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Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung der Gitterroste einer Lackierkabine
EP1312419A1
European Patent Office
- Other languages
English French - Inventor
Siegfried Hamm - Current Assignee
- Henkel AG and Co KGaA
Worldwide applications
Application EP02009734A events
2003-05-21
2005-03-09
Application granted
2005-03-09
2022-04-30
Anticipated expiration
Status
Expired - Lifetime
Description
translated from
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung
der die Bodenfläche einer Lackierkabine bildenden Gitterroste.
Beim Aufbringen von Lacken, Grundierungen und ähnlichen organischen
Oberflächenbeschichtungsmitteln, z.B. auf Karosserien in einer Automobil-Fertigungsanlage,
werden speziell für diesen Vorgang ausgerüstete Lackierkabinen
verwendet, in welche die zu beschichtenden Gegenstände eingebracht
und nach der Beschichtung wieder herausbewegt werden. Dabei ist es
nicht möglich, den Lack oder das sonstige Beschichtungsmittel vollständig
auf die zu beschichtende Oberfläche aufzubringen, selbst wenn durch
elektrostatische Effekte eine Anziehung der Lackpartikel durch den zu
beschichtenden Gegenstand erzeugt wird. Ein erheblicher Bestandteil des
Beschichtungsmittels, der beim Fahrzeug-Lackiervorgang oft als
"Overspray" bezeichnet wird, trifft nicht die zu beschichtende Oberfläche,
sondern fällt aufgrund der Schwerkraft zu Boden. Die Bewegung der
Lackpartikel wird in der Lackierkabine in der Regel durch eine besondere
Luftströmung, die durch ein individuell gestaltetes Strömungsleitsystem
erzeugt wird, gesteuert. Dabei ist insbesondere darauf zu achten, daß keine
Schmutzpartikel auf die frisch lackierte Oberfläche treffen. Ein Steuerungssystem
für die Luftströmung in Lackierkabinen ist beispielsweise aus der
deutschen Patentanmeldung DE 199 44 744 A1 bekannt. Die Luft in der
Lackierkabine bewegt sich von einem Filter im Deckenbereich an dem zu
lackierenden Gegenstand und den Spritzdüsen zum Aufbringen des Sprühnebels
vorbei zum Boden der Lackierkabine hin, welcher von Gitterrosten
gebildet wird. Unter den Gitterrosten befindet sich eine Auffangfläche, über
die während des Betriebs der Lackierkabine kontinuierlich eine Spülflüssigkeit
strömt, auf welche die Luft aus der Lackierkabine mit den darin
enthaltenen Lackpartikeln auftrifft. Die Lackpartikel setzen sich auf der
Spülflüssigkeit ab und werden mit der Spülflüssigkeit zu einem Flüssigkeitsfilter
geleitet.
Die Spülflüssigkeit besteht teilweise aus Wasser, dem Koagulierungsmittel
und gegebenenfalls Dispersions- oder Suspensionsmittel beigemischt sind.
Die Koagulierungsmittel fördern das Koagulieren der Lackpartikel in der
Flüssigkeit, wodurch das Ausfiltern der Lackpartikel aus der Spülflüssigkeit
ermöglicht wird. Die Koagulierungsmittel vermeiden in der Regel ebenfalls
das Anhaften der in der Flüssigkeit vorhandenen Lackpartikel an den die
Flüssigkeit führenden Elementen. Gegebenenfalls in der Spülflüssigkeit
vorhandene Dispersions- oder Suspensionsmittel bewirken, daß die Lackpartikel
mit der Spülflüssigkeit eine Dispersion oder Suspension bilden und sich
kein schwer entfernbarer Lackschlamm absetzt.
Geeignete Koagulierungsmittel und Dispergatoren für die Spülflüssigkeit in
Lackierkabinen sind beispielsweise in der DE 42 36 530 A1 und in der
DE 199 32 766 A1 beschrieben. Besondere, als Spülflüssigkeit im Reinigungskreislauf
einer Lackierkabine verwendbare Mischungen werden auch
von einigen Herstellern fertig gemischt ausgeliefert. Beispielsweise vertreibt
die Firma Henkel KGaA eine derartige Spülflüssigkeit unter der
Bezeichnung "Stay Clean".
Zwischen den beiden sich von den Seitenwänden der Lackierkabine in deren
Mitte erstreckenden Auffangflächen, die leicht zur horizontalen Richtung
geneigt verlaufen, bildet sich ein Spalt, Venturi-Spalt genannt, durch
welchen die Luft aus der Lackierkabine austreten kann.
Die Stäbe der Gitterroste der Lackierkabine werden in der Regel durch 1 bis
2 mm starke und mehrere Zentimeter hohe Stahlbleche gebildet. Nach einer
längeren Betriebszeit der Lackierkabine, beispielsweise ein oder zwei
Arbeitstagen, bildet sich durch den Lack-Overspray auf den Stäben der
Gitterroste der Lackierkabine eine dicke Lackschicht, welche das ungestörte
Hindurchströmen der Luft aus der Lackierkabine behindern kann. Die
Gitterroste müssen aus der Lackierkabine entfernt werden und einem
separaten Reinigungsprozeß zugeführt werden, bei dem die auf den Gitterrosten
anhaftenden Lackpartikel gelöst und abgespült werden. Zum Entfernen
der Gitterroste aus der Lackierkabine muß die Lackierkabine von zu lackierenden
Gegenständen freigeräumt werden. Der Lackierprozeß, der in einen
komplexen Fahrzeug-Produktionsprozeß eingebunden ist, muß für eine
erhebliche Zeitdauer unterbrochen werden.
