DE102007007478B3

DE102007007478B3 - Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere von lackierten Fahrzeugkarosserien

Info

Publication number: DE102007007478B3
Application number: DE102007007478A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Swoboda; Josef Krizek
Original assignee: Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2027-02-16
Also published as: EP2118603A1; WO2008098662A1; DE502008001156D1; ATE478311T1; EP2118603B1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere von lackierten Fahrzeugkarosserien, beschrieben, welche in an und für sich bekannter Weise einen Trockentunnel (4) aufweist, dessen Innenraum mit einer Inertgasatmosphäre gefüllt ist. Die frisch beschichteten Gegenstände (10) gelangen in den Trockentunnel (4) über einen Einlass-Schleusenbereich (3), der die innerhalb des Trockentunnels (4) herrschende Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalatmosphäre trennt. In entsprechender Weise befindet sich am Auslass des Trockentunnels (4) ein die Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalatmosphäre trennender Auslass-Schleusenbereich (5). Mindestens eine Schleusenkammer (19, 31, 33) des Einlass-Schleusenbereichs (3) und/oder des Auslass-Schleusenbereichs (5) weist eine Einrichtung (20, 33) auf, welche in der Lage ist, zur Verdrängung der in der jeweiligen Schleusenkammer (19, 31, 33), enthaltenen Atmosphäre das Volumen der jeweiligen Schleusenkammer (19, 31, 33) zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert, der im Wesentlichen gleich Null ist, zu verändern. Auf diese Weise kann der Verbrauch an Inertgas, der bei jeder Durchschleusung eines Gegenstandes (10) stattfindet, klein gehalten werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere von lackierten Fahrzeugkarosserien, mit

a) einem Trockentunnel, dessen Innenraum mit einer Inertgasatmosphäre gefüllt ist;
b) einem Einlass-Schleusenbereich, der dem Trockentunnel vorgeschaltet ist, mindestens eine Schleusenkammer umfasst und die innerhalb des Trockentunnels herrschende Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalatmosphäre trennt;
c) einem Auslass-Schleusenbereich, der dem Trockentunnel nachgeschaltet ist, mindestens eine Schleusenkammer umfasst und die innerhalb des Trockentunnels herrschende Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalatmosphäre trennt;
d) einem Fördersystem, welches die Gegenstände durch den Einlass-Schleusenbereich, den Trockentunnel und den Auslass-Schleusenbereich hindurchfährt.

In jüngster Zeit gewinnen zunehmend Lacke Bedeutung, die in einer Inertgasatmosphäre zum Beispiel unter UV-Licht ausgehärtet werden müssen, um unerwünschte Reaktionen mit Bestandteilen der normalen Atmosphäre, insbesondere mit Sauerstoff, zu verhindern. Diese neuartigen Lacke zeichnen sich durch eine sehr große Oberflächenhärte und durch kurze Polymerisationszeiten aus. Der letztgenannte Vorteil setzt sich bei Lackieranlagen, die im kontinuierlichen Durchlauf betrieben werden, unmittelbar in geringere Anlagenlängen um, was selbstverständlich zu erheblich niedrigeren Investitionskosten führt.
Während bei herkömmlichen Trocknern bzw. Trockenverfahren, die mit Normalluft als Atmosphäre arbeiten, die Menge der Luft, die in den Trockner eingebracht und auch aus diesem wieder herausgeführt wird, aus Kostengründen von geringerer Bedeutung ist, muss bei Inertgasatmosphären auf einen möglichst geringen Verbrauch geachtet werden.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist in der DE 10 2004 025 525 B3 beschrieben. Der Einlass-Schleusenbereich umfasst hier im Wesentlichen drei Kammern: Eine erste, die mit Normalatmosphäre gefüllt ist und der die frisch beschichteten Gegenstände von der Beschichtungsstation zugeführt werden. Eine zweite Kammer liegt teilweise unterhalb der ersten Kammer, ist mit dieser über eine großflächige Öffnung verbunden, durch welche die beschichteten Gegenstände abgesenkt werden können, und enthält eine Inertgasatmosphäre, deren Dichte größer als diejenige der äußeren Normalatmosphäre ist. Eine dritte Schleusenkammer liegt wiederum oberhalb der zweiten Schleusenkammer etwa auf der Höhe der ersten Schleusenkammer und neben dieser und ist mit der zweiten Schleusenkammer ebenfalls über eine großflächige Öffnung verbunden. Auch sie enthält eine Inertgasatmosphäre und kommuniziert mit der Inertgasatmosphäre innerhalb des Trockentunnels. Die beschichteten Gegenstände werden durch diese Schleusenkammern in der angegebenen Reihenfolge geführt. Ein ähnlicher, jedoch von den nunmehr getrockneten Gegenständen in umgekehrter Richtung durchlaufener Auslass- Schleusenbereich befindet sich am Ende des Trockentunnels.
