EP4153362B1

EP4153362B1 - Grundkörper für eine beschichtungszelle einer beschichtungsanlage

Info

Publication number: EP4153362B1
Application number: EP21728491.8A
Authority: EP
Inventors: Peter Steiger; Georg Steger
Original assignee: Gema Switzerland GmbH
Current assignee: Gema Switzerland GmbH
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2025-07-23
Anticipated expiration: 2041-05-19
Also published as: CN115666795A; DE102020113645A1; US20230347370A1; WO2021233984A1; EP4153362A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Oberflächenbehandlung von Werkstücken und insbesondere das Beschichten von Werkstücken mit Beschichtungsmaterial, insbesondere Beschichtungspulver.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese eine zum Beschichten von Werkstücken optimierte Beschichtungskabine bzw. Beschichtungszelle einer Beschichtungsanlage.
Beschichtungskabinen oder Beschichtungszellen zum Beschichten von Werkstücken, insbesondere mit Beschichtungspulver, sind allgemein aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Beschichtungskabinen oder Beschichtungszellen weisen in der Regel eine Beschichtungskammer mit einem Kabinenboden, zwei einander gegenüberliegende Werkstückdurchgänge sowie eine Fördervorrichtung zum Transport von zu beschichtenden Werkstücke durch die Beschichtungskammer auf.
Beispielsweise betrifft die Druckschrift EP 0 071 756 A2 eine Beschichtungskabine mit einer Fördervorrichtung, welche die zu beschichtenden Gegenstände über einen Eingang und einen Ausgang durch den Kabineninnenraum transportiert. Eine Sprühvorrichtung der Kabine ist hierbei ein durch Türen zu öffnendes Wandelement mit einer Handspritzpistole. Es können jedoch auch automatisch gesteuerte Spritzpistolen vorgesehen sein. Die Türen ermöglichen auch den Zugang in den Kabineninnenraum. Die Sprühvorrichtungen mit den Spritzpistolen können alle auf der gleichen Kabinenseite angeordnet sein. Es können auch auf der gegenüberliegenden Seite Spritzvorrichtungen in Form von vorbereiteten Wandelementen mit Schlitzen zum Hindurchführen von Pistolen vorgesehen sein.
Anstelle einer Fördervorrichtung zum automatischen Transport der zu beschichtenden Gegenstände durch den Kabineninnenraum können die zu beschichtenden Gegenstände auch manuell in den Kabineninnenraum eingebracht und - nach einem Beschichtungsvorgang - wieder entfernt werden.
Die Fördervorrichtung zum automatischen Transport der zu beschichtenden Gegenstände durch den Kabineninnenraum kann auch unterhalb des Kabinenbodens der Beschichtungskabine angeordnet sein und einen Werkstückträger aufweisen, welcher durch einen Förderschlitz im Kabinenboden in die Beschichtungskammer der Beschichtungskabine hineinragt.
Beschichtungskabinen mit derartigen "Flurförderern" werden insbesondere bei der Beschichtung von hochwertigen Werkstücken eingesetzt, da durch die Anordnung der Fördervorrichtung unterhalb des Kabinenbodens eine hohe Beschichtungsqualität erreicht werden kann. Dies liegt insbesondere darin begründet, dass "klassische" Förderer zum hängenden Transport von Werkstücken durch die Beschichtungskammer ein Herabfallen von Schmutzteilchen oder Pulverresten von der Fördervorrichtung begünstigen können, was zu Unregelmäßigkeiten in der Beschichtung führen kann.
Andererseits sind insbesondere für die Pulverbeschichtung auch Kabinen bzw. Anlagen für den diskontinuierlichen Werkstücktransport bei Handbeschichtung bekannt, wobei sich dieser Kabinentyp von Durchlaufkabinen unterscheidet, die für den kontinuierlichen Werkstücktransport bei Hand- und/oder Automatikbeschichtung ausgebildet sind. Welche dieser Grundtypen zum Einsatz gelangt, richtet sich im Wesentlichen nach dem Umfang der jeweiligen Beschichtungsaufgabe, also des vom Beschichter auszuführenden Auftrags, wobei hier im Wesentlichen zwischen den folgenden Kategorien unterscheiden kann:

große Fertigungslose in nur einem oder wenigen Farbtönen (beispielsweise Beschichtungsfläche 1.000 m² und mehr);
mittlere Fertigungslose, in mehreren Farbtönen (beispielsweise Beschichtungsfläche 200 bis 1.000 m²);
Aufbringen vieler verschiedener Farben für kleiner Losgrößen (beispielsweise Beschichtungsfläche in der Größenordnung 100 m²);
Einzelfertigung, Beschichtung von Kleinstlosen, zum Beispiel für die Musterherstellung in der verschiedensten Zahl von Farbtönen; und
Ausführung von Reinigungsarbeiten an Einzelteilen/Werkstücken und Gerätschaften.

