EP1512466A1 - Kabine zum Oberflächenbehandeln von Werkstücken - Google Patents

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EP1512466A1
EP1512466A1 EP04018694A EP04018694A EP1512466A1 EP 1512466 A1 EP1512466 A1 EP 1512466A1 EP 04018694 A EP04018694 A EP 04018694A EP 04018694 A EP04018694 A EP 04018694A EP 1512466 A1 EP1512466 A1 EP 1512466A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cabin
interior
width
height
ceiling wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP04018694A
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English (en)
French (fr)
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EP1512466B1 (de
Inventor
Dietmar Wieland
Klaus Rundel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP1512466A1 publication Critical patent/EP1512466A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1512466B1 publication Critical patent/EP1512466B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B16/00—Spray booths
    • B05B16/40—Construction elements specially adapted therefor, e.g. floors, walls or ceilings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B16/00—Spray booths
    • B05B16/40—Construction elements specially adapted therefor, e.g. floors, walls or ceilings
    • B05B16/405—Partly or totally cylindrical walls; Round floors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0447—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to conveyed separate articles
    • B05B13/0452—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to conveyed separate articles the conveyed articles being vehicle bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B16/00—Spray booths
    • B05B16/60—Ventilation arrangements specially adapted therefor

Definitions

  • the present invention relates to a booth for surface treatment, in particular for spray painting, workpieces, in particular vehicle bodies, along a conveying direction through an interior of the Cab be encouraged, the workpieces a along the conveying direction sweeping extending conveyor contour and wherein the cabin a Ceiling wall, through which supply air enters the interior of the cabin, and two side walls which extend substantially along the conveying direction, having.
  • Such a cabin for spray painting vehicle bodies is for example from US Pat. No. 5,762,548.
  • the known cabin has a (taken perpendicular to the conveying direction) Cross-section, which is rectangular, so that for the air flow, which Cabin interspersed from the ceiling wall, directly below the Ceiling wall a larger (horizontal) flow area available is considered to be at the height of the vehicle bodies, since the air flow through the Vehicle bodies is displaced towards the side walls of the cabin. by virtue of This displacement effect of the vehicle bodies vary the local Flow velocities of the air both along the flow direction as well as perpendicular to the flow direction of the air through the cabin.
  • the present invention has for its object to provide a cabin of to create the aforementioned type, which allows the overall flow situation the air in the interior of the cabin taking into account the Displacement effect of the conveyed through the cabin workpieces to improve.
  • This object is achieved in a cabin having the features of the preamble of Claim 1 inventively achieved in that the width of the interior the cabin from a regeneration start height that is lower than or equal to the upper edge of the conveyor contour is located, decreases towards the top.
  • the cabin according to the invention increases for the air flow available flow cross-section due to the expansion of the Interior downwards to the level at which the workpieces through the interior of the cabin are promoted, so that the displacement effect the workpieces are reduced or even largely compensated can, whereby the available for the air flow free Flow cross-section less strong depending on the height inside the interior of the cabin varies.
  • the Ceiling wall has a smaller width than in the usual cuboid Design of the interior of the cabin, so that at given, the Interior supplied total air volume, the exit velocity of the air At the bottom of the ceiling wall is higher, which is why on the ceiling wall higher pressure loss occurs, resulting in a more even distribution of airflow over the underside of the ceiling wall result.
  • the width of the interior remains the Cabin downwards preferably constant.
  • the width of the interior of the cabin of the rejuvenation start height from the top to the ceiling wall substantially decreases monotonically.
  • the Width of the interior of the cabin from the taper start height to the top decreases substantially linearly to the ceiling wall.
  • At least one of the side walls has a sloped portion extending from the taper start height extends upward and inclined to the longitudinal center plane of the cabin is.
  • the rejuvenation of the Interior of the cabin already at the level of the cabin floor begin.
  • the taper start height is higher than the top of the Cabin floor.
  • the air flow passes through the interior of the cabin of the Ceiling wall to the cabin floor.
  • the taper start height H below half the height h of the side walls of the cabin, preferably below one third of the height h of the side walls of the cabin.
  • the Cabin substantially symmetrical to its vertical longitudinal center plane is trained.
  • the tapering of the width of the interior of the car is tuned to the workpieces to be conveyed through the car such that the difference in the width b u of the interior of the car at the neck start height H and the width b o of the interior of the car at the height of the lower Edge of the ceiling wall is greater than about half the width B of the conveyor contour, preferably greater than about 0.7 times the width of the conveyor contour.
  • the difference in the width b u of the interior of the car at the neck height H and the width b o of the interior of the car at the height of the lower edge of the ceiling wall is smaller than approximately 1.5 times the width B of the conveying contour, preferably less than about 1.3 times the width B of the conveying contour.
  • the Ceiling wall of the cabin from a side edge where the ceiling wall Connected to a side wall of the cabin, falls towards the center of the cabin.
  • the ceiling wall substantially decreases linearly from the lateral edge to the center of the cabin.
  • the ceiling wall in several in essentially linear sections towards the center of the cabin.
