EP2185292B1

EP2185292B1 - Verfahren zur errichtung einer lackieranlage an einem vorgegebenen aufstellungsort

Info

Publication number: EP2185292B1
Application number: EP07818016.3A
Authority: EP
Inventors: Helmut Ansorge
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2027-08-08
Also published as: US20100186664A1; US8359726B2; WO2009018841A1; EP2185292A1

Description

Hinter-grund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Errichtung einer Lackieranlage an einem vorgegebenen Aufstellungsort.
Lackieranlagen für Bauteile, wie sie beispielsweise in hoher Stückzahl und in ausgezeichneter Qualität beim Automobilbau gebraucht werden, sind komplexe Fertigungsanlagen, die hohe Investitionen binden. Solche Lackieranlagen sind im Allgemeinen so gebaut, dass sie in einem Gebäude aufgestellt sind und dabei häufig an die durch das Gebäude vorgegebene Raumsituation adaptiert sind. Dies hat zur Folge, dass die Anordnung einzelner Bearbeitungszonen innerhalb der Anlage kompliziert und aufwendig ist, da deren Auslegung an die örtlichen Gegebenheiten des Gebäudes angepasst ist.
Derartige Lackieranlagen sind nach einer bestimmten Spezifikation geplant und gebaut, umfassend die Abfolge und Anzahl von Arbeitsschritten, Lackierschritten, Vor- und Nachbearbeitungsschritten, die mit den zu lackierenden Bauteilen verbundene Logistik und die Energie- und Medienversorgung der Anlage. Ist eine derartige bekannte Lackieranlage zu ergänzen oder anderweitig umzubauen, weil sich beispielsweise die Spezifikation der zu lackierenden Bauteile geändert hat, so ist dies mit hohen Kosten, starken Behinderungen und weiteren hinderlichen Kompromissen verbunden. Insgesamt betrachtet sind daher nachgerüstete Lackieranlagen dieser Art oft nachteilig, da nicht in allen Fällen Änderungen an der Anlage dem entsprechen, was eine geänderte Prozessspezifikation erfordert. Es müssen häufig Kompromisse eingegangen werden, welche die Lackier-, Vor- und Nacharbeitsprozesse verkomplizieren und selten vollständig akzeptable Lösungen darstellen. Mitunter sind dabei die Freiheitsgrade eines Lackierprozesses in Teilaspekten eingeengt, statt dass sie im Sinne eines verbesserten Prozesses erweitert werden.
Umbauten von bestehenden Lackieranlagen, wie sie vielfach beispielsweise bei Automobilherstellern und insbesondere Automobilbauteilzulieferanten im Einsatz sind, sind kompliziert, teuer, langwierig, wegen der Störung des laufenden Lackierbetriebes nur in bestimmten Zeitfenstern durchführbar und sollten daher wenn möglich vermieden werden.
Ein weiterer Nachteil der vorstehend beschriebenen Lackieranlagen besteht darin, dass diese angepasst an den Aufstellungsort aufgebaut sind. Eine Verlagerung einer solchen Lackieranlage an einen anderen Standort ist daher sehr aufwendig und mitunter unmöglich, da der Abbau der einzelnen Baugruppen, deren Überführung an einen neuen Standort und deren Zusammenbau zu einer betriebsbereiten Lackieranlage mit großen Hindernissen verbunden sind.
Lackieranlagen für Großformteile werden zwar jetzt schon in Modulen konstruiert und gebaut, wobei hier jedoch die Reduzierung des Konstruktionsaufwandes jeweils bezogen auf die einzelnen Baugruppen einer Lackieranlage (Waschmaschine, Abdunstzone, Trockner, Kabinen, Lüftungsanlagen, usw.) im Vordergrund steht. Die Einzelteile/Module werden an den Bestimmungsort transportiert und dort zusammen gebaut. Hierzu gehört in der Regel auch die komplette Verrohrung für Wasser, Abwasser und Energieversorgungen wie Strom, Gas, Druckluft, usw. Dies macht eine kostenintensive Beauftragung von Fachfirmen auf der Baustelle erforderlich, die nach Beendigung der Installationen Probeläufe und gegebenenfalls Nachbesserungen vornehmen. Hierbei finden die Installationsarbeiten teilweise soweit möglich parallel statt, teilweise müssen sie nacheinander ausgeführt werden.
Für viele unterschiedliche Gewerke müssen für längere Zeiträume Fachfirmen auf der Baustelle eingesetzt werden. Nach der Installation der Einzelgewerke kann dann erst mit Probeläufen begonnen werden, um die Funktion der einzelnen Prozessgruppen zu testen, wobei sich in der Regel Nachbesserungs- und Optimierungsarbeiten anschließen. Neben der Personalkapazität müssen die Fachfirmen eine große Anzahl von Hebe- und Transportwerkzeugen, Sonderwerkzeugen und Maschinen mit auf die Baustelle schaffen. Die gesamte Installation und Inbetriebnahme nimmt deshalb meist mehrere Monate in Anspruch. Für den Betreiber besteht zudem die Gefahr, dass nicht entdeckte Fehler die Fertigungsqualität negativ beeinflussen bzw. Termine nicht eingehalten werden.
Aus der DE 10 2004 060 515 B3 ist eine Lackieranlage bekannt, bei der einzelne, vorgefertigte Modul-Gruppen auf einem gemeinsamen Grundrahmen montiert werden.
In der nachveröffentlichten Druckschrift WO 2007/090538 ist eine aus mehreren Containern zusammen gesetzte Lackieranlage beschrieben, bei der z.B. die Lackierkabine aus einem einzigen Container besteht.
Dokumente DE 19541409 , DE 102004-056493 und DE 19957607 offenbaren bekannte Lackieranlagen.

