EP1321731A1 - Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage, insbesondere für eine Lackbeschichtung - Google Patents

Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage, insbesondere für eine Lackbeschichtung Download PDF

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EP1321731A1
EP1321731A1 EP01130788A EP01130788A EP1321731A1 EP 1321731 A1 EP1321731 A1 EP 1321731A1 EP 01130788 A EP01130788 A EP 01130788A EP 01130788 A EP01130788 A EP 01130788A EP 1321731 A1 EP1321731 A1 EP 1321731A1
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EP
European Patent Office
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coating
transmitter
energy transmitter
coating material
drying system
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EP1321731B1 (de
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Helmut Reichelt
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Moletherm Holding AG
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Moletherm Holding AG
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Priority to EP01130788A priority patent/EP1321731B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/30—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements

Definitions

  • the invention relates to an energy transmitter as part of a coating and / or drying plant, in particular for a paint coating the preamble of claim 1.
  • Different coating materials are used in conventional painting processes partly in several layers, such as powder coatings, fillers, basecoats, Clear varnishes, etc. are used, which at reaction temperatures of about 80 ° to about 200 ° must be melted or dried.
  • Coating systems that are used for standard painting of many components, such as housings, bodies, metal structural parts, etc. designed conventional convection drying is carried out with hot air, which require enormous energy costs and long drying times.
  • the hot air heated by heating elements is used here as an energy transmitter. With continuous transport of the components through drying tunnels these have a large length, so that they are correspondingly complex Constructions in large building complexes are required.
  • these Coating and painting systems with conventional conventional circulating air drying hot air also connects multi-stage processes known with other energy transmitters with which energy in the paint coating applied for the purpose of melting and / or drying becomes:
  • a painting system in which a two-stage for drying the paint Drying process is used (DE 195 03 775 C1), in which first drying stage can be used as an energy transmitter infrared radiator.
  • first drying stage can be used as an energy transmitter infrared radiator.
  • a problem with these infrared emitters is that the radiation intensity and thus the effective energy load in the coating material decreases with the square of the distance. So here are the The shape of the infrared emitter precisely matches the object to be dried adapted and by means of controlled actuators in the manner of robots can be brought to the surface at a short distance, so that too Increasing effectiveness leaves a small gap. This represents one considerable expenditure on equipment.
  • a painting system is known (DE 38 14871 A1), in which only an infrared drying is used, which with a radiation frequency in Near-infrared (NIR) works at 1.0 to 4.0 ⁇ m.
  • NIR Near-infrared
  • the aforementioned ones occur Problems for efficient energy supply.
  • hidden areas such as undercut Area where the IR radiation does not hit directly, only slightly warmed and be cured.
  • the object of the invention is therefore an energy transmitter as a component a coating and / or drying system, in particular for a paint coating to create with the essential process energy savings possible are.
  • the energy transmitter comprises at least two transmitter surface elements as antenna elements.
  • Each of the transmitter sheet elements has a glass carrier plate that has a radiation layer on a glass back surface carries and their opposite free glass front surface a position for an object to be dried or a surface of a component is directed with applied coating material.
  • a surface reflector arranged from metal material.
  • the respective radiation layer is designed to emit electromagnetic radiation in a frequency band, the frequency band having to cover at least characteristic natural frequencies in the infrared of an object or coating material to be dried. Such molecular natural frequencies are in particular in the ultra-infrared range from approx. 10 -9 to 10 -12 Hertz.
  • the radiation layer can be excited by means of a control device to emit the at least one frequency band, so that natural frequencies of the object to be dried or the coating material can be excited in resonance.
  • the arrangement looks for the appropriate corresponding resonance frequency to a natural frequency from the emitted frequency band for targeted energy application with high energy density in accordance with conventional resonance processes.
  • coating and / or drying systems can thus be used according to the invention can be built with much less energy and time can be operated.
  • transmitter surface elements In a specific arrangement of the transmitter surface elements according to claim 2 these are rectangular or square with flat glass surfaces trained and overall in at least one plane, preferably in each other arranged opposite levels. This makes it easier constructive structure with advantageous large-area total radiation areas for an effective energy supply. Experiments have shown that a particularly effective radiation with transmitter surface elements Edge lengths of approximately 20 cm to 80 cm, preferably of approximately 40 cm, are possible.
  • the Levels of the transmitter surface elements are inside walls of a tunnel and on the side walls and / or on the ceiling wall and / or on the bottom wall arranged.
  • Components for paint drying can be transported automatically.
  • a radiation layer is claimed, which are highly suitable for the emission of the specified frequency bands is.
  • Claim 6 is to further concretizations and advantageous Refinements directed.
  • the transmitter surface elements each have opposite Side areas of the equipped with the radiation layer Glass back surfaces of electrical conductors, with all transmitter surface elements connected in parallel with a harmonic generator of the control device are.
