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Vorrichtung zum Trocknen von Farb-, Lack- und Kunstharzüberzügen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen von Farb-> Lack- und Kunstharzüberzügen
od. dgl. auf unregelmäßig gestalteten metallischen Hohlkörpern, insbesondere auf
derAußenhaut von Kraftfahrzeugwagenkästen, mittels in der Wandung der Hohlkörper
durgh .elektromagnetische Wechselfelder induzierter Wirbelströme, wobei die die
Wirbelströme erzeugenden Felderreger in ihrer Form derjenigen der Hohlkörper angepaßt
sind.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist die als Felderreger
dienende einteilige Spule, in die ein Kraftwagenkasten zum Trocknen seines Lacküberzuges
hineingefahren wird, zwar auch bis zu einem gewissen Grade der sich nach einem Ende
hin verjüngenden Gestalt des Wagenkastens angepaßt. Es ist jedoch bei einteiligen
Spulen, wenn der Wagenkasten in sie hineingefahren werden soll, nicht möglich, diese
Anpassung so weit vorzunehmen, da.B ein gleichmäßiges, schnelles Durchtrocknen des
Überzuges an allen Wandungsteilen des Körpers erfolgt. Insbesondere gilt dies auch
für die Ränder der Fenster- und Türöffnungen eines Kraftwägenkastens, an denen zumeist
eine erhebliche Materialanhäufung gegenüber den übrigen Wandungsteilen des Wagenkastens
vorhanden ist. Diese Mängel werden durch die Erfindung beseitigt.
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Die Erfindung besteht einmal darin, daß die Felderreger so geteilt
und ihre Teile so gegeneinander verstellbar sind, daß die Hohlkörper in die Felderreger
eingefahren bzw. daß letztere durch Öffnungen der Hohlkörper in, diese eingeführt
werden können. Bei einem nach # einer Seite hin völlig offenen Hohlkörper, beispielsweise
bei einem Kraftwagenkasten ohne festen Boden, kann man den Felderreger auch ungeteilt
so ausbilden, daß der Hohlkörper mit seiner Öffnung über den Felderreger
gestülpt
wird. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung mehrerer
Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung hervor.
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In den Abb. i und 2 ist eine Vorrichtung in der Seitenansicht und
von oben gesehen dargestellt, bei welcher der zu trocknende Gegenstand, im vorliegenden
Falle ein mit einer Blechaußenhaut versehener Wagenkasten io für ein Kraftfahrzeug,
auf einem fahrbaren Untersatz i i befestigt ist. Die Laufrollen 12 des Untersatzes
sind an Schienen 13 geführt, die einen Teil des Fließbandes für die Fertigung des
Wagenkastens bilden. Der auf dem Fließband mit einer Farb- bzw. Lackschicht versehene
Wagenkasten wird zum Trocknen.derselben in eine Feldspule 1¢ aus gut leitendem Metalldraht
hineingefahren, deren gegeneinander isolierte Schraubenwindungen unter den Schienen
13 hindurchgeführt sind und deren O_uerschnittsform im wesentlichen derjenigen des
Wagenkastens entspricht, so daß die Spule den in ihr befindlichen Wagenkasten allseitig
mit möglichst geringem, jedoch eine unmittelbare Berührung der frisch lackierten
Flächen ausschließendem Spiel umgibt. Um dieses Spiel auch an den verjüngten Enden
des Wagenkastens möglichst gering zu machen, besteht die Spule 14 aus drei Teilen,
nämlich einem festen Mittelteil 15 mit im wesentlichen parallel zueinander angeordneten
Begrenzungsflächen und je einem sich nach vorn bzw. hinten hin verjüngenden Endteil
16 bzw. 17. Die beiden Endteile sind jeweils in Richtung des Pfeiles 18- bzw. i9
schwenkbar ausgebildet, so@ daß sie zum Ein- und Ausfahren des Wagenkastens io aus
dem Wege geschwenkt werden können. In der Zeichnung sind die einzelnen Spulenteile
nur schematisch dargestellt. Bei der praktischen Ausführung wird man natürlich aus
Festigkeitsgründen jeden Teil für sich auf einen leichten, dünnwandigen Isolierkörper,
z. B. aus Hartpappe, aufwickeln, durch den dann gleichzeitig die in der Wandung
des Wagenkastens erzeugte Wärme zusammengehalten wird.