  • the ceiling wall - of the Interior of the cabin seen from - convex curved can also be provided.
  • the cabin is formed so that the ceiling wall and one of the Side walls together include an angle ⁇ , which in the range of about 60 ° to about 110 °.
  • the car includes a plenum located above the top wall, from which supply air flows into the interior of the cabin, so corresponds to Width of the plenum at its lower edge preferably substantially the Width of the ceiling wall of the cabin.
  • a shown in Fig. 1, designated as a whole with 100 cabin is used for Spray painting of vehicle bodies 102, which by means of a in Fig. 1 only schematically illustrated conveyor 104, for example by means of a inverted circular conveyor along a conveying direction 106 through an interior 108 of the cabin 100 are conveyed through, wherein the vehicle bodies 102 a along the conveying direction 106 extending conveying contour sweep. It is under the conveyor contour of the vehicle bodies 102 when passing through the interior 108 of the Cabin 100 swept portion of the interior 108 understood.
  • Spray painting devices 110 are arranged on both sides of the conveying contour. For example, in the form of painting robots, one of which in Fig. 1 is shown.
  • the cabin 100 has a cabin floor 110 which partially through air-permeable gratings 114 is formed.
  • the interior 108 of the cabin 100 by two side walls 116th and 118, which extend upwardly from the cabin floor 112 and at one of the interior 108 of the cabin 100 spanning horizontal ceiling wall 120 ends.
  • the total height of the side walls 116, 118, that is their vertical extent from the top 122 is to the bottom 124 of the ceiling wall 120, is designated in Fig. 1 with h.
  • Each of the side walls 116, 118 includes a lower, substantially vertical Section 126, extending from the top 122 of the cabin floor 112 extends to a taper start height H, and one to the lower vertical section 126 upwardly adjoining, to the vertical an angle ⁇ to the longitudinal center plane 128 of the cab 100 inclined upper Section 130.
  • the cabin 100 is substantially mirror-symmetrical to its vertical Longitudinal middle plane 128 formed.
  • the cross section of the interior 108 of the cab 100 tapers from the taper start height H up to the bottom 124 of the ceiling wall 120 so that the width b o of the interior 108 of the cab 100 at the height of the underside 124 of the ceiling wall 120 is significantly smaller than the width b u of the interior 108 of the cabin 100 at the taper start height H.
  • the inclination of the upper inclined portions 130 of the side walls 116, 118 is tuned to the vehicle bodies 102 to be conveyed through the cabin 100 such that the difference of the widths b u and b o is between about 0.7 times and about 1, 3 times the width B of the conveying contour of the vehicle bodies 102 is located.
  • the ceiling wall 120 of the cabin 100 is formed as a filter cover 132 and comprises air-flow filter elements, in particular filter mats, so that under increased pressure air from one above the Filter cover 132 arranged plenum 134 through the filter cover 132 therethrough into the interior 108 of the cabin 100 can flow.
  • the under increased pressure air is the plenum 134 by means of a (not shown) supplied blower.
  • the width of the plenum 134 on the upper side 136 of the ceiling wall 120 is substantially the same size as the width b o of the inner space 108 on the underside 124 of the ceiling wall 120.
  • the flow direction of the plenum 134 into the interior 108 of the Cabin 100 inflowing supply air is indicated in Fig. 1 by the arrows 138.
  • the the interior 108 of the cabin 100 from top to bottom passing through Air flow passes through the gratings 114 at the level of the cabin floor 112 down from the interior 108 and thereby leads in the interior 108 of the car 100 received particles, in particular paint overspray, from the interior 108 into a below the interior 108 of the cabin 100 arranged washout 140 from, in which this in the air flow entrained particles separated from the air flow and disposal or reuse.
  • the structure of the scrubber 140 is per se from the prior art known, which is why in the context of this description to a detailed presentation the wash-out 140 is omitted.
  • the through the interior 108 of the cab 100 funded through vehicle bodies 102 act as a displacement body, which for the passage the air flow through the interior 108 of the cab 100 available reduce the flow cross-section.
  • the filter cover 132 Since the filter cover 132 has a smaller width than the usual cuboid configuration of the interior 108 of the car 100, is at predetermined, the interior 108 supplied total air flow, the exit velocity the air at the bottom 124 of the ceiling wall 120 higher, so on the filter cover 132, a higher pressure loss occurs, which a more even distribution of air flow over the bottom 124 of the Ceiling wall 120 results.
  • the vertical distance of the taper start height H from the top 122 of the cabin floor 112 less than half, preferably less than one third of the height h of the side walls 116, 118 equivalent.
  • this angle ⁇ is greater than about 100 °, then there is a danger that the air flow separates from the insides of the side walls 116, 118.
  • a cabin 100 provided that the ceiling wall 120 is not substantially is flat and horizontal, but instead of their lateral Edges at which the ceiling wall 120 adjoins the side walls 116 and 118, to the longitudinal center plane 128 of the car 100 drops out.
  • the ceiling wall 120th in particular two inclined to the horizontal by an angle ⁇ , at the longitudinal center plane 128 of the car 100 adjacent flat portions 142, so that the ceiling wall 120 in total wedge-shaped down into the interior 108 of the cabin 100 protrudes.
