WO2005012816A2 - Vorrichtung zur aushärtung einer aus einem material, das unter elektromagnetischer strahlung aushärtet, insbesondere aus einem uv-lack, oder aus einem thermisch aushärtenden lack, bestehenden beschichtung eines gegenstandes - Google Patents

Vorrichtung zur aushärtung einer aus einem material, das unter elektromagnetischer strahlung aushärtet, insbesondere aus einem uv-lack, oder aus einem thermisch aushärtenden lack, bestehenden beschichtung eines gegenstandes Download PDF

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    • F26B2210/12—Vehicle bodies, e.g. after being painted

Definitions

  • Device for hardening a coating of an object consisting of a material that hardens under electromagnetic radiation, in particular of a UV lacquer, or of a thermally hardening lacquer
  • the invention relates to a device for curing a coating of an object, in particular a vehicle body, consisting of a material that cures under electromagnetic radiation, in particular a UV lacquer or a thermosetting lacquer
  • Varnishes that cure under UV light have hitherto been used mainly for painting sensitive objects, for example wood or plastic.
  • These varnishes comes into play in particular that they can be polymerized at very low temperatures. This prevents the material of the objects from decomposing or outgassing.
  • the curing of coating materials under UV light has other advantages which this coating method now interesting for use in other areas. In particular, this is the short curing time, which is directly reflected in a reduction in the length of the system, particularly in the case of coating processes which operate in a continuous process. This is associated with enormous cost savings.
  • the device with which the gases to be introduced into the interior of the device are conditioned can be downsized, which also contributes to cost savings.
  • the low operating temperature is also advantageous in the case of objects which, in and of themselves, could tolerate higher curing temperatures, in order to save energy, in particular thermal energy.
  • lacquers have recently been developed which cure when exposed to heat in an inert gas atmosphere with the formation of very hard surfaces.
  • the heat can be supplied in various ways, for example by convection or by infrared emitters. In the latter case, there are similar problems as described above for the use of radiators. In particular, all surface areas of the object to be painted should be guided past the infrared radiator at approximately the same distance.
  • the object of the present invention is to design a device of the type mentioned at the outset in such a way that even coatings on complicatedly shaped, highly uneven objects, in particular vehicle bodies, can be cured with good results.
  • the conveyor system comprises a hanging trolley which can be moved translationally on at least one track over the at least one spotlight, and in that on a chassis of the hanging trolley in the longitudinal direction one after the other two downwardly extending hanging brackets for hanging the Object are arranged, the length of which can be changed independently of one another by motor.
  • the attached object is uniformly exposed to the amount and intensity of light required to cure the material.
  • Complete hardening only occurs when the electromagnetic radiation hits the coating with an intensity above a threshold value on the one hand and on the other hand this intensity is maintained over a certain period of time. If the intensity is too low, a polymerization reaction does not start or only takes place incompletely; if the radiation is too short - even with sufficient intensity - also achieved incomplete curing.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that at least one of the hanging carriers comprises two bands or chains which can be rolled up independently of one another by motor and which engage on both sides of the object on a supporting structure which receives the object.
  • the supporting structure receiving the object is suspended from three or, if both hanging carriers are designed in this way, from four points on the chassis of the hanging trolley.
  • the supporting structure with the object fastened thereon can be pivoted not only about an axis running transversely to the route, but also about an axis running longitudinally of the route. This in turn makes it possible to also align side surfaces of the object with respect to lateral emitters in such a way that all surface areas in the area of action of the electromagnetic radiation generated by these emitters are cured evenly and completely.
  • the conveyor system comprises a plurality of hanging carriages, each of which has its own drive unit for a translatory movement along the travel route.
  • the hanging trolleys can transport the objects independently of one another and guide them past the at least one spotlight.
  • the driving away z. B. include a rail, two rails or a roller conveyor, as is known per se in connection with such conveyor systems in the prior art.
  • An embodiment of the invention is particularly preferred in which the device has a container which is arranged below the travel path and is open at the top, into the interior of which the object can be inserted by increasing the length of the hanging carrier and whose interior can be exposed to electromagnetic radiation from the at least one radiator is.
  • This one. Container ensures that no electromagnetic radiation and no gases can escape in the lateral direction, which should be avoided for the operating personnel for health reasons.
  • the hanging trolleys which are designed for immersing and immersing objects in liquid containers, unfold their advantages particularly well.
  • the lowering into a container can be accomplished very easily with such hanging trolleys, since larger differences in height can also be bridged without any problems.
  • the container can be designed as an independent part or as a correspondingly lined floor area of a cabin housing or the like.
  • the arrangement of the emitters on or in the container can be different: So it is possible that at least one radiator is installed in a wall or in the bottom of the container. In three-dimensional curved surfaces of articles to be treated that this solution is preferred in which in the opposed, parallel to '
  • Translational movement of the side walls and at least one radiator is installed in at least one of the two end walls perpendicular to the translational movement of the objects and in the bottom of the container. Then all sides or surface areas of the object can be easily reached by electromagnetic radiation.
  • the radiators in which the radiators are arranged in the walls or in the bottom of the container, the radiators essentially form surface radiators.
  • radiators which are designed as linear radiators.
  • an embodiment of the invention is particularly advantageous in which a plurality of emitters in a U-shaped arrangement with two essentially vertical legs and one essentially horizontal Base are provided. The object to be treated is, so to speak, "threaded" between the vertical legs of the portal frame.
  • the arrangement of the emitters on the essentially vertical legs can be adapted to the course of the side surfaces of the object. This enables a uniform and complete curing of the coating on the side surfaces of the object to be achieved even with curved side surfaces of the object.
  • a protective gas can be supplied to the interior of the container.
  • the protective gas has the primary function of preventing the presence of oxygen in the radiation region of the emitters, since oxygen can be converted into harmful ozone, in particular under the influence of UV light, and also impairs the course of the polymerization reaction.
  • the protective gas should be heavier than air, as is the case with carbon dioxide, for example, so that the protective gas escapes from the open-topped container only slowly.
  • the container is therefore filled with the heavy shielding gas in a similar way to a liquid.
  • An inlet for the protective gas is preferably in the immediate vicinity of the at least one radiator. In this way, the protective gas can simultaneously have a cooling effect on the at least one radiator.
  • At least one radiator is assigned a movable reflector on the side facing away from the object.
  • the direction of the electromagnetic radiation generated by the at least one radiator can be influenced in a targeted manner. This makes it possible to enlarge the effective range of the electromagnetic radiation available.
  • the container can be provided with a reflective layer on at least one inner surface. This allows spotlights with lower power to be used.
  • the reflective effect is enhanced by the fact that the reflective layer is uneven. Under these circumstances, the reflections take place at very different angles, so that the interior of the container is very is moderately filled with electromagnetic radiation in a wide variety of propagation directions.
  • the layer can consist, for example, of an aluminum foil. This has a very good reflectivity for electromagnetic radiation and is also very inexpensive. Bumps can be easily created by crumpling the aluminum foil.
  • FIG. 1 shows a curing device for curing UV lacquers in a greatly simplified and not to scale longitudinal section
  • Figure 2 is an enlarged view of a portion of the curing device shown in Figure 1;
  • FIG. 3 shows a cross section along the line III-III through part of the device shown in FIG. 1;
  • Figure 4 shows another embodiment of a curing device in a representation corresponding to Figure 2;
  • FIG. 5 shows the exemplary embodiment according to FIG. 4 in a representation corresponding to FIG. 3.
  • a device for curing UN lacquers is shown in a greatly simplified and not to scale longitudinal section and is designated overall by 10.
  • the curing device 10 shown as an example is part of a painting system which is provided to apply a multi-layer coating to pre-assembled vehicle bodies 12.
  • the curing device 10 comprises a monorail conveyor system known per se for the vehicle bodies 12, which comprises an overhead rail 14 and hanging carriages 16 attached thereto. With the help of this overhead conveyor system, the vehicle bodies 12 are fed to the curing device 10 and transported through the individual stations of the curing device 10. These stations are a preliminary heating zone 18, an irradiation device 20 and a reheating zone 22.
  • the preheating zone 18 and the post-heating zone 22 each contain heating devices indicated by 24 or 26 and designed as hot air heaters. Alternatively, heating by IR emitters or with the help of a magnetron can be used to generate microwaves.
