EP2232182A1 - Vorrichtung zum trocknen von gegenständen, insbesondere von lackierten fahrzeugkarosserien - Google Patents

Vorrichtung zum trocknen von gegenständen, insbesondere von lackierten fahrzeugkarosserien

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EP2232182A1
EP2232182A1 EP09704057A EP09704057A EP2232182A1 EP 2232182 A1 EP2232182 A1 EP 2232182A1 EP 09704057 A EP09704057 A EP 09704057A EP 09704057 A EP09704057 A EP 09704057A EP 2232182 A1 EP2232182 A1 EP 2232182A1
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EP
European Patent Office
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gas
gas exchange
atmosphere
lock area
drying tunnel
Prior art date
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EP09704057A
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EP2232182B1 (de
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Werner Swoboda
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Eisenmann SE
Original Assignee
Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP2232182B1 publication Critical patent/EP2232182B1/de
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    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/14—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects using gases or vapours other than air or steam, e.g. inert gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
    • F26B15/12—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
    • F26B15/14—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined the objects or batches of materials being carried by trays or racks or receptacles, which may be connected to endless chains or belts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/008—Seals, locks, e.g. gas barriers or air curtains, for drying enclosures
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2210/00—Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2210/12—Vehicle bodies, e.g. after being painted

Definitions

  • the invention relates to a device for drying objects, in particular of painted vehicle bodies, with
  • an inlet sluice area which is connected upstream of the drying tunnel, comprising at least one gas exchange chamber and separating the inert gas atmosphere prevailing inside the drying tunnel from the outer normal atmosphere;
  • an outlet lock area downstream of the drying tunnel comprising at least one gas exchange chamber and separating the inert gas atmosphere within the drying tunnel from the outer normal atmosphere;
  • Gas exchange chambers of the inlet lock area and the outlet lock area is connectable.
  • drying is meant here all processes by which a coating material from the state the application is transferred to the final state, be it by removal of solvents, melting, crosslinking o. ⁇ ..
  • the inlet-lock area essentially comprises three chambers: a first, which is filled with normal atmosphere and to which the freshly coated objects are supplied by the coating station.
  • a second chamber is partially below the first chamber, is connected to the latter via a large-area opening through which the coated objects can be lowered, and contains an inert gas atmosphere whose density is greater than that of the outer normal atmosphere. is photre.
  • a third lock chamber is in turn above the second lock chamber approximately at the level of the first lock chamber and adjacent to this and is also connected to the second lock chamber via a large-area opening. It also contains an inert gas atmosphere and communicates with the inert gas atmosphere within the drying tunnel. The coated objects are guided through these lock chambers in the order listed.
  • a similar, but from the now dried objects in the reverse direction traversed outlet lock area is located at the end of the drying tunnel.
  • Inert gases may in particular be nitrogen, CO ", noble gases or other gases in which the content of the
  • Dry adversely affecting noxious gas component is below a predetermined threshold.
  • Oxygen is a noxious gas component, and its concentration should be below 1% by volume.
  • the object of the present invention is to further develop a device of the type mentioned at the outset so that the inert gas consumption is further reduced with the least possible outlay on equipment.
  • the gas exchange chambers of the inlet lock area and the outlet lock region optionally either with a pump, which can suck the atmosphere present in the gas exchange chambers and lead into the outside atmosphere or can be connected via a controllable valve directly to the outside atmosphere.
  • both gas exchange chambers of both lock areas can be so well freed of normal atmosphere with the aid of a vacuum pump that the atmosphere prevailing there after single inflow of the inert gas receives the quality prescribed by the manufacturers of the paints.
  • a multiple rinsing is not required; the time in which the atmosphere exchange can take place is considerably shortened compared with the prior art.
  • a reservoir for inert gas is expediently provided, which can be connected to the gas exchange chambers of both the inlet lock area and the outlet lock area.
  • This reservoir can be used for the first time inerting both the gas exchange chambers of the two lock areas and the interior of the drying tunnel.
  • embodiment of the invention in which the gas exchange chambers of the inlet lock area and the outlet lock area can be connected to each other via a connection path in which at least one pump is located so that inert gas can be pumped from one gas exchange chamber into the other gas exchange chamber , In this way, a lot of inert gas can be saved, since the inert gas, which are removed from the gas exchange chamber must, in order to allow normal atmosphere there, can be temporarily stored in the other gas exchange chamber.
  • the inert gas can flow from one gas exchange chamber into the other gas exchange chamber until a same pressure is established in both gas exchange chambers without a pump.
  • the pumping action therefore only needs to start after a pressure equalization has taken place.
  • the inlet sluice area and the outlet sluice area can be operated independently of each other, and yet inert gas can be displaced in its entirety between the gas exchange chambers.
  • a harmful gas sensor is provided in the line system of the device, changes in the concentration of harmful gas can be monitored.
  • a single pollutant gas sensor is sufficient to determine information about the pollutant gas concentration in different subregions of the device.
  • the noxious gas sensor also makes it possible to supply gas quantities which no longer meet the strict requirements for the operation of the device, but which still contain significantly less noxious gas than the ambient atmosphere. - S -
  • Figure 1 shows a vertical section through a section of a paint shop for vehicle bodies with schematically illustrated peripheral devices
  • FIG. 2 shows schematically the functional sequence during the passage of a vehicle body through the system of FIG. 1.
  • FIG. 1 a section of a painting system for vehicle bodies 10 is shown in vertical section, which carries the reference numeral 1 in total.
