DE102020105767A1

DE102020105767A1 - Behandlungsanlage und Behandlungsverfahren zum Behandeln von Werkstücken

Info

Publication number: DE102020105767A1
Application number: DE102020105767.9A
Authority: DE
Inventors: Herbert Schulze
Original assignee: Eisenmann GmbH
Current assignee: Eisenmann De GmbH
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2021-09-09
Also published as: WO2021175851A1; EP4115131A1; CN115427748A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Behandlungsanlage zum Behandeln, insbesondere zum Trocknen, von Werkstücken (12), insbesondere von Fahrzeugkarosserien (14). Die Behandlungsanlage (10) umfasst eine Behandlungskabine (16), die ein Gehäuse (18) und einen in dem Gehäuse (18) befindlichen Behandlungsraum (20) aufweist. Ferner umfasst die Behandlungsanlage (10) ein Fördersystem (34), mittels welchem die Werkstücke (12) entlang einer Förderstrecke (S) und in einer Förderrichtung (R) in den Behandlungsraum (20) hinein und/oder durch diesen hindurch förderbar sind, derart, dass eine Hauptachse (AH) eines Werkstücks (12) entlang zumindest eines Quer-Förderabschnitts (SQ) der Förderstrecke (S) quer zur Förderrichtung (R) verläuft. Darüber hinaus ist ein Gassystem (58) vorhanden, mittels welchem in dem Behandlungsraum (20) eine Gasströmung (64) erzeugbar ist und welches mehrere Einlassöffnungen (60) zum Einlassen eines Gases in den Behandlungsraum hinein und mehrere Auslassöffnungen (62) zum Auslassen des Gases aus dem Behandlungsraum (20) heraus umfasst. In dem Quer-Förderabschnitt (SQ) sind die Einlassöffnungen (60) und Auslassöffnungen (62) auf ein und derselben Seite (66) des Werkstücks (12) senkrecht zur Förderrichtung (R) und/oder ausschließlich in zwei sich parallel zur Förderrichtung (R) erstreckenden benachbarten Raumquadranten (68) des Behandlungsraums (20), die durch eine Vertikalebene (72), eine Horizontalebene (74) und einen Gehäuseabschnitt (76a) des Gehäuses (18) definiert sind und/oder in ein und demselben Raumsektor (70) des Behandlungsraums (20), der durch eine erste Diagonalebene (86), eine zweite Diagonalebene (88) und einen Gehäuseabschnitt (76b) des Gehäuses (18) definiert ist, wobei die erste und die zweite Diagonalebene (86. 88) parallel zur Förderrichtung (R) verlaufen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Behandlungsanlage zum Behandeln, insbesondere zum Trocknen, von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, mit

a) einer Behandlungskabine, die ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse befindlichen Behandlungsraum aufweist;
b) einem Fördersystem, mittels welchem die Werkstücke entlang einer Förderstrecke und in einer Förderrichtung in den Behandlungsraum hinein und/oder durch diesen hindurch förderbar sind, derart, dass eine Hauptachse eines Werkstücks entlang zumindest eines Quer-Förderabschnitts der Förderstrecke quer zur Förderrichtung verläuft;
c) einem Gassystem, mittels welchem in dem Behandlungsraum eine Gasströmung erzeugbar ist und welches mehrere Einlassöffnungen zum Einlassen eines Gases in den Behandlungsraum hinein und mehrere Auslassöffnungen zum Auslassen des Gases aus dem Behandlungsraum heraus umfasst.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Behandlungsverfahren zum Behandeln, insbesondere zum Trocknen, von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, in einer Behandlungsanlage, welches umfasst:

A) Fördern von Werkstücken mittels eines Fördersystems entlang einer Förderstrecke und in einer Förderrichtung in einen Behandlungsraum hinein und/oder durch diesen hindurch, wobei eine Hauptachse eines Werkstücks entlang eines Quer-Förderabschnitts der Förderstrecke quer zur Förderrichtung verläuft;
B) Erzeugen einer Gasströmung in dem Behandlungsraum durch Einlassen eines Gases in den Behandlungsraum hinein und Auslassen des Gases aus dem Behandlungsraum heraus.

Beschreibung des Standes der Technik
Behandlungsanlagen der eingangs genannten Art sind in der Regel Teil einer Herstellungs- bzw. Behandlungslinie, die mehrere Behandlungsanlagen umfasst, in welchen jeweils voneinander verschiedene Behandlungen an Werkstücken, von den Halbzeugen bis zu deren Fertigstellung, durchgeführt werden. Die verschiedenen Behandlungsanlagen können dabei an verschiedenen Standorten vorhanden sein, wodurch der Transport von Zwischenprodukten zwischen den Standorten erforderlich wird. Bei derartigen Behandlungsanlagen werden die Werkstücke in der Regel mittels eines Fördersystems zu einer oder mehreren Behandlungskabinen, gefördert, in welchen die Werkstücke dann entweder bis zu deren Fertigstellung oder bis zum Erreichen eines weitertransportierbaren Zwischenprodukts behandelt werden.
Hierbei werden die Werkstücke in taktendem oder kontinuierlichem Förderbetrieb in Behandlungsräume der einzelnen Behandlungskabinen hinein und/oder, beispielsweise im Falle von Durchlauf-Behandlungskabinen wie Durchlauf-Trocknern, durch diese hindurch gefördert. Das Fördersystem kann je nach zu erzielendem Vorteil in der Behandlungslinie Transportwagen und/oder Schlepp- oder Schubelemente umfassen, mittels welchen die Werkstücke entlang einer von dem Fördersystem mechanisch und/oder durch Wegmarkierungen vorgegebenen Förderstrecke förderbar sind. Aus dem Stand der Technik bekannt sind insbesondere flurgebundene, gegebenenfalls freifahrende, oder schienengebundene Transportwagen. Im Falle von freifahrenden Transportwagen, die eine Umfeld-Sensoranordnung und eine bordinterne Steuereinrichtung aufweisen und omnidirektional bewegbar sind, kann die Förderstrecke neben Förderschienen oder den erwähnten Wegmarkierungen auch durch eine anlageninterne Zentralsteuerung und/oder durch die bordinterne Steuereinrichtung vorgegeben werden.
Da in bekannten Behandlungskabinen häufig Behandlungen an den Werkstücken durchgeführt werden, bei welchen eine aggressive und gesundheitsschädliche Schadatmosphäre entsteht, beispielsweise durch zerspanende Arbeitsschritte, durch Aufbringen einer Beschichtung auf die Werkstücke oder durch Trocknen, weisen die Behandlungskabinen ein Gehäuse auf, das in der Regel ganzseitig derart geschlossen oder schließbar ist, dass nur geringe Anteile der Schadatmosphäre, die ein meistens aerosolisches Gemisch aus Gasen, Flüssigkeiten und/oder partikulären Feststoffen ist, in unerwünschte Bereiche gelangen.
Darüber hinaus weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Behandlungsanlagen zum Abführen der Schadatmosphäre aus dem Behandlungsraum oft ein Gassystem auf, mittels welchem in dem Behandlungsraum eine Gasströmung erzeugbar ist. Zum Einlassen eines Gases in den Behandlungsraum weist das Gassystem mehrere Einlassöffnungen und zum Auslassen desselben mehrere Auslassöffnungen auf. Unter einem Gas werden vorliegend auch Gasgemische, wie beispielsweise Luft oder dergleichen, verstanden.
Das Gemisch aus Schadatmosphäre und dem in den Behandlungsraum eingelassenen Gas wird nach dem Auslassen aus dem Behandlungsraum häufig einer Konditioniereinrichtung zugeführt, die mehrere Konditionierstufen aufweisen kann und mittels welcher die Schadatmosphäre zu einem dem Behandlungsraum erneut zuführbaren Gas, im Falle von Luft wird dann von „Umluft“ gesprochen, konditionierbar ist. Mittels der Konditioniereinrichtung können beispielsweise die aggressiven und gesundheitsschädlichen Bestandteile der Schadatmosphäre abgeschieden werden und die Temperatur sowie der Anteil an aerosolisch und/oder gasförmig vorhandenem Wasser eingestellt werden.