  • the preheating zone 18 can perform different functions depending on the type of coating material. If this material is solvent-based, for example water-based paint, the solvents are largely removed here. If it is powder material, the preheating zone 18 serves to gel the powder and in this way make it ready for polymerization.
  • the irradiation device 20 comprises a cabin housing 28 which is designed in such a way that neither gas exchange with the surroundings nor leakage of UV light is possible.
  • windows 32 are embedded in the side walls of the cabin housing 28, which are transparent to visible light but impermeable to UV light.
  • the irradiation device 20 has an inlet lock 34 and an outlet lock 36, which the Hanging trolleys 16 with the vehicle body series 12 attached to them must pass when entering or leaving the interior 30.
  • the inlet lock 34 and the outlet lock 36 are each designed as double locks with two movable roller doors 341, 342 and 361, 362, respectively. Because of the overhead rail 14, the roller doors 341, 342 and 361, 362 are rolled up from below in order to keep a passage slot for the rail 14 as short as possible.
  • a trough-like container 38 Arranged in the interior 30 of the cabin housing 28 is a trough-like container 38 which can be filled with a protective gas, which is stored in a gas container 40 and can be introduced via a line 42 opening into the bottom of the container 38.
  • the protective gas is carbon dioxide, since it is heavier than air in the gaseous state and thus behaves similarly to a liquid in the open-top container 38.
  • the amount of protective gas supplied via line 42 is in dynamic equilibrium with the amount of protective gas which escapes, among other things, via inlet and outlet locks 34 and 36, respectively.
  • the essentially cuboid-shaped container 38 has on its bottom surface 44, its side walls 39 running parallel to the conveying direction of the conveying system, designated 46, and also on its perpendicular to it End walls 41 on a plurality of UN emitters 48, which direct UN light into the interior of the container 38.
  • the UV emitters which are arranged on the side wall 39 which can be seen by the viewer are only partially shown.
  • the light exit surfaces of the UV emitters 48 are covered by an IR filter, so that only a small part of the heat radiation generated by the UV emitters 48 can get into the interior of the container 38.
  • a large number of lines can also be provided, which open directly next to the UN radiators 48 on the walls of the container 38.
  • the protective gas then flushes the parts of the UV radiator 48 that become hot during operation.
  • protective gas can be directed specifically at vehicle bodies 12 immersed therein in the container in order to displace undesired residual gases containing oxygen which lead to the formation of ozone under the influence of UN light and can impair the polymerisation reaction.
  • the interior 30 is connected to a regeneration circuit 42, which has the task of introducing oxygen, which is introduced into the interior 30 via the vehicle body series 12 or when the inlet lock 34 or the outlet lock 36 is opened, from the atmosphere prevailing in the interior 30 to remove.
  • a regeneration circuit 42 which has the task of introducing oxygen, which is introduced into the interior 30 via the vehicle body series 12 or when the inlet lock 34 or the outlet lock 36 is opened, from the atmosphere prevailing in the interior 30 to remove.
  • gas is continuously removed from the interior 30 via a line 43 and for example guided over a catalyst 45, which binds the oxygen catalytically. A part of this gas is returned to the interior 30 of the cabin housing 28 via a line 47, while another part is released into the outside atmosphere via a line 49.
  • FIG. 2 it can be seen that the rail 14 of the overhead conveyor system is fastened to a ceiling structure, not shown, via anchors 16.
  • the hanging carriage 16 comprises a chassis 50, which in turn consists of a platform 52 and drive groups 54a, 54b attached to it and extending upwards.
  • the running groups 54a, 54b which can be seen particularly well in the cross-sectional illustration of FIG. 3, each contain an impeller 56 which can roll from above onto a horizontal leg 57 of the rail 14, which is essentially C-shaped in cross section.
  • the impeller 56 can be driven by a drive unit 58 in the form of an electric motor.
  • the vehicle body 12 can move in height in the direction indicated by an arrow 76, but also in the direction Longitudinal direction of the vehicle body 12 and pivoted in the transverse direction.
  • the curing device 10 described above operates as follows:
  • the UN emitters 48 are in operation, so that the entire interior of the container 38 is flooded with UV light, which is additionally reflected in a wide variety of directions by the crumpled aluminum foil 78 attached to the inner surfaces of the container 38 and on these Way is evened out.
  • the UN radiators 48 are fed through the line 42 cooled gaseous carbon dioxide. The carbon dioxide gas which is only slightly preheated in this way enters the container 38 and fills it up from the bottom.
  • the carbon dioxide emerging from the top of the container 38 which may be mixed to a slight extent with outgassing from the paint hardening on the vehicle body 12 and ozone, reaches the interior 30 of the cabin housing 28 and is sucked out from there via the outlet 43 , Suction can also take place directly on the upper edge of the walls of the container 38.
  • the top lacquer layer is a clear lacquer that is applied as a powder to the already existing lacquer layers.
  • the clear lacquer polymerizes under the influence of UV light and cures in this way.
  • the prerequisite for this is that the powdered lacquer is first converted into a quasi-liquid, gel-like state.
  • the preheating zone 18 is used for this purpose, in which a vehicle body 12 installed therein is heated to a temperature of approximately 90 ° C. At this softening temperature, the powder changes into the gel-like state mentioned.
  • the vehicle body 12 After completion of the curing process in the container 38, the vehicle body 12 is raised again by the bands 70 being shortened evenly.
  • the hanging trolley 16 with the vehicle body 12 is then fed via the outlet lock 36 to the reheating zone 22, in which a temperature of approximately 105 ° C. prevails. She lingers there
  • a central controller is provided to control these processes, which is indicated by 90 in FIG.
  • the Control 90 controls the individual servomotors within the curing device 10 and in particular the hanging trolley 16 via a bus system. Since such controls for hanging trolleys are known in principle in the prior art, details of the bus system etc. waived.
  • spatial shape data of the vehicle body 12 are stored in a memory 92, which are required to store the vehicle body 12 in the container 38 in the manner described above along the
  • This spatial shape data can e.g. B. can be accessed from a higher-level data processing system, in which relevant data such as type and color of the paint finish and body type and shape are stored for all vehicle bodies 12 passing through the curing device 10. All that is then required is a reading device which recognizes the type of vehicle body 12 entering the radiation device 20, so that the spatial shape data associated with this type can be called up.
  • the measuring device 94 has a U-shaped frame, on which a plurality of optical scanners 96 with infrared light sources both in the vertical direction and transversely to Delivery direction 46 are attached.
  • the optical scanners 96 record the outer contour of the vehicle body 12 as it passes through the measuring device 94.
  • FIGS. 4 and 5 show an alternative exemplary embodiment for the container 38 and the UN emitters 48 arranged therein in representations based on FIGS. 2 and 3.
  • the alternative embodiment differs from the one described above only in that UN radiators 48 are not distributed over the entire inner surface of the container 38, as is the case with the embodiment shown in FIGS. 1 to 3. Instead, there is a U-shaped arrangement of a total of six linear UV lamps 48 'in a longitudinally elongated container 38', which are articulated in pairs and can be adapted to the cross-section of the vehicle body 12 via hydraulic adjustment elements 100 , In this exemplary embodiment, the vehicle body series 12 is initially also let into the container 38 'in the vertical direction.
  • the measuring station 96 can also be arranged in the conveying direction 46 directly in front of the UV emitters 48 '. Around- If the measuring station 96 detects about one or more light barriers in this case, when the vehicle body 12 comes into the detection range of a light barrier, a corresponding evasive movement of the vehicle body 12 can be initiated in real time by changing the length of the straps 70.
  • the above exemplary embodiments are used for curing lacquers under UN light. However, they can also be used in coatings which cure under the action of heat, in particular in an inert gas atmosphere, for example in a CO 2 or nitrogen atmosphere. In this case, essentially only the UN radiators described need to be replaced by IR radiators. Other structural adaptations associated with the change in electromagnetic radiation are known to the person skilled in the art and need not be explained in more detail here.