  • This section comprises an inlet lock area 3 for a drying tunnel 4, the drying tunnel 4 itself, which is only partially shown, and an outlet lock area 5.
  • the vehicle bodies 10, in the direction of the arrow 6 in FIG not shown paint booth coming through the inlet lock area 3, the drying tunnel 4 and the outlet lock area 5 moves, which is carried out cyclically, at least in the lock areas 3, 5.
  • conveyor systems 7, 8, 9 which are not explained in greater detail are used, which are known to the person skilled in the art.
  • the drying tunnel 4 is also built according to the state of the art and contains suitable heating and irradiation facilities with which the applied paint can be dried or hardened.
  • the entrance lock area 3 will be described.
  • This is designed as a vacuum lock and comprises a gas exchange chamber 16, which can be closed at its two opposite end faces in each case by a motor-driven lift gate 24 and 25 respectively.
  • the top wall of the gas exchange chamber 16 of the vacuum lock 3 is pierced by an exchange line 17 and by an outlet line 18.
  • the outlet lock area 5 is designed in the same way, ie also as a vacuum lock.
  • This vacuum lock also comprises a gas exchange space 31, and two motor-operated lift gates 32 and 33 arranged on the end side of the gas exchange chamber. Its cover wall is pierced in the same way as in the first vacuum lock 3 by an exchange line 30 and an outlet line 29. In the latter is again a motor-operated valve 28th
  • the two outlet lines 18 and 29 lead via a chimney to the outside atmosphere.
  • the two exchange lines 17, 30 are each connected via a motor-operated valve 26 and 27 with a reservoir 34 for fresh, high purity inert gas.
  • the two valves 26 and 27 can be bypassed via two parallel lying lines 35 and 36, in which in each case two motor-operated valves 37, 38 and 39, 40 are located.
  • the two lines 35 and 36 are connected at points which lie between the two lying in the lines valves 37, 38 and 39, 40, respectively, by another line 41, in which a pump 42 is located.
  • the line 41 leads via the line 36 in Figure 1 upwards to a motor-operated valve 43 and from there optionally via a chimney to the outside atmosphere.
  • This initial inerting can be carried out with the aid of one of the two vacuum locks 3, 5 in the following manner, with the input vacuum lock 3 being selected as an example.
  • the gate 25 between the gas exchange chamber 16 and the drying tunnel 4 is opened, so that the atmospheres therein can mix.
  • the gate 25 is closed and the gas exchange chamber 16 in turn via the above-described way by means of the pump
  • vehicle bodies 10 through the installation 1 after completed initial inerting can be carried out in a manner which will be described below with additional reference to FIG.
  • FIG. 2 In this figure 2 are spaces with the normal atmosphere (Ambient air) are filled, with a cross hatch and spaces filled with inert gas atmosphere, characterized by simple hatching. Rooms that are evacuated do not have hatching in FIG.
  • the bodies are represented by rectangles.
  • inert gas oscillates between inlet vacuum lock 3 and outlet vacuum lock 5.
  • a vehicle body with dried paint can be moved out of the continuous tunnel 4 with the lift gate 32 open into the outlet vacuum lock 5.
  • the inlet vacuum lock 3 evacuated by means of the pump 42 in the manner already described above and then according to part D in the manner already explained from the outlet vacuum lock 5 and possibly additionally from the reservoir 34 with Inert gas filled. Then, the lifting gate 25 is opened and the vehicle body 10 can enter the drying tunnel 4 (partial image E). The lifting gate 25 is closed again. The outlet vacuum lock 5 is simultaneously filled with normal atmosphere.
  • the vehicle body 10 in the usual way with electromagnetic radiation and optionally applied heat (partial image F), whereby the coating in the above sense "dries".
  • partial image F partial image F
  • the lifting gate 33 is opened, the dried vehicle body 10 is extended and the lifting gate 33 is closed again.
  • the gas exchange chamber 31 of the outlet vacuum lock 5 is still filled with normal atmosphere; but it contains no vehicle body 10.
  • the gates 32 and 33 are closed.
  • valves 37 and 38 are now opened, so that inert gas from the gas exchange chamber 16 of the inlet-vacuum lock
  • valve 39 is closed; the valves 37 and 40 are opened.
  • the pump 42 can suck the remaining, already reduced in pressure inert gas atmosphere from the gas exchange chamber 16 of the inlet vacuum lock 3 and via the line 17, the line 35 and the open valve 37, the line 41, the open valve 40th , the wires Pump 36 and 30 in the gas exchange chamber 31 of the outlet-vacuum lock 5 over. If necessary, the valve 27 is opened so far that a small amount of high-purity inert gas 34 is metered from the reservoir 34, which is sufficient to keep the oxygen content in the atmosphere of the gas exchange chamber 31 of the outlet-vacuum lock 5 below the permissible maximum value ,
  • the gas exchange chamber 16 is evacuated and a new vehicle body to be dried is placed in front of the inlet vacuum lock 3.
  • the gas exchange chamber 16 can be filled with normal atmosphere via the line 18 and the lifting gate 24 can be opened so that the inlet vacuum lock 3 is ready to receive another vehicle body 10.
  • the lifting gate 32 can be opened, so that subsequently the foremost vehicle body 10 located in the drying tunnel 4 can be retracted into the gas exchange space 31 of the outlet vacuum lock 5.
  • Vacuum lock 5 forcibly coupled by the fact that the inert gas was replaced directly between them.
