DE102018115235A1

DE102018115235A1 - Durchlauftrockenanlage und Verfahren zum Trocknen von Werkstücken

Info

Publication number: DE102018115235A1
Application number: DE102018115235.3A
Authority: DE
Inventors: Jonas Burkart
Original assignee: Eisenmann SE
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2020-01-02
Also published as: EP3719430A1; CN110624796A; US20190390905A1

Abstract

Durchlauftrockenanlage (10) zum Trocknen von Werkstücken (12), insbesondere von Fahrzeugkarosserien, mit einer von einem ersten Gehäuse (14) umgebenen Heizzone (16), in der die Werkstücke (12) auf eine Temperatur T1 aufheizbar sind, und mit einer von einem zweiten Gehäuse (18) umgebenen Kühlzone (20), in der die in der Heizzone (16) aufgeheizten Werkstücke (12) auf eine Temperatur T2 < T1 abkühlbar sind. Die Kühlzone (20) ist vollständig oberhalb der Heizzone (16) angeordnet. Außerdem weist die Durchlauftrockenanlage (10) auf eine von einem dritten Gehäuse (21) umgebene Förderzone (22), in der eine Umsetzeinheit (24) angeordnet ist, mit dem die in der Heizzone (16) aufgeheizten Werkstücke (12) von der Heizzone (16) zur Kühlzone (20) umsetzbar sind, und eine Trenneinrichtung (28), welche die Heizzone (16) von der Förderzone (22) zumindest im Wesentlichen luftdicht trennt, einen Durchtritt der Werkstücke (12) jedoch ermöglicht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Durchlauftrockenanlage und ein Verfahren zum Trocknen von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien.
Beschreibung des Standes der Technik
Werkstücke und andere Fahrzeugkarossieren werden nach einem Beschichtungsprozess üblicherweise in einem Durchlauftrockner getrocknet. Ein derartiger Durchlauftrockner weist eine Heizzone auf, in der die zu trocknenden Werkstücke erwärmt werden. Während der Erwärmung der Werkstücke härtet die Beschichtung aus. Der Wärmeeintrag in die Werkstücke kann beispielsweise mittels Strahlung oder warmer Luft bewirkt werden.
Des Weiteren weist der Trockner eine Kühlzone auf, die in Förderrichtung der Werkstücke hinter der Heizzone angeordnet ist. Die Kühlzone reduziert die Temperatur der aufgeheizten Werkstücke, sodass die Werkstücke nach dem Trocknungsprozess direkt weiterverarbeitet werden können.
In der Regel ist die Kühlzone unmittelbar neben der Heizzone angeordnet. Durch die Anordnung der Heizzone und der Kühlzone in einer Ebene können die Werkstücke die Zonen des Durchlauftrockners kontinuierlich durchlaufen. Jedoch findet bei einer derartigen Anordnung ein Luftaustausch zwischen der Heizzone und der Kühlzone statt. Der Luftaustausch und die unterschiedlichen Temperaturen der Heizzone und Kühlzone führen dazu, dass der in der warmen Luft enthaltene Wasserdampf in der Kühlzone auskondensiert. Des Weiteren führt der Luftaustausch zu hohen Wärmeverlusten der Heizzone.
Häufig ist deshalb eine Luftschleuse oder eine andere Trenneinrichtung zwischen der Heizzone und der Kühlzone angeordnet, die den Luftaustausch zwischen den Zonen reduziert.
Die Reduktion des Luftaustausches senkt das Risiko der Kondensatbildung in der Kühlzone und senkt die Wärmeverluste des Durchlauftrockners.
Nachteilig am Aufbau, insbesondere an der Anordnung der Zonen, derartiger Durchlauftrockner ist die große Gesamtlänge der aus den verschiedenen Zonen bestehenden Anlage. Deshalb ist der Platzbedarf des Durchlauftrockners hoch.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es deswegen, eine Durchlauftrockenanlage zum Trocknen von Werkstücken anzugeben, bei der eine kompakte, platzsparende und flexibel in vorhandene Gebäudestrukturen einfügbare Anordnung der Kühlzone und Heizzone realisiert wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Durchlauftrockenanlage zum Trocknen von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, mit:

- einer von einem ersten Gehäuse umgebenen Heizzone, in der die Werkstücke auf eine Temperatur T1 aufheizbar sind, und mit
- einer von einem zweiten Gehäuse umgebenen Kühlzone, in der die in der Heizzone aufgeheizten Werkstücke auf eine Temperatur T2 < T1 abkühlbar sind.

Erfindungsgemäß ist die Kühlzone vollständig oberhalb der Heizzone angeordnet. Außerdem weist die Durchlauftrockenanlage erfindungsgemäß auf:

- eine von einem dritten Gehäuse umgebene Förderzone, in der eine Umsetzeinheit angeordnet ist, mit der die in der Heizzone aufgeheizten Werkstücke von der Heizzone zur Kühlzone umsetzbar sind, und
- eine Trenneinrichtung, welche die Heizzone von der Förderzone zumindest im Wesentlichen luftdicht trennt, einen Durchtritt der Werkstücke jedoch ermöglicht.