Die separate Reinigungsanlage, welche die während eines oder mehrerer
Arbeitstage an den Gitterrosten anhaftenden Lackreste entfernt, wird mit
einer Reinigungsflüssigkeit betrieben, welche Lösungs- oder Verdünnungsmittel
enthält und nach einer bestimmten Dauer mit Lackpartikeln gesättigt
ist. Das Abwasser dieser Reinigungsanlage weist das Verdünnungsmittel und
Lackpartikel auf und muß als Sondermüll entsorgt werden. Hierbei entstehen
erhebliche Entsorgungskosten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die Reinigung der Gitterroste
einer Lackierkabine sowie eine hierfür geeignete Vorrichtung zu schaffen,
welche die Dauer der Unterbrechungen des Betriebs der Lackierkabine
sowie die Kosten für die Reinigung der Gitterroste reduzieren.
Diese Aufgabe wird für das Verfahren erfindungsgemäß gelöst durch
Reinigen der Gitterroste in kurzen Zeitabständen, vorzugsweise mindestens
einmal an jedem Arbeitstag, in situ in der Lackierkabine durch Besprühen
mit einer Reinigungsflüssigkeit unter Hochdruck während einer Arbeitspause.
Das Entfernen der Gitterroste zur Reinigung in einer separaten Reinigungsanlage
kann entweder ganz entfallen oder erst am Ende einer sehr langen
Betriebsperiode der Lackierkabine, vorzugsweise am Wochenende erfolgen.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Reinigung der Gitterroste
einer Lackierkabine in eingebautem Zustand vorgeschlagen. In kurzen
Zeitabständen werden die Gitterroste vor Ort in ihrer eingebauten Position
in der Lackierkabine durch Besprühen mit einer Reinigungsflüssigkeit
gereinigt. Dieses Reinigen erfolgt vorzugsweise an jedem Arbeitstag
während einer üblichen Arbeitspause, die 15 bis 30 Minuten dauert. Das
Besprühen erfolgt vorzugsweise mittels eines weiter unten beschriebenen,
über die Gitterroste schiebbaren Sprühgerätes, welches eine Abdeckhaube
aufweist, die ein Abprallen der Reinigungsflüssigkeit in die Lackierkabine
hinein verhindert. Da bei dieser Reinigung mittels des Sprühgerätes die zu
lackierenden Gegenstände in der Lackierkabine verbleiben, ist es unbedingt
erforderlich, jegliches Rückprallen der Reinigungsflüssigkeit zu vermeiden.
Aus diesem Grund bleibt während des ersten Reinigungsschrittes die oben
beschriebene Lüftungsanlage in Betrieb, die eine abwärts gerichtete Luftströmung
in der Lackierkabine erzeugt. Auch der beschriebene Reinigungskreislauf
der Lackierkabine mit einer umlaufenden Spülflüssigkeit oder
einem umlaufenden Waschwasser, in dem der Lack-Overspray aufgenommen
wird, bleibt in Betrieb. Der von oben nach unten gerichtete Luftstrom
vermeidet ein Aufsteigen des bei dem Sprühreinigen entstehenden Flüssigkeitsnebels.
Der Flüssigkeitskreislauf transportiert die bei dem Reinigen von
dem Gitterrost gelösten Lackpartikel zur Filteranlage der Lackierkabine.
In einem zweiten Arbeitsschritt wird - falls erforderlich - die übliche
externe Gitterrost-Reinigung durchgeführt. Hierzu werden die Gitterroste
am Ende einer längeren Betriebsperiode, vorzugsweise an jedem Wochenende,
aus der Lackierkabine entfernt und zu einer Reinigung in einer separaten
Reinigungsanlage gebracht.
Durch das erfindungsgemäße zweistufige Reinigungsverfahren wird vermieden,
daß während der Arbeitsschichten der häufig im Dreischichtbetrieb 24
Stunden am Tag laufenden Produktionsanlagen für Kraftfahrzeuge eine
Unterbrechung des Lackierbetriebs stattfindet. Lediglich in den Arbeitspausen,
welche in jeder Arbeitsschicht eingeplant sind und in denen der Lakkierbetrieb
gestoppt wird, ohne daß die Reinigungs- und Lüftungsanlage der
Lackierkabine abgeschaltet würde, erfolgt eine Gitterrost-Reinigung mittels
eines beweglichen Sprühgerätes. Diese Reinigung reduziert jedoch nicht die
für den Betrieb der Lackierkabine zur Verfügung stehende Betriebszeit, da
nur in den geplanten Unterbrechungen der Betriebszeit gereinigt wird.
Industrielle Fertigungsanlagen mit Lackierkabinen werden in der Regel
mindestens einmal in der Woche, meist an einem oder zwei Tagen des
Wochenendes, angehalten. Da durch die Vor-Ort-Reinigung mit dem
Sprühgerät die Verunreinigung der Gitterroste sehr gering gehalten werden
kann, muß die vollständige Reinigung in einer separaten Reinigungsanlage,
soweit sie überhaupt erforderlich ist, ausschließlich zu Zeiten erfolgt, in
denen die gesamte Fertigungsanlage stillsteht.