Diese Kategorisierung lässt schon erkennen, wie unterschiedlich die Anforderungen an die jeweils zum Einsatz gelangende Anlage/Kabine sind, und dass es darauf ankommt, jeweils das günstigste Verhältnis zwischen Arbeits-/Rüstzeit, Materialkosten sowie Umweltbelastung zu finden.
Es ist leicht einzusehen, dass zu der Erfüllung der oben genannten fünf Funktionskategorien jeweils recht unterschiedliche Hauptanforderungen im Vordergrund stehen. So wird man bei großen Fertigungslosen bemüht sein, möglichst automatisiert zu arbeiten; zu diesem Zweck gelangen üblicherweise Automatikbeschichtungssysteme zum Einsatz. Bei mittleren Losen liegt wegen des erforderlichen schnellen Farbwechsels das Hauptaugenmerk auf der Reduzierung der Rüst- und insbesondere Reinigungszeiten.
Die Druckschrift DE 89 07 540 U1 betrifft eine Kabine zum Sprühbeschichten von Gegenständen mit pulverförmigem Beschichtungsmaterial.
Die Druckschrift EP 0 384 236 A1 betrifft eine Pulversprühkabine mit einer Leitvorrichtung für Rohgas in eine Abscheider-Saugströmung.
Die Druckschrift US 2005/0011438 A1 betrifft eine Pulversprühkabine mit einem Pulverrückgewinnungssystem.
Die Druckschrift US 4,417,541 A betrifft ebenfalls eine Sprühkabine für Nasslackanwendungen.
Die Druckschrift EP 0 678 336 A2 betrifft eine Pulverbeschichtungskabine mit Seitenwänden, zwischen denen ein Boden angeordnet ist, und mit einer Austragsöffnung im Bereich des Bodens.
Die Druckschrift SE 528 772 C2 betrifft eine Spritzlackierkabine, bei welcher ein Bediener von außerhalb ein Werkstück mit Nasslack beschichten kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabinenkonzept anzugeben, welches es gestattet, dass sich Beschichtungskabinen bzw. Beschichtungssysteme möglichst flexibel und automatisiert einsetzen lassen und dennoch ein Optimum an Produktivität und Wirtschaftlichkeit liefern.
Insbesondere soll das Kabinenkonzept geeignet sein, die im Zuge der fortschreitenden Automatisierung des Beschichtungsprozesses auftretenden Besonderheiten zu berücksichtigen, nämlich insbesondere dass zunehmend für den automatischen Beschichtungsprozess Beschichtungsroboter zum Einsatz kommen. Darüber hinaus soll das Kabinenkonzept geeignet sein, möglichst flexibel auf unterschiedliche Anforderungen reagieren zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen hiervon in den abhängigen Patentansprüchen angegeben sind.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere ein modular gestaltetes Beschichtungskonzept, welches es gestattet, dass eine Beschichtungskabine oder Beschichtungszelle in einer besonders einfachen Weise anwendungsspezifisch gestaltet werden kann, um so alle Besonderheiten des Einzelfalls optimal berücksichtigen zu können.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszelle umfasst einen Grundkörper, wobei der Grundkörper einen modulartigen Aufbau aufweist und vorzugsweise als austauschbares Element innerhalb des Gesamtsystems der Beschichtungsanlage ausgebildet ist. Der Grundkörper ist insbesondere ausgebildet, mit mindestens einer vorzugsweise als Modul ausgeführten Seitenwand verbindbar zu sein, um eine insbesondere anwendungsspezifisch konfigurierte Beschichtungszelle bereitstellen zu können.
Gemäß Ausführungsformen ist der Grundkörper ausgebildet, mit einem weiteren Grundkörper, vorzugsweise gleicher Art oder gleichen Typs, verbunden zu werden zum Ausbilden zumindest eines Bereichs einer Beschichtungslinie einer Beschichtungsanlage.
Besonders bevorzugt bildet der Grundkörper das Unterteil und den Zellenboden der Beschichtungszelle aus und weist insbesondere eine polygonale und vorzugsweise rechteckförmige Grundfläche auf. Insbesondere weist der Grundkörper mindestens einen den Zellenboden der Beschichtungszelle bildenden wannen-, trog- oder muldenförmigen Innenbereich mit mindestens einer in Richtung einer Absaugöffnung oder in Richtung eines Absaugkanals geneigten oder gekrümmten Fläche auf.
In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass der Grundkörper ferner einen rahmenförmigen Außenbereich aufweist, von welchem der mindestens eine wannen-, trog- oder muldenförmige Innenbereich zumindest bereichsweise aufgenommen ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist der Grundkörper ein integriertes Absaugsystem auf zum insbesondere bedarfsweisen Absaugen und/oder Abführen von Overspray-Pulver im Beschichtungsbetrieb der Beschichtungszelle.
Unter dem hierin verwendeten Begriff "Overspray-Pulver" ist Beschichtungsmaterial zu verstehen, welches nicht am zu beschichtenden Werkstück appliziert werden konnte oder welches bereits mindestens einmal während eines Beschichtungsvorgangs versprüht wurde und entsprechend recycelt ist. Derartiges Overspray-Pulver wird gelegentlich auch als "Recovery"-Material bezeichnet.
