EP1222968B1 - Belüftungsvorrichtung für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs - Google Patents

Belüftungsvorrichtung für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs Download PDF

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EP1222968B1
EP1222968B1 EP01100802A EP01100802A EP1222968B1 EP 1222968 B1 EP1222968 B1 EP 1222968B1 EP 01100802 A EP01100802 A EP 01100802A EP 01100802 A EP01100802 A EP 01100802A EP 1222968 B1 EP1222968 B1 EP 1222968B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spray booth
accordance
paint spray
ventilation
control device
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01100802A
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English (en)
French (fr)
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EP1222968A1 (de
EP1222968B9 (de
Inventor
Frank Murlat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bolin Heatex Technology GmbH
Original Assignee
Bolin Heatex Technology GmbH
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Publication date
Application filed by Bolin Heatex Technology GmbH filed Critical Bolin Heatex Technology GmbH
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Priority to AT01100802T priority patent/ATE428508T1/de
Priority to EP01100802A priority patent/EP1222968B9/de
Publication of EP1222968A1 publication Critical patent/EP1222968A1/de
Publication of EP1222968B1 publication Critical patent/EP1222968B1/de
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Publication of EP1222968B9 publication Critical patent/EP1222968B9/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/12—Velocity of flow; Quantity of flow, e.g. by varying fan speed, by modifying cross flow area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B16/00—Spray booths
    • B05B16/60—Ventilation arrangements specially adapted therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/10—Temperature; Pressure

Definitions

  • the invention relates to a ventilation device for a spray booth a Lackier religions, with a Zubuchventilator for acting on the spray booth with supply air, an exhaust fan for extracting the exhaust air from the spray booth, filter means by which the ingress of contaminants in the spray booth and the escape of paint particles the spray booth can be prevented, drive means by means of which the supply air and the exhaust fan can be driven, a heater by means of which the temperature in the spray booth is changeable, and a control device by means of which the drive means of Zuluft- and the exhaust fan can be controlled.
  • a component to be painted is introduced into the spray booth. Subsequently, this component is provided with at least one basecoat film.
  • the basecoat film initially used must first be pre-dried or cured in an intermediate drying process. This pre-drying or pre-hardening takes place in known spray booths at about that temperature, in which also the injection process, which serves to carry out this pre-hardening or -drying Intermediate drying process is interrupted takes place.
  • EP-A-0 584 638 discloses such a ventilation device for a spray booth of a painting operation.
  • the preamble of claim 1 is derived from this document.
  • the revelation EP-A-0 584 638 does not disclose an intermediate drying curtain.
  • the invention has the object of developing the above-described ventilation device for a spray booth a Lackier plantes such that the time and energy consumption for the painting process of a component can be further reduced.
  • the heating of the spray booth by means of the control device is controllable and that the control device is designed so that by means of her for the heater of the spray booth, a temperature level can be predetermined, which is to intermediate drying of a basecoat layer to be painted in the spray booth Component is adapted, and that by means of a control device, the supply air and the exhaust fan during an intermediate drying operation are automatically operated at a low speed.
  • a temperature level can be predetermined, which is to intermediate drying of a basecoat layer to be painted in the spray booth Component is adapted, and that by means of a control device, the supply air and the exhaust fan during an intermediate drying operation are automatically operated at a low speed.
  • this embodiment according to the invention results in addition to a reduction in the time consumption for the intermediate drying and a total of the painting a considerable energy savings.
  • the reduction of the time consumption and, correspondingly, the resulting energy saving is all the greater, the greater the number of basecoat films with which the component to be painted must be provided. Particularly advantageous effects arise in Wasserbas
  • a further reduction of the energy expenditure can be achieved if the control device is designed so that by means of her the Zu Kunststoff- and the exhaust fan during an intermediate drying operation are automatically operated at a lower speed, so that a higher temperature level is possible even at a given burner power. Furthermore, it is possible, the cost of the temperature change for the purpose of initiating the intermediate drying operation in that the control device is designed so that the supply air and the exhaust fan are operated during recirculation operation in an intermediate drying operation. Once heated by means of the heater air is then reintroduced into the spray booth due to the recirculation mode, which only needs to be further heated according to the temperature difference to the predetermined temperature for the intermediate drying operation. The dissipated heat loss to the environment is considerably reduced in this approach.
  • control device is designed so that a speed change of both the Zu Kunststoff- and the exhaust fan is performed by means of a speed jump-free, continuous speed change phase.
  • control device has a switching element by means of which an adjustable desired value for the temperature level adapted to the intermediate drying can be predetermined on the control device.
  • This setpoint can be different depending on the requirement profile for the intermediate drying process or for the quality of the basecoat film.
  • the ventilation device has a temperature sensor which is arranged in the supply air duct of the spray booth and connected to the control device.
  • the temperature level in the supply air flow can be suitably used as a basic variable for controlling or regulating the temperature within the spray booth.
  • control device be designed so that by means of it for the heating of the spray booth, a second temperature level can be predetermined, which is adapted to a taking place in the spray booth injection process.
  • control device be designed so that by means of it for the heating of the spray booth, a third temperature level can be predetermined, which is adapted to a performed for an outer or clear coat layer burning process.
  • the temperature level provided for the intermediate drying process is usually between the temperature level adapted to the spraying process and the firing process.
