilig für den Lackierprozess auswirken können. Dies kann unter Umständen bei der Applikation des Lackes sogar zu Fehlern in der Oberfläche führen, die mitunter so gravierend sein können, dass die Produktion eingestellt werden muss.
  • Aus der DE 41 14867 C2 und der DE 10 2006 037 127 B4 ist es bekannt, im Lackierverfahren die Werte für Temperatur und relative Feuchte möglichst stabil zu halten, um eventuelle Probleme mit der Oberflächenqualität zu verhindern. Die in diesen Druckschriften beschriebenen Verfahren versuchen, die Temperatur und die relative Feuchtigkeit in der Lackierkabine, auch bei sich stark verändernden Außenluftkonditionen, möglichst konstant zu halten. In diesen Patenschriften wird weiterhin der Aufbau der Lüftungsaggregate und der Aufbau beziehungsweise die Funktionsweise der dazugehörenden Regelungstechnik beschrieben.
  • Bei den in der DE 41 14867 C2 und der DE 10 2006 037 127 B4 beschriebenen Verfahren wird die Außenluft zu jedem Zeitpunkt des Anlagenbetriebes auf vorher eingestellte statische Sollwerte für Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit konditioniert. Hierbei werden die aktuellen Konditionen der Außenluft nicht berücksichtigt. Dadurch kommt es bei größeren Lackieranlagen, die je nach Größe der Lackierkabine einen Luftvolumenstrom von bis zu 300.000 m3/h benötigen können, zu erheblichen Betriebskosten. Des Weiteren wird aufgrund der hohen Betriebskosten und auch der erheblichen Mehrinvestition bei vielen Anlagen zur Luftkonditionierung völlig auf eine Kühlfunktion verzichtet. Dadurch können bei hohen Temperaturen und hohen relativen Feuchtigkeiten der Außenluft die eingestellten Werte für die Lackierkabine nicht mehr erreicht werden. Auch in diesen Fällen können bei der Applikation des Lackes Fehler in der Oberfläche auftreten, die mitunter so gravierend sein können, dass die Produktion eingestellt werden muss.
  • Auf dem Markt erhältliche Lacke haben die wesentliche Eigenschaft, innerhalb eines Klimafensters optimal aufgetragen werden zu können. Die Lackaufbringungsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik nutzen die Möglichkeiten, die durch dieses Klimafenster ermöglicht werden, nicht aus. Möglichkeiten zur Optimierung des Energieeinsatzes werden dadurch ausgelassen. Die Viskosität des Lackes beziehungsweise das Mischungsverhältnis der Komponenten des Lacks, wie beispielsweise das Verhältnis von VE-Wasser (voll entsalztes Wasser) zum Stammlack, wird in der Regel zu Beginn der Produktion auf den vom Lackhersteller angegebenen Wert eingestellt. Diese Einstellung wird gemäß dem Stand der Technik im Laufe der Produktion nur dann angepasst, wenn es zu Problemen im Lackauftrag kommt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Lackaufbringungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu bilden, dass bei vergleichsweise geringen Betriebskosten eine hohe Oberflächenqualität des lackierten Werkstückes erreicht werden kann.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Lackaufbringungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 10 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass mindestens eine Klimakenngröße in der Lackierkabine so geregelt wird, dass eine möglichst kleine Energiemenge für die Klimatisierung der Lackierkabine verbraucht wird. Auf diese Weise können die Kosten für die Klimatisierung reduziert werden, wobei das Klimafenster, in dem der Lack optimal aufgetragen werden kann, bei der Regelung berücksichtigt werden kann.
  • Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die mindestens eine Klimakenngröße in der Lackierkabine in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis der Komponenten des Lacks geregelt wird. Somit wird einerseits das Mischungsverhältnis des Lacks an die Klimabedingungen in der Lackierkabine angepasst und andererseits wird das Klima in der Lackierkabine unter Berücksichtigung des Mischungsverhältnisses beeinflusst. Damit wird bei variablen Klimabedingungen in der Lackierkabine eine gleichbleibend hohe Oberflächenqualität des lackierten Werkstückes ermöglicht. Insbesondere werden dabei diese variablen Klimabedingungen für den möglichen Arbeitsbereich der Dosiertechnik und des verwendeten Lackes bewusst herbei geführt. Dadurch werden die Betriebskosten bei gleichbleibender Oberflächenqualität erheblich gesenkt. Zusätzlich bleibt durch das erfindungsgemäße Verfahren bei Anlagen ohne Kühlfunktion auch bei hohen Temperaturen und einer hohen relativen Feuchte die Verarbeitungsfähigkeit der Lacke gewährleistet.
  • Es kann dabei vorgesehen sein, dass die mindestens eine erfasste Klimakenngröße die Temperatur und/oder die relative Feuchtigkeit in der Lackierkabine ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine in der Lackierkabine geregelte Klimakenngröße die Temperatur und/oder die relative Feuchtigkeit ist. Dabei kann die Regelung der mindestens einen Klimakenngröße in der Lackierkabine über die Konditionierung der Zuluft zu der Lackierkabine erfolgen. Insbesondere kann dabei die Regelung der mindestens einen Klimakenngröße in der Lackierkabine derart erfolgt, dass der Energieeinsatz für die Zuluftkonditionierung der Lackierkabine minimal ist.
  • Die durch diese Maßnahmen erreichten Vorteile liegen auf der einen Seite in den stark reduzierten Energiekosten für die Lackierung bei gleichbleibender Qualität. Dadurch wird auch eine erhebliche Reduzierung des CO2-Emission von Lackierbetrieben erreicht. Auf der anderen Seite ergibt sich zusätzlich zu den Einsparungen bei den Betriebskosten eine größere Prozesssicherheit und eine höhere Anlagenverfügbarkeit.
  • Die Prozesssicherheit erhöht sich durch die Zusammenführung der Anlagentechnik, die die Zuluft zur Lackierkabine konditioniert, und der Applikationstechnik, die das Mischungsverhältnis des Lacks regelt, sowie der durch die Wechselwirkung ermöglichten Kompensation von Abweichungen in einem dieser beiden Bereiche. Diese beiden Bereiche arbeiteten bis heute in jeder Lackieranlage als streng getrennte Systeme nebeneinander.
  • Die höhere Anlagenverfügbarkeit resultiert aus dem durch dieses Verfahren stark erweiterbaren Verarbeitungsfenster der Lacke und der daraus resultierenden Möglichkeit diese Lacke auch bei extremeren Außenluft-Konditionen problemlos zu verarbeiten. Dabei kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Kenngröße der als Zuluft zur Lackierkabine verwendeten Außenluft erfasst und bei der Regelung der mindestens einen Klimakenngröße in der Lackierkabine mitberücksichtigt wird. Besondere Bedeutung liegt hierbei auf heißen und feuchten Sommertagen an denen eine qualitätsgerechte Lackierung in den meisten Lackieranlagen beispielweise aufgrund einer fehlenden Kühlfunktion in der Vergangenheit nicht mehr möglich war. Zusätzlich können bei Neuanlagen bei Einsatz dieses Verfahrens die Investitionskosten zu einem gewissen Teil reduziert werden, da die vorzuhaltenden Leistungen beispielsweise für das Heizen und Befeuchten sowie eventuell auch für das Kühlen geringer gewählt werden können.
  • Gemäß Anspruch 10 ist vorgesehen, dass die Lackaufbringungsvorrichtung weitere Steuermittel umfasst, die mindestens eine Klimakenngröße in der Lackierkabine so regeln können, dass eine möglichst kleine Energiemenge für die Klimatisierung der Lackierkabine verbraucht wird.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass die weiteren Steuermittel und die ersten Steuermittel in regelmäßigem, insbesondere ständigem Datenaustausch miteinander stehen. Beispielsweise können weitere Steuermittel, wie beispielsweise ein Leitrechner, vorgesehen sein, die einerseits die weiteren Steuermittel für die Regelung des Klimas in der Lackierkabine und andererseits die ersten Steuermittel ansteuern können.