Ein solches Gassystem kann aber nicht nur der Abfuhr der Schadatmosphäre dienen, sondern darüber hinaus auch beispielsweise der Trocknung, insbesondere der Konvektions- und/oder Strahlungstrocknung, der Werkstücke. Bei derartigen Ausgestaltungen der Behandlungsanlage hat die Gasströmung, die häufig durch die Konditioniereinrichtung vorkonditioniert wird, dann eine Doppelfunktion: sie temperiert zusätzlich die Werkstücke, wodurch eine sich an der Werkstückoberfläche befindliche Flüssigkeit in eine Behandlungsraumatmosphäre verdampft oder gegebenenfalls Vernetzungsvorgänge initiiert werden. Dies führt dazu, dass die Werkstücke getrocknet werden.
Wenn die Behandlungsanlage in Förderrichtung kurz gehalten werden soll, kann es zweckmäßig sein, die Werkstücke derart in den Behandlungsraum hinein und/oder durch diesen hindurch zu fördern, dass eine Hauptachse des jeweiligen Werkstücks entlang zumindest eines Quer-Förderabschnitts der Förderstrecke quer zur Förderrichtung verläuft. Dadurch ist es insbesondere bei Werkstücken, die länger als breit sind und deren Hauptachse also durch die Längsachse definiert ist, möglich, im Vergleich zum üblichen Fördern der Werkstücke, bei welchem die Hauptachse stets parallel zur Förderrichtung verläuft, über weniger Länge in Förderrichtung die gleiche Anzahl Werkstücke in dem Behandlungsraum der Behandlungskabine unterzubringen.
Bei Werkstücken, die im Wesentlichen so lang sind wie breit, bei denen also zunächst unklar ist, wie die Hauptachse durch das Werkstück hindurch verläuft, kann die Hauptachse beispielsweise durch eine vorhandene Symmetrieachse definiert sein. Auch bei derartigen Werkstücken kann es beispielsweise abhängig von deren Geometrie vorteilhaft sein, wenn ihre Hauptachse in dem Quer-Förderabschnitt quer zur Förderrichtung verläuft.
Vor allem bei Werkstücken, die - unabhängig davon, ob diese nun lediglich eine Hauptachse oder eine als Längsachse ausgebildete Hauptachse aufweisen - nach ihrer Fertigstellung in Abhängigkeit von der späteren Verwendung ein „vorne“ und „hinten“ bzw. ein „oben und „unten” und gegebenenfalls eine komplexe Bauform aufweisen können, bietet es sich an, diese in dem Quer-Förderabschnitt mit quer zur Förderrichtung verlaufender Hauptachse zu fördern.
In DE 10 2015 017 280 B3 wird eine Behandlungsanlage zum Behandeln von als Fahrzeugkarosserien ausgebildeten Werkstücken beschrieben, bei welchen Einlassöffnungen einerseits und Auslassöffnungen andererseits auf einander gegenüberliegenden Seiten einer sich parallel zu einer Förderrichtung und diagonal durch einen Behandlungsraum erstreckenden Diagonalebene angeordnet sind.
Ferner wird in DE 10 2015 017 279 B3 eine ähnliche Behandlungsanlage beschrieben, bei welcher Einlassöffnungen einerseits und Auslassöffnungen andererseits auf einander gegenüberliegenden Seiten eines Werkstücks angeordnet sind.
Bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Behandlungsanlagen sind die Einlass- und Auslassöffnungen räumlich verhältnismäßig weit voneinander entfernt, so dass die Komponenten und Bauteile für die Gaszufuhr und die Gasabfuhr entsprechend auf verschiedenen Seiten der Behandlungskabinen vorgesehen sein müssen. Hierdurch sind diese Behandlungsanlagen vergleichsweise komplex ausgestaltet und verursachen damit insbesondere vergleichsweise hohe Betriebs-, Herstellungs- und Wartungskosten sowie hohe Kosten beim erstmaligen Aufbau der Behandlungsanlagen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Behandlungsanlage zum Behandeln von Werkstücken und ein Behandlungsverfahren zum Behandeln von Werkstücken in einer Behandlungsanlage der eingangs genannten Art anzugeben, die den vorstehend erläuterten Nachteilen aus dem Stand der Technik begegnen.
Bei einer Behandlungsanlage der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
die Einlassöffnungen und Auslassöffnungen in dem Quer-Förderabschnitt wie folgt angeordnet sind:

d) auf ein und derselben Seite des Werkstücks senkrecht zur Förderrichtung; und/oder
e) ausschließlich in zwei sich parallel zur Förderrichtung erstreckenden benachbarten Raumquadranten des Behandlungsraums, die durch eine Vertikalebene, eine Horizontalebene und einen Gehäuseabschnitt des Gehäuses definiert sind; und/oder
f) in ein und demselben Raumsektor des Behandlungsraums, der durch eine erste Diagonalebene, eine zweite Diagonalebene und einen Gehäuseabschnitt des Gehäuses definiert ist, wobei die erste und die zweite Diagonalebene parallel zur Förderrichtung verlaufen.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass Gesamtkosten mit einer derartigen „einseitigen“ Anordnung der Einlassöffnungen und der Auslassöffnungen in dem Quer-Förderabschnitt im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Behandlungsanlagen erheblich reduziert werden können, da insbesondere weniger Bauteile für die Behandlungsanlage erforderlich sind und die Gasströmung darüber hinaus bei entsprechender Anordnung energieeffizienter in dem Behandlungsraum erzeugbar ist.
Die Horizontalebene erstreckt sich parallel zur Förderrichtung durch den Behandlungsraum hindurch. Mit dem im Weiteren verwendeten Begriff „horizontal“ soll nachfolgend eine hinsichtlich der Horizontalebene parallele Erstreckung ausgedrückt werden. Die Vertikalebene verläuft senkrecht zur Horizontalebene und parallel zur Förderrichtung. Entsprechend drückt der Begriff „vertikal“ nachfolgend eine hinsichtlich der Horizontalebene senkrechte Erstreckung aus. Die Raumquadranten, die durch diese beiden Ebenen und dem von diesen geschnittenen Gehäuseabschnitt des Gehäuses ausgebildet werden, können im Wesentlichen das gleiche Volumen und/oder - bei vereinfachter zweidimensionaler Betrachtung einer Schnittansicht quer zur Förderrichtung - die gleiche Fläche aufweisen. Die Volumina bzw. Flächen können aber auch voneinander verschieden sein. In einer gegebenenfalls vorhandenen Teilstrecke des Quer-Förderabschnitts, die einen kurvenförmigen Streckenverlauf aufweist und in welcher entlang variierender Förderrichtungen gefördert wird, wird unter der Vertikalebene dann eine jeweils parallel zu den variierenden Förderrichtungen verlaufende und tangential an dem kurvenförmigen Streckenverlauf der Teilstrecke entlangwandernde Vertikal-Tangentialebene verstanden. Bei einem Kurvenverlauf der Förderstrecke sind die zwei sich parallel zur Förderrichtung erstreckenden benachbarten Raumquadranten des Behandlungsraums so zu verstehen, dass sie dem Kurvenverlauf folgen.
Diagonalebenen sind allgemein ausgedrückt Ebenen, die gegenüber einer Horizontalebene geneigt sind und dabei vorliegend parallel zur Förderrichtung verlaufen. Insbesondere verlaufen die Diagonalebenen einander entgegengesetzt jeweils von einer oberen Innenkante des Gehäuses zu einer der oberen Innenkante quer zur Förderrichtung gegenüberliegenden unteren Innenkante des Gehäuses. Unabhängig von der exakten Form des Gehäuses und von Teilen des Fördersystems oder des Gassystems, die an dem Gehäuse angeordnet sind und zumindest in den Behandlungsraum hineinragen, werden die obere und die untere Innenkante dadurch bestimmt, dass entlang der Innenflächen des Gehäuses ein den Behandlungsraum zur Gänze umfassender geometrischer Behandlungsraum-Hilfsquader ausgebildet wird, der Gehäuseinnenflächen des Gehäuses nach Art einer Regressionsebene berührt. Die obere und die untere Innenkante des Gehäuses entsprechen dann einer oberen und einer unteren Innenkante des geometrischen Behandlungsraum-Hilfsquaders. In einer gegebenenfalls vorhandenen Teilstrecke des Quer-Förderabschnitts, die einen kurvenförmigen Streckenverlauf aufweist und in der entlang variierender Förderrichtungen gefördert wird, wird unter den Diagonalebenen jeweils eine parallel zu den variierenden Förderrichtungen verlaufende und tangential an dem kurvenförmigen Streckenverlauf entlangwandernde Diagonal-Tangentialebene verstanden.
