DE4115111C2 - Beschichtungsverfahren und dafür geeignete Beschichtungsanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine dafür geeignete Beschichtungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12.

Eine Anlage zum Beschichten eines Werkstücks mit Farbe, z. B. eine Beschichtungsstraße zum Beschichten von Kraftfahrzeugkarosserien mit Lack, ist mit Einrichtungen ausgestattet, die die Beschichtung des Werkstückes und das Trocknen der Beschichtung auf dem Werkstück bewirken. Genauer besitzt eine Beschichtungsstraße wenigstens eine Beschichtungszone zum Beschichten des Werkstückes mit Lack, eine Fixierzone, in der flüchtige Bestandteile des Lacks aus der auf dem Werkstück befindlichen Beschichtung bei Temperaturen, die beispielsweise nicht höher als die Raumtemperatur sind, verdunsten, und einen Trockenofen, in dem die Beschichtung auf dem Werkstück eingebrannt wird, nachdem dieses durch die Fixierzone bewegt worden ist.

Wenn die Beschichtung im Trockenofen getrocknet wird, werden die Temperaturen während einer verhältnismäßig langen Zeit in einen vorgegebenen Temperaturbereich angehoben um zu verhindern, daß aufgrund einer schnellen Verdunstung der flüchtigen Bestandteile aus der Beschichtung Gasbläschen entstehen; anschließend wird das Einbrennen der Beschichtung bei einer festgesetzten Temperatur von beispielsweise ungefähr 140°C während eines vorgegebenen Zeitintervalls fortgesetzt.

Aus JP 143 684-A (1986) ist eine Technik bekannt, in der der Trockenofen so beschaffen ist, daß die Temperatur in einem Bereich, der sich näher am Einlaß befindet, d. h. in dem Bereich, in dem die Temperatur der Beschichtung auf dem Werkstück allmählich angehoben wird, niedriger eingestellt ist als in einem Bereich, der sich in einem Abstand vom Einlaß befindet, um zu verhindern, daß die Temperatur der Beschichtung zu schnell erhöht wird und Gasbläschen entstehen.

Ferner ist aus US 4 919 977 eine Technik bekannt, in der das Werkstück wenigstens während des Trocknungsprozesses der Beschichtung auf dem Werkstück um seine Längsachse, die sich im wesentlichen horizontal erstreckt, gedreht wird um zu verhindern, daß der Lack der Beschichtung absackt und nach unten läuft und um eine gleichmäßige Oberfläche zu erhalten.

Seit einiger Zeit besteht eine zunehmende Neigung zur Diversifizierung der Bedingungen, die zum Beschichten des Werkstücks, also etwa der Teile von Kraftfahrzeugkarosserien mit Lack gefordert werden. Genauer können beispielsweise beim Beschichten von Teilen von Kraftfahrzeugkarosserien unterschiedliche Lackarten, d. h. Lacke auf Ölbasis oder auf Wasserbasis, eine unterschiedliche Anzahl von Beschichtungen, d. h., eine einzige oder mehrere auf der Oberfläche des Werkstücks gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeitpunkten aufgebrachte Beschichtungen, unterschiedliche Schichtdicken der Beschichtung, unterschiedliche Farbtöne, d. h., ein einziger Farbton oder zwei oder mehr Farbtöne, oder unterschiedliche Anforderungen zum Drehen des Werkstücks um seine Achse, um ein Absacken der beschichteten Farbe zu verhindern, gefordert sein.

Selbst wenn einige dieser Bedingungen unter diesen Umständen erfüllt werden können, kann dies nicht mit einer einzigen Beschichtungsstraße erfolgen, vielmehr ist in diesem Fall eine weitere Beschichtungsstraße erforderlich. Da die Anzahl solcher geforderten Bedingungen zunimmt, ist daher auch eine Zunahme der Anzahl der Beschichtungsstraßen notwendig. Ferner sind selbst bei gleichbleibenden Beschichtungsbedingungen aus Gründen der Massenproduktion der Werkstücke eine Mehrzahl von Beschichtungsstraßen erforderlich. Es ist jedoch unwirtschaftlich und nachteilig, jede der Beschichtungsstraßen mit einem eigenen Einbrenn- oder Trockenofen zu versehen, da dieser große Abmessungen besitzt und daher eine große Fläche in Anspruch nimmt und hohe Investitionskosten erfordert.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beschichtungsverfahren und eine dafür geeignete Beschichtungsanlage zu schaffen, die so ausgebildet sind, daß der Trockenofen kleinstmögliche Abmessungen besitzt und Freiheit bei der Durchführung des Beschichtungsverfahrens erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Beschichtungsverfahren der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und bei einer dafür geeigneten Beschichtungsanlage der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 12 gelöst.

Erfindungsgemäß ist, unabhängig von der Anzahl der Beschichtungsstraßen, nur ein Haupttrockenofen erforderlich, der zur Ausführung einer Endtrocknungsstufe der Beschichtung auf dem Werkstück benötigt wird. Daher besitzt das erfindungsgemäße Beschichtungssystem eine einfachere Gesamtstruktur; ferner ist es billiger als die Ausrüstung einer jeden Beschichtungsstraße mit einem Trockenofen, der so beschaffen ist, daß er alle notwendigen Trocknungsschritte ausführen kann.

Da ein großer Anteil der flüchtigen Bestandteile des Lacks aus der Beschichtung auf dem Werkstück bereits verdunstet ist, wenn das Werkstück den Vorbereitungstrockenofen durchlaufen hat, kann es in dem Haupttrockenofen auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt werden, ohne daß Maßnahmen und Abläufe zur Verhinderung der Entstehung von Gasbläschen berücksichtigt werden müssen. Dies trägt beträchtlich zur Abkürzung der Länge des Haupttrockenofens und zur Einsparung von Investitionskosten bei. Ferner kann diese Anordnung die Produktivität insgesamt verbessern.

Da ferner die Beschichtung in dem Vorbereitungstrockenofen bereits vorbereitend getrocknet worden ist, besteht während des Transports zum Haupttrockenofen keine Gefahr, daß auf der Oberfläche der Beschichtung Schmutz anhaftet, selbst wenn das Werkstück über eine verhältnismäßig lange Strecke transportiert werden muß.

Auch wenn das Werkstück ohne Einbringung in den Haupttrockenofen von einer Beschichtungsstraße zur nächsten transportiert wird, um es mit einer Mehrzahl von Beschichtungen zu versehen, ist die jeweilige Beschichtung auf dem Werkstück vorbereitend bereits in einem Maß getrocknet, daß auf der Oberfläche der Beschichtung während des Transports des Werkstücks von einer Beschichtungsstraße zur nächsten kein Schmutz anhaftet. Außerdem kann eine zweite Beschichtung oder können nachfolgende Beschichtungen auf der Oberfläche der darunterliegenden Beschichtung in einem guten Zustand ausgebildet werden.

Bei der Anordnung einer Mehrzahl von Vorbereitungstrockenöfen und von Beschichtungsstraßen in der Gesamtanordnung der Beschichtungsanlage besteht im Vergleich zu einer Anordnung, in der eine Mehrzahl von Haupttrockenöfen und Beschichtungsstraßen in der Beschichtungsanlage vorgesehen werden, mehr Freiheit, weil jeder der Vorbereitungstrockenöfen geringere Abmessungen und eine geringere Fläche als der Haupttrockenofen besitzt. Diese Freiheit kann beispielsweise dadurch noch gesteigert werden, daß als Transportmittel eine Hubvorrichtung vorgesehen wird, mit der das Werkstück von jeder der Beschichtungsstraßen zur Trocknungsstraße des Haupttrockenofens transportiert wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, die sich auf besondere Ausführungsformen beziehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht der Gesamtanordnung der Beschichtungsanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht der Gesamtanordnung der Beschichtungsanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine Draufsicht der Gesamtanordnung der Beschichtungsanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Vernetzungsdichte und der Reaktionszeit, wenn der Lack 20 Minuten bei 140°C getrocknet wird, und

Fig. 5 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Vernetzungsdichte und der Reaktionszeit, wenn der Lack 20 Minuten bei 150°C getrocknet wird.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die drei Beschichtungsstraßen, d. h., eine erste Beschichtungsstraße CL1, eine zweite Beschichtungsstraße CL2 und eine dritte Beschichtungsstraße CL3, aufweist und in der für die drei Beschichtungsstraßen ein Haupttrockenofen MB vorgesehen ist.