Zugrundeliegende Aufgabe

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Errichtung einer Lackieranlage an einem vorgegebenen Aufstellungsort anzugeben, mit dem die Zeit und der Aufwand zur Errichtung bzw. zum Aufbau der Lackieranlage am Aufstellungsort gegenüber bekannten Lösungen deutlich verringert werden kann.

Erfindungsgemäße Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Errichtung einer Lackieranlage nach Anspruch 1. In sich funktionsfähig meint, dass eine Funktionsprüfung nach Fertigstellung eines einzelnen Moduls bereits am jeweiligen Fertigstellungsort möglich ist. Wechselteile, wie z.B. Filter, Filtereinsätze oder Zerstäuber an einem Lackier-Roboter können beispielsweise auch erst am Aufstellungsort endmontiert werden.
Die Lackieranlage kann einen kompletten Lackierprozess umfassen oder aber lediglich Teile desselben. Die Modul-Gruppen, die jeweils in sich funktionsfähige Module umfassen, übernehmen erfindungsgemäß jeweils wenigstens einen Arbeitsschritt des gesamten Lackierprozesses.
Jedes in sich funktionsfähige Modul trägt zur Ausführung des für die gesamte Modul-Gruppe vorgesehenen Arbeitsschritts bei und weist hierfür entsprechende modulspezifische Komponenten auf. so wird vor dem Aufbau bzw. der Errichtung der Lackieranlage an einem vorgegebenen Aufstellungsort, beispielsweise in Umgebung einer Automobil-Herstellungsstätte, mindestens ein vorzugsweise jedes Modul der Modul-Gruppe an einem jeweiligen Fertigstellungsort fertig gestellt, wobei nach Fertigstellung eines jeweiligen Moduls alle spezifischen Komponenten dieses Moduls zu dem Modul zusammengebaut sind und das Modul in sich funktionsfähig ist. Die in sich funktionsfähigen Module sind nach Fertigstellung so konzipiert, dass bereits die Funktion bzw. die Ausführbarkeit im Umfang des Beitrags des jeweiligen Moduls zum Arbeitsschritt erreicht ist. So kann beispielsweise die Lackierkabinen-Modulgruppe, die für einen Lackier-Arbeitsschritt vorgesehen ist, unter anderem ein in sich sich funktionsfähiges Modul in Form eines Kabinenmoduls bzw. Lackierfunktions-Moduls und eines Spritznebelabscheidefunktionsmoduls aufweisen, wobei spezifische Komponeten des Kabinenmoduls unter anderem eine Kabinenwand, ein Kabinenboden, eine Filterdecke, ein Lackierroboter, der beispielsweise an der Kabinenwand oder dem Kabinenboden befestigt ist, eine Farbversorgung, eine Robotersteuerung, eine Kabinensteuerung, eine Fördertechnik und eine Kabinenbelechtung umfassen. Spezifische Komponeten des Spritznebelabscheidefunktionsmoduls umfassen unter anderem ein Abscheidesystem, eine Umluftanlage, eine Kalt- und Warmwasserversorgung und einen Steuerungsanteil. Aus beispielsweise vier weiteren derartiger in sich funktionsfähiger Module, wie etwa einen Modul in Form eines Reinraumabschnitts mit Boden und Decke als spezifische Komponenten ensteht dann die gesamte Modul-Gruppe Lackierkabine. Um in sich funktionsfähige Module bereitzustellen, sind sämtliche Verrohrungen, Verkabelungen und sonstigen zum Betrieb notwendigen Einrichtungen vorinstalliert. Die Module sind hinsichtlich ihrer Abmaße so dimensioniert, dass sie ohne weiteres transportiert werden können, beispielsweise auf der Straße, mit der Bahn oder per Schiff.
Die funktionsfähigen zusammengebauten Module werden anschließend an den vorgesehenen Aufstellungsort transportiert und dort zur Errichtung der Modul-Gruppe miteinander verbunden. Demnach sind dann zur Inbetriebnahme am vorgesehenen Aufstellungsort lediglich die einzelnen, bereits funktionsfähigen bzw. einsetzbaren Module mit benötigen Medien und benötigtem Strom aus am Aufstellungsort befindlichen Medienquellen bzw. Stromquellen über Medienleitungen bzw. Medienverbindungen und Stromleitungen zu versorgen, wobei hierfür wenigstens eins der Module vorzugsweise unter anderem modulspezifische Komponenten in Form von Anschlusselementen zum Anschluss des Moduls an die Medienleitungen bzw. Stromleitungen aufweist.
Ferner, da alle Medienverbindungen und Stromleitungen mittels Schnellkupplungen, vorzugsweise in Form einer verwechslungssicheren Ausführung, hergestellt werden, sind keine bzw. nur in einem äußerst geringen Umfang Fachfirmen notwendig, wodurch sich der Koordinations- und Inbetriebnahmeaufwand sehr stark reduzieren lässt. Langwierige Mängelbeseitigungen entfallen somit ebenfalls. Derart sind lediglich nur geringfügig aufwendige Verbindungsarbeiten, insbesondere zur Verbindung der Module zu der jeweiligen Modul-Gruppe vorzunehmen. Aufwendige Montagearbeiten entfallen erfindungsgemäß, da bereits in sich funktionsfähige Module zu der jeweiligen Modul-Gruppe verbunden werden.
