DE29702757U1

DE29702757U1 - Reinigungsstation einer Lackierstrasse für das Lackieren von Gegenständen, insbesondere Fahrzeugkarossen

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Publication number: DE29702757U1
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Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2007-02-18

Description

DR. RER. NAT. WULF BAUER"*"' '··* «·· "^nthalgürtelis

PATENTANWALT D-50968 KÖLN (MARIENBURG)

TELEFON (0221) 38 05 01/38 05 02

BOH 1/97

Anmelder: Dirk Bonnes, Bachstraße 216, 50171 Kerpen

Bezeichnung: Reinigungsstation einer Lackierstraße für das Lackieren von Gegenständen, insbesondere Fahrzeugkarossen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reinigungsstation einer Lackierstraße für das Lackieren von Gegenständen, insbesondere Fahrzeugkarossen, die eine Kabine mit einer Einlaufzone und einer Auslaufzone aufweist und die ein Hochdruckgebläse hat, das mit in der Kabine angeordneten Luftstrahldüsen verbunden ist, die auf die zu reinigenden Gegenstände gerichtet sind.

Die aus den Luftstrahldüsen austretende und auf die Gegenstände gerichtete Luft hat eine hohe Geschwindigkeit, beispielsweise im Bereich von 30 bis 60 m/s, durch sie werden Schmutzpartikel auf den zu reinigenden Gegenständen weggeblasen. Würden derartige Schmutzpartikel nicht entfernt und später in der Lackierstation überlackiert, so käme es zu Unregelmäßigkeiten der Lackschicht, insbesondere kleinen Vorsprüngen in der Oberfläche des Lacks.

Während der Reinigung fahren die Luftstrahldüsen typischerweise die Kontur des zu reinigenden Gegenstandes ab. Bei einer Fahrzeugkarosserie sind üblicherweise zwei seitliche Luftstrahldüsen angeordnet und ist eine weitere, horizontale Luftstrahldüse vorgesehen, alle Luftstrahldüsen sind einstellbar. Die Reinigung durch Abblasen der Gegenstände mittels Luftstrahlen unter hohem Druck hat sich grundsätzlich bewährt.

Nachteilig ist nun aber, dass die mit hoher Luftgeschwindigkeit aus den Luftstrahldüsen austretenden Luftstrahlen quer zu ihrer Strahlrichtung Luft ansaugen. Es ist bekannt, dass an aus Düsen austretenden Luftstrahlen Injektionseffekte auftreten. Der entsprechende physikalische Effekt ist bekannt und wird bei Molekularstrahlen benutzt, um Pumpwirkungen zu erzielen, Beispiel hierfür sind die Wasserstrahlpumpe und Quecksilber-

bzw. Öldiffusions- Vakuumpumpen.

Der Injektionseffekt der aus den Luftstrahldüsen austretenden Luftstrahlen ist im Bereich der Reinigungsstation im wesentlichen belanglos. Nachteilig aber ist die Wirkung des Injektionseffektes im Bereich der Auslaßzone. Der Injektionseffekt bewirkt, dass durch die Auslaßzone und in Gegenrichtung zur Förderrichtung der Gegenstände Luft in die Kabine der Reinigungsstation eingesaugt wird. Diese Luft bezeichnet man häufig auch als Querströmung. Sie macht sich in der nachfolgenden Lackierstation der Lackierstraße nachteilig bemerkbar. In der Lackierstraße sollen Luftbewegungen möglichst nicht auftreten. Querluft könnte in der Lackierstraße dazu führen, dass die Lacktröpfchen nicht an den gewünschten Auftragsort auf dem Gegenstand gelangen, sondern verweht werden. Dies kann dazu führen, dass für einen Gegenstand bestimmte Farbpartikel auf einen anderen Gegenstand, der jedoch mit einer anderen Farbe lackiert werden soll, geweht werden. Es muß daher sorgfältig darauf geachtet werden, dass in der Lackierstation, also in der Spritzkabine einer Lackierstation, möglichst keine Querströmung auftritt und insgesamt definierte Strömungsverhältnisse vorliegen.