Demnach folgt die Erfindung dem Prinzip, die Heizzone und die Kühlzone so in unterschiedlichen Ebenen anzuordnen, dass die Kühlzone vollständig oberhalb der Heizzone angeordnet ist. Die Kühlzone kann die Heizzone vollständig oder zum Teil überdecken, aber auch in Längs- oder Querrichtung der Heizzone vollständig versetzt dazu angeordnet sein. Insbesondere kann die Kühlzone direkt über der Heizzone angeordnet sein, sodass das Gehäuse der Heizzone und das Gehäuse der Kühlzone aneinander angrenzen. Dadurch wird eine besonders platzsparende Bauweise und damit eine besonders effiziente Raumausnutzung der Durchlauftrockenanlage realisiert.
Jedoch ist auch denkbar, dass die Kühlzone derart über der Heizzone angeordnet ist, dass das Gehäuse der Heizzone und das Gehäuse der Kühlzone voneinander beabstandet sind, um zu Wartungszwecken ausreichend Zugang zur Heizzone und zur Kühlzone zu ermöglichen. Dieser Abstand beträgt vorzugsweise 1,9 Meter bis 2,3 Meter.
Die in der Förderzone angeordnete Umsetzeinheit überbrückt die unterschiedlichen Höhen der Heizzone und der Kühlzone. Zusätzlich bewirkt die Förderzone einen geringeren Luftaustausch zwischen der Heizzone und der Kühlzone, da die Förderzone als Pufferzone zwischen der Heizzone und der Kühlzone wirkt. Die aus dem Trockner an der Trenneinrichtung vorbeiströmende Luft verteilt sich in der Förderzone. Dadurch sinkt der Wasserdampfpartialdruck der warmen Luft. Dies hat zur Folge, dass die Kondensation des in der warmen Luft enthaltenen Wasserdampfes in der Kühlzone gehemmt wird.
Des Weiteren wird die Strömung der heißen Luft durch das Raumvolumen der Förderzone und die Strömungsumlenkungen in der Förderzone abgebremst. Damit sinkt der Volumenstrom der in die Kühlzone eintretenden warmen Luft.
Die Umsetzeinheit der Förderzone kann insbesondere eine Ketten- oder Gurthubstation sein, jedoch ist auch ein Scherenhubtisch denkbar. Die Umsetzeinheit ist so auszulegen, dass der vertikale Versatz zwischen der Heizzone und der Kühlzone im Betrieb schnell ausgeglichen werden kann, um einen zeiteffizienten Betrieb der Durchlauftrockenanlage zu realisieren.
Unter einer im Wesentlichen luftdichten Trennung wird vorliegend verstanden, dass zwischen den benachbarten Zonen kein oder nur ein geringer Luftaustausch stattfindet, sofern zwischen den beiden Zonen kein zu großer Druckunterschied besteht. Als Trenneinrichtung kann beispielsweise ein Hubtor oder Flügeltor eingesetzt werden. Die luftdichte Trennung ist dann nur unterbrochen, wenn ein Werkstück das Tor durchtritt. Eine noch bessere Luftdichtigkeit wird durch eine Schleuse mit zwei Toren erzielt. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Trenneinrichtung als Luftvorhangserzeugungseinrichtung ausgebildet ist, die reihen- oder matrixförmig angeordnete Düsen oder eine Längsdüse umfasst. Im Betrieb wird Luft aus den Düsen bzw. aus der Düse unter hohem Druck ausgeblasen, um einen Luftvorhang, also eine im Wesentlichen geschlossene Fläche senkrecht zur Förderrichtung der Werkstücke, zu erzeugen. Damit können zwei Bereiche atmosphärisch voneinander getrennt werden, ohne dabei bewegliche Teile, wie Tore, einsetzen zu müssen. Im Betrieb werden die Werkstücke von einem Bereich in den anderen Bereich gefördert und treten dabei durch den Luftvorhang hindurch. Neben Luft können auch andere Gasgemische oder ein Reingas aus der oder den Düsen austreten.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Durchlauftrockenanlage zusätzlich eine in der Heizzone angeordnete Fördereinrichtung mit der Förderrichtung F und eine in der Kühlzone angeordnete Fördereinrichtung mit der Förderrichtung G zum Fördern der Werkstücke durch die Heizzone und die Kühlzone auf. Dies ermöglicht es, eine kontinuierliche Bewegung mit einer an der Fördereinrichtung einstellbaren Fördergeschwindigkeit der Werkstücke durch die Durchlauftrockenanlage zu realisieren.