  • the supply-side and the exhaust-side filter means are exchanged at regular intervals to ensure that tolerable operating conditions prevail within the spray booth, and that the environment of the spray booth is not inadmissible with paint particles or the like. is contaminated.
  • the course of the period of use increasingly occurs a burden of the two filter devices with impurities or paint particles and thus decreases the permeability of the mutual filter devices with increasing useful life.
  • the drive device of the exhaust fan adjustable according to the pollution of the exhaust air side filter device. This is given the possibility with little effort, the exhaust fan depending on the degree of contamination of the exhaust-side filter device set differently, so that without any flap adjustment or the like. an adaptation of the exhaust air side filter device by flowing air quantity is possible. It is thus avoided that the drive device of the exhaust fan operates virtually during the entire useful life of the replaceable exhaust-side filter device with that power output, which is actually only required in the event that the exhaust-side filter device at the end of their period of use more or less strongly with paint particles or the like , is acted upon, which affect the permeability of the exhaust air side filter device.
  • a further energy saving can be achieved if a drive device of the supply air fan is adjustable according to the contamination of the supply-side filter device. As a result, a corresponding energy saving in the operation of the drive device of the supply air fan is achieved analogously to the manner described above for the exhaust fan.
  • the ventilation device is in the control device as an input variable for polluting the exhaust-side filter device proportional parameters and possibly a for polluting the supply-side filter device proportional parameters entered.
  • the control device is the drive means of the discharge fan and possibly the supply air fan according to the pollution of the exhaust-side or supply-side filter device adjustable.
  • the ventilation device according to the invention can be realized with a comparatively small technical and design effort, if in the spray booth a pressure gauge is arranged, by means of pressure in the spray booth as to pollute the exhaust air side or supply-side filter device proportional parameters can be entered into the control device. According to the course of the pressure in the spray booth, the drive device of the exhaust fan or that of the supply air generator is then tracked in such a way that the amount of air flowing through the two filter devices is constant.
  • the two drive means are formed as usual as electric motors, their power output can be controlled in an appropriate manner by means of a respective arranged between the drive means and the control means frequency converter.
  • the frequency converter which act practically as an automatic transmission, the electric motors can be controlled exactly as needed according to the given by the degree of contamination of the filter devices power requirements. Furthermore, when using frequency converters for controlling the electric motors, the load peaks caused by the startup of such electric motors are avoided.
  • control device is associated with a tap changer, by means of which different power output ranges can be specified for each drive device, within which each drive device can be adjusted or regulated according to the contamination of the exhaust air and possibly supply air side filter device.
  • the tap changer can advantageously be configured as a three-stage switch, with its first stage corresponding to a standby mode, its second stage to a partial load stage and its third stage to a full load mode of the spray booth.
  • Standby mode can always be used when there are work interruptions.
  • the frequency converter is set to 40% of the maximum power of the supply air fan or extractor fan.
  • partial load operation which can occur with short paint finishes and with full paint jobs depending on the spray mist accumulation, it is possible to set the power of the supply air fan and exhaust fan to approx. 60% of the maximum power.
  • full-load operation the maximum power of the supply and extract air fans is then set on the three-step switch.
  • the supply air and the exhaust air flow can be reduced during the intermediate drying process.
  • the temperature of the supply air flow can be measured and advantageously used as a basis for regulating the temperature in the spray booth.
  • the exhaust air flow is kept constant or changed independently of the pollution exhaust air side filter means.
  • a spray booth not shown in the figure has on its supply air side a supply air fan 1, by means of the ambient air into the spray booth can be inserted.
  • the supply air fan 1 is assigned an inlet-side filter device 2, to which an exchangeable filter cover, mat or the like expediently. belongs.
  • a pressure gauge 3 which may be designed as a membrane pressure switch. By means of the pressure gauge 3, the pressure in the spray booth is measured.
  • the supply air fan 1 is driven by means of a first electric motor 4, which may be e.g. can act around a three-phase motor.
  • the power output of the first electric motor 4 and thus the speed and flow rate of the supply air fan 1 is controlled by a control device 5 and a frequency converter 6, wherein the control device 5 pre-processed by the pressure gauge 3 in it, the pressure curve in the spray booth corresponding pressure measurement signal and to the first Frequency converter 6 passes, so that the power output of the first frequency converter 6 associated first electric motor 4 is controlled according to the pressure profile in the spray booth and thus according to the degree of contamination of the supply-side filter device 2.
  • the exhaust fan 7 is associated with an exhaust-side filter device 8.
  • the exhaust-air-side filter device 8 also has filter covers, mats or the like to be exchanged in specific periodic periods.
  • the Druckmeßsignal entered by the pressure gauge 3 is preprocessed by the control device 5 and forwarded to a second frequency converter 9, which in turn controls a the exhaust fan 7 driving second electric motor 10.
  • the regulation of the second electric motor 10 also takes place as a function of the pressure variation in the spray booth and thus depending on the degree of contamination of the exhaust-air-side filter device 8.
  • the two electric motors 4, 10 are adapted in terms of their energy consumption to the degree of contamination of the two filter devices 2, 8, so that it is no longer - as in the prior art - required to operate each with the required at the highest degree of contamination of the filter devices energy.