  • Der Lack kann als Zweikomponentenlack oder als Drei- oder Mehrkomponentenlack ausgeführt sein. Der Lack kann beispielsweise als erste Komponente einen Stammlack und als zweite Komponente ein Lösungsmittel wie beispielsweise Wasser, insbesondere VE-Wasser aufweisen. Es besteht zusätzlich die Möglichkeit, dass der Lack als dritte Komponente einen Härter aufweist.
  • Im Nachfolgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen detailliert beschrieben. Darin zeigen
  • 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Lackiervorrichtung, die ein Steuerkonzept für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht;
  • 2 ein Diagramm, das beispielhaft eine Dampfdruckdifferenz in der Lackierkabine verdeutlicht;
  • 3 ein 2 entsprechendes Diagramm, das beispielhaft zwei dynamische Sollwertberechnungen verdeutlicht;
  • 4 ein 2 entsprechendes Diagramm, das beispielhaft die Berücksichtigung einer Wärmerückgewinnung verdeutlicht.
  • Das aus 1 ersichtliche Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lackaufbringungsvorrichtung umfasst eine Lackierkabine 1, in der nicht abgebildete Lackaufbringungsmittel wie beispielsweise eine an einem Roboter angebrachte Lackierpistole angeordnet sind. Der Lackierkabine 1 wird über eine Zuluftanlage 2 Außenluft 3 zugeführt. Die Zuluftanlage 2 kann die Außenluft 3 heizen und beispielsweise auch kühlen sowie die relative Feuchtigkeit der Zuluft verändern.
  • Die Lackaufbringungsvorrichtung umfasst weiterhin erste Steuermittel 4 für die Dosierung des Lacks und die Zuführung des Lacks zu den Lackaufbringungsmitteln. Dabei ist der Lack im abgebildeten Ausführungsbeispiel ein Dreikomponentenlack. Er weist als erste Komponente einen Stammlack, als zweite Komponente VE-Wasser und als dritte Komponente einen Härter auf. In 1 sind Zuführleitungen 5, 6, 7 für den Stammlack, den Härter und das VE-Wasser angedeutet.
  • Weiterhin sind mit den Zuführleitungen 5, 6, 7 verbundene Pumpen 8, 9, 10 für den Stammlack, den Harter und das VE-Wasser angedeutet, die ein gezieltes Dosieren der einzelnen Komponenten erlauben. Ausgangsseitig sind die Pumpen 8, 9, 10 mit einer Zuführleitung 11 verbunden, die den gemischten Lack den Lackaufbringungsmitteln zuführen können.
  • Die Pumpen 8, 9, 10 werden über schematisch angedeutete Schnittstellen 12, 13, 14 von den ersten Steuermitteln 4 angesteuert. Insbesondere werden dabei von den ersten Steuermitteln 4 Drehzahlvorgaben an die Pumpen 8, 9, 10 übermittelt.
  • Die Lackaufbringungsvorrichtung umfasst erste Sensormittel 15, die mindestens eine Klimakenngröße, vorzugsweise die Temperatur und die relative Feuchtigkeit in der Lackierkabine 1 und/oder in der Zuluft zu der Lackierkabine 1 erfassen können. Weiterhin umfasst die Lackaufbringungsvorrichtung weiterhin zweite Sensormittel 16, die mindestens eine Klimakenngröße, vorzugsweise die Temperatur und die relative Feuchtigkeit in der Außenluft 3 erfassen können, bevor diese in die Zuluftanlage 2 eintritt.
  • Die Lackaufbringungsvorrichtung umfasst als Anlagensteuerung ausgebildete zweite Steuermittel 17, die zur Steuerung der Zuluftanlage 2 dienen. Die zweiten Steuermittel 17 können in Abhängigkeit von vorgegebenen Sollwerten für die Temperatur und die Feuchtigkeit die Zuluftanlage 2 über eine schematisch angedeutete Schnittstelle 18 ansteuern.