Je nach Dauer der geplanten Unterbrechung der Betriebszeit der Fertigungsanlage
am Wochenende können verschiedene Verfahren für die externe
Reinigung eingesetzt werden. Dauert die Unterbrechung beispielsweise nur 1
Arbeitstag, ist es empfehlenswert, nach dem Entfernen der Gitterroste aus
der Lackierkabine einen zweiten Satz Gitterroste in der Lackierkabine
auszulegen, damit während des nächsten 5 oder 6 Tage umfassenden Betriebszyklus
die verschmutzten Gitterroste gründlich gereinigt werden
können. Wird die Betriebszeit der Fertigungsanlage für einen längeren
Zeitraum, beispielsweise 2 Kalendertage, unterbrochen, kann die zur
Verfügung stehende Pausenzeit ausreichen, die zu lackierenden Gegenstände
aus der Lackierkabine zu entfernen, die Gitterroste zu entfernen (was
üblicherweise mehr als 1 Stunde Zeit in Anspruch nimmt), die Gitterroste zu
reinigen und wieder in der Kabine auszulegen, bevor der Fertigungsbetrieb
wieder aufgenommen wird. In diesem Fall lassen sich die Kosten durch das
neue Reinigungsverfahren zusätzlich dadurch senken, daß für jede Lackierkabine
nur ein Satz Gitterroste erforderlich ist und die Bereitstellung eines
zweiten Satzes für den Wechsel zwischen Betrieb und Reinigung entfallen
kann.
Da - wie erwähnt - vorzugsweise der Umlauf der Spülflüssigkeit (auch
Waschwasser genannt) des Reinigungskreislaufes der Lackierkabine während
der Reinigung mit dem Sprühgerät aufrechterhalten bleibt, wird bei einer
bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens als Reinigungsflüssigkeit die
genannte umlaufende Spülflüssigkeit selbst verwendet. Dieses Verfahrensmerkmal
hat mehrere wesentliche Vorteile. Zum einen ist die umlaufende
Spülflüssigkeit mit einem erheblichen Bestandteil an Koagulierungsmittel
versetzt und derart beschaffen, daß das Festkleben der Lackpartikel weitgehend
vermieden wird. Beim Reinigen der Gitterroste mit der umlaufenden
Spülflüssigkeit wird somit die Oberfläche der Gitterroste mit der Spülflüssigkeit
benetzt, wodurch ein erneutes Anhaften von Lackpartikeln und somit
eine erneute Verschmutzung des Gitterrostes reduziert wird. Weiterhin ist
durch die Verwendung der umlaufenden Spülflüssigkeit für die Vor-Ort-Reinigung
sichergestellt, daß das sorgsam eingestellte Mischungsverhältnis
der Spülflüssigkeit aus Wasser, Koagulierungsmittel und gegebenenfalls
Dispersions- oder Suspensionsmittel nicht verändert und dadurch nachteilig
beeinflußt wird. Bei der Verwendung von reinem Wasser würde während der
Reinigung die Spülflüssigkeit verdünnt, so daß ihr Mischungsverhältnis nach
jeder Reinigung neu eingestellt werden müßte, um die optimale Funktionsfähigkeit
der Spülflüssigkeit sicherzustellen. Durch die Wasserzufuhr würde
sich das Gesamtvolumen der Spülflüssigkeit erhöhen, wobei die Gefahr
besteht, daß ein kritischer Wert für das Gesamtvolumen überschritten wird.
Somit stellt die erfindungsgemäße Verwendung der Spülflüssigkeit sicher,
daß weder das Gesamtvolumen der Spülflüssigkeit beeinflußt wird noch ihre
stoffliche Zusammensetzung variiert wird. Das bei der Reinigung anfallende
Abwasser setzt sich wie das Waschwasser des Reinigungskreislaufs der
Lackieranlage aus der umlaufenden Spülflüssigkeit und darin dispergierten
Lackpartikeln zusammen. Dieses Gemisch kann ohne weiteres der in dem
Reinigungskreislauf der Lackierkabine vorhandenen Filteranlage zugeführt
werden, wobei die Lackpartikel ausgefiltert werden. Durch die erfindungsgemäße
Vor-Ort-Reinigung entfällt somit der größte Anteil des Abwassers
der separaten Reinigungsanlage für Gitterroste, welches separat zu behandeln
und zu entsorgen ist. Das zu behandelnde Abwasser in der Lackierkabine
wird nur um einen geringen Prozentsatz gesteigert. Hierdurch werden
keinesfalls die Reinigungs- und Filteranlagen der Lackierkabine überlastet.
Das Abwasser der Vor-Ort-Reinigung kann im wesentlichen ohne zusätzliche
Kosten und ohne zusätzlichen Aufwand durch die Reinigungs- und Filtereinrichtungen
der Lackierkabine aufgearbeitet werden. Die dabei entstehenden
Reststoffe entsprechen den Reststoffen aus dem normalen Betrieb der
Lackierkabine. Somit ist auch nur eine geringe Steigerung der Entsorgungskosten
zu beobachten.
Vorzugsweise wird zum Aussprühen der Reinigungsflüssigkeit auf die
Gitterroste ein Sprühgerät verwendet, welches auf einer Kreisbahn rotierende
Sprühdüsen aufweist. Dieses Sprühgerät ist vorzugsweise auf Rädern
durch die Lackierkabine rollbar, wobei die Sprühdüsen auf einer Kreisbahn
mit einem Durchmesser von beispielsweise 50 cm rotieren. Die Sprühdüsen
sind zur vertikalen Richtung schräg gestellt. Dadurch weist der Flüssigkeitsstrahl
eine in Umfangsrichtung der Kreisbahn verlaufende Komponente auf.
