DE9312505U1

DE9312505U1 - Chamber for painting or repainting flat objects

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Publication number: DE9312505U1
Application number: DE9312505U
Authority: DE
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1993-03-02
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2003-03-03

Description

J J Kammer zur Lackierung oder Nachlackieruna von flächigen GegenständenChamber for painting or repainting flat objects

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kammer oder einen anderen Raum zu Lackierung oder Nachlackierung oder Beschichtung von flächigen Gegenständen, wie z.B. Motorfahrzeugen und dergleichen.The invention relates to a chamber or other space for painting or repainting or coating flat objects, such as motor vehicles and the like.

Vor der Einführung von Fahrzeuglacken auf Wasserbasis in den 7 0er Jahren basierten alle Lacke für Fahrzeuge auf Lösungsmittel. Dabei wurde zunächst ein Primer, dann eine Grundbeschichtung und dann eine Oberbeschichtung aufgebracht. Das Lösungsmittel verdampfte im allgemeinen rasch zwischen den Beschichtungen, ohne daß dafür erhöhte Temperaturen nötig waren.Before the introduction of water-based automotive paints in the 1970s, all automotive paints were solvent-based. A primer was applied first, then a base coat, and then a top coat. The solvent generally evaporated quickly between coats without the need for elevated temperatures.

Lacke, wie sie üblicherweise zur Dekorierung von Motorfahrzeugen verwendet werden, basieren auf Lösungsmitteln und werden so formuliert, daß sie durch Spritzen aufgebracht werden. Ein Spritzlack muß am Punkt der Zerstäubung eine niedrige Viskosität aufweisen, so daß er leicht zerstäubt werden kann, während er auf den Ziel eine hohe Viskosität, beispielsweise der Fahrzeugkarosserie, besitzen muß, um Läufer zu vermeiden. Bei Lacken auf Lösungsmittelbasis wird diese Viskositätsveränderung durch Verdampfung von Lösungsmitteln erreicht, während der Lackspray zwischen der Spritzpistole und dem Ziel fliegt.Paints commonly used to decorate motor vehicles are solvent based and are formulated to be applied by spraying. A spray paint must have a low viscosity at the point of atomization so that it can be easily atomized, while it must have a high viscosity at the target, such as the vehicle body, to avoid runs. In solvent based paints, this viscosity change is achieved by evaporation of solvents as the paint spray flies between the spray gun and the target.

Nach der ersten Einführung von Lacken auf Wasserbasis in der Kraftfahrzeugindustrie in den frühen 70er Jahren,After the first introduction of water-based paints in the automotive industry in the early 1970s,

wurden sie so formuliert, daß sie beim Spritzen in der gleichen Weise wie ihre Gegenstücke auf Lösungsmittelbasis funktionierten, d.h., daß eine Viskositätsänderung während des Flugs durch Lösungsmittelverdampfung (in diesem Falle Wasserverdampfung) zwischen der Spritzpistole und dem Ziel auftrat. Jedoch besitzt Wasser im Vergleich zu organischen Flüssigkeiten, die früher als Trägermedien in Lacken auf Lösungsmittelbasis verwendet wurden, gewisse eigentümliche Eigenschaften. Zunächst ist hervorzuheben, daß Wasser anders als organische Lösungsmittel in der Atmosphäre vorliegt und Änderungen in dessen Partialdruck (d.h. der umgebenden relativen Feuchte) von Tag zu Tag zu Folge haben, daß sich auch die Verdampfungsgeschwindigkeit des Wassers ändert. Außerdem ist seine latente Verdampfungswärme hoch, weshalb im Vergleich zu einem organischen Lösungsmittel mehr Energie je Masseneinheit zu verdampfendes Wasser erforderlich ist. Infolgedessen mußten die zuerst eingeführten Lacke auf Wasserbasis unter Zuhilfenahme von sorgfältig geregelten Klimaanlagen gespritzt werden. Sie waren niemals wirklich technisch zufriedenstellend, was dazu führte, daß sie wieder aufgegeben wurden. Das erste wirklich wirksame Lackierungssystem auf Wasserbasis für Motorfahrzeuge ist in der EP-B-38127 beschrieben und besteht aus einem Grundbeschichtungs/Klarbeschichtungs-System auf Wasserbasis.they were formulated to function in the same way as their solvent-based counterparts when sprayed, i.e., a viscosity change occurred during flight due to solvent evaporation (in this case, water evaporation) between the spray gun and the target. However, water has certain peculiar properties compared to organic liquids previously used as carrier media in solvent-based paints. Firstly, it is important to point out that unlike organic solvents, water exists in the atmosphere and changes in its partial pressure (i.e., the ambient relative humidity) from day to day mean that the rate at which water evaporates also changes. In addition, its latent heat of vaporization is high, requiring more energy per unit mass of water to evaporate than an organic solvent. As a result, the water-based paints first introduced had to be sprayed using carefully controlled air conditioning systems. They were never really technically satisfactory, which led to their abandonment. The first really effective water-based paint system for motor vehicles is described in EP-B-38127 and consists of a water-based basecoat/clearcoat system.

Grundbeschichtungs/Klarbeschichtungs-Systeme wurden in den frühen 70er Jahren wieder in die Fahrzeugindustrie eingeführt, um das Aussehen der Oberbeschichtung oder der äußersten Beschichtung auf dem fertigen Fahrzeug zu verbessern, insbesondere bei Metalleffektlacken. Die Oberbeschichtung ist für den Glanz und die Farbe des Fahrzeugs wie auch für den Schutz des Fahrzeugs gegen Wetter, Kratzer, Steinschläge und ähnliche Schäden seiner Oberfläche verantwortlich. Bei einem herkömmlichen Einbelagsystem muß die Oberbe-Basecoat/clearcoat systems were reintroduced to the automotive industry in the early 1970s to improve the appearance of the topcoat or outermost coating on the finished vehicle, particularly with metallic effect paints. The topcoat is responsible for the shine and color of the vehicle as well as protecting the vehicle against weather, scratches, stone chips and similar damage to its surface. With a conventional one coat system, the topcoat

Schichtung alle diese Merkmale erfüllen. Ein Grundbeschichtungs/Klarbeschichtungs-System besteht aus zwei verschiedenen Lacken. Die Grundbeschichtung, die zunächst aufgebracht wird, ist hoch pigmentiert und ergibt nur die Farbe und das Aussehen (insbesondere den Metalleffekt), während der Glanz und die Stabilität gegenüber Witterung, Abrieb und Steinschlag von der Klarbeschichtung kommt.Layering can meet all of these requirements. A basecoat/clearcoat system consists of two different paints. The basecoat, which is applied first, is highly pigmented and provides only the color and appearance (especially the metallic effect), while the shine and stability against weathering, abrasion and stone chips comes from the clearcoat.

