DE20205159U1

DE20205159U1 - Luftdurchlauferhitzer

Info

Publication number: DE20205159U1
Application number: DE20205159U
Authority: DE
Original assignee: HENNE JUERGEN
Current assignee: HENNE JUERGEN
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2012-04-04

Description

Die Erfindung betrifft Luftdurchlauferhitzer für die Verarbeitung von Lacken, insbesondere Niedertemperatur-Luftdurchlauferhitzer für die Teil- und Vollackierung von Kraftfahrzeugen.

Teillackierungen von Kraftfahrzeugen, wie sie nach Beschädigungen des Lacks erforderlich sind, werden heutzutage überwiegend - zu etwa 90 % - mit in organischen Lösungsmitteln gelösten Lacken durchgeführt. Nachteilig bei diesen Lackierverfahren ist, daß große Mengen organischer Lösungsmittel an die Atmosphäre abgegeben werden und die Umweit belasten. Außerdem sind sie nachteilig für die Gesundheit. Solche Immissionen müssen vermieden oder zumindestens weitgehend eingeschränkt werden. Sie unterliegen gesetzlichen Vorschriften, unter anderen der EU-Lösemittelrichtlinie / VOC-Grenzwerte).

Es gibt zwar auch Methoden, um Lacksysteme auf Wasserbasis für derartige Lackierzwecke einzusetzen, diese haben aber bisher keine wesentlichen Marktanteile erzielen können - weniger als 10 %. Ein Grund hierfür ist, daß die Trocknung zu aufwendig und/oder langwierig ist. Die bekannten Trocknungs- bezw. Luftabblassysteme können nicht die anfallenden Wassermengen in konkurrenzfähigen kurzen Zeiträumen entfernen und erlauben keine rasche Einstellung des Luftstroms auf die günstigen Temperaturbereiche. Die Standzeiten sind also unerwünscht lang.

Eine Aufgabe, die sich dem Erfinder stellte, war also die Bereitstellung einer Vorrichtung, mit der die Lackierung von Metalloberflächen, insbesondere von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen, und ganz besonders von Teilen der Oberflächen von Kraftfahrzeugen mit Lacken auf wässriger Basis zuverlässig und in kürzerer Zeit durchgeführt werden kann, als es mit herkömmlichen Trocknungssystemen nach dem Stand der Technik möglich ist

Eine weitere Aufgabe, die sich dem Erfinder stellte, war die Bereitstellung einer Vorrichtung, mit der die Lackierung von derarigen Metalloberflächen (s. den vorhergehenden Absatz) mit Lacken auf Basis organischer Lösungsmittel durchgeführt werden kann, welche Lacke bei vergleichbaren Verarbeitungsbedingungen und gleicher Qualität wesentlich geringere Lösungsmittelanteile aufweisen. Es sollen also Lösungsmittel eingespart werden, was ein solches Lackierungsverfahren unter den Gesichtspunkten der Umweltbelastung, der Wirtschaftlichkeit und der Anwendbarkeit akzeptabler machen würde.

Weitere Anforderungen an die bereitzustellende Vorrichtung, mit der die Lackierung von Metalloberflächen, insbesondere von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen, und ganz besonders von Teilen der Oberflächen von Kraftfahrzeugen mit Lacken auf wässriger/organischer Basis zuverlässig, in kürzerer Zeit und unter geringeren

Immissionen mit organischen Lösungsmitteln durchgeführt werden kann als nach dem derzeitigen Stand der Technik, sind schnelleres Ansprechen, geringe Wärmeverluste, hoher Wirkungsgrad und hohe Druckstabilität

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden die Nachteile der Vorrichtungen des Standes der Technik überwunden.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Luftdurchlauferhitzer für die Verarbeitung von Lacken, insbesondere ein Niedertemperatur-Luftdurchlauferhitzer für die Teillackierung von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem einen Innendruck von bis zu 7 bar standhaltenden Rohr mit eben solchen druckresistenten Rohrverschlüssen, in welches Rohr eine Vielzahl von durch die Verschlüsse zugeführten und außerhalb des Rohrs mit einem Leistungsregler verbundenen Heizdrähten, die vorzugsweise als Wendeln ausgebildet sind, eingebaut sind, wobei in dem einen Rohrverschluß Öffnungen mit Zuleitungen für den peripheren Eintritt von Luft und in dem anderen Rohrverschluß Öffnungen mit Ableitungen für den peripheren Austritt der Luft vorgesehen sind und in den Zu- und Ableitungen Thermofühler, in dem abseitigen Rohrverschluß vorzugsweise ein Kondensatablaß (sicherheitshalber), in der Luftableitung vorzugsweise ein Sieb (sicherheitshalber) und in den Zu- oder Ableitungen ein Luftmengenmesser vorgesehen sind, und wobei eine Steuereinheit den Heizleistungsregler steuert.

