-
Die Erfindung betrifft ein Tauchbecken für eine Tauchbehandlungsanlage, das mit einer Behandlungsflüssigkeit füllbar ist, und in das von einer Förderanlage angeförderte Gegenstände, insbesondere Fahrzeugkarosserien, an einem Eintauchbereich eintauchbar, über eine Tauchstrecke hindurch förderbar und an einem Auftauchbereich wieder herausförderbar sind.
-
Ein solches Tauchbecken ist beispielsweise aus der
DE 10 2007 063 061 A1 bekannt. Bei einer kataphoresischen Tauchanlage ist das Tauchbecken mit flüssigem Lack bis zu einem bestimmten Spiegel angefüllt. In einem elektrischen Feld, das sich zwischen den zu lackierenden Fahrzeugkarosserien und Anoden, die entlang des Förderweges der Fahrzeugkarosserien angeordnet sind, wandern die Farbpartikel auf die Fahrzeugkarosserie und werden an dieser abgeschieden.
-
Das Tauchbecken kann auch für ein Entfettungsbad oder ein Phosphatierbad für Karosserien oder Karosserieteile in der Automobilindustrie verwendet werden, wie es beispielsweise in der
DE 103 13 205 A1 beschrieben ist.
-
Die bekannten Tauchbecken sind wannenförmig ausgebildet. Bezogen auf den Transportweg werden die Fahrzeugkarosserien am Beckenanfang, dem Eintauchbereich, in die Behandlungsflüssigkeit eingetaucht, gegebenenfalls um 180° gedreht, sodass das Karosseriedach in Richtung des Beckenbodens weist, dann unterhalb des Flüssigkeitsspiegels zum gegenüberliegenden Ende des Tauchbeckens, dem Auftauchbereich, gefördert und dort wieder um 180° gedreht und aus dem Becken herausgehoben. Sodass die beschichtete oder gereinigte Karosserie dann wieder mit dem Dach nach oben von der Förderanlage weitergefördert wird.
-
Das Verdrehen der Karosserie erfolgt nicht nur, um Luftblasen, die sich in Hohlräumen sammeln, zu entfernen, sondern insbesondere damit Schmutzpartikel von der Oberfläche der Karosserie (sichtbare Außenhaut) nach unten fallen („Rotationstauchverfahren“). Es sind auch Tauchbehandlungsanlagen bekannt, bei denen keine Drehung der Fahrzeugkarosserie im Tauchbecken erfolgt, sondern die Karosserien dann im Eintauchbereich in die Behandlungsflüssigkeit eingetaucht werden und Schwenkbewegungen um die Querachse, Längsachse bzw. Hochachse ausgeführt werden, die auch zum Ziel haben sollen, Luftblasen entweichen zu lassen.
-
Bei den bekannten Tauchbecken ist nachteilig, dass diese als mehr oder weniger rechteckige Wanne ausgestaltet sind und je nach Größe entsprechend viel Behandlungsflüssigkeit notwendig ist, um einen ausreichend hohen Flüssigkeitsspiegel einstellen zu können, der das Drehen bzw. Verschwenken der Fahrzeugkarosserie beim Eintauchen und Auftauchen ermöglicht. Bei der Beschichtung von Gegenständen in Tauchbädern, insbesondere bei der kathodischen Tauchlackierung (KTL), ist der Einfluss der Badüberdeckung auf das Beschichtungsverfahren ein nicht zu vernachlässigender Faktor. Um bei den zu beschichtenden Gegenständen eine ausreichende Schichtdicke derjenigen Flächen zu erreichen, die in der Nähe der Oberfläche der Behandlungsflüssigkeit liegen (beispielsweise das Karosseriedach oder der Karosserieboden), muss je nach Lage der Karosserie in dem Tauchbecken eine ausreichend hohe Menge an Beschichtungsmedium vorhanden sein. Das die KTL-Farbe enthaltende Prozessmedium neigt leicht zum Schäumen, insbesondere aufgrund der Umwälzung des Prozessmediums im Tauchbecken und aufgrund der in das Tauchbad hinein bzw. aus diesem herausgefahrenen Karosserien. Auch beim Befüllvorgang des Beschichtungsgutes mit dem Medium (z. B. Lack) entweicht Luft aus den Hohlräumen, die sich durch die Kinetik des Mediums in Schaum umsetzt. Zusätzlich tritt durch den Beschichtungsvorgang ein Mikroschaum auf, der durch das sich bildende Wasserstoffgas bei der Elektrolyse entsteht.
