EP2550497A1 - Anlage zum beschichten von gegenständen und aushärten der beschichtung mit elektromagnetischer strahlung - Google Patents

Anlage zum beschichten von gegenständen und aushärten der beschichtung mit elektromagnetischer strahlung

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EP2550497A1
EP2550497A1 EP11706484A EP11706484A EP2550497A1 EP 2550497 A1 EP2550497 A1 EP 2550497A1 EP 11706484 A EP11706484 A EP 11706484A EP 11706484 A EP11706484 A EP 11706484A EP 2550497 A1 EP2550497 A1 EP 2550497A1
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EP
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space
drying
application
coating
lifting
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Definitions

  • the invention relates to a system for coating objects, in particular vehicle bodies, and curing the coating with electromagnetic radiation, with a) an application booth, which specifies an application space in which an application device is arranged, by means of which the object can be coated with a material, which is curable by electromagnetic radiation; b) a dryer cubicle which defines a drying room and comprises a radiation device; c) an inert gas device by means of which the inert gas can be supplied to the drying space; d) a conveyor system, by means of which the object can be conveyed through the application space and the drying space.
  • UV coatings Such known from the market plants are used in particular for coating vehicle bodies with UV coatings, which must be cured in an inert gas atmosphere by irradiation with UV light, as it would in an oxygen-containing normal atmosphere to undesirable reactions, especially with oxygen, through which the quality of the cured coating would be reduced.
  • the inert gas atmosphere should have at most a residual oxygen amount of 10%. Usually, however, an inert gas atmosphere is required, which is a residual oxygen amount from about 1% to 5%, preferably about 1%.
  • the application cabin and the dryer cabin are arranged one behind the other in the conveying direction of the vehicle bodies.
  • the application space and the drying room are often designed as tunnels and are usually passed through in the passage, whereby the system is relatively long in total.
  • the drying space is usually flanked by an entrance lock and an exit lock, so that the inert gas atmosphere in the drying room can always be maintained.
  • a freshly painted, coming from the application room vehicle body must first be promoted to the remote from the application location dry space and go through a lock process, which always takes a certain amount of time in which the fresh paint layer is exposed to influences from the environment that the Lackier ⁇ negative impact.
  • the application space is arranged at a first height level; f) the drying space is arranged at a second height level, which is different from the first height level; g) the conveyor system comprises a lifting / lowering device, through which the article with a vertical component of motion from the application room in the drying room is conveyed into.
  • the application space and the drying space are thus arranged above or below each other.
  • the painted vehicle body can simply be submerged from above into the inert gas in the drying room.
  • an inert gas which is heavier than air is preferably used.
  • the drying space is arranged, for example, above the application space, the painted vehicle body can be immersed from below into the inert gas in the drying space.
  • an inert gas is used before ⁇ preferably which is lighter than air.
  • the object can also be conveyed out of the drying space back into the application space by means of the lifting / lowering device.
  • the vehicle bodies to be coated can be conveyed through the application space and thus through the system.
  • the dryer cubicle has only a single access, which serves both as an input and as an output.
  • the lifting / lowering device comprises means by means of which the object can be moved from a normal position into an overhead position.
  • the lifting / lowering device comprises means by which the object is moved in a rotational movement from its normal position in the overhead position in a direction perpendicular to the axis of rotation, the expression of the article in the diagonal against a missing movement can be reduced.
  • the cross section a passage between the application room and the drying room be smaller than without this possibility of movement of the object, whereby the possible transition of inert gas from the drying room is at least reduced in the application space.
  • a well-suited inert gas is, for example, carbon dioxide, which is heavier than air in the gaseous state. Therefore, it is favorable if the drying space is arranged below the application space, so that carbon dioxide can be used as an inert gas.
  • the drying room may then be e.g. be designed like a trough, so that the vehicle body can be immersed from above into the inert gas atmosphere.
  • the drying space is arranged below the application space, there is a favorable and space-saving design of the lifting / lowering device in that it comprises a rotatable about a horizontal axis of rotation rotary bottom. By turning the rotary base, the vehicle body can, after the painting process, be moved in the direction of the vehicle body
  • the lifting / lowering device comprises a scissor lift.
  • UV radiation can be generated by means of the radiation device.
  • the cm is achieved -2-curable coating to substantially all the sites of radiation with approximately the same exposure parameters, such as the specific radiation power mW cm "2 and the specific radiation energy mJ.
  • the radiation equipment a plurality of radiators, in particular UV emitters, comprises, which are arranged distributed relative to a drying space limiting inner surface.
  • the inner surface of the drying space follows approximately the clear contour of a vehicle body.
  • FIG. 1 shows a treatment cabin for painting and drying a surface treatment plant in a front view, wherein a vehicle body is located in an application space, which is arranged above a drying space.
  • FIG. 2 shows the treatment cabin of FIG. 1 in a side view
  • Figure 6 is a front view corresponding to Figure 1 of the treatment cabin, wherein the vehicle body assumes the position shown in Figure 5 within the drying space.
  • Figure 7 is a top view of the drying cabin.
  • FIGS. 1 to 6 designates a treatment cabin of a surface treatment installation 12 in which vehicle bodies 14 are painted with a UV varnish and the UV varnish coating thus obtained is subsequently connected. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • the vehicle body 14 was previously cleaned in the treatment cabin 10, not specifically shown pretreatment stations, for example, and degreased.
  • the treatment cabin 10 includes a paint booth 16 which rests on a steel structure 18, as it is known per se.