Die drei Beschichtungsstraßen sind so konstruiert, daß die dritte Beschichtungsstraße CL3 in Verbindung mit einer gemeinsamen Straße KL in Endlosbauart ist, die erste Beschichtungsstraße CL1 an ihrem Auslaßende mit der gemeinsamen Straße KL in einem ersten Vereinigungsbereich Y1 vereinigt ist und die zweite Beschichtungsstraße CL2 an ihrem Auslaßende mit der gemeinsamen Straße KL in einem zweiten Vereinigungspunkt Y2 vereinigt ist.

Die gemeinsame Straße KL besitzt in ihrem Verzweigungsbereich X1 eine Verzweigungsstraße KL-A, die mit dem Einlaßende der zweiten Beschichtungsstraße CL2 verbunden ist. Die Verzweigungsstraße KL-A ist ferner in einem Verzweigungsbereich X2 mit dem Einlaßende der ersten Beschichtungsstraße CL1 verbunden.

Die Verzweigungsstraße KL-A wird in ihrem Verzweigungsbereich X3 in eine erste Unterverzweigungsstraße TL1 und in ihrem Verzweigungsbereich X4 in eine zweite Unterverzweigungsstraße TL2 aufgeteilt. Das andere Ende der ersten Unterverzweigungsstraße TL1 ist in einem dritten Vereinigungsbereich Y3, der sich am Einlaßbereich der ersten Beschichtungsstraße CL1 befindet, mit dieser ersten Beschichtungsstraße CL1 verbunden. Das andere Ende der zweiten Unterverzweigungsstraße TL2 ist in einem vierten Vereinigungsbereich Y4, der sich am Einlaßbereich der zweiten Beschichtungsstraße CL2 befindet, mit dieser zweiten Beschichtungsstraße CL2 verbunden. Sowohl die Unterverzweigungsstraße TL1 als auch die Unterverzweigungsstraße TL2 sind so beschaffen, daß sie das Werkstück W, d. h., einen das Werkstück W transportierenden Wagen E vorübergehend aufnehmen können.

Die erste Beschichtungsstraße CL1 besitzt eine erste Vorbereitungszone PR1, eine erste Beschichtungszone SP1, eine erste Fixierzone ST1 und eine erste Vorbereitungstrockenzone, d. h., einen ersten Vorbereitungstrockenofen PB1, die zwischen den Vereinigungsbereichen Y3 und Y1 in dieser Reihenfolge zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite d. h., in Fig. 1 von links nach rechts, angeordnet sind. Die erste Beschichtungszone SP1 umfaßt eine Grundbeschichtungszone SP1-A zum Spritzen des Werkstücks W mit einer Grundbeschichtung, eine Verdunstungs-Pausenzone SP1-B und eine Klarlackbeschichtungszone SP1-C zum Spritzen des Werkstücks W mit einer Klarlackbeschichtung. In der Beschichtungszone SP1 wird der Lack z. B. elektrostatisch gespritzt.

Ähnlich umfaßt die zweite Beschichtungsstraße CL2 eine zweite Vorbereitungszone PR2, eine zweite Beschichtungszone SP2, eine zweite Fixierzone ST2 und eine zweite Vorbereitungstrockenzone, d. h., einen zweiten Vorbereitungstrockenofen PB2, die zwischen den Vereinigungsbereichen Y4 und Y2 in dieser Reihenfolge zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite, d. h., in Fig. 1 von links nach rechts, angeordnet sind. In der zweiten Fixierzone ST2 wird die Fixierung durch Erwärmen ausgeführt. Diese Zone stellt also eine Vorwärmzone dar. Die zweite Beschichtungszone SP2 umfaßt eine Grundbeschichtungszone SP2-A zum Spritzen des Werkstücks W mit einer Grundbeschichtung, eine Verdunstungs-Pausenzone SP2-B und eine Klarlackbeschichtungszone SP2-C zum Spritzen des Werkstücks W mit einer Klarlackbeschichtung. In der Beschichtungszone SP2 wird der Lack z. B. elektrostatisch aufgebracht.

Ferner umfaßt die dritte Beschichtungsstraße CL3 eine dritte Vorbereitungszone PR 3, eine dritte Beschichtungszone SP3, eine dritte Fixierzone ST3 und eine dritte Vorbereitungstrockenzone, d. h., einen dritten Vorbereitungstrockenofen PB3, die in dieser Reihenfolge zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite, d. h., in Fig. 1 von links nach rechts, angeordnet sind. In der dritten Fixierzone ST3 wird die Fixierung durch Erwärmen ausgeführt. Diese Zone stellt also ebenfalls eine Vorwärmzone dar. Die dritte Beschichtungszone SP3 umfaßt eine Grundbeschichtungszone SP3-A zum Spritzen des Werkstücks mit einer Grundbeschichtung, eine Verdunstungs-Pausenzone SP3-B und eine Klarlackbeschichtungszone SP3-C zum Spritzen des Werkstücks W mit einer Klarlackbeschichtung. In der Beschichtungszone SP3 wird der Lack z. B. elektrostatisch aufgesprüht.

In der ersten Fixierzone ST1 der ersten Beschichtungsstraße CL1 wird die Beschichtung bei einer Temperatur, die im wesentlichen gleich der Raumtemperatur ist, fixiert. In der zweiten Fixierzone ST2 in der zweiten Beschichtungsstraße CL2 und in der dritten Fixierzone ST3 in der dritten Beschichtungsstraße CL3 wird die Beschichtung bei Temperaturen fixiert, die höher als die Raumtemperatur, jedoch niedriger als die Umgebungstemperatur in den Vorbereitungstrockenöfen PB2 bzw. PB3 sind. Sowohl die Vorbereitungstrockenöfen PB1, PB2 und PB3 als auch der Haupttrockenofen MB arbeiten entweder mit Infrarotlicht oder mit Warmluft oder mit beidem. Die Trocknungsbedingungen für den Haupttrockenofen MB sind die gleichen wie in den Beschichtungsstraßen CL1, CL2 und CL3.

Die Trocknungsbedingungen für die Vorbereitungstrockenöfen PB1, PB2 und PB3 können individuell und unabhängig voneinander so eingestellt werden, daß die Beschichtung in dem Moment, in dem die vorbereitende Trocknung im entsprechenden Vorbereitungstrockenofen PB1, PB2 bzw. PB3 beendet worden ist, bis zu einem bestimmten Härtungsgrad gehärtet worden ist. Das heißt, daß die Beschichtung in einem Maß gehärtet worden ist, bei dem der im Beschichtungssystem vorhandene Schmutz aufgrund der Viskosität der Beschichtung nicht mehr an der Oberfläche haftet oder bei dem die Oberfläche der Beschichtung durch irgendeine äußere Kraft, die durch eine leichte Berührung der Beschichtung mit dem Finger ausgeübt wird, nicht nachteilig beeinflußt wird.

Um das Anhaften von Schmutz auf der Oberfläche der Beschichtung auf dem Werkstück W während des Transports vom Vorbereitungstrockenofen zum Haupttrockenofen vollständig zu verhindern, wird eine Staubschutzzelle BB so angeordnet, daß sie den Weg vom Auslaß eines jeden der Vorbereitungstrockenöfen PB1, PB2 und PB3 zum Einlaß des Haupttrockenofens MB abdeckt.

Für den Haupttrockenofen MB ist eine Trocknungsstraße MBL vorgesehen, die sich parallel zur gemeinsamen Straße KL über einen Abstand zwischen dem Verzweigungsbereich X1 und dem Vereinigungsbereich Y1 erstreckt. Die Trocknungsstraße MBL und die gemeinsame Straße KL sind mit zwei Umladeeinheiten J1 und J2 versehen. Die erste Umladeeinheit J1 ist an einer Stelle angeordnet, die sich näher am Verzweigungsbereich X1, d. h., vor den Vorbereitungstrockenöfen PB1, PB2 und PB3 befindet, währen die zweite Umladeeinheit J2 an einer Position angeordnet ist, die sich näher am Vereinigungsbereich Y1, d. h., hinter den Vorbereitungstrockenöfen PB1, PB2 und PB3 und vor dem Haupttrockenofen MB befindet.

