DE4228660A1 - Belüftungseinrichtung für Lackierkabinen o. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Belüftungseinrichtungen für Lackierkabinen oder dgl. mit Luftförder- und ggf. -Klimati­ siereinrichtungen, wie Ventilatoren und Heizungen, die für einen Luftdurchsatz durch die Kabine in einer für den Lackiervorgang vorgegebenen Menge sorgen.

In Lackierkabinen, worunter hier alle Räume für Oberflächen­ beschichtungsvorgänge verstanden werden, bei denen größere Mengen eines Beschichtungsmaterials, Lösungsmitteln oder dgl. in die Luft gelangen, sind bestimmte Luftsinkgeschwindigkei­ ten der vertikal-horizontal oder diagonal geführten Luft vorgeschrieben, die zum Abtransport der in die Luft gelangen­ den flüssigen, festen und gasförmigen Bestandteile während des Lackiervorganges, insbesondere zum gesundheitlichen Schutz der darin arbeitenden Personen dienen. Da derartige Luftsinkgeschwindigkeiten beispielsweise 0,35 m/s, flächig auf den gesamten Lackierraum berechnet, betragen, ergeben sich enorm hohe Ventilatorleistungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ohne Beeinträchtigung der gesundheitlichen und qualitativen Aspekte eine wesentliche Reduzierung des Energiebedarfes für die Belüftung von Lak­ kierkabinen zu erzielen.

Dies wird gemäß der Erfindung durch wenigstens einen Befehls­ geber zur Mengenreduzierung und -wiedererhöhung auf die vorgegebene Menge erreicht, der in Abhängigkeit von der Arbeitsbereitschaft für den Lackiervorgang betätigbar ist.

Es ist festgestellt worden, daß der hohe Luftdurchsatz nur während des eigentlichen Lackiervorganges notwendig ist, weil er in erster Linie dazu dient, die beim Lackiervorgang ent­ stehenden Sprühnebel, sofern sie nicht auf dem zu lackieren­ den Objekt niedergeschlagen werden, und die dadurch unmittel­ bar entstehenden erhöhten Margen an Lösungsmitteldämpfen abzuführen. Sowie der Lackiervorgang, also beispielsweise die Zerstäubung des Lacks, beendet ist, reicht eine wesentlich geringere Luftmenge aus, um die beim Ablüften des Lacks entstehenden Lösungsmitteldämpfe oder dgl. abzuführen. Es wurde gefunden, daß dafür schon etwa ein Drittel der hohen Luftmenge ausreicht, so daß eine Herunterregelung oder -schaltung auf ein Viertel bis die Hälfte, vorzugsweise ein Drittel dieser Menge möglich ist.

Als in Abhängigkeit von der Arbeitsbereitschaft für den Lackiervorgang betätigbarer Befehlsgeber kann beispielsweise ein Schalter an einem Aufhängehaken für die Spritzpistole dienen. Wird sie dort aufgehängt, so ist sie nicht einsatzbe­ reit, und die Luftmenge kann reduziert werden. Als Befehlsge­ ber für ein solches Reduzier- bzw. Wiedererhöhungs-Signal kann aber auch ein manuell betätigter Signalgeber oder z. B. die Betätigung der Spritzpistole unmittelbar verwendet wer­ den. In diesem Falle könnte das Signal, das ein Magnetventil für die Druckluftzuführung zur Spritzpistole betätigt auch die entsprechenden Relais zur Polumschaltung der Lüftermoto­ ren betätigen. In diesem Falle erfolgt die Signalgabe in zeitlich noch engerer Kopplung an den Lackiervorgang. Um zu verhindern, daß bei einer kurzzeitigen Unterbrechung des Lackiervorganges die Luftmengensteuerung oder -regelung sofort anspricht, kann eine Zeitverzögerungsschaltung vorge­ sehen sein, die die hohe Luftleistung für jeweils einen vorgegebenen Zeitraum (Nachlaufzeit) aufrechterhält und erst danach eine Reduzierung einleitet. So kann beispielsweise bei Befehlsgabe durch das Magnetventil der Spritzpistole eine Nachlaufzeit von 10 bis 30 Sekunden eingestellt sein, um ein kurzzeitiges Aussetzen des Lackiervorganges, beispielsweise bei einer Positionsänderung des Lackierers, zu überbrücken.

Die Reduzierung der Menge während Lackierpausen hat auch den Vorteil, daß die bei Zwischentätigkeiten oft störende hohe Luftgeschwindigkeit reduziert wird, die sonst Abdeckmate­ rialien oder dgl. wegwehen oder auf frisch lackierte Flächen wehen könnte.

Die Luftmengenreduzierung kann vorzugsweise durch Drehzahlre­ duzierung der Ventilatoren stattfinden. Dies kann durch Frequenzumschaltung, Polumschaltung, bei mehrpoligen Elektro­ motoren oder durch andere bekannte Steuermöglichkeiten von Elektromotoren, auch durch stufenlose Drehzahlreglung, erfol­ gen. Es ist ferner möglich, bei der Verwendung von mehreren Ventilatoren durch Abschaltung einzelner Ventilatoren oder Gruppen von Ventilatoren eine Reduzierung herbeizuführen. Auch mehrere Schaltstufen, beispielsweise für eine von der Unterbrechungszeit des Lackiervorganges abhängige mehrstufige Abnahme der Menge, ist möglich.

