DE3427315A1

DE3427315A1 - Durchlaufanlage zum behandeln beschichteter formteile mittels energiereicher strahlung unter inertgasatmosphaere

Info

Publication number: DE3427315A1
Application number: DE19843427315
Authority: DE
Inventors: Helmut 7142 Marbach Messerschmied; Harald Dipl.-Ing. 7016 Gerlingen Rüber
Original assignee: Duerr Anlagenbau 7000 Stuttgart GmbH; DUERR OTTO ANLAGEN GmbH; Duerr Anlagenbau GmbH
Current assignee: Duerr GmbH
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1986-01-30

Description

Durchlaufanlage zum Behandeln
beschichteter Formteile mittels energiereicher Strahlung unter Inertgasatmosphäre Die Erfindung betrifft eine Durchlaufanlage zum Behandeln beschichteter Formteile mittels energiereicher Strahlung unter Inertgasatmosphäre, insbesondere zum Vernetzen von Lacken mit ionisierender Strahlung, mit einer Förderstrecke, mit einer im Verlauf der Förderstrecke angeordneten Bestrahlungseinrichtung und mit einem die Förderstrecke im Bereich der Bestrahlungseinrichtung umschließenden Kanalsystem, das einen sich von einer Einlauföffnung zu der Bestrahlungseinrichtung erstreckenden Einlaufkanal sowie einen sich von der Bestrahlungseinrichtung zu einer Auslauföffnung erstreckenden Auslaufkanal aufweist und in das nahe der Bestrahlungseinrichtung Inertgas einleitbar ist.
Die bisher bekannten Durchlaufanlagen zur Behandlung lackbeschichteter Formteile mittels energiereicher Strahlung arbeiten als Taktanlagen, wobei das Kanalsystem durch Schieber oder schwenkbare Verschlußklappen in mehrere Kammern unterteilt ist. Die durch die Förderstrecke durch die Einlauföffnung des Einlaufkanals zugeführten beschichteten Formteile durchlaufen dabei sukzessive die einzelnen Kammern, wobei - in Förderrichtung gesehen - sich die vordere Klappe einer Kammer nur öffnet, wenn die hintere geschlossen ist und umgekehrt. Die in den Einlauf- und Auslaufkanälen vor bzw.
nach einer Bestrahlungskammer angeordneten Kammern dienen als Schleusen und verhindern das Eindringen von Sauerstoff in die Inertgasatmosphäre aufweisende Bestrahlungskammer. Dadurch ist eine Behandlung der Formteile mittels energiereicher Strahlung in sauerstoff-freier Atmosphäre möglich, die vor allem beim Einsatz sauerstoffempfindlicher, elektronenstrahlhärtbarer Lacke unbedingt erforderlich ist.
Nachteilig bei diesen bekannten Durchlaufanlagen sind die mechanisch aufwendigen Schieberkonstruktionen, die außerdem eine komplizierte Steuerung erfordern und aufgrund der systembedingten öffnung und Schließzeiten dieser Schieber sowie der Verweilzeiten in den Schleusen nur einen sehr begrenzten Durchsatz an Formteilen pro Zeiteinheit erlauben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Durchlaufanlage der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß ein wesentlich größerer Durchsatz an Formteilen pro Zeiteinheit möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Durchlaufanlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einlaufkanal und der Auslaufkanal mit jeweils minw destens einer Einblasöffnung für Inertgas versehen sind und daß nahe der Einlauföffnung bzw. der Auslauföffnung jeweils eine Absaugeinrichtung vorgesehen ist, so daß das in den Einlauf- und Auslaufkanal eingeleitete Inertgas im wesentlichen in Richtung der jeweils entsprechen den Einlauf- bzw. Auslauföffnung strömt.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Anlage besteht darin, dass durch den jeweils auf die Einlauf- oder Auslauföffnung gerichteten Inertgasstrom keine Schieber oder Verschlußklappen zum Aufrechterhalten einer sauerstofffreien Atmosphäre nahe der Bestrahlungseinrichtung mehr er forderlich sind, so dass neben einem wesentlich einfacheren Aufbau des gesamten Kanalsystems auch der für die Betätigungseinrichtungen der Schieber erforderliche hohe Wartungsaufwand entfällt. Des weiteren wird der Durchsatz pro Zeiteinheit nicht mehr durch die Steuerzeiten der Schieber und die Verweilzeiten der Formteile in den einzelnen Kammern begrenzt, so dass dieser bei der erfindungsgemässen Anlage wesentlich grösser ist.
Weiterhin haben die Absaugeinrichtungen den Vorteil, daß sie eventuell im Bestrahlungsbereich während der Bestrahlung entstehende Gase, insbesondere Ozon, ebenfalls absaugen, so daß diese nicht aus der Einlauf- oder Auslauföffnung austreten könnten.
Im allgemeinen trägt ein beschichtetes Formteil, das sich auf der Förderstrecke mit Fördergeschwindigkeit bewegt, auf seiner Oberfläche einen dünnen Luftfilm, welcher im Bereich des Einlaufkanals durch den Inertgasstrom vollständig zu entfernen ist. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn im Einlaufkanal mehrere Einblasöffnungen vorgesehen sind, welche zu einer verstärkten Inertgasströmung in Richtung auf die im Bereich der Einlauföffnung angeordnete Absaugeinrichtung führen.
Wesentlich besser als bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich der auf der Oberfläche der Formteile haftende Sauerstoff ablösen, wenn die Einblasöffnungen mit Lochdüsen ausgestattet sind, die entsprechend dem Formteil ausgerichtet sein können und somit das Aufbringen eines gezielten, mit hoher kinetischer Energie versehenen Inertgasstrahls auf die Oberfläche der Formteile erlauben.
Da selbst differentielle Konzentrationsunterschiede des Inertgases auf der Oberfläche der Formteile, die z.B. durch Wirbelströmungen des Inertgases bedingt sein können, bei einer Bestrahlung zu einer ungleichmäßigen Aushärtung führen, ist es von Vorteil, wenn zur Erzeugung einer wirbelfreien Inertgasströmung im Bereich der Bestrahlungseinrichtung in dem Einlaufkanal unmittelbar vor dieser Bestrahlungseinrichtung eine Großflächendüse angeordnet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung. Die Zeichnung zeigt: eine schematische Seitenansicht einer Durchlaufanlage mit einem aufgebrochenen Kanalsystem.
