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Bei den Beschichtungsverfahren, bei denen Beschichtungsmaterialien
auf organischer Lösungsmittelbasis eingesetzt werden, gab es in den letzten
Jahren dahingehend Forderungen, daß eine vollständige Trennung und
Rückgewinnung der fluchtigen, organischen Lösungsmittel erfolgen soll, ohne
daß sie entfernt werden müssen, d.h., daß sie aus den Beschichtungsanlagen
abgeführt werden müssen, um eine Verschmutzung zu verhindern, insbesondere
wegen der Probleme des fotochemischen Smogs. Bei den Beschichtungsverfahren
für große Werkstücke, wie beispielsweise Autokarosserien, werden jetzt
wäßrige Beschichtungsmaterialien (auf Wasserbasis oder wasserlöslich)
eingesetzt, die Lösungsmittel auf Wasserbasis anstelle der organischen
Lösungsmittel nutzen, weil die vollständige Trennung und Rückgewinnung der
Lösungsmittel nicht nur eine große wirtschaftliche Belastung und eine
Vergrößerung der Abmessung der Beschichtungsanlage bedeutet, sondern auch
nicht eine vollständige Lösung des Problems darstellt.
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Derartige wäßrige Beschichtungsmaterialien verursachen bestimmte
Nachteile bei den nachfolgenden Verfahren, weil das Wasser viel langsamer
verdampft als die organischen Lösungsmittel. Wenn die Beschichtung auf
einer Naß-auf-Naß-Basis durchgeführt wird, erfolgt ein Abtropfen, während
es bei einer Anordnung in einem Ofen zu einer Bläschenbildung kommt.
Dementsprechend ist es erforderlich, einen Verdampfungsvorgang vorzusehen,
um das Wasser bis zu einem gewissen Grad zu verdampfen, bevor man zu den
nachfolgenden Verfahren kommt (hierin nachfolgend als "Verdunstungsvorgang"
bezeichnet).
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Wenn dieser Verdunstungsvorgang jedoch eine spontane Verdampfung ist,
ist eine lange Zeit für die Verdunstung erforderlich, weil die
Verdampfungsgeschwindigkeit des Wassers niedrig ist. Aus diesem Grund muß
die Verdunstungszone erweitert werden, und damit sind größere Anlage
erforderlich.
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In dieser Hinsicht wurde vorgeschlagen, die Verdunstungszeit durch
ein zwangsläufiges Erwärmen des Werkstückes während des
Verdunstungsvorgangs zu verkürzen.
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Ein Strahlungsheizsystem, bei dem ein Strahlungsheizgerät eingesetzt
wird, ist für die Anfangserwärmung geeignet, wie in der Japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 52-30170 beschrieben wird, weil dieses System
frei von den Nachteilen der Konvektionsheizsysteme ist, wie beispielsweise
schwebendem Staub, oder der Induktionsheizsysteme, wie beispielsweise den
komplizierten Anlagen und der Begrenzung hinsichtlich der Werkstücke, und
weil eine schnelle Erwärmung zustande gebracht werden kann.
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Das GB-A-2091858 (= FRR-A-2495964) offenbart ebenfalls ein
Strahlungsheizsystem, das in einer Werkstatt für die Reparatur von beschädigten
Fahrzeugen verwendet wird. Die Strahler werden reguliert, um die
erforderliche Wärmemenge nur auf die Teile der Autokarosserie anzuwenden,
die eine Behandlung erfordern.
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Wenn dieses Heizgerät jedoch eingesetzt wird und eine große Vielzahl
von Werkstücken zur Verdunstungszone nacheinander transportiert wird, dann
können einige Werkstücke getrocknet sein, und die Qualität des Überzugs
kann beeinträchtigt werden.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Heizgerät für ein
Beschichtungsverfahren vorzulegen, das eine optimale Verdunstung durch
automatisches Regulieren der Intensität der Strahlungswärme auf der
Grundlage der Farbe des Überzugs der Werkstücke erreichen kann.