  • the control device 5 is assigned a three-step switch 11, by means of which for each electric motor 4, 10 different power output ranges can be predetermined; Within these predetermined power output ranges, the two electric motors 4, 10 are regulated as a function of the degree of soiling of the supply-side and exhaust-air-side filter devices 8. In this case, it is possible for the predefinable power output ranges to overlap or overlap at their edges.
  • the predeterminable power output ranges may correspond, for example, to a standby, a part load and a full load operation of the spray booth.
  • a heating device 12 e.g. preferably in the form of a burner.
  • the temperature can be varied within the spray booth.
  • the heating device 12 is connected to the control device 5.
  • a temperature sensor 13 is arranged in the supply air duct of the spray booth, not shown in the single figure, by means of which the temperature of the inlet air entering the spray booth can be detected. This temperature serves as an output variable for the control of the heating device 12 in order to achieve the respectively required or desired temperature level within the spray booth as quickly as possible.
  • each basecoat film In the spray booth to be painted components are provided with at least one basecoat film, wherein after application of each basecoat film initially an intermediate drying process carried out in which no further paint is sprayed onto the component.
  • the temperature level within the spray booth can be set or increased at the beginning of such an intermediate drying process so that the optimal temperature for the intermediate drying process is created as quickly as possible.
  • each optimal temperature level is controlled within the spray booth, so that overall results in a shortening of the painting process with a concomitant reduced technical and economic effort.
  • control device 5 is designed so that both the supply air fan 1 and the exhaust fan 7 are automatically operated at the initiation of an intermediate drying operation at a lower speed. The energy required for the operation of the two fans 1, 7 is thereby significantly reduced.
  • control device 5 is designed so that by means of a speed change of the supply air fan 1 or the exhaust fan 7 is performed in a gradual transition, so that speed jumps are avoided in any case.
  • the control device 5 is associated with a switching element 15, by means of which on the control device 5 a variable according to the respective requirement profile variable setpoint is adjustable.
  • This setpoint corresponds to the adapted to the intermediate drying process temperature level, which is to be maintained within the injection chamber.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Belüftungsvorrichtung für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs, mit einem Zuluftventilator zur Beaufschlagung der Spritzkabine mit Zuluft, einem Abluftventilator zur Absaugung der Abluft aus der Spritzkabine, Filtereinrichtungen, mittels denen das Eintreten von Verunreinigungen in die Spritzkabine und das Austreten von Lackpartikeln aus der Spritzkabine verhinderbar ist, Antriebseinrichtungen, mittels denen der Zuluft-und der Abluftventilator antreibbar sind, einer Heizeinrichtung, mittels der die Temperatur in der Spritzkabine veränderbar ist, und einer Steuervorrichtung, mittels der die Antriebseinrichtungen des Zuluft- und des Abluftventilators steuerbar sind.
  • Bei dem Betrieb der vorstehend erwähnten Spritzkabinen wird ein zu lackierendes Bauteil in die Spritzkabine eingebracht. Daraufhin wird dieses Bauteil mit zumindest einer Basislackschicht versehen. Vor der Beaufschlagung des Bauteils mit einer weiteren Basislackschicht bzw. mit einer Außen- bzw. Klarlackschicht muß zunächst in einem Zwischentrocknungsvorgang die zunächst aufgebrauchte Basislackschicht vorgetrocknet bzw. -gehärtet werden. Diese Vortrocknung bzw. Vorhärtung findet bei bekannten Spritzkabinen bei etwa derjenigen Temperatur statt, bei der auch der Spritzvorgang, welcher zur Durchführung dieses der Vorhärtung bzw. -trocknung dienenden Zwischentrocknungsvorgangs unterbrochen wird, stattfindet.
  • EP-A-0 584 638 offenbart eine solche Belüftungseinrichtung für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs. Der Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus diesem Dokument abgeleitet. Die Offenbarung EP-A-0 584 638 offenbart keinen Zwischentrocknungsvorhang.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Belüftungsvorrichtung für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs derart weiterzubilden, daß der Zeit- und der Energieaufwand für den Lackiervorgang eines Bauteils weiter reduziert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizeinrichtung der Spritzkabine mittels der Steuervorrichtung steuerbar ist und daß die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung der Spritzkabine ein Temperaturniveau vorgebbar ist, das an eine Zwischentrocknung einer Basislackschicht eines in der Spritzkabine zu lackierenden Bauteils angepaßt ist, und daß mittels einer Steuervorrichtung der Zuluft- und der Abluftventilator während eines Zwischentrocknungsvorgangs automatisch mit einer niedrigen Drehzahl betreibbar sind. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergibt sich neben einer Reduzierung des Zeitverbrauchs für die Zwischentrocknung auch insgesamt für den Lackiervorgang eine erhebliche Energieeinsparung. Die Reduktion des Zeitverbrauchs und entsprechend auch die sich ergebende Energieeinsparung ist umso größer, je größer die Anzahl der Basislackschichten ist, mit denen das zu lackierende Bauteil versehen werden muß. Besonders vorteilhafte Wirkungen ergeben sich bei Wasserbasislakken.