In diesem Zusammenhang ist gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Absaugsystem mindestens eine in dem rahmenförmigen Außenbereich ausgebildete und vorzugsweise in einer Seitenwand des Außenbereichs mittig angeordnete und mit einer Unterdruckquelle strömungsmäßig verbindbare Absaugöffnung aufweist. Diese mindestens eine Absaugöffnung ist über ein zwischen dem Außenbereich und dem Innenbereich ausgebildetes Kanalsystem strömungsmäßig mit mindestens einer in den Innenbereich mündenden Absaugöffnung und/oder mit mindestens einem zumindest bereichsweise im Innenbereich ausgebildeten Absaugkanal verbunden. Gemäß Weiterbildungen hiervon weist der Grundkörper zwei nebeneinander angeordnete und spiegelbildlich zueinander ausgebildete wannen-, trog- oder muldenförmige Innenbereiche auf, welche in einem gemeinsamen rahmenförmigen Außenbereich aufgenommen sind.
Dabei ist es denkbar, dass das Absaugsystem mindestens eine in dem rahmenförmigen Außenbereich ausgebildete und vorzugsweise in einer Seitenwand des Außenbereichs mittig angeordnete und mit einer Unterdruckquelle strömungsmäßig verbindbare Absaugöffnung aufweist, wobei die Absaugöffnung über ein zwischen dem Außenbereich und den beiden Innenbereichen ausgebildetes Kanalsystem strömungsmäßig mit einer in einem ersten Innenbereich der beiden Innenbereiche mündenden Absaugöffnung sowie mit einer in einen zweiten Innenbereich der beiden Innenbereich mündenden Absaugöffnung verbunden ist.
Insbesondere bei Beschichtungsanlagen, die mehrere Beschichtungszellen aufweisen, ist es denkbar, dass die mindestens eine in dem rahmenförmigen Außenbereich ausgebildete Absaugöffnung strömungsmäßig mit einem Absaugsystem eines weiteren Grundkörpers einer Beschichtungszelle und vorzugsweise mit einem Absaugsystem eines weiteren Grundkörpers gleicher Art oder gleichen Typs verbindbar ist.
Vorzugsweise weist der Grundkörper ein integriertes Abblassystem auf zum insbesondere bedarfsweisen und vorzugsweise gepulsten Auslassen von Druckluft insbesondere entlang der mindestens einen geneigten oder gekrümmten Fläche des Kabinenbodens und in Richtung der Absaugöffnung oder des Absaugkanals. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass das Abblassystem mindestens eine Abblasleiste und vorzugsweise eine Vielzahl von Abblasleisten aufweist, die gegebenenfalls individuell angesteuert werden können und mit Druckluft beaufschlagt werden können, wobei die Abblasleisten entsprechende Abblasöffnungen aufweisen, die vorzugsweise in einem Kantenbereich des Innenbereichs in den Innenbereich münden.
Im Hinblick auf die Beschichtungskabine ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass zumindest Teilbereiche des Kabinenbodens, welche den Förderschlitz umgeben, rampenförmig ausgebildet sind, wobei mindestens eine Luftblaseinrichtung vorgesehen ist zum vorzugsweise gepulsten Ausblasen eines Luftstroms entlang des rampenförmig ausgebildeten Teilbereichs des Kabinenbodens in Richtung mindestens eines im Kabinenboden vorgesehenen Absaugkanals. In vorteilhafter Weise ist die mindestens eine Luftblaseinrichtung am Förderschlitz vorgesehen.
Vorzugsweise kommt mindestens eine weitere Luftblaseinrichtung an oder in mindestens einer Seitenwand der Beschichtungskabine, die an die Seitenwände mit den Werkstückdurchgängen angrenzt, zum Einsatz. Die eine weitere Luftblaseinrichtung ist insbesondere ausgebildet, einen Luftstrom vorzugsweise gepulst entlang des Kabinenbodens in Richtung des mindestens einen im Kabinenboden vorgesehenen Absaugkanals auszublasen.
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungszelle einer Beschichtungsanlage, wobei die Beschichtungszelle einen Grundkörper der zuvor beschriebenen Art und mindestens eine mit dem Grundkörper als Modul ausgeführte Seitenwand und vorzugsweise ferner einen mit der mindestens einen Seitenwand verbundenen oder verbindbaren Dachbereich aufweist. Die erfindungsgemäße Beschichtungszelle eignet sich insbesondere für die automatisierte Pulverbeschichtung von Werkstücken. Vorzugsweise weist die Beschichtungszelle eine Grundfläche auf, die an den Aktionsradius eines Beschichtungsroboters angepasst ist.
Die Beschichtungszelle weist vorzugsweise zwei Durchgänge auf zum Zuführen und Abführen des Werkstücks sowie eine einzelne Seitenwand gegenüber der offenen Seite der Beschichtungszelle, wo der Beschichtungsroboter vorgesehen ist.