  • the paint booth 16 comprises as application space a painting tunnel 20 which is open at the front sides and which is delimited by vertical side walls 22 and a horizontal cabin ceiling 24.
  • the paint tunnel 20 is also open towards the bottom, via an opening 26 of the paint booth 16 flanked by the side walls 22.
  • the cabin ceiling 24 is formed in the usual way as the lower boundary of an air feed space 28 with a filter cover 30.
  • the conveyor system 32 comprises scissor lift tables 34, which can not be moved in particular, and which are each connected to a base plate 36a of a fastening device 36 for a vehicle body 14.
  • a relative to the base plate 36a movable support carriage 36b is slidably mounted, on which the vehicle body 14 is fixed.
  • the support carriage 36b can be moved parallel to the base plate 36a, which is indicated in Figure 3 by a double arrow.
  • Drive and control components of the scissor lift tables 34 and the fastening devices 36 are not shown for the sake of clarity. However, components of the prior art.
  • an application device which in the present embodiment comprises two multi-axis painting robots 38, by means of which the vehicle bodies 14 can be exposed to UV lacquer.
  • the painting robots 38 are shown only in FIGS. 1 and 6.
  • the steel structure 18 at the level of the opening 24 supports a rotary floor 40 which can be rotated about a horizontal axis of rotation 42 which is perpendicular to the conveying direction of the vehicle bodies 14.
  • a drive unit 44 which can only be seen in FIGS. 1 and 6, is present, which acts on a rotary shaft 46 which carries the rotary bottom 40 and which predefines the axis of rotation 42.
  • the axis of rotation of the rotary bottom 40 can also run parallel to the conveying direction of the vehicle bodies 14.
  • the support carriage 36b of the attachment device 36 can be displaced in a direction perpendicular to this axis of rotation 42 direction relative to the base plate 36a.
  • Paint booth 16 each remain flow areas 48, which are covered by not specifically shown walkable gratings.
  • the cabin air laden with overspray particles is conducted via air baffles 50 to the flow-through regions 48. From there, it flows to a, for example, electrostatic working separator 52, by which the overspray particles separated from the cabin air and absorbed by a Abscheideeckkeit 54.
  • the separator 52 is not of interest in the present case, which is why a more detailed explanation can be dispensed with.
  • the treatment cabin 10 also includes a dryer booth 56, which is arranged below the rotary floor 40.
  • the drier booth 56 comprises an upwardly open double-walled dryer housing 58 with a trough-like inner jacket 60 and an outer jacket 62 spaced therefrom, between which a closed working space 64 is formed.
  • the inner jacket 60 and the outer jacket 62 are gas-tight overall.
  • the inner jacket 60 includes a bottom wall 66, two opposing side walls 68, and two opposing ones
  • End walls 70 which define an upwardly open drying space 72.
  • the inner surface 74 of the inner shell 60 follows roughly the contour of an upside down vehicle body 14 follows.
  • the outer jacket 62 accordingly comprises a bottom wall 80 as well as stepped side walls 82 and stepped end walls 84.
  • the treatment cabin 10 is thus constructed such that the painting tunnel 20 is arranged at a first height level and the drying space 72 is arranged at a second height level different therefrom.
  • An inert gas can be supplied to the drying space 72 from an inert gas source 86 via an inert gas line 87 with a blower 87a, with the inert gas line 87 in the lower rich 76 of the dryer housing 58 opens into the drying room 72.
  • the inert gas is carbon dioxide, since it is heavier than air in the gaseous state and thus behaves in the upwardly open drying space 72 similar to a liquid.
  • the working space 64 between inner casing 60 and outer casing 62 can be supplied via an air line 88 with a fan 88a compressed air or ambient air.
  • the working space 64 is connected to an exhaust air system 90, by means of which the atmosphere prevailing in the working space 64 can be sucked off via a fan 90a.
  • a plurality of UV lamps 92 are present, which carries the outer jacket 62 in a uniform distribution in such a way that they are accessible for maintenance purposes from the outside.
  • the UV emitters 92 illustrated here in a planar manner may contain one or more tubular illuminants or also a multiplicity of approximately punctiform radiation sources.
  • the inner jacket 60 of the dryer housing 58 comprises a plurality of quartz glass windows 94, which are permeable to the UV radiation generated by the UV lamps 92.
  • Each UV emitter 92 is seated behind a quartz glass window 94 assigned to it, so that UV radiation emitted by the UV emitters 92 passes through the inner jacket 60 before it enters the drying space 72 and to the coating to be exposed.
  • the inner surface 74 of the inner shell 60 is provided with a reflection layer 96 apart from the areas defined by the quartz glass windows 94.
  • a reflection layer 96 apart from the areas defined by the quartz glass windows 94.
  • an aluminum foil on the inner surface 74 is provided for this purpose.
  • a vehicle body 14 to be coated is driven by means of the conveyor system 32 with the scissor lift 34 in its retracted position and the fastening device 36 in the painting tunnel 20 of the spray booth 16 and coated there by means of the two painting robots 38 with a UV varnish.
  • the scissor lift 14 is anchored on the rotary floor 40.
  • the base plate 36a and the support slide 36b of the fastening device 36 are initially aligned centrally with each other.
  • Cabin air laden with overspray is conducted laterally past the rotary floor 40 to the separation devices 50 and from there is released from overspray particles in a cycle, optionally after prior conditioning, back into the air supply space 28 and further into the paint tunnel 20.
  • the vehicle body 14 passes through an intermediate position shown in Figure 3.
