EP1312419B1

EP1312419B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung der Gitterroste einer Lackierkabine

Info

Publication number: EP1312419B1
Application number: EP02009734A
Authority: EP
Inventors: Siegfried Hamm
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: DE50202418D1; DE10155759A1; ATE290436T1; EP1312419A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der die Bodenfläche einer Lackierkabine bildenden Gitterroste gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

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. Eine solche Lackierkabine, gemäß dem Oberbegriffs des Anspruchs 1, ist aus DE 9 110 651 U bekannt. 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.

Weitere Verfahren zur Reinigung der die Bodenfläche einer Lackierkabine bildenden Gitterroste gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sind aus den Druckschriften DE 91 10 651.6 U, GB 2 228 186 A, DE 29 00 439 A, US 4 219 155 und FR 2 515 075 bekannt. Bei diesen Verfahren werden die Gitterroste in situ in der Lackierkabine durch Besprühen mit einer Reinigungsflüssigkeit unter Hochdruck gereinigt. In der DE 29 00 439 A und der GB 2 228 186 A wird ein über die Gitterroste schiebbares Sprühgerät mit auf einer Kreisbahn rotierenden Sprühdüsen beschrieben. In den Zeichnungen der Schriften wird ausschließlich die Reinigung leerer Lackierkabinen dargestellt, aus denen vor der Reinigung die zu lackierenden Gegenstände entfernt wurden. Auch in der Beschreibung dieser Druckschriften ist nichts anderes offenbart. Dies deckt sich mit der Beobachtung des Erfinders, nämlich daß vor dem Reinigen der Lackierkabinen aus Sorge vor der Verschmutzung der Oberflächen der zu lackierenden Gegenstände diese vollständig aus der Lackierkabine heraus geräumt werden. Dies bedeutet einen beachtlichen Zeitaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die Reinigung der Gitterroste einer Lackierkabine sowie eine zu dessen Durchführung 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 erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das Entfernen der Gitterroste zur Reinigung in einer separaten Reinigungsanlage kann dabei 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 Lackierbetrieb 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 Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 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 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 miteinem System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens versehenen Lackierkabine,
Fig. 2: eine Draufsicht auf ein 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 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.

Bezugszeichenliste:

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
211: Hochdruckanschluß
22: Druckleitung
23: Sprühgerät
24: Hinterachse
25: starres Rad
26: Vorderrad
27: Handgriff
28: Abdeckhaube
29: Kupplungsstück
30: fester Teil
31 1: 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

Verfahren zur Reinigung der die Bodenfläche einer Lackierkabine (1) bildenden Gitterroste (9) in situ in der Lackierkabine ( 1 ) durch Besprühen mit einer Reinigungsflüssigkeit (10) unter Hochdruck, gekennzeichnet durch das Reinigen der Gitterroste (9) in kurzen Zeitabständen, vorzugsweise mindestens einmal an jedem Arbeitstag, während einer Arbeitspause bei in der Lackierkabine verbleibenden, zu lackierenden Gegenständen, wobei während des Reinigens die Lüftungsanlage in Betrieb bleibt und eine abwärts gerichtete Luftströmung in der Lackierkabine erzeugt.
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 einem der vorangehenden Ansprüche, 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.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu seiner Durchführung ein über die Gitterroste (9) schiebbares Sprühgerät (23) mit auf einer Kreisbahn rotierenden Sprühdüsen (36) verwendet wird. .
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (36) auf einer Kreisbahn um eine senkrechte Achse drehbar am Sprühgerät (23) befestigt werden, wobei der aus der Sprühdüse (36) austretende Strahl eine tangential zur Kreisbahn verlaufende Komponente (V') aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Sprühdüsen (36) zur vertikalen Richtung geringer als die Neigung einer gegen zwei einander gegenüberliegende Stäbe (41) eines Gitterrostes (9) anliegenden Geraden (G) gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (36) unter einer Abdeckhaube (28) des Sprühgerätes (23) angeordnet werden, wobei die Abdeckhaube (28) vorzugsweise aus Stahl besteht.
Verfahren 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 werden, welche vorzugsweise ebenfalls aus Stahl besteht.