Insbesondere können die Förderrichtungen F und G entgegensetzt gerichtet sein. Dadurch kann die Kühlzone unmittelbar oberhalb der Heizzone angeordnet werden, was eine besonders geringe Baulänge der Durchlauftrockenanlage ermöglicht. Wenn die die Förderrichtungen F und G gleich gerichtet sind, müssen Heiz- und Kühlzone in Förderrichtung hintereinander angeordnet sein. Dies hat zur Folge, dass sich die Durchlauftrockenanlage besonders gut in linienförmige Fertigungsanlagen integrieren lässt. In Betracht kommen jedoch auch Anordnungen, bei denen die Förderrichtungen F und G nicht (anti-)parallel, sondern in einem Winkel zueinander verlaufen. Vor allem kommen Rollenbahnen und Kettenförderer als Fördereinrichtungen in Betracht. Schienenbasierte skidlose Fördereinrichtungen sind im Hinblick auf die Flexibilität der Fördergeschwindigkeiten besonders vorteilhaft.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Durchlauftrockenanlage zusätzlich eine zweite Trenneinrichtung zwischen der Förderzone und der Kühlzone auf, welche die Förderzone von der Kühlzone zumindest im Wesentlichen luftdicht trennt, einen Durchtritt der Werkstücke jedoch ermöglicht. Die zweite Trenneinrichtung reduziert den bereits beschriebenen Luftaustausch zwischen der Heizzone und der Kühlzone weiter, wodurch die Gefahr der Kondensatbildung in der Kühlzone weiter reduziert wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Durchlauftrockenanlage zusätzlich eine am Eintritt der Heizzone angeordnete dritte Trenneinrichtung auf, welche die Heizzone von einer Umgebung der Durchlauftrockenlage zumindest im Wesentlichen luftdicht trennt, einen Durchtritt der Werkstücke jedoch ermöglicht. Dadurch werden die Wärmeverluste der Heizzone an die Umgebung reduziert. Ferner verhindert die dadurch geschaffene Trennung zwischen der Heizzone und der Umgebung das Eindringen von Partikeln und Verunreinigungen aus der Umgebung in die Heizzone.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Trenneinrichtung eine Luftvorhangserzeugungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, im Betrieb einen Luftvorhang zu erzeugen. Dadurch können die Heizzone, Kühlzone und Förderzone atmosphärisch voneinander getrennt werden, ohne dass bewegliche Bauteile, wie Tore, eingesetzt werden muss. Der Trennungsgrad ist dadurch im gesamten Förderbetrieb hoch, auch während die Werkstücke durch die Trenneinrichtung hindurchtreten.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Durchlauftrockenanlage zusätzlich eine Absaugvorrichtung auf, mit der Luft aus der Förderzone absaugbar ist. Die mittels der Absaugvorrichtung absaugbare Luft ist mindestens einer der ersten oder dritten Luftvorhangserzeugungseinrichtung über jeweils eine Zufuhrleitung zuführbar. Die Absaugvorrichtung entfernt Wärme aus der Luft, die von der Heizzone in die Förderzone strömt. Dadurch wird der in die Kühlzone strömende Warmluftvolumenstrom und damit die Gefahr der Kondensatbildung in der Kühlzone reduziert.
Des Weiteren kann mit der Absaugvorrichtung die Temperatur in der Förderzone beeinflusst und eingestellt werden. So senkt beispielsweise eine Anordnung der Absaugvorrichtung am Eingang der Förderzone die Temperatur in der Förderzone ab. Dadurch kommt es bereits in der Förderzone zu einer verstärkten Abkühlung der Werkstücke, so dass die Länge der Kühlzone verkürzt werden kann. Umgekehrt führt eine Anordnung der Absaugvorrichtung am Ausgang der Förderzone dazu, dass eine höhere Temperatur in der Förderzone herrscht, so dass ein unterer Teil der Förderzone die Funktion der Heizzone erfüllt. Dadurch kann die Länge der Heizzone verkürzt werden.
Ein weiterer Vorteil der Absaugvorrichtung ist, dass die Anforderungen der atmosphärischen Trennung an die erste und an die zweite Trenneinrichtung geringer sind. So kann zum Beispiel der Luftdruck gesenkt werden, mit dem Luft aus den Düsen der Luftvorhangserzeugungseinrichtung austritt.
Besonders effektiv ist die Anordnung der Absaugvorrichtung am Austritt der Förderzone im Bereich einer Strömungsumlenkung. Die warme aufsteigende Luft wird im Bereich der Strömungsumlenkung abgebremst und sammelt sich im oberen Bereich des Gehäuses der Förderzone. Ein großer Teil der warmen Luft kann damit an einer einzigen Absaugstelle abgesaugt werden.
Die aus der Heizzone ausströmende warme Luft wird zurückgewonnen, indem die aus der Förderzone abgesaugte warme Luft der Luftvorhangserzeugungseinrichtung zugeführt wird. Dadurch werden Wärmeverluste aus der Heizzone reduziert und ein energieeffizienter Betrieb der Durchlauftrockenanlage realisiert.