  • Eine weitere Reduktion des Energieaufwands läßt sich erreichen, wenn die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß mittels ihr der Zuluft- und der Abluftventilator während eines Zwischentrocknungsvorgangs automatisch mit einer niedrigeren Drehzahl betrieben werden, so daß ein höheres Temperaturniveau auch bei gegebener Brennerleistung möglich ist. Des weiteren ist es möglich, den Aufwand für die Temperaturveränderung zwecks Einleitung des Zwischentrocknungsvorgangs dadurch zu reduzieren, daß die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß der Zuluft- und der Abluftventilator während eines Zwischentrocknungsvorgangs im Umluftbetrieb betrieben werden. Einmal mittels der Heizeinrichtung aufgeheizte Luft wird dann aufgrund des Umluftbetriebs erneut in die Spritzkabine eingeführt, wobei diese nur noch entsprechend der Temperaturdifferenz zur für den Zwischentrocknungsvorgang vorgegebenen Solltemperatur weiter erhitzt werden muß. Die an die Umgebung abgegebene Verlustwärme wird bei dieser Vorgehensweise erheblich reduziert.
  • Um zu verhindern, daß Staubaufwirbelungen auftreten, ist es vorteilhaft, wenn die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß eine Drehzahländerung sowohl des Zuluft- als auch des Abluftventilators mittels einer drehzahlsprungfreien, stetigen Drehzahländerungsphase durchgeführt wird.
  • Vorteilhaft weist die Steuervorrichtung ein Schaltelement auf, mittels dem an der Steuervorrichtung ein einstellbarer Sollwert für das an die Zwischentrocknung angepaßte Temperaturniveau vorgebbar ist. Dieser Sollwert kann je nach Anforderungsprofil für den Zwischentrocknungsvorgang bzw. für die Qualität der Basislackschicht unterschiedlich sein.
  • Zweckmäßigerweise weist die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung einen Temperaturfühler auf, der im Zuluftkanal der Spritzkabine angeordnet und an die Steuervorrichtung angeschlossen ist. Hierdurch kann in geeigneter Weise das Temperaturniveau im Zuluftstrom als Basisgröße für die Steuerung bzw. Regelung der Temperatur innerhalb der Spritzkabine eingesetzt werden.
  • Selbstverständlich kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung die Steuervorrichtung so ausgebildet sein, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung der Spritzkabine ein zweites Temperaturniveau vorgebbar ist, das an einen in der Spritzkabine stattfindenden Spritzvorgang angepaßt ist.
  • Darüber hinaus kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Steuervorrichtung so ausgebildet sein, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung der Spritzkabine ein drittes Temperaturniveau vorgebbar ist, das an einen für eine Außen- bzw. Klarlackschicht durchgeführten Brennvorgang angepaßt ist.
  • Das für den Zwischentrocknungsvorgang vorgesehene Temperaturniveau liegt üblicherweise zwischen dem an den Spritzvorgang und dem an den Brennvorgang angepaßten Temperaturniveau.
  • Bei derartigen Belüftungsvorrichtungen werden die zuluftseitige und die abluftseitige Filtereinrichtung in regelmäßigen Zeitabständen ausgetauscht, um sicherzustellen, daß innerhalb der Spritzkabine erträgliche Arbeitsbedingungen vorherrschen, und daß die Umgebung der Spritzkabine nicht in unzulässiger Weise mit Lackpartikeln od.dgl. verunreinigt wird. Im Zuge des Nutzungszeitraums tritt zunehmend eine Belastung der beiden Filtereinrichtungen mit Verunreinigungen bzw. Lackpartikeln auf und somit nimmt die Durchlässigkeit der beiderseitigen Filtereinrichtungen mit zunehmender Nutzungsdauer ab.
  • Um den Energieverbrauch der Belüftungsvorrichtung weiter zu verringern, ist die Antriebseinrichtung des Abluftventilators entsprechend der Verschmutzung der abluftseitigen Filtereinrichtung einstellbar. Hierbei ist mit einem geringen Aufwand die Möglichkeit gegeben, den Abluftventilator in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad der abluftseitigen Filtereinrichtung unterschiedlich einzustellen, so daß ohne jedwede Klappenverstellung od.dgl. eine Anpassung der die abluftseitige Filtereinrichtung durchströmenden Luftmenge möglich ist. Es wird somit vermieden, daß die Antriebseinrichtung des Abluftventilators quasi während der gesamten Nutzungsdauer der austauschbaren abluftseitigen Filtereinrichtung mit derjenigen Leistungsabgabe arbeitet, die eigentlich nur für den Fall erforderlich ist, daß die abluftseitige Filtereinrichtung zu Ende ihres Nutzungszeitraums mehr oder weniger stark mit Lackpartikeln od.dgl. beaufschlagt ist, welche die Durchlässigkeit der abluftseitigen Filtereinrichtung beeinträchtigen.
  • Eine weitere Energieeinsparung ist erreichbar, wenn eine Antriebseinrichtung des Zuluftventilators entsprechend der Verschmutzung der zuluftseitigen Filtereinrichtung einstellbar ist. Hierdurch wird analog zu der vorstehend für den Abluftventilator beschriebenen Art und Weise eine entsprechende Energieeinsparung bei dem Betrieb der Antriebseinrichtung des Zuluftventilators erreicht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung ist in deren Steuervorrichtung als Eingangsgröße ein zur Verschmutzung der abluftseitigen Filtereinrichtung proportionaler Parameter und ggf. ein zur Verschmutzung der zuluftseitigen Filtereinrichtung proportionaler Parameter eingebbar. Mittels der Steuervorrichtung ist die Antriebseinrichtung des Ablauftventilators und ggf. die des Zuluftventilators entsprechend der Verschmutzung der abluftseitigen bzw. zuluftseitigen Filtereinrichtung regelbar. Hierdurch ist eine quasi kontinuierliche Nachstellung der beiden Antriebseinrichtungen für den Abluft- sowie den Zuluftventilator möglich, so daß jeweils seitens der beiden Antriebseinrichtungen die optimale Abgabeleistung zur Verfügung gestellt wird. Eine manuelle Einstellung der Antriebseinrichtungen und die damit einhergehenden Fehlerquellen werden hierdurch vollständig vermieden.