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Ist der frisch lackierte Wagenkasten in die Feldspule eingefahren
und diese geschlossen, so wird durch die Windungen der drei Spulenteile ein Wechselstrom
hindurchgeschickt, dessen Spannung und Frequenz im Verhältnis zur Anzahl und Drahtstärke
der Spulenwindungen so bemessen ist, daß das von ihm erzeugte Wechselfeld in der
Blechwandung des Wagenkastens Induktionsströme von ausreichender Stärke hervorruft,
um die Blechwandung durch Widerstandserhitzung in kurzer Zeit auf die für das schnelle
Trocknen und Aushärten des Lacküberzuges notwendige Temperatur zu bringen und sie
für eine ausreichend lange Zeit auf dieser Temperatur zu halten. Da für den zuletzt
genannten Zweck nur die durch Abstrahlung nach außen verlorengehende Wärme ersetzt
zu werden braucht und diese wegen der vollständigen Einkapselung des Wagenkastens
durch die Spule nur sehr gering ist, kann ein großer Teil der Spulen:windungen nach
Erreichen der Trocknungstemperatwr bereits. abgeschaltet werden. Außerdem schützt
die in der Spule selbst entstehende Joulesche Wärme den Wagenkasten weitgehend gegen
Abstrahlung nach außen. Ist die Trocknung des Lacküberzuges an einem Wagenkasten
beendet, so wird der Strom vollständig abgeschaltet, die Feldspule durch Schwenken
der Teile 16, 17 geöffnet und der Wagenkasten nach vorn aus der Spule herausgefahren.
Anschließend kann sofort der nächste Wagenkasten in die Spule eingefahren werden,
wobei die in den als Spulenträger dienenden Isolierkörpern aufgespeicherte Wärme
gleich dem nächsten Trocknungsvorgang zugute kommt. Auf diese Weise kann die laufende
Trocknung einer großen Anzahl von Wagenkasten auf dem Fließband mit sehr geringem
Aufwand an Zeit, Raum und elektrischem Strom durchgeführt werden.
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In dem in Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Feldspule
durch einen oder mehrere in Längsrichtung des Fließbandes 13 hintereinander angeordnete,
jochförmige Feldmagnete 2o ersetzt, die durch die Feldwicklungen 21 ebenfalls mittels
Wechselstrom erregt werden und deren Polschuhe 22, 23, 24. an ihren dem Wagenkasten
io zugewandten Flächen der Form der Wagenkastenwandung angepaßt sind. Die Polschuhe
22 bis 24 sind in dem Magnetgestell quer zum Fließband verschieblich, so daß sie
zum Trocknen des Lücküberzuges verhältnismäßig dicht an die Wagenkastenwand herangeführt,
zum Ein- und Ausfahren des Wagenkastens jedoch weit genug von ihm, entfernt werden
können.
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Nach dem Einschalten des Erregerstromes bildet die zwischen den Polschuhen
befindliche Stahlblechwandung des Wagenkastens gewissermaßen den vom magnetischen
Wechselfluß durchsetzten Anker, in dem durch die jedem Polschuh gegenüber in der
Wandung induzierten Kreisströme sowie durch die ständige Ummagnetisierung der Blechflächen
laufend eine für das Trocknen des Lacküberzuges ausreichende Wärmemenge erzeugt
wird. Die Feldspulen 21 der Einzelmagnete sind dabei so gewickelt bzw. geschaltet,
daß die von benachbarten Magneten in der Blechwandung induzierten Kreisströme an
den Rändern der Polschuhe 22 bis 2¢ jeweils gleichgerichtet sind und daß sich insbesondere
um die Fenster- und Türöffnungen des Wagenkastens herum starke und gleichgerichtete
Induktionsströme ergeben. Die Eisenarmatur 25 der Feldmagnete ist selbstverständlich
in der üblichen Weise weitgehend unterteilt, z. B. aus voneinander isolierten Blechstreifen
zusammengesetzt, um die Stromverluste durch Ummagnetisierungsarbeit in ihr möglichst
gering zu halten.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 4: kommen die Eisenmassen ganz
in Fortfall, indem die Elektromagnete durch spiralig gewickelte, dem Verlauf der
Außenflächen des Wagenkastens angepaßte, quer zur Blechwandung des Wagenkastens
io verschiebbare Flächenspulen 26 ersetzt sind. Durch die nach dem Einschalten des
Erregerstromes in der Blechwandung induzierten Kreisströme wird genügend Joulesche
Wärme erzeugt, um den Lacküberzug des Wagenkastens in kurzer Zeit zu troeknen.