Alternativ können anstatt der Absaugvorrichtung auch mehrere Luftvorhänge in einer Ebene angeordnet sein, die jeweils um 90° zueinander verdreht angeordnet sind. Ebenfalls sind mehrere unmittelbar hintereinander angeordnete Luftvorhänge denkbar, um einen hohen Trennungsgrad und damit einen geringen Luftaustausch zwischen der Heizzone und der Kühlzone zu bewirken.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Durchlauftrockenanlage mehrere Absaugvorrichtungen, mit denen Luft aus der Förderzone absaugbar ist, und einen Sammelkanal auf, in dem die aus der Förderzone abgesaugte Luft zusammenführbar ist und aus dem die abgesaugte Luft mindestens einer der ersten oder dritten Luftvorhangserzeugungseinrichtung über jeweils eine Zufuhrleitung zuführbar ist. Mehrere Absaugvorrichtungen haben im Gegensatz zu einer einzigen Absaugvorrichtung den Vorteil, dass die aus der Heizzone an der ersten Trenneinrichtung vorbeiströmenden Luft besonders effektiv abgesaugt wird.
Des Weiteren können dadurch die Anforderungen jeder einzelnen Absaugvorrichtung gesenkt und die Baugröße reduziert werden, da der durch die jeweilige Absaugvorrichtung abgesaugte Luftvolumenstrom kleiner ist. Dadurch können lokale, durch die die Absaugvorrichtung verursachte Unterdruckstellen vermieden werden. Des Weiteren kann durch die verteilte Anordnung der mehreren Absaugvorrichtungen und durch unterschiedliche Absaugvolumenströme der einzelnen Absaugvorrichtungen die Temperaturverteilung in der Förderzone beeinflusst werden. Damit können zum Beispiel in der Förderzone Bereiche mit höherer und Bereiche mit niedriger Temperatur erzeugt werden.
Der Sammelkanal hat vor allem den Vorteil, dass eine einheitliche Temperatur der den Luftvorhangserzeugungseinrichtung zuführbaren Luft bewirkt wird. Damit kann die Wärme der Luft, die an einer wärmeren Stelle der Förderzone abgesaugt wird, auf kältere abgesaugte Luft übertragen werden. Dadurch können Kaltstellen in der Heizzone durch kalte eingeblasene Luft vermieden werden.
In einem Ausführungsbeispiel weist die jeweils eine Zufuhrleitung oder der Sammelkanal eine Konditioniereinheit auf, mit welcher die mindestens der ersten oder dritten Luftvorhangserzeugungseinrichtung zugeführte Luft konditionierbar ist. Die Konditioniereinheit reinigt und/oder entfeuchtet und/oder erwärmt die von den Luftvorhangserzeugungseinrichtungen abgegebene Luft, so dass diese besonders sauber ist und eine geringe Luftfeuchtigkeit hat. Des Weiteren trägt die durch die Konditioniereinheit erwärmte Luft dazu bei, dass die in der Heizzone erforderliche Heiztemperatur T1 erreicht wird. Liegt die Temperatur der von den Luftvorhangserzeugungseinrichtungen eingeblasenen Luft wesentlich unterhalb der Temperatur T1, so führt dies zu unerwünschten Wärmeverlusten und zu Kaltbereichen in der Heizzone.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Durchlauftrockenanlage ein Gebläse auf, das dazu eingerichtet ist, Luft in die Förderzone zu fördern, um dort der Entstehung eines Unterdrucks entgegenzuwirken. Durch das Absaugen von Luft aus der Förderzone könnte ansonsten in der Förderzone ein Unterdruck entstehen, der zu einem verstärkten Einströmen von heißer Luft aus der Heizzone in die Förderzone führen könnte. Durch die mittels des Gebläses dem Förderbereich zugeführte Luft wird der abgesaugte Luftstrom ausgeglichen, so dass ein Unterdruck in der Förderzone und damit ein Einströmen von heißer Luft aus der Heizzone vermieden wird. Der Volumenstrom der in die Kühlzone strömenden warmen Luft wird dadurch ebenfalls reduziert.
Alternativ dazu kann eine passive Öffnung in dem Gehäuse der Förderzone vorgesehen sein. Bei einem Unterdruck in der Förderzone kann durch die Öffnung Luft von außen in die Förderzone strömen, um den Unterdruck in der Förderzone auszugleichen. Die Öffnung ist anhand der erforderlichen Zuluftströme zu dimensionieren, damit genügend Zuluft in die Förderzone strömen kann.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Durchlauftrockenanlage eine zwischen der Heizzone und der Förderzone und/oder eine zwischen der Förderzone und der Kühlzone angeordnete Schnellabzugseinheit auf, welche die Werkstücke aus der Heizzone in die Förderzone und/oder aus der Förderzone in die Kühlzone taktweise abzieht. Die Schnellabzugseinheit kann insbesondere eine Rollenbahn umfassen, die eine höhere Fördergeschwindigkeit aufweist als die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtungen der Heizzone und der Kühlzone.