  • the support carriage 36b is displaced relative to the base plate 36a during the rotational movement of the vehicle body 14.
  • the support carriage 36b can move in each case depending on the rotational position of the vehicle body 14 relative to the base plate 36a such that the extent of the vehicle body 14 is reduced in the diagonal compared to a missing movement.
  • the extension of the rotary bottom 40 and the opening 26 of the painting booth 16 in the direction perpendicular to the axis of rotation 42 may also be less than the extension of the vehicle body 14 in this direction.
  • the vehicle body 14 may be "threaded" through the opening 26, as a matter of course, and eventually occupies the overhead position shown in FIG.
  • the oxygen concentration in the drying space 72 can become greater than the concentration of about 1% to 5% residual oxygen which is required for proper curing of the UV varnish.
  • first carbon dioxide is passed through the inert gas line 86 into the drying chamber 72, which displaces the undesired contaminated atmosphere upwards out of the drying space 72.
  • the oxygen concentration in the drying space 72 can be determined via a plurality of sensors provided on the inner surface 74 of the inner jacket 60, as is known per se.
  • the UV lamps 92 are activated so that the entire inert gas-filled drying space 72 is flooded by UV radiation.
  • Air is always supplied to the working space 64 between the inner casing 60 and the outer casing 62 via the air line 88, whereby atmosphere is sucked out of the working space 64 via the exhaust air system 90 in such a way that at least maximum normal atmospheric pressure prevails there.
  • there is a negative pressure in the working space 64 compared with a normal atmosphere for example a pressure reduced by 10 Pascals in relation to the pressure prevailing in the environment. In any case, care is taken that the working space 64 is traversed by air.
  • the working space 64 is flowed through in this way by air and the resulting air flow, the UV lamps 92 are cooled.
  • 64 ozone is produced in the working space, which is always removed via the exhaust air system 90.
  • the ozone-containing exhaust air can be supplied to the cabin exhaust air from the spray booth 16 for joint preparation.
  • the vehicle body 14 or its coating is exposed for between 3 and 10 seconds.
  • the exposure process may take longer and up to a minute.
  • the UV emitters 92 are deactivated. Depending on the type, the UV emitters 92 can also be set or screened only for low power, so that the optionally still emitted UV radiation can no longer cause undesired paint reactions. Then, the vehicle body 14 is again moved out of the drying room 72 by the scissor lift table 34 is brought into its retracted position and the vehicle body 14 again occupies the top position shown in Figures 5 and 6. Thereafter, the rotary bottom 40 is again rotated to its original position, whereby the vehicle body 14 is now with hardened coating in normal position in the painting tunnel 20.
  • the anchoring of the scissor lift table 34 to the rotary floor 40 is released and the vehicle body 14 is moved out of the painting tunnel 20 of the paint booth 16 by means of the conveyor system 32 with the scissor lift table 34 in its retracted position and the fastening device 36.
  • a not yet provided with UV paint vehicle body 14 is driven by means of the conveyor system 32 into the painting tunnel 20 and the painting and drying process is performed again.
  • the rotary bottom 40 and the scissor lift 34 thus form a lifting / lowering device, by means of which the vehicle body 14 both lowered and can be raised again.
  • the vehicle body 14 can be brought from its normal position, in which the roof of the vehicle body 14 points upward, in an overhead position, in which the roof of the vehicle body 14 points downward, and back again.
  • the conveyor system 32 is replaced by, for example, a monorail system which, in addition to the translational conveying movement, permits a vertical movement of the vehicle body 14 and optionally a rotation thereof about a horizontal axis of rotation.

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Abstract

Eine Anlage (12) zum Beschichten von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien (14), und Aushärten der Beschichtung mit elektromagnetischer Strahlung, umfasst eine Applikationskabine (16), die einen Applikationsraum (20) vorgibt, in welchem eine Applikationseinrichtung (38) angeordnet ist, mittels welcher der Gegenstand (14) mit einem Material beschichtbar ist, das durch elektromagnetische Strahlung aushärtbar ist. Eine Trocknerkabine (56) umfasst eine Strahlungseinrichtung (92) und gibt einen Trockenraum (72) vor, dem mittels einer Inertgaseinrichtung (86, 87, 87a) zuführbar ist. Der Gegenstand (14) ist mittels eines Fördersystems (32) durch den Applikationsraum (20) und den Trockenraum (72) förderbar ist. Der Applikationsraum (20) ist auf einem ersten Höhenniveau und der Trockenraum (72) ist auf einem zweiten Höhenniveau angeordnet, welches von dem ersten Höhenniveau verschieden ist. Das Fördersystem (32) umfasst eine Hub- /Senk-Einrichtung (34, 36, 40), durch welche der Gegenstand (14) mit einer vertikalen Bewegungskomponente aus dem Applikationsraum (20) in den Trockenraum (72) hinein förderbar ist.

Description

Anlage zum Beschichten von Gegenständen und Aushärten der Beschichtung mit elektromagnetischer Strahlung
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Beschichten von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, und Aushärten der Beschichtung mit elektromagnetischer Strahlung, mit a) einer Applikationskabine, die einen Applikationsraum vorgibt, in welchem eine Applikationseinrichtung angeordnet ist, mittels welcher der Gegenstand mit einem Material beschichtbar ist, das durch elektromagnetische Strahlung aushärtbar ist; b) einer Trocknerkabine, die einen Trockenraum vorgibt und eine Strahlungseinrichtung umfasst; c) einer Inertgaseinrichtung, mittels welcher dem Trockenraum Inertgas zuführbar ist; d) einem Fördersystem, mittels welchem der Gegenstand durch den Applikationsraum und den Trockenraum förderbar ist.
