EP1321731B1 - 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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EP1321731B1
EP1321731B1 EP01130788A EP01130788A EP1321731B1 EP 1321731 B1 EP1321731 B1 EP 1321731B1 EP 01130788 A EP01130788 A EP 01130788A EP 01130788 A EP01130788 A EP 01130788A EP 1321731 B1 EP1321731 B1 EP 1321731B1
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EP
European Patent Office
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coating
transmitter
energy transmitter
amount
drying plant
Prior art date
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EP01130788A
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English (en)
French (fr)
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EP1321731A1 (de
Inventor
Helmut Reichelt
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Moletherm Holding AG
Original Assignee
Moletherm Holding AG
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Publication date
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Application filed by Moletherm Holding AG filed Critical Moletherm Holding AG
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Priority to DK01130788T priority patent/DK1321731T3/da
Priority to ES01130788T priority patent/ES2267660T3/es
Priority to JP2003556742A priority patent/JP2005512810A/ja
Priority to CNA028259262A priority patent/CN1608192A/zh
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Priority to EA200400859A priority patent/EA007500B1/ru
Priority to CA002471344A priority patent/CA2471344A1/en
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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 according to the preamble of claim 1.
  • a painting in which a two-stage drying process is used for the paint drying (DE 195 03 775 C1), being used in the first drying stage as an energy transmitter infrared emitters.
  • a problem with these infrared emitters is that the radiation intensity and thus the effective application of energy in the coating material decreases with the square of the distance. Therefore, the infrared emitters are in their shape adapted to the object to be dried exactly contoured and brought by means of controlled actuators in the manner of robots at a small distance to the surface, so that remains to increase the effectiveness of a small intermediate gap. This represents a considerable expenditure on equipment.
  • melting and / or curing of coating materials requires a very high expenditure of energy and time in the previously known coating and varnishing plants.
  • This effort is also due to the fact that a component as a carrier of the coating material, in particular in a good heat conductive metal component itself as well as the ambient air to the required temperature of the coating material heated must so that the adjacent coating material can assume the required high temperature.
  • the further problem then arises that the components which have been heated up with great expenditure of energy must be cooled down time-consuming again for further handling, with high energy consumption once again being required for active cooling.
  • the object of the invention is therefore to provide an energy transmitter as part of a coating and / or drying system, in particular for a paint coating with the essential process energy savings are possible.
  • the energy transmitter comprises at least two transmitter surface elements as antenna elements.
  • Each of the transmitter surface elements has a glass carrier plate which carries a radiation layer on a glass rear surface and whose opposite free glass front surface is directed to a position for an object to be dried or a surface of a component with applied coating material.
  • a surface reflector made of metal material is arranged at a distance and approximately parallel to the glass rear surface and at least in size.
  • 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 especially in the ultra-red range of about 10 9 to 10 12 hertz.
  • the emission layer can be excited by means of a control device for emitting the at least one frequency band, so that natural frequencies of the object to be dried or of the coating material can be excited in resonance.
  • the arrangement seeks the appropriate corresponding resonant frequency to a natural frequency from the radiated frequency band for targeted energization with high energy density according to conventional resonance processes out.
  • coating and / or drying systems can be constructed, which can be operated with significantly less energy and time.
  • transmitter surface elements are rectangular or square formed with flat glass surfaces and arranged in total in at least one plane, preferably in opposing planes. This results in a simple structural design with advantageous large-area Legiabstrahl lake for effective energization. Experiments have shown that a particularly effective radiation with transmitter surface elements with edge lengths of about 20 cm to 80 cm, preferably of about 40 cm is possible.
  • the planes of the transmitter surface elements form inner walls of a tunnel and are arranged on its side walls and / or on the ceiling wall and / or on the bottom wall. Through such a tunnel in particular components for a paint drying can be transported automatically.
  • a radiation layer is claimed, which is highly suitable for the radiation of the specified frequency bands.
  • Claim 6 is directed to further concretions and advantageous embodiments.
  • the transmitter surface elements each have electrical conductors on opposite side regions of the glass rear surfaces equipped with the radiation layer, wherein all the transmitter surface elements are connected in parallel with a harmonic generator of the control device.
  • the harmonic generator comprises an electrical component, which has a steep current slew rate when driven with a drive oscillation and is thus suitable for generating a high harmonic content.
  • These conductors are preferably formed as copper foil strips, wherein a coupling to the radiation layer is capacitive or inductive.