Insbesondere kann erfindungsgemäß das Risiko, dass durch Mängel mit möglichen Kunden vereinbarte Termine und Qualitäten nicht geliefert werden können, deutlich reduziert werden, da die erfolgreiche Inbetriebnahme der Module bereits am Fertigstellungsort durchgeführt werden kann und auch infolge des modularen Aufbaus jedes defekte Modul schnell und ohne großen Aufwand durch ein funktionsfähiges ausgetauscht werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der Lackierprozess mehrere Arbeitsschritte, die gemäß einem vorgegebenen Ablauf ausgeführt werden, und die Lackieranlage umfasst mehrere Modul-Gruppen, wobei jede Modul-Gruppe für wenigstens einen der Arbeitsschritte vorgesehen ist, und wobei in dem dritten Schritt die Lackieranlage errichtet wird, in dem jede Modul-Gruppe durch Verbinden aller Module der Modul-Gruppe bereitgestellt wird und alle bereitgestellten Modul-Gruppen zur Gewährleistung des vorgegebenen Ablaufs der Arbeitsschritte miteinander verbunden werden. Erfindungsgemäß kann mittels dieses Verfahrens eine vollständig modular aufgebaute Lackieranlage, die neben der eigentlichen Lackierung auch eine weitere Anzahl von Arbeitsschritten, wie beispielsweise eine Reinigung oder eine Trocknung von zu lackierenden bzw. lackierten Bauteilen umfassen kann, an einem vorgegebenen Aufstellungsort errichtet werden, und zwar mit einem deutlich reduzierten Aufwand im Vergleich zu bekannten Lösungen, wie bereits oben dargelegt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird wenigstens eines der Module bereits vor der Fertigstellung am Fertigstellungsort, der bevorzugt eine Montagehalle oder ein Montageraum ist, an wenigstens einem Montageort, der von dem erfindungsgemäßen Fertigstellungsort räumlich getrennt sein kann bzw. räumlich getrennt ist, teilweise zusammengebaut, wobei auch der Montageort bevorzugt eine Montagehalle oder ein Montageraum ist. So kann die Errichtung der Lackieranlage erfindungsgemäß auch an Gegebenheiten angepasst werden, für die eine unvollständige Vormontage erforderlich oder von Vorteil ist.
Bevorzugt sind die Fertigstellungsorte von wenigstens zwei Modulen identisch, wobei bei einer besonders praktischen Weiterbildung der Erfindung die Fertigstellungsorte aller Module identisch sind.
Bei einer weiteren praktischen Weiterbildung der Erfindung wird bei wenigstens einem der zusammengebauten Module zwischen dem zweiten und dem dritten Schritt eine Prüfung des Moduls in Bezug auf seine Funktionsfähigkeit durchgeführt. Dies wird erfindungsgemäß vorzugsweise nach Bereitstellung einer für das jeweilige Modul vorgesehenen bzw. erforderlichen Medien- und Stromversorgung vorgenommen. So können mögliche Fehlerquellen bereits vor dem Transport zu dem Aufstellungsort erkannt und beseitigt werden.
Bevorzugt wird während des dritten Schritts jede Modul-Gruppe mit wenigstens einer weiteren Modul-Gruppe verbunden, und zwar vorzugsweise lösbar verbunden, um insbesondere auch eine einfache und praktische Demontage der Modul-Gruppe und damit auch der gesamten Lackieranlage nach Abschluss oder Abbruch der Lackierarbeiten am Aufstellungsort zu ermöglichen. Die Verbindung kann vorzugsweise durch Verwendung von Verbindungsmitteln erfolgen, mit denen die einzelnen Modul-Gruppen kraftschlüssig oder formschlüssig verbindbar sind. Erfindungsgemäß können derartige Verbindungsmittel auch zur Verbindung der einzelnen Module einer Modul-Gruppe zu der Modul-Gruppe vorgesehen sein.
Die Module bzw. Modul-Gruppen können erfindungsgemäß somit auch einfach wieder voneinander getrennt werden, so dass eine Verlagerung der Lackieranlage wesentlich einfacher möglich ist. Insbesondere sinken sowohl die Demontagekosten drastisch, ferner auch die Kosten für Medienversorgungs- und Stromleitungen, die bei bisherigen Anlagenkonzepten in der Regel verworfen werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Lackieranlage gemäß Anspruch 9.
Die erfindungsgemäße Lackieranlage, die vorzugsweise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens an einem vorgegebenen Aufstellungsort errichtet werden kann, umfasst in sich funktionsfähige Module. Erfindungsgemäß wird eine Lackieranlage bereitgestellt, die ohne große Montagearbeiten vornehmen zu müssen, aufgebaut werden kann, da bereits funktionsfähige Module vorliegen, die erfindungsgemäß so konzipiert sind, dass bereits die Funktion bzw. die Ausführbarkeit im Umfang des Beitrags der jeweiligen Module zum Arbeitsschritt erreicht ist. Die für die Errichtung der Lackieranlage vorzunehmenden Arbeiten beschränken sich, wie bereits oben dargelegt, auf einfache, wenig aufwendige, Verbindungsarbeiten, einhergehend mit einer deutlichen Reduzierung der Kosten zur Errichtung der Lackieranlage.
Bei einer Ab-/Um- oder Nachrüstung der Lackieranlage können die Module jederzeit - ohne essentielle Eingriffe in die Struktur der Lackieranlage zu tätigen - einzeln leicht ausgetauscht werden, beispielsweise bei geänderten Lackierspezifikationen oder bei Fehlfunktionen eines Moduls. Es kann aber auch eine Nachrüstung beispielsweise im Falle einer neuen fortschrittlicheren Technik ohne großen Aufwand vorgenommen werden, indem das jeweilige Modul durch eins mit einer entsprechenden Ausstattung ausgetauscht wird.
Die für einzelne Modul-Gruppen vorgesehenen Arbeitsschritte des Lackierprozesses können beispielsweise folgende sein:

Bauteileaufgabe,
Bauteilereinigung,
Bauteiletrocknung,
Oberflächenaktivierung der Bauteile (Beflammung, Plasmaaktivierung, u. ä.),
Bauteileinspektion
Maskierung bestimmter Oberflächenbereiche eines Bauteils,
Abblasen der Bauteile mit ionisierter Luft,
Kühlung der Bauteile,
Auftragen einer ersten Lackschicht auf die Bauteiloberfläche,
Abdunsten der ersten Lackschicht,
Trocknen/Einbrennen der ersten Lackschicht,
Kühlung der Bauteile,
Auftragen einer zweiten Lackschicht auf die Bauteiloberfläche,
Abdunsten der zweiten Lackschicht,
Trocknen/ Einbrennen der zweiten Lackschicht,
Kühlung der Bauteile,
Auftragen einer dritten Lackschicht auf die Bauteiloberfläche,
Abdunsten der dritten Lackschicht,
Trocknen/Einbrennen der dritten Lackschicht,
Kühlung der Bauteile,
Inspektion/Qualitätsprüfung der lackierten Bauteile,
Reparatur/Nacharbeit der lackierten Bauteile,
Demaskieren der lackierten Bauteile, und/oder
Bauteileabnahme.

Die Module einer Modul-Gruppe sind gemäß einem für die Modul-Gruppe spezifischen Modulplan miteinander verbunden, der bevorzugt jeweils gegebenen Lackiervorhaben bzw. Lackierprozessen angepasst sein kann.
Bei einer konkreten Weiterbildung der Erfindung weist jedes Modul für das Modul spezifische Komponenten auf, wobei bei einer praktischen Weiterbildung der Erfindung bei wenigstens einem Modul jeder Modul-Gruppe wenigstens eine spezifische Komponente in Form eines Containers ausgebildet ist, wobei der Container einen Innenraum aufweist, in dem weitere spezifische Komponenten des Moduls installiert sind. Bevorzugt weist jedes Modul jeder Modul-Gruppe eine spezifische Komponente in Form eines Containers auf, wobei jeder Container eines Moduls mit wenigstens einem weiteren Container eines Moduls der gleichen Modul-Gruppe kraftschlüssig verbunden ist. Auch die einzelnen Modul-Gruppen können auf diese Weise miteinander verbunden sein.
Die Verbindung kann unter Verwendung von Spanneinrichtungen, Verschraubungen, Klemmeinrichtungen und ähnlichen Mitteln vorgenommen werden. So ist es möglich, auf und neben solcherart verbundenen Containern weitere Container anzuordnen, wobei die Anordnung aus einer Vielzahl von Containern auf diese Weise ein stabile Modul-Gruppe bzw. eine aus einer Anzahl von Modul-Gruppen bestehende Lackieranlage ergibt, die im Gegensatz zu Lackieranlagen nach dem Stand der Technik keiner weiteren Abstützmittel in Form von Gerüsten, Stützkonstruktionen, Galerien, Unterbauten oder ähnlichem bedarf. Erfindungsgemäß kann anstelle eines Containers eine beliebige andere, eigenstabile Vorrichtung, wie etwa eine Kabine vorgesehen sein, um spezifische Komponenten zu installieren bzw. geeignet einzuhausen.
Bei einer weiteren praktischen Weiterbildung ist der Innenraum des Containers von Container-Wänden begrenzt, wobei in wenigstens einer Container-Wand wenigstens eine Durchführungs-Öffnung ausgebildet ist, die für die Durchführung von wenigstens einer Leitung vorgesehen ist, die sich vom Innenraum nach außerhalb des Containers erstreckt. Die Durchführungs-Öffnung kann in Container-Seitenwänden oder einem Boden oder einer Dachwand des Containers ausgebildet sein, und ist beispielsweise für die Durchführung von Stromleitungen Medienleitungen, Datenübertragungsleitungen, Datenübertragungskabeln, Hydraulikschläuchen oder ähnlichem vorgesehen.
Bevorzugt werden als Ausgangsbasis für die Container sogenannte See-Container eingesetzt, die weltweit als Standard eingesetzt sind zum Transport von Gütern und Waren jeglicher Art. Diese Container werden im Güterverkehr zur See, auf der Schiene und auf der Straße in großer Stückzahl verwendet. Durch den weltweiten Einsatz sind Logistikmittel für derartige Container an vielen Orten vorhanden oder mit Unterstützung durch Logistikunternehmen leicht zu beschaffen. Container der beschriebenen Art werden nicht nur für den Waren- und Güterverkehr genutzt, sondern auch, um damit beispielsweise Büro- oder Wohnräume zeitlich befristet oder dauerhaft zu schaffen, die modular zusammengesetzt sind, wie dies beispielsweise bei Großbaustellen häufig anzutreffen ist. Container dieser Art besitzen eine ganze Reihe von Vorteilen, sie weisen eine stabile Rahmenkonstruktion auf, sind weltweit nach normierten Standardmaßen gebaut, und Bauart und Baugröße sind nach Normen standardisiert. Die Container verfügen über Mittel, die Verladung nach standardisierten Verfahren auf Lastwagen, Bahn und Schiff vorzunehmen, wobei die dazu notwendigen Verladevorrichtungen weltweit vorhanden sind.
Lassen technische Rahmenbedingungen wie z. B. die Größe von Modulen bzw. Baugruppen oder notwendige Raumgrößen die Nutzung dieser Standardcontainer nicht zu, werden die Module bzw. Funktionsmodule einmalig so konstruiert, dass diese trotzdem transportiert werden können. Neben einer integrierten Prozessfunktionalität wird hierbei die notwendige Eigenstabilität für den Transport und auch die Nutzung am Aufstellungsort ohne zusätzliche Stahlkonstruktion berücksichtigt.
Die Container sind an wenigstens einer Stirnseite bzw. Seitenwand im Allgemeinen mit einem Paar Flügeltüren versehen, um den Zugang zum Inneren des Containers zu ermöglichen. Wenn nun im Sinne des Erfindungsgedankens eine Lackieranlage aus Modulen aufzubauen ist, die als wesentliche spezifische Komponente derartige Container aufweisen, und zwar in dem die Container der Module in einer vorbestimmten Art aneinandergefügt werden, so sind diese Container in den meisten Fällen um eine weitere Öffnung an der Stirnseite, die den Flügeltüren gegenüberliegt, zu erweitern. In bestimmten Fallen kann es auch vorteilhaft sein, wenn Öffnungen an Längswänden des Containers angebracht werden.