Die erwähnte EP-B-3 8127 beschreibt eine Grundbeschichtung auf Wasserbasis und überwindet das Problem der beim Spritzen erforderlichen Viskositätsänderung in einer revolutionären Weise. Die Lacke werden so formuliert, daß sie thixotrop oder pseudoplastisch sind, weshalb verhältnismäßig wenig oder garkeine Wasserverdampfung beim Flug erforderlich ist, um das hochqualitative Spritzverhalten, das bei der Autolackierung erforderlich ist, zu sichern.The aforementioned EP-B-3 8127 describes a water-based primer and overcomes the problem of viscosity change required during spraying in a revolutionary way. The paints are formulated to be thixotropic or pseudoplastic, so relatively little or no water evaporation during flight is required to ensure the high quality spraying required in automotive painting.

Die Folge davon ist, daß der Lackfilm manchmal verhältnismäßig hohe Wassergehalte aufweist. Wenn die Lackierungsstufe während der Fahrzeugherstellung durchgeführt wird, dann macht dies wenig oder gar keine Schwierigkeiten. Das Grundbeschichtungharzsystem ist ausreichend robust, so daß es einen Naßauftrag der Klarbeschichtung zuläßt, d.h., daß die Klarbeschichtung auf die Grundbeschichtung aufgebracht werden kann, wenn letztere nur eine kurze Zeit zum Trocknen hatte. Der gesamte Beschichtungsfilm wird anschließend bei einer hohen Temperatur eingebrannt, wodurch jegliches Wasser abgetrieben und der Film ausgehärtet wird.The consequence of this is that the paint film sometimes has relatively high water contents. If the painting stage is carried out during vehicle manufacture, this presents little or no difficulty. The base coat resin system is sufficiently robust to permit wet application of the clear coat, i.e. the clear coat can be applied to the base coat when the latter has had only a short time to dry. The entire coating film is then baked at a high temperature, which drives off any water and hardens the film.

Bei der Nachlackierung von Motorfahrzeugen ist die Lage etwas anders. Ein nachgespritztes Fahrzeug kann nicht den hohen Einbrenntemperaturen ausgesetzt werden, die auf einer Fahrzeugproduktionsstraße verwendet werden. Es würden nämlich bei temperaturempfindlichen und schmelzbaren BauteilenThe situation is somewhat different when repainting motor vehicles. A repainted vehicle cannot be exposed to the high baking temperatures used on a vehicle production line. This would be the case with temperature-sensitive and meltable components.

Schäden auftreten. Es ist deshalb erwünscht, daß man viel mehr Wasser aus der Grundbeschichtung entfernen kann.Damage can occur. It is therefore desirable to be able to remove much more water from the base coat.

Es wurden viele Techniken zum Trocknen und Einbrennen von Lacken auf Lösungsmittelbasis auf Motorfahrzeugen entwickelt. Bei oberflächlicher Betrachtungsweise könnte man meinen, daß diese Techniken direkt auf das Trocknen von Lacken auf Wasserbasis angewendet werden können, wenn eine routinemäßige Abwandlung vorgenommen wird. Jedoch ist der Unterschied im Verhalten zwischen Lacken auf Wasserbasis und Lacken auf Lösungsmittelbasis derart, daß bereits bei kleineren Abwandlungen das Verhalten eines Systems auf Wasserbasis oftmals unklar ist. Bei Lacken auf Lösungsmittelbasis wurde das Problem der Entfernung von Lösungsmitteln aus lackierten Fahrzeugen in erster Linie dadurch bewältigt, daß ein im wesentlichen gleichmäßiger Luftfluß durch die das Fahrzeug enthaltende Kammer erzeugt wurde. Beispielsweise wird gemäß der US-PS 1 606 442 (1926) eine Beschichtung auf Lösungsmittelbasis in einer mit Warmluft gespeisten und speziell befeuchteten Kammer getrocknet. Die Beschichtung wird dann durch Abkühlung in einem gleichmäßigen Luftstrom gehärtet.Many techniques have been developed for drying and baking solvent-based paints on motor vehicles. At first glance, it might seem that these techniques could be directly applied to drying water-based paints if a routine modification were made. However, the difference in behavior between water-based and solvent-based paints is such that even minor modifications often make the behavior of a water-based system unclear. With solvent-based paints, the problem of removing solvents from painted vehicles has been primarily overcome by creating a substantially uniform flow of air through the chamber containing the vehicle. For example, in U.S. Patent 1,606,442 (1926), a solvent-based coating is dried in a chamber fed with warm air and specially humidified. The coating is then cured by cooling in a uniform flow of air.

Das Aufblasen von Luft auf Beschichtungen auf Wasserbasis ergibt die Neigung zur Bildung einer Haut auf der äußeren Oberfläche, die dann stark den_ weiteren Wasserverlust aus dem Film beschränkt. Dies hat auf das Aussehen des Films abträgliche Konsequenzen, da die Schrumpfung des Films ungleichmäßig sein kann und dabei die Flockenstellung in Filmen, die Metall- oder Glimmerflocken enthalten, sich verschlechtern kann.Blowing air onto water-based coatings tends to form a skin on the outer surface which then severely limits further water loss from the film. This has detrimental consequences on the appearance of the film as film shrinkage may be uneven and flake positioning may deteriorate in films containing metal or mica flakes.

