EP1512466B1 - Kabine zum Oberflächenbehandeln von Werkstücken - Google Patents
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- EP1512466B1 EP1512466B1 EP04018694A EP04018694A EP1512466B1 EP 1512466 B1 EP1512466 B1 EP 1512466B1 EP 04018694 A EP04018694 A EP 04018694A EP 04018694 A EP04018694 A EP 04018694A EP 1512466 B1 EP1512466 B1 EP 1512466B1
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- 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
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- B05B16/00—Spray booths
- B05B16/60—Ventilation arrangements specially adapted therefor
Definitions
- the present invention relates to a cabin for surface treatment, in particular for spray painting, of workpieces, in particular of vehicle bodies, which are conveyed along a conveying direction through an interior of the cabin, the workpieces sweeping along a conveying direction extending conveying contour and wherein the cabin is a ceiling wall through which supply air enters the interior of the cabin, and two side walls, which extend substantially along the conveying direction has.
- Such a cabin for spray painting of vehicle bodies is for example from U.S. Patent No. 5,762,548 known.
- the known cabin has a (taken perpendicular to the conveying direction) cross section, which is rectangular, so that for the air flow, which passes through the cabin from the ceiling wall down, directly below the ceiling wall, a larger (horizontal) flow cross-section is available the height of the vehicle bodies, since the air flow is displaced by the vehicle bodies to the side walls of the cabin. Due to this displacement effect of the vehicle bodies, the local flow velocities of the air vary both along the flow direction and perpendicular to the flow direction of the air through the cabin.
- the US 5 042 420 A discloses a cabin for surface treating vehicle bodies, the cabin having a ceiling wall through which supply air enters the interior of the cabin and two side walls extending in the longitudinal direction of the cabin, the width of the cabin Interior of the cabin from a Rejungsungsstart admir, which is at the height of the cabin floor and thus lower than the upper edge of the contour of the vehicle body, decreases towards the top.
- the present invention has for its object to provide a cabin of the type mentioned, which allows the total flow situation of the air in the interior of the cabin, taking into account the Displacement effect of the conveyed through the cabin workpieces to improve.
- the flow cross section available for the air flow increases due to the expansion of the interior downwards to the height at which the workpieces are conveyed through the interior of the cabin, so that the displacement effect of the workpieces is reduced or even substantially completely can be compensated, whereby the available for the air flow free flow cross-section varies less depending on the height within the interior of the cabin.
- the ceiling wall has a smaller width than in the usual cuboid configuration of the interior of the cabin, so that at a given, the interior supplied total amount of air, the exit velocity of the air at the bottom of the ceiling wall is higher, which is why the ceiling wall a higher pressure loss occurs, which has a more even distribution of air flow over the bottom of the ceiling wall result.
- the width of the interior of the car downwardly preferably remains constant.
- the width of the interior of the cabin decreases substantially monotonically from the taper start height up to the ceiling wall.
- the width of the interior of the cabin decreases from the taper start height up to the ceiling wall substantially linearly.
- At least one of the side walls has an inclined portion which extends from the taper start height from the top and is inclined to the longitudinal center plane of the cabin.
- the tapering of the interior of the cabin can already begin at the level of the cabin floor.
- the taper start height is higher than the top of the cabin floor.
- the air flow passes through the interior of the cabin from the ceiling wall to the cabin floor.
- the taper start height H is 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 is formed substantially symmetrically to its vertical longitudinal center plane.
- 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 is at the level of the lower one Edge of the Ceiling wall is greater than about half the width B of the conveying contour, preferably greater than about 0.7 times the width of the conveying 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 lateral edge at which the ceiling wall to a side wall the cabin adjoins, falls towards the center of the cabin.
- the ceiling wall drops substantially linearly from the lateral edge towards the center of the cabin.
- the ceiling wall drops in several substantially linear sections towards the center of the cabin.
- the ceiling wall - seen from the interior of the cabin - is convexly curved.
- the cabin is formed so that the top wall and one of the side walls together enclose an angle ⁇ which is in the range of about 60 ° to about 110 °.
- the cabin comprises a plenum arranged above the ceiling wall, from which supply air flows into the interior of the cabin
- the width of the plenum at its lower edge preferably corresponds substantially to the width of the ceiling wall of the cabin.