  • Die Lackaufbringungsvorrichtung umfasst weiterhin beispielsweise als Leitrechner ausgebildete dritte Steuermittel 19, die einerseits mit den ersten und den zweiten Steuermitteln 4, 17 über schematisch angedeutete Schnittstellen 20, 21 verbunden sind. Dabei können die dritten Steuermittel 19 Sollwerte für die Zuluft und weitere Steuersignale an die zweiten Steuermittel 17 übermitteln und von diesen Status- und Alarmmeldungen aus der Zuluftanlage 2 empfangen. Weiterhin können die dritten Steuermittel 19 Sollwerte für das Mischungsverhältnis der einzelnen Komponenten des Lacks an die ersten Steuermittel 4 übermitteln und von diesen Status- und Alarmmeldungen sowie den Istwert des Mischungsverhältnisses empfangen.
  • Weiterhin können die ersten Sensormittel 15 über eine schematisch angedeutete Schnittstelle 22 Istwerte der Zuluft und/oder der Luft in der Lackierkabine 1 und die zweiten Sensormittel 16 über eine schematisch angedeutete Schnittstelle 23 die Istwerte der Außenluft 3 an die dritten Steuermittel 19 übermitteln.
  • Die dritten Steuermittel 19 können insbesondere die Dosiertechnik auf einem Bildschirm visualisieren. Weiterhin bieten sie die Möglichkeit, die Klimatisierung der Lackierkabine dynamisch zu regeln.
  • 2 verdeutlicht die Dampfdruckdifferenz zwischen dem Dampfdruck eines zur Verdeutlichung herausgegriffenen Referenzpunktes 24 und dem Sättigungsdampfdruck 25 bei gleicher Temperatur. In 2 ist nach oben die Temperatur und nach rechts der absolute Wassergehalt der Luft bei einem Luftdruck von 1.013,3 hPa aufgetragen.
  • Die mit Prozentangaben (5%, 10%, ..., 100%) versehene Kurvenschar stellt die Kurven konstanter relativer Feuchtigkeit dar. Beispielsweise ist mit dem Bezugszeichen 26 die Kurve bezeichnet, die 100% relative Feuchtigkeit der Luft veranschaulicht. Der Sättigungsdampfdruck 25 liegt auf der Kurve 26. Weiterhin sind noch die Enthalpie und die Dichte der Luft veranschaulicht.
  • Mit dem Bezugszeichen 27 ist ein Pfeil versehen, der der Dampfdruckdifferenz zwischen dem Referenzpunktes 24 und dem Sättigungsdampfdruck 25 bei gleicher Temperatur entspricht. Die Dampfdruckdifferenz wird auch als Sättigungsdefizit bezeichnet.
  • Im Folgenden soll ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens detailliert beschrieben werden.
  • Bei dem beispielhaft beschriebenen Verfahren wird als Grundlage zur Berechnung der VE-Wasser-Dosierung die Dampfdruckdifferenz herangezogen. Die Dampfdruckdifferenz ist ein Maß für das Bestreben der aktuellen Luftkondition in der Lackierkabine 1 noch weitere Feuchtigkeit aufzunehmen. Diese Feuchtigkeit wird dem von den Lackaufbringungsmitteln abgegebenen Spritzstrahl entnommen.
  • Um den Feuchtigkeitsgehalt des aufgetragenen Lackfilms konstant zu halten muss beispielsweise bei einem höheren Feuchtigkeitsübergang vom Spritzstrahl zu Kabinenluft entsprechend mehr Wasser hinzu dosiert werden.
  • Zur Berechnung des Sollwertes zur VE-Wasser-Dosierung bei variablen Klimabedingungen muss das Sättigungsdefizit bei Referenzbedingungen bekannt sein. Hierfür werden folgende Angaben benötigt:
    • – Die Temperatur t der Luft in der Lackierkabine 1 bei Referenzbedingung in °C.