Derartige vom Markt her bekannte Anlagen werden insbesondere zum Beschichten von Fahrzeugkarosserien mit UV-Lacken eingesetzt, die in einer Inertgasatmosphäre durch Bestrahlung mit UV-Licht ausgehärtet werden müssen, da es in einer sauerstoffhaltigen Normalatmosphäre zu unerwünschten Reaktionen, insbesondere mit Sauerstoff, käme, durch welche die Qualität der gehärteten Lackierung vermindert würde.
Die Inertgasatmosphäre sollte höchstens eine Restsauerstoffmenge von 10% haben. Üblicherweise ist jedoch eine Inertgasatmosphäre erforderlich, welche eine Restsauerstoffmenge von etwa 1% bis 5%, vorzugsweise von etwa 1% aufweist.
Bei bekannten Anlagen sind die Applikationskabine und die Trocknerkabine in Förderrichtung der Fahrzeugkarosserien hintereinander angeordnet. Der Applikationsraum und der Trockenraum sind häufig als Tunnel ausgebildet und werden in der Regel im Durchlauf durchfahren, wodurch die Anlage insgesamt verhältnismäßig lang wird. Der Trockenraum ist dabei meist von einer Eingangsschleuse und einer Ausgangsschleuse flankiert, so dass die Inertgasatmosphäre in dem Trockenraum stets aufrechterhalten bleiben kann.
Eine frisch lackierte, aus dem Applikationsraum kommende Fahrzeugkarosserie muss zunächst zu dem vom Applikationsort entfernt liegenden Trockenraum gefördert werden und dort einen Schleusenvorgang durchlaufen, was stets eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, in welcher die frische Lackschicht Einflüssen aus der Umgebung ausgesetzt ist, die das Lackier¬ ergebnis negativ beeinflussen können.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Zeitspanne zwischen dem Beschichtungsvorgang und dem Aushärten der Be- schichtung möglichst kurz gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Anlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass e) der Applikationsraum auf einem ersten Höhenniveau angeordnet ist; f) der Trockenraum auf einem zweiten Höhenniveau angeordnet ist, welches von dem ersten Höhenniveau verschieden ist; g) das Fördersystem eine Hub-/Senk-Einrichtung umfasst, durch welche der Gegenstand mit einer vertikalen Bewegungskomponente aus dem Applikationsraum in den Trockenraum hinein förderbar ist.
Erfindungsgemäß sind der Applikationsraum und der Trockenraum somit über- bzw. untereinander angeordnet. Wenn der Trockenraum beispielsweise unter dem Applikationsraum angeordnet ist, kann die lackierte Fahrzeugkarosserie einfach von oben in das Inertgas im Trockenraum eingetaucht werden. In diesem Fall wird vorzugsweise ein Inertgas verwendet, welches schwerer als Luft ist. Wenn der Trockenraum beispielsweise über dem Applikationsraum angeordnet ist, kann die lackierte Fahrzeugkarosserie von unten in das Inertgas im Trockenraum eingetaucht werden. In diesem Fall wird vor¬ zugsweise ein Inertgas verwendet, welches leichter als Luft ist.
Es ist günstig, wenn der Gegenstand mittels der Hub-/Senk- Einrichtung auch wieder aus dem Trockenraum heraus zurück in den Applikationsraum förderbar ist. Hierdurch können die zu beschichtenden Fahrzeugkarosserien im Durchlauf durch den Applikationsraum und damit durch die Anlage gefördert werden. Zudem muss die Trocknerkabine nur einen einzigen Zugang haben, der sowohl als Eingang als auch als Ausgang dient.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Hub-/Senk-Einrichtung Mittel umfasst, mittels derer der Gegenstand aus einer Normallage in eine Überkopflage bewegt werden kann.
Wenn die Hub-/Senk-Einrichtung Mittel umfasst, durch welche der Gegenstand bei einer Drehbewegung aus seiner Normallage in die Überkopflage in einer Richtung senkrecht zur Drehachse verfahren werden kann die Ausprägung des Gegenstandes in der Diagonalen gegenüber einer fehlenden Verfahrbewegung verringert werden. Durch diese Maßnahme kann der Querschnitt eines Durchgangs zwischen Applikationsraum und Trockenraum kleiner sein als ohne diese Bewegungsmöglichkeit des Gegenstandes, wodurch der mögliche Übergang von Inertgas aus dem Trockenraum in den Applikationsraum zumindest vermindert ist .
Ein gut geeignetes Inertgas ist beispielsweise Kohlendioxid, welches im gasförmigen Zustand schwerer als Luft ist. Daher ist es günstig, wenn der Trockenraum unterhalb des Applika- tionsraumes angeordnet ist, damit Kohlendioxid als Inertgas verwendet werden kann. Der Trockenraum kann dann z.B. wannenartig ausgebildet sein, so dass die Fahrzeugkarosserie von oben in die Inertgasatmosphäre eingetaucht werden kann. Insbesondere, wenn der Trockenraum unterhalb des Applikationsraumes angeordnet ist, besteht eine günstige und raumsparende Ausbildung der Hub-/Senk-Einrichtung darin, dass sie einen um eine horizontale Drehachse verdrehbaren Drehboden umfasst. Durch Verdrehen des Drehbodens kann die Fahrzeug- karosserie nach dem Lackiervorgang in Richtung auf den
Trockenraum platziert werden.