Bei dieser Konstruktion können zwar die Inertgasverluste verhältnismäßig gering gehalten werden. Gleichwohl besteht angesichts der Kosten des Inertgases, bei dem es sich um Stickstoff, CO₂, Edelgase oder auch Verbrennungsgase handeln kann, immer ein Bedürfnis zur weiteren Reduzierung des Inertgasverbrauches.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die durch Inertgasverbrauch verursachten Kosten während des Betriebes weiter reduziert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

e) mindestens eine Schleusenkammer des Einlass-Schleusenbereiches und/oder der Auslass-Schleusenbereiches eine Einrichtung aufweist, welche in der Lage ist, zur Verdrängung der in der jeweiligen Schleusenkammer enthaltenen Atmosphäre das Volumen der jeweiligen Schleusenkammer zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert zu verändern.

Bei der erfindungsgemäßen Bauweise ist es möglich, die äußere Normalatmosphäre besser von der inneren Inertgasatmosphäre zu trennen und den Inertgasverlust, der bei einer Durchschleusung eines beschichteten Gegenstandes hinzunehmen ist, auf höchstens das Volumen der fraglichen, in ihrem Volumen veränderbaren Schleusenkammer zu begrenzen.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Einrichtung zur Veränderung des Volumens einen Kolben, der in die jeweilige Schleusenkammer einfahrbar und aus dieser wieder ausfahrbar ist. Diese Schleusenkammer ist dabei in einer Richtung, ähnlich einem Zylinder, offen. Eine Begrenzungsseite der Schleusenkammer wird von der Stirnseite des Kolbens gebildet. Ist der Kolben vollständig in die Schleusenkammer eingefahren, so ist deren effektives Volumen praktisch null. Bei ausgefahrenem Kolben erhält die Schleusenkammer ihr Maximalvolumen.
Besonders betriebssicher ist diejenige Ausgestaltung der Erfindung, die mindestens eine in ihrem Volumen veränderbare Schleusenkammer umfasst, die selbst nicht von den beschichteten Gegenständen durchquert wird, aber strömungsmäßig mit einer von den beschichteten Gegenständen durchquerten Schleusenkammer in Verbindung steht. Ein den Einlass- oder Auslass-Schleusenbereich durchquerender Gegenstand kann also auch bei einer Fehlsteuerung nicht durch eine ungewollte Volumenänderung einer von ihm durchquerten Schleusenkammer beschädigt werden.
Baulich einfacher ist diejenige Ausgestaltung der Erfindung, die mindestens eine in ihrem Volumen veränderbare Schleusenkammer umfasst, die selbst von den beschichteten Gegenständen durchquert wird. In diesem Falle muss besondere Sorge dafür getragen werden, dass die Schleusenkammer auch bei einem Fehler, der im Betrieb der Vorrichtung auftritt, ihr Volumen nicht verändern kann, solange sich in ihr ein Gegenstand befindet.
Besonders große Einsparungen an Inertgas ergeben sich bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine in ihrem Volumen veränderbare Schleusenkammer über eine absperrbare Verbindungsleitung mit einer zweiten in ihrem Volumen veränderbare Schleusenkammer derart in Verbindung steht, dass durch gegensinnige Volumenänderung in den beiden Schleusenkammern die in ihnen befindlichen Atmosphären zwischen den beiden Schleusenkammern hin und her geschoben werden können. Auf diese Weise kann Inertgas, welches bei den einfacheren Ausführungsformen der Erfindung bei jeder Durchschleusung eines Gegenstandes verlorengeht, aufbewahrt und für einen weiteren Schleusengang verwendet werden.