Der Antrieb der Sprühdüsen erfolgt somit durch die Massenträgheit der
ausgestoßenen Flüssigkeitspartikel. Die Sprühdüsen sind an drehbaren
Armen oder einer drehbaren Scheibe befestigt und drehen sich mit hoher
Drehzahl, so daß bei einem Verschieben des Sprühgerätes mit Schrittgeschwindigkeit
über die Gitterroste eine effektive Reinigung sämtlicher
Bereiche der Gitterroste erreicht werden kann.
Die Reinigungsflüssigkeit wird vorzugsweise mit einem Druck von weniger
als 600 bar, insbesondere im Bereich zwischen 400 und 500 bar, auf die
Gitterroste aufgesprüht. Frühere Reinigungsversuche der Gitterroste durch
Besprühen mit Wasser erforderten in der Regel einen Sprühdruck von 1000
bar. Bei einem derartig hohen Druck ließ es sich nicht vermeiden, daß
Sprühnebel des Reinigungswassers in die Lackierkabine eindringt. Dieses
Verfahren war somit nicht für eine in Betrieb befindliche Lackierkabine
geeignet, in der sich zu lackierende Gegenstände befinden. Der bevorzugte
niedrige Druck von weniger als 600 bar erzeugt bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren eine ausreichende Reinigungswirkung, da als Reinigungsflüssigkeit
die mit Koagulierungsmitteln und ggf. weiteren Zusätzen vermischte
Spülflüssigkeit des Reinigungskreislaufs der Lackierkabine verwendet wird.
Die bekannten, in der Einleitung beschriebenen Zusammensetzungen der
Spülflüssigkeit haben neben der Koagulierungswirkung in der Regel auch
eine entklebende Wirkung, so daß hierdurch sowohl die Neuverschmutzung
des gereinigten Gitterrostes als auch die Entfernung der Lackverunreinigungen
gefördert wird.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung der Gitterroste umfaßt
das oben beschriebene, über die Gitterroste schiebbare Sprühgerät mit auf
einer Kreisbahn rotierenden Sprühdüsen.
Wie bereits erwähnt, ermöglicht dieses Sprühgerät, bei dem die Sprühdüsen
vorzugsweise auf einer Kreisbahn mit einem Durchmesser von 50 cm mit
hoher Geschwindigkeit rotieren, eine schnelle und einfache Reinigung der
Gitterroste während einer Betriebspause. Das Sprühgerät kann mit Schrittgeschwindigkeit
über die Gitterroste geschoben werden.
Dabei sind die Sprühdüsen vorzugsweise auf einer Kreisbahn um eine
senkrechte Achse drehbar am Sprühgerät befestigt, wobei der aus der
Sprühdüse austretende Strahl eine tangential zur Kreisbahn verlaufende
Komponente aufweist. Die schräge Anordnung der Sprühdüsen hat zwei
Funktionen. Zum einen sorgt die in Richtung der Kreisbahn verlaufende
Komponente des Sprühstrahls dafür, daß sich die drehbar gehaltenen
Sprühdüsen mit hoher Geschwindigkeit auf der Kreisbahn um die Drehachse
drehen. Zum anderen stellt der schräge Sprühstrahl sicher, daß die Reinigungsflüssigkeit
der sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Sprühdüsen
über die gesamte Fläche der Stäbe der Gitterroste streift. Die schnelle
Drehbewegung in Kombination mit der langsamen Verschiebebewegung des
Sprühgerätes hat zur Folge, daß die Strahlen der Sprühdüsen in eng benachbarten
Bahnen über die Oberflächen der Stäbe der Gitterroste streifen, so
daß eine vollständige Reinigung stattfindet. Um sicherzustellen, daß die
Reinigung bis an die Unterkante der Stäbe der Gitterroste erfolgt, ist die
Neigung der Sprühdüsen zur vertikalen Richtung geringer zu wählen als die
Neigung einer gegen zwei einander gegenüberliegende Stäbe eines Gitterrostes
anliegenden Geraden. Wie oben erwähnt, bestehen die Stäbe der
Gitterroste aus sehr flachen und mehrere Zentimeter hohen Stahlblechen.
Der Abstand zwischen zwei benachbarten Stäben beträgt ebenfalls mehrere
Zentimeter. Es ist dafür Sorge zu tragen, daß ein auf die Unterkante eines
Stabes gerichteter Sprühstrahl nicht von der Oberkante eines benachbarten
Stabes abgedeckt wird. Aus diesem Grund muß die Neigung des Sprühstrahls
geringer gewählt werden als die Neigung einer Geraden, die an die Unterkante
eines ersten Stabes und an die Oberkante eines benachbarten Stabes
anliegt.
Wie oben erwähnt, ist es erforderlich, daß kein Sprühnebel der durch die
Sprühdüsen austretenden Reinigungsflüssigkeit in die Lackierkabine eindringt.
Aus diesem Grund sollten die Sprühdüsen vorzugsweise unter einer
Abdeckhaube des Sprühgerätes angeordnet sein. Bei einer besonders bevorzugten
Ausführungsform sind die Sprühdüsen am Rand einer drehbar unter
der Abdeckhaube befestigten Scheibe angeordnet. Die Abdeckhaube vermeidet
das Eintreten zurückprallender Flüssigkeitspartikel in den Bereich
oberhalb der Sprühdüsen. Die Scheibe ist der alternativen Lösung eines
drehbaren Armes, welcher eine Sprühdüse trägt, vorzuziehen. Ein Arm
erzeugt wie das Blatt eines Rasenmähers starke Luftverwirbelungen unterhalb
der Abdeckhaube. Eine sich drehende Scheibe erzeugt dagegen lediglich
eine geringe Grenzschichtströmung, die in größerer Entfernung zur Scheibe
kaum Wirkung zeigt. Außerdem wird durch eine geschlossene Scheibe die
Gefahr reduziert, daß der sich drehende Träger der Sprühdüse gegen ein
Hindernis auf dem Gitterrost prallt und entweder das Hindernis oder der
Träger der Sprühdüse beschädigt wird.