Obwohl schon allein die Leistung, die die Ventilatoren auf­ nehmen, sehr hoch ist und damit eine erhebliche Energieein­ sparung bei der Reduzierung der Luftmenge erzielt werden kann, wird diese Einsparung aber noch wesentlich erhöht, wenn man berücksichtigt, daß die Luft in Lackierkabinen auf eine bestimmte Temperatur gebracht werden muß, die normalerweise wesentlich über der Außentemperatur liegt.

Hier sind schon Wärmerückgewinnungsanlagen konzipiert worden, die aber trotz hohen Anlagenaufwandes und Störanfälligkeit sowie enorm hoher Reinigungskosten, vergleichlich nur geringe Energieeinsparungen erbrachten. Die Erfindung ermöglicht es dagegen, durch die Reduzierung der durchgesetzten Luftmenge den Heizenergiebedarf direkt zu senken. Die jeweilige Anpas­ sung kann ohne Steuereingriff automatisch darüber erfolgen, daß die Temperatur der Luft thermostatisch geregelt wird, so daß sich bei einer Mengen-Reduzierung selbsttätig herunterre­ gelt. Es sollte lediglich für eine ausreichend schnell zu­ greifende Regelung gesorgt werden.

Intensive Untersuchungen in vielen Lackierbetrieben haben ergeben, daß von der Brutto-Betriebszeit einer Lackierkabine der eigentliche Lackiervorgang, während derer also ein Lack­ auftrag erfolgt, nur 30 bis 40% beträgt. Die restliche Zeit, speziell auch bei Einzellackierungen, wird zur Vorbereitung, zum An- und Abtransportieren, Reinigen und Ablüften der Teile benötigt. Es ergeben sich somit enorme Energieeinsparungen, die im Bereich der Ventilatorenleistung bis zum 50% betragen und im Bereich der Heizung ca. 40% betragen. Insbesondere die hohe Einsparungsquote bei der hochwertigen und teuren, für die Ventilatoren benötigten Energieform (elektrische Energie) hat sowohl für die Wirtschaftlichkeit des einzelnen Betriebes, als auch gesamtwirtschaftlich gesehen große Bedeu­ tung.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehre­ ren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen dar­ stellen können, für die hier Schutz beansprucht wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Lackier­ kabine mit den zugehörigen Belüftungseinrichtungen und

Fig. 2 einen Draufsichtsplan auf die Lackierkabine nach Fig. 1.

Die Zeichnungen zeigen eine Lackierkabine 11, die in ein Gebäude 12 integriert oder eingestellt oder auch ortsbeweg­ lich sein kann. Parallel zu ihr ist eine Trockenkabine 13 vorgesehen, die beispielsweise über ein Rolltor 14 von ihr getrennt ist, damit die lackierten Gegenstände leichter von der Lackierkabine 11 in die Trockenkabine 12 transportiert werden können. Beide Kabinen haben Tore 15.

Die Lackierkabine hat eine Belüftungseinrichtung 16, die von der Belüftungseinrichtung 17 der Trockenkammer getrennt ist. Sie enthält einen oder mehrere Ventilatoren 18 und einen Lufterhitzer 19 mit einem Gas- oder Ölbrenner 20. In üblicher Weise ist die Lüftungsanlage zwischen reiner Frischluftzufüh­ rung und Umluftbetrieb umschaltbar, wobei beim Umluftbetrieb über eine gesonderte Abdunstleitung 21 ein Teilluftstrom von mit Abgasdämpfen angereicherter Luft in den Abluftkamin 22 eingeleitet werden kann. Die Frischluft wird über eine An­ saugleitung 23 angesaugt und der Lufterhitzer führt sein Abgas über einen gesonderten Kamin 24 ab.

Die Luft, die die Lackierkabine 11 durchströmt, wird über einen oberhalb der Kabine verlaufenden Zuluftkanal 25 zuge­ führt, sinkt dann möglichst gleichmäßig in der Kabine ab und tritt über einen Abluftkanal 26, der unterhalb eines Gitter­ rostes 27 im Boden der Kabine angeordnet ist, wieder aus. Dieser führt die Luft wieder der zentralen Belüftungseinrich­ tung 16 zu, wo sie, je nachdem, ob es sich um Umluft- oder Frischluftbetrieb handelt, gefiltert und zurückgeführt wird oder über den Abluftkamin 22 austritt.

Die zu der Belüftungseinrichtung 16 gehörenden Geräte, wie Ventilatoren und Heizgeräte, stehen in einem gesonderten Raum 28 außerhalb der Lackierkabine. Dort befindet sich auch ein Schaltschrank 29, in dem die die Belüftungseinrichtung steu­ ernden bzw. regelnden Schalter, Regler etc. zusammengefaßt sind.