Die Fördereinrichtungen der Kühlzone und der Heizzone fördern die Werkstücke vorzugsweise kontinuierlich durch die jeweilige Zone. Jedoch setzt die Umsetzeinheit der Förderzone die Werkstücke nur getaktet von der Heizzone in die Kühlzone um. Um die unterschiedlichen Arbeitsweisen der Fördereinrichtungen und der Umsetzeinheit kombinieren zu können, wird das Werkstück mit einer Geschwindigkeit von der Fördereinrichtung auf die Umsetzeinheit abgezogen, die höher ist als die Geschwindigkeit der Fördereinrichtungen der Heizzone und der Kühlzone. Dadurch entsteht eine Lücke zwischen dem abgezogenen Werkstück und dem nachfolgenden Werkstück, welches sich noch auf der Fördereinrichtung der Heizzone befindet. Damit kann der Abstand zwischen den einzelnen Werkstücken auf der Fördereinrichtung klein gewählt werden, ohne dass die Fördereinrichtung zwischen den Takten der Umsetzeinheit angehalten werden muss.
Das umgekehrte Prinzip gilt für die Umsetzung von der Förderzone in die Kühlzone. Die Lücke, die zwischen dem zuletzt auf die Fördereinrichtung der Kühlzone umgesetzten Werkstück und dem nachfolgenden Werkstück entsteht, wird mit der Schnellabzugseinheit geschlossen. Dadurch wird ein kleiner Abstand zwischen den einzelnen Werkstücken ermöglicht, was einen hohen Gesamtdurchsatz und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit der Anlage erlaubt.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Trocken von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, mit folgenden Schritten:

a) die Werkstücke werden durch eine von einem ersten Gehäuse umgebene Heizzone gefördert, in der die Werkstücke auf eine Temperatur T1 aufgeheizt werden;
b) die Werkstücke treten an einem Austritt der Heizzone durch eine Trenneinrichtung hindurch und in eine von einem dritten Gehäuse umgebene Förderzone hinein;
c) in der Förderzone werden die in der Heizzone aufgeheizten Werkstücke von der Heizzone zu einer vollständig oberhalb der Heizzone angeordneten und von einem zweiten Gehäuse umgebenen Kühlzone gefördert; und
d) die Werkstücke werden durch die Kühlzone gefördert und werden in der Kühlzone auf eine Temperatur T2 < T1 abgekühlt.

Die zur Durchlauftrockenanlage genannten Vorteile und dazu beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen gelten für das erfindungsgemäße Verfahren entsprechend.
Gemäß einem anderen, derzeit nicht beanspruchten Aspekt der Erfindung kann eine einzelne Fördereinrichtung die Werkstücke durch die Heizzone, Förderzone und Kühlzone fördern. Denkbar ist vor allem ein S-Förderer. Die Verwendung eines einzelnen Förderers zum Fördern der Werkstücke durch alle Zonen der Durchlauftrockenanlage ermöglicht vor allem einen kontinuierlichen Förderbetrieb durch die gesamte Durchlauftrockenanlage und damit auch eine hohe Fördergeschwindigkeit, ohne dass eine taktende Umsetzeinheit und Schnellabzugseinheiten benötigt werden.
Figurenliste
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Durchlauftrockenanlage zum Trocknen von Fahrzeugkarosserien in einem seitlichen Schnitt;
2 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie II-II durch die in der 1 dargestellte Durchlauftrockenanlage;
3 eine erfindungsgemäße Durchlauftrockenanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem seitlichen Schnitt, bei der die Kühlzone direkt oberhalb der Heizzone angeordnet ist;
4 eine erfindungsgemäße Durchlauftrockenanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einem seitlichen Schnitt, bei der zwei Förderzonen vorgesehen sind und sich die Kühlzone in Längsrichtung zur Heizzone weg erstreckt;
5 eine erfindungsgemäße Durchlauftrockenanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einem seitlichen Schnitt, bei der zwei Förderzonen vorgesehen sind und sich die Kühlzone die Heizzone teilweise überdeckt.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Erstes Ausführungsbeispiel
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Durchlauftrockenanlage 10 zum Trocknen von Werkstücken 12. Die Durchlauftrockenanlage 10 weist eine von einem ersten Gehäuse 14 umgebene Heizzone 16 und eine von einem zweiten Gehäuse 18 umgebene Kühlzone 20 auf. Die Kühlzone 20 ist mit einem Abstand d zwischen dem Gehäuse 18 der Kühlzone 20 und dem Gehäuse 14 der Heizzone 16 über der Heizzone 16 angeordnet und überdeckt teilweise die Heizzone 16. Jedoch ist auch denkbar, dass die Kühlzone 20 die Heizzone 16 vollständig überdeckt. Der Abstand d kann insbesondere zwischen 1,9 m und 2,3 m betragen, um einen ausreichenden Wartungszugang zur Kühlzone 20 und Heizzone 16 zu ermöglichen. Die Kühlzone 20 ist in der 1 kürzer als die Heizzone 16 dargestellt, jedoch können die Kühlzone 20 und die Heizzone 16 gleich lang sein, oder die Kühlzone 20 kann auch länger als die Heizzone 16 sein.