Für die Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit zu der Sprühdüse ist auf der
Oberseite der Scheibe, welche der Abdeckhaube zugewandt ist, eine Druckleitung
angeordnet, welche die Sprühdüse mit einem drehbaren Kupplungsstück
in der Mitte der Scheibe verbindet. Der feste Teil des Kupplungsstücks
ist an der Abdeckhaube befestigt. Der drehbare Teil des Kupplungsstücks ist
an der Scheibe befestigt und hält diese frei rotierend an der Abdeckhaube.
Das Kupplungsstück selbst weist einen Flüssigkeitskanal auf, der von einem
Druck-Anschlußstück an dem festen Teil und auf der Oberseite der Abdeckhaube
zu dem drehbaren Teil führt, welches mit der Scheibe verbunden ist.
Der Flüssigkeitskanal ist mit der Druckleitung auf der Oberseite der Scheibe
verbunden. Es ist darauf zu achten, daß die Scheibe keine Unwucht aufweist.
Deswegen sollten zwei oder mehr Sprühdüsen in gleichmäßigen
Winkelabständen auf dem Rand der Scheibe verteilt sein und mit jeweils
gleichen Druckleitungen zur Verbindung mit dem zentral an der Scheibe
angeordneten, drehbaren Teil des Kupplungsstücks ausgerüstet sein.
Wie oben erwähnt, wird vorzugsweise die umlaufende Spülflüssigkeit des
Reinigungskreislaufs der Lackierkabine als Reinigungsflüssigkeit benutzt.
Aus diesem Grund umfaßt die Vorrichtung zur Durchführung der Vorortreinigung
mit dem Sprühgerät einen Druckanschluß in der Lackierkabine, aus
dem die umlaufende Spülflüssigkeit des Reinigungskreislaufs der Lackierkabine
austritt. Vorzugsweise ist dieser Druckanschluß mit einem Vorratsbehälter
für diese Spülflüssigkeit verbunden. Ferner umfaßt die erfindungsgemäße
Vorrichtung vorzugsweise eine flexible Druckleitung, das heißt einen
Schlauch, zwischen dem Druckanschluß in der Lackierkabine und dem
Druck-Anschlußstück an dem Sprühgerät.
Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind nachfolgend
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die Zeichnungen zeigen in:
- Fig.
- 1 eine schematische Darstellung einer mit dem erfindungsgemäßen System versehenen Lackierkabine,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Sprühgerät,
- Fig. 3
- eine Seitenansicht des Sprühgeräts aus Fig. 2,
- Fig. 4
- eine geschnittene Darstellung der Abdeckhaube mit Drehscheibe und Sprühdüsen des Sprühgeräts aus den Fig. 2 und 3,
- Fig. 5
- eine Draufsicht auf die Kreisbahn der Bewegung einer Sprühdüse,
- Fig. 6
- eine Seitenansicht der Bewegungsebene der Sprühdüse,
- Fig. 7
- eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Gitterrostes mit dem eingezeichneten Vektor des Sprühstrahls.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer typischen Lackierkabine 1
zum Lackieren einer Autokarosserie 2 dargestellt. In der Lackierkabine 1
befindet sich ein nur schematisch dargestelltes Transportsystem 3 für die
Autokarosserie 2 sowie ein System von Sprühvorrichtungen 4,5,6, mit dem
ein Lack, beispielsweise ein Grundierungslack, ein Farblack oder ein
Klarlack auf die Autokarosserie 2 aufgebracht wird.
Innerhalb der Lackierkabine 1 herrscht ein durch ein im Bereich der Decke
befindliches Gebläse 7,8 erzeugter, nach unten gerichteter Luftstrom. Dieser
Luftstrom reißt die aus den Sprühvorrichtungen 4,5,6 austretenden Lackpartikel,
welche nicht auf die Oberfläche der Autokarosserie 2 aufgetragen
werden, mit und transportiert sie durch den Boden der Lackierkabine 1
hindurch, der von mehreren Gitterrosten 9 gebildet wird. Der überschüssige
Lack, auch "Overspray" genannt, sinkt entsprechend der in Fig. 1 erkennbaren
Pfeile weiter ab. Der Overspray trifft auf die Spülflüssigkeit 10 einer
unter der Bezeichnung "Venturi-Wäscher" bekannten Vorrichtung, welche
den Lack-Overspray weitgehend von der Luft trennt und einer Filteranlage
zuführt. Diese Vorrichtung besteht aus zwei Auffangflächen 11,12. Es ist
sichergestellt, daß sich auf der gesamten Oberfläche der Auffangflächen
11,12 eine ununterbrochene Schicht der Spülflüssigkeit 10 befindet, welche
aus seitlichen Überlaufbehältern auf die Auffangflächen 11,12 fließt. Neben
den in der Fig. 1 dargestellten schrägen Auffangflächen 11,12 sind auch
z.B. aus der DE 197 32 208 C2 stufenförmige Auffangflächen bekannt,
welche kleine Staustufen für die kontinuierlich zugeführte Spülflüssigkeit
bilden. Die durch die Luftströmung nach unten transportierten Lackpartikel
treffen auf die Oberfläche der Spülflüssigkeit 10. Die Spülflüssigkeit 10
enthält Koagulierungsmittel und gegebenenfalls Dispersions- oder Suspensionsmittel,
welche es ermöglichen, die Lackpartikel in einer geeigneten
Dispersion in der Spülflüssigkeit 10 zu halten. Die Spülflüssigkeit 10 strömt
nach unten zu einem Spalt 13 zwischen den beiden Auffangflächen 11,12.