  • the operation of the two locks can be made independent of each other by placing the inert gas in a large buffer (eg a balloon) under atmospheric pressure Pressure caching, with both gas exchange chambers
  • the inert gas withdrawn from a gas exchange chamber can, for the same purpose, be compressed or pushed back into the reservoir 34 in a rigid intermediate reservoir 34 having smaller dimensions.
  • an oxygen sensor 46 can be connected in the intake path of the pump 42 (or its outlet line), which provides an output signal corresponding to the oxygen content in the intake gas.
  • the oxygen sensor 46 may, for. Example, be a sensor that responds to the infrared absorption bands of oxygen molecules. Alternatively, it may be a solid oxygen sensor.
  • a purge gas container 48 is connected via a further motor-operated valve 47. This is further connected via a further motor-operated valve 49 with the exchange line 17 and thus the gas exchange chamber 16.
  • the oxygen sensor 46 determines that the oxygen content in the aspirated gas mixture is greater than the predetermined limit value, it causes a controller 50 of the system to open the valve 26 or 27 so much that in the just used for supplying inert gas the exchange lines 17, 30 again falls below the limit for oxygen.
  • the motor-operated valve 47 so that the oxygen-depleted gas still useful for rinsing purposes is pressed into the rinsing gas container 48.
  • the purge gas can then be supplied from there by opening the valve 49 of the exchange line 17 when the
  • the purge gas container 48 via the valve 49 corresponding further valve with the Exchange line 30 are connected.
  • the controller 50 determines that the oxygen concentration in the gas sucked by the pump 42 is so high in accordance with the output signal of the oxygen sensor 46 that this gas is no longer usable for flushing purposes, the controller 50 opens the valve 43, so that this gas leaves the plant.

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere von lackierten Fahrzeugkarosserien (10) umfasst in bekannter Weise einen Trockentunnel (4), dessen Innenraum mit einer Inertgasatmosphäre gefüllt ist und in dem die Gegenstände mit einer elektromagnetisehen Strahlung und/oder Wärme beaufschlagt werden können. Ein Einlass-Schleusenbereich (3) ist dem Trockentunnel (4) vorgeschaltet und ein Auslass-Schleusenbereich (5) dem Trockentunnel (4) nachgeschaltet. Beide Schleusenbereiche (3, 5) weisen eine Gasaustauschkammer (16, 31) auf, die wahlweise entweder mit einer Pumpe (42), welche die in den Gasaustauschkammern (16, 31) vorliegenden Atmosphären absaugen und in die Außenatmosphäre fördern kann, oder über ein steuerbares Ventil (19, 28) direkt mit der Außenatmosphäre verbunden werden kann. Diese Vorrichtung kann in sehr kurzer Zeit in beiden Schleusenbereichen (3, 5) den erforderlichen Atmosphärenwechsel durchführen.

Description

Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere von lackierten Fahrzeugkarosserien ===============================================
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere von lackierten Fahrzeugkarosserien, mit
a) einem Trockentunnel, dessen Innenraum mit einer Inertgasatmosphäre gefüllt ist;
b) einem Einlass-Schleusenbereich, der dem Trocken- tunnel vorgeschaltet ist, mindestens eine Gasaustauschkammer umfasst und die innerhalb des Trok- kentunnels herrschende Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalatmsphäre trennt ;
c) einem Auslass-Schleusenbereich, der dem Trockentunnel nachgeschaltet ist, mindestens eine Gasaustauschkammer umfasst und die innerhalb des Trockentunnels herrrschende Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalatmosphäre trennt ;
d) einem Fördersystem, welches die Gegenstände durch den Einlass-Schleusenbereich, den Trockentunnel und den Auslass-Schleusenbereich hindurchführt;
e) einem Vorratsbehälter für Inertgas, der mit den
Gasaustauschkammern des Einlass-Schleusenbereiches und des Auslass-Schleusenbereiches verbindbar ist.
Unter "Trocknen" werden hier alle Vorgänge verstanden, durch welche ein Beschichtungsmaterial vom Zustand nach dem Auftragen in den Endzustand überführt wird, sei es durch Entfernung von Lösemitteln, Aufschmelzen, Vernetzen o. ä ..
In jüngster Zeit gewinnen zunehmend Lacke Bedeutung, die in einer Inertgasatmosphäre z. B. unter UV-Licht ausgehärtet werden müssen, um unerwünschte Reaktionen mit Bestandteilen der normalen Atmosphäre, insbesondere mit Sauerstoff, zu verhindern. Diese neuartigen Lacke zeichnen sich durch eine sehr hohe Oberflächengüte und durch kurze Reaktionszeiten aus. Der letztgenannte Vorteil setzt sich bei Lackieranlagen, die im kontinuierlichen Durchlauf betrieben werden, unmittelbar in geringere Anlagenlängen um, was selbstverständlich zu erheblich niedrigeren Investitionskosten führt.