Insbesondere, um in dem Behandlungsraum eine das Werkstück gut erfassende Gasströmung zu erzeugen, können die Horizontalebene und die Vertikalebene vorzugsweise jeweils durch einen Mittelpunkt eines geometrischen Werkstück-Hilfsquaders verlaufen, bei dem zwei gegenüberliegende Seitenflächen senkrecht zur Förderrichtung verlaufen und bei dem jede Seitenfläche einen jeweils äußersten Punkt des Werkstücks tangential berührt. Ein derartiger Werkstück-Hilfsquader ist eine Art das Werkstück einhüllender Quader. Eine derartige Anordnung der Einlassöffnungen und der Auslassöffnungen besonders gut auf das Werkstück abgestimmt. Alternativ kann anstelle eines Werkstück-Hilfsquaders auch eine Umkugel oder ein Umellipsoid sein, die das Werkstück repräsentativ einhüllen und so die Werkstückgeometrie vereinfacht beschreiben können. Hierauf wird weiter unten nochmals eingegangen.
Um das Gas effizient in dem Behandlungsraum zu verteilen, weist das Gassystem vorzugsweise eine Verteilanordnung auf, mit der das Gas in mehrere bestimmte Bereiche des Behandlungsraums entlang der und/oder quer zur Förderstrecke verteilbar ist. Unter solchen bestimmten Bereichen werden vorliegend Bereiche verstanden, in welche nicht unerhebliche Anteile des in den Behandlungsraum eingelassenen Gases gelangen und in welchen das dorthin verteilte Gas eine nicht unwesentliche technische Funktion in Bezug auf das Werkstück erfüllt. Technische Funktionen des Gases können beispielsweise das Mitreißen von mit Wasserdampf, Lösemitteln und/oder Prozessgasen angereicherter Behandlungsraumatmosphäre, das Behandeln des Werkstücks beispielsweise durch Aufbringen oder Abtragen von Schichten oder dergleichen sein.
Vorzugsweise weist die Verteilanordnung zumindest einen in dem Behandlungsraum angeordneten Gaskanal auf, durch welchen die Gasströmung vor Einlass in den Behandlungsraum führbar ist. Mittels eines Gaskanals ist es beispielsweise möglich, die Gasströmung in einen für die in dem Behandlungsraum zu erzeugende Gasströmung und/oder für die Werkstückbehandlung besonders vorteilhaften Bereich zu führen, bevor diese in den Behandlungsraum eingelassen wird. Auch kann mit einem derartigen Gaskanal einer besonderen Geometrie des Behandlungsraums und/oder des Gehäuses, insbesondere einem Behandlungstunnel oder dergleichen, Rechnung getragen werden.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Verteilanordnung zumindest einen Verteilabschnitt, an welchem zumindest einige Einlassöffnungen des Gassystems ausgebildet sind, aufweist, der parallel zu einer der Diagonalebenen und insbesondere in derselben verläuft bzw. dieselbe berührt. Der Verteilabschnitt kann beispielsweise als auf den Behandlungsraum zuweisende Wand des Gaskanals ausgebildet sein. Dadurch, dass der Verteilabschnitt parallel zu einer Diagonalebene verläuft, kann die Gasströmung im Vergleich zu einem horizontalen oder einem vertikalen Verlauf des Verteilabschnitts besser an die Werkstückkontur angepasst werden.
In Bezug auf eine effiziente Durchströmung des Behandlungsraums durch das Gas ist es von Vorteil, wenn ein Strömungsumlenksystem mit zumindest einer Strömungsumlenkeinrichtung vorhanden ist, die derart angeordnet ist, dass sie zumindest eine Teil-Gasströmung in dem Behandlungsraum umlenkt. Durch eine entsprechende Anordnung der Strömungsumlenkeinrichtung kann die Teil-Gasströmung beispielsweise in Richtung auf einen bestimmten Behandlungsbereich des Werkstücks zu umgelenkt werden. Ferner kann die Teil-Gasströmung zusätzlich oder alternativ auch in Richtung auf die Auslassöffnungen zu umgelenkt werden, wodurch das Atmosphärenaustauschvermögen des Gassystems insgesamt verbessert werden kann, d.h. womit insbesondere gegebenenfalls mit Wasserdampf, Lösungsmitteln und/oder Prozessgasen angereichertes Gas vergleichsweise zügig aus dem Behandlungsraum ausgelassen werden kann.
Hierfür kann die Strömungsumlenkeinrichtung vorteilhafterweise ein oder mehrere passive Strömungsleitelemente und/oder ein oder mehrere Ventilationseinrichtungen, insbesondere ein oder mehrere Gebläse, umfassen.
Insbesondere für einen kontinuierlichen Förderbetrieb, und dann besonders für einen Förderbetrieb, bei welchem die Werkstücke mit im Wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit durch den Behandlungsraum hindurch gefördert werden, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Position und/oder die Ausrichtung der Strömungsumlenkeinrichtung, insbesondere die Position und/oder die Ausrichtung eines oder mehrerer Strömungsleitelemente und/oder einer oder mehrerer Ventilationseinrichtungen, und/oder die von einem Strömungsleitelement vorgegebene Strömungsumlenkrichtung an die Position und/oder die Ausrichtung und/oder die Geometrie des jeweiligen Werkstücks entlang der Förderstrecke anpassbar ist. Unter der Position wird vorliegend eine grundsätzliche Lage im Raum verstanden, wohingegen unter der Ausrichtung eine Neigung oder Orientierung in Bezug auf die Horizontalebene und/oder die Vertikalebene verstanden wird.
Um insbesondere von Werkstücken mit besonders komplexer Bauform die jeweilige Position exakt im Raum bestimmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Position des jeweiligen Werkstücks entlang der Förderstrecke der Position des Mittelpunkts des jeweiligen Werkstück-Hilfsquaders entspricht. Somit kann vor allem auf eine aufwendige Sensorik, beispielsweise zur Erkennung bestimmter komplexer Werkstückabschnitte, wofür gegebenenfalls spezielle lernende Algorithmen erforderlich sind, verzichtet werden. Damit verursacht die Behandlungsanlage auch insgesamt geringere Kosten während des Betriebs und in der Herstellung. Denn da die genaue Werkstückgeometrie sowie die exakten Abmessungen des Werkstücks aufgrund von 3D-Modellen, die vor der Fertigung und damit auch vor der Behandlung der Werkstücke erstellt werden, in der Regel bekannt sind, reicht die Kenntnis des Mittelpunkts M des Werkstück-Hilfsquaders aus, um die Position des Werkstücks zu bestimmen. Anhand des Mittelpunkts M kann dann unter Bezug auf das 3D-Modell, das manuell erzeugt, berechnet, gemessen oder durch eine Kombination dieser Methoden erstellt sein kann, auf die wirklichen Ausdehnungen des Werkstücks an der jeweiligen Position entlang der Förderstrecke geschlossen werden. Insbesondere für Abläufe während des Behandelns der Werkstücke, die im Raum koordiniert werden müssen, ist eine derartige Ermittlung der Werkstückposition von Vorteil.