Die erste Umladeeinheit J1 ist so angeordnet, daß sie das noch nicht beschichtete Werkstück W von der Trocknungsstraße MBL zur gemeinsamen Straße KL umlädt, damit das Werkstück W mit Farbe beschichtet werden kann. Andererseits ist die zweite Umladeeinheit J2 so angeordnet, daß sie das beschichtete und im jeweiligen Vorbereitungstrockenofen PB1, PB2 bzw. PB3 vorbereitend getrocknete Werkstück W zur Haupttrocknung von der gemeinsamen Straße KL zum Haupttrocknungsofen MB umlädt. Der Einlaßbereich der Trocknungsstraße MBL dient auch als Zuführungsstraße zum Zuführen des noch nicht beschichteten Werkstücks W zu jeder der Beschichtungsstraßen CL1, CL2 und CL3.

In dieser Ausführungsform ist das Werkstück W eine Kraftfahrzeugkarosserie, die auf einen Transportwagen E geladen und von diesem transportiert wird. Genauer wird das Werkstück W vom Transportwagen E auf der Trocknungsstraße MBL bis zur ersten Umladeeinheit J1 im Verzweigungsbereich X1 transportiert und von der ersten Umladeeinheit J1 zur gemeinsamen Straße KL umgeladen. Jedes einzelne der auf die gemeinsame Straße KL umgeladenen Werkstücke W wird anschließend entsprechend den vorgegebenen Beschichtungsbedingungen an eine der Beschichtungsstraßen CL1, CL2 und CL3 verteilt.

Nachdem das Werkstück beschichtet und im entsprechenden Vorbereitungstrockenofen PB1, PB2 bzw. PB3 vorbereitend getrocknet worden ist, wird das Werkstück durch die entsprechende Beschichtungsstraße CL1, CL2 bzw. CL3 und dann durch die gemeinsame Straße KL zur zweiten Umladeeinheit J2 transportiert, wo es zur Trocknungsstraße MBL umgeladen wird, damit die Haupttrocknung, d. h., das Einbrennen des Werkstücks W im Haupttrockenofen MB, ausgeführt werden kann.

In dieser Ausführungsform sind die erste und die zweite Beschichtungsstraße CL1 und CL2 so eingestellt, daß das Werkstück W mit einem Lack auf Ölbasis beschichtet werden kann, während die dritte Beschichtungsstraße CL3 so eingestellt ist, daß das Werkstück W mit einem Lack auf Wasserbasis beschichtet werden kann. Im folgenden werden die Beschichtungsbedingungen für jede der Beschichtungsstraßen CL1, CL2 und CL3 als Beispiel beschrieben.

In der Beschichtungszone SP1-A der ersten Beschichtungsstraße CL1 kann das Werkstück W mit einem Lack auf Ölbasis wie etwa Acryllack, Melaminlack oder Melaminalkydlack besprüht werden, wobei dieser Lack als Grundbeschichtung, als Klarlackbeschichtung oder als Hartlackbeschichtung dient und 20 Minuten bei 140°C bis zu einem vorgegebenen Härtungsgrad gehärtet wird. In der ersten Fixierzone ST1 der ersten Beschichtungsstraße CL1 kann die Beschichtung auf dem Werkstück W bei Raumtemperatur 8 Minuten fixiert werden. Nachdem der Lack auf dem Werkstück W in der ersten Fixierzone ST1 bei Raumtemperatur fixiert worden ist, wird das Werkstück W in den Vorbereitungstrockenofen PB1 transportiert, in dem es während 10 Minuten bei 130°C oder 5 Minuten bei 140°C getrocknet wird.

Wie in der Beschichtungszone SP1-A der ersten Beschichtungszone CL1 kann das Werkstück W auch in der zweiten Beschichtungszone SP2-A der zweiten Beschichtungsstraße CL2 mit einem Lack auf Ölbasis wie etwa Acryllack, Melaminlack oder Melaminalkydlack besprüht werden, wobei der Lack als Grundbeschichtung, als Klarlackbeschichtung oder als Hartlackbeschichtung dient und bei 140°C 20 Minuten bis zu einem vorgegebenen Härtungsgrad gehärtet wird. In der Fixierzone ST2 der zweiten Beschichtungsstraße CL2 kann die Beschichtung auf dem Werkstück W 8 Minuten bei einer Temperatur zwischen 80°C und 100°C fixiert werden. Danach wird das Werkstück W in den Vorbereitungstrockenofen PB2 transportiert, wo es 10 Minuten bei 130°C oder während 5 Minuten bei 140°C getrocknet wird.

In der zweiten Beschichtungsstraße CL2 wird die Beschichtung auf dem Werkstück W vor dem Eintritt in den Vorbereitungstrockenofen PB2 vorgewärmt, so daß in der Fixierzone eine Temperatur eingestellt werden kann, die beträchtlich höher als die Fixiertemperatur in der Fixierzone ST1 der ersten Beschichtungsstraße CL1, d. h., beträchtlich höher als die Raumtemperatur von 20°C, ist. Die Beschichtungsbedingungen für die zweite Beschichtungsstraße CL2 werden in Abhängigkeit von der Art des Lacks gewählt, so daß die Beschichtung auf dem Werkstück W mit einer äußerst gleichmäßigen Oberfläche ausgebildet wird.

In der Beschichtungszone SP3-A der dritten Beschichtungsstraße CL3 kann das Werkstück W mit einem Lack auf Wasserbasis, wie etwa Acryllack, Melaminlack oder Melaminalkydlack, besprüht werden, wobei dieser Lack als Grundbeschichtung, als Klarlackbeschichtung oder als Hartlackbeschichtung dient und 30 Minuten bei 140°C bis zu einem vorgegebenen Härtegrad gehärtet werden kann. In der Fixierzone ST3 der dritten Beschichtungsstraße CL3 kann die Beschichtung des Werkstücks W zunächst 5 Minuten bei 50°C und dann 5 Minuten bei 100°C fixiert werden. Danach wird das Werkstück W zum Vorbereitungstrockenofen PB3 transportiert, in dem es 15 Minuten bei 140°C getrocknet wird.

In der Fixierzone ST3 der dritten Beschichtungsstraße CL3 kann die Fixiertemperatur in der Anfangsstufe verhältnismäßig niedrig, wie etwa 50°C, eingestellt werden, um Bestandteile mit niedrigem Siedepunkt (wie etwa Wasser), die in der Beschichtung enthalten sind, allmählich zu verdunsten. Anschließend kann die Fixiertemperatur in einer späteren Stufe auf 100°C eingestellt werden, damit das in der Beschichtung enthaltene Wasser bis zu einem ausreichenden Maß verdunstet werden kann. In diesem Fall kann die Temperatur für die Vorbereitungstrocknung des Werkstücks W in der dritten Beschichtungsstraße CL3 auf den gleichen Wert wie die Temperatur im Haupttrockenofen MB eingestellt werden, damit der Lack auf Wasserbasis, der während eines längeren Zeitintervalls gehärtet werden muß, gehärtet werden kann. Mit diesen Beschichtungs- und Trocknungsbedingungen ist es möglich, ein Auftreten von Gasbläschen in ausreichendem Maß zu verhindern.

In der vorliegenden Ausführungsform wird die Temperatur im Haupttrockenofen MB auf 140°C eingestellt, wobei das Werkstück W bei dieser Temperatur 15 Minuten eingebrannt wird.

In der ersten, der zweiten und der dritten Beschichtungsstraße CL1, CL2 und CL3 können auf einer Klarlackbeschichtung eine Grundbeschichtung oder umgekehrt, insbesondere bei Ausbildung einer Metallicbeschichtung, auf einer Grundbeschichtung eine Klarlackbeschichtung ausgebildet werden. Auf einer Hartlackbeschichtung kann eine weitere Hartlackbeschichtung aufgebracht werden, indem ein Hartlackbeschichtungstyp mehrere Male aufgesprüht wird.