Während bei herkömmlichen Trocknern bzw. Trockenverfahren, die mit Normalluft als Atmosphäre arbeiten, die Menge der Luft, die in den Trockner eingebracht und auch aus diesem wieder herausgeführt wird, aus
Kostengründen von geringerer Bedeutung ist, muss bei Inertgasatmosphären auf einen möglichst geringen Verbrauch geachtet werden.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist in der DE 10 2004 025 525 B3 beschrieben. Der Einlass-Schleu- senbereich umfasst hier im Wesentlichen drei Kammern: eine erste, die mit Normalatmosphäre gefüllt ist und der die frisch beschichteten Gegenstände von der Be- Schichtungsstation zugeführt werden. Eine zweite Kammer liegt teilweise unterhalb der ersten Kammer, ist mit dieser über eine großflächige Öffnung verbunden, durch welche die beschichteten Gegenstände abgesenkt werden können, und enthält eine Inertgasatmosphäre, deren Dichte größer als diejenige der äußeren Normalatmos- phäre ist. Eine dritte Schleusenkammer liegt wiederum oberhalb der zweiten Schleusenkammer etwa auf der Höhe der ersten Schleusenkammer und neben dieser und ist mit der zweiten Schleusenkammer ebenfalls über eine großflächige Öffnung verbunden. Auch sie enthält eine Inertgasatmosphäre und kommuniziert mit der Inertgas - atmosphäre innerhalb des Trockentunnels. Die beschichteten Gegenstände werden durch diese Schleusenkammern in der angegebenen Reihenfolge geführt. Ein ähnlicher, jedoch von den nunmehr getrockneten Gegenständen in umgekehrter Richtung durchlaufener Auslass-Schleusenbereich befindet sich am Ende des Trockentunnels.
Inertgase können insbesondere Stickstoff, CO„ , Edelgase oder andere Gase sein, bei denen der Gehalt an das
Trocknen nachteilig beeinflussenden Schadgaskomponenten jeweils unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt. Bei den heute verwendeten UV-härtenden Lacken ist z.B. Sauerstoff eine Schadgaskomponente, und deren Konzentration sollte unter 1 Volumenprozent liegen.
Bei der oben angesprochenen Konstruktion können zwar die Inertgasverluste verhältnismäßig gering gehalten werden, gleichwohl besteht angesichts der Kosten des Inertgases immer ein Bedürfnis zur weiteren Reduzierung des Inert- gasverbrauches .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubil- den, dass bei möglichst geringem apparativem Aufwand der Inertgasverbrauch weiter reduziert ist .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
f) die Gasaustauschkammern des Einlass-Schleusenbereiches und des Auslass-Schleusenbereiches wahlweise entweder mit einer Pumpe, welche die in den Gasaustauschkammern vorliegende Atmosphäre absaugen und in die Außenatmosphäre führen kann oder über ein steuerbares Ventil direkt mit der Außenatmosphäre verbunden werden können.
Erfindungsgemäß lassen sich also beide Gasaustauschkammern beider Schleusenbereiche mit Hilfe einer Vakuumpumpe derart gut von Normalatmosphäre befreien, dass die dort herrschende Atmosphäre nach einmaligem Einströmen des Inertgases die von den Herstellern der Lacke vorgeschriebene Qualität erhält. Ein mehrfaches Spülen ist nicht erforderlich; die Zeit, in welcher der Atmosphärentausch stattfinden kann, ist gegenüber dem Stande der Technik erheblich verkürzt.
Dabei ist zweckmäßigerweise ein Vorratsbehälter für Inertgas vorgesehen, der mit den Gasaustauschkammern sowohl des Einlass-Schleusenbereiches als auch des Auslass-Schleusenbereiches verbunden werden kann. Dieser Vorratsbehälter kann zum erstmaligen Inertisieren sowohl der Gasaustauschkammern der beiden Schleusenbereiche als auch des Innenraumes des Trockentunnels eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt wird diejenige Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Gasaustauschkammern des Einlass- Schleusenbereiches und des Auslass-Schleusenbereiches über einen Verbindungsweg, in dem mindestens eine Pumpe liegt, derart miteinander verbindbar sind, dass Inertgas aus einer Gasaustauschkammer in die jeweils andere Gasaustauschkammer gepumpt werden kann. Auf diese Weise lässt sich sehr viel Inertgas einsparen, da das Inertgas, welches aus der einen Gasaustauschkammer entfernt werden muss, um dort Normalatmosphäre einzulassen, in der anderen Gasaustauschkammer zwischengespeichert werden kann.
Wenn ein direkter Verbindungsweg zwischen den beiden Gasaustauschkammern herstellbar ist, kann das Überströmen des Inertgases aus der einen Gasaustauschkammer in die andere Gasaustauschkammer bis zur Herstellung eines gleichen Druckes in beiden Gasaustauschkammern ohne Pumpe erfolgen. Die Pumpwirkung braucht also erst einzu- setzen, nachdem ein Druckausgleich stattgefunden hat.
Wenn ein Zwischenspeicher mit den beiden Gasaustauschkammern verbindbar ist, können Einlass-Schleusenbereich und Auslass-Schleusenbereich unabhängig voneinander betrieben werden, und trotzdem kann Inertgas insgesamt pendelnd zwischen den Gasaustauschkammern verlagert werden.
Sieht man im Leitungssystem der Vorrichtung einen Schadgassensor vor, so kann man Änderungen der Schadgaskonzen- tration verfolgen.
Man kann dann dem zugeführten Gas noch so viel reines Inertgas zufügen, dass insgesamt die maximal zulässige Schadgaskonzentration unterschritten ist.
Sieht man den Schadgassensor in der Ansaugleitung oder der Auslassleitung der Pumpe vor, so reicht ein einziger Schadgassensor dazu aus, Informationen über die Schadgas- konzentration in verschiedenen Teilbereichen der Vor- richtung zu ermitteln.
Der Schadgassensor ermöglicht es auch, Gasmengen, die zwar nicht mehr den strengen Anforderungen für den Betrieb der Vorrichtung genügen, die aber immer noch deutlich weniger Schadgas enthalten als die Umgebungsatmosphäre, - S -
für Spülzwecke in einem Spülgasbehälter zu speichern, dessen Inhalt in ersten Zyklen einer Anfangsinertisierung verwendbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert . Es zeigen
Figur 1 einen Vertikalschnitt durch einen Ausschnitt einer Lackieranlage für Fahrzeugkarosserien mit schematisch dargestellten Peripherieeinrichtungen;
Figur 2 schematisch den Funktionsablauf beim Durchschleusen einer Fahrzeugkarosserie durch die Anlage der Figur 1.