    • – Die relative Feuchtigkeit rF der Luft in der Lackierkabine 1 bei Referenzbedingung in %.
    • – Die VE-Wasser-Dosierung %VE bei Referenzbedingung in %.
  • Diese Angaben sind in der Regel den Verarbeitungshinweisen der Lackhersteller zu entnehmen. Anhand dieser Angaben wird das Verhältnis VE-Wasser-Dosierung zu Sättigungsdefizit x bei Referenzbedingungen in %/Pa berechnet. Zur Berechnung kann folgende Formel 1 verwendet werden:
    Figure 00110001
  • Anhand dieses Verhältnisses und den aktuellen Werten für Temperatur (tIst) und relative Feuchtigkeit (rFist) in der Lackierkabine 1 kann nun jederzeit die zu diesen Werten gehörende Menge an VE-Wasser berechnet werden. Zur Berechnung kann folgende Formel 2 verwendet werden:
    Figure 00110002
  • Die Gesamtmenge an dosiertem Lackmaterial wird durch die ersten Steuermittel 4 selbstständig an die verändertere VE-Wasser-Dosierung angepasst. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Trockenschichtdicke auf dem Bauteil konstant bleibt.
  • In den technischen Datenblättern der Lacke wird ein Verarbeitungsfenster angegeben. Das Verarbeitungsfenster bezeichnet die maximale und minimale Temperatur und die maximale und minimale relative Feuchte bei der der Lack verarbeitet werden kann. Eine Verarbeitung des Lackes in einem Standard-Verarbeitungsfenster ist jederzeit möglich. Die Möglichkeit der Verarbeitung in einem erweiterten Verarbeitungsfenster ist abhängig von der Auslegung der Dosierorgane und der Applikationstechnik. Die Werte für das gewählte Verarbeitungsfenster werden den dritten Steuermitteln 19 vorgegeben. Aus diesen Werten und der aktuellen Kondition der Außenluft 3 berechnen die dritten Steuermittel 19 unter Berücksichtigung der Konfiguration der Zuluftanlage 2 den energetisch und monetär günstigsten Sollwert für die Konditionierung der Zuluft zur Lackierkabine 1.
  • Für diese Funktion der dynamischen Klimaregelung nutzen die dritten Steuermittel 19 die von den zweiten Sensormitteln 16 erfassten Werte der aktuelle Temperatur und aktuellen relativen Feuchtigkeit der Außenluft 3. Bei der Berechnung des dynamischen Sollwertes werden eventuelle Wärmerückgewinnungssysteme und Mindeststellgrößen der einzelnen Prozessglieder berücksichtigt.
  • 3 zeigt zwei Beispiele für eine dynamische Sollwertberechnung. Dabei wird in einem ersten Beispiel angegeben, wie von einem ersten Zustandspunkt 28 der Außenluft durch einen ersten Prozessschritt 29, der einem Heizen entspricht, und einem zweiten Prozessschritt 30 der einem Befeuchten entspricht, in das Verarbeitungsfenster 31 gelangt werden kann. In einem zweiten Beispiel wird angegeben, wie von einem zweiten Zustandspunkt 32 der Außenluft durch einen dritten Prozessschritt 33, der einem Abkühlen entspricht, und einem vierten Prozessschritt 34 der einem Heizen entspricht, in das Verarbeitungsfenster 31 gelangt werden kann. Insbesondere wird dabei versucht, den Prozessschritt Heizen zu minimieren.
  • Der berechnete dynamische Sollwert wird über eine Schnittstelle 20 an die zweiten Steuermittel 17 zur Regelung der Zuluftanlage 2 übergeben. Die zweiten Steuermittel 17 versuchen dann den Sollwert möglichst optimal einzuregeln.
  • Die aktuelle Kondition der Luft in der Lackierkabine 1 wird dabei durch die ersten Sensormittel 15 erfasst und den dritten Steuermitteln 19 zur Berechnung der zu dosierenden VE-Wasser-Menge übergeben. Das Ergebnis der Berechnung wird an die ersten Steuermittel 4 übergeben.