Ein weiterer Nachteil von Luftblassystemen war das Aufwirbeln von Staub aus benachbarten Oberflächen, der die Beschichtung verschmutzt.Another disadvantage of air blowing systems was the stirring up of dust from adjacent surfaces, which contaminates the coating.

Es ist natürlich bekannt, z.B. aus der FR-A-2 029 314, eine Autokarosserie auf eine hohe Temperatur, wie z.B. 200'C, in einem mit Heißluft gespeisten Ofen zu erhitzen, um eine Grundbeschichtung auszuhärten, und in der Tat wurde auch Infrarot-Strahlungsheizung zur beschleunigten Aushärtung einer Beschichtung vor dem Auftrag einer Oberbeschichtung vorgeschlagen. Das Erhitzen auf diese Weise ist für ein Nachspritzverfahren für Motorfahrzeuge nicht nur teuer, sondern natürlich auch unpraktisch, wenn man an das Trocknen eines zusammengebauten Fahrzeugs denkt.It is of course known, e.g. from FR-A-2 029 314, to heat a car body to a high temperature, such as 200'C, in an oven fed with hot air in order to cure a base coat, and indeed infrared radiant heating has also been proposed for accelerated curing of a coating prior to the application of a top coat. Heating in this way is not only expensive for a motor vehicle respray process, but of course also impractical when one thinks of drying an assembled vehicle.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Beschleunigung der Trocknung einer solchen Beschichtung oder einer anderen Beschichtung auf einer Unterlage anzugeben, die hinsichtlich der Energieausnutzung effizient ist und die Abtrocknungszeit auf annehmbare Werte verringert, ohne daß das Risiko einer Verschmutzung durch Staub gegeben ist, wie es beim Aufbringen von nichtwäßrigen Beschichtungen auf Lösungsmittelbasis auftritt.The purpose of the present invention is to provide a device for accelerating the drying of such a coating or any other coating on a substrate, which is efficient in terms of energy utilization and reduces the drying time to acceptable levels, without the risk of contamination by dust, as occurs when applying non-aqueous solvent-based coatings.

Die Erfindung betrifft also eine Kammer oder einen anderen Raum zur Lackierung oder Nachlackierung von flächigen Gegenständen, wie z.B. Motorfahrzeugen, mit einem Lufteinlaß und einem Luftauslaß für die Bewegung von Haupttrocknungsluft über einen lackierten Gegenstand, der in der Kammer steht, gekennzeichnet durch mindestens einen Austritt für Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit wesentlich über derjenigen der Haupttrocknungsluft, wobei der Austritt beim Gebrauch in einer vorbestimmten Lage und Orientierung bezüglich einer Fläche des zu trocknenden la-The invention therefore relates to a chamber or other space for painting or repainting flat objects, such as motor vehicles, with an air inlet and an air outlet for the movement of main drying air over a painted object which is located in the chamber, characterized by at least one outlet for air with a flow rate significantly higher than that of the main drying air, the outlet being in use in a predetermined position and orientation with respect to a surface of the object to be dried.

ckierten Gegenstands gehalten wird, derart, daß ein Strahl aus Trocknungsluft gegen einen Randbereich der Fläche gerichtet wird, wobei der Luftaustritt so geformt ist und die Strömungsgeschwindigkeit derart ist, daß der Strahl wesentlich schmaler ist, wenn er den Randbereich der Fläche erreicht, als die Breite der Flächenkante, und der Luftaustritt so angeordnet ist, daß der Strahl zur Ebene der Fläche geneigt ist und die Luft aus dem Strahl in einem sich ausbreitenden, überwiegend laminaren Fluß über diesen Randbereich und ausgehend von diesem Randbereich zu allen anderen Rändern der Fläche fließt, wodurch ein solcher laminarer Fluß über im wesentlichen der gesamten Oberfläche erzeugt wird und mit Dampf beladene Luft, die sich in Nachbarschaft zur Fläche befindet, durch frische Luft ersetzt wird, um die Verdampfung zu beschleunigen.coated article such that a jet of drying air is directed against an edge region of the surface, the air outlet being shaped and the flow velocity being such that the jet is substantially narrower when it reaches the edge region of the surface than the width of the edge of the surface, and the air outlet being arranged so that the jet is inclined to the plane of the surface and the air from the jet flows in a spreading, predominantly laminar flow over this edge region and from this edge region to all other edges of the surface, whereby such a laminar flow is created over substantially the entire surface and vapor-laden air adjacent to the surface is replaced by fresh air to accelerate evaporation.

Die bevorzugte Form eines Luftaustritts ist diejenige eines "Luftbläsers", d.h. eine solche, die so ausgeführt ist, daß sie einen Teil des Hauptluftflusses, der aus einem Einlaß in den Raum eintritt, aufnimmt, so daß die volumetrische Fließgeschwindigkeit erhöht wird. Hierdurch vereinigt der Luftbläser die Druckluft mit dem Hauptluftfluß, so daß ein gerichteter Abstrom mit einer größeren Fließgeschwindigkeit erzeugt wird.The preferred form of air outlet is that of an "air blower", i.e. one designed to take up part of the main air flow entering the room from an inlet so that the volumetric flow rate is increased. In this way, the air blower combines the compressed air with the main air flow so that a directed outflow with a higher flow rate is created.

Zweckmäßig wird der Luftaustritt in einem korrekten vorbestimmten Abstand und mit einer korrekten vorbestimmten Neigung durch Zuhilfenahme eines einstellbaren Haltegestells positioniert.Conveniently, the air outlet is positioned at a correct predetermined distance and with a correct predetermined inclination by means of an adjustable support frame.