Auch
hier wird durch geeignete Schaltung der Spulen 26 dafür gesorgt, daß die induzierten
Ströme in ihren Randgebieten gleiche Richtung haben. Zur Erzeugung besonders kräftiger
Kreisströme um die Fensteröffnungen 27 des Wagenkastens herum werden in diese Öffnungen
kurze Solenoide 28 hineingesteckt, deren Querschnittsform derjenigen der Fensteröffnungen
angepaßt ist.
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Die Abb. 5 und 6 zeigen Einrichtungen, bei denen die Erregerspulen
ausschließlich im Innern des zu trocknenden Wagenkastens angeordnet werden. Hierfür
werden bei dem an seiner Unterseite durch einen Blechboden 29 geschlossenen Wagenkasten
der Abb. 5 langgestreckte Solenoide 30, 31 mit waagerechter Längsachse verwendet,
von denen das eine durch die Fensteröffnung 32 der Windschutzscheibe, das andere
durch die Öffnung 33 für den hinteren Kofferraumdeckel in den Wagenkasten eingeführt
wird, so daß beide, im wesentlichen den ganzen Innenraum des Wagenkastens ausfüllend,
parallel zueinander liegen. Die Solenoide sind auch in diesem Falle auf geeignete
Tragkörper aus isolierendem Material aufgewickelt und so geschaltet, daß der Erregerstrom
in ihnen jeweils in gleicher Richtung kreist. Dadurch wird erreicht, daß der Innenraum
zwischen den Spulen im wesentlichen induktionsfrei bleibt, beide Spulen sich in
ihrer Induktionswirkung nach außen hin jedoch unterstÜtzen, so daß in der Blechwandung
des Wagenkastens io starke, um die Längssachse desselben kreisende Induktionsströme
erzeugt werden. In die seitlichen Fensteröffnungen des Wagenkastens können auch
hier, wie in Abb. 4, kurze Solenoide 28 eingeführt werden, um zusätzliche Kreisströme
um diese Fensteröffnungen herum zu induzieren.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 6 handelt es sich um einen an
seiner Unterseite offenen Wagenkasten, wie er für Kraftwagen verwendet wird, bei
denen der Fußboden einen Bestandteil des Fahrzeugrahmens bildet. Hier wird der mittels
einer Vorrichtung 34 an ein Hebezeug gehängte Wagenkasten in ein Lackbad getaucht
und nach dem Abtropfen von oben her auf eine Erregerspule 35 aufgesetzt, deren Windungen
mit lotrechter Wickelachse auf einem der Wagenkastenform entsprechenden Tragkörper
angeordnet sind. Gegebenenfalls kann eine Feldspule gleicher Art auch für sich oder
zusätzlich außen um den Wagenkasten herum angeordnet werden, die dann mit einem
Hebezeug über diesen gestülpt wird.
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In den Abb. 7 und 8 ist, in ebenfalls schematischer Darstellungsweise,
eine für das gleichzeitige Trocknen einer Reihe von Wagenkästen geeignete Anlage
gezeigt. Diese besteht im wesentlichen aus einem auf einer Drehscheibe 36 angeordneten,
karussellartigen Aufbau 37, der durch radiale Zwischenwände 38 in sektorförmige
Trockenboxen 39 unterteilt ist. Von den auf fahrbaren Untersätzen i i befestigten,
frisch lackierten Wagenkästen io wird jeweils einer auf dem das Fließband bildenden
Gleis 13 vor eine leere geöffnete Trockenbox 39 gefahren, mittels einer in
diesem Gleis angeordneten Drehscheibe 40 um 90° gedreht und auf einem in die Trockenbox
hineinführenden Quergleis 41 in. .diese eingefahren. Dabei dringt eine waagerecht
an der Innenwand 42 der Box befestigte Spule 30, welche dem oberen Solenoid in Abb.