  • the harmonic generator comprises an electrical component, which, when controlled with a control oscillation, has a steep current rise rate has and thus to generate a high harmonic content suitable is.
  • These conductors are preferably called copper foil tapes formed, a coupling to the radiation layer capacitive or done inductively.
  • a triac or double MOSFET is suitable or, if appropriate an ultra-fast switch.
  • the radiation layer acts with such an excitation in the manner of a frequency transformer, with relatively smaller excitation frequencies to the high radiation frequencies with the specified Leading the infrared frequency band.
  • the excitation frequency is the Transmitter surface elements a wide coverage of natural frequency ranges possible if this is necessary for specific applications. This can apply, for example, if material mixtures are used as coating material are used, which are relatively far apart, for the invention Have suitable natural frequencies for resonance purposes.
  • the surface reflector should consist of at least one load-bearing one Metal sheet be formed, on which the transmitter surface elements via insulation elements are held.
  • the distance between the surface reflector and The transmitter surface elements are approx. 1 cm for an optimal effect up to 10 cm preferably approx. at 4 cm. This distance is easy by one corresponding design of the insulation elements can be specified.
  • Such Arrangement results in a simple and inexpensive construction.
  • the area reflector itself can turn without the need for electrical installation be mounted on suitable frames or walls.
  • the radiation layer is in such an arrangement in the intermediate gap between the Transmitter surface elements and the surface reflector and is therefore advantageous even in rough operation against mechanical and possibly chemical influences protected.
  • the uncoated facing outwards Glass surface is largely insensitive and can in particular be simple kept clean, what an effective and interference-free radiation is essential.
  • the uncoated glass surfaces are also common from the in paint shops during melting and drying Chemicals such as solvent vapors etc. are not attacked. Long, trouble-free downtimes with little maintenance thus guaranteed.
  • claim 10 is also the structure of an automated paint coating system claimed, being the first in a first facility Station the coating material in liquid or powder or granular Shape is applied.
  • a second device comprises the above in a second station described energy transmitter, whereby the coating-free material, preferably a powder coating material, meltable and / or dryable is. This means that very little energy is required and treatment times are short flawless, good-holding coatings achieved.
  • To be coated Components such as metal structural parts, bodies or metal housings can in preferably tunnel-like systems, continuously or if necessary intermittently by means of transport devices such. B. with conveyor belts are transported automatically.
  • Powder coatings with natural frequencies in the range of the wave numbers from approximately 1000 to 1800 cm -1 which are applied according to claim 13 to components made of metal material, have proven to be particularly suitable.
  • This coating and drying system 2 has a first device for applying a z. B. powder coating as a coating material on a surface of a component to be coated 3, z. B. a motor vehicle body.
  • the powder coating has natural frequencies in the range of the wave numbers of approx. 1000 to 1,800 cm -1 and is applied electrostatically to component 3 in the first device.
  • the component 3 together with the electrostatically adhering powder coating is conveyed continuously or intermittently through the first device (not shown here) by means of a transport device 4 and, after passing through this first station, arrives at a second station 5, shown schematically and in perspective in FIG is arranged downstream and comprises a tunnel 7, through which the component 3 is conveyed continuously or intermittently in the desired manner by means of the transport device 4.
  • transmitter surface elements are on the inner walls of tunnel 7, d. H. on the side walls 8 and 9 on the ceiling walls a plurality of transmitter surface elements forming the energy transmitter 1 10 arranged, which are preferably essentially together adjoin and z. B. form a narrow gap between them, in the as shown schematically in Fig. 2, an elastically insulating Sealing tape 21 can be used.
  • These transmitter surface elements are exemplary here formed approximately rectangular and each have a glass support plate 11, as shown in particular in FIGS. 2 and 3, the enlarged show schematic detailed representations, can be seen.
  • This glass support plate 11 carries on a glass rear surface 12 schematically in the representation of FIG.
  • This Harmonic generator of the control device 16 comprises an electrical one Block that has a steep slope when triggered with a drive vibration Has current rate of increase corresponding to a steep rising edge and is therefore suitable for generating a high harmonic content. This allows the transmitter surface elements 10 with a frequency in Megahertz range or be excited with a frequency in the gigahertz range.
  • a free glass front surface 17 opposite the glass rear surface 12 Transmitter surface elements 10 are directed towards the motor vehicle body 3.
  • the inner walls 18 of the tunnel 7 here form a surface reflector 20 and are formed from a load-bearing metal sheet, on which is shown in FIG Isolation elements 19 held the transmitter surface elements 10 are.
  • the distance between the surface reflector 20 and the transmitter surface elements 10 is z. B. approximately between 1 cm to 10 cm.