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Abstract

Eine Vorrichtung (10) zur Aushärtung einer aus einem UV-Lack, aus einem thermisch aushärtenden Lack o.ä. bestehenden Beschichtung eines Gegenstandes, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie (12), weist mindestens einen elektromagnetische Strahlung erzeugenden Strahler (48; 48'') auf. Ferner ist ein Fördersystem (14, 16) vorgesehen, welches den Gegenstand (12) in die Nähe des Strahlers (48; 48'') und von diesem wieder weg führt. Das Fördersystem umfaßt einen Hängewagen (16), der an mindestens einem Fahrweg (14) hängend über den mindestens einen Strahler (48; 48'') hinweg translatorisch verfahrbar ist. An einem Fahrgestell (50) des Hängewagens (16) sind in Längsrichtung (85) hintereinander zwei sich nach unten erstreckende Hängeträger (66) zur hängenden Aufnahme des Gegenstandes (12) angeordnet sind, deren Länge unabhängig voneinander motorisch veränderbar ist.

Description

Vorrichtung zur Aushärtung einer aus einem Material, das unter elektromagnetischer Strahlung aushärtet, insbesondere aus einem UV-Lack, oder aus einem thermisch aushärtenden Lack, bestehenden Beschichtung eines Gegenstandes
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aushärtung einer aus einem Material, das unter elektromagnetischer Strahlung aushärtet, insbesondere aus einem UV-Lack oder aus einem thermisch aushärtenden Lack, bestehenden Be- Schichtung eines Gegenstandes, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, mit
a) mindestens einem elektromagnetische Strahlung erzeugenden Strahler;
b) einem Fördersystem, welches den Gegenstand in die Nä- he des Strahlers und von diesem wieder wegführt .
Unter UV-Licht aushärtende Lacke werden bisher hauptsächlich zur Lackierung von empfindlichen Gegenständen, beispielsweise Holz oder Kunststoff, eingesetzt. Dort kommt besonders der Vorteil dieser Lacke zum Tragen, daß sie bei sehr niedrigen Temperaturen polymerisiert werden können. Hierdurch wird das Material der Gegenstände vor Zersetzung oder Ausgasung bewahrt. Die Aushärtung von Be- schichtungsmaterialien unter UV-Licht besitzt jedoch noch weitere Vorteile, welche dieses Beschichtungsverfahren nunmehr auch für die Anwendung in anderen Gebieten interessant macht. Dabei handelt es sich insbesondere um die kurze Aushärtzeit, die sich insbesondere bei solchen Be- schichtungsverfahren, die im kontinuierlichen Durchlauf arbeiten, unmittelbar in einer Verkürzung der Anlagenlänge niederschlägt. Dies ist mit enormen Kosteneinsparungen verbunden. Gleichzeitig kann die Einrichtung, mit welcher die in den Innenraum der Vorrichtung einzubringenden Gase konditioniert werden, verkleinert werden, was ebenfalls zu Kosteneinsparungen beiträgt . Schließlich ist die niedrige Betriebstemperatur auch bei solchen Gegenständen, die an und für sich höhere Aushärttemperaturen vertragen könnten, aus Gründen der Einsparung von Energie, und zwar insbesondere thermischer Energie, von Vorteil.
Viele der Gegenstände, die man gerne mit UV-härtenden Materialien beschichten würde, so z.B. Fahrzeugkarosserien, weisen eine stark unebene, oft dreidimensional gekrümmte Oberfläche auf, so daß es schwierig ist, diese Gegenstände in den Strahlungsbereich eines UV-Strahlers so einzu- bringen, daß alle Oberflächenbereiche etwa denselben Abstand von dem UV-Strahler aufweisen und die UV-Strahlung etwa unter einem rechten Winkel auf den jeweiligen Oberflächenbereich des Gegenstandes auftrifft.
Bekannte Vorrichtungen der eingangs genannten Art, wie sie bisher in der Holz- und Druckindustrie eingesetzt werden, sind hierfür ungeeignet, da hier der oder die UN- Strahler unbeweglich angeordnet waren und die Gegenstände von dem Fördersystem in eine mehr oder weniger fixen Orientierung an dem oder den UV-Strahlern vorbeigeführt wurden.
In jüngster Zeit wurden zudem Lacke entwickelt, die bei Wärmeeinwirkung in einer Inertgasatmosphäre unter Ausbildung sehr harter Oberflächen aushärten. Die Wärme kann dabei auf unterschiedliche Weise, so etwa durch Konvekti- on oder durch Infrarot-Strahler, zugeführt werden. Im letzteren Falle stellen 'sich ähnliche Probleme, wie sie oben für den Einsatz von Strahlern beschrieben sind. Insbesondere sollten also alle Oberflächenbereiche des zu lackierenden Gegenstandes in etwa dem gleichen Abstand an dem Infrarot-Strahler vorbeigeführt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrich- tung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auch Beschichtungen auf kompliziert geformten, stark unebenen Gegenständen, insbesondere Fahrzeugkarosserien, mit gutem Ergebnis ausgehärtet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fördersystem einen Hängewagen umfaßt, der an mindestens einem Fahrweg hängend über den mindestens einen Strahler hinweg translatorisch verfahrbar ist, und daß an einem Fahrgestell des Hängewagens in Längsrichtung hintereinander zwei sich nach unten erstreckende Hängeträger zur hängenden Aufnahme des Gegenstandes angeordnet sind, deren Länge unabhängig voneinander motorisch veränderbar ist .
Erfindungsgemäß wird ein Fδrdersystem mit einem Hängewagen eingesetzt, wie es an und für sich bisher schon für die Tauchlackierung von Fahrzeugkarosserien oder anderen Gegenständen eingesetzt wird. Mit der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, daß sich mit einem Hängewagen ein Gegenstand um eine quer zum Fahrweg verlaufende Achse schwenken läßt, wenn die Länge der Hängeträger ungleich- mäßig und insbesondere gegenläufig zueinander motorisch verändert wird. Dies erlaubt es beispielsweise, bei Überlagerung einer solchen Schwenkbewegung um eine Querachse mit einer Translation des Hängewagens entlang des Fahrweges den Abstand zwischen einem unterhalb des Hängewagens angeordneten Strahler und einer nach unten weisenden
Oberfläche des Gegenstandes in etwa konstant zu halten.
Auf diese Weise wird der angehängte Gegenstand gleichmäßig einer Lichtmenge und einer Lichtintensität ausgesetzt, wie sie zur Aushärtung des Materials erforderlich sind. Eine vollständige Aushärtung tritt nämlich nur ein, wenn die elektromagnetische Strahlung einerseits mit einer über einem Schwellenwert liegenden Intensität auf die Beschichtung auftrifft und andererseits diese Intensität auch über einen bestimmten Zeitraum hinweg aufrecht er- halten wird. Bei zu geringer Intensität kommt eine Polymerisationsreaktion nicht in Gang oder läuft nur unvollständig ab; bei zu kurzer Bestrahlung wird - selbst bei ausreichender Intensität - ebenfalls nur eine unvollständige Aushärtung erzielt .
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens einer der Hän- geträger zwei motorisch unabhängig voneinander aufrollbare Bänder oder Ketten umfaßt, die zu beiden Seiten des Gegenstandes an einer den Gegenstand aufnehmenden Tragstruktur angreifen. Die den Gegenstand aufnehmende Tragstruktur wird auf diese Weise an drei oder, wenn beide Hängeträger in dieser Weise ausgeführt sind, an vier Punkten an dem Fahrgestell des Hängewagens aufgehängt . Durch unabhängige Längenveränderung der Bänder oder Ketten läßt sich die Tragstruktur mit dem darauf befestigten Gegenstand nicht nur um eine quer zum Fahrweg verlaufende Achse, sondern auch um eine längs zum Fahrweg verlaufende Achse schwenken. Dies wiederum erlaubt es, auch Seitenflächen des Gegenstandes so gegenüber seitlichen Strahlern auszurichten, daß auch dort alle Oberflächenbereiche im Einwirkungsbereich der von diesen Strahlern erzeugten elektromagnetischen Strahlung gleichmäßig und vollständig ausgehärtet werden.
Bevorzugt ist es ferner, wenn das Fördersystem mehrere Hängewagen umfaßt, die jeweils ein eigenes Antriebsaggregat für eine translatorische Bewegung entlang des Fahrwe- ges aufweisen. Auf diese Weise können die Hängewagen unabhängig voneinander die Gegenstände transportieren und an dem mindestens einen Strahler vorbeiführen. Der Fahr- weg kann dabei z. B. eine Schiene, zwei Schienen oder auch eine Rollenbahn umfassen, wie dies an sich im Zusammenhang mit derartigen Fördersystemen im Stand der Technik bekannt ist.
Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Vorrichtung einen unterhalb des Fahrweges angeordneten und nach oben offenen Behälter aufweist, in dessen Innenraum der Gegenstand unter einer Vergrößerung der Länge der Hängeträger einführbar ist und dessen Innenraum von dem mindestens einen Strahler mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagbar ist. Dieser . Behälter sorgt dafür, daß in seitlicher Richtung keine elektromagnetische Strahlung und keine Gase entweichen können, was aus Gesundheitsgründen für das Bedienungsper- sonal zu vermeiden ist. Bei dieser Ausführungsform der
Erfindung entfalten die Hängewagen, die zum Ein- und Austauchen von Gegenständen in Flüssigkeitsbehälter konstruiert sind, ihre Vorteile besonders gut. Insbesondere das Herablassen in einen Behälter läßt sich mit derarti- gen Hängewagen sehr einfach bewerkstelligen, da auch größere Höhenunterschiede ohne weiteres überbrückt werden können. Der Behälter kann dabei als eigenständiges Teil oder auch als ein entsprechend ausgekleideter Bodenbereich eines Kabinengehäuses o. ä. ausgebildet sein.
Die Anordnung der Strahler an oder im Behälter kann unterschiedlich sein: So ist es möglich, daß mindestens ein Strahler in eine Wand oder in den Boden des Behälters eingebaut ist . Bei dreidimensional gekrümmten Oberflächen von zu behandelnden Gegenständen wird dabei diejenige Lösung bevorzugt, bei welcher in den gegenüberliegenden, parallel zur '
Translationsbewegung der Gegenstände verlaufenden Seitenwänden und in mindestens einer der beiden senkrecht zur Translationsbewegung der Gegenstände verlaufenden Stirnwände sowie in den Boden des Behälters mindestens ein Strahler eingebaut ist. Dann lassen sich alle Seiten bzw. Oberflächenbereiche des Gegenstandes von elektromagnetischer Strahlung problemlos erreichen.
Am universellsten einsetzbar ist selbstverständlich diejenige Ausführungsform der Erfindung, bei welcher an al- len Wänden und im Boden des Behälters eine Vielzahl von Strahlern angeordnet ist.
Bei den obigen Ausführungsformen, bei denen die Strahler in den Wänden oder in dem Boden des Behälters angeordnet sind, bilden die Strahler im wesentlichen Flächenstrah- 1er.
Es können jedoch auch vorteilhaft Strahler eingesetzt werden, die als linienhafte Strahler ausgestaltet sind. In diesem Falle ist insbesondere eine Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft, bei welcher mehrere Strahler in einer U-förmigen Anordnung mit zwei im wesentlichen vertikalen Schenkeln und einer im wesentlichen horizontalen Basis vorgesehen sind. Der zu behandelnde Gegenstand wird hier zwischen den vertikalen Schenkeln des Portalgerüsts sozusagen "hindurchgefädelt".
Die Anordnung der Strahler an den im wesentlichen verti- kalen Schenkeln kann an den Verlauf der Seitenflächen des Gegenstandes angepaßt sein. Damit kann auch bei gekrümmten Seitenflächen des Gegenstandes eine gleichmäßige und vollständige Aushärtung der Beschichtung auf den Seitenflächen des Gegenstandes erzielt werden.
Wenn die nach unten weisende Oberfläche des Gegenstandes stark gekrümmt ist, so kann es vorteilhaft sein, die Anordnung der Strahler an der im wesentlichen horizontalen Basis an den Verlauf der nach unten weisenden Oberfläche des Gegenstandes anzupassen. Eine solche segmentartige Anordnung der Strahler an der horizontalen Basis ermöglicht es, den Gegenstand so an der Anordnung der Strahler vorbeizuführen, daß deren Abstand von der nach unten weisenden Oberfläche des Gegenstandes weitgehend konstant bleibt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn dem Innenraum des Behälters ein Schutzgas zuführbar ist. Das Schutzgas hat primär die Funktion, die Anwesenheit von Sauerstoff im Strahlungsbereich der Strahler zu verhindern, da Sauerstoff insbesondere unter dem Einfluß von U -Licht in schädliches Ozon umgewandelt werden kann und außerdem den Ablauf der Polymerisationsreaktion beeinträchtigt. Das Schutzgas sollte schwerer als Luft sein, wie dies beispielsweise bei Kohlendioxid der Fall ist, damit das Schutzgas aus dem oben offenen Behälter nur langsam entweicht. Der Behälter wird somit von dem schweren Schutz- gas ähnlich wie von einer Flüssigkeit ausgefüllt.
Vorzugsweise ist in unmittelbarer Nähe des mindestens einen Strahlers ein Einlaß für das Schutzgas. Auf diese Weise kann das Schutzgas gleichzeitig eine kühlende Wirkung auf den mindestens einen Strahler ausüben.
Weiter ist es bevorzugt, wenn mindestens einem Strahler auf der dem Gegenstand abgewandten Seite ein beweglicher Reflektor zugeordnet ist. Mit Hilfe des beweglichen Reflektors kann die Richtung der von dem mindestens einen Strahler erzeugten elektromagnetischen Strahlung gezielt beeinflußt werden. Dies erlaubt es, den zur Verfügung stehenden Wirkbereich der elektromagnetischen Strahlung zu vergrößern.
Der Behälter kann an mindestens einer Innenfläche mit einer reflektierenden Schicht versehen sein. Hierdurch kön- nen Strahler mit geringerer Leistung eingesetzt werden.
Die Reflektionswirkung wird dadurch verstärkt, daß die reflektierende Schicht uneben ist. Die Reflektionen erfolgen unter diesen Umständen unter sehr verschiedenen Winkeln, so daß der Innenraum des Behälters sehr gleich- mäßig mit elektromagnetischer Strahlung unterschiedlichster Propagationsrichtungen ausgefüllt ist.
Die Schicht kann beispielsweise aus einer Aluminiumfolie bestehen. Diese hat ein sehr gutes Reflektionsvermögen für elektromagnetische Strahlung und ist zudem sehr preiswert. Unebenheiten können auf einfache Weise dadurch erzeugt werden, indem die Aluminiumfolie zerknittert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sollte ein Kabinengehäu- se aufweisen, das ein unkontrolliertes Austreten von Gasen und von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von UV-Licht, unterbindet. Beides wäre für das Bedienungspersonal gesundheitsgefährdend.
Am Ein- und am Auslaß zum Kabinengehäuse kann jeweils ei- ne Schleuse für den Hängewagen vorgesehen sein. Diese Schleusen verhindern, daß beim Einfahren und Ausfahren des Hängewagens in das Kabinengehäuse oder aus diesem größere Luftmengen aus der Außenatmosphäre in das Kabinengehäuse gelangen. Außerdem schützen die Schleusen Be- dienpersonen vor gesundheitsgefährdender elektromagnetischer Strahlung.
Da sich jedoch auch mit Schleusen das Eindringen von Luft, insbesondere von Sauerstoff in den Innenraum de Kabinengehäuses nicht vollständig unterdrücken läßt, ist zweckmäßigerweise eine Einrichtung zur Entfernung des Sauerstoffes aus der innerhalb des Kabinengehäuses befindlichen Atmosphäre vorgesehen. Diese Einrichtung kann einen Katalysator zur katalytischen Bindung des Sauerstoffes, ein Filter zur Absorption oder auch ein Filter zur Adsorption von Sauerstoff umfassen.
Wenn das Beschichtungsmaterial zunächst noch verhältnismäßig viel Lösemittel enthält, wie dies beispielsweise bei wasserbasierten Lacken der Fall ist, kann die Vorrichtung zur Entfernung des Lösemittels aus dem Material der Beschichtung eine Vorwärmzone aufweisen.
Wenn dagegen pulverförmige Materialien verarbeitet werden sollen, kann die Vorrichtung zur Angelierung dieses pul- verförmigen Materials eine entsprechende Vorwärmzone besitzen.
Im Prinzip ist eine manuelle Steuerung des Hängewagens möglich, wenn eine Bedienperson den Bestrahlungsvorgang visuell überwachen kann und die entsprechenden Hub- und Absenkbewegungen in Abhängigkeit von der Außenkontur des bestrahlten Gegenstandes steuert .
Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung jedoch eine Steuerung, durch die die Länge der Hängeträger automatisch an die Vertikalabmessungen des Gegenstandes anpaßbar ist. Dies bedeutet, daß dort, wo der Gegenstand besonders hoch ist, die Länge der Hängeträger verkürzt wird, damit der Abstand zu einem unterhalb des Hängewagens angeordneten Strahler im wesentlichen konstant bleibt. Dort hingegen, wo der Gegenstand flacher ist, wird die Länge der Hängeträger vergrößert, wodurch der Gegenstand abgesenkt und näher an den Strahler herangeführt wird.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist durch die Steuerung die Länge der Hängeträger derart veränderbar, daß während einer Förderbewegung des Gegenstands an dem mindestens einen Strahler vorbei die pro Flächeneinheit auf das Material auftreffende Menge an elektromagnetischer Strahlung und deren Intensität jeweils vorgebbare, zur Aushärtung erforderliche Schwellenwerte nicht unterschreiten. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß sämtliche nach unten weisenden Oberflächenbereiche des Gegenstandes der gleichen Strahlungsintensi- tat und in etwa der gleichen Strahlungsmenge, d. h. der gleichen Bestrahlung im photometrischen Sinne, ausgesetzt werden.
Weiter ist es bei dieser Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, wenn durch die Steuerung die Länge der Hängeträ- gers derart veränderbar ist, daß während einer Förderbewegung des Gegenstands an dem mindestens einen Strahler vorbei der Abstand in Vertikalrichtung zwischen dem Gegenstand und dem mindestens einen Strahler zumindest annähernd konstant bleibt . Liegt dieser konstante Wert nur geringfügig über dem für die Aushärtung erforderlichen Schwellenwert, so wird eine stärkere "Überbelichtung" , die z. B. zu einem Verspröden oder einer Verfärbung führen kann, vermieden.
Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang ferner, daß die Steuerung einen Speicher zum Speichern von Raumformdaten des Gegenstandes umfaßt . Diese Raumformdaten können der Steuerung beispielsweise von einer übergeordneten Datenverarbeitungsanlage bereitgestellt werden.
Alternativ oder auch aus Kontrollgründen zusätzlich hierzu kann die Vorrichtung eine dem mindestens einen Strah- 1er in Förderrichtung - ggf. auch unmittelbar - vorgelagerte Meßstation umfassen, durch die Raumformdaten des Gegenstandes erfaßbar sind. Diese Daten können dann zur Bewegungsführung des Gegenstandes vor dem oder den Strahlern verwendet werden.
In einer besonders einfachen Ausführung umfaßt die
Meßstation lediglich eine oder mehrere Lichtschranken, die vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des mindestens einen Strahlers angeordnet sind und mit der Steuerung zusammenwirken. Unterbricht der zu bestrahlende Gegenstand eine . Lichtschranke, so wird in Echtzeit eine entsprechende Ausweichbewegung des Gegenstands veranlaßt .
Eine genauere Erfassung der Raumform ist möglich, wenn die Meßstation mindestens einen optischen Abtaster aufweist, der beispielsweise eine Infrarotlichtquelle ent- halten kann, durch den der Gegenstand in mindestens einer Richtung scannerartig abtastbar ist.
Eine andere Möglichkeit, die Raumform präzise zu erfassen, bietet die digitale Bildverarbeitung und -erkennung von Videobildern des Gegenstandes . Die Meßstation weist dann eine Videokamera und eine Einrichtung zur digitalen Bilderkennung auf.
Ausgangsseitig kann die Vorrichtung zur Vervollständigung der Aushärtung eine Nachwärmzone aufweisen.
Bei Gegenständen mit Hohlräumen kann es zweckmäßig sein, einen weiteren Einlaß für Schutzgas innerhalb der ein- gangsseitigen Schleuse derart anzuordnen, daß die Hohlräume mit Schutzgas durchspült werden, wodurch darin enthaltene Luft verdrängt wird.
Die elektromagnetische Strahlung ist vorzugsweise UV- Licht oder Infrarotstrahlung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
Figur 1 eine Aushärt orrichtung zur Aushärtung von UV- Lacken in einem stark vereinfachten und nicht maßstäblichen Längsschnitt; Figur 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der in der Figur 1 gezeigten Aushärtevorrichtung;
Figur 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III durch einen Teil der in der Figur 1 gezeigten Vorrichtung;
Figur 4 ein anderes Ausführungsbeispiel für eine Aushärtvorrichtung in einer der Figur 2 entsprechenden Darstellung;
Figur 5 das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 4 in ei- ner der Figur 3 entsprechenden Darstellung.
In der Figur 1 ist eine Vorrichtung zur Aushärtung von UN-Lacken in einem stark vereinfachten und nicht maßstäblichen Längsschnitt gezeigt und insgesamt mit 10 bezeichnet. Die beispielhaft dargestellte Aushärtvorrichtung 10 ist Teil einer Lackieranlage, die dazu vorgesehen ist, eine Mehrschichtlackierung auf vormontierte Fahrzeugkarosserien 12 aufzubringen. Die AushärtVorrichtung 10 umfaßt ein an sich bekanntes Hängebahn-Fördersystem für die Fahrzeugkarosserien 12, das eine oben liegende Schiene 14 und daran angehängte Hängewagen 16 umfaßt. Mit Hilfe dieses Hängebahn-Fördersystems werden die Fahrzeugkarosserien 12 der Aushärtvorrichtung 10 zugeführt und durch die einzelnen Stationen der AushärtVorrichtung 10 transportiert. Bei diesen Stationen handelt es sich um eine Vor- wärmzone 18, eine Bestrahlungsvorrichtung 20 sowie eine Nachwärmzone 22.
Die Vorwärmzone 18 und die Nachwärmzone 22 enthalten jeweils mit 24 bzw. 26 angedeutete und als Heißluftheizun- gen ausgeführte Heizeinrichtungen. Alternativ kommt eine Beheizung durch IR-Strahler oder mit Hilfe eines Magnetrons zur Erzeugung von Mikrowellen in Frage. Die Vorwärmzone 18 kann je nach Art des Beschichtungsmaterial unterschiedliche Funktionen ausführen. Handelt es sich bei diesem Material um lösemittelbasierte Stoffe, beispielsweise um Wasserlack, werden hier die Lösemittel weitestgehend entfernt. Handelt es sich um Pulvermaterial, so dient die Vorwärmzone 18 dazu, das Pulver anzuge- lieren und auf diese Weise bereit zur Polymerisation zu machen.
Die Bestrahlungsvorrichtung 20 umfaßt ein Kabinengehäuse 28, das so ausgeführt ist, daß weder ein Gasaustausch mit der Umgebung noch ein Austreten von UV-Licht möglich ist. Um die Vorgänge in einem Innenraum 30 des Kabinengehäuses 28 von außen beobachten zu können, sind an den Seitenwänden des Kabinengehäuses 28 Fenster 32 eingelassen, die für sichtbares Licht durchlässig, für UV-Licht jedoch undurchlässig sind.
Um einen Austausch von Gasen mit der Umgebung zu unter- binden, weist die Bestrahlungsvorrichtung 20 eine Einlaßschleuse 34 und eine Auslaßschleuse 36 auf, die die Hängewagen 16 mit den daran befestigten FahrzeugkarosSerien 12 beim Hineinfahren in den Innenraum 30 bzw. beim Herausfahren daraus passieren müssen. Die Einlaßschleuse 34 und die Auslaßschleuse 36 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils als Doppelschleusen mit zwei beweglichen Rolltoren 341, 342 bzw. 361, 362 ausgebildet. Wegen der obenliegenden Schiene 14 werden die Rolltore 341, 342 und 361, 362 von unten aufgerollt, um einen Durchtrittsschlitz für die Schiene 14 möglichst kurz zu halten.
In dem Innenraum 30 des Kabinengehäuses 28 ist ein wannenartiger Behälter 38 angeordnet, der mit einem Schutzgas befüllbar ist, das in einem Gasbehälter 40 gespeichert und über eine in den Boden des Behälters 38 münde - de Leitung 42 einleitbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Schutzgas um Kohlendioxid, da dieses im gasförmigen Zustand schwerer als Luft ist und sich somit in dem oben offenen Behälter 38 ähnlich wie eine Flüssigkeit verhält . Die Menge des über die Leitung 42 zugeführten Schutzgases steht mit der Menge des Schutzgases, das unter anderem über die Einlaß- und Auslaßschleusen 34 bzw. 36 entweicht, in einem dynamischen Gleichgewicht.