Das Rohr kann beispielsweise 80 bis 150 cm lang sein, kann einen Durchmesser von 12 bis 30, vorzugsweise von 15 bis 20 cm, haben, und seine Wandstärke wird je nach Material mit Hinblick auf die geforderte Druckfestigkeit (je nach Material, Norm und Prüfung) gewählt. Das Anbringen von besonderen Vorrichtungen, die zur Erzielung der erforderlichen Druckfestigkeit in besonderen Fällen notwendig sein können, liegt für den Fachmann auf der Hand. Die Verschlüsse bestehen vorzugsweise aus Kunststoff (PTFT₅PTPT, PVDF, PP) oder Leichtmetallegierungen.

Die Durchmesser der Zuleitungen und Ableitungen betragen beispielsweise 6 bis 8 mm.

Die Heizdrähte, deren Gesamtlänge etwa 15 bis 25 m betragen kann, und die aus metallvergütetem, oxidationsfreiem Wendelheizdraht (0,6 bis 1,2 Ohm/m) bestehen können, sind in den Verschlüssen über entsprechende Isolatoren befestigt. Auch muß damit gerechnet werden, daß zusätzliche hitzefeste Fixierungen nötig sind, um Kurzschlüsse durch die Luftverwirbelung zu vermeiden.

Um die Luft peripher in das Rohr einzuleiten und auch abzuleiten, was für eine gleichmäßige Rotation im Rohrkörper sorgt, sind entsprechende Bohrungen in den Verschlüssen vorgesehen. Diese Art der Luftführung bewirkt, wie anzunehmen ist, eine besonders gute Konvektion und verhältnismäßig lange Verweilzeit im Erhitzer.

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Der neue Luftdurchlauferhitzer wird zweckmäßigerweise zwischen dem Wasserabscheider der Spritzkabine und der Lackierspritzpistole eingebaut. Über eine übliche Druckschlauchverbindung kann der Luftdurchlauferhitzer zwischen der Wartungseinheit Wasserabscheider und dem Arbeitsgerät Lackierpistole integriert werden.

Die Steuereinheit ist so programmiert, daß die elektrische Heizung erst bei einem Mindestluftdurchsatz von z. B. 100 Liter/Minute eingeschaltet wird. Dabei wird der Luftdurchsatz mit dem Luftmengenmesser erfaßt.

Im Betrieb wird der Luftbedarf und damit der Luftdurchsatz durch die Art und Auslegung der Lakierpistole und den Lackierer, der die Pistole bedient, bestimmt. Das heißt, der Luftfluß und damit die Inbetriebnahme des Luftdurchlauferhitzers wird ausschließlich über das Betätigungsventil des Lackierwerkzeuges ausgelöst, und dessen Parameter schwanken je nach Hersteller.

Die Steuereinheit erfaßt die von den Thermofühlem gemessenen Temperaturen und stellt sofort die benötigte Heizleistung bereit. Die Steuereinheit enthält neben den Temperatureinstelloptionen (A) &ldquor;Lackieren" und (B) &ldquor;Trocknen" im allgemeinen noch ein Sicherheitsprogramm Option (C) für &ldquor;Lackieren" bei 20 bis 25 Grad C für das Arbeiten nach dem derzeitigen Stand der Technik..

Programmauslegung: Im Luftdurchsatz-Bereich von 100 bis etwa 500 Ltr./min. wird lackiert, im Bereich von 500 bis 1000 Ltr./min. zwischengetrocknet. Bei der Option (A) &ldquor;Lackieren" liegt der einstellbare Temperaturregelbereich im allgemeinen zwischen 25 und 40 Grad C.

Bei der Option (B) &ldquor;Trocknen" ist der Luftverbrauch etwa doppelt so hoch, und der einstellbare Temperaturregelbereich liegt im allgemeinen zwischen 40 und 50 Grad C.

Der erfindungsgemäß erzielte Vorteil besteht also bei der Option (A) in der Einsparung von organischem Lösungsmittel (z. B. 10 bis 15 %), denn die Verwendung von erhitzter Luft beim Spritzlackieren hat eine Erniedrigung der Lackviskosität zur Folge: Der Lösungsmittelanteil kann daher gesenkt werden.

Ein Vorteil, der bei Anwendung der Option (B) &ldquor;Trocknen" erfindungsgemäß erzielt wird, ist der, daß mit der Erhöhung des Luftdurchsatzes, der durch den Luftmengenmesser erfaßt wird, der Wasserbasislack direkt am Objekt getrocknet werden kann. Das Programm schaltet automatisch bei einer einstellbaren Schaltschwelle zwischen etwa 400 Ltr/min. und 500 Ltr/min. in die Option (B) &ldquor;Trocknen" um. So entfallen für den Anwender sämtliche Veränderungen der Einstellungen am Gerät. Er braucht lediglich den Luftdurchsatz an seiner Spritzlackierpistole zu erhöhen, um in den Trocknungsmodus (B) zu gelangen.