  • the transport device 4 As soon as the component 3 with the electrostatically adhering powder coating the transport device 4 is transported through the tunnel 7 is by the respective radiation layer 13 on the transmitter surface elements 10 a emitted electromagnetic radiation in the infrared, the frequency band of which characteristic natural frequencies of the powder coating covered, so that this is melted onto component 3 and dried.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Energietransmitter (1) als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage (2), insbesondere für eine Lackbeschichtung. Erfindungsgemäß umfasst der Energietransmitter (1) wenigstens zwei Transmitter-Flächenelemente (10) als Antennenelemente, wobei jedes der Transmitter-Flächenelemente (10) eine Glasträgerplatte (11) aufweist, die auf einer Glasrückfläche (12) eine Abstrahlschicht (13) trägt und deren gegenüberliegende freie Glasvorderfläche (17) auf eine Position für ein zu trocknendes Objekt oder eine Oberfläche eines Bauteils (3) mit aufgetragenem Beschichtungsmaterial gerichtet ist. Weiter ist im Abstand in etwa parallel zu der Glasrückfläche (12) und wenigstens in deren Größe ein Flächenreflektor (20) aus Metallmaterial angeordnet, wobei die jeweilige Abstrahlschicht (13) zur Abgabe einer elektromagnetischer Strahlung in einem Frequenzband ausgelegt ist und das Frequenzband wenigstens charakteristische Eigenfrequenzen im Ultrarot eines zu trocknenden Objekts oder Beschichtungsmaterials überdeckt und wobei die Abstrahlschicht (13) mittels einer Steuereinrichtung (16) zur Abgabe des wenigstens einen Frequenzbandes anregbar ist, so dass Eigenfrequenzen des zu trocknenden Objekts oder des Beschichtungsmaterials in Resonanz anregbar sind. Dabei ist die Abstrahlschicht (13) mittels der Steuereinrichtung (16) so zur Abgabe eines bestimmten Frequenzbandes anregbar, dass Eigenfrequenzen des Beschichtungsmaterials in Resonanz angeregt werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage, insbesondere für eine Lackbeschichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei herkömmlichen Lackierungsprozessen werden unterschiedliche Lackmaterialien zum Teil in mehreren Schichten, wie Pulverlacke, Füller, Basislacke, Klarlacke, etc. verwendet, die bei Reaktionstemperaturen von ca. 80° bis ca. 200° aufgeschmolzen bzw. getrocknet werden müssen. In allgemein bekannten Beschichtungsanlagen, die für serienmäßige Lackierungen vieler Bauteile, wie beispielsweise von Gehäusen, Karosserien, Metallstrukturteilen, etc. ausgelegt sind, werden konventionelle Umluft-Trocknungen mit Heißluft durchgeführt, die enorme Energiekosten und lange Trocknungszeiten erfordern. Als Energietransmitter ist hier die durch Heizelemente aufgeheizte Heißluft eingesetzt. Bei einem kontinuierlichen Transport der Bauteile durch Trocknungs-Tunnels haben diese eine große Länge, so dass entsprechend aufwendige Konstruktionen in großen Gebäudekomplexen erforderlich sind. Neben diesen Beschichtungs- und Lackieranlagen mit konventionellen herkömmlichen Umlufttrocknungen durch Heißluft sind auch mehrstufige Verfahren in Verbindung mit anderen Energietransmittern bekannt, mit denen Energie in der Lackbeschichtung zum Zwecke des Aufschmelzens und/oder Trocknens aufgebracht wird:
Bei einer bekannten Lackieranlage (DE 198 57 940 C1) wird eine kombinierte UV/IR-Härtung ausgenutzt, wobei in mehreren aufeinanderfolgenden Bestrahlungsintervallen auszuhärtendes Lackmaterial mit IR- und mit UV-Strahlung abwechselnd bestrahlt wird. Hierzu ist ein spezielles teures Lackmaterial erforderlich, wobei die Anwendung bevorzugt bei Reparaturlackierungen liegt.
Weiter ist eine Lackieranlage bekannt, bei der für die Lacktrocknung ein zweistufiges Trocknungsverfahren eingesetzt wird (DE 195 03 775 C1),wobei in der ersten Trocknungsstufe als Energietransmitter Infrarot-Strahler verwendet werden. Ein Problem bei diesen Infrarot-Strahlern besteht darin, dass die Strahlungsintensität und damit die effektive Energiebeaufschlagung im Beschichtungsmaterial mit den Quadrat des Abstandes abnimmt. Daher sind hier die Infrarot-Strahler in ihrer Gestalt dem zu trocknenden Gegenstand konturengenau angepasst und mittels gesteuerter Stellvorrichtungen in der Art von Robotern auf einen geringen Abstand an die Oberfläche heranbringbar, so dass zu Erhöhung der Effektivität ein geringer Zwischenspalt verbleibt. Dies stellt einen erheblichen apparativen Aufwand dar. Dadurch ist insbesondere bei stärker strukturierten Bauteilen ersichtlich ein kontinuierlicher Transport durch eine Trocknungseinrichtung nicht möglich, da der Gegenstand während der ersten Trocknungsstufe am Ort der herangeführten Infrarotstrahler örtlich festgehalten werden muss. In einer zweiten Trocknerkabine wird dann eine Nachtrocknung als zweite Trocknungsstufe mit überwiegend stationären Infrarot-Strahlern durchgeführt, wofür wiederum ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich ist.