Der im wesentlichen quaderförmige Behälter 38 weist an seiner Bodenfläche 44, seinen parallel zu der mit 46 bezeichneten Förderrichtung des Fördersystems verlaufenden Seitenwänden 39 und auch an seinen hierzu senkrechten Stirnwänden 41 eine Vielzahl von UN-Strahlern 48 auf, die UN-Licht in das Innere des Behälters 38 richten. Der Übersicht halber sind die UV-Strahler, die auf der für den Betrachter erkennbaren Seitenwand 39 angeordnet sind, nur teilweise dargestellt. Die Lichtaustrittsflächen der UV-Strahler 48 sind durch ein IR-Filter abgedeckt, so daß die von den UV-Strahlern 48 erzeugte Wärmestrahlung nur zu einem geringen Teil in das Innere des Behälters 38 gelangen kann.
Anstelle einer zentralen Leitung 42 für das Einleiten von Schutzgas kann auch eine Vielzahl von Leitungen vorgesehen sein, die unmittelbar neben den UN-Strahlern 48 an den Wänden des Behälters 38 münden. Das Schutzgas umspült dann die im Betrieb heiß werdenden Teile der UV-Strahler 48. Außerdem kann Schutzgas gezielt auf darin in den Behälter eingetauchte Fahrzeugkarosserien 12 gerichtet werden, um unerwünschte sauerstoffhaltige Restgase zu verdrängen, die unter dem Einfluß von UN-Licht zur Ozonbildung führen und die Polymerisatiönsreaktion beeinträchti- gen können.
Der Innenraum 30 ist mit einem Regenerationskreislauf 42 verbunden, der die Aufgabe hat, Sauerstoff, der über die FahrzeugkarosSerien 12 in den Innenraum 30 eingebracht wird oder beim Öffnen der Einlaßschleuse 34 oder der Aus- laßschleuse 36 eindringt, aus der in dem Innenraum 30 herrschenden Atmosphäre zu entfernen. Hierzu wird dem Innenraum 30 über eine Leitung 43 ständig Gas entnommen und beispielsweise über einen Katalysator 45 geführt, der den Sauerstoff katalytisch bindet. Ein Teil dieses Gases wird über eine Leitung 47 wieder in den Innenraum 30 des Kabinengehäuses 28 zurückgegeben, während ein anderer Teil über eine Leitung 49 in die Außenatmosphäre entlassen wird.
Einzelheiten des Hängebahn-Fördersystems sowie des Behälters 38 werden im folgenden anhand der Figuren 2 und 3 erläutert, die einen Ausschnitt aus dem Innenraum 30 des Kabinengehäuses 28 in einem vergrößerten Längs- bzw. Querschnitt zeigen.
In der Figur 2 ist erkennbar, daß die Schiene 14 des Hängebahn-Fördersystems über Verankerungen 16 an einer nicht näher dargestellten Deckenstruktur befestigt ist. Der Hängewagen 16 umfaßt ein Fahrgestell 50, das seinerseits aus einer Plattform 52 und daran befestigten und sich nach oben erstreckenden Laufwerksgruppen 54a, 54b besteht. Die Lauf erksgruppen 54a, 54b, die besonders gut in der Querschnittsdarstellung der Figur 3 erkennbar sind, enthalten jeweils ein Laufrad 56, das von oben auf einen waagerechten Schenkel 57 der im Querschnitt im wesentlichen C-förmigen Schiene 14 abrollen kann. Das Laufrad 56 ist von einem Antriebsaggregat 58 in Form eines Elektromotors antreibbar. Ein ungewolltes Verkippen des Hängewagens 16 um eine Längsachse wird durch Führungsrollen 60. verhindert, die einen am unteren Schenkel 57 der Schiene 14 ausgebildeten Ansatz 62 umschließen. Zur Stromversorgung des Antriebsaggregats 58 ist an der Plattform 52 des Fahrgestellt 50 ein Akkumulator 64 vorgesehen. Alternativ hierzu kann die Stromversorgung auch über in die Schiene 14 eingelassene Kontaktschienen er- folgen.
Von der Plattform 52 hängen in Längsrichtung vorne und hinten jeweils ein Paar von Hängeträgern herab, von denen in der Figur 2 nur dem Betrachter zugewandte Hängeträger 66a, 66b erkennbar sind. In der Figur 3 ist ein weiterer Hängeträger 66c erkennbar. Jeder Hängeträger 66 umfaßt ein eine motorisch antreibbare Rolle 68, sowie ein darauf aufrollbares Band 70, das aus einem UN-beständigen Material besteht, und einen daran angebrachten Befestigungsbügel 72. Der Befestigungsbügel 72 untergreift eine Trag- Struktur 74, an dem die Fahrzeugkarosserie 12 befestigt ist. Bei dieser Tragstruktur 74 kann es sich beispielsweise um einen sog. Skid-Träger handeln, der zum Transport von Fahrzeugkarosserien 12 auf Rollenbahnen verwendet wird. In den Figuren ist die Tragstuktur 74 etwas beabstandet von den Befestigungsbügeln 72 gezeichnet, um deutlich zu machen, daß die Verbindung zwischen dem Befestigungsbügel 72 und der Tragstruktur 74 ohne weiteres lösbar ist.
Aufgrund dieser Aufhängung der Tragstruktur 74 an den vier Eckpunkten mit Hilfe der Befestigungsbügel 72 kann die Fahrzeugkarosserie 12 in der mit einem Pfeil 76 angedeuteten Richtung in der Höhe verfahren, aber auch in der Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie 12 und in dessen Querrichtung geschwenkt werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Antriebsaggregate für die Rollen 68 unterschiedlich anzusteuern, um auf diese Weise die Länge der Bänder 70 unabhängig zu verändern.
In dem unterhalb der Fahrzeugkarosserie 12 erkennbaren Behälter 38 sind die in die Bodenfläche 44, die Seitenwände 39 und in Stirnwände 41 des Behälters 38 eingelassenen UV-Strahler 48 erkennbar. Die flächig dargestellten UN-Strahler 48 können z. B. ein oder mehrere röhrenförmige Leuchtmittel oder aber auch eine Vielzahl von annähernd punktförmigen Lichtquellen enthalten. Sämtliche Innenflächen des Behälters 38 sind dort, wo sie nicht von Austrittsflächen der UN-Strahler 48 belegt sind, durch eine reflektierende Aluminiumfolie 78 abgedeckt, die zusätzlich beispielsweise durch Knittern oder durch sonstige unregelmäßige Erhebungen uneben gemacht wurde .
Die oben beschriebene Aushärtvorrichtung 10 arbeitet wie folgt :
Im Betrieb sind die UN-Strahler 48 in Funktion, so daß der gesamte Innenraum des Behälters 38 mit UV-Licht durchflutet ist, das durch die an den Innenflächen des Behälters 38 angebrachte zerknitterte Aluminiumfolie 78 zusätzlich in die unterschiedlichsten Richtungen reflek- tiert und auf diese Weise vergleichmäßigt wird. Die UN- Strahler 48 sind durch das über die Leitung 42 zugeführte gasförmige Kohlendioxid gekühlt. Das auf diese Weise nur unwesentlich vorgewärmte Kohlendioxidgas tritt in den Behälter 38 ein und füllt diesen von unten nach oben auf. Das an der Oberseite aus dem Behälter 38 austretende Koh- lendioxid, das in geringfügigem Ausmaße mit Ausgasungen aus dem auf der Fahrzeugkarosserie 12 aushärtenden Lack sowie Ozon gemischt sein kann, gelangt in den Innenraum 30 des Kabinengehäuses 28 und wird von dort über den Auslaß 43 abgesaugt. Eine Absaugung kann auch unmittelbar an dem oberen Rand der Wandungen des Behälters 38 erfolgen.
Es sei angenommen, daß in einer vorgeschalteten Beschich- tungseinrichtung der Lackieranlage bereits mehrere Lackschichten aufgetragen worden sind. Bei der obersten Lackschicht handelt es sich um einen Klarlack, der als Pulver auf die bereits vorhandenen Lackschichten aufgebracht ist. Unter dem Einfluß von UV-Licht polymerisiert der Klarlack und härtet auf diese Weise aus. Voraussetzung hierfür ist, daß der pulverförmige Lack zuvor in einen quasi-flüssigen, gelartigen Zustand überführt wird. Hier- für dient die Vorwärmzone 18, in der eine darin angebrachte Fahrzeugkarosserie 12 auf eine Temperatur von etwa 90 °C erhitzt wird. Bei dieser Erweichungstemperatur geht das Pulver in den erwähnten gelartigen Zustand über.