Vorteilhaft ist, wenn jeweils zwischen zwei miteinander zu verbindenden bzw. zu koppelnden Containern Dichtungsmittel angeordnet werden, um die Abschirmung des Bearbeitungsraumes im Innern der Container gegenüber Einwirkungen von außen in Form von Staub, Fremdluft etc. sicherzustellen. Hierbei können Mittel vorgesehen sein, eine druckdichte Verbindung zwischen zwei aneinander gekoppelten Containern herzustellen, diese Mittel können Dichtungsanordnungen, Dichtungsrahmen, Dichtungspakete, Dichtkissen oder -schnüre oder vergleichbares sein. Mit Hilfe dieser Mittel gelingt es, einen Arbeitsraum in den verbundenen Containern zu schaffen, in dem ein Differenzluftdruck gegenüber der Außenumgebung aufrechtzuerhalten ist. Dies ist insbesondere für die Luftführung innerhalb einer Lackieranlage entscheidend.
Bei einer praktischen Weiterbildung der Erfindung sind die spezifischen Komponenten gemäß einem vorgegebenen Komponentenplan im Innenraum des Containers installiert.
Bei einer weiteren konkreten Weiterbildung der Erfindung sind bei wenigstens einem Modul jeder Modul-Gruppe eine Anzahl der spezifischen Komponenten in Form von elektrischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder datenverarbeitungstechnischen und/oder fluidleitenden Komponenten ausgebildet, die eine modulspezifische Infrastruktur bilden.
Dies kann Komponenten umfassen, die beispielsweise in Form von Mitteln ausgebildet sind, elektrische Energie bereitzustellen, Daten zu erfassen, Daten zu leiten, Daten zu verarbeiten, und/oder Gase zu leiten, zu verteilen und/oder zu konditionieren.
Bei einer praktischen Weiterbildung der Erfindung sind Verbindungsmittel vorgesehen, die dazu ausgebildet sind, die Infrastruktur einer Modul-Gruppe mit der Infrastruktur wenigstens einer weiteren Modul-Gruppe zu verbinden. Hierzu weisen die Modul-Gruppen bzw. die Module Verbindungsmittel auf, datenübertragungstechnisch vernetzt werden zu können. Dies kann einen Datenbus umfassen, es sind aber auch Verbindungsmittel einsetzbar, um durch drahtlose Datenübertragung die Vernetzung sicherzustellen, wobei dies funkbasierende oder auf anderen Frequenzen der elektromagnetischen Strahlung basierende Systeme sein können. Vorteilhaft ist bei letzteren der schnelle Aufbau der Verbindungen. Erfindungsgemäß lassen sich Herstellungs- und Qualitätsdaten, die bei der Bearbeitung der Bauteile während des Lackierprozesses gewonnen werden, zwischen den einzelnen Modul-Gruppen austauschen, um den gesamten Bauteil-Lackierprozess vorteilhaft zu steuern.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind Übertragungs-Mittel vorgesehen, die dazu ausgebildet sind, Energie und/oder Medien und/oder Signale und/oder Daten zwischen mindestens zwei Modul-Gruppen zu übertragen.
Vorteilhaft können die Module bzw. die Modul-Gruppen dazu normierte Schnittstellen aufweisen, an denen die Übergabe von Energie und/oder Medien und/oder Signalen und/oder Daten erfolgt, wobei diese elektrische und/oder elektronische Schnittstellen sowie Leitungen, die für die Fluid-Leitung dienen, umfassen kann.
Die Module bzw. auch die Modul-Gruppen können dazu untereinander hinsichtlich des Austausches von Medien verbunden bzw. miteinander vernetzt sein, wobei diese Medien beispielsweise Wasser, Druckluft, Lackmaterialien und zugehörige Hilfsstoffe, wie Härter, Verdünnungen, Reinigungsmittel, etc., Luft für Trocknungszwecke (erwärmt, entfeuchtet, gereinigt, etc.), Dampf, Wärmeträger (erwärmtes Öl, oder Wasser, oder andere Flüssigkeiten oder auch Gase) umfassen können.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schnittstellen zur Übergabe von Energie und/oder Medien und/oder Signalen und/oder Daten als steckbare Verbindungen in Form von Schnellkupplungen ausgeführt sind, was zu einer schnellen Koppelung und somit einer raschen Inbetriebnahme der Lackieranlage nutzbringend eingesetzt werden kann.
Hierbei können zur Vermeidung von Verwechslungen bei beispielsweise mehreren notwendigen Verbindungen für ein Medium codierte Schnellkupplungen eingesetzt werden.
Die Koppelung der Module kann dann ohne Fachleute durchgeführt werden, eine "plug and paint"-Lösung kann somit gemäß der vorliegenden Erfindung verwirklicht werden.
Als Modul spezifische Komponenten können auch Sensoren vorgesehen sein, die Signale und/oder Daten erfassen und an die Übertragungs-Mittel weitergeben. Die Signale und/oder Daten, die von den Sensoren generiert werden, können Informationen bereitstellen, und zwar insbesondere über Parameter des Lackierprozesses.
Die Module bzw. die Modul-Gruppen können als spezifische Komponenten Steuervorrichtungen aufweisen. Die Steuervorrichtungen können in Form eines PCs ausgebildet sein, mit Eingängen von Daten, die von Sensoren bereitgestellt werden und Ausgängen von Daten, die Aktoren zugeleitet werden. Die Steuervorrichtungen der einzelnen Module bzw. auch der einzelnen Modul-Gruppen können vernetzt sein, und so von einer zentralen Stelle der Anlage aus bedienbar sein. Dies hat Vorteile beim Betrieb der Anlage, da von einer Stelle aus alle relevanten Daten, die den Betriebszustand der Anlage charakterisieren und die für die Fertigung bzw. Lackierung von Bauteilen in der Anlage entscheidend sind, zugänglich sind. Die Daten sind an dieser zentralen Stelle zusammengeführt, dort können diese Daten visualisiert werden, von dort aus können Eingriffe auf Grund der vorliegenden Daten in die einzelnen Module mit den dort implementierten spezifischen Komponenten, insbesondere in Form von Aktoren vorgenommen werden.
Bei einer praktischen Weiterbildung der Erfindung weist die Lackieranlage sieben Modul-Gruppen auf, umfassend eine Modul-Gruppe, die als Waschzone bzw. vorzugsweise auch als Reinigungs- und Aktivierzone einsetzbar ist, eine Modul-Gruppe, die als Lackierkabine einsetzbar ist, eine Modul-Gruppe, die als Abdunstzone einsetzbar ist, eine Modul-Gruppe, die als Trockenzone einsetzbar ist, eine Modul-Gruppe, die als Abkühlzone einsetzbar ist, eine Modul-Gruppe, die als Inspektionszone einsetzbar ist, und eine Modul-Gruppe, die als Nacharbeitszone einsetzbar ist.
Eine Modul-Gruppe, die als Waschzone einsetzbar ist, weist unter anderem Module mit folgenden spezifischen Komponenten auf:

Mittel für die Wasserzufuhr und Wasserabfuhr, Sensoren für den Druck, die Temperatur, die Waschmittekonzentration, den pH-Wert der Waschlauge und der weiteren benötigten wässrigen Medien, und Sensoren für die Temperatur der Luft, den Druck der Luft, für Luftbewegungen. Alternativ kann die Reinigung erfindungsgemäß auch mit CO₂-Pellets bzw. CO₂-Schnee erfolgen bzw. vorgenommen werden.

Eine Modul-Gruppe, die als Lackierkabine einsetzbar ist, weist unter anderem Module mit folgenden spezifischen Komponenten auf: Mittel für die Luftzufuhr und Luftabfuhr, mindestens einen Lackierroboter, Mittel zur Lackversorgung, eine Reinigungsvorrichtung für ein Lackapplikationsgerät, und Sensoren für die Temperatur der Luft, für den Druck der Luft, für die relative Luftfeuchtigkeit, für Teilchen in der Luft, für Luftbewegungen im Bearbeitungsraum.
Eine Modul-Gruppe, die als Trockenzone einsetzbar ist, weist unter anderem Module mit folgenden spezifische Komponenten auf: Mittel für die Luftzufuhr und Luftabfuhr, IR-Strahlungsquellen, und Sensoren für die Temperatur der Luft, für den Druck der Luft, für die relative Luftfeuchtigkeit, für Teilchen in der Luft, für Luftbewegungen im Bearbeitungsraum.
Eine Modul-Gruppe, die als Abkühlzone einsetzbar ist, weist unter anderem Module mit folgenden spezifischen Komponenten auf: Mittel für die Luftzufuhr und Luftabfuhr, Sensoren für die Temperatur der Luft, für den Druck der Luft, für die relative Luftfeuchtigkeit, für Teilchen in der Luft, für Luftbewegungen im Bearbeitungsraum, und Temperatursensoren zur Messung der Oberflächentemperatur der Bauteile.
Eine Modul-Gruppe, die als Inspektionszone einsetzbar ist, weist unter anderem Module mit folgenden spezifischen Komponenten auf: Mittel für die Luftzufuhr und Luftabfuhr, Mittel für die Beleuchtung, und Sensoren für die Temperatur der Luft, für den Druck der Luft, für die relative Luftfeuchtigkeit, für Teilchen in der Luft, für Luftbewegungen im Bearbeitungsraum.
Eine Modul-Gruppe, die als Nacharbeitszone einsetzbar ist, weist unter anderem Module mit folgenden spezifische Komponenten auf: Mittel für die Luftzufuhr und Luftabfuhr, Mittel für die Beleuchtung, Sensoren für die Temperatur der Luft, für den Druck der Luft, für die relative Luftfeuchtigkeit, für Teilchen in der Luft, für Luftbewegungen im Bearbeitungsraum.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1: eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 2: eine Skizze mehrerer miteinander verbundener Module einer Modul-Gruppe in Form einer Lackierkabinen-Modulgruppe.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zu Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im einem ersten Schritt S1 erfolgt der Zusammenbau einzelner spezifischer Komponenten eines Moduls 16 umfassend einen Container 12 und weitere spezifische Komponenten 14 (vgl. obere Darstellung bei Schritt S1) zu einem Modul 16 (vgl. untere Darstellung bei Schritt S1) an einem Fertigstellungsort 10. Hierfür werden sämtliche weitere Komponenten 14 vorzugsweise im Innenraum des Containers 12 montiert. Sämtliche weiteren Module aller Modul-Gruppen der zu errichtenden Lackieranlage mit jeweils spezifischen Komponenten werden ebenfalls analog zu Schritt 1 zusammengebaut.
In Fig. 1 dargestellt ist die Situation, bei der sämtliche Komponenten 12 und 14 zu dem Modul 16 am Fertigstellungsort 10, der vorzugsweise eine Montagehalle ist, zusammengebaut werden. Erfindungsgemäß kann das Modul 16 jedoch auch vor der Fertigstellung am Fertigstellungsort 10 bereits an einem vom Fertigstellungsort 10 entfernten Montageort teilweise zusammengebaut werden (nicht näher dargestellt).
Nach dem Zusammenbau ist das Modul 16 in sich funktionsfähig, insbesondere derart, dass bereits die Funktion bzw. die Ausführbarkeit im Umfang des Beitrags des jeweiligen Moduls zum Arbeitsschritt der Modul-Gruppe des Moduls erreicht ist, wobei beispielsweise ein Modul in Form eines Lackiermoduls bzw. Lackier-Funktionsmoduls (nicht näher dargestellt) als spezifische Komponenten unter anderem Kabinenwände, einen Kabinenboden, eine Filterdecke, einen Lackierroboter, eine Farbversorgung, eine Roboter- und Kabinensteuerung, eine Fördertechnik und eine Kabinenbeleuchtung aufweisen kann. Bei Bedarf wird ein Reinraumabschnitt mit Boden und Decke ebenfalls als weitere spezifische Komponente integriert, wobei sämtliche Verrohrungen, Verkabelungen und sonstigen zum Betrieb notwendigen Einrichtungen ebenfalls vorinstalliert sind, so dass ein in sich funktionsfähiges Modul entsteht.