Weiter ist eine Lackieranlage bekannt (DE 38 14871 A1), bei der ausschließlich eine Infrarottrocknung eingesetzt ist, die mit einer Strahlungsfrequenz im Nahen-Infrarot (NIR) bei 1,0 bis 4,0 µm arbeitet. Auch hier treten die zuvor genannten Probleme für eine effiziente Energieaufbringung auf. Zudem besteht das Problem, dass verdeckte Bereiche, wie beispielsweise hinterschnittene Bereich auf die die IR-Strahlung nicht unmittelbar auftrifft, nur wenig erwärmt und ausgehärtet werden.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass bei den bisher bekannten Beschichtungs- und Lackieranlagen die Aufschmelzung und/oder Aushärtung von Beschichtungsmaterialien einen sehr hohen Aufwand an Energie und Zeit erfordert. Dieser Aufwand ist auch dadurch bedingt, dass ein Bauteil als Träger des Beschichtungsmaterials, insbesondere bei einem gut wärmleitenden Metallbauteil auch selbst ebenso wie die Umgebungsluft auf die erforderliche Temperatur des Beschichtungsmaterials, aufgeheizt werde muss, damit das angrenzende Beschichtungsmaterial die erforderliche hohe Temperatur annehmen kann. Bei Bauteilen mit größeren Materialmassen ergibt sich dann weiter das Problem, dass die mit großem Energieaufwand aufgeheizten Bauteile für ein weiteres Handling zeitraubend wieder abgekühlt werden müssen, wobei für eine aktive Kühlung wiederum ein hoher Energieverbrauch erforderlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage, insbesondere für eine Lackbeschichtung zu schaffen mit dem wesentliche Prozessenergieeinsparungen möglich sind.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 umfasst der Energietransmitter wenigstens zwei Transmitter-Flächenelemente als Antennenelemente. Jedes der Transmitter-Flächenelemente weist eine Glasträgerplatte auf, die auf einer Glasrückfläche eine Abstrahlschicht trägt und deren gegenüberliegende freie Glasvorderfläche auf eine Position für ein zu trocknendes Objekt oder eine Oberfläche eines Bauteils mit aufgetragenem Beschichtungsmaterial gerichtet ist. Im Abstand und etwa parallel zu der Glasrückfläche und wenigstens in deren Größe ist ein Flächenreflektor aus Metallmaterial angeordnet.
Die jeweilige Abstrahlschicht ist zur Abgabe einer elektromagnetischen Strahlung in einem Frequenzband ausgelegt, wobei das Frequenzband wenigstens charakteristische Eigenfrequenzen im Ultrarot eines zu trocknenden Objekts oder Beschichtungsmaterials überdecken muss. Solche molekularen Eigenfrequenzen liegen insbesondere im Ultrarotbereich von ca. 10-9 bis 10-12 Hertz. Die Abstrahlschicht ist mittels einer Steuereinrichtung zur Abgabe des wenigstens einen Frequenzbandes anregbar, so dass Eigenfrequenzen des zu trocknenden Objekts oder des Beschichtungsmaterials in Resonanz anregbar sind. Dabei sucht sich die Anordnung die zutreffende korrespondierende Resonanzfrequenz zu einer Eigenfrequenz aus dem abgestrahlten Frequenzband für eine gezielte Energiebeaufschlagung mit hoher Energiedichte entsprechend üblicher Resonanzvorgänge heraus. Durch eine gezielte Anpassung des abgestrahlten Frequenzbandes an die jeweils messtechnisch ermittelbaren Eigenfrequenzen, insbesondere von Lackmaterialien ist somit ein Energieeintrag unmittelbar in diese Materialien mit hoher Energiedichte möglich, ohne dass angrenzende Umgebungsbereiche, insbesondere Bauteilträgerbereiche auf hohe Temperaturen mitaufgeheizt werden bzw. nur wenig mitaufgeheizt werden. Zudem tritt hier im Gegensatz zu herkömmlichen IR-Strahlern nur eine minimale Temperaturerhöhung in der Abstrahlschicht der Energietransmitter auf, die hier als Antennenelemente arbeiten. Da die zu beschichtenden Bauteile selbst nicht zwangsläufig auf hohe Temperaturen mitaufgeheizt werden müssen, können sonst nach einer Lacktrocknung erforderliche Abkühlprozesse eingespart oder zumindest erheblich reduziert werden.
Insgesamt können erfindungsgemäß somit Beschichtungs- und/oder Trockenanlagen aufgebaut werden, die mit erheblich geringerem Energie- und Zeitaufwand betrieben werden können.