Zunächst wird auf die Figur 1 Bezug genommen. In dieser ist im Vertikalschnitt ein Ausschnitt aus einer Lackieranlage für Fahrzeugkarosserien 10 dargestellt, die ins- gesamt das Bezugszeichen 1 trägt. Dieser Ausschnitt umfasst einen Einlass-Schleusenbereich 3 für einen Trok- kentunnel 4, den Trockentunnel 4 selbst, der nur teilweise dargestellt ist, sowie einen Auslass-Schleusen- bereich 5. Die Fahrzeugkarosserien 10 werden, in Figur 1 im Sinne des Pfeiles 6 von einer nicht dargestellten Lackierkabine kommend, durch den Einlass-Schleusenbereich 3, den Trockentunnel 4 und den Auslass-Schleusen- bereich 5 bewegt, was zumindest in den Schleusenbereichen 3, 5 taktweise durchgeführt wird. Dabei finden im Einzelnen nicht näher erläuterte Fördersysteme 7, 8, 9 Verwendung, die dem Fachmanne bekannt sind.
In der Lackierkabine befinden sich in bekannter Weise Applikationseinrichtungen, mit welchen automatisch oder auch von Hand auf die Fahrzeugkarosserien 10 Lack aufgebracht werden kann. Der Lackierkabine ihrerseits sind weitere Vorbehandlungsstationen vorgeschaltet, die dem Stand der Technik entsprechen.
Dem dargestellten Ausschnitt der Lackieranlage 1 nachgeschaltet ist eine herkömmliche Kühlzone.
Der Trockentunnel 4 ist ebenfalls nach dem Stande der Technik gebaut und enthält geeignete Heiz- und Bestrah- lungseinrichtungen, mit denen der aufgebrachte Lack zum Trocknen bzw. Aushärten gebracht werden kann.
Während sich in der dem Trockentunnel 4 vorgeschalteten Lackierkabine und in dem dem Trockentunnel 4 nachgeschal- teten Kühler sauerstoffhaltige "Normalatmosphäre" befindet, liegt im Inneren des Trockentunnels 4 eine Inertgasatmosphäre vor, die beispielsweise Stickstoff und/oder CO„ enthält .
Im vorliegenden Zusammenhang sind im Wesentlichen nur der Einlass-Schleusenbereich 3 sowie der Auslass-Schleu- senbereich 5 von Interesse, mit denen die beiden genannten Atmosphären während des Durchschleusens der Fahrzeugkarosserien 10 so getrennt gehalten werden, dass ein möglichst geringer Verlust an Inertgasen erfolgt.
Zunächst sei der Eingangs-Schleusenbereich 3 beschrieben. Dieser ist als Vakuum-Schleuse ausgestaltet und umfasst eine Gasaustauschkammer 16, die an ihren beiden gegenüber- liegenden Stirnseiten jeweils durch ein motorisch angetriebenes Hubtor 24 bzw. 25 verschlossen werden kann. Die Deckwand der Gasaustauschkammer 16 der Vakuumschleuse 3 wird von einer Austauschleitung 17 sowie von einer Auslassleitung 18 durchstoßen. In Letzterer liegt ein motorbetätigtes Ventil 19. Der Auslass-Schleusenbereich 5 ist in derselben Weise, also ebenfalls als Vakuum-Schleuse ausgebildet. Auch diese Vakuum-Schleuse umfasst einen Gasaustauschraum 31, und zwei stirnseitig an der Gasaustauschkammer angeordnete motorisch betätigte Hubtore 32 und 33. Ihre Deckwand wird in gleicher Weise wie bei der ersten Vakuum- Schleuse 3 von einer Austauschleitung 30 und einer Auslassleitung 29 durchstoßen. In Letzterer liegt erneut ein motorbetätigtes Ventil 28.
Die beiden Auslassleitungen 18 und 29 führen gegebenenfalls über eine Kamin zur Außenatmosphäre.
Die beiden Austauschleitungen 17, 30 sind jeweils über ein motorbetätigtes Ventil 26 bzw. 27 mit einem Vorratsbehälter 34 für frisches, hochreines Inertgas verbunden. Die beiden Ventile 26 und 27 können über zwei parallelliegende Leitungen 35 bzw. 36 umgangen werden, in denen wiederum jeweils zwei motorbetätigte Ventile 37, 38 bzw. 39, 40 liegen. Die beiden Leitungen 35 und 36 sind jeweils an Stellen, die zwischen den beiden in den Leitungen liegenden Ventilen 37, 38 bzw. 39, 40 liegen, durch eine weitere Leitung 41 miteinander verbunden, in der sich eine Pumpe 42 befindet. Die Leitung 41 führt über die Leitung 36 in Figur 1 nach oben hinaus zu einem motorbetätigten Ventil 43 und von dort gegebenenfalls über einen Kamin zur Außenatmosphäre.
Bevor die Anlage 1 in Betrieb genommen werden kann, muss eine so genannte "Anfangsinertisierung" des Trockentunnels 4 stattfinden. Hierunter ist zu verstehen, dass die Normalatmosphäre, die sich zunächst im Trockentunnel 4 befindet, durch eine Inertgasatmosphäre ersetzt werden muss, die den Anforderungen des Lackherstellers genügt. Dies bedeutet, dass der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre, die im Trockentunnel 4 herrscht, unter einen vorgegeben Grenzwert abgesenkt werden muss, der z.B. ein Volumenprozent betragen kann.