Bei der Beschichtungszelle bildet der Grundkörper die Basiskomponente, welche es ermöglicht, flexibel Beschichtungszellen für unterschiedliche Anwendungen aufzubauen. Der als Unterteil dienende Grundkörper ist modular und standardisiert.
Durch den modularen Aufbau des Grundkörpers ist es möglich, die Beschichtungszelle individuell auszugestalten und insbesondere die mindestens eine Seitenwand derart mit dem Grundkörper zu verbinden, dass ein Beschichtungsroboter einen optimalen Zugang, beispielsweise von einer ersten, zweiten, oder dritten Seite oder von einer Ecke des Grundkörpers aus, hat. Der Einsatz dieser flexiblen Beschichtungszelle erfolgt in erster Linie im Zusammenhang mit Beschichtungsroboter, könnte aber auch in Serie stehen mit einer herkömmlichen Automatikanlage (Achsen- und Handbeschichterplätzen).
Die Grundfläche des Grundkörpers beträgt vorzugsweise 1 bis 3 m (Breite und Länge) und typischerweise 1,5 bis 2,5 m. Bei einer Doppelzelle verlängert sich die Länge, wobei jedoch die Breite in der gleichen Größenordnung bleibt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:

FIG. 1: schematisch und in einer isometrischen Ansicht einen Teilbereich einer Beschichtungsanlage mit Beschichtungszellen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
FIG. 2: schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine erste exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grundkörpers einer Beschichtungszelle;
FIG. 3: schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine zweite exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grundkörpers einer Beschichtungszelle;
FIG. 4: schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine dritte exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grundkörpers einer Beschichtungszelle; und
FIG. 5: schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine vierte exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grundkörpers einer Beschichtungszelle.

FIG. 1 zeigt schematisch eine exemplarische Ausführungsform einer Pulverbeschichtungsanlage 1 nach der erfindungsgemäßen Lösung. Die Pulverbeschichtungsanlage 1 dient zum Sprühbeschichten von Gegenständen mit Beschichtungspulver, welches danach in einem in FIG. 1 nicht dargestellten Wärmeofen auf die Gegenstände aufgeschmolzen wird. Für die Steuerung der Funktion der Pulverbeschichtungsanlage 1 sind ein oder mehrere elektronische Steuergeräte vorgesehen.
Zur pneumatischen Förderung des Beschichtungspulvers sind Pulverpumpen vorgesehen. Dies können Injektoren sein, in welchen Beschichtungspulvermittel als Förderluft dienende Druckluft aus einem Pulverbehälter angesaugt wird, wonach dann das Gemisch aus Förderluft und Beschichtungspulver gemeinsam in einen Behälter oder zu einer Sprühvorrichtung strömt. Geeignete Injektoren sind beispielsweise aus der Druckschrift EP 0 412 289 B1 bekannt.
Als Pulverpumpe können auch solche Pumpenarten verwendet werden, welche kleine Pulverportionen mittels Druckluft nacheinander fördern, wobei jeweils eine kleine Pulverportion (Pulvermenge) in einer Pulverkammer gespeichert und dann mittels Druckluft aus der Pulverkammer herausgedrückt wird. Die Druckluft bleibt hinter der Pulverportion und schiebt die Pulverportion vor sich her. Diese Pumpenarten werden manchmal als "Druckluftschubpumpen" oder "Propfenförderungs-Pumpen" bezeichnet, da die Druckluft die gespeicherte Pulverportion wie einen Pfropfen vor sich her durch eine Pumpenauslassleitung schiebt. Verschiedene Arten solcher Pulverpumpen zum Fördern von dichtem Beschichtungspulver sind beispielsweise aus folgenden Druckschriften bekannt: DE 103 53 968 A1 , US 6,508,610 B2 , US 2006/0193704 A1 , DE 101 45 448 A1 oder WO 2005/051549 A1 .
Die Erfindung ist nicht auf eine der genannten Arten von Pulverpumpen beschränkt.
Bei der Beschichtungsanlage gemäß FIG. 1 kommt je Beschichtungszelle 2 ferner ein Applikatorsystem 3 zum Einsatz zum bedarfsweisen Versprühen von Beschichtungsmaterial in der entsprechenden Beschichtungszelle 2. Das Applikatorsystem 3 weist mindestens ein entsprechendes Pistolensystem 4 zum bedarfsweisen Versprühen von Beschichtungsmaterial auf.
Bei der erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage 1 ist insbesondere vorgesehen, dass dem mindestens einen Pistolensystem 4 ein Robotersystem zugeordnet ist zum Positionieren und/oder Ausrichten des Pistolensystems relativ zu den zu beschichtenden Werkstücken während eines Beschichtungsvorgangs.
Das Robotersystem zusammen mit dem mindestens einen Pistolensystem 4 bilden einen Beschichtungsroboter 3, der - im Unterschied zu herkömmlichen Achsen- bzw. Positioniersystem - nicht als ein bei einem Transport der zu beschichtenden Werkstücke durch die Beschichtungszelle 2 mit den zu beschichtenden Werkstücken mitlaufendes System ausgeführt ist. Jeder Beschichtungsroboter 3 ist relativ zu dem Grundkörper 5 der Beschichtungszelle 2 und relativ zu einem Werkstück in drei Dimensionen bewegbar.