Dieser Spalt 13 wird "Venturi-Spalt" genannt und ermöglicht den Durchtritt
der die Lackierkabine 1 durchströmenden Luft zu einem Luftaustritt 14. Die
Spülflüssigkeit 10 wird durch ein Abflußrohr 15 einer Filteranlage 16
zugeführt. Von der Filteranlage 16 strömt die Spülflüssigkeit in einen
Vorratsbehälter 17. Aus dem Vorratsbehälter 17 werden die Zuströmleitungen
18,19 des Spülflüssigkeitskreislaufs gespeist, welche die Spülflüssigkeit
wieder auf die Auffangflächen 11,12 leiten.
Von dem Vorratsbehälter 17 geht eine weitere Leitung 20 ab, welche zu
einem Hochdruckanschluß 21 für Spülflüssigkeit 10 in der Lackierkabine 1
führt. Der Hochdruckanschluß 21 ist mit einem geeigneten Kompressor
versehen oder gekoppelt, der die Spülflüssigkeit auf einen Druck von etwa
500 bar komprimiert. Über eine flexible Druckleitung 22, das heißt einen
druckbeständigen Schlauch, ist an dem Druckanschluß 21 in der Lackierkabine
1 ein Sprühgerät 23 angeschlossen, welches in den Fig. 2 bis 4 eingehender
beschrieben wird.
Das Sprühgerät 23 ist manuell durch einen Arbeiter zu schieben und erinnert
in seiner Form an einen großen Industriestaubsauger. Es besteht aus einem
Fahrgestell mit zwei auf einer hinteren Achse 24 angeordneten starren
Rädern 25 und einem lenkbaren Vorderrad 26 am vorderen Ende des
Sprühgerätes 23. Das Fahrgestell weist zwei etwa in Hüfthöhe befindliche
Handgriffe 27 auf und trägt eine kreisrunde Abdeckhaube 28. Die Abdeckhaube
28 weist in ihrer Mitte ein hydraulisches Kupplungsstück 29 auf,
welches einen starren, mit der Abdeckhaube 28 verbundenen oberen Teil 30
und einen drehbaren Teil 31 aufweist. An den starren Teil 30 ist ein Druckschlauch
32 angeschlossen. Der Druckschlauch 32 führt zu einem Druck-Anschlußstück
33 an dem Sprühgerät 23. Das Druck-Anschlußstück 33 ist
mit einem Absperrhahn 34 versehen. Mit dem Absperrhahn 34 kann der
Fluidstrom des in das Druck-Anschlußstück 33 geleiteten Fluids zu dem
Kupplungsstück 29 unterbrochen werden. Das Druck-Anschlußstück 33 ist -
wie in Fig. 1 erkennbar - mit dem Hochdruckanschluß 21 für die Sprühflüssigkeit
in der Lackierkabine 1 verbunden.
An dem drehbaren Teil 31 des Kupplungsstücks 29 ist eine Scheibe 35
befestigt. An dem Rand dieser Scheibe 35 sind einander diametral gegenüberliegend
zwei Sprühdüsen 36 befestigt. Das Kupplungsstück 29 weist
einen zentralen, axialen Flüssigkeitskanal 37 auf, der sich durch das starre
Teil 30 hindurch bis in das drehbare Teil 31 erstreckt. In dem drehbaren
Teil 31 zweigen von dem zentralen Flüssigkeitskanal 37 in Form eines
umgedrehten T zwei quer verlaufende Kanäle 38 ab. Am Ende der Querkanäle
38 sind Verbindungsstücke 39 angeordnet, welche jeweils einen
Querkanal 38 mit einer Druckleitung 40 auf der Oberseite der Scheibe
verbinden. Jede der Druckleitungen 40 führt zu einer der Sprühdüsen 36.
Wie in den Fig. 5 und 6 zu erkennen ist, sind die Sprühdüsen 36 zur
horizontalen Richtung derart geneigt, daß der Flüssigkeitsstrahl, der aus der
Sprühdüse 36 austritt, eine tangential zur Kreisbahn verlaufende Komponente
aufweist. Die Bewegungsrichtung und Austrittsgeschwindigkeit der
Flüssigkeit aus der Sprühdüse 36 ist in Fig. 6 durch den Vektor V gekennzeichnet.
Die in der Ebene der Kreisbahn, auf der sich die Sprühdüse 36
bewegt, liegende tangentiale Komponente ist in Fig. 5 dargestellt und mit V'
gekennzeichnet.
Durch die tangentiale Komponente V' der aus der Sprühdüse 36 austretenden
Flüssigkeit wird die in Fig. 4 erkennbare Scheibe 35, welche die Sprühdüsen
36 trägt, in eine Drehbewegung versetzt. Da die aus den Sprühdüsen 36
austretende Flüssigkeit unter einem hohen Druck bis zum 500 bar steht, ist
die Drehgeschwindigkeit der Scheibe 35 sehr hoch.