Von der Vorwärmzone 18 wird der Hängewagen 16 mit daran angehängter Fahrzeugkarosserie 12 der Einlaßschleuse 34 zugeführt. Durch sukzessives Öffnen und Schließen der Rollentore 341, 342 der Einlaßschleuse 34 wird der Hänge- wagen 16 mit der Fahrzeugkarosserie 12 in den Innenraum 30 des Kabinengehäuses 28 eingebracht, ohne daß größere Mengen des darin enthaltenen Schutzgases nach außen dringen können.
Sobald der Hängewagen 16 mit der daran aufgehängten Fahrzeugkarosserie 12 die in den Figuren 2 oder 3 gezeigte Position oberhalb des Behälters 38 erreicht hat, wird durch Abrollen der Bänder 70 von den Rollen 68 die Fahrzeugkarosserie 12 in den Behälter 38 hinabgelassen. Nun erfolgt die eigentliche Aushärtung des nunmehr gelartigen Klarlacks unter Einwirkung des von den UV-Strahlern 48 erzeugten UV-Lichts. Da das Schutzgas die ursprünglich in dem Innenraum 30 vorhandene Luft verdrängt, wird verhindert, daß das UV-Licht den molekularen Luftsauerstoff in Ozon umwandelt, was die Polymerisationsreaktion beeinträchtigen würde.
Damit insbesondere auch die Frontklappe 80 sowie die Heckklappe 82 der Fahrzeugkarosserie 12 die für eine Aushärtung erforderliche Menge an UV-Licht erhält (die Lichtmenge oder -dosis wird in der Photometrie als Bestrahlung mit der Einheit Ws/m2 oder j/cm2 bezeichnet) , wird die in dem Behälter 38 eingetauchte Fahrzeugkarosserie 12 so um eine Querachse 83 (siehe Figur 3) der Fahrzeugkarosserie 12 geschwenkt, daß auch die Frontklappe 80 und anschließend die Heckklappe 82 ausreichend nahe an den in die Bodenfläche 44 des Behälters 38 eingelassenen UV-Strahlern 48 positioniert werden. Hierzu können die Antriebsaggregate für die Rollen 68 z. B. so angesteuert werden, daß die vorderen und hinteren Paare von Bändern 70 gegenläufig verkürzt bzw. verlängert werden.
Da auch die Seitenflächen der Fahrzeugkarosserie 12 stark gewölbt sind, wie dies insbesondere in der Querschnittsdarstellung der Figur 3 erkennbar ist, werden zusätzlich auch die zu beiden Längsseiten der Fahrzeugkarosserie 12 angeordneten Paare von Bändern 70 so in ihrer Länge verändert, daß die Fahrzeugkarosserie 12 eine Schwenkbewe- gung um ihre Längsachse 85 (siehe Figur 2) ausführt. Auf diese Weise können alle Bereiche der Seitenflächen der Fahrzeugkarosserie 12 ausreichend nahe an die in den Seitenwänden 39 des Behälters 38 eingelassenen UN-Strahler 48 gebracht werden.
Nach Abschluß des Aushärtvorgangs in dem Behälter 38 wird die Fahrzeugkarosserie 12 wieder angehoben, indem die Bänder 70 gleichmäßig verkürzt werden. Der Hängewagen 16 mit der Fahrzeugkarosserie 12 wird dann über die Auslaßschleuse 36 der Nachwärmzone 22 zugeführt, in der eine Temperatur von etwa 105 °C herrscht. Dort verweilt die
Fahrzeugkarosserie 12 etwa fünf bis zehn Minuten lang, in denen die Polymerisationsreaktion vollständig zum Abschluß kommt. Die Zeit und Temperatur kann dabei je nach Beschichtungsmaterial variieren.
Zur Steuerung dieser Vorgänge ist eine zentrale Steuerung vorgesehen, die in der Figur 1 mit 90 angedeutet ist. Die Steuerung 90 steuert über ein Bussystem die einzelnen Stellmotoren innerhalb der Aushärtevorrichtung 10 und insbesondere der Hängewagen 16. Da derartige Steuerungen für Hängewagen vom Prinzip her im Stand der Technik be- kannt sind, wird auf die Darstellung von Einzelheiten zu dem Bussystem etc . verzichtet .
In der Steuerung 90 sind in einem Speicher 92 Raumformdaten der Fahrzeugkarosserie 12 hinterlegt, die erforderlich sind, um die Fahrzeugkarosserie 12 in dem Behälter 38 in der vorstehend beschriebenen Weise entlang der
Längsachse 85 und der Querachse 83 zu verschwenken. Diese Raumformdaten können z. B. von einer übergeordneten Datenbearbeitungsanlage abgerufen werden, in der für sämtliche die Aushärtvorrichtung 10 durchlaufende Fahrzeugka- rosserien 12 einschlägige Daten wie Art und Farbe der Lackierung sowie Karosserietyp- und form hinterlegt sind. Es ist dann lediglich ein Lesegerät erforderlich, welches den Typ der in die Bestrahlungsvorrichtung 20 einlaufenden Fahrzeugkarosserie 12 erkennt, so daß die diesem Typ zugeordneten Raumformdaten abgerufen werden können.
Alternativ oder zu Kontrollzwecken zusätzlich hierzu ist es möglich, die notwendigen Raumformdaten auch mit einer Meßeinrichtung 94 zu ermitteln, die innerhalb der Einlaßschleuse 34 angeordnet ist (siehe Figur 1) . Die Me- ßeinrichtung 94 weist ein U-förmiges Gerüst auf, an dem eine Vielzahl optischer Abtaster 96 mit Infrarotlichtquellen sowohl in vertikaler Richtung als auch quer zur Förderrichtung 46 befestigt sind. Die optischen Abtaster 96 erfassen scannerartig die Außenkontur der Fahrzeugkarosserie 12 bei deren Durchtritt durch die Meßeinrichtung 94.
Die Meßeinrichtung kann alternativ oder, wie in der Figur 1 gezeigt, auch zusätzlich hierzu eine Videokamera 97 mit einer dieser zugeordneten Bilderkennungseinrichtung 99 aufweisen. Die Videokamera 79 erzeugt von der Fahrzeugkarosserie ein digitales Bild, aus dem in der Bilderken- nungseinrichtung durch an sich bekannte Algorithmen die Raumform der Fahrzeugkarosserie abgeleitet wird.
Die Figuren 4 und 5 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel für den Behälter 38 und die darin angeordneten UN-Strahler 48 in an die Figuren 2 und 3 angelehnten Dar- Stellungen. Das alternative Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen lediglich dadurch, daß UN-Strahler 48 nicht über die gesamte Innenfläche des Behälters 38 verteilt sind, wie dies bei dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Statt dessen befindet sich hier in einem in Längsrichtung verlängerten Behälter 38' eine U-förmige Anordnung von insgesamt sechs linienhaften UV-Strahlern 48', die paarweise gelenkig miteinander verbunden sind und über hydraulische Verstellelemente 100 an den Quer- schnitt der Fahrzeugkarosserie 12 angepaßt werden können. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die FahrzeugkarosSerie 12 zunächst ebenfalls in vertikaler Richtung in den Behälter 38' hineingelassen. Anschließend wird der Hängewagen 16 in der Förderrichtung 46 in eine langsame Bewe- gung in Förderrichtung 46 gesetzt, so daß die an dem Hängewagen 16 aufgehängte Fahrzeugkarosserie 12 zwischen der Anordnung der UN-Strahler 48' hindurchgeführt wird. Falls sich die Querschnittskontur der Fahrzeugkarosserie 12 in deren Längsrichtung signifikant verändert, können die UV- Strahler 48 ' durch Betätigen der Verstellelemente 100 entsprechend nachgeführt werden.