  • the angle ⁇ is preferably in the range of about 10 ° to about 30 °.
  • the angle ⁇ , the side walls 116, 118 with the ceiling wall 120 is reduced and, for example, less than 90 ° can.
  • a third embodiment of a car 100 illustrated in FIG. 3 differs from the second embodiment shown in FIG. 2 in that the ceiling wall 120 of the cabin 100 on each side of the longitudinal center plane 128th not just one inclined section 142, but several, for example, three, such inclined portions 144a, 144b, 144c, which at their lateral Borders border each other and on the ceiling wall 120 of their lateral edges, on which the ceiling wall 120 to the side walls 116, 118 adjacent, down to the longitudinal center plane 128 of the cabin 100 towards.
  • this third embodiment thus jumps the ceiling wall 120th down into the interior 108 of the cab 100, whereby the angle ⁇ between the ceiling wall 120 and the side walls 116, 118 is reduced is, so that a detachment of the air flow in the sidewall area also at large inclination angles ⁇ of the upper inclined portions 130 of the side walls 116, 118 is avoided.
  • Due to the polygonal shape of the ceiling wall 120 is also a special high uniformity of the air flow through the interior 108 of the Cabin 100 scored.
  • FIG. 3 is correct Structure and function with the second embodiment shown in Fig. 2 a cabin 100, to the above description insofar reference is taken.
  • a fourth embodiment of a car 100 illustrated in FIG. 4 differs from the third embodiment shown in Fig. 3 only in that the ceiling wall 120 has no polygonal course, the is composed of a plurality of substantially planar ceiling wall sections, but instead the ceiling wall 120 a substantially continuously curved, from the interior 108 of the cab 100 seen convex course.
  • the fourth embodiment of a cab shown in FIG. 4 is correct 100 in terms of structure and function with that shown in Fig. 3 third embodiment of a car 100, in the above description insofar reference is made.

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Abstract

Um eine Kabine zum Oberflächenbehandeln, insbesondere zum Spritzlackieren, von Werkstücken, zu schaffen, welche es erlaubt, die Gesamtströmungssituation der Luft in dem Innenraum der Kabine unter Berücksichtigung des Verdrängungseffekts der durch die Kabine geförderten Werkstücke zu verbessern, wird vorgeschlagen, daß die Breite des Innenraums der Kabine ab einer Verjüngungsstarthöhe, die tiefer als oder gleich hoch wie der obere Rand der Förderkontur der Werkstücke liegt, nach oben hin abnimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kabine zum Oberflächenbehandeln, insbesondere zum Spritzlackieren, von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, die längs einer Förderrichtung durch einen Innenraum der Kabine gefördert werden, wobei die Werkstücke eine sich längs der Förderrichtung erstreckende Förderkontur überstreichen und wobei die Kabine eine Deckenwand, durch welche Zuluft in den Innenraum der Kabine eintritt, und zwei Seitenwände, welche sich im wesentlichen längs der Förderrichtung erstrecken, aufweist.
Eine solche Kabine zum Spritzlackieren von Fahrzeugkarosserien ist beispielsweise aus der US-Patentschrift Nr. 5,762,548 bekannt.
Die bekannte Kabine weist einen (senkrecht zur Förderrichtung genommenen) Querschnitt auf, der rechteckig ist, so daß für die Luftströmung, welche die Kabine von der Deckenwand aus nach unten durchsetzt, direkt unterhalb der Deckenwand ein größerer (horizontaler) Strömungsquerschnitt zur Verfügung steht als auf der Höhe der Fahrzeugkarosserien, da die Luftströmung durch die Fahrzeugkarosserien zu den Seitenwänden der Kabine hin verdrängt wird. Aufgrund dieses Verdrängungseffekts der Fahrzeugkarosserien variieren die lokalen Strömungsgeschwindigkeiten der Luft sowohl längs der Strömungsrichtung als auch senkrecht zur Strömungsrichtung der Luft durch die Kabine.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche es erlaubt, die Gesamtströmungssituation der Luft in dem Innenraum der Kabine unter Berücksichtigung des Verdrängungseffekts der durch die Kabine geförderten Werkstücke zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einer Kabine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Breite des Innenraums der Kabine ab einer Verjüngungsstarthöhe, die tiefer als oder gleich hoch wie der obere Rand der Förderkontur liegt, nach oben hin abnimmt.
Dabei ist unter der Förderkontur in der vorliegenden Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen der von den Werkstücken beim Hindurchbewegen durch den Innenraum der Kabine überstrichene Teilbereich des Innenraums zu verstehen.
Bei der erfindungsgemäßen Kabine vergrößert sich der für die Luftströmung zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt aufgrund der Erweiterung des Innenraums nach unten hin bis in die Höhe, auf welcher die Werkstücke durch den Innenraum der Kabine gefördert werden, so daß der Verdrängungseffekt der Werkstücke vermindert oder sogar weitgehend ganz ausgeglichen werden kann, wodurch der für die Luftströmung zur Verfügung stehende freie Strömungsquerschnitt weniger stark in Abhängigkeit von der Höhe innerhalb des Innenraums der Kabine variiert.