Die Fig. 7 zeigt ein weiteres Kriterium, welches von der Richtung des aus
der Sprühdüse 36 austretenden Strahls der Reinigungsflüssigkeit eingehalten
werden sollte. Die wiederum durch den Vektor V dargestellte Richtung des
austretenden Flüssigkeitsstrahls sollte eine geringere Neigung zur vertikalen
Richtung aufweisen als eine ebenfalls in Fig. 7 erkennbare Gerade G, die
gegen zwei benachbarte Stäbe 41 des Gitterrostes 9 anliegt. Diese Gesetzmäßigkeit
sollte an dem kleinsten Abstand zwischen zwei benachbarten
Gitterstäben 41 eingehalten werden. Sie stellt sicher, daß unabhängig von
der Einstrahlrichtung des in Richtung des Vektors V in Fig. 7 verlaufenden
Flüssigkeitsstrahls der Flüssigkeitsstrahl die gesamte Höhe eines Gitterstabes
41 bis zu seiner unteren Kante abspült, bevor er auf die obere Kante des
darauf folgenden Gitterstabs 41 trifft.
Die in den Zeichnungen dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung wird zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt, indem in allen
Arbeitspausen zumindest ein Abschnitt der Gitterroste 9 in einer Lackierkabine
1 mittels des Sprühgerätes 23 durch einen Reinigungsarbeiter gereinigt
wird. Bei großen Lackierkabinen 1 können auch gleichzeitig mehrere
Sprühgeräte 23 durch mehrere Arbeiter in einer Lackierkabine 1 eingesetzt
werden. Während der 15 bis 30 Minuten, die eine derartige Arbeitspause im
allgemeinen dauert, kann zumindest ein. Teil der Gitterroste 9 durch das
Sprühgerät 23 gereinigt werden. Bei dem Reinigungsvorgang werden die auf
dem Gitterrost 9 haftenden Lackpartikel gelöst und in die Spülflüssigkeit 10
des Venturi-Wäschers geleitet. Da zur Reinigung mit dem Sprühgerät 23 die
Spülflüssigkeit 10 aus dem Vorratsbehälter 17 verwendet wird, wird durch
den Reinigungsvorgang die Zusammensetzung der Spülflüssigkeit 10 nicht
beeinflußt. Die bei der Reinigung anfallende, mit Lackpartikeln versetzte
Spülflüssigkeit 10 wird durch die Filteranlage 16 geleitet, welche zum
Ausfiltern derartiger Partikel ausgelegt ist. Durch diesen Reinigungsvorgang
werden somit keine erheblichen zusätzlichen Kosten für die Entsorgung der
Abwässer aus der Gitterrostreinigung erzeugt.
Durch die Abdeckung der Sprühdüsen 36 mit der Abdeckhaube 28 und durch
den vorzugsweise verwendeten, relativ niedrigen Druck zwischen 400 und
500 bar ist sichergestellt, daß bei diesem Reinigungsvorgang kein Sprühnebel
der Reinigungsflüssigkeit nach oben in die Lackierkabine 1 abprallt und
auf die dort befindlichen Karosserien 2 treffen kann. Die wirksame Reinigung
auch bei recht niedrigen Drücken ist durch die Konstruktion des
Sprühgerätes und durch die Verwendung der Spülflüssigkeit 10 des Reinigungskreislaufs
der Lackierkabine 1 sichergestellt. Die Spülflüssigkeit 10
enthält Koaguliermittel und beschleunigt das Ablösen des Lackes von dem
Gitterrost 9. Weiterhin sind in der Regel Dispersions- und Suspensionsmittel
in der Spülflüssigkeit enthalten, welche sicherstellen, daß die abgelösten
Lackpartikel in geeigneter Form durch die Spülflüssigkeit 10 aufgenommen
und zur Filteranlage 16 abtransportiert werden.
Die Verwendung eines relativ niedrigen Drucks hat weiterhin Vorteile in
bezug auf die Lärmbelastung der anwesenden Personen und Reinigungsarbeiter.
Bei höheren Drücken steigt diese Lärmbelastung erheblich. Bei dem
angewandten Druck zwischen 400 und 500 bar ist die Lärmbelastung auf ein
erträgliches Maß begrenzt.
Es ist festzuhalten, daß der erfindungsgemäße Reinigungsschritt mit dem
Sprühgerät in den durch Arbeitsschutzbestimmungen und Tarifverträgen
gesicherten Arbeitspausen erfolgt und somit die effektiven Betriebszeiten der
Lackierkabine 1 in keiner Weise beeinflußt. Es müssen keine zu bearbeitenden
Karosserien für diese Vor-Ort-Reinigung aus der Lackierkabine 1
entfernt werden.
Die in der Vergangenheit mehrmals in einer Woche anfallende Komplettreinigung
der Gitterroste 9 kann sehr viel seltener durchgeführt werden. Es ist
beispielsweise möglich, nur noch einmal pro Woche in der produktionsfreien
Zeit am Wochenende eine Komplettreinigung der Gitterroste 9 durchzuführen.
Hierdurch wird erheblich die Unterbrechungen der Produktionszeiten
reduziert. Außerdem werden die bei der Komplettreinigung anfallenden,
gesondert zu behandelnden und zu entsorgenden Abwässer auf ein Minimum
reduziert. Ferner wird die schwere körperliche Arbeit, welche mit dem
Entfernen der Gitterroste 9 aus der Lackierkabine 1, dem Transport der
Gitterroste 9 zur Reinigungsanlage auf speziellen Transportgestellen und
dem Wiedereinbau der gereinigten Gitterroste 9 verbunden ist, erheblich
reduziert.