Die Verwendung eines lokalen Luftaustritts erlaubt es, die Lage und die Richtung des Luftstrahls so zu regeln, daß der Trocknungseffekt durch die Luft optimiert wird, wobei ein Aufwirbeln von Staub, der auf benachbarten OberflächenThe use of a local air outlet allows the position and direction of the air jet to be regulated in such a way that the drying effect of the air is optimized, while avoiding the stirring up of dust that may be on adjacent surfaces.

vorhanden sein kann, vermieden wird. Zwar kann die Fließgeschwindigkeit des Luftstrahls 1 bis 2 ms"·'- betragen, wenn er die Unterlagenoberfläche erreicht und über diese fließt, aber es besteht keine Notwendigkeit, die übliche Fließgeschwindigkeit der Trocknungsluft zu erhöhen, die sich in größerer Menge irgendwo bewegt, beispielsweise von der Decke zum Boden in einer Kammer. Dies vermeidet ebenfalls das Aufwirbeln von Staub.may be present. Although the flow rate of the air jet may be 1 to 2 ms"·'- when it reaches and flows over the substrate surface, there is no need to increase the usual flow rate of drying air moving in larger quantities anywhere, for example from the ceiling to the floor in a chamber. This also avoids the stirring up of dust.

Es wurde gefunden, daß dieses Verfahren hinsichtlich der Energie besonders effizient ist, und daß es sich überraschenderweise beim Trocknen von Unterlagen eignet, wie z.B. Fahrzeugtüren und Motorhauben.This process has been found to be particularly energy efficient and, surprisingly, suitable for drying substrates such as vehicle doors and bonnets.

Die Erfindung ist auch bei einer beschleunigten Verdampfung aus dicken Filmen brauchbar, wie z.B. dicken Primerbeschichtungen auf Wasserbasis, die bereits erwähnt wurde, vorausgesetzt, daß der Einschluß von Wasser oder einem anderen Lösungsmittel überwunden werden kann.The invention is also useful in accelerated evaporation from thick films, such as thick water-based primer coatings previously mentioned, provided that the entrapment of water or other solvent can be overcome.

Die beschleunigte Verdampfung kann weiter in Situationen verbessert werden, bei denen eine Minimierung des Energieverbrauchs nicht so kritisch ist, indem man thermische Energie anwendet, entweder durch Vorerhitzen der Luft, die den Luftstrahl bildet, oder durch Verwendung von Strahlungsheizungsquellen, wie &zgr;.B.. IR-Paneelen, die gegen die Oberfläche der zu trocknenden Unterlage gerichtet sind.Accelerated evaporation can be further enhanced in situations where minimizing energy consumption is not so critical by applying thermal energy, either by preheating the air forming the air jet or by using radiant heating sources, such as IR panels, directed against the surface of the substrate to be dried.

Zum besseren Verständnis werden nunmehr zwei Ausführungsformen beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:For a better understanding, two embodiments will now be described by way of example with reference to the attached drawings. The drawings show:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Inneren einer Nachlackierungskammer gemäß der Erfindung mitFig. 1 is a perspective view of the interior of a repainting chamber according to the invention with

einem Fahrzeug, dessen Karosserie getrocknet werden soll;a vehicle whose bodywork is to be dried;

Fig. 2 einen schematischen Vertikalschnitt durch das Auto in der Kammer von Fig. 1;Fig. 2 is a schematic vertical section through the car in the chamber of Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils eines Autos in einer Nachlackierungskammer, wobei ein Teil des Apparats zum Trocknen von Beschichtung zu sehen ist, der eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt;Fig. 3 is a side view of a portion of a car in a repainting chamber showing a portion of the apparatus for drying coating which is a second embodiment of the invention;

Fig. 4 eine Teilansicht der Anordnung von Fig. 1;Fig. 4 is a partial view of the arrangement of Fig. 1;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Haltegestells für zwei Luftaustritte gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung; undFig. 5 is a perspective view of a support frame for two air outlets according to the second embodiment of the invention; and

Fig. 6 eine teilweise perspektivische Ansicht eines anderen Haltegestells zusammen mit einer Halteschiene für die Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.Fig. 6 is a partial perspective view of another support frame together with a support rail for use in the method according to the invention.

Gemäß diesen Beispielen wird eine dünne Beschichtung auf Wasserbasis, die sich auf einer Fahrzeugkarosserie befindet, unter Verwendung eines sich verhältnismäßig rasch bewegenden Luftstroms in Nachbarschaft der beschichteten Oberfläche getrocknet. Hierdurch wird die Luft in der Nachbarschaft der Oberfläche, die einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, aufgewirbelt und kontinuierlich durch Trocknungsluft ersetzt. Die Lufttemperatur kann höher sein als diejenige der Umgebungsluft, oder das System kann gemeinsam mit Infrarotheizung verwendet werden, um die latente Verdampfungswärme zu ersetzen.According to these examples, a thin water-based coating applied to a vehicle body is dried using a relatively rapidly moving air stream adjacent to the coated surface. This causes the air adjacent to the surface, which has a high moisture content, to be agitated and continuously replaced with drying air. The air temperature may be higher than that of the ambient air, or the system may be used in conjunction with infrared heating to replace the latent heat of vaporization.

Ein bevorzugtes Beispiel einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Dargestellt ist eine Nachlackierungskainmer 1 mit herkömmlichem Aufbau. Sie besitzt einen Einlaß 3 für filtrierte Luft inA preferred example of a drying device according to the invention is shown in Figs. 1 and 2. A repainting chamber 1 with a conventional structure is shown. It has an inlet 3 for filtered air in

der Decke und einen Rost 4 im mittleren Bereich des Bodens zum Abziehen befeuchteter Luft. Ein Auto 2, von dem Karosserieteile in der Kammer 1 mit Lack bespritzt worden sind, steht auf dem Rost 4. Es besteht ein im wesentlichen nach unten gerichteter Hauptluftfluß, wie er durch Pfeile in Fig. 2 gezeigt ist, der typischerweise eine Geschwindigkeit von 0,5 ms"-'- aufweist. Eine Druckluftleitung 9 herkömmlicher Bauart besitzt einen Austritt für eine (nicht gezeigte) Spritzpistole.the ceiling and a grate 4 in the middle area of the floor for extracting humidified air. A car 2, body parts of which have been sprayed with paint in the chamber 1, stands on the grate 4. There is a main air flow directed essentially downwards, as shown by arrows in Fig. 2, which typically has a speed of 0.5 ms"-'-. A compressed air line 9 of conventional design has an outlet for a spray gun (not shown).