Eine von einem dritten Gehäuse 21 umgebene Förderzone 22 ist in Förderrichtung F hinter der Heizzone 16 angeordnet. In der Förderzone 22 ist eine Umsetzeinheit 24 angeordnet, welche die Werkstücke 12 von dem Niveau der Heizzone 16 auf das Niveau der Kühlzone 20 umsetzt.
Am Eintritt in die Heizzone 16 ist eine Trenneinrichtung 26 angeordnet, welche die Heizzone 16 von der Umgebung der Durchlauftrockenlage trennt. Weitere Trenneinrichtungen 28, 30 sind am Eintritt und am Austritt der Förderzone 22 angeordnet. Die Trenneinrichtungen 28, 30 verhindern das Einströmen von warmer Luft aus der Heizzone 16 in die Kühlzone 20. Die Trenneinrichtungen 26, 28, 30 umfassen reihenförmig angeordnete Düsen. Im Betrieb wird Luft aus den Düsen bzw. aus der Düse unter hohem Druck ausgeblasen, um einen Luftvorhang, also eine im Wesentlichen geschlossene Fläche, zu erzeugen.
Die Durchlauftrockenanlage 10 weist an dem Gehäuse 21 der Förderzone 22 angeordnete Absaugvorrichtungen 32, 34 auf. Die Absaugvorrichtungen 32, 34 umfassen Regelungseinheiten 35, die den Absaugvolumenstrom regeln, und ein in der Sammelleitung 44 angeordnetes gemeinsames Gebläse 37 zum Erzeugen eines Unterdrucks. Die Regelungseinheiten 35 können von Hand oder elektrisch gesteuerte Klappen sein. In der Sammelleitung 44 ist zusätzlich eine Konditioniereinheit 46 angeordnet, mit der die abgesaugte Luft gereinigt und entfeuchtet wird. Zusätzlich kann die Konditioniereinheit 46 die abgesaugte Luft aufheizen. Über Zufuhrleitungen 38, 40 ist die abgesaugte konditionierte Luft den Trenneinrichtungen 26, 28 zuführbar. Ein Gebläse 42 dient dazu, Frischluft in die Förderzone 22 zu fördern.
Die Werkstücke 12 werden mittels einer Fördereinrichtung 39 mit einer Förderrichtung F zunächst durch die Trenneinrichtung 26 am Eintritt der Heizzone 16 in die Heizzone 16 gefördert. Dort werden die Werkstücke 12 auf eine Temperatur T1 aufgeheizt, wodurch die Beschichtungen der Werkstücke 12 ausgehärtet werden. Die Werkstücke 12 treten durch eine am Austritt der Heizzone 16 angeordnete Trenneinrichtung 28 hindurch und treten dabei in die Förderzone 22 ein. Die in der Förderzone 22 angeordnete Umsetzeinheit 24 überbrückt die unterschiedlichen Höhen der Heizzone 16 und der Kühlzone 20, indem die Umsetzeinheit 24 das jeweilige Werkstück 22 vom Eintritt der Förderzone 22 zum Austritt der Förderzone 22 anhebt. Eine nicht dargestellte Schnellabzugseinheit 41 zieht die Werkstücke 12 von der Fördereinrichtung der Heizzone 16 auf die Umsetzeinheit 24 ab.
Die Absaugvorrichtungen 32, 34 saugen die aus der Heizzone 16 an der Trenneinrichtung 26 vorbeiströmende heiße Luft ab, um die Kondensationsgefahr in der Kühlzone 20 zu reduzieren. Dabei wird in der Förderzone 22 ein Unterdruck erzeugt, wodurch ein Druckgefälle zwischen der Heizzone 16 und der Förderzone 22 erzeugt wird. Dies hat zur Folge, dass die warme Luft der Heizzone 16 in die Förderzone und in die Kühlzone strömt. Um den Unterdruck auszugleichen, fördert das Gebläse 42 Frischluft oder Umgebungsluft (z.B. aus einer Fertigungshalle) in die Förderzone 22.
Die abgesaugte warme Luft wird energieeffizient verwendet, indem die Luft in einen Sammelkanal 44 geleitet wird und den Trenneinrichtungen 26, 28 zugeführt wird. Eine Konditioniereinheit 46 ist vorgesehen, um die abgesaugte Luft zu reinigen, entfeuchten und zu erwärmen.
Am Austritt der Förderzone 22 wird das jeweilige Werkstück 12 durch eine Fördereinrichtung 43 mit einer Förderrichtung G durch die Trenneinrichtung 30 gefördert und dabei in die Kühlzone 20 gefördert. In der Kühlzone 20 wird die Temperatur der Werkstücke 12 auf eine Temperatur T2 < T1 abgekühlt, so dass die Werkstücke 12 nach dem Austritt aus der Durchlauftrockenanlage 10 weiter verarbeitet werden können. Eine Schnellabzugseinheit 41 zieht die Werkstücke 12 von der Umsetzeinheit 24 ab und setzt die Werkstücke 12 auf die Fördereinrichtung der Kühlzone 20 ab.