  • Die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung kann mit einem vergleichsweise geringen technisch-konstruktiven Aufwand verwirklicht werden, wenn in der Spritzkabine ein Druckmesser angeordnet ist, mittels Druck in der Spritzkabine als zur Verschmutzung der abluftseitigen bzw. zuluftseitigen Filtereinrichtung proportionaler Parameter in die Steuereinrichtung eingebbar ist. Entsprechend dem Verlauf des Drucks in der Spritzkabine wird dann die Antriebseinrichtung des Abluftventilators bzw. die des Zuluftgenerators in einer Weise nachgeführt, daß die die beiden Filtereinrichtungen durchströmende Luftmenge konstant ist.
  • Als Druckmesser haben sich Membran-Druckwächter als besonders vorteilhaft erwiesen.
  • Wenn die beiden Antriebseinrichtungen wie üblich als Elektromotoren ausgebildet sind, kann deren Abgabeleistung in zweckmäßiger Weise mittels jeweils eines zwischen der Antriebseinrichtung und der Steuereinrichtung angeordneten Frequenzumformers geregelt werden. Mittels der Frequenzumformer, die praktisch als Automatikgetriebe fungieren, können die Elektromotoren exakt bedarfsgerecht entsprechend der durch den Verschmutzungsgrad der Filtereinrichtungen vorgegebenen Leistungsanforderungen geregelt werden. Darüber hinaus werden bei Einsatz von Frequenzumformern zur Regelung der Elektromotoren die durch den Anlauf derartiger Elektromotoren verursachten Lastspitzen vermieden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung ist der Steuereinrichtung ein Stufenschalter zugeordnet, mittels dem für jede Antriebseinrichtung unterschiedliche Leistungsabgabebereiche vorgebbar sind, innerhalb denen jede Antriebseinrichtung entsprechend der Verschmutzung der abluft- und ggf. zuluftseitigen Filtereinrichtung einstell- bzw. regelbar ist.
  • Der Stufenschalter kann vorteilhaft als Dreistufenschalter ausgebildet sein, wobei seine erste Stufe einem Standby-, seine zweite Stufe einem Teillast- und seine dritte Stufe einem Vollastbetrieb der Spritzkabine entspricht. Auf den Standby-Betrieb kann immer dann übergegangen werden, wenn Arbeitsunterbrechungen vorliegen. Beispielsweise ist im Standby-Betrieb der Frequenzumformer auf 40 % der maximalen Leistung des Zuluft- bzw. des Abluftventilators eingestellt. Im Teillastbetrieb, der bei kurzen Lackierungen und bei Vollackierungen je nach Spritznebelanfall vorliegen kann, ist es möglich, die Leistung des Zuluft- und des Abluftventilators auf ca. 60 % der maximalen Leistung einzustellen. Im Vollastbetrieb wird am Dreistufenschalter dann die maximale Leistung des Zuluft- und des Abluftventilators eingestellt.
  • Die mit der eingangs geschilderten erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung erreichbaren Vorteile ergeben sich auch bei einem Belüftungsverfahren für eine Spritzkabine eines Lakkierbetriebs, bei dem die Spritzkabine mit Zuluft beaufschlagt und Abluft aus der Spritzkabine abgesaugt wird, die in die Spritzkabine eintretende Zuluft und die aus der Spritzkabine abgesaugte Abluft gefiltert werden, die Zuluft-und die Abluftströmung separat gesteuert werden, und die Temperatur in der Spritzkabine variiert wird, wenn bei einer Zwischentrocknung einer Basislackschicht eines in der Spritzkabine zu lackierenden Bauteils ein an die Zwischentrocknung angepaßtes Temperaturniveau eingestellt wird.
  • Hierbei können die Zuluft- und die Abluftströmung während des Zwischentrocknungsvorgangs reduziert werden.
  • Des weiteren ist es möglich, die Zuluft- und die Abluftströmung während des Zwischentrocknungsvorgangs zu einer Umluftströmung zusammenzuschalten.
  • Zur Vermeidung von Staubaufwirbelungen ist es zweckmäßig, Änderungen der Zu- und der Abluftströmung stetig und stoßfrei durchzuführen.
  • Die Temperatur der Zuluftströmung kann gemessen und vorteilhaft als Grundlage zur Regelung der Temperatur in der Spritzkabine eingesetzt werden.
  • Des weiteren ist es möglich, bei einem in der Spritzkabine stattfindenden Spritzvorgang ein an diesen Spritzvorgang angepaßtes Temperaturniveau einzustellen.
  • Dasselbe gilt selbstverständlich auch für einen in der Spritzkabine stattfindenden Brennvorgang.