Alternativ oder zusätzlich zu dieser Art des Ausgleichs besteht jedoch auch hier die Möglichkeit, durch die oben beschriebenen Schwenkbewegungen der Fahrzeugkarosserie 12 um die Längsachse 85 auch die Seitenflächen der Fahrzeugkarosserie 12 optimal gegenüber den UV-Strahlern 48' zu positionieren. Das von den UN-Strahlern 48' erzeugte UN- Licht kann dann etwa unter einem rechten Winkel auf den betreffenden Oberflächenbereich auftreffen.
Bei Bedarf kann die Translationsbewegung des Hängewagens 16 dabei auch unterbrochen oder umgekehrt werden, so daß einzelne Oberflächenbereiche auf der Fahrzeugkarosserie 12 länger bestrahlt werden als andere.
Bei dem in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführungsbei- spiel kann die Meßstation 96 auch in Förderrichtung 46 unmittelbar vor den UV-Strahlern 48' angeordnet sein. Um- faßt die Meßstation 96 in diesem Fall etwa eine oder mehre Lichtschranken, so kann, wenn die Fahrzeugkarosserie 12 in den Erfassungsbereich einer Lichtschranke gelangt, in Echtzeit eine entsprechende Ausweichbewegung der Fahr- zeugkarosserie 12 durch Verändern der Länge der Bänder 70 veranlaßt werden.
Die obigen Ausführungsbeispiele werden zum Aushärten von Lacken unter UN-Licht eingesetzt. Sie lassen sich aber auch bei solchen Lacken verwenden, die unter Wärmeeinwir- kung, insbesondere in einer Inertgasatmosphäre, also beispielsweise in einer C02- oder Stickstoffatmosphäre, aushärten. Es brauchen dann im wesentlichen nur die beschriebenen UN-Strahler durch IR-Strahler ersetzt zu werden. Andere mit dem Wechsel der elektromagnetischen Strahlung verbundene konstruktive Anpassungen sind dem Fachmann bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Aushärtung einer aus einem Material , das unter elektromagnetischer Strahlung aushärtet, insbesondere aus einem UN-Lack oder aus einem thermisch aushärtenden Lack bestehenden Beschichtung eines Gegenstandes, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie (12) , mit
a) mindestens einem elektromagnetische Strahlung erzeugenden Strahler (48; 48');
b) einem Fördersystem (14, 16) , welches den Gegenstand (12) in die Nähe des Strahlers (48; 48') und von diesem wieder weg führt;
dadurch gekennzeichnet, daß
das Fördersystem einen Hängewagen (16) umfaßt, der an mindestens einem Fahrweg (14) hängend über den mindestens einen Strahler (48; 48') hinweg translatorisch verfahrbar ist, und daß an einem Fahrgestell (50) des Hängewagens (16) in Längsrichtung (85) hintereinander mindestens zwei sich nach unten erstreckende Hängeträger (66) zur hängenden Aufnahme des Gegenstandes (12) angeordnet sind, deren Länge unabhängig voneinander motorisch veränderbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Hängeträger (66) zwei motorisch unabhängig voneinander aufrollbare Bänder (70) oder Ketten umfaßt, die zu beiden Seiten des Gegenstandes (12) an einer den Gegenstand (12) aufnehmenden Tragstruktur (74) angreifen.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördersystem mehrere
Hängewagen (16) umfaßt, die jeweils ein eigenes Antriebs- aggregat (58) für eine translatorische Bewegung entlang des Fahrweges (14) aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen unterhalb des
Fahrwegs (14) angeordneten und nach oben offenen Behälter (38) aufweist, in dessen Innenraum der Gegenstand (12) unter einer Vergrößerung der Länge der Hängeträger (66) einführbar ist und dessen Innenraum von dem mindestens einen Strahler (48; 48') mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagbar ist .
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Strahler (48) in eine Wand oder den Boden (44) des Behälters (38) eingebaut ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den gegenüberliegenden, parallel zur Transla- tionsbewegung der Gegenstände (12) verlaufenden Seiten- wänden (39) und in mindestens einer der beiden senkrecht zur Translationsbewegung der Gegenstände verlaufenden Stirnwände (41) oder in den Boden (44) des Behälters (38) mindestens ein Strahler (48) eingebaut ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an allen Wänden (39, 41) und in dem Boden (44) des Behälters (38) eine Vielzahl von Strahlern (48) angeordnet ist .
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strahler (48') in einer U-förmigen Anordnung mit zwei im wesentlichen vertikalen Schenkeln und einer im wesentlichen horizontalen Basis vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Strahler (48') an den im wesentlichen vertikalen Schenkeln an den Verlauf der Seitenflächen des Gegenstandes (12) angepaßt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Strahler (48') an der im wesentlichen horizontalen Basis an den Verlauf der nach unten weisenden Oberfläche des Gegenstandes (12) angepaßt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Innenraum des Behälters (38) ein Schutzgas zuführbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich- net, daß das Schutzgas schwerer als Luft, insbesondere Kohlendioxid, ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des mindestens einen Strahlers (48, 48') ein Einlaß für das Schutz- gas ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Strahler (48; 48') auf der dem Gegenstand (12) abgewandten Seite ein beweglicher Reflektor zugeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (38) an mindestens einer Innenfläche mit einer reflektierenden Schicht (78) versehen ist.
16. Vorrichtung, nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich- net, daß die Schicht (78) uneben ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus einer Aluminiumfolie (78) besteht.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Kabinengehäuse (28) aufweist, das ein unkontrolliertes Austreten von Gasen und von elektromagnetischer Strahlung unterbindet.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß am Ein- und Auslaß des Kabinengehäuses (28) jeweils eine Schleuse (34, 36) für den Hängewagen (16) vorgesehen ist .
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge- kennzeichnet, daß eine Einrichtung (42) zur Entfernung von Sauerstoff aus der innerhalb des Kabinengehäuses (28) befindlichen Atmosphäre vorgesehen ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (42) zur Entfernung von Sauerstoff einen Katalysator (45) zur katalytischen Bindung des Sauerstoffs aufweist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (42) zur Entfernung von Sauerstoff ein Filter zur Absorption von Sauer- stoff aufweist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (42) zur
Entfernung von Sauerstoff ein Filter zur Adsorption von Sauerstoff aufweist .
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Entfernung des Lösemittels aus dem Material der Beschichtung eine Vorwärmzone (18) aufweist.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Angelierung von pulverförmigen Material eine Vorwärmzone (18) aufweist.
26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Steuerung (90) umfaßt, durch welche die Länge der Hänge- träger (66) automatisch an die Vertikalabmessungen des Gegenstandes (12) anpaßbar ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuerung (90) die Länge der Hän- geträger (66) derart veränderbar ist, daß während einer Förderbewegung des Gegenstands (12) an dem mindestens einen Strahler (48; 48') vorbei die pro Flächeneinheit auf das Material auftreffende Menge an elektromagnetischer Strahlung und deren Intensität jeweils vorgebbare, zur Aushärtung erforderliche Schwellenwerte nicht unterschreitet .
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuerung (90) die Länge der Hängeträger (66) derart veränderbar ist, daß während einer Förderbewegung des Gegenstands (12) an dem mindestens ei- nen Strahler (48; 48') vorbei der Abstand in Vertikalrichtung zwischen dem Gegenstand (12) und dem mindestens einen Strahler (48; 48') zumindest annähernd konstant bleibt .
29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (90) einen Speicher (92) zum Speichern von Raumformdaten des Gegenstandes (12) umfaßt.
30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine dem mindestens einen Strahler (48; 48') in Fδrderrichtung (46) vorgelagerte Meßstation (94) umfaßt, durch die Raumformdaten des Gegenstandes (12) erfaßbar sind.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeich- net, daß die Meßstation (94) mindestens eine Lichtschranke umfaßt .
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstation (96) mindestens einen optischen Abtaster (96) umfaßt, durch den der Gegenstand (12) zumindest in einer Richtung scannerartig abtastbar ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abtaster (96) eine Infrarot- lichtquelle umfaßt.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstation eine Videokamera und eine Einrichtung zur digitalen Bilderkennung umfaßt .
35. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Vervollständigung der Aushärtung eine Nachwärmungszone (22) aufweist.
36. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der einlaßseitigen Schleuse (34) ein Einlaß für Schutzgas derart angeordnet ist, daß ein in dem Gegenstand (12) vorhandener Hohlraum mit einem Schutzgas durchspült wird.
37. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung UV-Licht ist .
38. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische
Strahlung IR-Strahlung ist.
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