  • Zwischen den ersten Steuermitteln 4, die der Steuerung der Dosiertechnik dienen, und den dritten Steuermitteln 19, die der dynamischen Klimaregelung dienen, erfolgt ein ständiger Datenaustausch. Die aktuellen Istwerte der Luft in der Lackierkabine 1 werden regelmäßig an die ersten Steuermittel 4 übermittelt, damit hier der Sollwert für die VE-Wasser-Dosierung berechnet werden kann. Die ersten Steuermittel 4 geben Rückmeldungen über den aktuellen Status der Dosier-Organe an die dritten Steuermittel 19.
  • Sollte es an der durch die ersten Steuermittel 4 realisierten Dosier-Steuerung zu Störungen kommen, die das Einhalten des vorgegebenen Mischungsverhältnisses nicht mehr ermöglichen, wird eine Meldung an die dritten Steuermittel 19 übermittelt. Die dritten Steuermittel 19 reduzieren daraufhin das Verarbeitungsfenster in seiner Ausdehnung. Somit wird gewährleistet, dass das Gesamtsystem immer mit dem niedrigsten möglichen Energieeinsatz für die Zuluftkonditionierung betrieben wird, bei gleichzeitig maximaler Verfügbarkeit und optimaler Oberflächenqualität.
  • Aus 4 ist ein innerhalb des Verarbeitungsfensters 31 angeordneter Anfangssollwert 35 für einen Klimazustand in der Lackierkabine 1 ersichtlich. Zu diesem Anfangssollwert 35 korrespondiert ein Anfangsistwert 36 des aktuellen Klimazustands in der Lackierkabine 1. Weiterhin sind ein zu dem Anfangssollwert 35 und dem Anfangsistwert 36 korrespondierender erster Zustandspunkt 37 der Außenluft und ein zu dem Anfangssollwert 35 und dem Anfangsistwert 36 korrespondierender erster Zustandspunkt 38 der Zuluft abgebildet.
  • Die Zuluft ist in dem in 4 abgebildeten Fall bereits durch einen von einem Wärmerückgewinnungssystem umfassten Rotationswärmetauscher hindurch geströmt, in dem sie Wärme von der Abluft aufnehmen kann. 4 verdeutlicht, wie durch die Erhöhung der Drehzahl des Rotationswärmetauschers die an die Zuluft abgegebenen Wärmemenge erhöht werden kann. Die sich an den ersten Zustandspunkt 38 der Zuluft nach Wärmerückgewinnung anschließenden Zustandspunkte 39 spiegeln die Aufheizung der Zuluft wieder. Diese Aufheizung erfolgt bei sich kaum verändernden Klimabedingungen der Außenluft, wie den Zustandspunkten 40 entnehmbar ist.
  • Durch die Erhöhung der Drehzahl des Rotationswärmetauschers und die damit verbundene Aufheizung der Zuluft werden die Istwerte 41 des aktuellen Klimazustands in der Lackierkabine 1 in das Verarbeitungsfenster 31 verschoben. Gleichzeitig müssen dabei aber die Sollwerte 42 für den Klimazustand in der Lackierkabine 1 hinsichtlich der Temperatur kaum erhöht werden.
  • Bei der Berechnung der dynamischen Sollwerte wird somit das Wärmerückgewinnungssystem dergestalt berücksichtigt, dass beispielsweise ein Aufheizen der Zuluft weitgehend vermieden wird beziehungsweise durch das Wärmerückgewinnungssystem erfolgt.