Zur Ermittlung der wie oben beschriebenen äußersten Punkte des Werkstücks ist vorzugsweise zumindest eine senkrecht zur Horizontalebene ausgerichtete erste Erkennungsvorrichtung und eine parallel zur Horizontalebene und entlang der Vertikalebene ausgerichtete zweite Erkennungsvorrichtung vorhanden, wobei es sich bei den Erkennungsvorrichtungen insbesondere um Abbildungsvorrichtungen, insbesondere um Kameras mit einer Abbildungsoptik und einem Photodetektor, beispielsweise einem CCD- oder CMOS-Sensor, handelt. Im Falle von als Abbildungsvorrichtungen ausgebildeten Erkennungsvorrichtungen, weisen die Abbildungsvorrichtungen, um einen vergleichsweise großen Bereich des Behandlungsraumes abbilden zu können, vorzugsweise jeweils eine Abbildungsoptik auf, die vorzugsweise einen Bildwinkel zwischen 70° und 85°, zwischen 80° und 95°, zwischen 90° und 105° oder besonders vorzugsweise einen Bildwinkel in einem Bereich über 105° hat.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein Behandlungsverfahren zum Behandeln von Werkstücken in einer Behandlungsanlage gelöst, bei welchem das Gas wie folgt in den Behandlungsraum eingelassen und aus dem Behandlungsraum ausgelassen wird:

C) auf ein und derselben Seite des Werkstücks senkrecht zur Förderrichtung; und/oder
D) ausschließlich in zwei sich parallel zur Förderrichtung erstreckenden benachbarten Raumquadranten des Behandlungsraums, die durch eine Vertikalebene, eine Horizontalebene und einen Gehäuseabschnitt des Gehäuses definiert sind; und/oder
E) in ein und demselben Raumsektor des Behandlungsraums, der durch eine erste Diagonalebene, eine zweite Diagonalebene und einen Gehäuseabschnitt des Gehäuses definiert ist, wobei die erste und die zweite Diagonalebene parallel zur Förderrichtung verlaufen.

Vorzugsweise ist die Behandlungsanlage bei dem Behandlungsverfahren eine Behandlungsanlage mit einem, mehreren oder allen der oben zur Behandlungsanlage erläuterten Merkmale.
Figurenliste
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

1 bis 5 Querschnitte verschiedener Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Behandlungsanlage, in denen jeweils unterschiedliche Anordnungen von Einlassöffnungen und Auslassöffnungen in einer Behandlungskabine und gegebenenfalls unterschiedliche Strömungsumlenkeinrichtungen veranschaulicht sind;
6 bis 8 Längsschnitte des in 5 dargestellten Ausführungsbeispiels entlang der Schnittlinien A-A, B-B und C-C, in denen Durchströmungsbereiche entlang einer Förderstrecke veranschaulicht sind, in denen unterschiedliche Gasströmungen erzeugt werden;
9 bis 11 perspektivische Ansichten der Behandlungsanlage, in denen Raumsektoren in Bezug auf ein Gehäuse der Behandlungskabine, Raumquadranten in Bezug auf ein Werkstück und Seiten des Werkstückes perspektivisch veranschaulicht sind;
12 eine Draufsicht auf die Behandlungsanlage, in welcher ein Quer-Förderabschnitt in der Behandlungskabine und das zugehörige Fördersystem veranschaulicht sind;
13 und 14 zwei perspektivische Ansichten zweier Ausführungsbeispiele von Transportwagen mit einem jeweils von diesen getragenen Werkstück.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die 1 bis 12 illustrieren schematisch eine insgesamt mit 10 bezeichnete Behandlungsanlage zum Behandeln von Werkstücken 12. Die Werkstücke 12 sind beispielhaft als Fahrzeugkarosserien 14 veranschaulicht. Im Weiteren wird in Bezug auf diese aber lediglich von Werkstücken 12 die Rede sein.
Die Behandlungsanlage 10 umfasst vorliegend eine Behandlungskabine 16 mit einem Gehäuse 18, in welchem sich ein Behandlungsraum 20 befindet. In der Behandlungskabine 16 kann ein Behandlungsschritt, beispielsweise ein Beschichtungsschritt, ein Trocknungsschritt oder ein mechanischer Arbeitsschritt durchgeführt werden. Die Behandlungskabine 16 ist bei allen Ausführungsbeispielen zwar nur beispielhaft als Trockenkammer 22 dargestellt; dies ist jedoch das bevorzugte Ausführungsbeispiel. Im Weiteren wird aber in Bezug auf die Trockenkammer 22 vorwiegend von einer Behandlungskabine 16 die Rede sein; wo nicht explizit etwas Anderes ausgeführt ist, gelten die allgemein zu der Behandlungskabine 16 getätigten Aussagen ebenso für die Trockenkammer 22.
Unter einer Trockenkammer 22 wird im Allgemeinen jede Art einer Behandlungskabine 16 verstanden, in der Werkstücke 12 getrocknet werden können, beispielsweise durch Konvektion und/oder durch Strahlung. Bei der Konvektionstrocknung wird dem zu trocknenden Werkstücken 12 jeweils im Wesentlichen ein erwärmtes Gas zugeführt, mittels welchem die Werkstücke 12 erwärmt werden. Wie oben erwähnt, verdampfen durch die Erwärmung der Werkstücke 12 Flüssiganteile, die sich in einer frisch auf die Werkstücke 12 aufgebrachten Oberflächenschicht befinden, in eine Trockenkammeratmosphäre der Trockenkammer 22. Die durch das Zuführen des Gases erzeugte Gasströmung kann diese aerosolisch und/oder gasförmig in der Trockenkammeratmosphäre vorhandenen Anteile der Oberflächenschicht dann mit sich reißen und aus der Trockenkammer 22 abführen.
Die Strahlungstrocknung folgt prinzipiell einem ähnlichen Prinzip wie die Konvektionstrocknung mit dem Unterschied, dass die Werkstücke 12 nicht durch einen erwärmten Gasstrom erwärmt werden, sondern durch Wärmestrahlung, die durch einen oder mehrere Wärmestrahler erzeugt wird. Auch hier ist es erforderlich, die Trockenkammeratmosphäre aus der Trockenkammer 22 abzuführen und gegebenenfalls in einem nachgelagerten Schritt zu konditionieren, beispielsweise zu entfeuchten. Bei diesem nachgelagerten Entfeuchtungsschritt der Trockenkammeratmosphäre können bekannte Entfeuchtungsverfahren angewandt werden, wie beispielsweise eine Adsorptionsentfeuchtung, eine Peltierentfeuchtung und/oder eine Kondensationsentfeuchtung.
Die Erfindung wird im Folgenden allgemein am Beispiel einer Behandlungskabine 16 erläutert, bei welcher der Behandlungsraum 20 als Behandlungstunnel 24, im Falle der Trockenkammer 22 als Trockentunnel 26, ausgebildet ist. Das Gehäuse 18 der Behandlungskabine 16 umfasst zwei Tunnelwände in Form von Seitenwänden 28 sowie zwei weitere Tunnelwände in Form einer Decke 30 und eines Bodens 32.
Die Werkstücke 12 werden mit einem Fördersystem 34 entlang einer Förderstrecke S und in einer Förderrichtung R gefördert. In den 1 bis 5 weist die Förderrichtung R aus der Zeichenebene heraus. Vorliegend werden die Werkstücke 12 durch den Behandlungsraum 20, d.h. hier durch den Behandlungstunnel 24 der Behandlungskabine 16 hindurch, und auch außerhalb der Behandlungskabine 16, beispielsweise zu einer weiteren Behandlungskabine 16, gefördert.
Die Werkstücke 12 werden bei allen vorliegenden Ausführungsbeispielen im Durchlauf durch die Behandlungskabine 16 hindurch gefördert. Diese hat dementsprechend an einem stirnseitigen Ende einen Eingang 36 und einen Ausgang 38, die nur in der 12 dargestellt sind. Der Eingang 36 und der Ausgang 38 können als Schleuse ausgebildet sein, wie es an und für sich bekannt ist. Die Behandlungskabine 16 kann aber auch als Batch-System ausgelegt sein und gegebenenfalls nur einen einzigen Zugang haben, der zugleich als Ausgang fungiert, d.h. über den die Werkstücke 12 in den Behandlungsraum 20 hinein und nach dem jeweiligen Behandlungsschritt auch wieder aus diesem heraus gefördert werden. Auch dieser einzige Zugang kann als Schleuse ausgebildet sein.