Da die freien Strömungsquerschnitte weniger stark variieren, variieren auch die Strömungsgeschwindigkeiten der den Innenraum durchströmenden Luft sowohl längs des Strömungsweges als auch quer zum Strömungsweg weniger stark als bei einer Kabine, die sich nach oben hin gar nicht verjüngt oder aber erst ab einer Verjüngungsstarthöhe, die nur knapp unterhalb der Deckenwand liegt.
So ist bereits aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 577 627 ein Spritzkanal zum Lackieren intermittierend oder kontinuierlich durch den Kanal hindurchbewegter Fahrzeugkarosserien bekannt, der sich ab einer Höhe nach oben hin verjüngt, die deutlich oberhalb des oberen Randes der Förderkontur liegt. Die aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 577 627 bekannte Verjüngung des obersten Abschnitts des Kabinenquerschnitts dient einzig und allein dazu, eine schräge Wandfläche zum Einbau von Beleuchtungskörpern zu schaffen. Eine wirksame Anpassung der Strömungssituation in dem Lackierkanal an den Verdrängungseffekt der Fahrzeugkarosserien ist auf diese Weise nicht möglich, da sich die Breite des Innenraums der Kabine bereits ab einer Höhe, die weit oberhalb des oberen Randes der Fahrzeugkarosserien liegt, nach unten hin nicht mehr verändert.
Durch den erfindungsgemäß ermöglichten Ausgleich des Verdrängungseffektes der Werkstücke ergibt sich ferner eine besonders homogene Durchströmung der Bereiche des Innenraums der Kabine, welche in der Nähe der Werkstücke liegen, so daß die dem Innenraum zuzuführende Gesamtluftmenge reduziert werden kann.
Ferner wird durch die Erweiterung des Querschnittes des Innenraums der Kabine nach unten die Spitzengeschwindigkeit, welche die Luftströmung im Bereich zwischen den Werkstücken und in dem Innenraum der Kabine angeordneten Behandlungsvorrichtungen erreicht, durch gezieltes Umströmen der Werkstücke reduziert, so daß insbesondere im Falle einer Spritzlackierkabine die von der Luftströmung mitgeführte Lackmenge reduziert und der Auftragswirkungsgrad bei der Applikation des Lackes erhöht wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die Deckenwand eine geringere Breite aufweist als bei der üblichen quaderförmigen Ausgestaltung des Innenraums der Kabine, so daß bei vorgegebener, dem Innenraum zugeführter Gesamtluftmenge die Austrittsgeschwindigkeit der Luft an der Unterseite der Deckenwand höher ist, weshalb an der Deckenwand ein höherer Druckverlust auftritt, was eine gleichmäßigere Verteilung der Luftströmung über die Unterseite der Deckenwand zur Folge hat.
Unterhalb der Verjüngungsstarthöhe bleibt die Breite des Innenraums der Kabine nach unten hin vorzugsweise konstant.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Breite des Innenraums der Kabine von der Verjüngungsstarthöhe aus nach oben bis zur Deckenwand im wesentlichen monoton abnimmt.
Besonders günstig ist es, wenn die Breite des Innenraums der Kabine von der Verjüngungsstarthöhe aus nach oben bis zur Deckenwand im wesentlichen stetig abnimmt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Breite des Innenraums der Kabine von der Verjüngungsstarthöhe nach oben bis zur Deckenwand im wesentlichen linear abnimmt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß mindestens eine der Seitenwände einen geneigten Abschnitt aufweist, der sich von der Verjüngungsstarthöhe aus nach oben erstreckt und zu der Längsmittelebene der Kabine hin geneigt ist.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn der geneigte Abschnitt der Seitenwand um einen Winkel α von ungefähr 5° bis ungefähr 20°, vorzugsweise von ungefähr 7° bis ungefähr 15°, gegen die Vertikale geneigt ist.
Ferner hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Verjüngungsstarthöhe höher liegt als oder gleich hoch liegt wie der untere Rand der Förderkontur.
Wenn die Kabine einen Kabinenboden aufweist, so kann die Verjüngung des Innenraums der Kabine bereits in Höhe des Kabinenbodens beginnen. Vorzugsweise liegt die Verjüngungsstarthöhe jedoch höher als die Oberseite des Kabinenbodens.
Vorzugsweise durchsetzt die Luftströmung den Innenraum der Kabine von der Deckenwand bis zum Kabinenboden.
Um den Verdrängungseffekt der Werkstücke möglichst weitgehend kompensieren zu können, ist es ferner von Vorteil, wenn die Verjüngungsstarthöhe H unterhalb der halben Höhe h der Seitenwände der Kabine, vorzugsweise unterhalb eines Drittels der Höhe h der Seitenwände der Kabine, liegt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kabine im wesentlichen symmetrisch zu ihrer vertikalen Längsmittelebene ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist die Verjüngung der Breite des Innenraums der Kabine so auf die durch die Kabine zu fördernden Werkstücke abgestimmt, daß die Differenz der Breite bu des Innenraums der Kabine auf der Verjüngungsstarthöhe H und der Breite bo des Innenraums der Kabine auf der Höhe des unteren Randes der Deckenwand größer ist als ungefähr die halbe Breite B der Förderkontur, vorzugsweise größer ist als ungefähr das 0,7-fache der Breite der Förderkontur.