Gemäß bevorzugten Realisierungen der erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage 1 ist insbesondere vorgesehen, dass dem mindestens einen Pistolensystem 4 ein Roboterarmsystem zugeordnet ist, welches mit Hilfe einer Roboterführung unter- oder oberhalb einer Fördervorrichtung für die zu beschichtenden Werkstücke in allen Richtungen bewegbar ist.
Das Pistolensystem 4 weist in bevorzugter Weise mindestens eine Beschichtungspistole auf. Die Beschichtungspistole ist vorzugsweise eine elektrostatische Beschichtungspistole, welche ausgebildet ist, das mit der Beschichtungspistole zu versprühende Beschichtungsmaterial elektrostatisch aufzuladen.
Gemäß bevorzugten Realisierungen der erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage 1 ist vorgesehen, dass der/den Beschichtungspistole(n) eine Steuereinrichtung zugeordnet ist zur Steuerung und/oder Regelung der Stromstärken zur Beschichtungsmaterialaufladung. Die Steuereinrichtung sollte insbesondere ausgebildet sein zur Regelung von Stromwerten unter 10 µA in mindestens 0,5 µA-Schritten.
Wie insbesondere in FIG. 2 bis FIG. 5 gezeigt, ist im Hinblick auf die Beschichtungszelle 2 in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass zumindest Teilbereiche des Kabinenbodens rampenförmig ausgebildet sind, wobei mindestens eine Luftblaseinrichtung vorgesehen ist zum vorzugsweise gepulsten Ausblasen eines Luftstroms entlang des rampenförmig ausgebildeten Teilbereichs des Kabinenbodens in Richtung mindestens eines im Kabinenboden vorgesehenen Absaugkanals 6.
Vorzugsweise kommt mindestens eine weitere Luftblaseinrichtung an oder in mindestens einer Seitenwand der Beschichtungszelle 2, die an die Seitenwände mit den Werkstückdurchgängen angrenzt, zum Einsatz. Die eine weitere Luftblaseinrichtung ist insbesondere ausgebildet, einen Luftstrom vorzugsweise gepulst entlang des Kabinenbodens in Richtung des mindestens einen im Kabinenboden vorgesehenen Absaugkanals 6 auszublasen.
Die Beschichtungsanlage 1 weist eine in FIG. 1 nicht dargestellte Beschichtungsmaterialversorgung auf zum Zuführen von Beschichtungsmaterial zu den Pistolensystemen 4 der Beschichtungsroboter 3. Die Beschichtungsmaterialversorgung ist dabei insbesondere ausgebildet, den entsprechenden Pistolensystemen 4 bedarfsweise ausschließlich frisches Beschichtungsmaterial oder frisches Beschichtungsmaterial mit Recovery-Material oder nur Recovery-Material zuzuführen.
Unter dem hierin verwendeten Begriff "Recovery-Material" ist Beschichtungsmaterial zu verstehen, welches bereits mindestens einmal während eines Beschichtungsvorgangs versprüht wurde und entsprechend recycelt ist. Derartiges Recovery-Material wird gelegentlich auch als "Overspray"-Material bezeichnet.
Gemäß Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems ist vorgesehen, dass die Beschichtungsmaterialversorgung vorzugsweise für jedes Pistolensystem 4 mindestens eine Beschichtungsmaterialpumpe aufweist, wobei die Beschichtungsmaterialpumpe vorzugsweise auf dem Dichtstromprinzip basiert und zur kontinuierlichen Beschichtungsmaterialförderung ausgelegt ist.
Beschichtungspulver, welches nicht an dem zu beschichtenden Gegenstand haftet, wird als Overspray-Pulver (Überschusspulver) über eine Überschusspulverleitung 7 mittels eines Saugluftstromes eines Ventilators 8 in einen Zyklonabscheider 9 gesaugt. Das Überschusspulver wird im Zyklonabscheider 9 so weit wie möglich vom Saugluftstrom getrennt. Der getrennte Pulveranteil wird dann als Rückgewinnungspulver bzw. Recoverypulver vom Zyklonabscheider 9 über eine Pulverrückgewinnungsleitung transportiert zu einer optional vorgesehenen Siebvorrichtung geleitet, wo es durch die Siebvorrichtung hindurch, entweder allein oder vermischt mit Frischpulver über Pulverzufuhrleitungen wieder den Sprühpistolen 4 der Robotersysteme gelangt.
Die Abluft des Zyklonabscheiders 9 gelangt über eine Abluftleitung 10 in eine Nachfiltervorrichtung 11 und darin durch ein oder mehrere Filterelemente zu dem Ventilator 8 und nach diesem in die Außenatmosphäre. Die Filterelemente können Filtersäcke oder Filterpatronen oder Filterplatten oder ähnliche Filterelemente sein. Das mittels der Filterelemente vom Luftstrom getrennte Pulver ist normalerweise Abfallpulver und fällt durch Schwerkraft in einen Abfallbehälter oder kann über eine oder mehrere Abfallleitungen in einen Abfallbehälter an einer Abfallstation gefördert werden.