Nach dem Stand der Technik wird durch aufwendige Einstellarbeiten und durch Zufuhr von konditionierter Frischluft versucht, den Saugeffekt im Bereich der Auslaßzone möglichst gering zu halten. Die Zuführung konditionierter Frischluft ist aufwendig. Nach dem Stand der Technik wird durch das Hochdruckgebläse Frischluft angesaugt. Am Eingangsbereich der Kabine wird über ein Abluftsystem die Luft wieder an die Atmosphäre abgegeben.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Einfluß der Luftströmung innerhalb der Kabine auf die in Förderrichtung dahinter befindliche Lackierstation so gering wie möglich zu machen, indem vermieden wird, das im merklichen Umfang durch die Auslaßzone Luft in die Kabine eingesaugt wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Reinigungsstation einer Lackierstraße für das Lackieren von Gegenständen, insbesondere Fahrzeugkarossen, die eine Kabine mit einer Einlaufzone und einer Auslaufzone aufweist und die ein Hochdruckgebläse hat, das mit in der Kabine angeordneten Luft-

Strahldüsen verbunden ist, die auf die zu reinigenden Gegenstände gerichtet sind. Um zu vermeiden, dass durch die Auslaßzone Luft in die Kabine eingesaugt wird, ist zwischen den Luftstrahldüsen und dem Ende der Auslaufzone eine Ausströmöffnung für Ausgleichsluft vorgesehen, durch die im praktischen Betrieb ein solcher Volumenstrom an Ausgleichsluft strömt, dass der durch die Luftstrahldüsen bewirkte und hinter der Auslaßzone festzustellende Saugeffekt im wesentlichen ausgeglichen wird.

Erfindungsgemäß wird also in Förderrichtung der Gegenstände hinter den Luftstrahldüsen soviel Ausgleichsluft zugefügt, dass die Saugwirkung der Luftstrahldüsen, soweit sie sich im Bereich der Auslaßzone auswirkt, weitgehend und vorzugsweise vollständig kompensiert wird. Hierzu ist die Ausströmöffnung für Ausgleichsluft vorgesehen, die sich im Bereich zwischen den Luftstrahldüsen und dem Ende der Auslaufzone befindet. Vorzugsweise ist diese Ausströmöffnung im Bereich der Auslaufzone angeordnet.

Der Volumenstrom der über die Ausströmöffnung in die Kabine eingespeisten Ausgleichsluft wird so eingeregelt, dass im Normalbetrieb praktisch keine Luft aus der Lackierstation in die Kabine der Reinigungsstation gesaugt wird. Hierzu ist vorzugsweise eine Regelvorrichtung für den Volumenstrom der Ausgleichsluft vorgesehen, z. B. eine Klappe. Es ist nun möglich, den Ansaugeffekt im Bereich der Auslaufzone praktisch zu null zu machen. Im praktischen Betrieb wird man aber eine gewisse Strömung in Gegenrichtung zur Förderrichtung beibehalten, durch sie ist sichergestellt, dass jedenfalls nicht in Förderrichtung Luft aus der Kabine in den Lackierbereich gelangen kann.

Erfindungsgemäß lassen sich die Luftströmungen im Bereich der Lackierstation nunmehr gut beherrschen und einfach regulieren. Es ist erreichbar, dass die sehr starke Luftströmung im Bereich der Kabine sich nicht mehr im erheblichen Maße auf die Lufströmung im Bereich der Lackierstation auswirkt.