Damit die Fahrzeugkarosserie in den Trockenraum angehoben oder abgesenkt werden kann, ist es von Vorteil, wenn die Hub-/Senk-Einrichtung einen Scherenhubtisch umfasst.
Es ist günstig, wenn mittels der Strahlungseinrichtung UV- Strahlung erzeugbar ist. Um eine gualitativ hochwertige Lackierung zu erhalten, ist es wünschenswert, dass die zu härtende Beschichtung an weitgehend allen Stellen von Strahlung mit annähernd gleichen Belichtungsparametern wie die spezifische Strahlungsleistung mW cm"2 und die spezifische Strahlungsenergie mJ cm-2 erreicht wird. Hierzu ist es von Vorteil, wenn die Strahlungseinrich- tung mehrere Strahler, insbesondere UV-Strahler, umfasst, welche bezogen auf eine den Trockenraum begrenzende Innenfläche verteilt angeordnet sind.
Ergänzend kann es günstig sein, wenn die Innenfläche des Trockenraums annähernd der lichten Kontur einer Fahrzeugkarosserie folgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Figur 1 eine Behandlungskabine zum Lackieren und Trocknen einer Oberflächenbehandlungsanlage in einer Vorderansicht, wobei sich eine Fahrzeugkarosserie ein einem Applikationsraum befindet, der oberhalb eines Trockenraums angeordnet ist;
Figur 2 die Behandlungskabine von Figur 1 in einer Seitenansicht;
Figuren 3 bis 5 verschiedene Phasen einer Bewegung der Fahrzeugkarosserie aus dem Applikationsraum nach unten in den Trockenraum;
Figur 6 eine der Figur 1 entsprechende Vorderansicht der Behandlungskabine, wobei die Fahrzeugkarosserie die in Figur 5 gezeigte Lage innerhalb des Trockenraums einnimmt;
Figur 7 eine Ansicht von oben auf die Trockenkabine.
In den Figuren 1 bis 6 ist mit 10 insgesamt eine Behandlungskabine einer Oberflächenbehandlungsanlage 12 bezeichnet, in welcher Fahrzeugkarosserien 14 mit einem UV-Lack lackiert und die so erhaltene UV-Lack-Beschichtung anschlie- ßend mittels UV-Strahlung ausgehärtet wird. Die Fahrzeugkarosserie 14 wurde zuvor in der Behandlungskabine 10 vorgelagerten, nicht eigens gezeigten Vorbehandlungsstationen z.B. gereinigt und entfettet.
Die Behandlungskabine 10 umfasst eine Lackierkabine 16, welche auf einem Stahlbau 18 ruht, wie es an und für sich bekannt ist .
Die Lackierkabine 16 umfasst als Applikationsraum einen an den Stirnseiten offenen Lackiertunnel 20, welcher von vertikalen Seitenwänden 22 und einer horizontalen Kabinendecke 24 begrenzt ist. Auch nach unten hin ist der Lackiertunnel 20 offen, und zwar über eine von den Seitenwänden 22 flankierte Öffnung 26 der Lackierkabine 16. Die Kabinendecke 24 ist in üblicher Weise als untere Begrenzung eines Luftzuführraumes 28 mit einer Filterdecke 30 ausgebildet.
Auf Höhe der Öffnung 26 der Lackierkabine 16 ist ein Fördersystem 32 angeordnet, welches in den Figuren nur sehr schematisch gezeigt ist. Mit diesem können zu lackierende Fahrzeugkarosserien 14 von der Eingangsseite des Lackiertunnels 20 zu dessen Ausgangsseite transportiert werden. Das Fördersystem 32 umfasst beim vorliegenden Ausführungsbeispiel auf nicht eigens gezeigten Schienen verfahrbare Scherenhubtische 34, welche jeweils mit einer Basisplatte 36a einer Befestigungseinrichtung 36 für eine Fahrzeugkarosserie 14 verbunden sind. Auf der Basisplatte 36a ist ein relativ zur Basisplatte 36a beweglicher Tragschlitten 36b verschiebbar gelagert, an dem die Fahrzeugkarosserie 14 befestigt ist. Der Tragschlitten 36b kann parallel zur Basisplatte 36a verschoben werden, was in Figur 3 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Antriebs- und Steuerkomponenten der Scherenhubtische 34 und der Befestigungseinrichtungen 36 sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt, insgesamt entsprechen die verwen- deten Komponenten jedoch dem Stand der Technik.
Im Inneren des Lackiertunnels 20 befindet sich eine Applikationseinrichtung, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei mehrachsige Lackierroboter 38 umfasst, mittels welchen die Fahrzeugkarosserien 14 mit UV-Lack beaufschlagt werden können. Die Lackierroboter 38 sind nur in den Figuren 1 und 6 gezeigt.
Mittig zwischen den Seitenwänden 22 der Lackierkabine 16 lagert der Stahlbau 18 auf Höhe der Öffnung 24 einen Drehboden 40, der um eine horizontale Drehachse 42 verdreht werden kann, die senkrecht zur Förderrichtung der Fahrzeugkarosse- rien 14 steht. Hierzu ist eine lediglich in den Figuren 1 und 6 zu erkennende Antriebseinheit 44 vorhanden, welche an einer den Drehboden 40 tragenden Drehwelle 46 angreift, welche die Drehachse 42 vorgibt. Alternativ kann die Drehachse des Drehbodens 40 auch parallel zur Förderrichtung der Fahrzeugkarosserien 14 verlaufen. Der Tragschlitten 36b der Befestigungseinrichtung 36 kann in einer zu dieser Drehachse 42 senkrechten Richtung gegenüber der Basisplatte 36a verschoben werden.