- the width of an element in this specification and in the appended claims means the extent of the element in question in a horizontal direction perpendicular to the direction of conveyance.
- FIG. 1 illustrated, as a whole designated 100 cabin is used for spray painting of vehicle bodies 102, which by means of a in Fig. 1 conveying means 104 shown only schematically, for example by means of an inverted circular conveyor, are conveyed along an conveying direction 106 through an interior 108 of the cabin 100, wherein the vehicle bodies 102 sweep a conveying contour extending along the conveying direction 106.
- the conveying contour of the vehicle bodies 102 as they pass through the interior 108 of the cabin 100 is understood to be part of the interior 108.
- the cabin 100 has a cabin floor 110, which is partially formed by air-permeable gratings 114.
- the interior 108 of the cabin 100 is bounded by two side walls 116 and 118 which extend upwardly from the cabin floor 112 and terminate at a horizontal ceiling wall 120 spanning the interior 108 of the cabin 100.
- the total height of the side walls 116, 118 that is, the vertical extent of the top 122 to the bottom 124 of the ceiling wall 120, is in Fig. 1 denoted by h.
- Each of the sidewalls 116, 118 includes a lower, substantially vertical portion 126 which extends from the top 122 of the cabin floor 112 to a throat start height H, and one adjacent the lower vertical portion 126, one vertical to the vertical Angle ⁇ to the longitudinal center plane 128 of the cab 100 inclined toward upper portion 130th
- the cabin 100 is formed substantially mirror-symmetrical to its vertical longitudinal center plane 128.
- 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-flowable filter elements, in particular filter mats, so that pressurized air from a plenum 134 arranged above the filter cover 132 passes through the filter cover 132 into the interior 108 of the cabin 100 can flow in.
- the interior-side air passage surfaces of the filter cover 132 together form an air inlet surface 135 of the cabin 100, which occupies substantially the entire bottom 124 of the ceiling wall 120.
- the pressurized air is supplied to the plenum 134 by means of a blower (not shown).
- 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.
- washout system 140 The structure of the washout system 140 is known per se from the prior art, which is why a detailed description of the washout system 140 is omitted in the context of this description.
- the vehicle bodies 102 conveyed through the interior 108 of the cabin 100 act as displacement bodies, which reduce the flow cross-section available for the passage of the air flow through the interior 108 of the cabin 100.
- the compensation of the displacement effect of the vehicle bodies 102 results in a particularly homogeneous flow through the areas of the inner space 108 which lie in the vicinity of the vehicle bodies 102, so that the total amount of air to be supplied to the inner space 108 can be reduced.
- the peak velocity that reaches the airflow in the area between the vehicle bodies 102 and the spray painting devices 110 is reduced by selectively flowing around the vehicle bodies 102 so that the amount of paint carried by the air flow is reduced and the order efficiency is increased in the application of the paint.
- the filter cover 132 Since the filter cover 132 has a smaller width than in the conventional cuboid configuration of the interior 108 of the cabin 100, the exit velocity of the air at the bottom 124 of the ceiling wall 120 is higher for a given, the interior 108 supplied total air flow rate, which is why on the filter cover 132 a higher Pressure loss occurs, resulting in a more even distribution of air flow over the bottom 124 of the ceiling wall 120 result.
- the taper start height H lies between the upper edge and the lower edge of the conveyor contour.
- the vertical distance of the taper start height H from the upper side 122 of the cabin floor 112 corresponds to less than half, preferably less than one third of the height h of the side walls 116, 118.
- this angle ⁇ is greater than about 100 °, so there is a risk that the air flow from the inner sides of the side walls 116, 118 detaches.
- the in Fig. 2 illustrated second embodiment of a car 100 provided that the top wall 120 is not formed substantially flat and horizontal, but instead from its lateral edges, in which the top wall 120 adjacent to the side walls 116 and 118, to the longitudinal center plane 128 of the car 100th falls off.
- the top wall 120 in particular two against the horizontal by an angle ⁇ inclined, adjacent to the longitudinal center plane 128 of the car 100 adjacent flat portions 142, so that the ceiling wall 120 projects a total of wedge-shaped down into the interior 108 of the cabin 100 ,
- 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 may be less than 90 °, for example.