Vorliegend umfasst das Fördersystem 34 mehrere Transportwagen 40, die beispielsweise, wie in den 12 und 13 dargestellt, als schienengebundener Transportwagen 42, oder, wie in 14 dargestellt, als freifahrender Transportwagen 44 ausgebildet sein können. Bei den in den 1 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Transportwagen 40 hingegen als passive Skids 46, die mittels einer in den Figuren lediglich angedeuteten und nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehenen Rollenbahn, einer Kettenfördervorrichtung oder einer Plattenfördervorrichtung bewegbar sind, ausgeführt. Auch vergleichsweise einfache Ausgestaltungen der Transportwagen 40, beispielsweise als Mitnehmer- oder Schubelement, die direkt jeweils am zu fördernden Werkstück 12 ansetzen, sind möglich.
Die schienengebundenen Transportwagen 42 rollen jeweils, wie den 12 und 13 zu entnehmen ist, auf einer Förderschiene 48 ab. Die freifahrenden Transportwagen 44 sind hingegen bodengebunden und rollen auf einem nicht mit einem Bezugszeichen versehenen Fahrboden ab. Dem Fachmann sind Fördersysteme mit freifahrenden Transportwagen 44 unter dem Begriff „fahrerloses Transportsystem“ (FTS) bekannt, die sich dadurch auszeichnen, dass die freifahrenden Transportwagen 44 als „fahrerlose Transportfahrzeuge“ (FTF) unabhängig voneinander mit einer bordinternen Steuereinrichtung autark und/oder einer übergeordneten Zentralsteuerung antreibbar und lenkbar sind. Die bordinterne Steuereinrichtung und die übergeordnete Zentralsteuerung sind vorliegend der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Die in den Figuren dargestellten Transportwagen 40 umfassen jeweils zumindest eine Befestigungseinrichtung 50, an welcher ein Werkstück 12 befestigt und durch den Behandlungsraum 20 der Behandlungskabine 16 hindurch gefördert werden kann. Im Falle des als Skid 46 ausgebildeten Transportwagens 40 koppelt eine Trageinrichtung 52 die Befestigungseinrichtung 50 mit der Rollenbahn, der Kettenfördervorrichtung oder der Plattenfördervorrichtung. Im Falle des schienengebundenen bzw. freifahrenden Transportwagens 42, 44 koppelt eine Verbindungseinrichtung 54 die Befestigungseinrichtung 50 mit einem Fahrwerk 56 des Transportwagens 42, 44.
Die Werkstücke 12 werden vorliegend derart in der Förderrichtung R entlang der Förderstrecke S durch den Behandlungsraum 20 hindurch gefördert, dass eine vorliegend als Längsachse ausgebildete Hauptachse A_H des jeweiligen Werkstücks 12 entlang eines Quer-Förderabschnitts S_Q der Förderstrecke S quer zur Förderrichtung R verläuft. Diese Ausrichtung der Werkstücke 12 quer zur Förderrichtung R in dem Quer-Förderabschnitt S_Q bewirkt zum einen, dass diese für den einen oder die mehreren in dem Behandlungsraum 20 auszuführenden Behandlungsschritte besser erreichbar sind und zum anderen, dass mehr Werkstücke 12 zeitgleich durch den Behandlungsraum 20 hindurch gefördert werden können als Werkstücke, deren Hauptachse A_H parallel zur Förderrichtung R ausgerichtet ist.
In gegebenenfalls vorhandenen Kurvenabschnitten der Förderstrecke S, in denen die Förderrichtung R variiert und stets tangential zur Förderstrecke S verläuft und damit sozusagen an dem Kurvenabschnitt entlangwandert, kann auch die Hauptachse A_H der Werkstücke 12 entsprechend einer variierenden Förderrichtung Rv mitwandern. Diesbezüglich ist es aber ebenfalls möglich, dass die Ausrichtung der Transportwagen 40, die sie bei Einfahrt in den Kurvenabschnitt aufweisen, bis zu oder nach deren Ausfahrt aus dem Kurvenabschnitt jeweils im Wesentlichen beibehalten bleibt. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird die Ausrichtung der Hauptachse A_H der Transportwagen 40 dann erst nach deren Ausfahrt aus dem Kurvenabschnitt an die geänderte Förderrichtung R angepasst.
Die Behandlungsanlage 10 weist ein Gassystem 58 auf, das dazu eingerichtet ist, in dem Behandlungsraum 20 eine Gasströmung 64 zu erzeugen, die eine Vielzahl von Teil-Gasströmungen 64.1, 64.2, 64.3 aufweist, von denen lediglich drei mit einem Bezugszeichen versehen sind. Zum Einlassen des Gases in den Behandlungsraum 20 hinein weist das Gassystem 58 mehrere Einlassöffnungen 60 und zum Auslassen des Gases aus dem Behandlungsraum 20 heraus mehrere Auslassöffnungen 62 auf.
Wie die 1 und räumlich anschaulicher die 10 darstellen, kann der Behandlungsraum 20 geometrisch in Raumquadranten 68 unterteilt werden, die sich parallel zur Förderrichtung R erstrecken und bei Betrachtung entgegen der Förderrichtung R von links oben im Uhrzeigersinn mit 68.1, 68.2, 68.3 und 68.4 bezeichnet sind. Die Raumquadranten 68 werden jeweils durch eine Vertikalebene 72, eine Horizontalebene 74 und einen dem jeweiligen Raumquadrant 68 gesondert zugehörigen Gehäuseabschnitt 76a des Gehäuses 18 der Behandlungskabine 16 ausgebildet.
Wie die 2 und 9 darstellen, kann der Behandlungsraum außerdem geometrisch in vier Raumsektoren 70 unterteilt werden, die bei Betrachtung entgegen der Förderrichtung R von oben ausgehend im Uhrzeigersinn mit 70.1, 70.2, 70.3 und 70.4 bezeichnet sind. Die Raumsektoren 70 werden jeweils durch eine erste Diagonalebene 86, eine zweite Diagonalebene 88, und einen weiteren, dem jeweiligen Raumsektor 70 zugehörigen Gehäuseabschnitt 76b definiert. Die beiden Diagonalebenen 86 und 88 verlaufen parallel zur Förderrichtung R.
Wie nun den 1 bis 5 und 9 bis 11 entnommen werden kann, sind die Einlass- und Auslassöffnungen 60, 62 bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen auf ein und derselben Seite 66 des Werkstücks 12 sowie ausschließlich in zwei benachbarten Raumquadranten 68 des Behandlungsraumes 20, nämlich vorliegend den Raumquadranten 68.1 und 68.2, und darüber hinaus in ein und demselben Raumsektor 70 des Behandlungsraums 20, nämlich vorliegend dem Raumsektor 70.1, angeordnet. Es ist aber auch möglich, dass die Einlassöffnungen 60 und die Auslassöffnungen 62 nur gemäß einzelner Optionen oder unterschiedlicher Kombinationen dieser Optionen, d.h. eine Seite und/oder zwei Raumquadranten und/oder ein Raumsektor, ausgebildet sind.
Zum Beispiel können die Einlass- und Auslassöffnungen 60, 62 ausschließlich in den Raumquadranten 68.1 und 68.4 und dabei gegebenenfalls in dem Raumsektor 70.4, ausschließlich in den Raumquadranten 68.2 und 68.3 und dabei gegebenenfalls in dem Raumsektor 70.2 oder ausschließlich in den Raumquadranten 68.3 und 68.4 und dabei gegebenenfalls in dem Raumsektor 70.3 angeordnet sein.
Der Einfachheit halber wird bei der nun folgenden Beschreibung der Anordnung der Einlassöffnungen 60 und der Auslassöffnungen 62 lediglich auf ein einzelnes Werkstück 12 Bezug genommen werden. Es sollte aber klar sein, dass immer auch mehrere Werkstücke 12 gemeint sind und sich das Fördersystem 34 in der Regel im Förderbetrieb befindet.
Um die Vertikalebene 72 und die Horizontalebene 74 exakt im Behandlungsraum 20 verorten zu können, wird vorliegend ein als Bezugssystem dienender geometrischer Werkstück-Hilfsquader 78 um das Werkstück 12 herum ausgebildet. Zwei gegenüberliegende Seitenflächen 80 des Werkstück-Hilfsquaders 78 verlaufen senkrecht zur Förderrichtung R, also dementsprechend auch parallel zur Hauptachse A_H des Werkstücks 12 in dem Quer-Förderabschnitt S_Q , und vorliegend somit auch vertikal. Die weiteren vier Seitenflächen des Werkstück-Hilfsquaders 78 sind nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen. Jede Seitenfläche des Werkstück-Hilfsquaders 78 berührt einen jeweils äußersten Punkt 82 des Werkstücks 12 tangential. Bei der oben angesprochenen Alternative könnte das Werkstück 12 entsprechend näherungsweise durch eine nicht dargestellte Umkugel, insofern Breite und Länge des Werkstücks 12 im Wesentlichen gleich sind, oder durch ein Umellipsoid 84, insofern Breite und Länge des Werkstücks 12 voneinander verschieden sind, repräsentiert werden. Das Umellipsoid 84 ist in dem Querschnitt der 1 andeutungsweise dargestellt.