Zusätzlich oder alternativ zu einer Schleusung, welche von einer in ihrem Volumen veränderbaren Schleusenkammer Gebrauch macht, kann zur Verringerung des Inertgasverbrauches eine Spülung stattfinden. Hierzu kann eine Schleusenkammer des Einlass-Schleusenbereichs über mindestens zwei Leitungen so mit einer Schleusenkammer des Auslass-Schleusenbereichs verbunden sein, dass die in den beiden Schleusenkammern befindliche Atmosphäre durch die beiden Schleusenkammern im Kreis zu Spülzwecken geführt werden kann. Die beschichteten Gegenstände können auf diese Weise vor dem Eintritt in den Ofentunnel besonders effektiv von mitgeführten Verunreinigungen befreit werden, die andernfalls die Inertgasatmosphäre im Trockentunnel verschmutzen und zu einem frühzeitigen Austausch dieser Inertgasatmosphäre nötigen würden.
Energetisch günstig ist diejenige Ausführungsform der Erfindung, bei welcher in dem Einlass-Schleusenbereich und/oder dem Auslass-Schleusenbereich eine Hubvorrichtung vorgesehen ist, mit der die beschichteten Gegenstände auf das Höhenniveau eines höherliegenden Trockentunnels angehoben und/oder von diesem Niveau abgesenkt werden können.
Baulich einfacher, wenn auch energetisch etwas ungünstiger, ist diejenige Ausgestaltung, bei welcher sich der Trockentunnel und alle von den beschichteten Gegenständen durchquerten Schleusenkammern auf demselben Höhenniveau befinden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
1 einen Vertikalschnitt durch einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles einer Lackieranlage für Fahrzeugkarosserien;
2 bis 6 verschiedene Betriebsphasen eines Einlass-Schleusenbereichs, der Bestandteil der Anlage von 1 ist;
7 bis 12 verschiedene Betriebsphasen eines Auslass-Schleusenbereiches, der ebenfalls Bestandteil der in 1 dargestellten Anlage ist;
13 bis 18 verschiedene Betriebsphasen eines alternativen Ausführungsbeispieles eines Einlass-Schleusenbereiches;
19 eine Ansicht, ähnlich der 1, eines alternativen Ausführungsbeispieles einer Lackieranlage;
20 bis 25 unterschiedliche Betriebsphasen des Auslass-Schleusenbereiches der Anlage von 19;
26 eine Ansicht, ähnlich der 1, eines weiteren Ausführungsbeispieles einer Lackieranlage;
27 die Draufsicht auf die Anlage der 26.
Zunächst wird auf die 1 Bezug genommen. In dieser ist im Vertikalschnitt ein Ausschnitt aus einer Lackieranlage für Fahrzeugkarosserien 10 dargestellt, die insgesamt das Bezugszeichen 1 trägt. Dieser Ausschnitt umfasst eine Lackierkabine 2, einen Einlass-Schleusenbereich 3 für einen Trockentunnel 4, den Trockentunnel 4 selbst, der nur teilweise dargestellt ist, sowie einen Auslass-Schleusenbereich 5. Lackierkabine 2, Einlass-Schleusenbereich 3, Trockentunnel 4 und Auslass-Schleusenbereich 5 werden von den Fahrzeugkarosserien 10 im Sinne des Pfeiles 6 zumindest in den Schleusenbereichen 3, 5 taktweise durchlaufen, wobei im Einzelnen nicht näher erläuterte Fördersysteme 7, 8, 9 Verwendung finden, die dem Fachmanne bekannt sind.
Dem dargestellten Ausschnitt vorgeschaltet sind Vorbereitungsstationen, die dem Stande der Technik entsprechen; nachgeschaltet ist ein herkömmlicher Kühler.
In der Lackierkabine 2 befinden sich in bekannter Weise Applikationseinrichtungen, mit welchen automatisch oder auch von Hand auf die Fahrzeugkarosserien 10 Lack aufgebracht werden kann. Diese Applikationseinrichtungen sind in 1 nicht dargestellt. Der Trockentunnel 4 ist ebenfalls nach dem Stande der Technik gebaut und enthält geeignete Heiz- und Bestrahlungseinrichtungen, mit denen der aufgebrachte Lack zum Trocknen bzw. Aushärten gebracht werden kann.