FIG. 1 zeigt insbesondere einen Teilbereich einer Beschichtungsanlage 1, welche zwei Beschichtungszellen 2 aufweist, die jeweils mit einer exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grundkörpers 5 ausgerüstet sind.
Die in FIG. 1 schematisch und in einer isometrischen Ansicht gezeigte Beschichtungsanlage 1 umfasst im Einzelnen eine erste Beschichtungszelle 2 sowie eine unmittelbar benachbart hierzu angeordnete zweite Beschichtungszelle 2. Jede der beiden Beschichtungszellen 2 zeichnet sich dadurch aus, dass diese zur automatischen Pulverbeschichtung mit Hilfe eines Beschichtungsroboters 3 ausgebildet ist.
Im Unterschied zu Beschichtungszellen 2, die bislang zur automatischen Pulverbeschichtung verwendet wurden, sind die bei der in FIG. 1 schematisch dargestellten Beschichtungsanlage 1 zum Einsatz kommenden Beschichtungszellen 2 insbesondere im Hinblick auf eine Pulverbeschichtung mit Hilfe eines Beschichtungsroboters 3 ausgelegt. Hierzu weist jede Beschichtungszelle 2 lediglich eine (einzige) Seitenwand 12 mit einem Dachbereich 13 auf, der die Oberseite der Beschichtungszelle 2 vorzugsweise nur teilweise abdeckt, um so die Manövrierfähigkeit des Beschichtungsroboters 3 optimal ausnutzen zu können.
Die der einzigen Seitenwand 12 gegenüberliegende Seite der Beschichtungszelle 2 ist als "offene" Seitenwand ausgebildet, so dass der Beschichtungsroboter 3 ein in FIG. 1 nicht gezeigtes zu beschichtendes Werkstück bei Bedarf vollumfänglich beschichten kann.
Die jeweiligen Grundkörper 5 der bei der Beschichtungsanlage 1 zum Einsatz kommenden Beschichtungszellen 2 weisen jeweils einen modulartigen Aufbau auf und sind insbesondere vorzugsweise identisch zueinander ausgebildet. Jeder Grundkörper 5 kann als austauschbares Element innerhalb des Gesamtsystems der Beschichtungsanlage 1 ausgebildet sein. Die jeweiligen Seitenwände 12, die mit den Grundkörpern 5 verbunden sind, sind vorzugsweise ebenfalls gleichartig ausgeführt und als Modul mit den Grundkörpern 5 der Beschichtungszellen 2 individuell verbindbar.
Die beiden Grundkörper 5 der Beschichtungszellen 2 sind miteinander verbunden und bilden jeweils das Unterteil und den Zellenboden der entsprechenden Beschichtungszelle 2 aus. Hierbei ist insbesondere eine polygonale und insbesondere rechteckförmige Grundfläche des Zellenbodens bevorzugt.
Den Grundkörper 5 der Beschichtungszellen 2 ist jeweils ein integriertes Absaugsystem zugeordnet, um im Beschichtungsbetrieb der Beschichtungszelle 2 gegebenenfalls anfallendes Overspray-Pulver abzusaugen und abzuführen.
In FIG. 2 bis FIG. 5 sind unterschiedliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Grundkörpers 5 jeweils in einer isometrischen und schematischen Ansicht gezeigt. Jede Ausführungsform des Grundkörpers 5 weist einen modulartigen Aufbau auf und ist ausgebildet, mit mindestens einer vorzugsweise ebenfalls als Modul ausgeführten Seitenwand 12 verbindbar zu sein, um eine insbesondere anwendungsspezifisch konfigurierte Beschichtungszelle 2 bereitzustellen.
Wie in FIG. 2 bis FIG. 5 dargestellt, bilden die Grundkörper 5 das Unterteil und den Zellenboden der Beschichtungszelle 2 aus und weisen jeweils eine polygonale und insbesondere rechteckförmige Grundfläche auf.
Jeder Grundkörper 5 weist mindestens einen den Zellenboden der Beschichtungszelle 2 bildenden wannen-, trog- oder muldenförmigen Innenbereich 14 auf mit mindestens einer in Richtung einer Absaugöffnung 15, 19 oder in Richtung eines Absaugkanals 6 geneigten oder gekrümmten Fläche 16.
Dabei ist vorgesehen, dass der Grundkörper 5 einen rahmenförmigen Außenbereich 17 aufweist, von welchem der mindestens einen wannen-, trog- oder muldenförmige Innenbereich 14 zumindest bereichsweise aufgenommen ist.