Die Ebenen 72, 74 verlaufen jeweils durch einen Mittelpunkt M des Werkstück-Hilfsquaders 78. Die Raumquadranten 68 müssen folglich nicht ausschließlich von der Geometrie des Behandlungsraums 20 abhängig sein, da der Bezugspunkt für die Ausbildung derselben entsprechend das Werkstück 12 selbst sein kann. Dies ist besonders deswegen vorteilhaft, weil die Position und/oder die Ausrichtung der Einlassöffnungen 60 und der Auslassöffnungen 62 somit exakter an die Abmessungen des Werkstücks 12 angepasst werden können.
Im Gegensatz zu den Raumquadranten 68, die vorliegend in Bezug auf das Werkstück 12 definiert sein können, sind die durch die Diagonalebenen 86, 88 gemeinsam mit dem Gehäuse 18 ausgebildeten Raumsektoren 70 in Bezug auf das Gehäuse 18 festgelegt. So verlaufen die Diagonalebenen 86, 88 hier entgegengesetzt jeweils von einer oberen Innenkante 90 des Gehäuses 18 zu einer gegenüberliegenden unteren Innenkante 92 des Gehäuses 18. Obwohl schon die werkstückbezogene Anordnung der Einlassöffnungen 60 und der Auslassöffnungen 62 in zwei benachbarten Raumquadranten 68 vorteilhaft ist, so ergeben sich auch bei der vorliegend gehäusebezogenen Anordnung in ein und demselben Raumsektor 70 Vorteile. Es kann nämlich auch gewünscht sein, dass ein im Wesentlichen konstanter Bezugspunkt für die Anordnung der Öffnungen 60, 62 vorliegt. Dies kann die Planung und die Konstruktion der Behandlungsanlage 10 vergleichsweise erleichtern und somit im Ergebnis auch die Kosten hierfür reduzieren.
In Bezug auf die 3 und 11 wird nun detaillierter erläutert, dass die Einlassöffnungen 60 und die Auslassöffnungen 62 bei allen vorliegenden Ausführungsbeispielen auf ein und derselben Seite 66 des Werkstücks 12 senkrecht zur Förderrichtung R angeordnet sind. Die Seiten 66 des Werkstücks 12 sind vorliegend jeweils Teil-Raumbereiche des Behandlungsraums 20, die an aus jeweiligen Blickrichtungen, d.h. „von vorne“, „von hinten“, „von links“, „von rechts“, „von oben“ und „von unten“, betrachtete Abschnitte einer Oberfläche des Werkstücks 12 angrenzen. Die Blickrichtungen sind hinsichtlich der Förderrichtung R und/oder der späteren Verwendung des Werkstücks 12 definiert.
Wie in den 3 und 11 ferner dargestellt ist, kann zur näherungsweisen Bestimmung der Seiten 66 des Werkstücks 12 in ähnlicher Weise wie bei den bereits beschriebenen Raumquadranten 68 aber auch konkret ein geometrischer Werkstück-Hilfsquader 78 ausgebildet werden. Eine Seite 66 des Werkstücks 12 ist dann der Teil-Raumbereich, der von einer an die jeweilige Seitenfläche 80 des Werkstück-Hilfsquaders 78 angelegten Vertikalebene 72 oder Horizontalebene 74 und dem Gehäuseabschnitt 76, der von der jeweiligen Ebene 72, 74 geschnitten wird, umschlossen ist. Wenn die Teil-Raumbereiche jenseits des Werkstück-Hilfsquaders 78 jeweils eine Seite 66 des Werkstücks 12 beschreiben und die Einlassöffnungen 60 sowie die Auslassöffnungen 62 dort angeordnet sind, ist sichergestellt, dass keine Bauteile mit dem Werkstück 12 kollidieren können, wenn die Werkstücke 12 im Behandlungstunnel 24 bewegt werden.
Wie in 3 dargestellt ist, ergeben sich durch das Anlegen der Ebenen 72, 74 Überschneidungsbereiche 94. Bei einem Querschnitt quer zur Förderrichtung R und bei im Wesentlichen rechteckiger Grundform des Behandlungsraums 20, wie dies vorliegend der Fall ist, sind die Überschneidungsbereiche 94 in Raumecken 96 des Behandlungsraums 20 angeordnet. Bei hiervon abweichender Grundform des Behandlungsraums 20 sind die Überschneidungsbereiche 94 aber in jedem Fall in Außenbereichen des Behandlungsraums 20 angeordnet.
Die Überschneidungsbereiche 94 sind jeweils zwei Seiten 66 des Werkstückes 12 zugeordnet. Der in Bezug auf die Zeichenebene linke obere Überschneidungsbereich 94 ist somit beispielsweise sowohl der in der Zeichenebene linken Seite 66 (vorliegend ausgehend vom Werkstück 12 „vorne“) als auch der in der Zeichenebene oberen Seite 66 (vorliegend ausgehend vom Werkstück 12 „oben“) zugeordnet. Sinngemäß entsprechend gilt dies auch für die übrigen Überschneidungsbereiche 94. Insofern in diesem Bereich also Einlassöffnungen 60 oder Auslassöffnungen 62 angeordnet sind, sind diese, um beim Beispiel zu bleiben, sowohl vor als auch über dem Werkstück 12 angeordnet. Bei zwei benachbarten Überschneidungsbereichen 94, d.h. beispielsweise bei den beiden in Bezug auf die Zeichenebene oberen oder linken Überschneidungsbereichen 94, sind für die Definition, ob sich die Öffnungen 60, 62 auf ein und derselben Seite 66 des Werkstücks 12 befinden, stets die gemeinsamen Eigenschaften maßgeblich. Die beiden oberen Überschneidungsbereiche 94, die sich sowohl über als auch vor bzw. auch hinter dem Werkstück 12 befinden, werden somit als ausschließlich über dem Werkstück 12 angeordnet angesehen.
Wie die 1 bis 8 zeigen, weist das Gassystem 58 bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen der Behandlungsanlage 10 eine Verteilanordnung 98 auf, mit der das Gas in mehrere bestimmte Bereiche des Behandlungsraums 10 entlang der und quer zur Förderstrecke S verteilbar ist. Die Gasströmung 64 kann hierbei beispielsweise außerhalb des Gehäuses 18 und des Behandlungsraums 20 in dafür vorgesehenen Gaskanälen geführt werden und an den entsprechenden Stellen durch das Gehäuse 18 in den Behandlungsraum 20 geleitet werden.
Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen weist die Verteilanordnung 98 einen in dem Behandlungsraum 20 angeordneten Gaskanal 100 auf, durch welchen die Gasströmung 64 vor Einlass in den Behandlungsraum 20 geführt werden kann. Im Falle einer als Trockenkammer 22 ausgebildeten Behandlungskabine 16 kann die Gasströmung 64 somit vor deren Einlass in den Behandlungsraum 20 beispielsweise durch die Trockenkammeratmosphäre passiv erwärmt werden, wodurch die in dem Behandlungsraum 20 herrschende Temperatur energieeffizient verwendet wird. Der Gaskanal 100 erstreckt sich vorliegend sowohl entlang der als auch quer zur Förderstrecke S, kann sich aber bei nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispielen auch nur entlang oder nur quer zu dieser erstrecken.
Bei den in den 1, 2 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen der Behandlungsanlage 10 weist die Verteilanordnung 98 mehrere Verteilabschnitte 102 auf, die parallel zu einer der Diagonalebenen 86, 88 verlaufen. Dadurch kann die Gasströmung 64 gut an die Kontur des Werkstücks 12 angepasst werden.