Um den Verdrängungseffekt der Werkstücke nicht überzukompensieren, ist es andererseits von Vorteil, wenn die Differenz der Breite bu des Innenraums der Kabine auf der Verjüngungshöhe H und der Breite bo des Innenraums der Kabine auf der Höhe des unteren Randes der Deckenwand kleiner ist als ungefähr das 1,5-fache der Breite B der Förderkontur, vorzugsweise kleiner ist als ungefähr das 1,3-fache der Breite B der Förderkontur.
Um den Winkel zwischen den Seitenwänden und der Deckenwand der Kabine nicht zu groß werden zu lassen und so ein Ablösen der Luftströmung im Seitenwandbereich der Kabine zu vermeiden, kann vorgesehen sein, daß die Deckenwand der Kabine von einem seitlichen Rand, an dem die Deckenwand an eine Seitenwand der Kabine anschließt, zur Kabinenmitte hin abfällt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Deckenwand im wesentlichen linear von dem seitlichen Rand zur Kabinenmitte hin abfällt.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, daß die Deckenwand in mehreren im wesentlichen linearen Abschnitten zur Kabinenmitte hin abfällt.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die Deckenwand - von dem Innenraum der Kabine aus gesehen - konvex gekrümmt ist.
Vorzugsweise ist die Kabine so ausgebildet, daß die Deckenwand und eine der Seitenwände zusammen einen Winkel β einschließen, welcher im Bereich von ungefähr 60° bis ungefähr 110° liegt.
Wenn die Kabine ein oberhalb der Deckenwand angeordnetes Plenum umfaßt, aus welchem Zuluft in den Innenraum der Kabine einströmt, so entspricht die Breite des Plenums an seinem unteren Rand vorzugsweise im wesentlichen der Breite der Deckenwand der Kabine.
Unter der Breite eines Elements ist in dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen die Ausdehnung des betreffenden Elements in einer zur Förderrichtung senkrechten horizontalen Richtung zu verstehen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1
einen schematischen Querschnitt durch eine Kabine zum Spritzlackieren von Fahrzeugkarosserien mit einem sich von einer Verjüngungsstarthöhe aus nach oben verjüngenden Querschnitt und einer ebenen Filterdecke;
Fig. 2
einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Kabine zum Spritzlackieren von Fahrzeugkarosserien, mit einer von den seitlichen Rändern zur Kabinenmitte hin linear abfallenden Filterdecke;
Fig. 3
einen schematischen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Kabine zum Spritzlackieren von Fahrzeugkarosserien, mit einer Filterdecke mit polygonalem Verlauf; und
Fig. 4
einen schematischen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer Kabine zum Spritzlackieren von Fahrzeugkarosserien, mit einer - vom Innenraum der Kabine aus gesehen - konvex gekrümmten Filterdecke.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Eine in Fig. 1 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Kabine dient zum Spritzlackieren von Fahrzeugkarosserien 102, welche mittels einer in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Fördervorrichtung 104, beispielsweise mittels eines invertierten Kreisförderers, längs einer Förderrichtung 106 durch einen Innenraum 108 der Kabine 100 hindurchgefördert werden, wobei die Fahrzeugkarosserien 102 eine sich längs der Förderrichtung 106 erstreckende Förderkontur überstreichen. Dabei wird unter der Förderkontur der von den Fahrzeugkarosserien 102 beim Hindurchbewegen durch den Innenraum 108 der Kabine 100 überstrichene Teilbereich des Innenraums 108 verstanden.
Zu beiden Seiten der Förderkontur sind Spritzlackiervorrichtungen 110 angeordnet, beispielsweise in Form von Lackierrobotern, von denen einer in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Kabine 100 weist einen Kabinenboden 110 auf, welcher teilweise durch luftdurchlässige Gitterroste 114 gebildet ist.
Seitlich wird der Innenraum 108 der Kabine 100 durch zwei Seitenwände 116 und 118 begrenzt, welche sich von dem Kabinenboden 112 aus nach oben erstrecken und an einer den Innenraum 108 der Kabine 100 überspannenden horizontalen Deckenwand 120 enden.
Die Gesamthöhe der Seitenwände 116, 118, das heißt deren vertikale Erstreckung von der Oberseite 122 ist zur Unterseite 124 der Deckenwand 120, ist in Fig. 1 mit h bezeichnet.
Jede der Seitenwände 116, 118 umfaßt einen unteren, im wesentlichen vertikalen Abschnitt 126, der sich von der Oberseite 122 des Kabinenbodens 112 bis zu einer Verjüngungsstarthöhe H erstreckt, und einen sich an den unteren vertikalen Abschnitt 126 nach oben anschließenden, gegen die Vertikale um einen Winkel α zur Längsmittelebene 128 der Kabine 100 hin geneigten oberen Abschnitt 130.