-
Durch die Schaumbildung entsteht eine kritisch Füllhöhe für die Behandlungsflüssigkeit. Wenn über der Objektoberfläche zu wenig Mediumüberdeckung ist, können sich keine elektrischen Feldlinien aufbauen. Dadurch erfolgt unter Umständen keine oder nur eine mangelhafte Beschichtung der am meist exponierten Fläche. Bei der 180°-Stellung ist dies beispielsweise der Boden einer Karosserie.
-
Von dieser Problemstellung ausgehend soll das eingangs erläuterte Tauchbecken verbessert werden.
-
Zur Problemlösung zeichnet sich ein gattungsgemäßes Tauchbecken dadurch aus, dass die Beckentiefe am Eintauchbereich und die Beckentiefe am Auftauchbereich größer ist als die Beckentiefe innerhalb der Tauchstrecke. Der Querschnitt des Tauchbeckens ist folglich c-förmig ausgebildet und unterhalb der Tauchstrecke wird ein freies Volumen geschaffen.
-
Durch diese Maßnahme können der Eintauchbereich und/oder der Auftauchbereich trogförmig ausgestaltet werden. Diese Tröge können ausreichend viel Volumen an Behandlungsflüssigkeit aufnehmen, sodass sichergestellt ist, dass beispielsweise die Fahrzeugkarosserie im Eintauchbereich und im Auftauchbereich um 180° gedreht werden kann bzw. um die Hoch-, Längs- und Querachse verschwenkt werden kann, um Luftblasen „herauszuschütteln“ und anschließend über die Tauchstrecke in einem wesentlich geringerem Flüssigkeitsvolumen transportiert wird, das auf die Größe der zu behandelnden Gegenstände abgestimmt ist und so gewählt wird, dass um die Gegenstände herum ausreichend Behandlungsflüssigkeit ist, um die beschriebenen Nachteile nicht auftreten zu lassen. Außerdem wird gegenüber herkömmlichen Tauchbecken das Volumen durch die reduzierte Mediumhöhe in der Fahrphase (Transportstrecke) zwischen den beiden Trögen, in der die Hauptbeschichtung stattfindet, deutlich reduziert, wodurch auch die Wirtschaftlichkeit der Anlage steigt.
-
Vorzugsweise sind der Eintauchbereich und der Auftauchbereich gleichgroß ausgestaltet. Die Beckentiefen des Tauchbeckens im Eintauchbereich und im Auftauchbereich sind mindestens 1/3 größer, vorzugsweise doppelt so groß wie die Beckentiefe innerhalb der Tauchstrecke.
-
In Transportrichtung hinter dem Auftauchbereich ist vorzugsweise ein Überlauftank angeordnet, in dem von den beschichteten Gegenständen herabtropfende überschüssige Behandlungsflüssigkeit aufgefangen werden kann, und der auch als Schaumreservoir dient.
-
Vorzugsweise sind im Eintauchbereich innerhalb der Transportstrecke und auch im Auftauchbereich eine Mehrzahl von Pumpen und Auströmern angeordnet, um eine vom Eintauchbereich zum Auftauchbereich (und zurück) gerichtete Strömung in der Behandlungsflüssigkeit zu erzeugen.