Die in Fig. 1 gezeigten Beschichtungsstraßen CL1, CL2 und CL3 können entweder so angeordnet werden, daß mit ihnen entweder nur eine Zwischenbeschichtung oder eine Endbeschichtung ausgebildet werden kann, oder so, daß mit einigen von ihnen eine Zwischenbeschichtung und mit den restlichen eine Endbeschichtung ausgebildet werden kann. Die Anordnung der Beschichtungsstraßen CL1, CL2 und CL3 kann entsprechend den Beschichtungsbedingungen für das Werkstück W festgelegt werden. Dies gilt auch für die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen, soweit nichts anderers angegeben wird.

Die Beschichtungsstraßen CL1, CL2 und CL3 können so eingestellt werden, daß sie einem weiteren Beispiel von Beschichtungs- und Trocknungsbedingungen entsprechen, das im folgenden beschrieben wird.

Auch in dieser Ausführungsform werden die erste und die zweite Beschichtungsstraße CL1 bzw. CL2 so eingestellt, daß sie für die Beschichtung eines Werkstücks W mit einem Lack auf Ölbasis geeignet sind, während die dritte Beschichtungsstraße CL3 für die Beschichtung mit einem Lack auf Wasserbasis eingestellt ist. Im folgenden werden die Beschichtungsbedingungen für jede der Beschichtungsstraßen CL1, CL2 und CL3 als Beispiel beschrieben.

In der Beschichtungszone SP1-A der ersten Beschichtungsstraße CL1 kann das Werkstück W mit einem Lack auf Ölbasis, wie etwa Acryllack, Melaminlack oder Melaminalkydlack besprüht werden, wobei dieser Lack als Grundbeschichtung, als Klarlackbeschichtung oder als Hartlackbeschichtung dient und 20 Minuten bei 140°C oder 15 Minuten bei 150°C bis zu einem gegebenen Härtungsgrad gehärtet wird. In der Fixierzone ST1 der ersten Beschichtungsstraße CL1 wird die auf dem Werkstück W ausgebildete Beschichtung 8 Minuten bei Raumtemperatur fixiert. Danach wird das Werkstück W zum Vorbereitungstrockenofen PB1 transportiert, in dem die Beschichtung 10 Minuten bei 130°C oder 5 Minuten bei 140°C getrocknet wird.

Ähnlich wie in der Beschichtungszone SP1-A der ersten Beschichtungsstraße CL1 wird in der Beschichtungszone SP2-A der zweiten Beschichtungsstraße CL2 das Werkstück W mit einem Lack auf Ölbasis, wie etwa Acryllack, Melaminlack oder Melaminalkydlack, besprüht, wobei dieser Lack als Grundbeschichtung, als Klarlackbeschichtung oder als Hartlackbeschichtung dient und 20 Minuten bei 150°C bis zu einem gegebenen Härtungsgrad gehärtet wird. In der Fixierzone ST2 der zweiten Beschichtungsstraße CL2 wird die Beschichtung auf dem Werkstück W 8 Minuten bei einer Temperatur zwischen 80°C und 100°C fixiert. Danach wird das Werkstück W zum Vorbereitungstrockenofen PB2 transportiert, in dem die Beschichtung 10 Minuten bei 140°C oder 7 Minuten bei 150°C getrocknet wird.

In der zweiten Beschichtungsstraße CL2 wird die Beschichtung auf dem Werkstück W vorgewärmt, bevor das Werkstück in den Vorbereitungstrockenofen PB2 eintritt, so daß die Fixiertemperatur in der Fixierzone ST2 der zweiten Beschichtungsstraße erheblich höher als die Fixiertemperatur in der Fixierzone ST1 der ersten Beschichtungsstraße CL1, d. h., erheblich höher als die Raumtemperatur von beispielsweise 20°C, eingestellt wird. Die Beschichtungsbedingungen für die zweite Beschichtungsstraße CL2 werden in Abhängigkeit von der Art des Lacks gewählt, wobei die Beschichtung auf dem Werkstück W ähnlich wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform mit einer sehr gleichmäßigen Oberfläche erfolgt. Ferner ist die zweite Beschichtungsstraße CL2 so angeordnet, daß es möglich ist, den Lack auf Ölbasis mit einer höheren Temperatur zu härten.

In der Beschichtungszone SP3-A der dritten Beschichtungsstraße CL3 kann das Werkstück W mit einem Lack auf Wasserbasis, wie etwa Acryllack, Melaminlack oder Melaminalkydlack, besprüht werden, wobei dieser Lack als Grundbeschichtung, als Klarlackbeschichtung oder als Hartlackbeschichtung dient und 30 Minuten bei 140°C oder 20 Minuten bei 150°C bis zu einem vorgegebenen Härtungsgrad gehärtet werden kann. In der Fixierzone ST3 der dritten Beschichtungsstraße CL3 kann die Beschichtung auf dem Werkstück W zunächst 5 Minuten bei 50°C und anschließend 5 Minuten bei 100°C fixiert werden. Nachdem die Beschichtung in der dritten Fixierzone ST3 fixiert worden ist, wird das Werkstück W zum Vorbereitungstrockenofen PB3 transportiert, in dem die Beschichtung auf dem Werkstück W 10 Minuten bei 140°C oder 7 Minuten bei 150°C getrocknet wird.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wird in der dritten Fixierzone ST3 der dritten Beschichtungsstraße CL3 die Fixiertemperatur in der Anfangsstufe auf einen relativ niedrigen Wert von etwa 50°C eingestellt, um so den in der Beschichtung enthaltenen Bestandteilen mit niedrigem Siedepunkt (wie etwa Wasser) ein allmähliches Verdunsten zu ermöglichen. In der darauffolgenden Stufe kann die Fixiertempertur auf einen hohen Wert von etwa 100°C eingestellt werden, damit das in der Beschichtung enthaltene Wasser in ausreichendem Maß verdunstet. In diesem Fall kann die Temperatur zum vorbereitenden Trocknen des Werkstücks W in der dritten Beschichtungsstraße CL3 auf die gleiche Temperatur wie im Haupttrockenofen MB eingestellt werden, damit der Lack auf Wasserbasis bei einer hohen Temperatur getrocknet werden kann. Mit diesen Beschichtungs- und Trocknungsbedingungen ist es möglich, das Auftreten von Gasbläschen in der Beschichtung in ausreichendem Maß zu verhindern.

In der beschriebenen Ausführungsform wird die Temperatur im Haupttrockenofen MB auf 150°C eingestellt, wobei die Beschichtung auf dem Werkstück W 13 Minuten bei dieser Temperatur eingebrannt wird.

In Fig. 4 ist der Graph eines Modells gezeigt, in dem das Werkstück W mit einem Öllack besprüht und die so auf dem Werkstück aufgebrachte Beschichtung in der ersten Beschichtungsstraße CL1 getrocknet wird. Der Lack ist von einem Typ, der 20 Minuten auf 140°C erwärmt werden muß, um 75% seiner vollen Vernetzungsdichte zu erreichen.

Wie in Fig. 4 gezeigt, erreicht der Vernetzungsdichtegrad in der Beschichtung auf dem Werkstück W 40%, wenn er im Vorbereitungstrockenofen PB1 10 Minuten bei 130°C vorbereitend getrocknet wird. Wenn der Vernetzungsdichtegrad in der Beschichtung 40% erreicht hat, wird davon ausgegangen, daß die Oberfläche der Beschichtung so weit gehärtet ist, daß sie nicht beschädigt wird, wenn sie mit dem Finger leicht berührt wird. Daher ist leicht einsehbar, daß die Beschichtung ab dem Zeitpunkt α im Haupttrockenofen MB während weiterer 13 Minuten bei 150°C eingebrannt werden muß, damit 75% ihrer vollen Vernetzungsdichte erreicht werden.

Ferner ist anhand der Ergebnisse von Fig. 4 ersichtlich, daß durch die Erwärmung während 5 Minuten auf 140°C 40% der vollen Vernetzungsdichte erreicht werden, während durch das zusätzliche Einbrennen während ungefähr 20 Minuten 75% der vollen Vernetzungsdichte gefordert werden.