In der Lackierkabine ist ein Befehlsgeber 30 an einer Wand angebracht, der einen Schalter oder Signalgeber enthält, der betätigt wird, wenn eine Spritzpistole 31, die an einem mit dem Schalter verbundenen Haken 33 aufgehängt werden kann, abgenommen oder wieder aufgehängt wird. Wenn in dem Raum mehrere Spritzpistolen stationiert sind, sollte für alle ein Befehlsgeber vorhanden sein. Der Befehlsgeber steht mit dem Schaltschrank 29 in Verbindung, wo er die Steuerung des oder der Ventilatoren 18 so betätigt, daß er bei abgenommener Spritzpistole 31 die volle Leistung des Ventilators freigibt, während er bei angehängter Spritzpistole die Leistung über Drehzahlverminderung auf etwa 1/3 der Luftmenge drosselt.

Die Belüftungseinrichtung arbeitet wie folgt:

In die Lackierkabine 11 werden die zu lackierenden Gegenstän­ de, beispielsweise Kraftfahrzeuge, Maschinen oder Gestelle mit Kleinteilen eingestellt und das Tor 15 geschlossen. Die Belüftungseinrichtung 16 wird in Betrieb gesetzt, und zwar, da die Spritzpistole 31 an den Befehlsgeber-Haken 33 ange­ hängt ist, nur mit reduzierter Leistung. Nachdem der zu lackierende Gegenstand richtig positioniert und entsprechend zum Lackieren vorbereitet ist, nimmt der Lackierer die Spritzpistole 31 ab. Dadurch wird das Signal zum Erhöhen der Belüftungsleistung gegeben und der Ventilator 18 wird nun, beispielsweise durch Polumschaltung, auf seine volle Drehzahl gefahren, die in wenigen Sekunden erreicht ist. Der vorher auf geringerer Leistung laufende Lufterhitzer, der thermosta­ tisch die vorgewählte Temperatur eingehalten hatte, wird nun, da durch die erhöhte Luftleistung die Temperatur abzusinken droht, entsprechend höher gefahren und hält wiederum die eingestellte Temperatur. Durch die hohe geförderte Luftmenge wird der beim Lackieren entstehende Sprühnebel und die daraus verdunstenden Lösungsmitteldämpfe sofort nach unten abgesenkt und ziehen über den Abluftkanal 26 ab. In diesem Falle ist die Lackierkabine auf Frischluft geschaltet, d. h. sie saugt über den Frischluftansaugstutzen 23 Frischluft an und führt die Abluft über den Abluftkamin 22 ins Freie.

Wenn der Lackiervorgang beendet ist oder unterbrochen wird, hängt der Lackierer die Spritzpistole wieder an den Haken 33 und, ggf. mit einer einstellbaren Zeitverzögerung, wird die Luftleistung wieder auf die reduzierte Menge eingestellt. Dabei könnte gleichzeitig auch eine Umschaltung der Belüf­ tungseinrichtung auf Umluftbetrieb erfolgen, bei der über die Abdunstleitung 21 jeweils nur ein relativ geringer Prozent­ satz der umgewälzten Luft ins Freie abgeführt wird.

Die Signal- oder Befehlsgabe könnte, außer durch die be­ schriebene Ausführung auch durch eine entsprechende Fußbetä­ tigung, einen Näherungsschalter, die Spritzpistolenauslösung etc. erfolgen.

Nach dem Lackieren und ersten Ablüften können die lackierten Gegenstände nach Öffnen des Rolltors 14 in die Trockenkammer gebracht werden, wo sie, im wesentlichen mit Umluft, fertig­ getrocknet werden.

Claims (7)

1. Belüftungseinrichtung für Lackierkabinen (11) o. dgl. mit Luftförder- und ggf. Klimatisiereinrichtungen, die für einen Luftdurchsatz durch die Kabine mit einer für den Lackiervorgang vorgegebenen Menge sorgen, gekenn­ zeichnet durch wenigstens einen Befehlsgeber (30) zur Mengenreduzierung und -wiedererhöhung auf die vorgegebe­ ne Menge, der in Abhängigkeit von der Arbeitsbereit­ schaft für den Lackiervorgang betätigbar ist.

2. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftfördereinrichtung drehzahlregel- oder -steuerbare Ventilator-Motoren aufweist.

3. Belüftungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierte Luftmenge zwischen 1/4 oder 1/2 (vorzugsweise 1/3) der vorgegebenen Menge beträgt.

4. Belüftungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Ventilatoren (18), von denen bei reduzierter Luftmenge wenigstens einer stillgesetzt wird.

5. Belüftungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitverzöge­ rungsschaltung vorgesehen ist, die die vorgegebene Luftmenge auch nach einer im Sinne einer Mengenreduzie­ rung erfolgten Betätigung des Befehlsgebers (30) noch für eine vorgegebene Zeitdauer aufrecht erhält.

6. Belüftungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlsgeber (30) mit einem Lackierwerkzeug (Spritzpistole 31) oder dem für sie vorgesehenen Aufbewahrungsmittel (33) zusam­ menwirkt.

7. Belüftungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine thermostatische Regeleinrichtung, die die Klimatisierung der Luftmenge entsprechend der Mengenreduzierung bewirkt.