  • Insgesamt stellt das Ausführungsbeispiel somit ein Verfahren zur Anpassung der Viskosität von Wasserlacksystemen in Abhängigkeit von der Temperatur und der relativen Feuchtigkeit innerhalb von Lackierkabinen dar, dass bei gleichzeitig einen minimalen Energieeinsatz gewährleistet und die vorgegebenen Qualitätsparameter einhält. Dabei können sich die Klimabedingungen innerhalb der Lackierkabine 1 in Abhängigkeit von den Außenbedingungen während des Lackierbetriebes ändern und die daraus entstehenden Veränderungen des Lackauftragsverhaltens durch eine Nachdosierung einzelner Lackkomponenten, insbesondere des zugemischten VE-Wassers in Abhängigkeit von der Dampfdruckdifferenz kompensiert werden. Die Klimatisierung der Zuluft der Lackierkabine 1 erfolgt bevorzugt unter Berücksichtigung des minimalen Energieeinsatzes. Das Verfahren führt die unabhängigen Anlagenteile Zuluftaufbereitung und Lackdosierung zusammen und gleicht Prozessschwankungen in dem einen Prozess durch eine Änderung der Parameter des anderen Prozesses bis zum jeweils möglichen Grenzwert aus. Bei Erreichen des Grenzwertes eines der beiden Prozesse wird das Toleranzfenster des anderen Prozesses zur Einhaltung der vorgegebenen Lackierqualität eingeschränkt, so dass das geforderte Lackierergebnis prozesssicher erreicht wird. Die Steuerung der jeweiligen Prozesse erfolgt insbesondere automatisiert mit Hilfe von elektronischen Rechnern.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3135721 C2 [0002]
    • DE 4114867 C2 [0004, 0005]
    • DE 102006037127 B4 [0004, 0005]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Lackaufbringungsvorrichtung, die in einer Lackierkabine (1) angeordnete Lackaufbringungsmittel aufweist, denen ein Lack zugeführt wird, der zumindest eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfasst, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Es wird mindestens eine Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) erfasst, – das Mischungsverhältnis der Komponenten des Lacks wird in Abhängigkeit von der mindestens einen in der Lackierkabine (1) erfassten Klimakenngröße geregelt, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens eine Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) so geregelt wird, dass eine möglichst kleine Energiemenge für die Klimatisierung der Lackierkabine (1) verbraucht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis der Komponenten des Lacks geregelt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erfasste Klimakenngröße die Temperatur und/oder die relative Feuchtigkeit in der Lackierkabine (1) ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine in der Lackierkabine (1) geregelte Klimakenngröße die Temperatur und/oder die relative Feuchtigkeit ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der mindestens einen Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) über die Konditionierung der Zuluft zu der Lackierkabine (1) erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der mindestens einen Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) derart erfolgt, dass der Energieeinsatz für die Zuluftkonditionierung der Lackierkabine (1) minimal ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kenngröße der als Zuluft zur Lackierkabine (1) verwendeten Außenluft (3) erfasst und bei der Regelung der mindestens einen Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) mitberücksichtigt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine in der Außenluft (3) erfasste Klimakenngröße die Temperatur und/oder die relative Feuchtigkeit der Außenluft ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackaufbringungsvorrichtung ein Wärmerückgewinnungssystem umfasst, das bei der Regelung der mindestens einen Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) mitberücksichtigt wird.
  10. Lackaufbringungsvorrichtung, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend – eine Lackierkabine (1), – in der Lackierkabine (1) angeordnete Lackaufbringungsmittel, denen ein Lack zugeführt werden kann, der zumindest eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfasst, – Sensormittel (15) zur Erfassung mindestens einer Klimakenngröße in der Lackierkabine (1), – erste Steuermittel (4), die in Abhängigkeit von der mindestens einen erfassten Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) das Mischungsverhältnis der Komponenten des Lacks regeln können, dadurch gekennzeichnet, dass – die Lackaufbringungsvorrichtung weitere Steuermittel (17, 19) umfasst, die mindestens eine Klimakenngröße in der Lackierkabine (1) so regeln können, dass eine möglichst kleine Energiemenge für die Klimatisierung der Lackierkabine (1) verbraucht wird.
  11. Lackaufbringungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Steuermittel (4) und die weiteren Steuermittel (17, 19) in regelmäßigem, insbesondere ständigem Datenaustausch miteinander stehen.
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