In Fig. 5 ist der Graph eines Modells gezeigt, in dem das Werkstück W mit einem Lack auf Wasserbasis besprüht und die auf das Werkstück W aufgesprühte Beschichtung in der dritten Beschichtungsstraße CL3 getrocknet wird. Der aufgebrachte Lack auf Wasserbasis ist von einem Typ, der die Erwärmung der sich ergebenden Beschichtung während 20 Minuten auf 150°C erfordert, damit er 80% seiner vollen Vernetzungsdichte erreicht. Die Aussagen von Fig. 5 sind im wesentlichen dieselben wie diejenigen von Fig. 4, so daß um der Kürze der Darstellung willen eine doppelte Beschreibung weggelassen wird.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsaanlage gezeigt. In dieser Ausführungsform umfaßt ein erster Beschichtungsbereich A eine erste Beschichtungsstraße CL11 und eine zweite Beschichtungsstraße CL12, während ein zweiter Beschichtungsbereich B eine dritte Beschichtungsstraße CL13 und eine vierte Beschichtungsstraße CL14 umfaßt. Wie in Fig. 2 gezeigt, bezeichnen das Bezugszeichen MB einen Haupttrockenofen und das Bezugszeichen MBL eine Trocknungsstraße. Das Bezugszeichen SP11 bezeichnet eine erste Beschichtungszone und das Bezugszeichen SP12 eine zweite Beschichtungszone für den ersten Beschichtungsbereich A, während die Bezugszeichen SP13 und SP14 eine dritte bzw. eine vierte Beschichtungszone für den zweiten Beschichtungsbereich B bezeichnen. Das Bezugszeichen ST11 bezeichnet eine erste Fixierzone für die erste Beschichtungsstraße CL11, während das Bezugszeichen ST12 eine zweite Fixierzone für die zweite Beschichtungsstraße CL12 im ersten Beschichtungsbereich A bezeichnet. Ferner bezeichnen die Bezugszeichen ST13 und ST14 eine dritte Fixierzone bzw. eine vierte Fixierzone in der dritten Beschichtungsstraße CL13 bzw. in der vierten Beschichtungsstraße CL14 im zweiten Beschichtungsbereich B. Das Bezugszeichen PB11 bezeichnet einen ersten Vorbereitungstrockenofen für die erste Beschichtungsstraße CL11 und das Bezugszeichen PB12 einen zweiten Vorbereitungstrockenofen für die zweite Beschichtungsstraße CL12 im ersten Beschichtungsbereich A, während das Bezugszeichen PB13 einen dritten Vorbereitungstrockenofen der dritten Beschichtungsstraße CL13 und das Bezugszeichen PB14 einen vierten Vorbereitungstrockenofen der vierten Beschichtungsstraße CL14 im zweiten Beschichtungsbereich B bezeichnen. Die Bezugszeichen KL11 und KL12 bezeichnen gemeinsame Straßen, während die Bezugszeichen X11 und X12 Verzweigungsbereiche und die Bezugszeichen Y11, Y12 und Y13 Vereinigungsbereiche bezeichnen. Schließlich bezeichnen die Bezugszeichen J11, J12 und J13 eine erste, eine zweite bzw. eine dritte Umladeeinheit.

In dieser Ausführungsform sind die erste und die zweite Beschichtungsstraße CL11 bzw. CL12 im ersten Beschichtungsbereich A für die Beschichtung des Werkstücks W mit einer Zwischenschicht vorgesehen, während die dritte und die vierte Beschichtungsstraße CL13 bzw. CL14 im zweiten Beschichtungsbereich B für die Beschichtung des Werkstücks W mit einer Endbeschichtung vorgesehen sind.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die Trocknungsstraße MBL durch die Vereinigung einer ersten Versorgungsstraße MBL-1 mit einer zweiten Versorgungsstraße MBL-2 im Vereinigungsbereich Y13 gebildet. Die erste Umladeeinheit J11 ist so angeordnet, daß sie zwischen der ersten gemeinsamen Straße KL11 und der ersten Versorgungsstraße MBL-1 eine Verbindung herstellt, während die zweite Umladeeinheit J12 so angeordnet ist, daß sie zwischen der zweiten gemeinsamen Straße KL12 und der zweiten Versorgungsstraße MBL-2 eine Verbindung herstellt. Ferner ist die dritte Umladeeinheit J13 so konstruiert, daß sie zwischen der ersten gemeinsamen Straße KL11 und der Trocknungsstraße MBL und zwischen der zweiten gemeinsamen Straße KL12 und der Trocknungsstraße MBL jeweils eine Verbindung herstellt. In dem oben beschriebenen Aufbau wird das Werkstück W durch die erste Versorgungsstraße MBL-1 transportiert, nachdem sie mit einem Grundlack oder einer Unterbeschichtung beschichtet worden ist, anschließend wird das Werkstück W von der ersten Umladeeinheit J11 zur gemeinsamen Straße KL11 im ersten Beschichtungsbereich A umgeladen. Dann wird das Werkstück W durch die erste gemeinsame Straße KL11 und über den Verzweigungsbereich X11 entweder zur ersten Beschichtungsstraße CL11 oder zur zweiten Beschichtungsstraße CL12 transportiert. In jeder der ersten oder der zweiten Beschichtungsstraßen CL11 oder CL12 wird das Werkstück W in der entsprechenden Beschichtungszone SP11 bzw. SP12 mit Lack beschichtet, anschließend wird die Beschichtung auf dem Werkstück W in der entsprechenden Fixierzone ST11 bzw. ST12 fixiert, gefolgt von dem Durchgang durch den jeweiligen Vorbereitungstrockenofen PB11 bzw. PB12 und vom Transport durch den Vereinigungsbereich Y11 und durch die erste gemeinsame Straße KL11 zur dritten Umladeeinheit J13. Dann wird das Werkstück W von der dritten Umladeeinheit J13 zur Trocknungsstraße MBL umgeladen, um das Werkstück W dem Haupttrocknungsvorgang, d h., dem Einbrennen im Haupttrockenofen MB, zu unterziehen.

Nachdem das Werkstück im ersten Beschichtungsbereich A mit Zwischenlack beschichtet worden ist, wird das Werkstück W zum zweiten Beschichtungsbereich B transportiert, um auf der Zwischenbeschichtung eine Endbeschichtung auszubilden. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird das Werkstück W durch die zweite Versorgungsstraße MBL-2 transportiert und von der zweiten Umladeeinheit J12 zur zweiten gemeinsamen Straße KL12 im zweiten Beschichtungsbereich B umgeladen. Dann wird das Werkstück W im Verzweigungsbereich X12 entsprechend den geforderten Beschichtungsbedingungen entweder an die dritte Beschichtungsstraße CL13 oder an die vierte Beschichtungsstraße CL14 übergeben. In der entsprechenden Beschichtungszone SP13 bzw. SP14 wird das Werkstück W mit dem vorgegebenen Endlack besprüht, anschließend wird der Lack in der entsprechenden Fixierzone ST13 bzw. ST14 fixiert, gefolgt von dem Durchgang durch den dritten Vorbereitungstrockenofen PB13 bzw. den vierten Vorbereitungstrockenofen PB14. Nach der vorbereitenden Trocknung im entsprechenden Vorbereitungstrockenofen PB13 bzw. PB14 wird das Werkstück W aus dem Vorbereitungstrockenofen PB13 bzw. PB14 entnommen und durch den Vereinigungsbereich Y12 und die zweite gemeinsame Straße KL12 zur dritten Umladeeinheit J13 transportiert, die das Werkstück W zur Trocknungsstraße MBL umlädt, um es der Haupttrocknung, d. h., dem Einbrennen im gemeinsamen Haupttrockenofen MB, zu unterziehen.

Sowohl die Strecke der ersten gemeinsamen Straße KL11 zwischen der ersten Umladeeinheit J11 und dem ersten Verzweigungsbereich X11 im ersten Beschichtungsbereich A als auch die Strecke der zweiten gemeinsamen Straße KL12 zwischen der zweiten Umladeeinheit J12 und dem zweiten Verzweigungsbereich X12 im zweiten Beschichtungsbereich B dienen als Wartephase für den mit dem Werkstück W beladenen Transportwagen E bis dieser in die vorgegebene Beschichtungsstraße eingelassen wird.

Die in dem Aufbau der in Fig. 2 gezeigten Beschichtunganlage anwendbaren Beschichtungsbedingungen können folgendermaßen beschrieben werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind die erste und die zweite Beschichtungsstraße CL11 bzw. CL12 im ersten Beschichtungsbereich A wie oben beschrieben zum Beschichten des Werkstücks W mit einem Zwischenlack eingestellt, während die dritte und die vierte Beschichtungsstraße CL13 bzw. CL14 im zweiten Beschichtungsbereich B für die Beschichtung mit einem Endlack eingestellt sind.