Nach Zusammenbau aller zur Errichtung der Lackieranlage vorgesehenen Module werden diese in einem zweiten Schritt S2 an einen vorgesehenen Aufstellungsort 20 transportiert, wo der dritte Schritt S3, nämlich die Errichtung der erfindungsgemäßen Lackieranlage 22 erfolgt, bei dem zusammengebaute Module 16, 16', 16"und 16"' zunächst zu Modul-Gruppen 26, 28 und 30 miteinander verbunden werden (vgl. schematische Verbindungslinien 18), die jeweils für wenigstens einen Arbeitsschritt des gesamten Lackierprozesses vorgesehen sind. Ferner werden die so bereitgestellten Modul-Gruppen 26, 28, 30 zur Gewährleistung eines vorgegebenen Ablaufs von Arbeitsschritten des Lackierprozesses miteinander verbunden (vgl. schematische Verbindungslinie 24).
Die Verbindungen 24 der Modul-Gruppen 26, 28, 30, und vorzugsweise auch die Verbindungen 18 der einzelnen Module zu den Modul-Gruppen, umfassen neben einer vorzunehmenden mechanischen Verbindung der Modul-Gruppen 26, 28, 30 bzw. der Module 16, 16', 16"und 16"' auch die Verbindung von deren Infrastrukturen, und ferner die Verbindung der Modul-Gruppen 26, 28, 30 bzw. der Module 16, 16', 16"und 16"' mittels Übertragungs-Mitteln, die dazu ausgebildet sind, Energie und/oder Medien und/oder Signale und/oder Daten zwischen den Modul-Gruppen 26, 28, 30 bzw. den Modulen 16, 16', 16"und 16"' zu übertragen (nicht näher dargestellt). Ferner ist noch eine Verbindung zu einer geeigneten Strom- und Medienversorgung an dem Aufstellungsort 20 bereitzustellen (nicht näher dargestellt). Der Großteil, vorzugsweise alle der vorzunehmenden Verbindungen werden erfindungsgemäß mittels Schnellkupplungen vorgenommen, so dass die Koppelung der Modul-Gruppen bzw. der Module ohne Fachleute vorgenommen werden kann. Erfindungsgemäß wird somit eine praktische und kostengünstige "plug and paint"-Lösung verwirklicht.
Da die einzelnen Module 16, 16', 16" und 16"' am Aufstellungsort 20 bereits in sich funktionsfähig sind, beschränken sich die Arbeiten zur Errichtung der Lackieranlage 22 am Aufstellungsort 20 lediglich auf die beschriebenen, einfach vorzunehmenden Verbindungsarbeiten. Aufwendige, am Aufstellungsort 20 vorzunehmende Montagearbeiten, wie es bei bekannten Lösungen der Fall ist, entfallen, einhergehend mit einer deutlichen Reduzierung der Kosten und einer großen Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes der Lackieranlage 22 an vorgegebenen Aufstellungsorten 20.
Fig. 2 zeigt eine Skizze mehrerer miteinander verbundener Module einer Modul-Gruppe in Form einer Lackierkabinen-Modulgruppe 36.
Die Lackierkabinen-Modulgruppe 36 umfasst neben weiteren in sich funktionsfähigen Modulen (hier nicht näher dargestellt) insbesondere Module in Form eines Luftverteilungs-Funktionsmoduls 16, in Form eines Lackier-Funktionsmoduls 16', und in Form von zwei Spritznebelabscheide-Funktionsmodulen 16", 16"'. Alle Module 16, 16', 16" und 16'" weisen als spezifische Komponenten jeweils eine Kabine 38, vorzugsweise in Form eines Containers auf, die miteinander mechanisch verbunden sind, und innerhalb derer weitere spezifische Komponenten eingehaust sind Die Kabinen 38 der Spritznebelabscheide-Funktionsmodule 16", 16'" weisen eine Länge von bis zu 12 Metern auf. Die Höhe dieser Kabinen liegt innerhalb eines Bereichs von ca. 3 bis 4 Metern, vorzugsweise beträgt die Höhe ca. 4 Meter, und die Breite dieser Kabinen liegt innerhalb eines Bereichs von ca. 4 bis 5 Metern, vorzugsweise beträgt die Breite ca. 4,5 Meter. Diese erfindungsgemäße Dimensionierung, die vorzugsweise auch bei anderen Modulen vorliegt, ermöglicht einen Transport der Module ohne kostenintensive Sondermaßnahmen, wie sie bei Vorrichtungen mit größeren Abmessungen erforderlich ist.
Das Lackierfunktions-Modul 16' weist als spezifische Komponenten unter anderem eine Filterdecke, einen Lackierroboter 34, der beispielsweise an der Kabinenwand oder dem Kabinenboden befestigt ist, eine Farbversorgung, eine Roboter- und Kabinensteuerung, eine Fördertechnik und eine Kabinenbelechtung auf (nicht näher dargestellt). Die Spritznebelabscheide-Funktionsmodule 16", 16"'weisen als spezifische Komponenten unter anderem ein Abscheidesystem, eine Umluftanlage, eine Kalt- und Warmwasserversorgung und einen Steuerungsanteil auf (nicht näher dargestellt).
Die in dem Ausführungsbeispiel beschriebene Lackieranlage ist insbesondere für die Lackierung von Autoteilen, wie zB Stoßfänger und dergleichen, geeignet. Dies hat den Vorteil, dass zB für eine konkrete Produktionsreihe eines Fahrzeugs eine solche Lackieranlage in unmittelbarer Nähe der Fahrzeugproduktion aufgebaut und ggf. nach Auslauf der Fahrzeugserie an einen anderen Ort verlagert werden kann. Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Lehre zur Lackierung von Bauteilen außerhalb des Automobilbaus ist jedoch auch möglich.