Zwölf Luftaustritte in Form zylindrischer Luftbläser 7 (im Handel erhältlich) sind in Dreiergruppen in vier Zonen beweglich kurz unterhalb des HauptLuftauslaßs 3 und innerhalb dessen Umfang angeordnet, und zwar mindestens 0,5 m von den äußeren Rändern der Filter entfernt. Jeder Luftbläser 7 weist eine bekannte Bauart auf. Er besitzt einen ringförmigen Schlitzaustritt um die Achse des Zylinders, dem Druckluft zugeführt wird. Der Schlitzaustritt ist so geformt, daß die Luft entlang der Innenwandung eines Hohlkörpers von zylindrischer Form aufgenommen wird, derart, daß die Luft axial in einem Ring bewegt wird. Dieser Fluß nimmt sich langsamer bewegende Hauptluft mit niedrigerem Druck in einer Zylinderform aus einem Eintrittsbereich auf, so daß entlang der Achse ein zylindrischer Fluß entsteht. Der Fluß besitzt eine wesentlich höhere Geschwindigkeit als die 0,5 ms"¹ des Hauptluftflusses, derart, daß er beim Erreichen der Karosserie des Autos 2 nach einer leichten Divergenz und Verlangsamung eine Geschwindigkeit zwischen und 2 ms"-¹- aufweist, gemessen parallel zur Karosserieoberfläche in einem Abstand von 0,5 bis 1 cm derselben.Twelve air outlets in the form of cylindrical air blowers 7 (commercially available) are movably arranged in groups of three in four zones just below the main air outlet 3 and within its circumference, at least 0.5 m from the outer edges of the filters. Each air blower 7 is of known construction. It has an annular slot outlet around the axis of the cylinder to which compressed air is supplied. The slot outlet is shaped to receive the air along the inner wall of a hollow body of cylindrical shape so that the air is moved axially in a ring. This flow receives slower moving, lower pressure main air in a cylindrical shape from an inlet region so that a cylindrical flow is created along the axis. The flow has a speed considerably higher than the 0.5 ms" ^-1 of the main air flow, such that when it reaches the body of the car 2, after a slight divergence and deceleration, it has a speed of between and 2 ms" ^-1 - measured parallel to the body surface at a distance of 0.5 to 1 cm from it.

Die Luftbläser 7 sind an zwei Zufuhrleitungen 5 befestigt, die parallel verlaufen und sich in Längsrichtung des Autos 2 und des Rosts 4 erstrecken. Jede Zufuhrleitung 5 ist mitThe air blowers 7 are attached to two supply lines 5, which run parallel and extend in the longitudinal direction of the car 2 and the grate 4. Each supply line 5 is provided with

Hilfe von drei im Abstand angeordneten Trägerwinkeln 6, die am Eintritt 3 befestigt sind, so gehalten, daß sie um ihre Achse gedreht werden kann. An jeder Zufuhrleitung 5 sind jeweils parallel zueinander sechs Luftbläser in Dreiergruppen innerhalb zweier Zonen auf entsprechenden Hälften der Leitung angeordnet. (Die an den Enden angeordneten Luftbläser können aber auch nach Innen gerichtet sein, um das Trocknen der Karosserieenden zu verbessern. Handhaben 8, die jeweils an den Leitungen 5 befestigt sind, ermöglichen es, die Winkelstellung der Luftbläser 7 zu verändern. Luftleitungen 92, 93, 94, 95 führen Luft von einem Luftflußregelungskasten 91 über die Zufuhrleitungen 5 zu einer jeden Dreiergruppe von Luftbläsern 7.By means of three spaced-apart brackets 6 attached to the inlet 3, it is held so that it can be rotated about its axis. On each supply line 5, six air blowers are arranged parallel to each other in groups of three within two zones on corresponding halves of the line. (The air blowers arranged at the ends can also be directed inwards to improve drying of the body ends. Handles 8, each attached to the lines 5, enable the angular position of the air blowers 7 to be changed. Air lines 92, 93, 94, 95 lead air from an air flow control box 91 via the supply lines 5 to each group of three air blowers 7.

Der Luftflußregelungskasten 91 enthält für jede Zone einen Druckmesser und ein Ventil. Üblicherweise wird zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine Zone verwendet. Der Druck ist dabei auf 2 bar beschränkt, so daß ein Luftfluß von 425 l/min erhalten wird. Vorzugsweise ist stromaufwärts der Ventile eine Durchflußdrossel vorgesehen, so daß auch dann, wenn alle vier Zonen arbeiten, die Fließgeschwindigkeit 850 l/min nicht überschreitet. Diese Erfordernisse stimmen vollständig mit der üblichen Luftbeschickung von Lackierungskammern überein, beispielsweise für zwei Spritzpistolen und luftbeschickte Abdeckungen. Der Luftfluß aus jedem Luftbläser verläuft im wesentlichen unabhängig vom Luftfluß aus benachbarten Luftbläsern nach unten und erreicht dann das Karosserieteil, wogegen er gerichtet ist. Wenn er das Karosserieteil erreicht, dann ist sein Durchmesser nach wie vor beträchtlich kleiner als die Länge des Teils. Beispielsweise beträgt er 10 bis 20 % der Länge desselben. Bei einem typischen Karosserieteil, das beispielsweise 2 m unterhalb der Luftbläser angeordnet ist, hat der Luftstrom sich typischerweise auf eine Breite von ungefährThe air flow control box 91 contains a pressure gauge and a valve for each zone. Usually only one zone is used at a given time. The pressure is limited to 2 bar so that an air flow of 425 l/min is obtained. Preferably a flow restrictor is provided upstream of the valves so that even when all four zones are operating the flow rate does not exceed 850 l/min. These requirements are fully consistent with the usual air supply to painting chambers, for example for two spray guns and air-fed covers. The air flow from each air blower is essentially independent of the air flow from adjacent air blowers and then reaches the body part against which it is directed. When it reaches the body part, its diameter is still considerably smaller than the length of the part. For example, it is 10 to 20% of the length of the part. For a typical body panel, for example, located 2 m below the air blowers, the air flow has typically expanded to a width of approximately