Wie bereits im Zusammenhang mit der in FIG. 1 schematisch gezeigten exemplarischen Ausführungsform der Beschichtungsanlage 1 ausgeführt, weist jeder Grundkörper 5 ein integriertes Absaugsystem auf, um insbesondere bedarfsweise Overspray-Pulver im Pulverbeschichtungsbetrieb der Beschichtungszelle 2 abzusaugen bzw. abzuführen. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass das Absaugsystem mindestens eine in dem rahmenförmigen Außenbereich 17 ausgebildete und vorzugsweise in einer Seitenwand 18 des Außenbereichs 17 mittig angeordnete und mit einer Unterdruckquelle strömungsmäßig verbindbare Absaugöffnung 19 aufweist.
Diese mindestens eine Absaugöffnung 19 ist über ein zwischen dem Außenbereich 17 und dem Innenbereich 14 ausgebildetes Kanalsystem strömungsmäßig mit mindestens einer in den Innenbereich 14 mündenden Absaugöffnung 19 und/oder mit mindestens einem zumindest bereichsweise im Innenbereich 14 ausgebildeten Absaugkanal 6 verbunden.
Wie es insbesondere der schematischen Darstellung in FIG. 5 entnommen werden kann, kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass der Grundkörper 5 zwei (oder mehr) nebeneinander angeordnete und insbesondere spiegelbildlich zueinander ausgebildete wannen-, trog- oder muldenförmige Innenbereiche 14 aufweist, welche in einem gemeinsamen rahmenförmigen Außenbereich 17 aufgenommen sind.
Bei der in FIG. 5 schematisch dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Grundkörpers 5 weist das Absaugsystem mindestens eine in dem rahmenförmigen Außenbereich 17 ausgebildete und vorzugsweise in einer Seitenwand des Außenbereichs 17 mittig angeordnete und mit einer Unterdruckquelle strömungsmäßig verbindbare Absaugöffnung 19 auf, wobei diese Absaugöffnung 19 über ein zwischen dem Außenbereich 17 und den beiden Innenbereichen ausgebildetes Kanalsystem strömungsmäßig mit einer in einen ersten Innenbereich 14 der beiden Innenbereiche 14 mündenden Absaugöffnung 19 sowie mit einer in einen zweiten Innenbereich 14 der beiden Innenbereiche 14 mündenden Absaugöffnung 19 verbunden.
Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn die mindestens eine in dem rahmenförmigen Außenbereich 17 ausgebildete Absaugöffnung 19 strömungsmäßig mit einem Absaugsystem eines weiteren Grundkörpers 5 vorzugsweise gleicher Art oder gleichen Typs verbindbar ist. Mit anderen Worten, im Hinblick auf die bedarfsweise Absaugung von Overspray-Pulver ist eine Reihenschaltung der Grundkörper 5 möglich.
Die exemplarischen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Grundkörpers 5 weisen vorzugsweise ferner ein integriertes Abblassystem auf, um insbesondere bedarfsweise und vorzugsweise gepulst Druckluft auslassen zu können, und zwar insbesondere entlang der mindestens einen geneigten oder gekrümmten Fläche 16 und in Richtung der Absaugöffnung 19 oder des Absaugkanals des Grundkörpers 5.
In diesem Zusammenhang bietet es sich an, dass das Abblassystem mindestens eine Abblasleiste und vorzugsweise eine Vielzahl von Abblasleisten aufweist, wobei die mindestens eine Abblasleiste mindestens eine Ablasöffnung aufweist, die in einem Kantenbereich des Innenbereichs in den Innenbereich 14 mündet. In FIG. 2 ist hierzu angedeutet, wie das Ausblasen, vorzugsweise das gepulste Ausblasen von Druckluft im Reinigungsbetrieb erfolgen kann.

Claims

Beschichtungszelle (2) einer Beschichtungsanlage (1), wobei die Beschichtungszelle (2) einen Grundkörper (5) und mindestens eine mit dem Grundkörper (5) austauschbar verbundene und als Modul ausgeführte Seitenwand (12) und vorzugsweise ferner einen mit der mindestens einen Seitenwand (12) verbundenen oder verbindbaren Dachbereich (13) aufweist, wobei der Grundkörper (5) einen modulartigen Aufbau aufweist und als austauschbares Element innerhalb des Gesamtsystems der Beschichtungsanlage (1) ausgebildet ist, wobei der Grundkörper (5) ferner ausgebildet ist, mit mindestens einer als Modul ausgeführten Seitenwand (12) verbindbar zu sein zum Bereitstellen einer anwendungsspezifisch konfigurierten Beschichtungszelle (2),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beschichtungszelle (2) im Hinblick auf eine Pulverbeschichtung mit Hilfe eines Beschichtungsroboters (3) ausgelegt ist, wobei hierzu die Beschichtungszelle (2) lediglich eine einzige Seitenwand (12) mit einem Dachbereich (13) aufweist, der die Oberseite der Beschichtungszelle (2) nur teilweise abdeckt, um so die Manövrierfähigkeit des Beschichtungsroboters (3) optimal ausnutzen zu können, wobei die der einzigen Seitenwand (12) gegenüberliegende Seite der Beschichtungszelle (2) als offene Seitenwand ausgebildet ist, so dass der Beschichtungsroboter (3) ein zu beschichtendes Werkstück bei Bedarf vollumfänglich beschichten kann.