Die 2 zeigt einen Querschnitt der in der 1 gezeigten Förderzone 22 entlang der in 1 gezeigten Schnittlinie II-II. Drei Absaugvorrichtungen 32, 34 saugen Luft aus der Förderzone 22 ab. Die zwei Absaugvorrichtungen 32 sind seitlich an der Förderzone 22 angeordnet und die dritte Absaugvorrichtung 34 ist an der Oberseite der Förderzone 22 angeordnet.
Zweites Ausführungsbeispiel
Die 3 zeigt die im Wesentlichen in 1 dargestellte Durchlauftrockenanlage 10, jedoch ist im Unterschied zur 1 die Kühlzone 20 ohne Abstand über der Heizzone 16 angeordnet, so dass das Gehäuse 14 der Heizzone 16 und das Gehäuse 18 der Kühlzone 20 unmittelbar aneinander angrenzen. Dadurch wird die Bauhöhe der Durchlauftrockenanlage 10 gegenüber der Durchlauftrockenanlage 10 der 1 reduziert.
Drittes Ausführungsbeispiel
Die 4 zeigt die in 1 dargestellten Heizzone 16, Kühlzone 20 und Förderzone 22. Zusätzlich ist in Förderrichtung F vor der Heizzone 16 eine weitere von einem Gehäuse 25 umgebene Förderzone 48 angeordnet. In der weiteren Förderzone 48 ist ebenfalls eine Umsetzeinheit 24 angeordnet. Die Werkstücke 12 werden der weiteren Förderzone 48 auf einer Höhe zugeführt, die der Höhe der Kühlzone 20 gleich ist. Die Zufuhr von Werkstücken 12 in die Durchlauftrockenanlage 10 und die Entnahme der Werkstücke 12 aus der Durchlauftrockenanlage 10 befinden sich damit auf einer Höhe. Die unterschiedlichen Niveaus der Werkstückzuführung und der Heizzone 16 werden mittels der Umsetzeinheit 24 durch Absenken der Werkstücke 12 überbrückt.
Durch eine derartige Anordnung der Heizzone 16 und der Kühlzone 20 ist die verwendete Bodenfläche der Durchlauftrockenanlage 10 klein, während der Zugang zur Heizzone 16 und Kühlzone 20 zu Wartungszwecken gegenüber der in den 1 und 3 gezeigten Anordnungen erleichtert wird.
Die Anordnung einer weiteren Förderzone 48 vor der Heizzone 16 hat den Vorteil, dass ein höherer Trennungsgrad der Durchlauftrockenanlage 10 von der Umgebung bewirkt wird, um das Eindringen von Partikeln und Verunreinigungen in die Heizzone 16 und um Wärmeverluste aus der Heizzone 16 zu reduzieren.
Viertes Ausführungsbeispiel
Die 5 zeigt die Durchlauftrockenanlage 10 mit zwei Förderzonen 22, 48 aus der 4. Die Zufuhrrichtung der Werkstücke 12 in die Durchlauftrockenanlage 10 ist jedoch im Gegensatz zu 4 der Förderrichtung F entgegengesetzt. Daneben ist die Förderrichtung G der Werkstücke 12 durch die Kühlzone 20 und die Entnahmerichtung der Werkstücke 12 aus der Durchlauftrockenanlage 10 ebenfalls der Förderrichtung F entgegengesetzt.
Dadurch wird die Kompaktheit der Durchlauftrockenanlage 10 im Vergleich zur Durchlauftrockenanlage 10 der 4 erhöht.

Claims

Durchlauftrockenanlage (10) zum Trocknen von Werkstücken (12), insbesondere von Fahrzeugkarosserien, mit: - einer von einem ersten Gehäuse (14) umgebenen Heizzone (16), in der die Werkstücke (12) auf eine Temperatur T1 aufheizbar sind, und mit - einer von einem zweiten Gehäuse (18) umgebenen Kühlzone (20), in der die in der Heizzone (16) aufgeheizten Werkstücke (12) auf eine Temperatur T2 < T1 abkühlbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlzone (20) vollständig oberhalb der Heizzone (16) angeordnet ist, und dass die Durchlauftrockenanlage (10) außerdem aufweist: - eine von einem dritten Gehäuse (21) umgebene Förderzone (22), in der eine Umsetzeinheit (24) angeordnet ist, mit der die in der Heizzone (16) aufgeheizten Werkstücke (12) von der Heizzone (16) zur Kühlzone (20) umsetzbar sind, und - eine Trenneinrichtung (28), welche die Heizzone (16) von der Förderzone (22) zumindest im Wesentlichen luftdicht trennt, einen Durchtritt der Werkstücke (12) jedoch ermöglicht.