- the in Fig. 2 illustrated first embodiment of a cabin 100 according to the invention in terms of structure and function with the in Fig. 1 shown cabin, to the above description in this respect reference is made.
- An in Fig. 3 shown second embodiment of a cab 100 according to the invention differs from the in Fig. 2 illustrated first embodiment in that the top wall 120 of the car 100 on each side of the longitudinal center plane 128 not only an inclined portion 142, but a plurality, for example, three, such inclined portions 144a, 144b, 144c, which adjoin each other at their lateral edges and over which the ceiling wall 120 from its lateral edges, at which the top wall 120 adjacent to the side walls 116, 118 drops down to the longitudinal center plane 128 of the car 100 out.
- the ceiling wall 120 thus projects downwards into the interior space 108 of the cabin 100, as a result of which the angle ⁇ between the ceiling wall 120 and the side walls 116, 118 is reduced, so that a detachment of the air flow in the side wall area also occurs large inclination angles ⁇ of the upper inclined portions 130 of the side walls 116, 118 is avoided.
- An in Fig. 4 illustrated third embodiment of a cab 100 according to the invention differs from the in Fig. 3 illustrated second embodiment only in that the ceiling wall 120 has no polygonal course, which is composed of a plurality of substantially planar ceiling wall sections, but instead the ceiling wall 120 has a substantially continuously curved, viewed from the interior 108 of the car 100 convex course ,
Landscapes
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kabine zum Oberflächen behandeln, 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.
- Die
US 5 042 420 A offenbart eine Kabine zum Oberflächenbehandeln von Fahrzeugkarosserien, wobei die Kabine eine Deckenwand, durch welche Zuluft in den Innenraum der Kabine eintritt, und zwei Seitenwände, welche sich in der Längsrichtung der Kabine erstrecken, aufweist, wobei die Breite des Innenraums der Kabine ab einer Verjüngungsstarthöhe, die auf der Höhe des Kabinenbodens und somit tiefer als der obere Rand der Kontur der Fahrzeugkarosserie liegt, nach oben hin abnimmt. - 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 durch eine Kabine nach Anspruch 1 gelöst.
- 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 derdeutschen 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, ist vorgesehen, 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 nicht erfindungsgemäßen 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 erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabine zum Spritzlackieren von Fahrzeugkarosserien, mit einer von den seitlichen Rändern zur Kabinenmitte hin linear abfallenden Filterdecke;
- Fig. 3
- einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Kabine zum Spritzlackieren von Fahrzeugkarosserien, mit einer Filterdecke mit polygonalem Verlauf; und
- Fig. 4
- einen schematischen Querschnitt durch eine dritte 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 inFig. 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 ersten erfindungsgemäßen 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 erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer Kabine 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der inFig. 1 dargestellten Kabine überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird. - Eine in
Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabine 100 unterscheidet sich von der inFig. 2 dargestellten ersten 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 zweiten 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 zweite Ausführungsform hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der inFig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform einer Kabine 100 überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird. - Eine in
Fig. 4 dargestellte dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabine 100 unterscheidet sich von der inFig. 3 dargestellten zweiten 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 dritte Ausführungsform einer Kabine 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der inFig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsform einer Kabine 100 überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Claims (17)
- 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 Kabine eine sich längs der Förderrichtung (106) erstreckende Förderkontur umschließt, die von den zu behandelnden Werkstücken überstrichen wird 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 und 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. - 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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).
- 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.
- Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabine (100) im wesentlichen symmetrisch zu ihrer vertikalen Längsmittelebene (128) ausgebildet ist.
- 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.
- 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.
- Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckenwand (120) im wesentlichen linear von dem seitlichen Rand zur Kabinenmitte hin abfällt.
- Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, , dadurch gekennzeichnet, dass die Deckenwand (120) in mehreren im wesentlichen linearen Abschnitten (144a, 144b, 144c) zur Kabinenmitte hin abfällt.
- Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckenwand (120) - von dem Innenraum (108) der Kabine (100) aus gesehen - konvex gekrümmt ist.
- Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, 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.
- Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, 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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