Bezugszeichenliste

10	Fertigstellungsort
12, 12', 12", 12"'	Container
14, 14', 14", 14"'	spezifische Komponente
16, 16', 16", 16"'	Modul
18	Verbindung
20	Aufstellungsort
22	Lackieranlage
24	Verbindung
26, 28, 30	Modul-Gruppe
34	Lackierroboter
36	Lackierkabinen-Modulgruppe
38	Kabine

Claims

Verfahren zur Errichtung einer Lackieranlage (22) an einem vorgegebenen Aufstellungsort (20), wobei die Lackieranlage (22) für die Lackierung von Bauteilen mittels eines Lackierprozesses vorgesehen ist, der mehrere Arbeitsschritte umfasst,
- wobei die Lackieranlage (22) mehrere Modul-Gruppen (26, 28, 30, 36) umfasst, die für jeweils mindestens einen Arbeitsschritt vorgesehen sind, und die jeweils mehrere in sich funktionsfähige Module (16, 16', 16", 16"') aufweisen, die für die Modul-Gruppen (26, 28, 30, 36) spezifisch sind und die zur Ausführung des Arbeitsschritts beitragen,

- wobei eine Modul-Gruppe (36) als Lackierkabinen-Modulgruppe ausgebildet ist,

- wobei jedes Modul (16, 16', 16", 16"') zur Ausführung des für die gesamte Modulgruppe (26, 28, 30, 36) vorgesehenen Arbeitsschritts modulspezifische Komponenten (14, 14', 14", 14"') aufweist,

- bei dem in einem ersten Schritt mindestens ein, vorzugsweise jedes Modul (16, 16', 16", 16"') der jeweiligen Modul-Gruppen (26, 28, 30, 36) an einem jeweiligen Fertigstellungsort (10), der von dem Aufstellungsort (20) räumlich getrennt ist, fertig gestellt wird,

- wobei nach Fertigstellung eines jeweiligen Moduls (16, 16', 16", 16"') alle spezifischen Komponenten (14, 14', 14", 14"') dieses Moduls (16, 16', 16", 16"') zu dem Modul (16, 16', 16", 16"') zusammengebaut sind und das Modul (16, 16', 16", 16"') in sich funktionsfähig ist,

- in einem zweiten Schritt jedes Modul (16, 16', 16", 16"') der Modul-Gruppen (26, 28, 30, 36) an den Aufstellungsort (20) transportiert wird,

- in einem dritten Schritt die Lackieranlage (22) errichtet wird, indem an dem Aufstellungsort (20) die Lackierkabinen-Modulgruppe (36) und die weitere/n Modul-Gruppe/n (26, 28, 30) durch Verbinden aller Module (16, 16', 16", 16"') der Modul-Gruppen (26, 28, 30, 36) gemäß einem für die Modul-Gruppen (26, 28, 30, 36) spezifischen Modulplan bereitgestellt wird/werden, wobei

- jede Modul-Gruppe (26, 28, 30, 36) mit wenigstens einer weiteren Modul-Gruppe (26, 28, 30, 36) lösbar verbunden wird, um eine einfache Demontage der gesamten Lackieranlage (22) zu ermöglichen, wobei

- nach Abschluss oder Abbruch der Lackierarbeiten am Aufstellungsort (20) die Modul-Gruppen (26, 28, 30, 36) wieder voneinander getrennt werden, um die Lackieranlage (22) zu demontieren, und wobei

- danach die Lackieranlage (22) an einen anderen Standort verlagert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle bereitgestellten Modul-Gruppen (26, 28, 30, 36) zur Gewährleistung des vorgegebenen Ablaufs der Arbeitsschritte miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Module (16, 16', 16", 16"') bereits vor der Fertigstellung am Fertigstellungsort (10) an wenigstens einem Montageort teilweise zusammengebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, der Montageort eine Montagehalle oder ein Montageraum ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigstellungsorte (10) von wenigstens zwei Modulen (16, 16', 16", 16"') identisch sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem der zusammengebauten Module (16, 16', 16", 16"') zwischen dem zweiten und dem dritten Schritt eine Prüfung des Moduls (16, 16', 16", 16"') in Bezug auf seine Funktionsfähigkeit durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fertigstellungsort (10) eine Montagehalle oder ein Montageraum ist.