Die Zeichnung zeigt im einzelnen eine Förderstrecke 10, die zwei parallel zueinander und mit einem Abstand voneinander angeordnete Rollen 12 und 14 sowie ein zwischen diesen Rollen 12 und 14 aufgespanntes Förderband 16 umfasst. Dabei sind beliebige Ausführungen des Förderbandes denkbar. Zum Beispiel kann bei derartigen Anlagen ein Drahtgurt oder ein Kettenförderer als Förderband dienen. Bei Verwendung eines Kettenförderers trägt dessen Kette eine Vielzahl im Abstand voneinander angeordneter Halter 18, von denen jeder ein zu transportierendes Formteil 20 aufnehmen kann.
Ein Teil dieses Förderbands 16 verläuft zwischen den Rollen 12 und 14 in einem Kanalsystem 22, das auch einen Bestrahlungsbereich 24 einer Bestrahlungseinrichtung 26 umschließt. Im einzelnen umfasst das Kanalsystem 22 - in Förderrichtung 27 gesehen - eine Einlauföffnung 28, von der aus sich ein Einlaufkanal 30 bis zu dem Bestrahlungsbereich 24 der Bestrahlungseinrichtung 26 erstreckt, und einen sich von dem Bestrahlungsbereich 24 in Richtung einer Auslauföffnung 32 erstreckenden Auslaufkanal 34.
Der Einlaufkanal 30 trägt in einem der Bestrahlungseinrichtung 26 zugewandten Teilstück dtei in Förderrichtung 27 angeordnete und einen Abstand voneinander aufweisende Lochdüsen 36 zum Einblasen von Inertgas, im allgemeinen Stickstoff, wobei jede von diesen an ein Zuführleitungssystem 38 angeschlossen ist, welches mit einem Reservoir 40 für Inertgas in Verbindung steht. Zusätzlich ist, in Förderrichtung 27 gesehen, unmittelbar von dem Bestrahlungsbereich 24 eine Großflächendüse 42 vorgesehen, in welche ebenfalls eine Zuführleitung des Zuführleitungssystems 38 mündet.
Zum Absaugen des zugeführten Inertgases ist nahe der Einlauföffnung 28 eine Absaugeinrichtung 44 vorgesehen, welche eine in den Einlaufkanal 30 mündende Saugleitung 46 und eine Pumpe 48 besitzt.
Auch der Auslaufkanal 34 ist mit einer mit der Absaugeinrichtung 44 identischen Absaugeinrichtung 50 ausgestattet und weist nahe der Bestrahlungseinrichtung 26 eine Lochdüse 36 auf, welche ebenfalls mit dem Zuführleitungssystem 38 für Inertgas in Verbindung steht.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel der Durchlaufanlage funktioniert folgendermaßen: Durch die Lochdüsen 36 sowie die Großflächendüse 42 wird ständig Inertgas in das Innere des Einlaufkanals 30 eingeblasen. Bedingt durchständiges Absaugen von Gas durch die Absaugeinrichtung 44 strömt dieses eingeblasene Inertgas entgegen der Förderrichtung 27 in Richtung auf die Einmündung der Saugleitung 46 in den Einlaufkanal 30. Diese Inertgasströmung innerhalb des Einlaufkanals 30 in Richtung der Einlauföffnung 28 und das ständige Absaugen durch die Absaugeinrichtung 44 verhindert, daß durch die Einlauföffnung 28 eintretende sauerstoffhaltige Luft in Richtung des Bestrahlungsbereichs 24 strömen kann, da durch die Einlauföffnung 28 in den Einlaufkanal 30 eindringende Luft sofort durch die Inertgasströmung mitgenommen und mit dieser gemeinsam von der Absaugeinrichtung 44 abgezogen wird.
Derselbe Effekt tritt bei dem im Auslaufkanal 34 erzeugten Inertgasstrom von der Lochdüse 36 in Richtung der Auslauföffnung 32 auf, so daß auch von dieser Seite keine sauerstoffhaltige Luft zu dem Bestrahlungsbereich 24 gelangen kann.
Beim Einführen eines von einem Halter 18 des Förderbandes 16 getragenen Formteils20 durch die Einlauföffnung 28 in den Einlaufkanal 30 wird dieses Formteil durch den entgegengesetzt der Förderrichtung 27 gerichteten Inertgasstrom zunächst abgespült. Sobald dieses Formteil 20 im Bereich der Lochdüsen 36 ankommt, wird es von einem durch die Lochdüsen 36 erzeugten scharf gerichteten Inertgasstrahl angeblasen, so daß auf einer Oberfläche des Formteils 20 haftender Sauerstoff nahezu vollständig abgetragen wird. Eine Strahlrichtung der Lochdüsen 36 wird bevorzugterweise der Form des Formteils 20 angepasst, damit die gesamte, mit energiereicher Strahlung zu behandelnde Oberfläche sauerstoff-frei geblasen wird.
Bei dieser Spülung durch die Lochdüsen 36 können durchaus Wirbel der Inertgasströmung auf der Oberfläche des Formteils 20 auftreten. Solche Wirbel sind jedoch während einer Bestrahlung im Bestrahlungsbereich 24 nachteilig, da sie zu ungleichmäßigem Aushärten auf der Oberfläche führen, so daß das Formteil 20 kurz vor Erreichen dieses Bestrahlungsbereichs 24 von der Großflächendüse 42 angeblasen wird, die so ausgebildet ist, daß eine gleichmäßige, wirbelfreie Inertgasströmung auf der gesamten zu bestrahlenden Oberfläche des Formteils 20 eintritt. Nach der Behandlung durch die Bestrahlungseinrichtung 26 durchläuft das Formteil 20 den Auslaufkanal 34, der von Inertgas in Förderrichtung 27 durchströmt wird, wobei diese Inertgasströmung ausschließlich die Aufgabe hat, ein Eindringen von Sauerstoff von seiten der Auslauföffnung 32 in den Bestrahlungsbereich 24 zu verhindern.
Neben der Hauptaufgabe der Absaugeinrichtungen 44 und 50, nämlich einen definierten Inertgasstrom in Richtung auf die Einlauföffnung bzw. Auslauföffnung aufrechtzuerhalten, haben diese Absaugeinrichtungen 44 und 50 noch den weiteren Vorteil, daß sie eventuell im Bestrahlungsbereich während eines Bestrahlungsvorgangs entstehende Gase zusammen mit dem Inertgas ebenfalls absaugen, so daß bei der erfindungsgemäßen Durchlaufanlage keinerlei schädliche Stoffe die Einlauföffnung 28 oder die Auslauföffnung 32 verlassen.
Bei weiteren, hier nicht zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen ist es denkbar, daß die Förderstrecke 10 als Hängeförderer, Rollenbahn oder als eine ähnliche Vorrichtung ausgebildet ist.
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Claims