5 entspricht, durch die Windschutzscheibenöffnung weit in den Innenraum des Wagenkastens
ein. Hierauf werden die schwenkbaren Seitenwände 38 der Box an den Wagenkasten herangeschwenkt,
wobei die an diesen befestigten kurzen Solenoide 28 (vgl. Abb. 4). in die seitlichen
Fensteröffnungen des Wagenkastens eintauchen. Schließlich wird die auf einem fahrbaren
Untersatz 44 befestigte Außenwand 45 der Box auf dem Quergleis 41 an die freien
Enden der Seitenwände herangefahren und mit diesen verriegelt. Dabei schiebt sich
eine waagerecht an der Außenwand 45 befestigte, lange Spule 3i, welche dem unteren
Solenoid in Abb. 5 entspricht, durch die hintere Gepäckraumöffnung des Wagenkastens
weit in dessen Innenraum hinein. Durch das Verriegeln der Seitenwände 38 mit der
Außenwand 45 der Box werden gleichzeitig die stromleitenden Verbindungen zwischen
den einzelnen Spulen der betreffenden Box und der Stromquelle hergestellt, worauf
der Trocknungsvorgang in :der ,geschlossenen Box unter geringstem Wärmeverlust vor
sich geht. Inzwischen wird die Drehscheibe 36 mit den auf ihr befindlichen Trockenboxen
absatzweise weitergedreht, bis jeweils die nächste Box vor der Drehscheibe 4o steht,
die Außenwand 45 dieser Box auf dem Quergleis 41 in die Off enstellung gefahren
und ein bereits getrockneter Wagenkasten io über die Drehscheibe 40 aus der Box
heraus auf das Fließband 13 geschoben, wo er seinen Weg in Richtung des. Pfeiles
46 zur weiteren Vervollständigung fortsetzt. In die freigewordene Box wird nunmehr
der nächste zu trocknende Wagenkasten von der anderen Seite des Fließbandes her
in der oben beschriebenen Weise eingefahren. Die Anzahl der Boxen ist unter Berücksichtigung
des Abstandes, mit dem die frisch lackierten Wagenkästen auf dem Fließband anrollen,
so bemessen, daß der einzelne Wagenkasten nach einer vollen Umdrehung des Karussells
37 jeweils vollständig getrocknet ist. Eine zentrale Absaugeanlage saugt die sich
während des Trocknungsvorganges in den einzelnen Boxen entwickelnden Lösungsmitteldämpfe
laufend aus diesen heraus. Der elektrische Teil der Anlage, wie Transformatoren,
Frequenzwandler, Schalter u. dgl., kann brand- und explosionssicher abgedichtet
in dem mittleren, zylindrischen Raum 47 des Karussells untergebracht werden.
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Die Frequenz des verwendeten Wechselstroms kann von derjenigen des
normalen Wechselstromnetzes bis zur Hochfrequenz (Teslaströme) reichen. Im allgemeinen
wird man in den Fällen, in denen man die Feldspulen bzw. Polschuhe den Umrissen
des zu trocknenden Körpers sehr eng anpassen kann, insbesondere auch bei dickwandigen
Körpern, niedrigere Frequenzen wählen, um mit möglichst einfachen Mitteln und ohne
große Streuverluste möglichst große Energiemengen auf den zu trocknenden Körper
zu übertragen. Da, wo die Gestalt der zu trocknenden Körper keine so weitgehende
Annäherung
der Erreger an alle Einzelflächen ermöglicht, z. B. bei der Verwendung einer einheitlichen
Einrichtung für Körper von unterschiedlicher Gestalt, wird man zweckmäßig mit Hochfrequenzströmen
arbeitende, strahlungsfähigere Einrichtungen verwenden, wobei eine unerwünschte
Abstrahlung nach außen gegebenenfalls durch die Spulen bzw., Magnete umgebende Reflektorflächen
aus Stanniol bzw. aus diamagnetischen Stoffen oder auf jede sonst bekannte Weise
unterbunden werden kann.