Während sich in der dem Trockentunnel 4 vorgeschalteten Lackierkabine 2 und in dem dem Trockentunnel 4 nachgeschalteten Kühlbereich sauerstoffhaltige "Normalatmosphäre" befindet, liegt im Inneren des Trockentunnels 4 eine Inertgasatmosphäre vor, die beispielsweise Stickstoff und/oder CO₂ enthält.
Im vorliegenden Zusammenhang sind im Wesentlichen nur der Einlass-Schleusenbereich 3 sowie der Auslass-Schleusenbereich 5 von Interesse, mit denen die beiden genannten Atmosphären während des Durchschleusens der Fahrzeugkarosserien 10 so getrennt gehalten werden, dass ein möglichst geringer Verlust an Inertgasen erfolgt.
Wie dies für den Einlass-Schleusenbereich 3 geschieht, sei nunmehr anhand der 2 bis 6 erläutert. Der Einlass-Schleusenbereich 3 umfasst eine Verbindungskammer 11, die der Lackierkabine 2 unmittelbar nachgeschaltet ist und mit dieser atmosphärisch dauerhaft verbunden ist. In dieser Verbindungskammer 11 herrscht also "Normalatmosphäre", die zudem mit Lösemittel beladen sein kann. Die Verbindungskammer 11 kann einem ersten "Abdunsten" von Lösemitteln und gegebenenfalls einer visuellen Kontrolle der aufgebrachten Lackierung dienen.
Der Einlass-Schleusenbereich 3 umfasst ferner, der Verbindungskammer 11 nachgeschaltet, eine Hubkammer 12, die sich auf demselben Höhenniveau wie die Verbindungskammer 11 befindet und in der eine Hubvorrichtung 13 angeordnet ist. Oberhalb der Hubkammer 12 wiederum befindet sich eine Übergangskammer 14, die mit der Hubkammer 12 über eine Öffnung 15 verbunden ist. Die Öffnung 15 ist so großflächig, dass die Fahrzeugkarosserien 10 nach oben aus der Hubkammer 12 in die Übergangskammer 14 verbracht werden können. Die Hubplattform der Hubvorrichtung 13 dagegen ist so groß, dass sie in angehobenem Zustand die Öffnung 15 zwischen der Hubkammer 12 und der Übergangskammer 14 vollständig gasdicht verschließt.
Der Innenraum der Übergangskammer 14 ist über eine Auslassleitung 26, in der eine motorisch steuerbare Klappe 27 liegt, mit der Außenatmosphäre oder einer Luftaufbereitungseinrichtung verbunden.
In den 1 bis 6 schließt sich in Bewegungsrichtung der Fahrzeugkarosserien 10 an die Übergangskammer 14 eine Gasaustauschkammer 16 an. Die Gasaustauschkammer 16 steht über zwei Leitungen 17, 18 mit einer Inertgaskammer 19 in Verbindung. In den Leitungen 17, 18 ist jeweils eine Klappe angebracht, die motorisch geöffnet und geschlossen werden kann. Diese Klappen sind in den Figuren nur symbolisch insoweit dargestellt, als ihr Schließzustand durch einen quer durch die Leitung 17 bzw. 18 geführten Strich angedeutet ist. Eine geöffnete Klappe dagegen ist nicht eigens dargestellt.
Die Inertgaskammer 19 ist in der Art eines nach oben offenen Zylinders ausgebildet. In diesen Zylinder kann von oben her ein mit entsprechendem Querschnitt versehener Kolben 20 eintauchen, der mit Hilfe zweier Kolben-Zylinder-Einheiten 21, 22 vertikal bewegbar ist.
Wie der 1 zu entnehmen ist, schließt sich an die Gasaustauschkammer 16 in Bewegungsrichtung die erste Kammer 23 des Trockentunnels 4 an. Zwischen der Übergangskammer 14 und der Gasaustauschkammer 16 einerseits sowie zwischen der Gasaustauschkammer 16 und der ersten Trocknerkammer 23 andererseits befindet sich jeweils ein in der Darstellung vertikal bewegbares Tor 24 bzw. 25. Die Tore 24 und 25 trennen im Schließzustand die Atmosphären der benachbarten Kammer 14, 16 bzw. 16, 23 voneinander.