Die Kabine 100 ist im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu ihrer vertikalen Längsmittelebene 128 ausgebildet.
Aufgrund der Neigung der oberen geneigten Abschnitte 130 der Seitenwände 116, 118 verjüngt sich der Querschnitt des Innenraums 108 der Kabine 100 von der Verjüngungsstarthöhe H aus nach oben zur Unterseite 124 der Deckenwand 120 hin, so daß die Breite bo des Innenraums 108 der Kabine 100 auf der Höhe der Unterseite 124 der Deckenwand 120 deutlich geringer ist als die Breite bu des Innenraums 108 der Kabine 100 auf der Verjüngungsstarthöhe H.
Vorzugsweise ist die Neigung der oberen geneigten Abschnitte 130 der Seitenwände 116, 118 so auf die durch die Kabine 100 zu fördernden Fahrzeugkarosserien 102 abgestimmt, daß die Differenz der Breiten bu und bo zwischen dem ungefähr 0,7-fachen und dem ungefähr 1,3-fachen der Breite B der Förderkontur der Fahrzeugkarosserien 102 liegt.
Besonders günstig ist es, wenn die Differenz der Breiten bu und bo im wesentlichen der Breite B der Förderkontur entspricht.
Die Deckenwand 120 der Kabine 100 ist als eine Filterdecke 132 ausgebildet und umfaßt von Luft durchströmbare Filterelemente, insbesondere Filtermatten, so daß unter erhöhtem Druck stehende Luft aus einem oberhalb der Filterdecke 132 angeordneten Plenum 134 durch die Filterdecke 132 hindurch in den Innenraum 108 der Kabine 100 einströmen kann.
Die innenraumseitigen Luftdurchtrittsflächen der Filterdecke 132 bilden zusammen eine Lufteintrittsfläche 135 der Kabine 100, welche im wesentlichen die gesamte Unterseite 124 der Deckenwand 120 einnimmt.
Die unter erhöhtem Druck stehende Luft wird dem Plenum 134 mittels eines (nicht dargestellten) Gebläses zugeführt.
Die Breite des Plenums 134 an der Oberseite 136 der Deckenwand 120 ist im wesentlichen gleich groß wie die Breite bo des Innenraums 108 an der Unterseite 124 der Deckenwand 120.
Die Strömungsrichtung der aus dem Plenum 134 in den Innenraum 108 der Kabine 100 einströmenden Zuluft ist in Fig. 1 durch die Pfeile 138 angegeben.
Die den Innenraum 108 der Kabine 100 von oben nach unten durchsetzende Luftströmung tritt durch die Gitterroste 114 auf der Höhe des Kabinenbodens 112 nach unten aus dem Innenraum 108 aus und führt dadurch im Innenraum 108 der Kabine 100 aufgenommene Partikel, insbesondere Lack-Overspray, aus dem Innenraum 108 in eine unterhalb des Innenraums 108 der Kabine 100 angeordnete Auswaschanlage 140 ab, in welcher diese in dem Luftstrom mitgeführten Partikel aus dem Luftstrom abgetrennt und einer Entsorgung oder Wiederverwendung zugeführt werden.
Der Aufbau der Auswaschanlage 140 ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt, weshalb im Rahmen dieser Beschreibung auf eine ausführliche Darstellung der Auswaschanlage 140 verzichtet wird.
Die durch den Innenraum 108 der Kabine 100 hindurch geförderten Fahrzeugkarosserien 102 wirken als Verdrängungskörper, welche den für den Durchtritt der Luftströmung durch den Innenraum 108 der Kabine 100 zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitt verringern.
Dadurch, daß sich der für die Strömung zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt aufgrund der Erweiterung des Innenraums 108 nach unten hin vergrößert, wird dieser Verdrängungseffekt der Fahrzeugkarosserien 102 jedoch im wesentlichen ausgeglichen, so daß der für die Luftströmung zur Verfügung stehende freie Strömungsquerschnitt unabhängig von der Höhe innerhalb des Innenraums 108 der Kabine 100 im wesentlichen konstant bleibt. Die näherungsweise Konstanz der freien Strömungsquerschnitte hat zur Folge, daß die Strömungsgeschwindigkeiten der den Innenraum 108 durchströmenden Luft längs. des Strömungsweges im wesentlichen konstant bleiben und daß sich quer zum Strömungsweg ein im wesentlichen konstantes Geschwindigkeitsprofil dieser Strömung ergibt (sogenannte isokinetische Luftführung).
Ferner ergibt sich durch den Ausgleich des Verdrängungseffektes der Fahrzeugkarosserien 102 eine besonders homogene Durchströmung der Bereiche des Innenraums 108, welche in der Nähe der Fahrzeugkarosserien 102 liegen, so daß die dem Innenraum 108 zuzuführende Gesamtluftmenge reduziert werden kann.