Diese Anfangsinertisierung kann mit Hilfe einer der beiden Vakuum-Schleusen 3, 5 in folgender Weise vorgenommen werden, wobei als Beispiel die Eingangs-Vakuum-Schleuse 3 gewählt wird.
Zunächst werden die Tore 24, 25 und 32 geschlossen. Ebenso die Ventile 19, 26, 38, 39 und 40. Nunmehr wird mit Hilfe der Pumpe 42 über die Leitungen 17, 35 und
41 bei geöffnetem Ventil 43 die Gasaustauschkammer 16 der Vakuumschleuse 3 evakuiert. Sodann wird das Ventil
37 geschlossen und das Ventil 26 geöffnet, so dass sich die Gasaustauschkammer 16 der Vakuum-Schleuse 3 aus dem Vorratsbehälter 34 mit reinem Inertgas bis zum Normaldruck füllen kann.
Jetzt wird das Tor 25 zwischen der Gasaustauschkammer 16 und dem Trockentunnel 4 geöffnet, so dass sich die darin befindlichen Atmosphären vermischen können. Das Tor 25 wird geschlossen und die Gasaustauschkammer 16 wiederum über den oben schon beschriebenen Weg mit Hilfe der Pumpe
42 bei geöffnetem Ventil 43 evakuiert.
Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis innerhalb des Trockentunnels die geforderte Inertgasatmosphäre herrscht.
Das Durchschleusen von Fahrzeugkarosserien 10 durch die Anlage 1 nach abgeschlossener Anfangsinertisierung kann in einer Weise erfolgen, die nachfolgend unter zusätzlicher Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben wird. In dieser Figur 2 sind Räume, die mit Normalatmosphäre (Umgebungsluft) gefüllt sind, mit einer Kreuzschraffür und Räume, die mit Inertgasatmosphäre gefüllt sind, mit einfacher Schraffur gekennzeichnet. Räume, die evakuiert sind, tragen in Figur 2 keine Schraffur. Die Karosserien sind durch Rechtecke wiedergegeben.
Bei der Art des Betriebes gemäß Figur 2 pendelt Inertgas zwischen Einlass-Vakuumschleuse 3 und Auslass-Vakuumschleuse 5.
Als Ausgangpunkt sei gemäß Teilbild A angenommen, dass eine lackierte zu trocknende Fahrzeugkarosserie 10 vor der geschlossenen Einlass-Vakuumschleuse 3 steht, die mit Normalatmosphäre gefüllt ist. Die Auslass-Vakuumschleuse 5 ist ebenfalls geschlossen, und in ihr befindet sich Inertgasatmosphäre
Das Durchschleusen einer Fahrzeugkarosserie 10 beginnt gemäß Teilbild B damit, dass die Fahrzeugkarosserie in die Einlass-Vakuumschleuse 3 bei geöffnetem Hubtor 24 eingefahren wird, in deren Gasaustauschkammer 16 zu diesem Zeitpunkt selbstverständlich Normaldruck herrscht, was für alle Öffnungs- und Schließbewegungen von Toren der Fall ist. Dabei ist das Hubtor 25 geschlossen.
Gleichzeitig kann eine Fahrzeugkarosserie mit getrocknetem Lack aus dem Durchlauftunnel 4 bei geöffnetem Hubtor 32 in die Auslass-Vakuumschleuse 5 gefahren werden.
Nunmehr wird gemäß Teilbild C die Eingangs-Vakuum-Schleuse 3 mit Hilfe der Pumpe 42 in der oben schon beschriebenen Weise evakuiert und dann gemäß Teilbild D in der ebenfalls bereits erläuterten Art aus der Auslass-Vakuumschleuse 5 und ggf. zusätzlich aus dem Vorratsbehälter 34 mit Inertgas angefüllt. Sodann wird das Hubtor 25 geöffnet und die Fahrzeugkarosserie 10 kann in den Trockentunnel 4 einfahren (Teilbild E) . Das Hubtor 25 wird wieder geschlossen. Die Auslass- Vakuumschleuse 5 wird gleichzeitig mit Normalatmosphäre gefüllt .
Im Trockentunnel 4 wird die Fahrzeugkarosserie 10 in üblicher Weise mit elektromagnetischer Strahlung und gegebenenfalls Wärme beaufschlagt (Teilbild F) , wodurch die Beschichtung im oben genannten Sinne "trocknet". In dieser Trockenzeit wird das Hubtor 33 geöfnet, die getrocknete Fahrzeugkarosserie 10 wird ausgefahren und das Hubtor 33 wird wieder geschlossen. Ab diesem Zeitpunkt ist die Gasaustauschkammer 31 der Auslass-Vakuum-Schleuse 5 noch mit Normalatmosphäre gefüllt; sie enthält aber keine Fahrzeugkarosserie 10. Die Tore 32 und 33 sind geschlossen.
Nunmehr wird (Teibild G) die Gasaustauschkammer der Auslass- Vakuumschleuse 5 mittels der Pumpe 42 über die Leitung 30, die Leitung 35, das geöffnete Ventil 38 und das geöffnete Ventil 43 evakuiert.