Zwischen dem Drehboden 40 und den Seitenwänden 22 der
Lackierkabine 16 verbleiben jeweils Durchströmungsbereiche 48, welche durch nicht eigens gezeigte begehbare Gitterroste abgedeckt sind. Die mit Overspraypartikeln beladene Kabinenluft wird über Luftleitbleche 50 zu den Durchströmungsbereiche 48 geleitet. Von dort strömt sie zu einer beispielsweise elektrostatisch arbeitenden Abscheideeinrichtung 52, durch welche die Overspraypartikel von der Kabinenluft getrennt und von einer Abscheideflüssigkeit 54 aufgenommen werden. Die Abscheideeinrichtung 52 ist vorliegend nicht weiter von Interesse, weshalb auf eine nähere Erläuterung verzichtet werden kann. Zur Behandlungskabine 10 gehört außerdem eine Trocknerkabine 56, welche unterhalb des Drehbodens 40 angeordnet ist. Die Trocknerkabine 56 umfasst ein nach oben hin offenes doppel- wandiges Trocknergehäuse 58 mit einem wannenartigen Innenmantel 60 und einem davon beabstandeten Außenmantel 62, zwischen denen ein geschlossener Arbeitsraum 64 ausgebildet ist. Der Innenmantel 60 und der Außenmantel 62 sind insgesamt gasdicht ausgebildet.
Der Innenmantel 60 umfasst eine Bodenwand 66, zwei gegenüberliegende Seitenwände 68 und zwei gegenüberliegende
Stirnwände 70, welche einen nach oben offenen Trockenraum 72 begrenzen. Die Innenfläche 74 des Innenmantels 60 folgt grob der Kontur einer auf den Kopf gestellten Fahrzeugkarosserie 14 folgt.
Hierzu weist der Innenmantel 60 und damit dessen Innenfläche 74 in einem unteren Bereich 76 des Trocknergehäuses 58 eine nach innen weisende umlaufende Stufe 76 auf, so dass der Trockenraum 66 im Längs- und im Querschnitt radial nach innen eingestuft ist, wie es beispielsweise anhand der Figuren 1 (Querschnitt) und 2 (Längsschnitt) zu erkennen ist.
Der Außenmantel 62 umfasst entsprechend eine Bodenwand 80 sowie gestufte Seitenwände 82 und gestufte Stirnwände 84.
Die Behandlungskabine 10 ist somit derart aufgebaut, dass der Lackiertunnel 20 auf einem ersten Höhenniveau und der Trockenraum 72 auf einem davon verschiedenen zweiten Höhenniveau angeordnet ist.
Dem Trockenraum 72 kann aus einer Inertgasquelle 86 über eine Inertgasleitung 87 mit einem Gebläse 87a ein Inertgas zugeführt werden, wobei die Inertgasleitung 87 im unteren Be- reich 76 des Trocknergehäuses 58 in den Trockenraum 72 mündet .
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Inertgas um Kohlendioxid, da dieses im gasförmigen Zustand schwerer als Luft ist und sich somit in dem nach oben offenen Trockenraum 72 ähnlich einer Flüssigkeit verhält.
Dem Arbeitraum 64 zwischen Innenmantel 60 und Außenmantel 62 kann über eine Luftleitung 88 mit einem Gebläse 88a Druckluft oder Umgebungsluft zugeführt werden. Zugleich ist der Arbeitsraum 64 mit einer Abluftanlage 90 verbunden, mittels welcher die in dem Arbeitsraum 64 herrschende Atmosphäre über ein Gebläse 90a abgesaugt werden kann.
Als Strahlungseinrichtung sind mehrere UV-Strahler 92 vorhanden, die der Außenmantel 62 in gleichmäßiger Verteilung in der Weise trägt, dass diese zu Wartungszwecken von außen zugänglich sind. Die hier flächig dargestellten UV-Strahler 92 können ein oder mehrere röhrenförmige Leuchtmittel oder auch eine Vielzahl von annähernd punktförmigen Strahlungsquellen enthalten. Der Innenmantel 60 des Trocknergehäuses 58 umfasst eine Vielzahl von Quarzglasfenstern 94, welche durchlässig für die von den UV-Strahlern 92 erzeugte UV- Strahlung sind. Jeder UV-Strahler 92 sitzt hinter jeweils einem ihm zugeordneten Quarzglasfenster 94, so dass von den UV-Strahlern 92 emittierte UV-Strahlung durch den Innenmantel 60 hindurchtritt, bevor sie in den Trockenraum 72 und zu der zu belichtenden Beschichtung gelangt.
Die Innenfläche 74 des Innenmantels 60 ist abgesehen von den durch die Quarzglasfenster 94 vorgegebenen Bereichen mit einer Reflexionsschicht 96 versehen. Beispielsweise ist hierfür eine Aluminiumfolie auf der Innenfläche 74 vorgesehen. Hierdurch wird die Strahlungsverteilung in dem Trockenraum 72 bei aktivierten UV-Strahlern 92 vergleichmäßigt.
Die oben beschriebene Anlage funktioniert nun wie folgt:
Eine zu beschichtende Fahrzeugkarosserie 14 wird mittel des Fördersystems 32 mit dem Scherenhubtisch 34 in seiner eingefahrenen Stellung und der Befestigungseinrichtung 36 in den Lackiertunnel 20 der Lackierkabine 16 hinein gefahren und dort mittels der beiden Lackierroboter 38 mit einem UV-Lack beschichtet. Der Scherenhubtisch 14 wird auf dem Drehboden 40 verankert. Die Basisplatte 36a und der Tragschlitten 36b der Befestigungseinrichtung 36 sind zunächst mittig zueinander ausgerichtet.