Ferner wird durch die Erweiterung des Querschnittes des Innenraums 108 der Kabine 100 nach unten die Spitzengeschwindigkeit, welche die Luftströmung im Bereich zwischen den Fahrzeugkarosserien 102 und den Spritzlackiervorrichtungen 110 erreicht, durch gezieltes Umströmen der Fahrzeugkarosserien 102 reduziert, so daß die von der Luftströmung mitgeführte Lackmenge reduziert und der Auftragswirkungsgrad bei der Applikation des Lackes erhöht wird.
Da die Filterdecke 132 eine geringere Breite aufweist als bei der üblichen quaderförmigen Ausgestaltung des Innenraums 108 der Kabine 100, ist bei vorgegebener, dem Innenraum 108 zugeführter Gesamtluftmenge die Austrittsgeschwindigkeit der Luft an der Unterseite 124 der Deckenwand 120 höher, weshalb an der Filterdecke 132 ein höherer Druckverlust auftritt, was eine gleichmäßigere Verteilung der Luftströmung über die Unterseite 124 der Deckenwand 120 zur Folge hat.
Um den Verdrängungseffekt der Fahrzeugkarosserien 102 möglichst gut zu kompensieren, ist es von Vorteil, wenn die Verjüngungsstarthöhe H zwischen dem oberen Rand und dem unteren Rand der Förderkontur liegt.
Ferner ist es von Vorteil, wenn der vertikale Abstand der Verjüngungsstarthöhe H von der Oberseite 122 des Kabinenbodens 112 weniger als der Hälfte, vorzugsweise weniger als einem Drittel der Höhe h der Seitenwände 116, 118 entspricht.
Aufgrund der Neigung der Seitenwände 116, 118 schließen dieselben mit der Deckenwand 120 jeweils einen stumpfen Winkel β ein.
Wenn dieser Winkel β größer wird als ungefähr 100°, so besteht die Gefahr, daß sich die Luftströmung von den Innenseiten der Seitenwände 116, 118 ablöst.
Um ein solches Ablösen der Luftströmung im Seitenwandbereich der Kabine 100 zu vermeiden, ist bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform einer Kabine 100 vorgesehen, daß die Deckenwand 120 nicht im wesentlichen eben und horizontal ausgebildet ist, sondern statt dessen von ihren seitlichen Rändern, an denen die Deckenwand 120 an die Seitenwände 116 bzw. 118 angrenzt, zu der Längsmittelebene 128 der Kabine 100 hin abfällt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform weist die Deckenwand 120 insbesondere zwei gegen die Horizontale um jeweils einen Winkel γ geneigte, an der Längsmittelebene 128 der Kabine 100 aneinandergrenzende ebene Abschnitte 142 auf, so daß die Deckenwand 120 insgesamt keilförmig nach unten in den Innenraum 108 der Kabine 100 vorspringt.
Der Winkel γ liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 10° bis ungefähr 30°.
Durch die Neigung der Deckenwand 120 wird bei dieser Ausführungsform erreicht, daß der Winkel β, den die Seitenwände 116, 118 mit der Deckenwand 120 einschließen, verringert wird und bei beispielsweise weniger als 90° liegen kann.
Durch diese Reduzierung des Winkels zwischen der Deckenwand 120 und den Seitenwänden 116, 118 wird ein Ablösen der Luftströmung von den Seitenwandbereichen der Kabine 100 auch bei großer Neigung α der oberen geneigten Abschnitte 130 der Seitenwände 116, 118 relativ zur Vertikalen vermieden.
Im übrigen stimmt die in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform einer Kabine 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig. 3 dargestellte dritte Ausführungsform einer Kabine 100 unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform dadurch, daß die Deckenwand 120 der Kabine 100 auf jeder Seite der Längsmittelebene 128 nicht nur einen geneigten Abschnitt 142, sondern mehrere, beispielsweise drei, solcher geneigter Abschnitte 144a, 144b, 144c aufweist, die an ihren seitlichen Rändern jeweils aneinander grenzen und über die die Deckenwand 120 von ihren seitlichen Rändern, an denen die Deckenwand 120 an die Seitenwände 116, 118 angrenzt, bis zur Längsmittelebene 128 der Kabine 100 hin abfällt.
Auch bei dieser dritten Ausführungsform springt somit die Deckenwand 120 nach unten in den Innenraum 108 der Kabine 100 vor, wodurch der Winkel β zwischen der Deckenwand 120 und den Seitenwänden 116, 118 verringert wird, so daß ein Ablösen der Luftströmung im Seitenwandbereich auch bei großen Neigungswinkeln α der oberen geneigten Abschnitte 130 der Seitenwände 116, 118 vermieden wird.
Durch den polygonalen Verlauf der Deckenwand 120 wird überdies eine besonders hohe Gleichmäßigkeit der Luftströmung durch den Innenraum 108 der Kabine 100 erzielt.