  • Zweckmäßigerweise wird die Abluftströmung unabhängig von der Verschmutzung abluftseitiger Filtereinrichtungen konstant gehalten bzw. verändert.
  • Dasselbe gilt selbstverständlich auch für die Zuluftströmung gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der für die vorliegende Erfindung wesentliche Bestandteile der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung gezeigt sind.
  • Eine in der Figur nicht dargestellte Spritzkabine hat auf ihrer Zuluftseite einen Zuluftventilator 1, mittels dem Umgebungsluft in die Spritzkabine einführbar ist. Um zu vermeiden, daß mit der Umgebungsluft Verunreinigungen in die Spritzkabine geraten, ist dem Zuluftventilator 1 eine zuluftseitige Filtereinrichtung 2 zugeordnet, zu der zweckmäßigerweise eine austauschbare Filterdecke, -matte od.dgl. gehört.
  • In der Spritzkabine sitzt ein Druckmesser 3, der als Membran-Druckwächter ausgebildet sein kann. Mittels des Druckmessers 3 wird der Druck in der Spritzkabine gemessen.
  • Der Zuluftventilator 1 wird mittels eines ersten Elektromotors 4 angetrieben, bei dem es sich z.B. um einen Drehstrommotor handeln kann.
  • Die Leistungsabgabe des ersten Elektromotors 4 und damit die Drehzahl und Förderleistung des Zuluftventilators 1 wird mittels einer Steuervorrichtung 5 und eines Frequenzumformers 6 geregelt, wobei die Steuervorrichtung 5 ein vom Druckmesser 3 in sie eingegebenes, dem Druckverlauf in der Spritzkabine entsprechendes Druckmeßsignal vorverarbeitet und an den ersten Frequenzumformer 6 weiterleitet, so daß die Leistungsabgabe des dem ersten Frequenzumformer 6 zugeordneten ersten Elektromotors 4 entsprechend dem Druckverlauf in der Spritzkabine und damit entsprechend dem Verschmutzungsgrad der zuluftseitigen Filtereinrichtung 2 geregelt wird.
  • Ein Abluftventilator 7, der auf der Abluftseite der in der Figur nicht dargestellten Spritzkabine angeordnet ist, dient dazu, Luft aus der Spritzkabine in die Umgebung auszuführen. Um zu vermeiden, daß Lackpartikel und ähnliche Verunreinigungen aus der Spritzkabine in deren Umgebung gelangen, ist dem Abluftventilator 7 eine abluftseitige Filtereinrichtung 8 zugeordnet. Wie die zuluftseitige Filtereinrichtung 2 hat auch die abluftseitige Filtereinrichtung 8 in bestimmten regelmäßigen Zeiträumen auszutauschende Filterdecken, -matten od.dgl.
  • Das vom Druckmesser 3 in sie eingegebene Druckmeßsignal wird von der Steuereinrichtung 5 vorverarbeitet und an einen zweiten Frequenzumformer 9 weitergeleitet, der seinerseits einen den Abluftventilator 7 antreibenden zweiten Elektromotor 10 regelt. Die Regelung auch des zweiten Elektromotors 10 erfolgt in Abhängigkeit vom Druckverlauf in der Spritzkabine und damit in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad der abluftseitigen Filtereinrichtung 8.
  • Die beiden Elektromotoren 4, 10 sind hinsichtlich ihres Energieverbrauchs an den Verschmutzungsgrad der beiden Filtereinrichtungen 2, 8 angepaßt, so daß es nicht mehr - wie beim Stand der Technik - erforderlich ist, sie jeweils mit der bei höchstem Verschmutzungsgrad der Filtereinrichtungen erforderlichen Energieaufwand zu betreiben.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Steuereinrichtung 5 ein Dreistufenschalter 11 zugeordnet, mittels dem für jeden Elektromotor 4, 10 unterschiedliche Leistungsabgabebereiche vorgegebbar sind; innerhalb dieser vorgegebenen Leistungsabgabebereiche werden die beiden Elektromotoren 4, 10 in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad der zuluftseitigen und der abluftseitigen Filtereinrichtungen 8 geregelt. Hierbei ist es möglich, daß sich die vorgebbaren Leistungsabgabebereiche an ihren Rändern überlappen bzw. überlagern. Die vorgebbaren Leistungsabgabebereiche können beispielsweise einem Standby-, einem Teillast- und einem Vollastbetrieb der Spritzkabine entsprechen.
  • In der in der einzigen Figur nicht dargestellten Spritzkabine ist eine Heizeinrichtung 12, z.B. vorzugsweise in Form eines Brenners, vorgesehen. Mittels der Heizeinrichtung 12 kann die Temperatur innerhalb der Spritzkabine variiert werden. Hierzu ist die Heizeinrichtung 12 an die Steuervorrichtung 5 angeschlossen.
  • Um eine Ausgangsgröße für die Steuerung bzw. Regelung der Heizeinrichtung 12 zu schaffen, ist im Zuluftkanal der in der einzigen Figur nicht dargestellten Spritzkabine ein Temperaturfühler 13 angeordnet, mittels dem die Temperatur des in die Spritzkabine eintretenden Zuluftstroms erfaßbar ist. Diese Temperatur dient als Ausgangsgröße für die Steuerung der Heizeinrichtung 12, um innerhalb der Spritzkabine das jeweils erforderliche bzw. gewünschte Temperaturniveau schnellstmöglich zu erreichen.