In dieser Ausführungsform kann der für die erste und die zweite Beschichtungszone SP11 und SP12 im ersten Beschichtungsbereich A verwendete Zwischenlack vom Polyestermelamin- Typ sein. Der Zwischenlack kann durch Erwärmung der sich ergebenden Beschichtung 20 Minuten bei 140°C auf einen vorgegebenen Vernetzungsdichte- oder Härtegrad gehärtet werden. Andererseits kann der in der dritten und der vierten Beschichtungszone SP13 und SP14 im zweiten Beschichtungsbereich B verwendete Endlack vom Acrylmelamin-Typ oder vom Melaminalkyd-Typ sein und als Grundbeschichtung, als Klarlackbeschichtung oder als Hartlackbeschichtung dienen. Dieser Endlack kann durch Erwärmung der auf dem Werkstück W sich ergebenden Beschichtung 20 Minuten bei 140°C auf einen vorgegebenen Vernetzungsdichte- oder Härtegrad gehärtet werden.

Dann wird das Werkstück W, das in der entsprechenden Beschichtungszone SP11 oder SP12 mit der Zwischenbeschichtung versehen worden ist, in die entsprechende Fixierzone ST11 bzw. ST12 transportiert und dort 8 Minuten bei Raumtemperatur bis zu einem vorgegebenen Vernetzungsdichtegrad fixiert oder getrocknet, woraufhin der Transport zum entsprechenden Vorbereitungstrockenofen PB11 bzw. PB12 folgt, von denen jeder so eingestellt ist, daß er das Werkstück W durch Erwärmung 10 Minuten auf 130°C oder 5 Minuten auf 140°C vorbereitend trocknet. Ähnlich wird die in der Beschichtungszone SP13 oder SP14 auf dem Werkstück W ausgebildete Endbeschichtung in der jeweiligen Fixierzone ST13 bzw. ST14 wie in der Fixierzone ST11 bzw. ST12 für die Zwischenbeschichtung unter den gleichen Bedingungen fixiert und getrocknet, gefolgt von der vorbereitenden Trocknung im jeweiligen Vorbereitungstrockenofen PB13 bzw. PB14 unter den gleichen Bedingungen wie im ersten oder im zweiten Vorbereitungstrockenofen PB11 bzw. PB12 im ersten Beschichtungsbereich A für die Zwischenbeschichtung.

Dann wird das Werkstück W zum Haupttrockenofen MB transportiert, in dem die Beschichtung 15 Minuten bei 140°C eingebrannt wird.

In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform kann der Beschichtungsbereich A so ausgebildet werden, daß in ihm das Werkstück W mit Endlack zweier verschiedener Farbtöne beschichtet wird. In diesem Fall kann die dritte Beschichtungsstraße CL13 im zweiten Beschichtungsbereich B so eingestellt werden, daß eine Endbeschichtung mit einem einzigen Farbton ausgebildet wird, während die vierte Beschichtungsstraße CL14 so eingestellt werden kann, daß das Werkstück W mit Endbeschichtungen in zwei verschiedenen Farbtönen oder mit einer weiteren Endbeschichtung über einer bereits ausgebildeten Endbeschichtung gespritzt wird.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage gezeigt. In dieser Ausführungsform weist ein Beschichtungsbereich C zwei Beschichtungsstraßen, d. h. eine erste Beschichtungsstraße CL21 und eine zweite Beschichtungsstraße CL22, auf, während ein Beschichtungsbereich D zwei Beschichtungsstraßen, d. h. eine dritte Beschichtungsstraße CL23 und eine vierte Beschichtungsstraße CL24, aufweist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, bezeichnet das Bezugszeichen MB einen Haupttrockenofen und das Bezugszeichen MBL eine Trocknungsstraße, die als Versorgungsstraße zur Versorgung einer gemeinsamen Straße mit dem Werkstück W verwendet wird. Die erste Beschichtungsstraße CL21 umfaßt eine erste Beschichtungszone SP21, eine erste Fixierzone ST21 und einen Vorbereitungstrockenofen PB21, während die zweite Beschichtungsstraße CL22 eine zweite Beschichtungszone SP22, eine zweite Fixierzone ST22 und einen zweiten Vorbereitungstrockenofen PB22 umfaßt. Der Beschichtungsbereich C ist mit einer ersten gemeinsamen Straße KL21 ausgestattet, die sich wiederum in einem Verzweigungsbereich X21 in eine erste Beschichtungsstraße CL21 und eine zweite Beschichtungsstraße CL22 verzweigt, wobei die erste und die zweite Beschichtungsstraße CL21 bzw. CL22 in einem Vereinigungsbereich Y21 zur gemeinsamen Straße KL21 vereinigt werden. Ähnlich umfaßt die dritte Beschichtungsstraße CL23 eine dritte Beschichtungszone SP23, eine dritte Fixierzone ST23 und einen dritten Vorbereitungstrockenofen PB23, während die vierte Beschichtungsstraße CL24 eine vierte Beschichtungszone SP24, eine vierte Fixierzone ST24 und einen vierten Vorbereitungstrockenofen PB24 umfaßt. Der Beschichtungsbereich D weist eine zweite gemeinsame Straße KL22 auf, die sich wiederum in einem Verzweigungsbereich X22 in die dritte Beschichtungsstraße CL23 und die vierte Beschichtungsstraße CL24 aufzweigt, wobei die dritte und die vierte Beschichtungsstraße CL23 bzw. CL24 im Vereinigungsbereich Y22 zur gemeinsamen Straße KL22 vereinigt werden.

Wie ferner in Fig. 3 gezeigt, wird das Werkstück W mittels des Wagens E durch die Versorgungsstraße MBL zu einer ersten Umladeeinheit J21 transportiert, die das Werkstück W entsprechend den geforderten Beschichtungsbedingungen entweder auf einen in der ersten gemeinsamen Straße KL21 befindlichen Transportwagen E1 oder auf einen in der zweiten gemeinsamen Straße KL22 befindlichen Transportwagen E2 umlädt. Das zur ersten gemeinsamen Straße KL21 gelieferte Werkstück W wird anschließend entweder zur ersten oder zur zweiten Beschichtungsstraße CL21 oder CL22 transportiert und durch die entsprechende Beschichtungsstraße CL21 oder CL22 aus dem Vorbereitungstrockenofen PB21 bzw. PB22 entlassen. Danach folgen ein Durchgang durch den Vereinigungsbereich Y21 und der Transport durch die erste gemeinsame Straße KL21 zur zweiten Umladeeinheit J22, von der das Werkstück W zur Trocknungsstraße MBL umgeladen wird. Ähnlich wird das zur zweiten gemeinsamen Straße KL22 gelieferte Werkstück W durch die gemeinsame Straße KL22 transportiert, an die dritte oder die vierte Beschichtungsstraße CL23 oder CL24 übergeben und hindurchtransportiert und anschließend erneut durch die gemeinsame Straße KL22 zur zweiten Umladeeinheit J22 transportiert, die das auf dem Transportwagen E befindliche Werkstück W auf einen weiteren Transportwagen E auf der Trocknungsstraße MBL umlädt, um es zur Trocknung, d. h., zum Einbrennen, zum Haupttrockenofen MB zu transportieren.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sind in dieser Ausführungsform sämtliche Beschichtungsstraßen CL21, CL22, CL23 und CL24 so eingestellt, daß in ihnen das Werkstück W mit einer oder mehreren Endbeschichtungen beschichtet wird. Die erste und die zweite Beschichtungsstraße CL21 und CL22 im Beschichtungsbereich C sind so beschaffen, daß sie die Beschichtung, die auf der Oberfläche des Werkstücks W auf herkömmliche Weise, d. h., ohne besondere Drehung des Transportwagens E2, ausgebildet wird, vorbereitend trocknen.