Die Ventile 37 und 38 werden nun geöffnet, so dass Inertgas aus dem Gasaustauschraum 16 der Einlass-Vakuum-Schleuse
3 über die Leitungen 17, 35 und 30 in den Gasaustauschraum 31 der Auslass-Vakuum-Schleuse 5 strömen kann. Auf diese Weise wird ein Druckausgleich in diesen beiden Gasaustauschkammern 16, 31 erreicht. Nunmehr wird das Ventil 39 geschlossen; die Ventile 37 und 40 werden geöffnet.
Auf diese Weise kann die Pumpe 42 die restliche, im Druck bereits reduzierte Inertgasatmosphäre aus der Gasaustauschkammer 16 der Einlass-Vakuum-Schleuse 3 absaugen und über die Leitung 17, die Leitung 35 und das geöffnete Ventil 37, die Leitung 41, das geöffnete Ventil 40, die Leitungen 36 und 30 in die Gasaustauschkammer 31 der Auslass-Vakuum- Schleuse 5 hinüberpumpen. Dabei wird gegebenenfalls das Ventil 27 so weit geöffnet, dass aus dem Vorratsbehälter 34 eine kleine Menge hochreines Inertgas 34 zudo- siert wird, die ausreicht, den Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre der Gasaustauschkammer 31 der Auslass-Vakuum- Schleuse 5 unter dem zulässigen Maximalwert zu halten.
Gleichzeitig wird die Gasaustauschkammer 16 evakuiert und eine neue zu trocknende Fahrzeugkarosserie vor die Einlass- Vakuumschleuse 3 gestellt.
Nun hat man den in Teilbild H gezeigten Zustand erreicht.
Jetzt kann bei geöffnetem Ventil 19 die Gasaustauschkammer 16 über die Leitung 18 mit Normalatmosphäre gefüllt und das Hubtor 24 geöffnet werden, so dass die Einlass- Vakuum-Schleuse 3 zur Aufnahme einer weiteren Fahrzeugkarosserie 10 bereit ist. Gleichzeitig kann das Hubtor 32 geöffnet, so dass anschliessend die vorderste in dem Trockentunnel 4 befindliche Fahrzeugkarosserie 10 in den Gasaustauschraum 31 der Auslass-Vakuum-Schleuse 5 eingefahren werden kann .
Nun ist der Zustand gemäß Teilbild A für den nächsten
Zyklus erreicht. Diese Zyklen werden wiederholt so lange durchgeführt, wie die Anlage 1 im Trocknungsbetrieb ist.
Bei dem oben beschriebenen Vorgehen waren der Betrieb der Einlass-Vakuumschleuse 3 und der Betrieb der Auslass-
Vakuumschleuse 5 dadurch zwangsgekoppelt, dass das Inertgas zwischen ihnen direkt ausgetauscht wurde. Man kann das Betreiben der beiden Schleusen dadurch voneinander unabhängig machen, dass man das Inertgas in einem großen Zwi- schenspeicher (z.B. einem Ballon) unter atmosphärischem Druck zwischenspeichert, der mit beiden Gasaustauschkammern
* verbindbar ist und in Figur 1 bei 34 gestrichelt ange-
* deutet ist. Um wahlweise den Ballon 34 oder den Vorratsbehälter 34 (oder auch beide) mit dem zwischen den Ventilen 26 und 27 liegenden Leitungsabschnitt verbinden zu können, sind zwei motorbetätigte Ventile 44 und 45 vorgesehen.
Nochmals alternativ kann man zum gleichen Zweck das aus einer Gasaustauschkammer abgezogene Inertgas komprimiert in einem kleinere Abmessungen aufweisenden starren Zwi- schenspeicher 34 Zwischenspeichern oder auch in den Vorratsbehälter 34 zurückdrücken.
Auch kann man die Anfangsinertisierung in Durchströmung vornehmen, statt wie oben beschrieben mit pendelnder
Gasbewegung. Hierzu kann man z.B. bei geöffneten Hubtoren 25, 32 und geschlossenen Hubtoren 24, 33 und geöffneten Ventilen 37, 43 Gas aus der Gasaustauschkammer 16 und dem Durchlauftunnel 4 absaugen und gleichzeitig Inertgas bei geöffnetem Ventil 27 zuführen.
Alternativ kann man analog eine Durchströmung in der Zeichnung nach links nach rechts durch entsprechende Ansteuerung der Ventile 26, 38, 43 in deren Offenstellung erhalten.
In weiterer Abwandlung der Erfindung kann im Ansaugweg der Pumpe 42 (oder deren Auslassleitung) ein Sauerstoffsensor 46 angeschlossen sein, der ein dem Sauerstoffanteil im angesaugten Gas entsprechendes Ausgangssignal bereitstellt. Der Sauerstoffsensor 46 kann z. B. ein Sensor sein, der auf die Infrarot-Absorptionsbanden von Sauerstoffmolekülen anspricht. Alternativ kann es sich um einen Feststoffsensor für Sauerstoff handeln. An dem Ausgang der Pumpe 42 ist über ein weiteres motorbetätigtes Ventil 47 ein Spülgasbehälter 48 angeschlossen. Dieser ist ferner über ein weiteres motorbetätigtes Ventil 49 mit der Austauschleitung 17 und damit der Gasaustauschkammer 16 verbindbar.
Die so ergänzte Anlage kann nun folgendermaßen arbeiten:
Stellt der Sauerstoffsensor 46 fest, dass der Sauerstoffge- halt im angesaugten Gasgemisch größer ist als der vorgegebene Grenzwert, so veranlasst er eine Steuerung 50 der Anlage, das Ventil 26 bzw. 27 so stark zu öffnen, dass in der gerade zur Zuführung von Inertgas verwendeten der Austauschleitungen 17, 30 wieder der Grenzwert für Sauerstoff unterschritten ist.