Patentansprüche 1. Durchlaufanlage zum Behandeln beschichteter Formteile mittels energiereicher Strahlung unter Inertgasatmosphäre, insbesondere zum Vernetzen von Lacken mittels ionisierender Strahlung, mit einer Förderstrecke, mit einer im Verlauf der Förderstrecke angeordneten Bestrahlungseinrichtung und mit einem die Förderstrecke im Bereich der Bestrahlungseinrichtung umschließenden Kanalsystem, das einen sich von einer Einlauföffnung zu der Bestrahlungseinrichtung erstreckenden Einlaufkanal sowie einen sich von der Bestrahlungseinrichtung zu einer Auslauföffnung erstreckenden Auslaufkanal aufweist und in das nahe der Bestrahlungseinrichtung Inertgas einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal (30) und der Auslaufkanal (34) mit jeweils mindestens einer Einblasöffnung (36) für Inertgas versehen sind und daß nahe der Einlauföffnung (28) bzw. der Auslauföffnung (32) jeweils eine Absaugeinrichtung (44, 50) vorgesehen ist, so daß das in den Einlauf- (30) und Auslaufkanal (34) eingeleitete Inertgas im wesentlichen in Richtung der jeweils entsprechenden Einlauf- (28) bzw. Auslauföffnung (32) strömt.
2. Durchlaufanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaufkanal (30) mehrere Einblasöffnungen (36) vorgesehen sind.
3. Durchlaufanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasöffnungen mit Lochdüsen (36) ausgestattet sind.
4. Durchlaufanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer wirbel freien Inertgasströmung im Bereich der Bestrahlungseinrichtung (26) in dem Einlaufkanal (30) unmittelbar vor dieser Bestrahlungseinrichtung (26) eine Croßflächendüse (42) angeordnet ist.