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Speziell aus den Untersuchungen zur vorliegenden Anmeldung kommt man
zu der Meinung, daß die absorbierte Wärmemenge, d.h., der
Temperaturanstieg, entsprechend der Farbe des Überzugs der Werkstücke
abweicht. Aus der praktischen Erfahrung beim Beschichtungsverfahren geht
hervor, daß der Einfluß des Unterschiedes bei der Farbe des Überzugs
überraschenderweise stark ist.
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Die vorliegende Erfindung liefert ein Heizgerät für ein
Beschichtungsverfahren, das aufweist: eine Heizvorrichtung für die
Erwärmung eines mit einem wäßrigen Farbüberzug beschichteten Werkstückes
ist, durch Strahlungswärme und eine Vorrichtung für die Steuerung der
Wärmemenge, die von der Heizvorrichtung abgestrahlt wirdm gekennzeichnet
durch eine Vorrichtung für die Kennzeichnung der Farbe des Überzugs und
eine Vorrichtung für die Steuerung der Wärmemenge, die zum Werkstück hin
in Übereinstimmung mit der Farbe des Überzugs abgestrahlt wird.
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Die Farbe des Überzugs des mit dem wäßrigen Beschichtungsmaterial zu
beschichtenden Werkstückes wird im voraus mit Hilfe der Vorrichtung für die
Kennzeichnung der Farbe des Überzugs angegeben. Wenn das Werkstück zur
Vorderseite des Strahlungsheizgerätes transportiert wird, reguliert die
Steuervorrichtung das Netzgerät, um eine Strahlungswärme zu erhalten, die
für die spezifische Farbe geeignet ist. Auf diese Weise kann ein schneller
und zufriedenstellender Verdunstungsvorgang durchgeführt werden, ohne daß
es zu einem Ärgernis durch komplizierte Verfahren, wie beispielsweise eine
Veränderung der Geschwindigkeit des Transportes, kommt, und ohne daß die
Produktivität herabgesetzt wird, und es können Überzüge von hoher Qualität
erhalten werden.
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Indem eine Vorrichtung für die Kennzeichnung der Farbe des Überzugs
und eine Steuervorrichtung zur Verfügung gestellt werden, und indem die
Strahlungsintensität automatisch für jede Farbe des Überzugs des
Werkstückes auf einen optimalen Wert reguliert wird, ist keine komplizierte
und sorgfältige Einstellung erforderlich, und ein angemessener und
zufriedenstellender Verdunstungsvorgang kann erreicht werden, ohne daß die
Produktivität herabgesetzt wird, ungeachtet der Farbe des Überzugs des
Werkstückes.
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Weitere bevorzugte Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen ersichtlich.
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Die Erfindung wird weiter mittels des Beispiels und mit Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
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Fig. 1 ein Diagramm, das die erste und die zweite Ausführung der
Erfindung veranschaulicht; und
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Fig. 2 ein Flußdiagramm für die Erklärung des Betriebes der
Ausführungen aus Fig. 1.
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Eine erste Ausführung der Erfindung wird mit Bezugnahme auf Fig. 1
beschrieben, bei der eine Verdunstungszone 1 umfaßt eine Luftzufuhrkammer
2, eine Strahlungsheizkammer 3 und eine Abluftaufbereitungskammer 4. Ein
Werkstück W, das mit einem wäßrigen Beschichtungsmaterial überzogen ist,
wird mit Hilfe der Transportvorrichtung 5 (entlang einer Linie senkrecht
zur Ebene der Zeichnung) transportiert, und es wird automatisch zu den
nachfolgenden Vorgängen durch den Bereich der spontanen Verdampfung
gebracht.
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Ein Paar dieser Strahlungsheizkörper 10 wird geliefert, wobei einer
an jeder Seite des Werkstücks W, das zur Verdunstungszone 1 transportiert
wird, angeordnet wird. Die Netzgeräte 11 versorgen die Strahlungsheizkörper
10 mit Strom.