Im übrigen stimmt die in Fig. 3 dargestellte dritte Ausführungsform hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform einer Kabine 100 überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig. 4 dargestellte vierte Ausführungsform einer Kabine 100 unterscheidet sich von der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsform lediglich dadurch, daß die Deckenwand 120 keinen polygonalen Verlauf aufweist, der sich aus mehreren, im wesentlichen ebenen Deckenwandabschnitten zusammensetzt, sondern statt dessen die Deckenwand 120 einen im wesentlichen kontinuierlich gekrümmten, von dem Innenraum 108 der Kabine 100 aus gesehen konvexen Verlauf aufweist.
Durch die kontinuierliche Krümmung der Deckenwand 120 wird die Gleichmäßigkeit der vom Plenum 134 in den Innenraum 108 eintretenden Luftströmung noch weiter erhöht.
Im übrigen stimmt die in Fig. 4 dargestellte vierte Ausführungsform einer Kabine 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsform einer Kabine 100 überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Claims (18)

  1. Kabine zum Oberflächenbehandeln, insbesondere zum Spritzlackieren, von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien (102), die längs einer Förderrichtung (106) durch einen Innenraum (108) der Kabine (100) gefördert werden, wobei die Werkstücke eine sich längs der Förderrichtung (106) erstreckende Förderkontur überstreichen und wobei die Kabine (100) eine Deckenwand (120), durch welche Zuluft in den Innenraum (108) der Kabine (100) eintritt, und zwei Seitenwände (116, 118), welche sich im wesentlichen längs der Förderrichtung (106) erstrecken, aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Breite des Innenraums (108) der Kabine (100) ab einer Verjüngungsstarthöhe (H), die tiefer als oder gleich hoch wie der obere Rand der Förderkontur liegt, nach oben hin abnimmt.
  2. Kabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Innenraums (108) der Kabine (100) nach oben bis zur Deckenwand (120) im wesentlichen monoton abnimmt.
  3. Kabine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Innenraums (108) der Kabine (100) nach oben bis zur Deckenwand (120) im wesentlichen stetig abnimmt.
  4. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Innenraums (108) der Kabine (100) nach oben bis zur Deckenwand (120) im wesentlichen linear abnimmt.
  5. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Seitenwände (116, 118) einen geneigten Abschnitt (130) aufweist, der sich von der Verjüngungsstarthöhe (H) aus nach oben erstreckt und zu der Längsmittelebene (128) der Kabine (100) hin geneigt ist.
  6. Kabine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der geneigte Abschnitt (130) der Seitenwand (116, 118) um einen Winkel (α) von ungefähr 5° bis ungefähr 20°, vorzugsweise von ungefähr 7° bis ungefähr 15°, gegen die Vertikale geneigt ist.
  7. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngungsstarthöhe (H) höher liegt als oder gleich hoch liegt wie der untere Rand der Förderkontur.
  8. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (100) einen Kabinenboden (112) aufweist und daß die Verjüngungsstarthöhe (H) höher liegt als die Oberseite (122) des Kabinenbodens (112).
  9. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngungsstarthöhe (H) unterhalb der halben Höhe (h) der Seitenwände (116, 118) der Kabine (100), vorzugsweise unterhalb eines Drittels der Höhe (h) der Seitenwände (116, 118) der Kabine (100), liegt.
  10. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (100) im wesentlichen symmetrisch zu ihrer vertikalen Längsmittelebene (128) ausgebildet ist.
  11. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Breite (bu) des Innenraums (108) der Kabine (100) auf der Verjüngungsstarthöhe (H) und der Breite (bo) des Innenraums (108) der Kabine (100) auf der Höhe des unteren Randes der Deckenwand (120) größer ist als ungefähr die halbe Breite (B) der Förderkontur, vorzugsweise größer ist als ungefähr das 0,7-fache der Breite (B) der Förderkontur.
  12. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Breite (bu) des Innenraums (108) der Kabine (100) auf der Verjüngungsstarthöhe (H) und der Breite (bo) des Innenraums (108) der Kabine (100) auf der Höhe des unteren Randes der Deckenwand (120) kleiner ist als ungefähr das 1,5-fache der Breite (B) der Förderkontur, vorzugsweise kleiner ist als ungefähr das 1,3-fache der Breite (B) der Förderkontur.
  13. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenwand (120) der Kabine (100) von einem seitlichen Rand, an dem die Deckenwand (120) an eine Seitenwand (116, 118) der Kabine (100) anschließt, zur Kabinenmitte hin abfällt.
  14. Kabine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenwand (120) im wesentlichen linear von dem seitlichen Rand zur Kabinenmitte hin abfällt.
  15. Kabine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenwand (120) in mehreren im wesentlichen linearen Abschnitten (144a, 144b, 144c) zur Kabinenmitte hin abfällt.
  16. Kabine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenwand (120) - von dem Innenraum (108) der Kabine (100) aus gesehen - konvex gekrümmt ist.
  17. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenwand (120) und eine der Seitenwände (116, 118) zusammen einen Winkel (β) einschließen, welcher im Bereich von ungefähr 60° bis ungefähr 110° liegt.
  18. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (100) ein oberhalb der Deckenwand (120) angeordnetes Plenum (134) umfaßt, dessen Breite an seinem unteren Rand im wesentlichen der Breite der Deckenwand (120) der Kabine (100) entspricht.
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