Durch umfangreiche Versuche wurde ermittelt, dass insbesondere der angegebene Aufbau der Transmitter-Flächenelemente in Verbindung mit dem Flächenreflektor und der angegebenen Abstrahlrichtung zu einer wesentlichen Effektivitätssteigerung führt.
In einer konkreten Anordnung der Transmitter-Flächenelemente nach Anspruch 2 sind diese rechtwinkelig oder quadratisch mit ebenen Glasflächen ausgebildet und insgesamt in wenigstens einer Ebene vorzugsweise in einander gegenüberliegenden Ebenen angeordnet. Dadurch ergibt sich ein einfacher konstruktiver Aufbau mit vorteilhaft großflächigen Gesamtabstrahlflächen für eine effektive Energiebeaufschlagung. In Versuchen hat sich gezeigt, dass eine besonders effektive Abstrahlung mit Transmitter-Flächenelementen mit Kantenlängen von ca. 20 cm bis 80 cm, bevorzugt von ca. 40 cm möglich ist.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 kann eine geschlossene, gasdichte Frontebene bei Bedarf hergestellt werden.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 4 bilden die Ebenen der Transmitter-Flächenelemente Innenwände eines Tunnels und sind an dessen Seitenwänden und/oder an der Deckenwand und/oder an der Bodenwand angeordnet. Durch einen solchen Tunnel hindurch können insbesondere Bauteile für eine Lacktrocknung automatisiert transportiert werden.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird eine Abstrahlschicht beansprucht, die für die Abstrahlung der angegebenen Frequenzbänder in hohem Maße geeignet ist. Anspruch 6 ist dazu auf weitere Konkretisierungen und vorteilhafte Ausgestaltungen gerichtet.
Nach Anspruch 7 weisen die Transmitter-Flächenelemente jeweils an gegenüberliegenden Seitenbereichen der mit der Abstrahlschicht ausgerüsteten Glasrückflächen elektrische Leiter auf, wobei alle Transmitter-Flächenelemente in Parallelschaltung mit einem Oberwellengenerator der Steuereinrichtung verbunden sind. Der Oberwellengenerator umfasst einen elektrischen Baustein, welcher bei Ansteuerung mit einer Ansteuerschwingung eine steile Stromanstiegsgeschwindigkeit aufweist und damit zur Erzeugung eines hohen Oberwellenanteiles geeignet ist. Diese Leiter werden vorzugsweise als Kupferfolienbänder ausgebildet, wobei eine Ankopplung an die Abstrahlschicht kapazitiv oder induktiv erfolgt. Als elektronischer Baustein mit den angegebenen Eigenschaften eignet sich ein Triac oder Doppel-MOSFET oder gegebenenfalls auch ein ultraschneller Schalter. Die Abstrahlschicht wirkt bei einer solchen Anregung in der Art eines Frequenztransformators, wobei relativ kleinere Anregungsfrequenzen zu den hohen Abstrahlfrequenzen mit dem angegebenen Ultrarot-Frequenzband führen.
Mit der Weiterbildung nach Anspruch 8 wird vorgeschlagen, eine Anzahl der Transmitter-Flächenelemente mit einer Frequenz im Megahertzbereich und die anderen Transmitter-Flächenelemente mit einer Frequenz im Gigahertzbereich anzuregen. Durch die vorstehende Funktion der Abstrahlschicht als Frequenzumsetzer bzw. Frequenzmultiplikator zu höheren Frequenzen bezüglich der jeweiligen Anregungsfrequenz ist mit einer solchen aufgeteilten Anregung der Transmitter-Flächenelemente eine weite Überdeckung von Eigenfrequenzbereichen möglich, falls dies für konkrete Anwendungen erforderlich ist. Dies kann beispielsweise zutreffen, wenn als Beschichtungsmaterial Materialmischungen verwendet sind, die relativ weit auseinanderliegende, für die erfindungsgemäßen Resonanzzwecke geeignete Eigenfrequenzen aufweisen.
Nach Anspruch 9 soll der Flächenreflektor aus wenigstens einem tragfähigen Metallblech gebildet sein, an dem über Isolationselemente die Transmitter-Flächenelemente gehalten sind. Der Abstand zwischen dem Flächenreflektor und den Transmitter-Flächenelementen liegt für eine optimale Wirkung bei ca. 1 cm bis 10 cm vorzugsweise ca. bei 4 cm. Dieser Abstand ist einfach durch eine entsprechende Ausgestaltung der Isolationselemente vorgebbar. Eine solche Anordnung ergibt einen einfachen und kostengünstigen Aufbau. Der Flächenreflektor selbst kann wiederum ohne das Erfordernis einer elektrischen Installation auf geeigneten Traggestellen oder Tragwänden montiert sein. Die Abstrahlschicht liegt bei einer solchen Anordnung im Zwischenspalt zwischen den Transmitter-Flächenelementen und dem Flächenreflektor und ist damit vorteilhaft auch bei einem rauen Betrieb gegen mechanische und gegebenenfalls chemische Einflüsse geschützt. Die unbeschichtet nach außen gerichtete Glasfläche ist dagegen weitgehend unempfindlich und kann insbesondere einfach sauber gehalten werden, was für eine effektive und störungsfreie Abstrahlung wesentlich ist. Die unbeschichteten Glasflächen werden auch von den üblicherweise in Lackieranlagen bei Aufschmelzungen und Trocknungen auftretenden Chemikalien, wie beispielsweise Lösungsmitteldämpfen etc. nicht angegriffen. Hohe, störungsfreie Standzeiten mit geringen Wartungsaufwand sind somit gewährleistet.