Die in den 2 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele der Behandlungsanlage 10 weisen ein Strömungsumlenksystem 104 mit mehreren Strömungsumlenkeinrichtungen 106 auf, die derart angeordnet sind, dass sie jeweils zumindest eine Teil-Gasströmung 64.1, 64.2, 64.3 der Gasströmung 64 innerhalb des Behandlungsraums 20 umlenken.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 umfasst die Strömungsumlenkeinrichtung 106 eine Ventilationseinrichtung 108, die hier als Gebläse 110 ausgebildet ist. Das Gebläse 110 erzeugt seinerseits eine nicht eigens dargestellte Gebläse-Gasströmung in dem Behandlungsraum 20 und leitet die Atmosphäre in dem Behandlungsraum 20 in eine von der Gebläse-Gasströmung vorgegebene Hauptströmungsrichtung aktiv um. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Strömung auf diese Weise auf das Werkstück 12 umgelenkt, welches hierdurch gezielt beaufschlagt werden kann. Insbesondere kann die Gasströmung 64 so umgelenkt werden, dass eine nicht mit einem Bezugszeichen versehene Innenoberfläche des Werkstücks 12 mit dieser beaufschlagt wird, wie zum Beispiel eine Innenoberfläche eines vergleichsweise massereichen Abschnitts des Werkstücks 12, der verhältnismäßig viel Zeit benötigt, um abzukühlen und entsprechend zu trocknen. Ein derartiger massereicher Abschnitt ist bei einer Fahrzeugkarosserie 14 beispielsweise ein Schweller 111.
Durch eine Anordnung mehrerer dieser Gebläse 110, wie dies beispielsweise bei nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispielen der Fall sein kann, kann die Gasströmung 64 gegebenenfalls auf einfache Weise schrittweise in Richtung auf die Auslassöffnungen 62 zu umgelenkt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3 bis 5 umfasst die Strömungsumlenkeinrichtung 106 mehrere Strömungsleitelemente 112, die hier als Strömungsleitbleche 114 ausgebildet sind. Diese sind mittels Befestigungsmitteln 116 so an den Seitenwänden 28 des Gehäuses 18 befestigt, dass sie den auf diese Strömungsleitbleche 114 auftreffenden Teil-Gasströmungen 64.1, 64.2, 64.3 passiv einen Strömungswiderstand entgegensetzen. Hierdurch werden die Teil-Gasströmungen im Wesentlichen in eine von den Strömungsleitblechen 114 vorgegebene Umlenkrichtung umgelenkt. Auch auf diese Weise kann das Werkstück 12 effektiv mit der Gasströmung 64 beaufschlagt werden. Wie bereits zu den Gebläsen 110 ausgeführt und wie auch in den 2 bis 5 dargestellt ist, kann die Gasströmung 64 darüber hinaus gegebenenfalls ebenfalls schrittweise in Richtung auf die Auslassöffnungen 62 zu umgelenkt werden.
Auch das Gehäuse 18 kann zum gezielten Umlenken der Gasströmung 64 bzw. von Teil-Gasströmungen 64.1, 64.2, 64.3 genutzt werden. Dies ist beispielsweise in 5 veranschaulicht, bei welcher das Gehäuse 18 des dargestellten Ausführungsbeispiels der Behandlungsanlage 10 in der in Bezug auf die Zeichenebene linken unteren Ecke eine derartige Funktion ausübt und dabei als Teil der Strömungslenkeinrichtung 106 verstanden werden kann.
Bei nicht dargestellten Ausführungsbeispielen der Behandlungsanlage 10 können die Strömungsumlenkeinrichtungen 106 derart beweglich sein, dass ihre Position und Ausrichtung sowie die von dem Strömungsleitelement 112 vorgegebene Strömungsumlenkrichtung an die Position, die Ausrichtung und die Geometrie des Werkstücks 12 angepasst werden kann. Solche Ausführungsbeispiele sind besonders flexibel hinsichtlich einer gegebenenfalls vorhandenen variablen Führung der Förderstrecke S, verschiedenen Behandlungsschritten, die eine Bewegung des Werkstückes 12 erfordern sowie unterschiedlichen Geometrien der Werkstücke 12.
Bei derartigen nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ergibt sich ein besonderer steuerungstechnischer Vorteil, wenn die Position des jeweiligen Werkstücks 12 der Position des Mittelpunkts M des jeweiligen Werkstück-Hilfsquaders 78 entspricht. Denn aufgrund von in der Regel bekannten und auf Datenträgern speicherbaren 3D-Modellen reicht die Kenntnis des Mittelpunkts M des Werkstück-Hilfsquaders 78 aus, um die Position und die realen Ausdehnungen des Werkstücks 12 bestimmen zu können, wenn bekannt ist, in welche Richtung die Hauptachse A_H des Werkstücks 12 ausgerichtet ist. Anhand des Mittelpunkts M kann dann unter Bezug auf das 3D-Modell, das manuell erzeugt, automatisiert berechnet, vermessen oder durch eine Kombination dieser Methoden erstellt sein kann, auf die realen Ausdehnungen des Werkstücks 12 an der jeweiligen Position entlang der Förderstrecke S geschlossen werden. Der Werkstück-Hilfsquader 78 kann beispielsweise in einfacher Weise mittels der Erkennung von Außenkanten des Werkstücks 12 durch innerhalb des Behandlungsraums 20 angeordnete Erkennungsvorrichtungen, die insbesondere als Abbildungsvorrichtungen mit einem Photodetektor ausgebildet sein können, erstellt werden. Hierfür ist es ausreichend, jeweils eine der entsprechenden Seite 66 des Werkstücks 12 zugewandte äußerste Kante des Werkstücks 12 zu erkennen; bei dem Werkstück-Hilfsquader 78 entspricht dies sechs zu erkennenden Kanten des Werkstücks 12.
Die 6, 7 und 8 zeigen Längsschnitte der Behandlungsanlage 10 entlang der Schnittlinien A-A, B-B und C-C in der 5. Der Behandlungsraum 20 weist, wie aus 7 hervorgeht, entlang der Förderstrecke S mehrere Durchströmungsabschnitte 118 auf, in welchen in alternierender Weise voneinander verschiedene Gasströmungen 64 erzeugt werden. Hierdurch wird im Vergleich zu durchgehend im Wesentlichen uniformen Gasströmungen 64 entlang der Förderstrecke S eine verbesserte Durchströmung des gesamten Behandlungsraumes 20 bewirkt.
Wie nun aus der 12 ersichtlich ist, ist das Fördersystem 34 dort beispielhaft als Fördersystem 34 mit einer Vielzahl von schienengebundenen Transportwagen 42 ausgeführt.
Für das Querfördern der Werkstücke 12 in dem Quer-Förderabschnitt S_Q ist entlang der Förderstrecke S zusätzlich zu einer ersten Förderschiene 48 eine parallel zu der ersten Förderschiene 48 verlaufende zweite Förderschiene 120 vorhanden.
Jedes Werkstück 12 wird mit zwei schienengebundenen Transportwagen 42 entlang der Förderstrecke S und in der Förderrichtung R gefördert. In der Nähe des Eingangs 36 der Behandlungskabine 16 ist eine Weichenvorrichtung 122 vorhanden, mittels welcher einer der beiden schienengebundenen Transportwagen 42, die ein Werkstück 12 fördern, auf die zweite Förderschiene 120 überführbar ist. Die zweite Förderschiene 120 weist hierfür einen Kurvenabschnitt 124 auf, der mit der Weichenvorrichtung 122 verbunden ist. Nach dem Kurvenabschnitt 124 verläuft die zweite Förderschiene 120 in einem Linearabschnitt 126 parallel zur ersten Förderschiene.
Um die Querstellung jedes Werkstücks 12 entlang des Quer-Förderabschnitts 12, d.h. das Ausrichten der Hauptachse A_H quer zur Förderrichtung R, zu ermöglichen, weist die Verbindungseinrichtung 54 des schienengebundenen Transportwagens 42 eine nicht dargestellte drehbare Verbindung zur Befestigungseinrichtung 50 auf, die arretiert werden kann, wenn das Werkstück 12 bestimmte Ausrichtungen einnimmt, vorliegend beispielhaft eine Längsförderausrichtung bzw. eine Querförderausrichtung.