- 1
- Lackierkabine
- 2
- Autokarosserie
- 3
- Transportsystem
- 4
- Sprühvorrichtung
- 5
- Sprühvorrichtung
- 6
- Sprühvorrichtung
- 7
- Gebläse
- 8
- Gebläse
- 9
- Gitterrost
- 10
- Spülflüssigkeit
- 11
- Auffangfläche
- 12
- Auffangfläche
- 13
- Venturi-Spalt
- 14
- Luftaustritt
- 15
- Abflußrohr
- 16
- Filteranlage
- 17
- Vorratsbehälter
- 18
- Zuströmleitung
- 19
- Zuströmleitung
- 20
- Leitung
- 21
- Hochdruckanschluß
- 22
- Druckleitung
- 23
- Sprühgerät
- 24
- Hinterachse
- 25
- starres Rad
- 26
- Vorderrad
- 27
- Handgriff
- 28
- Abdeckhaube
- 29
- Kupplungsstück
- 30
- fester Teil
- 31
- drehbarer Teil
- 32
- Druckschlauch
- 33
- Druck-Anschlußstück
- 34
- Absperrhahn
- 35
- Scheibe
- 36
- Sprühdüse
- 37
- Flüssigkeitskanal
- 38
- Querkanal
- 39
- Verbindungsstück
- 40
- Druckleitung
- 41
- Gitterstab
- V
- Vektor
- V'
- tangentiale Komponente
- G
- Gerade
Claims (15)
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- Verfahren zur Reinigung der die Bodenfläche einer Lackierkabine (1) bildenden Gitterroste (9), gekennzeichnet durch das Reinigen der Gitterroste (9) in kurzen Zeitabständen, vorzugsweise mindestens einmal an jedem Arbeitstag, in situ in der Lackierkabine (1) durch Besprühen mit einer Reinigungsflüssigkeit (10) unter Hochdruck während einer Arbeitspause.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterroste (9) am Ende einer längeren, vorzugsweise mehrere Arbeitstage, umfassenden Betriebsperiode aus der Lackierkabine (1) entfernt und in einer separaten Reinigungsanlage gereinigt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungsflüssigkeit eine umlaufende Spülflüssigkeit (10) verwendet wird, welche während des Lackiervorgangs über mindestens eine Auffangfläche (11,12) unterhalb der Gitterroste (9) fließt und durch eine Filteranlage (16) geleitet wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülflüssigkeit (10) ein Koagulierungsmittel enthält.
- Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Besprühens der Gitterroste (9) der Reinigungskreislauf, welcher die Spülflüssigkeit (10) über die Auffangflächen unterhalb der Gitterroste (9) und durch eine Filteranlage fördert, in Betrieb bleibt.
- Verfahren einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsflüssigkeit (10) mit einem über die Gitterroste (9) schiebbaren Sprühgerät (23) mit auf einer Kreisbahn rotierenden Sprühdüsen (36) aufgesprüht wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsflüssigkeit (10) mit einem Druck von weniger als 600 bar aufgesprüht wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen der Gitterroste (9) aus der Lackierkabine (1) zum Reinigen in der Reinigungsanlage ein zweiter Satz Gitterroste (9) in der Lackierkabine (1) ausgelegt wird.
- Vorrichtung zur Reinigung der die Bodenfläche einer Lackierkabine (1) bildenden Gitterroste (9), gekennzeichnet durch ein über die Gitterroste (9) schiebbares Sprühgerät (23) mit auf einer Kreisbahn rotierenden Sprühdüsen (36).
- Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (36) auf einer Kreisbahn um eine senkrechte Achse drehbar am Sprühgerät (23) befestigt sind, wobei der aus der Sprühdüse (36) austretende Strahl eine tangential zur Kreisbahn verlaufende Komponente (V') aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Sprühdüsen (36) zur vertikalen Richtung geringer ist als die Neigung einer gegen zwei einander gegenüberliegende Stäbe (41) eines Gitterrostes (9) anliegenden Geraden (G).
- Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (36) unter einer Abdeckhaube (28) des Sprühgerätes (23) angeordnet sind, wobei die Abdeckhaube (28) vorzugsweise aus Stahl besteht.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (36) am Rand einer drehbar unter der Abdeckhaube (28) befestigten Scheibe (35) angeordnet sind, welche vorzugsweise ebenfalls aus Stahl besteht.
- Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Abdeckhaube (28) zugewandten Seite der Scheibe (35) mindestens eine Druckleitung (40) verläuft, welche eine Sprühdüse (36) mit einem drehbaren Kupplungsstück (29) in der Mitte der Scheibe (35) verbindet, wobei der feste Teil (30) des Kupplungsstücks (29) an der Abdeckhaube (28) und der drehbare Teil (31) des Kupplungsstücks (29) an der Scheibe (35) befestigt ist und das Kupplungsstück (29) einen Flüssigkeitskanal (37-39) aufweist, der von einem Druck-Anschlußstück (33) außerhalb der Abdeckhaube (28) zu der Druckleitung (40) führt.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen in der Lackierkabine (1) angeordneten Druckanschluß (21) aufweist, aus dem eine umlaufende Spülflüssigkeit (10) aus dem Reinigungskreislauf der Lackierkabine (1) austritt, und daß sie eine flexible Druckleitung (22) zwischen dem Druckanschluß (21) und einem Druck-Anschlußstück (33) an dem Sprühgerät (23) umfaßt.