In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung ist hinter der Ausströmöffnung für Ausgleichsluft ein Sensor zum Erfassen der Strömung parallel zur Förderrichtung vorgesehen, dieser Sensor ist mit einer Regelvorrichtung für den Volumenstrom der Ausgleichsluft verbunden. Über diesen Sensor läßt sich die jeweils für die gewünschte, Strömung benötigte

zeitliche Menge an Ausgleichsluft einstellen. Beim Durchlauf von Gegenständen durch den reinigenden Luftvorhang, den die Luftstrahldüsen bilden, kommt es je nach Orientierung von Flächen der Gegenständen zu unterschiedlichen Strömungen im Bereich der Kabine. Dies führt auch zu unterschiedlichen Ansaugwirkungen im Bereich der Auslaufzone. Durch den Sensor können derartige und andere kurzzeitige Schwankungen- ausgeglichen werden. Über den Sensor werden aber auch andere Abweichungen ausgeglichen, beispielsweise unterschiedliche Förderraten des Hochdruckgebläses, zunehmende Verschmutzung eines diesem vorgeschalteten Filters usw. Insgesamt ist über den Sensor der erfindungsgemäß mögliche Ausgleich auch auf Dauer zu erreichen. Manuelle Justierarbeiten lassen sich so einsparen.

Weiterhin hat es sich als eine bevorzugte Weiterbildung erwiesen, die Druckluft in einem geschlossenen Kreislauf zu betreiben. Hierzu saugt das Hochdruckgebläse über einen Filter Luft aus einer Ansaugöffnung für Hochdruckluft im Eingangsbereich der Kabine an. Die im Hochdruckbereich befindliche Luft zirkuliert also von den Luftstrahldüsen durch die Kabine - und zwar in Gegenrichtung zur Förderrichtung - und durch die Ansaugöffnung in den Filter und von diesem zum Hochdruckgebläse, von dem sie wiederum zu den Luftstrahldüsen gefördert wird. Auf diese Weise ist eine Zuführung von frischer konditionierter Zuluft für den Hochdruckbereich nicht notwendig. Es läßt sich auch die gesamte Luftströmung besser beherrschen und insbesondere die Saugwirkung im Bereich der Auslaßzone günstiger kompensieren.

Die Ausgleichsluft kann entweder abgezweigt werden aus dem Hochdruckbereich, insbesondere dem Kreislauf für Hochdruckluft, oder es ist ein eigener Kreislauf für die Ausgleichsluft vorgesehen. Im letzteren Fall ist für die Ausgleichsluft ein Ventilator und eine Filtereinrichtung vorgesehen, im Bereich des Eingangs der Kabine, vorzugsweise in der Einlaufzone, befindet sich eine Absaugöffnung für Ausgleichsluft. Dadurch wird die Ausgleichsluft vorzugsweise in Förderrichtung vor der Hochdruckluft wieder der Kabine entnommen, aber in Förderrichtung hinter den Luftstrahldüsen der Kabine zugeführt. Die Ausgleichsluft stellt damit einen außen liegenden Kreislauf dar, die Hochdruckluft einen innen liegenden Kreislauf. Beide Kreisläufe haben lediglich innerhalb der Kabine den gleichen Weg.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigen:

FIG. 1: eine schematische Seitenansicht quer zur Förderrichtung einer Reinigungsstation und einer anschließenden Lackierstation einer Lakkierstraße,

FIG. 2: eine Darstellung entsprechend FIG. 1, jedoch mit einem Sensor und einer Regelung des Volumens der Ausgleichsluft und

FIG. 3: eine Darstellung ähnlich FIG. 1, jedoch nunmehr mit einer Ausgleichsluft, die aus dem Strom der Hochdruckluft abgezweigt wird.

Die Reinigungsstation hat eine Kabine 20, die im wesentlichen in Art eines Tunnels aufgebaut ist. Sie ist über eine Einlaufzone 22 und über eine Auslaufzone 24 zugänglich. Durch die Kabine werden mittels einer hier nicht dargestellten Fördervorrichtung zu behandelnde Gegenstände, die hier als Fahrzeugkarossen 26 dargestellt sind, gefördert. Mit 28 ist die Förderrichtung bezeichnet.

Die Einlaufzone 22 und die Auslaufzone 24 sind in ihren Querschnitten so ausgeführt, dass die Fahrzeugkarossen ohne merkliche, verbleibende Freiräume hindurchpassen. Vorzugsweise sind Einlaufzone 22 und Auslaufzone 24 als Schleusen, also mit Luftvorhang bzw. -gitter, ausgebildet, hierauf wird im folgenden noch näher eingegangen.