Der Durchlauf der Fahrzeugkarosserien 10 durch den Einlass- Schleusenbereich 3 geschieht in folgender Weise:
In der Ausgangssituation, die in 2 dargestellt ist, befinden sich die Verbindungskammer 11, die Hubkammer 12 sowie die Übergangskammer 14 auf "Normalatmosphäre", während die Gasaustauschkammer 16 sowie die Inertgaskammer 19 mit Inertgas gefüllt sind. Das Füllen der Inertgaskammer 19 mit Inertgas erfolgt kontinuierlich aus dem Innenraum des Trockners 4. Die Tore 24 und 25 befinden sich ebenso wie die Klappe 27 der Auslassleitung 26 in Schließstellung.
Die Fahrzeugkarosserie 10, deren Durchgang durch den Einlass-Schleusenbereich 3 betrachtet wird, hat sich in 2 gerade aus der Verbindungskammer 11 in die Hubkammer 12 bewegt. Sie wird nunmehr, wie in 3 angedeutet, mit Hilfe der Hubvorrichtung 13 in die Übergangskammer 14 gehoben. Die Hubplattform der Hubvorrichtung 13 verschließt in ihrer Endstellung die Öffnung 15 zwischen Hubkammer 12 und Übergangskammer 14.
Nunmehr wird, wie in 4 dargestellt, das Tor 24 zwischen der Übergangskammer 14 und der Gasaustauschkammer 16 geöffnet. Der Kolben 20 wird mit Hilfe der Kolben-Zylindereinheit 21, 22 nach unten gefahren. Dabei ist die der Übergangskammer 14 benachbarte Verbindungsleitung 17 durch die entsprechende Klappe verschlossen. Das in der Inertgaskammer 19 befindliche Inertgas wird durch den Kolben 20 über die andere, geöffnete Verbindungsleitung 18 in die Gasaustauschkammer 16 gedrückt. Das Inertgas tritt nunmehr in die Übergangskammer 14 aus und verdrängt die dort befindliche "Normalatmosphäre" über die Auslassleitung 26 nach außen. Die in der Auslassleitung 26 befindliche Klappe 27 ist dabei, wie in 4 gezeigt, natürlich geöffnet. Wenn der Kolben 20 ganz nach unten gefahren ist, stellt sich auf diese Weise ein Zustand ein, in welchem in der Übergangskammer 14 sowie der Gasaustauschkammer 16 im Wesentlichen reine Inertgasatmosphäre herrscht.
Nunmehr kann, wie in 5 dargestellt, die Fahrzeugkarosserie 10 aus der Übergangskammer 14 horizontal in die Gasaustauschkammer 16 verfahren werden. Dabei ist die Klappe 27 in der Auslassleitung 26 wieder geschlossen.
Im abschließenden, in 6 dargestellten Schleusungsschritt wird das Tor 24 zwischen der Übergangskammer 14 und der Gasaustauschkammer 16 wieder geschlossen; das Tor 25 zwischen Gasaustauschkammer 16 und erster Trocknerkammer 23 wird geöffnet. Die Fahrzeugkarosserie 10 wird in die erste Trocknerkammer 23 verbracht. Gleichzeitig wird die Hubvorrichtung 13 wieder nach unten gefahren. Dabei füllt sich die Übergangskammer 14 wieder weitgehend mit Normalatmosphäre. In der Verbindungskammer 11 steht bereits eine weitere Fahrzeugkarosserie 10' zum Durchschleusen in den Trockentunnel 4 bereit.
Der Durchgang der Fahrzeugkarosserie 10 durch den Trockentunnel 4 selbst braucht nicht näher beschrieben zu werden, da dieser, wie oben schon erwähnt, in herkömmlicher Weise stattfindet und die dabei ablaufenden Vorgänge bekannt sind. Es kann daher sofort anhand der 7 bis 12 das Ausschleusen der Fahrzeugkarosserie 10 aus dem Trockentunnel 4 beschrieben werden.
Der Auslass-Schleusenbereich 5 umfasst, wie sowohl der 1 als auch den 7 bis 12 zu entnehmen ist, eine Übergangskammer 28, die in horizontaler Richtung von der letzten Kammer 29 des Trockentunnels 4 aus erreichbar ist. Zwischen der letzten Trocknerkammer 29 und der Übergangskammer 28 befindet sich ein vertikal bewegliches Tor 30, welches im Schließzustand die Atmosphären der beiden Kammern 28, 29 voneinander trennt. An die Übergangskammer 28 schließt sich in Transportrichtung auf derselben Höhe eine Gasaustauschkammer 31 an. Zwischen den Kammern 28 und 31 befindet sich ein weiteres, vertikal bewegliches Tor 32, welches im Schließzustand die Atmosphären der Kammern 28 und 31 voneinander trennt.