Genauer wird das Werkstück W in der ersten oder in der zweiten Beschichtungszone SP21 oder SP22 in der entsprechenden Beschichtungsstraße CL21 bzw. CL22 auf wenigstens einer nach oben oder nach unten sich erstreckenden Oberfläche mit einem Endlack in einer Schichtdicke gespritzt, mit der eine Absackgrenzdicke überschritten wird und die ein Absacken aufgrund der Erwärmung und ein Abwärtsfließen aufgrund der Schwerkraft im jeweiligen Vorbereitungstrockenofen PB21 bzw. PB22 zur Folge hätte, wenn die auf der Oberfläche ausgebildete Beschichtung unbeeinflußt bliebe und das Werkstück nicht gedreht würde.

Andererseits sind die dritte und die vierte Beschichtungsstraße CL23 und CL24 im Beschichtungsbereich D so beschaffen, daß das Werkstück W auf dem Transportwagen E2 um seine Längsachse, die sich im entsprechenden Vorbereitungstrockenofen PB23 oder PB24 im wesentlichen horizontal erstreckt, gedreht wird um zu verhindern, daß die Beschichtung absackt. Die Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks W ist groß genug, um ein Absacken aufgrund der Schwerkraft zu verhindern und niedrig genug, damit kein Absacken aufgrund der Zentrifugalkraft bewirkt wird.

Durch die vorbereitende Trocknung der Beschichtung auf dem Werkstück W in den Vorbereitungstrockenöfen PB23 und PB24 und die Drehung des Werkstücks W auf die oben beschriebene Weise wird die Beschichtung auf dem Werkstück W bis zu einem Härtegrad gehärtet, bei dem kein Absacken und kein Abwärtsfließen aufgrund der Schwerkraft hervorgerufen wird, wenn das Werkstück W aus einem der Vorbereitungstrockenöfen PB23 oder PB24 entlassen wird.

Wenn das Werkstück W im dritten oder im vierten Vorbereitungstrockenofen PB23 bzw. PB24 gedreht wird, weist der im Beschichtungsbereich D verwendete Wagen E2 einen Drehmechanismus zum Drehen des Werkstücks W um seine im wesentlichen horizontale Längsachse auf. Andererseits kann der Transportwagen in der ersten und in der zweiten Beschichtungsstraße CL21 und CL22 im Beschichtungsbereich C, in dem eine herkömmliche Beschichtung ausgeführt wird, der gleiche wie der in der Versorgungsstraße oder der Trocknungsstraße MBL verwendete Transportwagen sein, also ein Transportschlitten einer herkömmlichen Bauart ohne Mechanismus zum Drehen des Werkstücks W.

Der Drehmechanismus und die entsprechenden Funktionsabläufe sind im einzelnen in US 4 919 977 beschrieben.

Die Beschichtungs- und Trocknungsbedingungen für die Beschichtungsanlage werden im folgenden beschrieben.

Der im Beschichtungsbereich C verwendete Lack kann ein Acrylmelamin- oder ein Melaminalkydlack sein und als Grundbeschichtung, als Klarlackbeschichtung oder als Hartlackbeschichtung dienen. Der Lack kann durch Erwärmung während 20 Minuten auf 140°C bis zu einem vorgegebenen Vernetzungsdichte- oder Härtegrad gehärtet werden. Das Werkstück W wird in jeder der Beschichtungszonen CL21 und CL22 in einer Schichtdicke beschichtet, bei der die Beschichtung während der vorbereitenden Trocknung und während der Haupttrocknung, also während des Einbrennens, auch ohne Drehung des Werkstücks W nicht absackt und abwärts fließt. Das mit der Beschichtung versehene Werkstück W wird anschließend in die entsprechende Fixierzone ST21 bzw. ST22 transportiert, in der die Beschichtung 8 Minuten bei Raumtemperatur fixiert wird, anschließend folgt der Durchgang durch den entsprechenden Vorbereitungstrockenofen PB21 bzw. PB22, in dem die Beschichtung 10 Minuten bei 130°C oder 5 Minuten bei 140°C getrocknet wird. Dann wird das Werkstück W von der Umladeeinheit J22 vom Beschichtungsbereich C zur Trocknungsstraße MBL umgeladen, damit die Beschichtung auf dem Werkstück im Haupttrockenofen MB eingebrannt werden kann, wobei das Einbrennen durch eine Erwärmung 15 Minuten lang auf eine Temperatur von 140°C ausgeführt wird.

Der im Beschichtungsbereich D verwendete Lack kann derselbe wie der im Beschichtungsbereich C verwendete Lack sein. Das Werkstück W wird in den Beschichtungszonen SP23 und SP24 mit Lack in einer Schichtdicke beschichtet, die die Absackgrenzdicke, d. h. die Schichtdicke, übersteigt, bei der der auf das Werkstück W aufgebrachte Lack aufgrund der Erwärmung absacken und aufgrund der Schwerkraft abwärts fließen würde, wenn das Werkstück zur Verhinderung eines derartigen Absackens nicht gedreht würde. Das mit einer solchen Dicke beschichtete Werkstück W wird anschließend in den Fixierzonen ST23 und ST24 fixiert und in den Vorbereitungstrockenöfen PB23 und PB24 auf die gleiche Weise wie im Beschichtungsbereich C getrocknet, mit der Ausnahme, daß das Werkstück W auf dem Schlitten E2 während des Transportes durch die Vorbereitungstrockenöfen PB23 und PB24 gedreht wird. Das auf diese Weise getrocknete Werkstück W wird anschließend zur Umladeeinheit J22 transportiert und von dieser zweiten Umladeeinheit J22 zur Trocknungsstraße MBL umgeladen, damit die Beschichtung auf dem Werkstück W im Haupttrockenofen MB eingebrannt werden kann. Das Werkstück W kann erforderlichenfalls auf die gleiche Weise wie oben beschrieben in den Fixierzonen ST23 und ST24 gedreht werden.

In dieser Ausführungsform kann der Trocknungsvorgang und gegebenenfalls der Fixiervorgang der Zwischenbeschichtung bei rotierendem Werkstück W ausgeführt werden, ferner kann erforderlichenfalls die Fixierung der Endbeschichtung durch die Drehung des Werkstücks W auf die oben beschriebene Weise ausgeführt werden.

In der Beschichtungsanlage, wie sie in Fig. 2 oder in Fig. 3 gezeigt ist, kann außerdem eine Staubschutzzelle vorgesehen werden. Ferner kann in den in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen an einer Position an der Auslaßseite der Vorbereitungstrockenöfen PB1 bis PB3, PB11 bis PB14 und PB21 bis PB24 eine Kühlkammer angeordnet werden. In Fig. 2 ist eine solche Kühlkammer CR durch eine Strichpunktlinie gekennzeichnet. In sämtlichen erläuterten Ausführungsformen kann an einer Position an der Einlaßseite des Haupttrockenofens MB eine Luftblaskammer angeordnet werden. In Fig. 3 ist eine solche Luftblaskammer AB durch eine Strichpunktlinie gekennzeichnet.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage kann das Werkstück W zu verschiedenen Beschichtungsstraßen transportiert werden, ohne daß es zum Haupttrockenofen MB umgeladen wird, nachdem es in einer weiteren Beschichtungsstraße einmal vorbereitend getrocknet worden ist, so daß das Werkstück W zum Haupttrockenofen MB zum ersten Mal umgeladen wird, wenn es zweimal oder öfter vorbereitend getrocknet worden ist. Das heißt, daß bei Ausbildung zweier Endbeschichtungen mit verschiedenen Farbtönen unter Verwendung der Beschichtungsstraßen CL13 und CL14 im zweiten Beschichtungsbereich B, wie in Fig. 2 gezeigt ist, das Werkstück W in der Beschichtungszone SP13 zunächst mit einem Endlack gespritzt wird, der anschließend in der Fixierzone ST13 fixiert und im Vorbereitungstrockenofen PB13 getrocknet wird, woraufhin der Transport durch den Vereinigungsbereich Y12 und die gemeinsame Straße KL12 zum Verzweigungsbereich X12 folgt, ohne daß das Werkstück von der dritten Umladeeinheit J13 umgeladen wird. Dann wird das Werkstück W zur Beschichtungszone SP14 transportiert, in der auf der ersten Beschichtung die zweite Beschichtung aufgebracht wird, woraufhin diese zweite Beschichtung in der Fixierzone SP 14 fixiert und im Vorbereitungstrockenofen PB14 getrocknet wird. Daraufhin wird das so beschichtete Werkstück W durch den Vereinigungsbereich Y12 und die gemeinsame Straße KL12 zur dritten Umladeeinheit J13 transportiert und von dieser dritten Umladeeinheit J13 zum Haupttrockenofen MB umgeladen.