Mit Overspray beladene Kabinenluft wird an dem Drehboden 40 vorbei seitlich zu den Abscheideeinrichtungen 50 geleitet und gelangt von dort von Overspraypartikeln befreit in einem Kreislauf, gegebenenfalls nach vorheriger Konditionierung, wieder in den Luftzuführraum 28 und weiter in den Lackiertunnel 20.
Wenn der Lackiervorgang abgeschlossen ist, werden die
Lackierroboter 38 in eine Wartestellung verfahren.
Nun wird der Drehboden 40 mit dem darauf verankerten Scherenhubtisch 34, der von diesem getragenen Befestigungseinrichtung 36 und der darauf befestigten frisch beschichteten Fahrzeugkarosserie 14 um seine Drehachse 42 um 180° verdreht, indem die Antriebseinheit 44 die Drehwelle 46 verdreht .
Hierbei durchläuft die Fahrzeugkarosserie 14 eine in Figur 3 gezeigte Zwischenstellung. Wie dort zu erkennen ist, wird der Tragschlitten 36b während der Drehbewegung der Fahrzeugkarosserie 14 gegenüber der Basisplatte 36a verschoben. hierdurch kann beim Drehen der Fahrzeugkarosserie 14 der Tragschlitten 36b jeweils abhängig von der Drehstellung der Fahrzeugkarosserie 14 jeweils so gegenüber der Basisplatte 36a verfahren, dass die Ausprägung der Fahrzeugkarosserie 14 in der Diagonalen gegenüber einer fehlenden Verfahrbewegung verringert ist. Durch diese Maßnahme kann die Erstreckung des Drehbodens 40 und der Öffnung 26 der Lackierkabine 16 in Richtung senkrecht zu der Drehachse 42 auch geringer sein als die Erstreckung der Fahrzeugkarosserie 14 in dieser Richtung. Die Fahrzeugkarosserie 14 kann quasi durch die Öffnung 26 nach unten "hindurchgefädelt" werden und nimmt schließlich die in Figur 4 gezeigte ÜberkopfStellung ein.
Dann wird der Scherenhubtisch 34 ausgefahren, wodurch die Fahrzeugkarosserie 14 kopfüber in den mit Inertgas gefüllten Trockenraum 72 der Trocknerkabine 56 abgesenkt wird und die in den Figuren 5 und 6 gezeigte Stellung einnimmt.
Durch die dabei gegebenenfalls von der Fahrzeugkarosserie 14 in den Trockenraum 72 eingebrachte Luft kann die Sauerstoffkonzentration im Trockenraum 72 größer als die Konzentration von etwa 1% bis 5% Restsauerstoff werden, die für eine einwandfreie Aushärtung des UV-Lacks erforderlich ist.
Daher wird zunächst Kohlendioxid über die Inertgasleitung 86 in den Trockenraum 72 geleitet, welches die unerwünschte verunreinigte Atmosphäre nach oben aus dem Trockenraum 72 verdrängt .
Die Sauerstoffkonzentration in dem Trockenraum 72 kann über mehrere an der Innenfläche 74 des Innenmantels 60 vorgesehene Sensoren ermittelt werden, wie es an und für sich bekannt ist.
Wenn die Restsauerstoffmenge in der Inertgasatmosphäre im Trockenraum 72 um 1% bis 5% liegt, werden die UV-Strahler 92 aktiviert, so dass der gesamte mit Inertgas gefüllte Trockenraum 72 von UV-Strahlung durchflutet ist. Dem Arbeitsraum 64 zwischen dem Innenmantel 60 und dem Außenmantel 62 wird über die Luftleitung 88 stets Luft zugeführt, wobei über die Abluftanlage 90 Atmosphäre in dem Maße aus dem Arbeitsraum 64 abgesaugt wird, dass dort zumindest maximal Normalatmosphärendruck herrscht. In der Praxis herrscht im Arbeitsraum 64 ein gegenüber Normalatmosphäre geringer Unterdruck, zum Beispiel ein gegenüber dem in der Umgebung herrschenden Druck um 10 Pascal verminderter Druck. In jedem Fall wird dafür Sorge getragen, dass der Arbeitsraum 64 von Luft durchströmt wird.
Der Arbeitsraum 64 wird auf diese Weise von Luft durchströmt und durch den entstehenden Luftstrom werden die UV-Strahler 92 gekühlt. Im Betrieb der UV-Strahler 92 entsteht im Arbeitsraum 64 Ozon, welches stets über die Abluftanlage 90 abgeführt wird. Die ozonhaltige Abluft kann der Kabinenabluft aus der Lackierkabine 16 zur gemeinsamen Aufbereitung zugeführt werden.
Abhängig von dem verwendeten UV-Lack und der Gesamt- Strahlungsleistung der UV-Strahler wird die Fahrzeugkarosserie 14 bzw. deren Beschichtung zwischen 3 und 10 Sekunden belichtet. Gegebenenfalls kann der Belichtungsvorgang auch länger und bis zu einer Minute dauern.