  • In der Spritzkabine werden zu lackierende Bauteile mit zumindest einer Basislackschicht versehen, wobei nach Auftragen jeder Basislackschicht zunächst ein Zwischentrocknungsvorgang durchgeführt, bei dem kein weiterer Lack auf das Bauteil aufgespritzt wird.
  • Mittels der Heizeinrichtung 12 und einer Reduzierung des Luftdurchsatzes kann zu Beginn eines derartigen Zwischentrocknungsvorgangs das Temperaturniveau innerhalb der Spritzkabine so eingestellt bzw. erhöht werden, daß die für den Zwischentrocknungsvorgang optimale Temperatur schnellstmöglich geschaffen wird.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, sowohl für den Spritzvorgang als auch für den Brennvorgang, mit dem die Klar- oder Außenlackbeschichtung ausgehärtet wird, jeweils die optimale Temperatur kurzfristig innerhalb der Spritzkabine einzustellen.
  • Somit wird für jeden bei einer Lackierung eines Bauteils in der Spritzkabine anfallenden Verfahrensschritt das jeweils optimale Temperaturniveau innerhalb der Spritzkabine eingeregelt, so daß sich insgesamt eine Verkürzung des Lackiervorgangs mit einem damit einhergehenden reduzierten technisch-wirtschaftlichen Aufwand ergibt.
  • Hierzu ist des weiteren die Steuervorrichtung 5 so ausgebildet, daß sowohl der Zuluftventilator 1 als auch der Abluftventilator 7 bei der Einleitung eines Zwischentrocknungsvorgangs automatisch mit einer niedrigeren Drehzahl betrieben werden. Der für den Betrieb der beiden Ventilatoren 1, 7 erforderliche Energieaufwand wird hierdurch erheblich reduziert.
  • Wie bei der prinzipiellen Darstellung in der einzigen Figur durch den Doppelpfeil 14 angedeutet, ist es möglich, durch eine in der einzigen Figur nicht dargestellte Leitungsanpasung bzw. -umschaltung den Zuluftventilator 1 und den Abluftventilator 7 während eines Zwischentrocknungsvorgangs im Umluftbetrieb zu fahren. Hierdurch kann die zur Durchführung des Zwischentrocknungsvorgangs nach einem Spritzvorgang erforderliche Temperaturerhöhung innerhalb der Spritzkabine in einem kürzeren Zeitraum herbeigeführt werden, wobei darüber hinaus der Energieaufwand zur Aufheizung der Luft in der Spritzkabine weiter reduziert werden kann.
  • Um in jedem Fall unerwünschte Staubaufwirbelungen u.dgl. zu vermeiden, ist die Steuervorrichtung 5 so ausgebildet, daß mittels ihr eine Drehzahländerung des Zuluftventilators 1 oder des Abluftventilators 7 in einem allmählichen Übergang durchgeführt wird, so daß Drehzahlsprünge in jedem Fall vermieden werden.
  • Der Steuervorrichtung 5 ist ein Schaltelement 15 zugeordnet, mittels dem an der Steuervorrichtung 5 ein entsprechend dem jeweiligen Anforderungsprofil variabler Sollwert einstellbar ist. Dieser Sollwert entspricht dem an den Zwischentrocknungsvorgang angepaßten Temperaturniveau, was innerhalb der Spritzkammer einzuhalten ist.

Claims (24)

  1. Belüftungsvorrichtung für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs, mit einem Zuluftventilator (1) zur Beaufschlagung der Spritzkabine mit Zuluft, einem Abluftventilator (7) zur Absaugung der Abluft aus der Spritzkabine, Filtereinrichtungen (2, 8), mittels denen das Eintreten von Verunreinigungen in die Spritzkabine und das Austreten von Lackpartikeln aus der Spritzkabine verhinderbar ist, Antriebseinrichtungen (4, 10), mittels denen der Zuluft- (1) und der Abluftventilator (7) antreibbar sind, einer Heizeinrichtung (12), mittels der die Temperatur in der Spritzkabine veränderbar ist, und einer Steuervorrichtung (5), mittels denen die Antriebseinrichtungen (4, 10) des Zuluft- (1) und des Abluftventilators (7) und die Heizeinrichtung (12) steuerbar sind, und mittels der für die Heizeinrichtung (12) der Spritzkabine ein Temperaturniveau vorgebbar ist, das an einen in der Spritzkabine stattfindenden Spritzvorgang angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuervorrichtung (5) für die Heizeinrichtung (12) der Spritzkabine ein weiteres Temperaturniveau vorgebbar ist, das an eine Zwischentrocknung einer Basislackschicht eines in der Spritzkabine zu lackierenden Bauteils angepasst ist, und dass mittels der Steuervorrichtung (5) der Zuluft- (1) und der Abluftventilator (7) während eines Zwischentrocknungsvorgangs automatisch mit einer niedrigeren Drehzahl betreibbar sind.
  2. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß der Zuluft- (1) und der Abluftventilator (7) während eines Zwischentrocknungsvorgangs im Umluftbetrieb betreibbar sind.
  3. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß eine Drehzahländerung sowohl des Zuluft- (1) als auch des Abluftventilators (7) mittels einer drehzahlsprungfreien, stetigen Drehzahländerungsphase durchführbar ist.