Beschichtungszelle (2) nach Anspruch 1,
wobei der Grundkörper (5) ausgebildet ist, mit einem weiteren Grundkörper (5), vorzugsweise gleicher Art oder gleichen Typs verbunden zu werden zum Ausbilden zumindest eines Bereichs einer Beschichtungslinie einer Beschichtungsanlage (1).
Beschichtungszelle (2) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Grundkörper (5) das Unterteil und den Zellenboden der Beschichtungszelle (2) ausbildet und eine polygonale und insbesondere rechteckförmige Grundfläche aufweist.
Beschichtungszelle (2) nach Anspruch 3,
wobei der Grundkörper (5) mindestens einen den Zellenboden der Beschichtungszelle (2) bildenden wannen-, trog- oder muldenförmigen Innenbereich (14) aufweist mit mindestens einer in Richtung einer Absaugöffnung (15) oder in Richtung eines Absaugkanals (6) geneigten oder gekrümmten Fläche (16).
Beschichtungszelle (2) nach Anspruch 4,
wobei der Grundkörper (5) einen rahmenförmigen Außenbereich (17) aufweist, von welchem der mindestens eine wannen-, trog- oder muldenförmige Innenbereich (14) zumindest bereichsweise aufgenommen ist.
Beschichtungszelle (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei der Grundkörper (5) ein integriertes Absaugsystem aufweist zum insbesondere bedarfsweisen Absaugen und/oder Abführen von Overspray-Pulver im Beschichtungsbetrieb der Beschichtungszelle (2).
Beschichtungszelle (2) nach Anspruch 6 und 5,
wobei das Absaugsystem mindestens eine in dem rahmenförmigen Außenbereich (17) ausgebildete und vorzugsweise in einer Seitenwand (12) des Außenbereichs (17) mittig angeordnete und mit einer Unterdruckquelle strömungsmäßig verbindbare Absaugöffnung (19) aufweist, wobei die mindestens eine Absaugöffnung (19) über ein zwischen dem Außenbereich (17) und dem Innenbereich (14) ausgebildetes Kanalsystem strömungsmäßig mit mindestens einer in den Innenbereich (14) mündenden Absaugöffnung (15) und/oder mit mindestens einem zumindest bereichsweise im Innenbereich (14) ausgebildeten Absaugkanal verbunden ist.
Beschichtungszelle (2) nach Anspruch 4,
wobei der Grundkörper (5) zwei nebeneinander angeordnete und vorzugsweise spiegelbildlich zueinander ausgebildete wannen-, trog- oder muldenförmige Innenbereiche (14) aufweist, welche in einem gemeinsamen rahmenförmigen Außenbereich (17) aufgenommen sind.
Beschichtungszelle (2) nach Anspruch 6 und 8,
wobei das Absaugsystem mindestens eine in dem rahmenförmigen Außenbereich (17) ausgebildete und vorzugsweise in einer Seitenwand (12) des Außenbereichs (17) mittig angeordnete und mit einer Unterdruckquelle strömungsmäßig verbindbare Absaugöffnung (19) aufweist, wobei die Absaugöffnung (19) über ein zwischen dem Außenbereich (17) und den beiden Innenbereichen (14) ausgebildetes Kanalsystem strömungsmäßig mit einer in einen ersten der beiden Innenbereiche (14) mündenden Absaugöffnung (15) sowie mit einer in einen zweiten der beiden Innenbereiche (14) mündenden Absaugöffnung (15) verbunden ist.
Beschichtungszelle (2) nach Anspruch 7 oder 9,
wobei die mindestens eine in dem rahmenförmigen Außenbereich (17) ausgebildete Absaugöffnung (15) strömungsmäßig mit einem Absaugsystem eines weiteren Grundkörpers (5) vorzugsweise gleicher Art oder gleichen Typs verbindbar ist.
Beschichtungszelle (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und Anspruch 4, wobei der Grundkörper (5) ein integriertes Abblassystem aufweist zum insbesondere bedarfsweisen und vorzugsweise gepulsten Auslassen von Druckluft insbesondere entlang der mindestens einen geneigten oder gekrümmten Fläche (16) und in Richtung der Absaugöffnung (15) oder des Absaugkanals (6).
Beschichtungszelle (2) nach Anspruch 11,
wobei das Abblassystem mindestens eine Abblasleiste und vorzugsweise eine Vielzahl von Abblasleisten aufweist, wobei die mindestens eine Abblasleiste mindestens eine Abblasöffnung aufweist, die in einem Kantenbereich des Innenbereichs in den Innenbereich (14) mündet.
Beschichtungsanlage (1) zum Beschichten und/oder Oberflächenbehandeln von Werkstücken mit mindestens einer Beschichtungszelle (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und vorzugsweise mit mindestens zwei in Reihe geschalteten und miteinander verbundenen Beschichtungszellen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.