-
Mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten Tauchbecken verkürzt sich die „Turn over“-Zeit des Beschichtungsmaterials. Durch das verkleinerte Volumen des Tauchbeckens erfolgt beispielsweise ein schnellerer Lackaustausch, weil häufiger frisches Lack-Kompensationsmaterial zugeführt werden muss, wodurch der Alterung vorgebeugt wird. Daraus resultiert eine qualitativ bessere Beschichtung der Oberfläche der Gegenstände, was sich insbesondere bei einer Fahrzeugkarosserie positiv bemerkbar macht.
-
In der Transportstrecke zwischen den Trögen („Fahrphase“) kann durch die reduzierte Beckenhöhe die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums besser eingestellt werden. Bei einer Fahrzeugkarosserie wirkt beispielsweise unter dem Dach und über dem Boden eine höhere kinetische Energie. Dadurch erfolgt ein schneller Materialaustausch an der Karosserieoberfläche, wodurch sich die Beschichtungsqualität erhöht. Bei gegenüber herkömmlichen Becken identischer Pumpenkapazität wird die Energie besser genutzt, wodurch zum großen Teil die Seitenflutsysteme im Tauchbecken entfallen können. Der „Materialumwälz-Loop“ kann auf eine optimale Geschwindigkeit gebracht werden, und die Karosserie wird von allen Seiten der Oberfläche optimal umspült. Durch eine Optimierung der Beckengeometrie kann auch die Pumpenkapazität reduziert werden.
-
Insbesondere bei Verwendung des Tauchbeckens in der Automobilindustrie zur Beschichtung von Fahrzeugkarosserien können die Anodenzellen optimal zur Karosseriefläche angepasst werden. Die Distanz der Anode zur Karosserie (Kathode) kann optimal klein gehalten werden. Dadurch entsteht eine hohe elektrische Feldstärke und somit ein optimaler Transport der Lackpartikel zur Karosserieoberfläche. Gleichzeitig erfolgt dadurch auch eine bessere Beschichtung der Hohlräume der Karosserie und somit insgesamt eine Verbesserung der Beschichtungsqualität.
-
Wenn das Tauchbecken zur Vorbehandlung im Bereich der Tauchentfettung und Tauchphosphatierung eingesetzt wird, werden nicht nur die vorgenannten Vorteile erreicht, sondern es werden durch das kleinere Volumen auch Heizkosten eingespart, weil hier das Behandlungsmedium auf eine Temperatur von 45°C bis 55°C gebracht werden muss.
-
Mit Hilfe einer Zeichnung sollen nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert werden.
-
Es zeigen:
- 1 - die schematische Darstellung des Tauchbeckens im Querschnitt in einer ersten Ausführungsform der Förderanlage;
- 2 - die schematische Darstellung des Tauchbeckens im Querschnitt in einer zweiten Ausführungsform der Förderanlage;
- 3 - die Darstellung nach 1 oder 2 mit Pumpen und Auströmern im Tauchbecken;
- 4 - eine perspektivische Darstellung des Tauchbeckens.