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Eine Steuervorrichtung 20 steuert den gesamten Beschichtungsapparat
bei dieser Ausführung und weist auf: eine Zentraleinheit 21, einen ROM 22,
einen RAM 23, eine Tastatur 24, eine Eingabe/Ausgabe-Anschlußstelle 25,
usw., die durch eine Sammelleitung verbunden sind.
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Eine Vorrichtung für die Kennzeichnung der Farbe des Überzugs besteht
aus der Zentraleinheit 21, dem ROM 22, dem RAM 23, usw., und die
Steuervorrichtung besteht aus der Zentraleinheit 21, usw.
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Wenn das Werkstück W vor die Strahlungsheizkörper 10 mit Hilfe der
Transportvorrichtung 5 transportiert wird, schaltet die Steuervorrichtung
20 entsprechend den bisherigen Systemen das Netzgerät 11 über die
Eingabe/Ausgabe-Anschlußstelle 25 ein und schaltet sie danach aus. Bei der
vorliegenden Erfindung wird die Farbe des Überzugs des Werkstückes W im
voraus angegeben, und die Intensität der abgestrahlten Wärme wird
automatisch entsprechend der angegebenen Farbe reguliert. Für diesen Zweck
werden die Daten für die Farbe des Überzugs und die Intensität der
abgestrahlten Wärme, d.h., die Daten, die der Farbe des Überzugs und der
Intensität der abgestrahlten Wärme entsprechen, im ROM 22 gespeichert, der
die Vorrichtung für die Kennzeichnung der Farbe des Überzugs darstellt. Die
Zentraleinheit 21 gibt die Farbe des Überzugs des Werkstückes an, das zur
Strahlungsheizkammer 3 mittels des Transportprogramms für das Werkstück W,
das im ROM 22 gespeichert ist, transportiert werden soll, und diese wird
zeitweilig im RAM 23 gespeichert.
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Gleichzeitig wird die Intensität der abgestrahlten Wärme entsprechend
der angegebenen Farbe aus dem ROM 22 entnommen, und diese wird zeitweilig
im RAM 23 gespeichert. Dieses Programm für die Kennzeichnung der Farbe des
Überzugs (Schritte 10, 12 und 14 in Fig. 2) wird im ROM 22 gespeichert.
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Die Zentraleinheit 21, die die Steuervorrichtung darstellt, führt die
Antriebssteuerung des Netzgerätes 11 über eine vorgegebene Zeit
entsprechend dem Wert der Intensität der abgestrahlten Wärme, der im RAM
23 zeitweilig gespeichert wird, durch. Die Zentraleinheit 21 führt das
Steuerprogramm (die Schritte 16, 18 und 20) aus, das nach einer
vorgegebenen Zeit beendet wird.
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Die Farbe des Überzugs und die Intensität der abgestrahlten Wärme
können erneut in den ROM 22 geladen werden.
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Bei dieser Ausführung werden die Daten auf der Tastatur 24
eingegeben, bevor der Betrieb gestartet wird, und sie werden im RAM 23
gespeichert, beispielsweise wieviele Werkstücke produziert werden sollen,
in welcher Farbe und in welcher Reihenfolge.
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Der Strahlungsheizkörper 10 ist bei dieser Ausführung ein
Infrarotstrahlungsheizkörper (beispielsweise nahes Infrarot-mittleres
Infrarot). Dementsprechend ist die Ansprechgeschwindigkeit hoch, und die
Strahlungsintensität wird leicht gesteuert.
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Bei der vorliegenden Ausführung liest die Zentraleinheit 21 aus dem
RAM 23 und gibt die Farbe des Überzugs des Werkstückes W an, das zur
Strahlungsheizkammer 3 transportiert werden soll, während der vorgegebene
Betrieb der Transportvorrichtung 5 befohlen wird (Schritte 10 und 12 in
Fig. 2). Danach wird die erforderliche Intensität der abgestrahlten Wärme
aus dem ROM 22 entnommen und im RAM 23 gespeichert (Schritt 14).