Vorteile sind auch die hohe Flexibilität im Einsatz, günstiges Preissegment und die Erhöhung der Sicherheit in der Verarbeitung für den Anwender (Option C: Sicherheitsprogramm 20 bis 25 Grad C. für die Verarbeitung nach dem Stande der Technik)

Der erfindungsgemäße Luftdurchlauferhitzer macht es möglich, die wählbare Arbeitstemperatur innerhalb einer Schwankungsbreite von +/- 1 Grad C. konstant zu halten.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der, daß erstmals eine Vorrichtung bereitgestellt wird, mit dem nicht nur Lackmaterial für den Lackiervorgang erhitzt, sondern auch warme Luft zum Trocknen von Lacken auf Wasserbasis bereitgestellt werden kann.

Da die Spezialbetriebe, in denen Teillegierungen von Kraftfahrzeugen, durchgeführt werden, überwiegend nur bis zu 3 Beschäftigte haben (niedrige Investitionsbereitschaft) und die auf dem Markt erhältlichen Systeme teurer und langsamer sind, werden zumindestens in dieser Spezialbranche keine wasserverdünnbaren Produkte eingesetzt. Deren Marktanteil liegt in der Fahrzeugreparaturlackierung unterhalb 10 %.

In den anliegenden Zeichnungen (2 Blätter) wird die Erfindung an Hand einer bevorzugten Ausfuhrungsform näher veranschaulicht. Abbildung 1 zeigt den oberen Verschluß (Deckel) 1 in Draufsicht, Abbildung 2 ist eine Seitenansicht des Verschlusses 1, Abbildung 3 ist eine Seitenansicht eines Abschnittes des Rohres 2 mit Heizwendeln 3 und dem von unten dargestellten Verschluß 4, und Abbildung 4 zeigt schematisch die Steuerungsschaltung.

Es bedeuten in den 4 Abbildungen auf den 2 Zeichnungsblättern weiterhin

5 Luftzuleitungen

6 Bohrungen für die Luftzuleitungen

7 Thermofühler

8 Heizdrähte im Querschschnitt

9 Kondensatablaßschraube

10 Sieb

11 Luftmengenmesser

12 Steuereinheit

13 Luftbewegung (schematisch).

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Zum experimentellen Nachweis der mit der Erfindung erzielten wesentlichen Einsparung von organischem Lösungsmittel (vgl. Seite 3, Absatz 7) wird auf der nächsten Seite ein Viskositätsdiagramm von zwei marktgängigen Lacken vorgelegt

Geprüft nach DIN 53211

die Fahrzeugreparaturlacke der Hersteller:

MV /Vol.%

SIKKENS-AKZO "Autoclear plus HS (Stammlack) 10O

"Autoclear" plus Hardener P25 (Härter) 50

Sikkens Thinner 1.2.3. Slow (Verdünnung) 10

	- Klarlack P190-643	(Stammlack)	100
ICIHS	- Härter P210-844	(Härter)	50
ICIHS	- Verdünnung P 850	-1492	10
ICIHS

Viskositätsverlauf "Klarlacke"

Din 4mm/sec. 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10

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ErI.: Die gepunktetentifHefnefedertViskositätsverlauf ohne die vom Hersteller empfohlerien Verdünnungszugabe, die gestrichelten LiniervcTen Herstellerempfehlungen.

Die Messungen wurden je innerhalb 30 min. bei 17°C Raumtemperatur durchgeführt, da Topfzeit zu beachten

Vernetzt wurde zunächst nur mit Härter.danach mit Verdünnung+10 Vol.%

Messpunkte waren jeweils bei 15°C, 20⁰C, 25⁰C und 30°C

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Grad Celsius

Claims

1. Luftdurchlauferhitzer für die Verarbeitung von Lacken, insbesondere ein Niedertemperatur-Luftdurchlauferhitzer für die Teillackierung von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem einen Innendruck von bis zu 7 bar standhaltenden Rohr mit eben solchen druckresistenten Rohrverschlüssen, in welches Rohr eine Vielzahl von durch die Verschlüsse zugeführten und außerhalb des Rohrs mit einem Leistungsregler verbundenen Heizdrähten eingebaut sind, wobei in dem einen Rohrverschluß Öffnungen mit Zuleitungen für den peripheren Eintritt von Luft und in dem anderen Rohrverschluß Öffnungen mit Ableitungen für den peripheren Austritt der Luft, in den Zu- und Ableitungen Thermofühler und in den Zu- oder Ableitungen ein Luftmengenmesser vorgesehen sind, und wobei eine Steuereinheit den Heizleistungsregler steuert.

2. Luftdurchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizdrähte als Wendeln ausgebildet sind.

3. Luftdurchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem abseitigen Rohrverschluß ein Kondensatablaß vorgesehen ist.

4. Luftdurchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftableitung ein Sieb vorgesehen ist.