In der Kabine 20 sind Luftstrahldüsen 30 angeordnet. Sie sind so ausgerichtet, dass die aus ihnen mit hoher Luftgeschwindigkeit austretenden Luftstrahlen im wesentlichen quer zur Förderrichtung auf die Fahrzeugkarossen 26 auftreffen. Die Luftstrahldüsen 30 sind näher der Auslaufzone als der Einlaufzone 22 angeordnet. Die Kabine 20 ist so lang, das sich eine komplette Fahrzeugkarosse 26 in ihr befindet, wie dies aus den Figuren auch ersichtlich ist. Für Fahrzeugkarosserien sind, wie dies auch aus den Figuren ersichtlich ist, zwei seitliche Luftstrahldüsen und ist eine vertikale Luftstrahldüse vorgesehen. Ihre Auslegung entspricht dem Stand der Technik, so dass auf die Auslegung hier nicht näher eingegangen werden

muß. Lediglich zum besseren Verständnis sei angemerkt, dass aus jeder vertikalen Luftstrahldüse 30 typischerweise 4000 bis 8000 m³/h an Luft ausströmt, der Luftstrom der vertikalen Luftstrahldüse liegt etwa in der gleichen Ordnung.

Die Luftstrahldüsen 30 sind über eine Leitung mit einem Hochdruckgebläse 32 verbunden. Ihm ist ein Filter 34 vorgeschaltet. Dieses ist beispielsweise als zweistufiges Filter mit einer Grobstufe und einer Feinstufe ausgeführt. Typischerweise werden sogenannte Taschenfilter eingesetzt. Im Eingangsbereich der Kabine, und zwar in unmittelbarer Nähe der Einlauf zone 22, ist eine Ansaugöffnung 36 für Hochdruckluft vorgesehen, die wiederum mit dem Filter 34 über eine Leitung verbunden ist, wie dies die Figuren zeigen. Dadurch kommt es zu einer geschlossen umlaufenden Luftströmung für Hochdruckluft.

Zwischen den Luftstrahldüsen 30 und dem in Förderrichtung vorn liegenden Ende der Auslaufzone 24 ist eine Ausströmöffnung 36 für Ausgleichsluft vorgesehen. Im konkreten Ausführungsbeispiel aller Figuren ist sie etwa in Mitte der Auslaufzone 24 angeordnet. In den Ausführungen nach den Figuren 1 und 2 ist ein Ventilator 40 vorgesehen, der Ausgleichsluft in die Auslaufzone 24 und durch die Ausströmöffnung 38 fördert. Dies bei einem Druck, der größer als der Normaldruck ist, aber deutlich kleiner ist als der Druck im Hochdruckbereich. Dem Ventilator 40 ist eine Filtereinrichtung 42 vorgeschaltet. Diese wiederum ist mit einer Absaugöffnung 44, die sich im Bereich der Einlaufzone 22 befindet, verbunden. Auf diese Weise wird auch ein Kreislauf für Ausgleichsluft bewirkt. Ausgleichsluft strömt aus der Ausströmöffnung 38 durch die Kabine 20 - dort gemeinsam mit der Hochdruckluft - und wird an der Absaugöffnung 44 wieder entnommen, durchläuft die Filtereinrichtung 42, den Ventilator 40 und gelangt dann wieder zur Ausströmöffnung 38.

Der Volumenstrom der Ausgleichsluft ist einstellbar. Dies wird über geeignete Vorrichtungen, die ansich bekannt sind, bewirkt. So kann beispielsweise elektrisch der Ventilator 40 geregelt werden, beispielsweise mittels eines Frequenzumrichters. Es können aber auch Drosseln 41 beliebiger Art, zum Beispiel Klappen, vorgesehen sein, beispielsweise in der Leitung zwischen Ventilator 40 und Ausströmöffnung 38.