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Danach führt die Zentraleinheit 21 als Steuervorrichtung die
Antriebssteuerung des Netzgerätes 11 über eine vorgegebene Zeit durch, um
die erforderliche Intensität der abgestrahlten Wärme zu erhalten (Schritte
16 und 18). Daher wird das Werkstück W, während es mit einer konstanten
Geschwindigkeit transportiert wird, auf die voreingestellte Temperatur
erwärmt, während es zwischen den Strahlungsheizkörpern 10 hindurchgeht, und
es wird ein Verdunstungsvorgang, der für die angegebene Farbe optimiert
ist, durchgeführt.
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Die Netzgeräte 11 werden danach beim Schritt 20 abgeschaltet.
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Bei dieser Ausführung 1 werden die Vorrichtung für die Kennzeichnung
der Farbe des Überzugs (21, 22 und 23) und die Steuervorrichtung (21)
bereitgestellt, die Farbe des Überzugs des Werkstückes W, das zur
Strahlungsheizkammer 3 transportiert werden soll, wird angegeben, und die
Antriebssteuerung der Netzgeräte 11 wird durchgeführt, um die optimale
Intensität der Strahlungswärme für die angegebene Farbe des Überzugs zu
erhalten. Auf diese Weise ist es möglich, das Werkstück W, das mit dem
wäßrigen Beschichtungsmaterial überzogen ist, angemessen und schnell zu
trocknen, und es kann ein Überzug von hoher Qualität erreicht werden. Weil
das Werkstück innerhalb einer vorgegebenen Zeit so getrocknet werden kann,
wie es gewünscht wird, werden außerdem, selbst wenn die Farbe des Überzugs
verändert wird, die verschiedensten Forderungen erfüllt, und die
Produktivität wird erhöht.
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Bei einer zweiten Ausführung der Erfindung wird die Farbe des
Überzugs automatisch angegeben, indem ein Farbdetektor 30 zur Verfügung
gestellt wird, der in Fig. 1 durch die 2-Punkt-Strich-Linie gezeigt wird.
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Die angegebene Farbe des Überzugs wird vom Farbdetektor 30 ermittelt,
wenn das Werkstück W zur Strahlungsheizkammer 3 transportiert wird, die
Zentraleinheit 21 speichert diese ermittelte Farbe des Überzugs zeitweilig
als spezifische Farbe im RAM 23. Die erforderliche Intensität der
abgestrahlten Wärme wird aus dem ROM 22 entnommen und im RAM 23
gespeichert.
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Die Steuervorrichtung, die Zentraleinheit 21, funktioniert in der
gleichen Weise wie bei der Ausführung 1.
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Folglich kann der gleiche Betriebseffekt wie bei der ersten
Ausführung bei der zweiten Ausführung bei einem angemessenen und schnellen
Verdunstungsvorgang erhalten werden. Außerdem besteht nicht die
Notwendigkeit, die Farbe des Überzugs und die Anzahl der zu produzierenden
Werkstücke auf der Tastatur einzugeben, bevor der Betrieb gestartet wird,
und somit kann die Produktivität stark erhöht werden.
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Bei den vorangegangenen Ausführungen wird die Farbe des Überzugs des
Werkstückes W indirekt oder direkt angegeben. Andere Methoden sind möglich.
Beispielsweise kann die Autonummer eingegeben werden, bevor der Betrieb
gestartet wird. Anstelle des Farbdetektors 30 kann ein Detektor für das
Ermitteln der Autonummer oder eines anderen Indikators zur Verfügung
gestellt werden, und die Farbe des Überzugs kann aus der Autonummer oder
einem anderen Indikator ermittelt werden.