Die Anzahl der Beschichtungsstraßen, die vom Werkstück W durchlaufen werden, ohne daß es zum Haupttrockenofen MB umgeladen wird, ist nicht auf zwei beschränkt und das Werkstück W kann von einer Beschichtungsstraße zur nächsten mittels unterschiedlicher Systeme umgeladen werden, beispielsweise unter Verwendung einer Umladeeinheit oder eines gehängeartigen Systems. Ferner kann die Schrittweite für den Transport des Werkstücks W im Haupttrockenofen MB kürzer als für den Transport in den Beschichtungsstraßen eingestellt werden, da im Haupttrockenofen am Werkstück W keine besonderen Arbeiten vorgenommen werden.

Claims (24)

1. Verfahren zum Beschichten eines Werkstückes (W) in einer Beschichtungsanlage mit einer Mehrzahl von Beschichtungsstraßen, bei dem das Werkstück (W) in einer oder nacheinander in mehreren der Beschichtungsstraßen mit Lack beschichtet wird und die Beschichtung jeweils getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung in jeder der von dem Werkstück durchlaufenen Beschichtungsstraßen zunächst einem vorbereitenden Trocknungsvorgang unterzogen wird und anschließend die vorbereitend getrocknete Beschichtung bzw. Beschichtungen in einem allen Beschichtungsstraßen gemeinsamen Haupttrocknungsvorgang getrocknet wird bzw. werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der vorbereitenden Trocknungsvorgänge unter verschiedenen Trocknungsbedingungen ausgeführt werden, während die Trocknungsbedingungen im Haupttrocknungsvorgang für die Werkstücke einheitlich dieselben sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) wenigstens zwei Beschichtungsstraßen (CL) nacheinander durchläuft und nach dem letzten vorbereitenden Trocknungsvorgang für den Haupttrocknungsvorgang umgeladen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Beschichtungsstraßen das auf einer Transportvorrichtung gelagerte Werkstück um eine im wesentlichen horizontale Achse gedreht wird, während es in einer anderen der Beschichtungsstraßen keine derartige Drehung erhält, und daß das Werkstück am Ende des Durchlaufes durch die jeweilige Beschichtungsstraße vor dem Haupttrocknungsvorgang auf eine andere Transportvorrichtung umgeladen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück in wenigstens einigen der Beschichtungsstraßen in einem Bereich (ST) zwischen einer Beschichtungszone (SP) und einem Vorbereitungs-Trockenofen (PB), in welchem der vorbereitende Trocknungsvorgang ausgeführt wird, bei einer Temperatur vorgewärmt wird, die niedriger als die Temperatur bei dem vorbereitenden Trocknungsvorgang ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem vorbereitenden Trocknungsvorgang die Beschichtung in einem Ausmaß getrocknet wird, daß anschließend die Oberfläche der Beschichtung keine Haftfähigkeit für Schmutz aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung in dem vorbereitenden Trocknungsvorgang bis etwa 40% ihrer vollen Vernetzungsdichte getrocknet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in dem vorbereitenden Trocknungsvorgang niedriger als die Temperatur in dem Haupttrocknungsvorgang eingestellt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in dem vorbereitenden Trocknungsvorgang gleich der Temperatur in dem Haupttrocknungsvorgang eingestellt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück wahlweise in mindestens einer der Beschichtungsstraßen mit einem Lack auf Ölbasis und in mindestens einer der Beschichtungsstraßen mit Lack auf Wasserbasis beschichtet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück in mindestens einer der Beschichtungsstraßen eine Zwischenbeschichtung mit einem Zwischenlack und in mindestens einer der Beschichtungsstraßen eine Endbeschichtung mit einem Decklack erhält.

12. Beschichtungsanlage zum Beschichten von Werkstücken (W) mit Lack mit einer Mehrzahl von Beschichtungsstraßen (CL), von denen jede eine Beschichtungszone (SP) und einen Trockenofen (PB) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenofen (PB) in jeder der Beschichtungsstraßen (CL) ein Vorbereitungstrockenofen zur Ausführung einer vorbereitenden Trocknung ist und daß in einer Trocknungsstraße (MBL) ein den Beschichtungsstraßen (CL) gemeinsamer Haupttrockenofen (MB) zur Ausführung einer abschließenden Trocknung vorgesehen ist, dem mindestens eine Umladeeinheit (J) zum Umladen der Werkstücke (W) nach dem Durchlaufen der Beschichtungsstraßen (CL) vorgeschaltet ist.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsstraße (MBL) unabhängig von den Beschichtungsstraßen (CL) angeordnet ist und daß eine Umladeeinheit (J) zum Umladen des Werkstückes von der Trocknungsstraße (MBL) zu den Beschichtungsstraßen (CL) vorgesehen ist.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich der Trocknungsstraße (MBL), der einer Stelle vor der Einlaßseite der Beschichtungszonen (SP) der Beschichtungsstraßen (CL) zugeordnet ist, als Versorgungsstraße für die Zuführung des Werkstückes (W) zu den Beschichtungsstraßen (CL) ausgebildet ist und daß in diesem Bereich der Trocknungsstraße (MBL) eine Umladeeinheit (J) angeordnet ist.

15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstraßen (CL) sich von einem einlaßseitigen Verzweigungsbereich (X) vor den Beschichtungszonen (SP) verzweigen und in einem auslaßseitigen Vereinigungsbereich (Y) hinter den Vorbereitungstrockenöfen (PB) zusammengeführt sind, daß der einlaßseitige Verzweigungsbereich (X) und der auslaßseitige Vereinigungsbereich (Y) durch eine gemeinsame Straße (KL) miteinander verbunden sind und daß die Umladeeinheiten im Bereich der gemeinsamen Straße (KL) angeordnet sind.

16. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstraßen in Gruppen (A, B; C, D) unterteilt sind wobei jede Gruppe eine Mehrzahl von Beschichtungsstraßen enthält und unabhängig von der oder den anderen Gruppen angeordnet ist, und daß für jede der Gruppen eine Umladeeinheit vorgesehen ist.

17. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Beschichtungsstraßen so miteinander verbunden ist, daß das Werkstück diesen Teil hintereinander durchläuft und erst nach diesem Durchlauf zum Haupttrockenofen (MB) umgeladen wird.

18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Teil der Beschichtungsstraßen zwei Beschichtungsstraßen beinhaltet.

19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Werkstück zuerst durchlaufene Beschichtungsstraße der zwei Beschichtungsstraßen zum Aufbringen einer Zwischenbeschichtung und die anschließend durchlaufene Beschichtungsstraße der zwei Beschichtungsstraßen zum Aufbringen einer Endbeschichtung bestimmt ist.

20. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Beschichtungsstraßen unabhängig voneinander und von der Trocknungsstraße (MBL) angeordnet sind und daß eine Transporteinrichtung (E2) in diesem Teil der Beschichtungsstraßen einen Mechanismus zum Drehen des Werkstückes um dessen im wesentlichen horizontale Längsachse aufweist.

21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in dem jeweiligen Vorbereitungstrockenofen (PB) in dem genannten Teil der Beschichtungsstraßen eine Temperatur eingestellt ist, die über einer Temperatur liegt, bei der ohne weitere Maßnahme ein Absacken und Fließen des Lacks aufgrund der Erwärmung und der Schwerkraft auftreten würden, und daß das Werkstück in dem jeweiligen Vorbereitungstrockenofen zur Verhinderung des Absackens und Fließens des Lacks um seine im wesentlichen horizontale Längsachse gedreht wird.

22. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Teil der Beschichtungsstraßen je eine Vorwärmzone (PR) zum Vorwärmen des Werkstückes vorgesehen ist, in welcher eine niedrigere Temperatur als die in dem jeweiligen Vorbereitungstrockenofen herrschende Temperatur eingestellt ist.

23. Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Beschichtungszone (SP) in dem genannten Teil der Beschichtungsstraßen zur Beschichtung des Werkstückes mit einem Lack auf Wasserbasis eingestellt ist.

24. Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Beschichtungszone (SP) in dem genannten Teil der Beschichtungsstraßen zur Beschichtung mit einem Lack auf Ölbasis eingestellt ist.