Mit Anspruch 10 wird zudem der Aufbau einer automatisiert betreibbaren Lackbeschichtungsanlage beansprucht, wobei in einer ersten Einrichtung als erster Station das Beschichtungsmaterial in flüssiger oder pulverförmiger oder granulatförmiger Form aufgetragen wird. Dies kann vorteilhaft in an sich bekannter Weise gemäß Anspruch 10 elektrostatisch und/oder durch Aufspritzen erfolgen. Eine zweite Einrichtung umfasst in einer zweiten Station den vorstehend beschriebenen Energietransmitter, wobei damit das beschichtungsfreie Material, vorzugsweise ein Pulverlackmaterial, aufschmelzbar und/oder trockenbar ist. Dadurch werden mit sehr geringem Energieaufwand und kurzen Behandlungszeiten einwandfreie, gut haltende Beschichtungen erreicht. Zu beschichtende Bauteile, wie Metallstrukturteile, Karosserien oder Metallgehäuse können in vorzugsweise tunnelartig aufgebauten Anlagen kontinuierlich oder gegebenenfalls taktweise mittels Transporteinrichtungen, wie z. B. mit Förderbänder automatisch transportiert werden.
Als besonders geeignet haben sich nach Anspruch 12 Pulverlacke mit Eigenfrequenzen im Bereich der Wellenzahlen von ca. 1000 bis 1800 cm-1 erwiesen, die gemäß Anspruch 13 auf Bauteilen aus Metallmaterial aufgebracht werden.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische, perspektivische Darstellung eines Energie-transmitters als Bestandteil einer Beschichtungs- und Trockenanlage für eine Lackbeschichtung,
Fig. 2
eine schematische, vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit A der Fig. 1, und
Fig. 3
eine schematische, teilweise perspektivische Darstellung eines Transmitter-Flächenelements mit auf einer Glasrückfläche aufgebrachter Abstrahlschicht.
In der Fig. 1 ist schematisch und perspektivisch ein Energietransmitter 1 als Bestandteil einer Beschichtungs- und Trockenanlage 2 für eine Lackbeschichtung gezeigt. Diese Beschichtungs- und Trockenanlage 2 weist in einer hier nicht dargestellten ersten Station eine erste Einrichtung zum Auftrag eines z. B. Pulverlacks als Beschichtungsmaterial auf eine Oberfläche eines zu beschichtenden Bauteils 3, z. B. eine Kraftfahrzeugkarosserie, auf. Der Pulverlack weist Eigenfrequenzen im Bereich der Wellenzahlen von ca. 1000 bis 1.800 cm-1 auf und wird in der ersten Einrichtung elektrostatisch auf das Bauteil 3 aufgetragen. Das Bauteil 3 mitsamt dem elektrostatisch anhaftenden Pulverlack wird mittels einer Transporteinrichtung 4 kontinuierlich oder taktweise durch die hier nicht dargestellte erste Einrichtung gefördert und gelangt nach Durchlaufen dieser ersten Station zu einer in der Fig. 1 schematisch und perspektivisch dargestellten zweiten Station 5, die der ersten Station nachgeordnet ist und einen Tunnel 7 umfasst, durch den hindurch das Bauteil 3 mittels der Transporteinrichtung 4 in der gewünschten Weise kontinuierlich oder taktweise gefördert wird.