  4. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Steuervorrichtung (5) ein Schaltelement (15) aufweist, mittels dem an der Steuervorrichtung (5) ein einstellbarer Sollwert für das an die Zwischentrocknung angepaßte Temperaturniveau vorgebbar ist.
  5. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Temperaturfühler (13), der im Zuluftkanal der Spritzkabine angeordnet und an den die Steuervorrichtung (5) angeschlossen ist.
  6. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung (12) der Spritzkabine ein zweites Temperaturniveau vorgebbar ist, das an einen in der Spritzkabine stattfindenden Spritzvorgang angepaßt ist.
  7. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung (12) der Spritzkabine ein drittes Temperaturniveau vorgebbar ist, das an einen für eine Außen- bzw. Klarlackschicht durchgeführten Brennvorgang angepaßt ist.
  8. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der das an die Zwischentrocknung angepaßte Temperaturniveau zwischen dem an den Spritzvorgang und dem an den Brennvorgang angepaßten Temperaturniveau liegt.
  9. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Antriebseinrichtung (10) des Abluftventilators (7) entsprechend der Verschmutzung der abluftseitigen Filtereinrichtung (8) einstellbar ist.
  10. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Antriebseinrichtung (4) des Zuluftventilators (1) entsprechend der Verschmutzung der zuluftseitigen Filtereinrichtung (2) einstellbar ist.
  11. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der der Steuervorrichtung (5) als Eingangsgröße ein zur Verschmutzung der abluftseitigen Filtereinrichtung (8) proportionaler Parameter und/oder ein zur Verschmutzung der zuluftseitigen Filtereinrichtung (2) proportionaler Parameter eingebbar ist bzw. sind und bei der die Antriebseinrichtung (10) des Abluftventilators (7) und/oder die Antriebseinrichtung (4) des Zuluftventilators (1) mittels der Steuervorrichtung (5) entsprechend der Verschmutzung der abluftseitigen bzw. zuluftseitigen Filtereinrichtung (8, 2) regelbar ist bzw. sind.
  12. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der in der Spritzkabine ein Druckmesser (3) angeordnet ist, mittels dem der Druck in der Spritzkabine als zur Verschmutzung der abluftseitigen bzw. zuluftseitigen Filtereinrichtung (8, 2) proportionaler Parameter in die Steuervorrichtung (5) eingebbar ist.
  13. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Druckmesser (3) als Membran-Druckwächter ausgebildet ist.
  14. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der jede Antriebseinrichtung (4, 10) als Elektromotor ausgebildet ist, dessen Antriebsleistung mittels eines zwischen ihm und der Steuervorrichtung angeordneten Frequenzumformers (6, 9) regelbar ist.
  15. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der der Steuervorrichtung (5) ein Stufenschalter (11) zugeordnet ist, mittels dem für jede Antriebseinrichtung (4, 10) unterschiedliche Leistungsabgabebereiche vorgebbar sind, innerhalb denen jede Antriebseinrichtung (4, 10) entsprechend der Verschmutzung der zuluft- und ggf. abluftseitigen Filtereinrichtung (2, 8) einstell- bzw. regelbar ist.
  16. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 15, bei der der Stufenschalter als Dreistufenschalter (11) ausgebildet ist, dessen erste Stufe einem Standby-, dessen zweite Stufe einem Teillast- und dessen dritte Stufe einem Vollastbetrieb der Spritzkabine entspricht.
  17. Belüftungsverfahren für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs, bei dem die Spritzkabine mit Zuluft beaufschlagt und Abluft aus der Spritzkabine abgesaugt wird, die in die Spritzkabine eintretende Zuluft und die aus der Spritzkabine abgesaugte Abluft gefiltert werden, die Zuluft- und die Abluftströmung separat gesteuert werden, und die Temperatur in der Spritzkabine variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zwischentrocknung einer Basislackschicht eines in der Spritzkabine zu lackierenden Bauteils ein an die Zwischentrocknung angepaßtes vorgegebenes und daß Temperaturniveau eingestellt wird die Zuluft- und die Abluftströmung während des Zwischentrocknungsvorgangs reduziert werden.
  18. Belüftungsverfahren nach Anspruch 17, bei dem die Zuluft- und die Abluftströmung während des Zwischentrocknungsvorgangs zu einer Umluftströmung zusammengeschaltet werden.
  19. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 18, bei dem Änderungen der Zu- und der Abluftströmung stetig und stoßfrei durchgeführt werden.
  20. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem die Temperatur der Zuluftströmung gemessen und als Grundlage zur Regelung der Temperatur in der Spritzkabine eingesetzt wird.
  21. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem in der Spritzkabine bei einem in der Spritzkabine stattfindenden Spritzvorgang ein an den Spritzvorgang angepaßtes Temperaturniveau eingestellt wird.
  22. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem bei einem in der Spritzkabine stattfindenden Brennvorgang ein an den Brennvorgang angepaßtes Temperaturniveau eingestellt wird.
  23. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, bei dem die Abluftströmung unabhängig von der Verschmutzung abluftseitiger Filtereinrichtungen (8) konstant gehalten bzw. verändert wird.
  24. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, bei dem die Zuluftströmung unabhängig von der Verschmutzung zuluftseitiger Filtereinrichtungen (2) konstant gehalten bzw. verändert wird.
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