In ansich bekannter Weise ist ebenfalls der Volumenstrom der Hochdruckluft einstellbar, hierfür können ähnliche Mittel wie für den Luftstrom der Ausgleichsluft vorgesehen sein, siehe z. B. Drossel 43.

Der Volumenstrom der Ausgleichsluft wird im praktischen Betrieb so eingestellt, dass sich in Förderrichtung unmittelbar hinter der Auslaufzone 24 nur eine geringe Querströmung, also Strömung parallel zur Förderrichtung 28, ergibt. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 wird der Volumenstrom der Ausgleichsluft manuell eingestellt, siehe einstellbare Drossel 41, eine Regelvorrichtung ist nicht vorgesehen. Dies ist anders im Ausführungsbeispiel nach Figur 2. Hier ist in Förderrichtung hinter der Auslaufzone 24 ein Sensor 46 vorgesehen, der auf die Strömung parallel zur Förderrichtung 28 reagiert. Unterschiedliche Ausbildungen von Sensoren können verwendet werden. In einer ersten, möglichen Ausführung ist der Sensor ein Pendel, das unter der Schwerkraft nach unten hängt und dessen Pendelkörper der Luftströmung ausgesetzt ist. Die Bewegung des Pendelkörpers wird dabei beobachtet, beispielsweise hat der Pendelkörper eine Lichtquelle, die auf einen Fotoleiter gerichtet ist. Durch Luftströmungen wird der Pendelkörper aus der vertikalen Position des Pendels ausgelenkt, jede kleinste Auslenkung kann registriert und quantitativ erfaßt werden. In anderer Ausführung können als Sensor 46 kleine Propeller, sogenannte Aenometer, oder Staurohre, wie sie in Flugzeugen verwendet werden oder dergleichen eingesetzt werden.

Der Sensor ist ausgangsseitig mit einer Regeleinrichtung 52 für den Ventilator 40 verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 wird der Ventilator 40 elektrisch geregelt. Es kann aber auch mechanische Regelung, beispielsweise einer Klappe innerhalb der Leitung zwischen Ventilator 40 und Ausströmöffnung 38, geregelt werden. Der Volumenstrom an Ausgleichsluft wird mittels des Sensors 46 so eingeregelt, dass am Ort des Sensors 46 entweder praktisch keine Luftströmung parallel zur Förderrichtung nachweisbar ist, oder eine geringe, tolerierbare und durchaus gewünschte Luftströmung in Gegenrichtung zur Förderrichtung 28 vorliegt.

Konkret ist der Sensor 46 so im Bereich von etwa 10 bis 200 cm in Föderrichtung hinter der Auslaufzone 24 angeordnet, dass der sich nicht im Weg der Fahrzeugkarossen 26 befindet, aber nicht zu weit weg von diesem Weg ist.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist kein eigener, separater Kreislauf für die Ausgleichsluft vorgesehen. Vielmehr ist eine Abzweigung 48 im Hochdruckkreislauf zwischen dem Hochdruckgebläse 32 und den Luftstrahldüsen 30 angeordnet. An ihr wird ein geringerer Volumenstrom abgezweigt, der den Volumenstrom für die Ausgleichsluft bildet. Er ist regelbar (Drossel 41) und wird - ebenso wie in den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen - über eine Ausströmöffnung 38 eingespeist.

Demgemäß ist in der Ausführung gemäß Figur 3 nur eine Ansaugöffnung 36 im Eingangsbereich der Kabine 20, ganz konkret in der Einlaufzone 22, vorgesehen.

In die Auslaufzone 24 strömt wie ein Vorhang die Ausgleichsluft ein. Dadurch wird eine Abschottung der Kabine 20 von der nachfolgenden Lakkierkabine 50 erreicht. Wegen dieses sperrenden Effekts der Luft spricht man auch davon, dass die Auslaufzone 24 als Auslaufschleuse ausgebildet ist. Ähnliche Verhältnisse liegen bei der Einlaufzone 22 vor, nur dass hier ein Absaugen stattfinden. Ein Abschotten im Bereich der Einlaufzone 22 ist auch nicht so wichtig wie gerade die Trennung zwischen Kabine 20 und Lackierkabine 50.