Wie dies insbesondere aus der Fig. 1 ersichtlich ist, sind an den Innenwänden des Tunnels 7, d. h. an den Seitenwänden 8 und an den Deckenwänden 9 jeweils eine Mehrzahl von den Energietransmitter 1 bildenden Transmitter-Flächenelementen 10 angeordnet, die vorzugsweise im Wesentlichen aneinander angrenzen und z. B. einen schmalen Spalt zwischen sich ausbilden, in den, wie dies in der Fig. 2 schematisch dargestellt ist, ein elastisch isolierendes Dichtband 21 eingesetzt werden kann. Dadurch wird eine geschlossene, gasdichte Frontebene erreicht. Diese Transmitter-Flächenelemente sind hier beispielhaft in etwa rechteckförmig ausgebildet und weisen jeweils eine Glasträgerplatte 11 auf, wie dies insbesondere aus den Fig. 2 und 3, die vergrößerte schematische Detaildarstellungen zeigen, ersichtlich ist. Diese Glasträgerplatte 11 trägt auf einer Glasrückfläche 12 eine in der Darstellung der Fig. 3 schematisch durch eine Punktstruktur dargestellte Abstrahlschicht 13. An gegenüberliegenden Seitenbereichen dieser Glasrückfläche 12 sind auf der Abstrahlschicht 13 elektrische Leiter 14, 15 angeordnet, die in Parallelschaltung mit einem Oberwellengenerator einer in der Fig. 3 lediglich äußerst schematisch und beispielhaft dargestellte Steuereinrichtung 16 verbunden sind. Dieser Oberwellengenerator der Steuereinrichtung 16 umfasst einen elektrischen Baustein, der bei einer Ansteuerung mit einer Ansteuerschwingung eine steile Stromanstiegsgeschwindigkeit entsprechend einer steilen Anstiegsflanke aufweist und damit zur Erzeugung eines hohen Oberwellenanteils geeignet ist. Dadurch können die Transmitter-Flächenelemente 10 mit einer Frequenz im Megahertzbereich oder mit einer Frequenz im Gigahertzbereich angeregt werden.
Eine der Glasrückfläche 12 gegenüberliegende freie Glasvorderfläche 17 der Transmitter-Flächenelemente 10 ist auf die Kraftfahrzeugkarosserie 3 zu gerichtet.
Die Innenwände 18 des Tunnels 7 bilden hier einen Flächenreflektor 20 und sind aus einem tragfähigen Metallblech gebildet, an dem über in der Fig. 2 dargestellte Isolationselemente 19 die Transmitter-Flächenelemente 10 gehalten sind. Der Abstand zwischen dem Flächenreflektor 20 und dem Transmitter-Flächenelementen 10 beträgt dabei z. B. in etwa zwischen 1 cm bis zu 10 cm.
Bezüglich der Zusammensetzung der Abstrahlschicht 13 wird auf die Patentansprüche 4 und 5 sowie die entsprechenden Passagen in der Beschreibungseinleitung verwiesen.
Sobald das Bauteil 3 mit dem elektrostatisch anhaftenden Pulverlack mittels der Transporteinrichtung 4 durch das Tunnel 7 transportiert wird, wird von der jeweiligen Abstrahlschicht 13 auf den Transmitter-Flächenelementen 10 eine elektromagnetische Strahlung im Ultrarot abgegeben, deren Frequenzband die charakteristischen Eigenfrequenzen des Pulverlacks überdeckt, so dass dieser auf das Bauteil 3 aufgeschmolzen und getrocknet wird.

Claims (13)

  1. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage, insbesondere für eine Lackbeschichtung
    dadurch gekennzeichnet, dass der Energietransmitter (1) wenigstens zwei Transmitter-Flächenelemente (10) als Antennenelemente umfasst,
    dass jedes der Transmitter-Flächenelemente (10) eine Glasträgerplatte (11) aufweist, die auf einer Glasrückfläche (12) eine Abstrahlschicht (13) trägt und deren gegenüberliegende freie Glasvorderfläche (17) auf eine Position für ein zu trocknendes Objekt oder eine Oberfläche eines Bauteils (3) mit aufgetragenem Beschichtungsmaterial gerichtet ist,
    dass im Abstand und etwa parallel zu der Glasrückfläche (12) und wenigstens in deren Größe ein Flächenreflektor (20) aus Metallmaterial angeordnet ist,
    dass die jeweilige Abstrahlschicht (13) zur Abgabe einer elektromagnetischen Strahlung in einem Frequenzband ausgelegt ist und das Frequenzband wenigstens charakteristische Eigenfrequenzen im Ultrarot eines zu trocknenden Objekts oder Beschichtungsmaterials überdeckt, und
    dass die Abstrahlschicht (13) mittels einer Steuereinrichtung (16) zur Abgabe des wenigstens einen Frequenzbandes anregbar ist, so dass Eigenfrequenzen des zu trocknenden Objekts oder des Beschichtungsmaterials in Resonanz anregbar sind.
  2. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl rechtwinkeliger oder quadratischer Transmitter-Flächenelemente (10) eingesetzt sind, die in wenigstens einer Ebene nebeneinander angeordnet sind.
  3. Energietransmitter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen angrenzenden Kanten der Transmitter-Flächenelemente ein elektrisch isolierendes Sichtungsband eingesetzt ist.
  4. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmitter-Flächenelemente (10) Innenwände (18) eines Tunnels (7) bilden und an den Seitenwänden (8) und/oder an der Deckenwand (9) und/oder an der Bodenwand angeordnet sind und ein zu trocknendes Objekt oder ein Bauteil (3) mit aufgetragenem Beschichtungsmaterial durch den Tunnel (7) transportierbar ist.