Die Gasaustauschkammer 31 des Auslass-Schleusenbereiches 5 ist ähnlich wie die Inertgaskammer 19 des Einlass-Schleusenbereiches 3 als nach oben offener Zylinder ausgebildet. In diesen Zylinder kann von oben her ein Kolben 33 eintauchen, der mittels zweier Kolben-Zylindereinheiten 34, 35 vertikal bewegt werden kann.
Unterhalb der Gasaustauschkammer 31 und mit dieser über eine großflächige Öffnung 36 verbunden, befindet sich eine Hubkammer 37. Diese enthält eine Hubvorrichtung 38, deren obere Hubplattform so groß ist, dass sie in angehobenem Zustand die Öffnung 36 verschließt und auf diese Weise die beiden Kammern 31 und 37 des Auslass-Schleusenbereiches 5 voneinander trennt. An die Hubkammer 37 schließt sich, mit dieser permanent atmosphärisch verbunden, in Transportrichtung eine Verbindungskammer 39 an, die zu nachgeschalteten Anlageteilen, beispielsweise einer Kühlvorrichtung, eine Verbindung herstellt.
Das Durchschleusen der Fahrzeugkarosserie 10 geschieht in folgenden Schritten.
In der Ausgangssituation, die in 7 dargestellt ist, ist die Fahrzeugkarosserie 10 gerade aus der letzten Trocknerkammer 29 in die Übergangskammer 28 des Auslass- Schleusenbereiches 5 eingefahren. Das Tor 30 wurde nach dem Durchfahren der Fahrzeugkarosserie 10 bereits geschlossen und das Tor 32 geöffnet. Die Hubvorrichtung 38 ist angehoben. Die Kammern 28 und 31 sind jetzt mit Inertgasatmosphäre gefüllt und die Fahrzeugkarosserie 10 kann von der Übergangskammer 28 in die Gasaustauschkammer 31 wechseln.
Nunmehr wird, wie in 8 dargestellt, das Tor 32 geschlossen. Die auf der Hubplattform der Hubvorrichtung 38 stehende Fahrzeugkarosserie 10 wird nach unten abgesenkt. Dabei wird die Öffnung 36 zwischen der Gasaustauschkammer 31 und der Hubkammer 37 geöffnet, so dass sich nunmehr die Gasaustauschkammer 31 mit Normalatmosphäre füllen kann. Sobald die Hubvorrichtung 38 ihre untere Position erreicht hat, wird, wie in 9 dargestellt, die Fahrzeugkarosserie 10 aus der Hubkammer 37 in die Verbindungskammer 39 herausgefahren. Gleichzeitig senkt sich der Kolben 35 und verdrängt die Normalatmosphäre aus der Gasaustauschkammer 31. Dies ist der in 10 dargestellte Zustand.
Nunmehr fährt die Hubvorrichtung 38 wieder nach oben und dichtet mit ihrer Hubplattform die Öffnung 36 zwischen Gasaustauschkammer 31 und Hubkammer 37 ab. Jetzt können das Tor 32 zwischen der Übergangskammer 28 und der Gasaustauschkammer 31 geöffnet und der Kolben 35 wieder nach oben gefahren werden. Es wird ein Zustand erreicht, wie er in 12 dargestellt ist, in welchem sowohl die Übergangskammer 28 als auch die Gasaustauschkammer 31 mit Inertgas gefüllt sind und der dem Zustand in 7 entspricht. Nunmehr kann eine weitere Fahrzeugkarosserie 10' durch den Auslass-Schleusenbereich 5 ausgeschleust werden.