Claims

DR. RER. NAT. WULF BAUER bayenthalgürteus

PATENTANWALT D-50968 KÖLN (MARIENBURG)

TELEFON (0221) 38 05 01/38 05 02 BOH 1/97

Anmelder: Dirk Bohnes, Bachstraße 216, 50171 Kerpen

Bezeichnung: Reinigungsstation einer Lackierstraße für das Lackieren von Gegenständen, insbesondere Fahrzeugkarossen

SGHUTZANSPRÜCHE

1. Reinigungsstation einer Lackierstraße für das Lackieren von Gegenständen, insbesondere Fahrzeugkarossen (26),

- die eine Kabine (20) mit einer Einlaufzone (22) und einer Auslaufzone (24) aufweist und

- die ein Hochdruckgebläse (32) hat, das mit in der Kabine (20) angeordneten Luftstrahldüsen (30) verbunden ist, die auf die zu reinigenden Gegenstände gerichtet sind,

dadurch gekennzeichnet, dass um zu vermeiden, dass durch die Auslaßzone Luft in die Kabine (20) eingesaugt wird, vorzugsweise zwischen den Luftstrahldüsen (30) und dem Ende der Auslaufzone (24) eine Ausströmöffnung (38) für Ausgleichsluft vorgesehen ist, durch die im praktischen Betrieb ein solcher Volumenstrom an Ausgleichsluft strömt, dass der durch die Luftstrahldüsen (30) bewirkte Saugeffekt im wesentlichen ausgeglichen wird.
2. Reinigungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Straußenfedermaschine hat, die in Förderrichtung (28) der Gegenstände hinter den Luftstrahldüsen (30) angeordnet ist und entweder die Auslaufzone (24) vor oder in Förderrichtung (28) der Gegenstände hinter der Straußenfedermaschine angeordnet ist.
3. Reinigungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (28) hinter der Auslaufzone (24) eine Lackierkabine (50) vorgesehen ist.
4. Reinigungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (28) hinter der Ausströmöffnung (38) für Ausgleichsluft ein Sensor (46) zum Erfassen der Luftströmung parallel zur Förderrichtung (28) angeordnet ist, und dass dieser Sensor (46) mit einer Regelvorrichtung (52) für den Volumenstrom der Ausgleichsluft verbunden ist.
5. Reinigungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hochdruckgebläse (32) ein Filter (34) vorgeschaltet ist und im Eingangsbereich der Kabine (20) eine Ansaugöffnung (36) vorgesehen ist, über die Luft aus dem Eingangsbereich der Kabine (20) angesaugt wird.
6. Reinigungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Hochdruckgebläse (32) sich eine Abzweigung (48) befindet und dass an dieser Abzweigung (48) die Ausgleichsluft abgezweigt und zu der Ausströmöffnung (38) geleitet wird.
7. Reinigungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilator (40) für Ausgleichsluft vorgesehen ist, der über eine Leitung mit der Ausströmöffnung (38) verbunden ist.
8. Reinigungsstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilator (40) eine Filtereinrichtung (42) vorgeschaltet ist und dass im Eingangsbereich der Kabine (20) eine Absaugöffnung (44) für Ausgleichsluft vorgesehen ist, die über die Filtereinrichtung (42) mit dem Ventilator (40) verbunden ist, vorzugsweise dass diese Absaugöffnung (44) sich in Förderrichtung (28) vor der Ansaugöffnung (36) für das Hochdruckgebläse (32) befindet und insbesondere, dass die Absaugöffnung (44) sich in der Einlaufzone (22) befindet.
9. Reinigungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung (38) für Ausgleichsluft sich im Bereich der Auslaufzone (24) befindet.
10. Reinigungsstation nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufzone (22) und die Auslaufzone (24) normalerweise unverschlossen sind und in ihrem quer zur Förderrichtung (28) bestimmten Querschnitt den zu lackierenden Gegenständen (26) angepaßt sind.