  • a triac or double MOSFET or optionally also an ultrafast switch is suitable. In such an excitation, the emission layer acts in the manner of a frequency transformer, with relatively smaller excitation frequencies leading to the high emission frequencies with the specified ultra-frequency band.
  • the surface reflector should be formed from at least one viable metal sheet, on which the transmitter surface elements are held by means of insulation elements.
  • the distance between the surface reflector and the transmitter surface elements is for an optimum effect at about 1 cm to 10 cm, preferably about 4 cm. This distance is easily predetermined by a corresponding configuration of the insulation elements.
  • Such an arrangement results in a simple and inexpensive construction.
  • the surface reflector itself can turn without the need for an electrical installation be mounted on suitable supporting frames or supporting walls.
  • the radiation layer is in such an arrangement in the intermediate gap between the transmitter surface elements and the surface reflector and is thus advantageously protected even in a harsh operation against mechanical and possibly chemical influences.
  • the uncoated outwardly directed glass surface is largely insensitive and in particular can be kept simply clean, which is essential for effective and trouble-free radiation.
  • the uncoated glass surfaces are also not affected by the chemicals usually occurring in paint shops during melting and drying, such as solvent vapors. High, trouble-free service life with low maintenance costs are thus guaranteed.
  • Claim 10 also claims the construction of an automatically operable paint coating system, wherein in a first device as the first station, the coating material is applied in liquid or powdered or granular form. This can be done advantageously in a conventional manner according to claim 10 electrostatically and / or by spraying.
  • a second device comprises in a second station the energy transmitter described above, whereby the coating-free material, preferably a powder coating material, can be melted and / or dried.
  • the coating-free material preferably a powder coating material
  • bodies or metal housing can in preferably tunnel-like systems continuously or optionally cyclically by means of transport devices, such. B. be transported automatically with conveyor belts.
  • Powder coatings having natural frequencies in the range of wavenumbers of about 1000 to 1800 cm -1 which according to claim 13 are applied to components made of metal material, have proved particularly suitable.
  • FIG. 1 schematically and perspectively shows an energy transmitter 1 as part of a coating and drying installation 2 for a paint coating.
  • This coating and drying unit 2 has in a first station, not shown, a first means for the order of 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 on.
  • the powder coating has natural frequencies in the range of wave numbers of about 1000 to 1800 cm -1 and is electrostatically applied to the component 3 in the first device.
  • the component 3 together with the electrostatically adhering powder coating is conveyed by means of a transport device 4 continuously or intermittently through the first device not shown here and passes after passing through this first station to a schematically shown in FIG. 1 second station 5, the first station is downstream and includes a tunnel 7, through which the component 3 by means of Transport device 4 is conveyed in the desired manner continuously or intermittently.
  • transmitter surface elements 10 are on the inner walls of the tunnel 7, d. H. arranged on the side walls 8 and on the ceiling walls 9 each have a plurality of the energy transmitter 1 forming transmitter surface elements 10, which are preferably substantially adjacent to each other and z. B. form a narrow gap between them, in which, as shown schematically in Fig. 2, an elastically insulating sealing strip 21 can be used.
  • these transmitter surface elements are approximately rectangular in shape and each have a glass carrier plate 11, as can be seen in particular from FIGS. 2 and 3, which show enlarged schematic detail views.
  • This harmonic generator of the control device 16 comprises an electrical component, which has a steep current rise speed corresponding to a steep rising edge when driven with a drive oscillation and is therefore suitable for generating a high harmonic content.
  • the transmitter surface elements 10 can be excited with a frequency in the megahertz range or with a frequency in the gigahertz range.
  • One of the glass rear surface 12 opposite free glass front surface 17 of the transmitter surface elements 10 is directed to the vehicle body 3 to.
  • the inner walls 18 of the tunnel 7 in this case form a surface reflector 20 and are formed from a load-bearing metal sheet on which the transmitter surface elements 10 are held via insulation elements 19 shown in FIG. 2.
  • the distance between the surface reflector 20 and the transmitter surface elements 10 is z. B. approximately between 1 cm to 10 cm.
  • an electromagnetic radiation in the ultra-red is emitted by the respective emission layer 13 on the transmitter surface elements 10 whose frequency band covers the characteristic natural frequencies of the powder coating, so that this is melted onto the component 3 and dried.

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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. 109 bis 1012 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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