Durchlauftrockenanlage (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlauftrockenanlage (10) zusätzlich eine in der Heizzone (16) angeordnete Fördereinrichtung (39) mit der Förderrichtung F und eine in der Kühlzone angeordnete Fördereinrichtung (43) mit der Förderrichtung G zum Fördern der Werkstücke (12) durch die Heizzone (16) und die Kühlzone (20) aufweist.
Durchlauftrockenanlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlauftrockenanlage (10) zusätzlich eine zweite Trenneinrichtung (30) zwischen der Förderzone (22) und der Kühlzone (20) aufweist, welche die Förderzone (22) von der Kühlzone (20) zumindest im Wesentlichen luftdicht trennt, einen Durchtritt der Werkstücke (12) jedoch ermöglicht trennt.
Durchlauftrockenanlage (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlauftrockenanlage (10) zusätzlich eine am Eintritt der Heizzone (16) angeordnete dritte Trenneinrichtung (26) aufweist, welche die Heizzone (16) von einer Umgebung der Durchlauftrockenlage (10) zumindest im Wesentlichen luftdicht trennt, einen Durchtritt der Werkstücke (12) jedoch ermöglicht trennt.
Durchlauftrockenanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung eine Luftvorhangserzeugungseinrichtung (28) ist, die dazu eingerichtet ist, im Betrieb einen Luftvorhang zu erzeugen.
Durchlauftrockenanlage (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlauftrockenanlage (10) zusätzlich eine Absaugvorrichtung (32) aufweist, mit der Luft aus der Förderzone (22) absaugbar ist, und dass die mittels der Absaugvorrichtung (32, 34) absaugbare Luft mindestens einer der ersten (28) oder dritten (26) Luftvorhangserzeugungseinrichtung über jeweils eine Zufuhrleitung (38, 40) zuführbar ist.
Durchlauftrockenanlage (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlauftrockenanlage (10) mehrere Absaugvorrichtungen (32, 34), mit denen Luft aus der Förderzone (22) absaugbar ist, und einen Sammelkanal (44) aufweist, in dem die aus der Förderzone (22) abgesaugte Luft zusammenführbar ist und aus dem die abgesaugte Luft mindestens einer der ersten (28) oder dritten (26) Luftvorhangserzeugungseinrichtung über jeweils eine Zufuhrleitung (38, 40) zuführbar ist.
Durchlauftrockenanlage (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils eine Zufuhrleitung (38, 40) oder der Sammelkanal (44) eine Konditioniereinheit (46) aufweist, mit welcher die mindestens der ersten (28) oder dritten (26) Luftvorhangserzeugungseinrichtung zugeführte Luft konditionierbar ist.
Durchlauftrockenanlage (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch ein Gebläse (42), das dazu eingerichtet ist, Luft in die Förderzone (22) zu fördern, um dort der Entstehung eines Unterdrucks entgegenzuwirken.
Durchlauftrockenanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlauftrockenanlage (10) eine zwischen der Heizzone (16) und der Förderzone (22) und/oder zwischen der Förderzone (22) und der Kühlzone (20) angeordnete Schnellabzugseinheit (41) aufweist, welche die Werkstücke (12) aus der Heizzone (16) in die Förderzone (22) und/oder aus der Förderzone (22) in die Kühlzone (20) taktweise abzieht.
Verfahren zum Trocknen von Werkstücken (12), insbesondere von Fahrzeugkarosserien, mit folgenden Schritten: a) die Werkstücke (12) werden durch eine von einem ersten Gehäuse (14) umgebene Heizzone (16) gefördert, in der die Werkstücke (12) auf eine Temperatur T1 aufgeheizt werden; b) die Werkstücke (12) treten an einem Austritt der Heizzone (16) durch eine Trenneinrichtung (28) hindurch und in eine von einem dritten Gehäuse (21) umgebene Förderzone (22) hinein; c) in der Förderzone (22) werden die in der Heizzone (16) aufgeheizten Werkstücke (12) von der Heizzone (16) zu einer vollständig oberhalb der Heizzone (16) angeordneten und von einem zweiten (18) Gehäuse umgebenen Kühlzone (20) gefördert; und d) die Werkstücke (12) werden durch die Kühlzone (20) gefördert und werden in der Kühlzone (20) auf eine Temperatur T2 < T1 abgekühlt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absaugvorrichtung (32, 34) Luft aus der Förderzone (22) absaugt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Absaugvorrichtung (32, 34) abgesaugte Luft der Trenneinrichtung (28) über eine Zufuhrleitung (38) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Absaugvorrichtungen (32, 34) Luft aus der Förderzone (22) absaugen und die abgesaugte Luft in einem Sammelkanal (44) zusammengeführt und der Trenneinrichtung (28) über eine Zufuhrleitung zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläse (42) Luft in die Förderzone (22) fördert, um dort der Entstehung eines Unterdrucks entgegenzuwirken.