10 bis 20 cm ausgebreitet, wenn er auf das Karosserieteil auftrifft. Beim Auftreffen auf das Karosserieteil wird er durch dieses umgelenkt, wobei er dann an der Karosserieteiloberfläche "haftet" und einen im allgemeinen laminaren Fluß parallel zum Karosserieteil annimmt, indem der sich auf der Oberfläche ausbreitet, so daß er die gesamte Oberfläche des Karosserieteils erreicht. Das Phänomen der "Haftung" ist vermutlich teilweise das Ergebnis des Coriander-Effekts. Die laminare Strömung, die ihren Ursprung in den Luftbläsern hat, ergibt außerdem die Tendenz, weitere Luft vom Hauptluftfluß zur Karosserie zu führen. Beispiele für diesen Luftfluß sind schematisch in Fig. 2 gezeigt.10 to 20 cm when it strikes the body panel. On striking the body panel it is deflected by the panel, where it then "sticks" to the panel surface and assumes a generally laminar flow parallel to the panel, spreading out on the surface so that it reaches the entire surface of the panel. The "sticking" phenomenon is believed to be partly the result of the Coriander effect. The laminar flow originating in the air blowers also tends to carry further air from the main air flow to the body. Examples of this air flow are shown schematically in Fig. 2.

Dadurch, daß Luft unter dem Auto 2 abgezogen wird, wird Trocknungsluft auch um die Karosserieteile geführt, die mehr oder weniger senkrecht verlaufen, so daß diese Karosserieteile ebenfalls durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Prinzipien getrocknet werden.By extracting air from under the car 2, drying air is also directed around the body parts which are more or less vertical, so that these body parts are also dried by the application of the principles of the invention.

Die Luftbläser müssen sorgfältig angeordnet und winkelmäßig eingestellt werden, um die beschriebenen Vorteile vollständig zu erhalten. Dies ist weiter unten näher erläutert.The air blowers must be carefully positioned and angled to fully obtain the benefits described. This is explained in more detail below.

Zwar wurde die Kammer als Lackierungskammer beschrieben, aber es ist klar, daß die Kammer bei Bedarf auch nur zum Trocknen verwendet werden kann.Although the chamber has been described as a painting chamber, it is clear that the chamber can also be used just for drying if required.

Es wurde festgestellt, daß der Energieverbrauch für die Luftbläser für eine Zone 1,8 bis 3,6 kW, für zwei Zonen 3,0 bis 4,8 kW und für alle vier Zonen weniger als 6 kW beträgt.It was found that the energy consumption for the air blowers is 1.8 to 3.6 kW for one zone, 3.0 to 4.8 kW for two zones and less than 6 kW for all four zones.

Die Luftbläser müssen nicht zylindrisch sein. Im nachstehenden Beispiel sind sie flach mit einem länglichen Aus-The air blowers do not have to be cylindrical. In the example below they are flat with an elongated

tritt. Jedoch ist das Prinzip der Verursachung eines laminaren und divergierenden Flusses über die Flächen das gleiche. Außerdem sind diese Luftbläsertypen ebenfalls im Handel erhältlich.However, the principle of causing laminar and diverging flow across the surfaces is the same. In addition, these types of air blowers are also commercially available.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, steht ein Motorfahrzeug, dessen Karosserie mit einer Beschichtung auf Wasserbasis gespritzt worden ist, auf den Boden einer Kammer. Die Kammer wird in üblicher Weise ventiliert, wobei die befeuchtete Luft vom Bodenbereich abgezogen wird.As shown in Figures 3 and 4, a motor vehicle whose body has been sprayed with a water-based coating is placed on the floor of a chamber. The chamber is ventilated in the usual way, with the humidified air being extracted from the floor area.

Druckluft wird in einem flachen dünnen Strahl 11 aus mehreren an geeigneten Stellen angeordneten Luftaustritten 10 oder aus nur einem beweglichen Luftaustritt zugeführt. Der Luftaustritt 10 oder die Luftaustritte 10 sind einstellbar auf einem Gestell befestigt. Beispiel für solche Gestelle sind in den Fig. 5 und 6 gezeigt und weiter unten näher beschrieben. Compressed air is supplied in a flat, thin jet 11 from several air outlets 10 arranged at suitable locations or from just one movable air outlet. The air outlet 10 or the air outlets 10 are adjustably mounted on a frame. Examples of such frames are shown in Figs. 5 and 6 and described in more detail below.

Der Luftaustritt 10, der auch als "Bandluftbläser" bekannt ist, erzeugt ein breites flaches Luftband 11, das nur geringfügig divergiert und als Strahl gegen einen Rand eines Karosserieteils gerichtet wird. Im gezeigten Beispiel ist ein Luftaustritt in der Nachbarschaft der vorderen Scharniere der Türe 20 angeordnet, so daß die Luft auf dem etwa rechteckigen Hauptteil der Türe aufgewirbelt wird. Ein anderer gezeigter Luftaustritt ist so angeordnet, daß er die Luft über einer Hälfte der Motorhaube 21 aufwirbelt. Er ist eine kurze Strecke über und vorderhalb der Lampen angeordnet. In beiden Beispielen ist der Neigungswinkel der Hauptachse des Luftstrahls 11 relativ zur Ebene des Karosserieteils etwa 45". Er liegt jedenfalls innerhalb des Bereichs von 20 bis 80°. Es wurde gefunden, daß bei längeren Karosserieteilen der Austritt 10 mit einem flachen Winkel,The air outlet 10, also known as a "band air blower", produces a wide, flat band of air 11 which diverges only slightly and is directed as a jet against an edge of a body panel. In the example shown, one air outlet is located adjacent to the front hinges of the door 20 so that the air is swirled on the roughly rectangular main part of the door. Another air outlet shown is located so that it swirls the air over one half of the hood 21. It is located a short distance above and in front of the lamps. In both examples, the angle of inclination of the main axis of the air jet 11 relative to the plane of the body panel is about 45". It is in any case within the range of 20 to 80°. It has been found that for longer body panels the outlet 10 can be arranged at a flat angle,

beispielsweise 20 bis 30', zur Ebene des Karosserieteils geneigt und so angeordnet sein sollte, daß er die Luft entlang der kürzeren Abmessung, d.h. die Breite des Karosserieteils richtet, so daß die Luft eine ausreichende Geschwindigkeit parallel zur Karosserieteiloberfläche bis zum entfernten Ende der Oberfläche aufweist.for example 20 to 30', to the plane of the body panel and should be arranged to direct the air along the shorter dimension, i.e. the width of the body panel, so that the air has sufficient velocity parallel to the body panel surface to the far end of the surface.