  5. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstrahlschicht (13) auf den Glasträgerplatten (11) durch Aufbringen der folgenden Beschichtungsmasse gebildet ist, die aus Bindemittel, Isolationsmittel, Dispergiermittel, Wasser und Graphit besteht und zusammengesetzt ist aus
    a. 55 bis 65 % Stoffmengenanteile einer Grundsubstanz aus
    39 bis 49 % Stoffmengenanteile Bindemittel,
    18 bis 23 % Stoffmengenanteile Isolationsmittel,
    18 bis 24 % Stoffmengenanteile Dispergiermittel,
    12 bis 16 % Stoffmengenanteile destilliertes Wasser
    und
    b. 35 bis 45 % Stoffmengenanteile Graphit,
    wobei das Bindemittel zusammengesetzt ist aus
    69,06 bis 75,54% Stoffmengenanteile destilliertes Wasser,
    4 bis 6 % Stoffmengenanteile sulfuriertes Öl,
    0,16 bis 0,24 % Stoffmengenanteile Phenole oder 0,05 bis 0,5 % Stoffmengenanteile Benzisothiazolinon,
    15 bis 19 % Stoffmengenanteile Kasein,
    0,8 bis 1,2 % Stoffmengenanteile Harnstoff,
    2 bis 3 % Stoffmengenanteile Verdünnungsmittel, und
    2,5 bis 3,5 % Stoffmengenanteile Caprolactam.
  6. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das sulfurierte Öl sulfatiertes Rizinusöl ist,
    dass die Phenole carbonisierte, durch Cracken hergestellte Phenole sind oder Benzisothiazolinon verwendet wird,
    dass das Verdünnungsmittel ein alkalisches Verdünnungsmittel und/oder ein Lösungsmittel auf Aromatenbasis und/oder Alkoholbasis und/oder Esterbasis und/oder Ketonbasis ist,
    dass das Isolationsmittel ein isolierender Ruß ist,
    dass das Dispergiermittel eine anorganische und/oder organische, monomere und/oder polymere Substanz ist, und
    dass die Beschichtungsmasse ein Thixotropierungsmittel enthält.
  7. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmitter-Flächenelemente (10) jeweils an gegenüberliegenden Seitenbereichen der mit der Abstrahlschicht (13) ausgerüsteten Glasrückflächen (12) elektrische Leiter (14, 15) aufweisen und alle Transmitter-Flächenelemente in Parallelschaltung mit einem Oberwellengenerator der Steuereinrichtung (16) verbunden sind, der einen elektrischen Baustein umfasst, welcher bei Ansteuerung mit einer Ansteuerschwingung eine steile Stromanstiegsgeschwindigkeit entsprechend einer steilen Anstiegsflanke aufweist und damit zur Erzeugung eines hohen Oberwellenanteils geeignet ist.
  8. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der Transmitter-Flächenelemente (10) mit einer Frequenz im Megahertzbereich und die anderen Transmitter-Flächenelemente (10) mit einer Frequenz im Gigahertzbereich anregbar ist.
  9. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenreflektor (20) aus wenigstens einem tragfähigen Metallblech gebildet ist, an dem über Isolationselemente (19) die Transmitter-Flächenelemente (10) gehalten sind, wobei der Abstand zwischen dem Flächenreflektor (20) und den Transmitter-Flächenelementen (10) vorzugsweise ca. 1 cm bis 10 cm beträgt.
  10. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Einrichtung zum Auftrag eines flüssigen oder pulverförmigen oder granulatförmigen Beschichtungsmaterials auf zumindest einen Teil einer Oberfläche eines Bauteils (3) vorgesehen ist, und die erste Einrichtung zum Auftrag des Beschichtungsmaterials in einer ersten Station angeordnet ist, durch die das zu beschichtende Bauteil kontinuierlich oder taktweise mittels einer Transporteinrichtung (4) förderbar ist, und
    dass eine zweite Einrichtung (6) vorgesehen ist, die den steuerbaren Energietransmitter (1) mit einer Wirkrichtung auf die Oberfläche des Bauteils (3) mit aufgetragenem Beschichtungsmaterial umfasst, wobei mittels des Energietransmitters (1) das Beschichtungsmaterial, vorzugsweise ein Pulverlackmaterial, aufschmelzbar und/oder trockenbar ist, und dass die zweite Einrichtung mit dem Energietransmitter in einer zweiten Station (5) angeordnet ist, die der ersten Station nachgeordnet ist und durch die mittels der Transporteinrichtung (4) das Bauteil (3) kontinuierlich oder taktweise förderbar ist.
  11. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftrag des Beschichtungsmaterials in der ersten Einrichtung elektrostatisch und/oder durch Aufspritzen erfolgt.
  12. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtungsmaterial ein Pulverlack mit Eigenfrequenzen im Bereich der Wellenzahlen von ca. 1000 bis 1800 cm-1 eingesetzt wird.
  13. Energietransmitter als Bestandteil einer Beschichtungs- und/oder Trockenanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beschichtenden Bauteile (3) aus Metallmaterial bestehen.
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