Nachdem der UV-Lack vollständig ausgehärtet ist, werden die UV-Strahler 92 deaktiviert. Bauartabhängig können die UV- Strahler 92 auch nur auf geringe Leistung eingestellt oder abgeschirmt werden, so dass die gegebenenfalls noch emittierte UV-Strahlung keine unerwünschten Lackreaktionen mehr hervorrufen kann. Dann wird die Fahrzeugkarosserie 14 wieder aus dem Trockenraum 72 heraus bewegt, indem der Scherenhub- tisch 34 in seine eingefahrene Stellung gebracht wird und die Fahrzeugkarosserie 14 wieder die in den Figuren 5 und 6 gezeigte Kopfüber-Stellung einnimmt. Hierauf wird der Drehboden 40 wieder in seine Ausgangslage verdreht, wodurch sich die Fahrzeugkarosserie 14 nun mit gehärteter Beschichtung in Normallage im Lackiertunnel 20 befindet. Die Verankerung des Scherenhubtisches 34 an dem Drehboden 40 wird gelöst und die Fahrzeugkarosserie 14 mit- tel des Fördersystems 32 mit dem Scherenhubtisch 34 in seiner eingefahrenen Stellung und der Befestigungseinrichtung 36 aus dem Lackiertunnel 20 der Lackierkabine 16 heraus gefahren . Zugleich wird eine noch nicht mit UV-Lack versehene Fahrzeugkarosserie 14 mittels des Fördersystems 32 in den Lackiertunnel 20 hinein gefahren und der Lackier- und Trockenvorgang wird erneut durchgeführt. Insgesamt bilden der Drehboden 40 und der Scherenhubtisch 34 somit eine Hub-/Senk-Einrichtung, mittels welcher die Fahrzeugkarosserie 14 sowohl abgesenkt als auch wieder angehoben werden kann. Durch den Drehboden 40 kann die Fahrzeugkarosserie 14 aus ihrer Normallage, in der das Dach der Fahrzeug- karosserie 14 nach oben zeigt, in eine Überkopflage, in der das Dach der Fahrzeugkarosserie 14 nach unten zeigt, und wieder zurück gebracht werden.
In einer nicht eigens gezeigten Abwandlung ist das Förder- System 32 durch beispielsweise ein Hängebahnsystem ersetzt, welches neben der translatorischen Förderbewegung eine Vertikalbewegung der Fahrzeugkarosserie 14 und gegebenenfalls eine Rotation derselben um eine horizontale Drehachse ermöglicht. Insgesamt kann durch die oben beschriebene Behandlungskabine 10 die Beschichtung einer Fahrzeugkarosserie und die Trocknung dieser Beschichtung in einem gekoppelten Vorgang erfolgen, ohne dass größere Strecken zwischen dem Ort der Lack- Applikation und dem Ort der Lack-Trocknung überwunden und eine notwendige Mindesttemperatur der noch ungehärteten Beschichtung über längere Zeit aufrechterhalten werden muss.

Claims

Patentansprüche
Anlage zum Beschichten von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, und Aushärten der Beschichtung mit elektromagnetischer Strahlung, mit a) einer Applikationskabine (16), die einen Applikationsraum (20) vorgibt, in welchem eine Applikationseinrichtung (38) angeordnet ist, mittels welcher der Gegenstand (14) mit einem Material beschichtbar ist, das durch elektromagnetische Strahlung aushärtbar ist ; b) einer Trocknerkabine (56) , die einen Trockenraum
(72) vorgibt und eine Strahlungseinrichtung (92) um- fasst ; c) einer Inertgaseinrichtung (86, 87, 87a), mittels
welcher dem Trockenraum (72) Inertgas zuführbar ist; d) einem Fördersystem (32) , mittels welchem der Gegenstand (14) durch den Applikationsraum (20) und den Trockenraum (72) förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationsraum (20) auf einem ersten Höhenni veau angeordnet ist; der Trockenraum (72) auf einem zweiten Höhenniveau angeordnet ist, welches von dem ersten Höhenniveau verschieden ist; g) das Fördersystem (32) eine Hub-/Senk-Einrichtung (34, 36, 40) umfasst, durch welche der Gegenstand (14) mit einer vertikalen Bewegungskomponente aus dem Applikationsraum (20) in den Trockenraum (72) hinein förderbar ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (14) mittels der Hub-/Senk-Einrichtung (34, 36, 40) auch wieder aus dem Trockenraum (72) heraus zurück in den Applikationsraum (20) förderbar ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub-/Senk-Einrichtung (34, 36, 40) Mittel (40) umfasst, mittels derer der Gegenstand (14) aus einer Normallage in eine Überkopflage bewegt werden kann.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub-/Senk-Einrichtung (34, 36, 40) Mittel (36b) umfasst, durch welche der Gegenstand (14) bei einer Drehbewegung aus seiner Normallage in die Überkopflage in einer Richtung senkrecht zur Drehachse (42) verfahren werden kann.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenraum (72) unterhalb des Applikationsraumes (20) angeordnet ist.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub-/Senk-Einrichtung (34, 36, 40) einen um eine horizontale Drehachse (42) verdrehbaren Drehboden (40) umfasst .
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub-/Senk-Einrichtung (34, 36, 40) einen Scherenhubtisch (34) umfasst.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass mittels der Strahlungseinrichtung (92) UV-Strahlung erzeugbar ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Strahlungseinrichtung (92) mehrere Strahler (92), insbesondere UV-Strahler, umfasst, welch bezogen auf eine den Trockenraum (72) begrenzende Innen fläche (74) verteilt angeordnet sind. 10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (74) des Trockenraums (72) annähernd der lichten Kontur einer Fahrzeugkarosserie (14) folgt.
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