Der Abstand des Luftaustritts 10 vom nächsten Teil der Karosserieteiloberfläche sollte ungefähr 50 bis 60 cm betragen. Wenn er kleiner ist, dann wird der glatte Fluß gestört, mit dem Ergebnis, daß der Strahl nicht die entfernten Ränder des Karosserieteils mit einem glatten laminaren Fluß erreicht. Bei einer größeren Entfernung vom Karosserieteil wird der Strahl (in diesem besonderen Beispiel) dimensioneil und volumetrisch so sehr aufgebläht, daß das gewünschte Ergebnis ebenfalls nicht erreicht wird.The distance of the air outlet 10 from the nearest part of the body panel surface should be approximately 50 to 60 cm. If it is smaller, then the smooth flow is disturbed, with the result that the jet does not reach the far edges of the body panel with a smooth laminar flow. At a greater distance from the body panel, the jet (in this particular example) is dimensionally and volumetrically inflated so much that the desired result is also not achieved.

Es wurde festgestellt, da bei einer sorgfältigen Anordnung des Luftaustritts in Bezug auf die Fläche es möglich ist, daß der Luftstrahl an der Oberfläche haftet und sich über die Oberfläche mit einem laminaren Fluß ausbreitet. Überraschenderweise ist der Luftfluß auch dann noch ziemlich gleichförmig, wenn er die entfernten Ränder der Fläche erreicht. Zwar treten keine Nachteile hinsichtlich der Qualität der Beschichtung auf, wenn einige Teile der Fläche rascher trocknen als andere, jedoch wird die Energieausnutzung des Systems durch die vorliegende Anordnung optimiert, die einen stetigen und überraschenderweise gleichförmigen Fluß über die Oberfläche gibt.It has been found that with careful placement of the air outlet in relation to the surface, it is possible for the air jet to adhere to the surface and spread over the surface with a laminar flow. Surprisingly, the air flow is still fairly uniform even when it reaches the far edges of the surface. While there is no detriment to the quality of the coating if some parts of the surface dry more quickly than others, the energy efficiency of the system is optimized by the present arrangement, which gives a steady and surprisingly uniform flow over the surface.

Das Ausmaß, mit welchem der Trocknungsvorgang auf diese Weise beschleunigt werden kann, hängt in gewissen Ausmaß von der Feuchtigkeit der Atmosphäre ab. Eine typische Zeitdauer für eine unterstützte Trocknung, d.h. eine typischeThe extent to which the drying process can be accelerated in this way depends to a certain extent on the humidity of the atmosphere. A typical time period for assisted drying, i.e. a typical

Abtrocknungszeit für eine Beschichtung, beträgt 10 bis 30 min. Mit den Luftstrahlen kann diese auf ungefähr 5 min verringert werden. Nötigenfalls kann sie noch weiter auf ungefähr 1 bis 2 min verringert werden, wenn Wärmeenergie verwendet wird, typischerweise 3 bis 6 kW für jeden Luftauslaß. Drying time for a coating is 10 to 30 minutes. With the air jets this can be reduced to about 5 minutes. If necessary it can be further reduced to about 1 to 2 minutes if thermal energy is used, typically 3 to 6 kW for each air outlet.

Die thermische Energie kann durch Vorerhitzung der aus einem Kompressor kommenden Luft in üblicherweise erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die thermische Energie durch Strahlung angewendet werden, beispielsweise durch die Verwendung eines oder mehrerer IR-Heinzpaneele 13 (Fig. 3).The thermal energy can usually be provided by preheating the air coming from a compressor. Alternatively or additionally, the thermal energy can be applied by radiation, for example by using one or more IR heating panels 13 (Fig. 3).

In diesem Beispiel wird die Luft unter einem Druck von 2 bar aus einem Kompressor zugeführt. Dieser Anfangsdruck wird durch einen Druckbegrenzer auf 2 bar beschränkt, und die Mindesthöhe des Luftaustritts wird auf 60 cm vom Boden der Kammer eingestellt, um die Schwierigkeiten von Staubfehlern zu verringern. Es ist klar, daß die Strahlen niemals gegen irgendeine Oberfläche gerichtet werden sollen, die Staub ansammeln kann.In this example, the air is supplied from a compressor at a pressure of 2 bar. This initial pressure is limited to 2 bar by a pressure limiter and the minimum height of the air outlet is set at 60 cm from the bottom of the chamber to reduce the difficulties of dust defects. It is clear that the jets should never be directed against any surface that can collect dust.

In diesem Beispiel ist der Luftaustritt 7,5 cm lang und bis 150 um breit, wobei der Luftverbrauch annähernd 4,25 l/min bei 2 bar beträgt. Die Geschwindigkeit der Luft beim Lauf über die Oberfläche beträgt zwischen 1 und 2 m/s, und die Bedeckung der Oberfläche ist annähernd 0,5 m^.In this example, the air outlet is 7.5 cm long and up to 150 µm wide, with air consumption being approximately 4.25 l/min at 2 bar. The speed of the air as it passes over the surface is between 1 and 2 m/s, and the surface coverage is approximately 0.5 m^.