Wegen der drehbaren Verbindung kann eine Drehung des Werkstücks 12 quer zur Förderrichtung R allein dadurch bewirkt werden, dass ein in Förderrichtung R vorauseilender schienengebundener Transportwagen 42 über den Kurvenabschnitt 124 der zweiten Förderschiene 120 auf den parallel zur ersten Förderschiene 48 verlaufenden Linearabschnitt 126 bewegt wird. In anderen Worten ausgedrückt verläuft die Hauptachse A_H des Werkstücks 12 stets parallel zu einer durch Befestigungspunkte 128 der Befestigungseinrichtungen 50 der beiden schienengebundenen Transportwagen 42 verlaufenden geometrischen Gerade 130.
In der Nähe des Ausgangs 38 der Behandlungskabine sind ebenfalls eine Weichenvorrichtung 122 und ein Kurvenabschnitt 124 der zweiten Förderschiene 120 vorhanden, wodurch die beiden schienengebundenen Transportwagen 42 dort wieder auf die erste Förderschiene 48 bewegt werden können. Bei Durchfahren des Kurvenabschnitts 124 dreht sich das Werkstück 12 derart, dass seine Hauptachse A_H nach dem Durchfahren wieder parallel zur Förderrichtung R verläuft.
Innerhalb des Quer-Förderabschnitts S_Q sind bei nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispielen der Behandlungsanlage 10 auch parallel zueinander verlaufende Kurvenabschnitte 124 der Förderschienen 48, 120 vorgesehen. In derartigen Kurvenabschnitten 124 der Förderstrecke S verläuft dann die Hauptachse A_H stets senkrecht zu einer variierenden Förderrichtung Rv, die ihrerseits stets tangential zur Förderstrecke S verläuft.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015017280 B3 [0012]
DE 102015017279 B3 [0013]

Claims

Behandlungsanlage zum Behandeln, insbesondere zum Trocknen, von Werkstücken (12), insbesondere von Fahrzeugkarosserien (14), mit a) einer Behandlungskabine (16), die ein Gehäuse (18) und einen in dem Gehäuse (18) befindlichen Behandlungsraum (20) aufweist; b) einem Fördersystem (34), mittels welchem die Werkstücke (12) entlang einer Förderstrecke (S) und in einer Förderrichtung (R) in den Behandlungsraum (20) hinein und/oder durch diesen hindurch förderbar sind, derart, dass eine Hauptachse (A_H) eines Werkstücks (12) entlang zumindest eines Quer-Förderabschnitts (S_Q) der Förderstrecke (S) quer zur Förderrichtung (R) verläuft; c) einem Gassystem (58), mittels welchem in dem Behandlungsraum (20) eine Gasströmung (64) erzeugbar ist und welches mehrere Einlassöffnungen (60) zum Einlassen eines Gases in den Behandlungsraum hinein und mehrere Auslassöffnungen (62) zum Auslassen des Gases aus dem Behandlungsraum (20) heraus umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (60) und Auslassöffnungen (62) in dem Quer-Förderabschnitt (S_Q) wie folgt angeordnet sind: d) auf ein und derselben Seite (66) des Werkstücks (12) senkrecht zur Förderrichtung (R); und/oder e) ausschließlich in zwei sich parallel zur Förderrichtung (R) erstreckenden benachbarten Raumquadranten (68) des Behandlungsraums (20), die durch eine Vertikalebene (72), eine Horizontalebene (74) und einen Gehäuseabschnitt (76a) des Gehäuses (18) definiert sind; und/oder f) in ein und demselben Raumsektor (70) des Behandlungsraums (20), der durch eine erste Diagonalebene (86), eine zweite Diagonalebene (88) und einen Gehäuseabschnitt (76b) des Gehäuses (18) definiert ist, wobei die erste und die zweite Diagonalebene (86. 88) parallel zur Förderrichtung (R) verlaufen.
Behandlungskabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalebene (72) und die Vertikalebene (74) jeweils durch einen Mittelpunkt (M) eines geometrischen Werkstück-Hilfsquaders (78) verlaufen, bei dem zwei gegenüberliegende Seitenflächen (80) senkrecht zur Förderrichtung (R) verlaufen und bei dem jede Seitenfläche (80) einen jeweils äußersten Punkt (82) des Werkstücks (12) tangential berührt.
Behandlungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gassystem (58) eine Verteilanordnung (98) aufweist, mit der das Gas in mehrere bestimmte Bereiche des Behandlungsraums (20) entlang der und/oder quer zur Förderstrecke (S) verteilbar ist.
Behandlungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilanordnung (98) zumindest einen in dem Behandlungsraum (20) angeordneten Gaskanal (100) aufweist, durch welchen die Gasströmung (64) vor Einlass in den Behandlungsraum (20) führbar ist.
Behandlungsanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilanordnung (98) zumindest einen Verteilabschnitt (102), an welchem zumindest einige Einlassöffnungen (60) des Gassystems (58) ausgebildet sind, aufweist, der parallel zu einer der Diagonalebenen (86, 88) und insbesondere in derselben verläuft bzw. dieselbe berührt.
Behandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsumlenksystem (104) mit zumindest einer Strömungsumlenkeinrichtung (106) vorhanden ist, die derart angeordnet ist, dass sie zumindest eine Teil-Gasströmung (64) in dem Behandlungsraum (20) umlenkt.
Behandlungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsumlenkeinrichtung (106) a) ein oder mehrere passive Strömungsleitelemente (112); und/oder b) ein oder mehrere Ventilationseinrichtungen (108) umfasst.
Behandlungsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder die Ausrichtung der Strömungsumlenkeinrichtung (106), insbesondere die Position und/oder die Ausrichtung eines oder mehrerer Strömungsleitelemente (112) und/oder einer oder mehrerer Ventilationseinrichtungen (108), und/oder die von einem Strömungsleitelement (112) vorgegebene Strömungsumlenkrichtung an die Position und/oder die Ausrichtung und/oder die Geometrie des jeweiligen Werkstücks (12) entlang der Förderstrecke (S) anpassbar ist.
Behandlungsanlage nach Anspruch 8 mit Rückbezug auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des jeweiligen Werkstücks (12) entlang der Förderstrecke (S) der Position des Mittelpunkts (M) des jeweiligen Werkstück-Hilfsquaders (78) entspricht.
Behandlungsverfahren zum Behandeln, insbesondere zum Trocknen, von Werkstücken (12), insbesondere von Fahrzeugkarosserien (14), in einer Behandlungsanlage (10), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: A) Fördern von Werkstücken (12) mittels eines Fördersystems (34) entlang einer Förderstrecke (S) und in einer Förderrichtung (R) in einen Behandlungsraum (20) hinein und/oder durch diesen hindurch, wobei eine Hauptachse (A_H) eines Werkstücks (12) entlang eines Quer-Förderabschnitts (S_Q) der Förderstrecke (S) quer zur Förderrichtung (R) verläuft; B) Erzeugen einer Gasströmung (64) in dem Behandlungsraum (20) durch Einlassen eines Gases in den Behandlungsraum (20) hinein und Auslassen des Gases aus dem Behandlungsraum (20) heraus, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas wie folgt in den Behandlungsraum (20) eingelassen und aus dem Behandlungsraum (20) ausgelassen wird: C) auf ein und derselben Seite (66) des Werkstücks (12) senkrecht zur Förderrichtung (R); und/oder D) ausschließlich in zwei sich parallel zur Förderrichtung (R) erstreckenden benachbarten Raumquadranten (68) des Behandlungsraums (20), die durch eine Vertikalebene (72), eine Horizontalebene (74) und einen Gehäuseabschnitt (76a) des Gehäuses (18) definiert sind; und/oder E) in ein und demselben Raumsektor (70) des Behandlungsraums (20), der durch eine erste Diagonalebene (86), eine zweite Diagonalebene (88) und einen Gehäuseabschnitt (76b) des Gehäuses (18) definiert ist, wobei die erste und die zweite Diagonalebene (86, 88) parallel zur Förderrichtung (R) verlaufen.
Behandlungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsanlage (10) eine Behandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ist.