-
Die Figuren zeigen ein erfindungsgemäßes Tauchbecken 10 im Querschnitt in schematischer Darstellung, das hier innerhalb einer KTL-Anlage zur Tauchlackierung eingesetzt werden kann. Über eine Förderanlage 20 werden in Transportrichtung T Fahrzeugkarosserien 30 zum Tauchbecken 10 gefördert. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform werden die Fahrzeugkarosserien 30 im Eintauchbereich 11 des Tauchbeckens 10 um 180° gedreht, sodass die Fahrzeugböden in Richtung des Flüssigkeitsspiegels 71 weisen. Die gedrehten Fahrzeugkarosserien 30 werden dann innerhalb der Transportstrecke 12 durch das Tauchbecken 10 hindurchgefördert und gelangen am Ende des Tauchbeckens 10 in den Auftauchbereich 13, wo sie wieder um 180° gedreht und aus dem Tauchbecken 10 herausgefördert werden. Der Eintauchbereich 11 und der Auftauchbereich 13 sind trogförmig ausgestaltet. Die Beckentiefe HE des Eintauchbereichs 11 und die Beckentiefe HA des Auftauchbereichs 13 sind größer als die Beckentiefe HTS der Tauchstrecke 12, wie die Figuren zeigen. Durch die im Querschnitt c-förmig Ausgestaltung des Tauchbeckens 10 wird unterhalb der Tauchstrecke 12 ein freies Volumen geschaffen, das keine Behandlungsflüssigkeit 70 aufnehmen kann, wodurch die Betriebskosten des Tauchbeckens 10 gegenüber herkömmlichen Tauchbecken, die wannenförmig ausgebildet sind, deutlich reduziert werden können. Die Beckentiefe HTS der Tauchstrecke 12 ist so gewählt, dass ausreichend Flüssigkeitsvolumen um die Karosserien 30 herum verbleibt und eine sichere Beschichtung der Karosserien 30 möglich ist. Die Beckentiefe HE im Eintauchbereich 11 und die Beckentiefe HA im Auftauchbereich 13 sind so gewählt, dass ausreichend Platz in den Trögen ist, um die Karosserie 30 um 180° zu drehen (1) bzw. um die Karosserie 30 so zu schwenken, dass Luftblasen aus den Hohlräumen entweichen können (2).
-
Um eine Strömung in der Behandlungsflüssigkeit 70 zu erzeugen, sind - wie 3 schematisch zeigt - eine Mehrzahl von Pumpen 50 und Auströmern 51 innerhalb des Tauchbeckens 10 angeordnet. Die Strömung innerhalb des Tauchbeckens 10 wird durch die Pfeile P angedeutet. Die Anordnung von Pumpen 50 und Auströmern 51 innerhalb des Tauchbeckens 10 ist an sich nicht neu, sodass es einer tiefergehenden Erläuterung hier nicht bedarf.
-
In Transportrichtung T hinter dem Auftauchbereich 13 ist ein Überlauftank 40 angeordnet, über dem von den Karosserien 30 überschüssige Beschichtungsflüssigkeit abtropfen kann, und von dem die Beschichtungsflüssigkeit dann aufgefangen wird und der als Schaumreservoir dient.
-
4 zeigt die perspektivische Darstellung von schräg oben in das Tauchbecken 10 hinein, sodass die Innenwand 10.2 der in Transportrichtung T hintere Seitenwand 13.1 sichtbar und die Unterseite 10.1 des Tauchbeckens 10 nicht sichtbar ist. Die Seitenwände 11.1, und 13.2 und die Innenwände 11.2 und 13.1 des Tauchbeckens 10 im Einlaufbereich 11 und im Auftauchbereich 13 sind gegenüber der Vertikalen in einem Winkel geneigt angeordnet. Außerdem ist erkennbar, dass die in Transportrichtung T hintere Seitenwand 13.1 des trogförmigen Auftauchbereichs 13 niedriger ist als die in Transportrichtung T vordere Seitenwand 11.1 des trogförmig ausgestalteten Eintauchbereichs 11, sodass in der Transportstrecke 12 entstehender Schaum über die obere Kante der Seitenwand 13.1 in den Überlauftank 40 abfließen kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Tauchbecken
- 10.1
- Unterseite
- 10.2
- Außenseite
- 11
- Eintauchbereich
- 11.1
- Seitenwand
- 11.2
- Innenwand
- 12
- Transportstrecke
- 13
- Auftauchbereich
- 13.1
- Innenwand
- 13.2
- Seitenwand
- 20
- Förderanlage
- 30
- Fahrzeugkarosserie / Gegenstände
- 40
- Überlauftank
- 50
- Pumpen
- 51
- Auströmer
- 70
- Behandlungsflüssigkeit
- 71
- Flüssigkeitsspiegel
- T
- Transportrichtung
- HE
- Beckentiefe
- HA
- Beckentiefe
- HTS
- Beckentiefe
- P
- Pfeil
-
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 102007063061 A1 [0002]
- DE 10313205 A1 [0003]