Das Haltegestell von Fig. 5 besteht aus einem Wagen 40, auf welchem ein horizontaler Tragarm 41 angelenkt ist, der in Richtung des Pfeils 33 geschwenkt werden kann. Der Tragarm 41 ist mit zwei horizontalen Fortsätzen 12 verbunden, derart, daß ein T-förmiger Aufbau entsteht. Die Fortsätze 12 können um eine horizontale Achse geschwenkt werden, wieThe support frame of Fig. 5 consists of a carriage 40 on which a horizontal support arm 41 is hinged, which can be pivoted in the direction of the arrow 33. The support arm 41 is connected to two horizontal extensions 12 in such a way that a T-shaped structure is created. The extensions 12 can be pivoted about a horizontal axis, as

dies durch den Pfeil 34 gezeigt ist. Jeder Fortsatz 12 ist teleskopierend, wie es durch Pfeile 32 gezeigt ist, mit einem weiteren Fortsatzstück verbunden, das seinerseits einen Luftaustritt 10 trägt. Die Befestigung des Luftaustritts 10 gestattet auch eine Schwenkbewegung um eine horizontale Achse, wie dies durch Pfeile 30 gezeigt ist. Außerdem ist jeder Luftauslaß 10 um die Achse der Fortsätze schwenkbar, wie dies durch Pfeile 31 gezeigt ist.this is shown by the arrow 34. Each extension 12 is telescopically connected, as shown by arrows 32, to another extension piece, which in turn carries an air outlet 10. The attachment of the air outlet 10 also allows a pivoting movement about a horizontal axis, as shown by arrows 30. In addition, each air outlet 10 is pivotable about the axis of the extensions, as shown by arrows 31.

Eine alternative Ausführungsform für das Haltegestell ist in Fig. 6 gezeigt. Eine einzige flache Aluminiumschiene 50, welche einen Querschnitt von annähernd 2 0 cm &khgr; 5 cm aufweist und beispielsweise an einer Wand der Kammer befestigt ist, trägt einen Gleiter 60, der horizontal verschoben werden kann, wie dies durch den Pfeil 51 gezeigt ist. Ein Tragarm 61 ist mit Hilfe eines Universalgelenks am Gleiter 60 befestigt, derart, daß er um zwei senkrechte Achsen verschwenkt werden kann, wie dies durch Pfeile 62 und 63 gezeigt ist. Die übrigen Bauteile des Haltegestells sind die gleichen, wie sie oben anhand von Fig. 5 beschrieben wurden.An alternative embodiment for the support frame is shown in Fig. 6. A single flat aluminum rail 50, which has a cross section of approximately 20 cm x 5 cm and is fixed, for example, to a wall of the chamber, carries a slider 60 which can be displaced horizontally as shown by arrow 51. A support arm 61 is attached to the slider 60 by means of a universal joint in such a way that it can be pivoted about two vertical axes as shown by arrows 62 and 63. The remaining components of the support frame are the same as those described above with reference to Fig. 5.

Das Haltegestell von Fig. 5 kann von der zu trocknenden Fläche mit Hilfe des Wagens entfernt werden. Das Haltegestell von Fig. 6 kann entlang der Schiene entweder von Hand oder automatisch zu einem anderen Teil der Kammer geführt werden.The support frame of Fig. 5 can be removed from the area to be dried by means of the trolley. The support frame of Fig. 6 can be guided along the rail either manually or automatically to another part of the chamber.

Zwar wurde die Erfindung anhand der Beschleunigung der Trocknung einer Beschichtung auf Wasserbasis beschrieben, aber sie ist selbstverständlich auch auf andere Arten von Beschichtungen anwendbar. Außerdem ist die Erfindung auf Flächen mit den verschiedensten Formen anwendbar. Sie arbeitet am besten bei flachen Flächen, aber zufriedenstel-Although the invention has been described in terms of accelerating the drying of a water-based coating, it is of course applicable to other types of coatings. In addition, the invention is applicable to surfaces of various shapes. It works best on flat surfaces, but satisfactorily

lende Ergebnisse können auch mit weniger regelmäßigen Formen erreicht werden. Das wichtigste Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Luftstrahl durch die Fläche "angezogen" wird und daß der Fluß über die Fläche überwiegend laminar und nicht turbulent ist.Similar results can be achieved with less regular shapes. The most important feature of the invention is that the air jet is "attracted" by the surface and that the flow over the surface is predominantly laminar and not turbulent.

Die Kammer könnte Unterschiede in den Geschwindigkeiten des Hauptluftflusses von verschiedenen Bereichen der Decke aufweisen, beispielsweise ziemlich schnell im Randbereich, aber auch dann wäre die Fließgeschwindigkeit kleiner als diejenige der Luft aus den Luftbläsern (oder anderen Luftaustritten) .The chamber could have differences in the speeds of the main air flow from different areas of the ceiling, for example quite fast in the peripheral area, but even then the flow speed would be lower than that of the air from the air blowers (or other air outlets).

Claims

Expectations

1. Chamber or other space (1) for painting or repainting flat objects, such as motor vehicles (2), with an air inlet (3) and an air outlet (4) for the movement of main drying air over a painted object (2) which is in the chamber, characterized by at least one outlet (7) for air with a flow rate substantially above that of the main drying air, wherein the outlet is held in use in a predetermined position and orientation with respect to a surface of the painted object to be dried, such that a jet of drying air is directed against an edge region of the surface, the air outlet being shaped and the flow rate being such that the jet is substantially narrower when it reaches the edge region of the surface than the width of the surface edge, and the air outlet being arranged so that the jet is inclined to the plane of the surface and the air from the jet is in a spreading, predominantly laminar flow over this edge region and from this edge region to all other edges of the surface, thereby creating such laminar flow over substantially the entire surface and replacing vapor-laden air located near the surface with fresh air to accelerate evaporation.

2. Room according to claim 1, in which the or each outlet (7) for air with a higher flow rate consists of an air blower connected to a source (9, 91) of compressed air, a

directed outlet for the compressed air and a further inlet for a portion of the main drying air from the air inlet of the room, the outlet being shaped to cause the compressed air flow to take in a portion of the main drying air in the vicinity of the directed outlet.

3. A chamber according to claim 2, wherein the air blower is cylindrical, the directed outlet consisting of an annular band around the axis of the air blower such that the main drying air is received in a cylindrical flow within an annular flow of the air with the higher velocity.

4. A room according to any one of claims 1, 2 or 3, wherein the air outlet is shaped and its compressed air source is such that the air jet produced by it has a width of 10 to 20 cm at a point 2 m from the air outlet.