Saugt die Pumpe 42 Gas aus einer der Schleusen ab, ohne dass dieses wieder einer der Austauschleitungen 17, 30 zugeführt wird, und liegt die Sauerstoffkonzentration unterhalb eines weiteren Grenzwertes, der über der schon angesprochenen Sauerstoff-Maximalkonzentration liegt, jedoch noch unterhalb eines weiteren Sauerstoffgrenzwertes, der für die Anfangsinertisierung noch sinnvoll ist, um den hohen Sauerstoffgehalt in mit Luft gefüllten Räumen der Anlage herabzusetzen, so öffnet die Steuerung
50 das motorbetätigte Ventil 47, so dass das zu Spülzwecken noch brauchbare sauerstoffabgereicherte Gas in den Spül- gasbehälter 48 gedrückt wird. In der Anfangsinertisierung kann das Spülgas von dort dann durch Öffnen des Ventiles 49 der Austauschleitung 17 zugeführt werden, wenn die
Anfangsinertisierung über Inertgaszufuhr zum Schleusenbereich 3 erfolgt.
Gegebenenfalls kann der Spülgasbehälter 48 über ein dem Ventil 49 entsprechendes weiteres Ventil auch mit der Austauschleitung 30 verbunden werden.
Stellt die Steuerung 50 fest, dass die Sauerstoffkonzen- tration im von der Pumpe 42 angesaugten Gas gemäß dem Ausgangssignal des Sauerstoffsensors 46 so hoch ist, dass dieses Gas auch für Spülzwecke nicht mehr verwendbar ist, so öffnet die Steuerung 50 das Ventil 43, so dass dieses Gas die Anlage verlässt.
Es versteht sich, dass man auch mehrere Spülgasbehälter verwenden kann, die unterschiedlich starken Restsauerstoff- gehalt aufweisendes Spülgas enthalten und über getrennte Ventile 47 mit dem Ausgang der Pumpe 42 verbunden sind, welche dann von der Steuerung 50 gemäß dem aktuellen Wert der Sauerstoffkonzentration in der Inertisierungsphase angesaugten Gas unterschiedlich geöffnet werden, und durch die Steuerschaltung 50 gemäß dem Fortschritt des Inerti- sierungsvorganges über getrennte Ventile 49 unterschiedlich mit einer der Austauschleitungen verbunden werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere von lackierten Fahrzeugkarosserien, mit
a) einem Trockentunnel, dessen Innenraum mit einer Inertgasatmosphäre gefüllt ist;
b) einem Einlass-Schleusenbereich, der dem Trockentunnel vorgeschaltet ist, mindestens eine Gasaustauschkammer umfasst und die innerhalb des Trockentunnels herrschende Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalgasatmos- phäre trennt;
c) einem Auslass-Schleusenbereich, der dem Trockentunnel nachgeschaltet ist, mindestens eine Gasaustauschkammer umfasst und die innerhalb des Trockentunnels herrschen- de Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalatmosphäre trennt ;
d) einem Fördersystem, welches die Gegenstände durch den Einlass-Schleusenbereich, den Trockentunnel und den Auslass-Schleusenbereich hindurchführt;
e) einem Vorratsbehälter für Inertgas, der mit den Gasaustauschkammern des Einlass-Schleusenbereiches und des Auslass-Schleusenbereichs verbindbar ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
f) die Gasaustauschkammern (16, 31) des Einlass-Schleu- senbereiches (3) und des Auslass -Schleusenbereiches (5) wahlweise entweder mit einer Pumpe (42), welche die in den Gasaustauschkammern (16, 31) vorliegende Atmosphäre absaugen und in die Außenatmosphäre fördern kann, oder über ein steuerbares Ventil (19, 28) direkt mit der Außenatmosphäre verbunden werden können.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorratsbehälter (34) für Inertgas vorgesehen ist, der mit den Gasaustauschkammern (16, 31) sowohl des Einlass-Schleusenbereiches (3) als auch des Auslass- Schleusenbereiches (5) verbunden werden kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustauschkammern (16, 31) des Einlass-Schleusenbereiches (3) und des Auslass-Schleu- senbereiches (5) über einen Verbindungsweg (17, 30, 35, 36) in dem mindestens eine Pumpe (42) liegt, derart miteinander verbunden sind, dass Inertgas aus einer Gasaustauschkammer (16, 31) in die jeweils andere Gas- austauschkammer (31, 16) gepumpt werden kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein direkter Verbindungsweg (17, 36, 30) zwischen den beiden Gasaustauschkammern (16, 31) herstellbar ist, über den ein Druckausgleich zwischen den beiden Gasaustauschkammern (16, 21) stattfinden kann.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
* gekennzeichnet, dass ein Zwischenspeicher (34 ) mit den beiden Gasaustauschkammern (16, 31) verbindbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abschnitt ihrer von
Gas durchströmten Leitungen (17, 30, 35, 36, 41) ein Schad- gassensor (46) angeordnet ist, vorzugsweise im Ansaugweg oder der Auslassleitung der Pumpe (42) .
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausgang der Pumpe (42) über ein motorbe- tätigtes Ventil (47) mindestens ein Spülgasbehälter (48) angeschlossen ist, der über ein zweites motorbetätigtes Ventil (49) mit einer Austauschleitung (17) verbunden ist, die zu einem (3) der Schleusenbereiche (3, 5) führt.
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