Beim Durchschleusen einer Fahrzeugkarosserie 10 durch den Einlass-Schleusenbereich 3, wie er oben anhand der 1 bis 7 beschrieben wurde, geht ersichtlich eine Inertgasmenge verloren, die dem Volumen der Inertgaskammer 19 entspricht. In den meisten Fällen ist dies durchaus tolerierbar, da ohnehin zum Abtransportieren der im Trockentunnel 4 beim Aushärtvorgang entstehenden Gase ein gewisser Gasdurchsatz erforderlich ist. Soll jedoch mit dem Inertgas noch sparsamer umgegangen werden, kommt eine Ausgestaltung des Einlass-Schleusenbereichs in Frage, wie sie in den 13 bis 18 dargestellt und nachfolgend beschrieben ist.
Dieser alternative Einlass-Schleusenbereich entspricht weitgehend dem Einlass-Schleusenbereich 3 der 1 bis 6; entsprechende Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet.
Auch bei dem Einlass-Schleusenbereich 103 der 13 bis 18 findet sich somit eine Verbindungskammer 111, welche an ihrer in den Figuren linken Seite mit dem Auslass der nicht dargestellten Lackierkabine in Verbindung steht. An der gegenüberliegenden Seite der Verbindungskammer 111 schließt sich, wiederum in gleicher Höhe, eine Hubkammer 112 an. Eine Hubvorrichtung 113 ist so ausgebildet, dass sie eine auf ihrer Hubplattform stehende Fahrzeugkarosserie 110 durch eine obere Öffnung 115 in eine Gasaustauschkammer 114 befördern kann. Im dargestellten Falle ist die Gasaustauschkammer 114 als nach oben offener Zylinder ausgestaltet, in den von oben her ein vertikal beweglicher Kolben 120 eingefahren werden kann. Die hierfür verwendeten Kolben-Zylindereinheiten sind mit dem Bezugszeichen 121, 122 versehen.
Die Auslassleitung 126 der Gasaustauschkammer 114 führt nun anders als beim Ausführungsbeispiel der 2 bis 6 nicht zur Außenatmosphäre sondern in eine Speicherkammer 141, die ebenfalls nach oben offen und somit als Zylinder ausgebildet ist. In die Speicherkammer 141 kann von oben mit Hilfe der Kolben-Zylindereinheiten 142, 143 ein Kolben 144 eingefahren werden.
In der Verbindungsleitung 145 zwischen der Gasaustauschkammer 114 und der Speicherkammer 141 befindet sich wiederum eine motorisch betätigbare Klappe, die jeweils nur in ihrer Schließstellung durch einen quer durch die Verbindungsleitung 145 verlaufenden Strich symbolisiert ist.
In Transportrichtung der Gasaustauschkammer 114 nachgeschaltet und auf demselben Niveau wie diese befindet sich eine Übergangskammer 146, an welche sich dann erneut der Transportrichtung folgend die (nicht mehr dargestellte) erste Kammer des Trockentunnels anschließt. Zwischen der Gasaustauschkammer 114 und der Übergangskammer 146 befindet sich ein erstes vertikal verfahrbares Tor 147 und an der gegenüberliegenden Seite der Übergangskammer 146 ein zweites vertikal verfahrbares Tor 148.
Die Durchschleusung der Fahrzeugkarosserie 110 durch diesen Einlass-Schleusenbereich 103 geschieht auf folgende Weise:
Die Ausgangssituation ist in 13 dargestellt. In dieser befindet sich in den Kammern 111, 112 und 114 Normalatmosphäre. Die Speicherkammer 141 ist mit Inertgas gefüllt; die Klappe in der Verbindungsleitung 145 ist geschlossen. Ebenfalls Inertgas befindet sich in der Übergangskammer 146; die beiden seitlichen Tore 147 und 148 sind geschlossen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wurde die durchzuschleusende Fahrzeugkarosserie 110 bereits in die Hubkammer 112 eingefahren.
Nunmehr wird, wie in 14 dargestellt, die Fahrzeugkarosserie 110 mittels der Hubvorrichtung 113 in die Gasaustauschkammer 114 eingefahren, wobei die Hubplattform der Hubvorrichtung 113 die Öffnung 115 verschließt.
Jetzt wird die in der Verbindungsleitung 145 liegende Klappe geöffnet und der Kolben 144 in die Speicherkammer 141 eingefahren. Dabei wird das in der Speicherkammer 141 befindliche Inertgas über die Verbindungsleitung 145 in die Gasaustauschkammer 114 gedrückt; dieses Inertgas verdrängt die zuvor in der Gasaustauschkammer 114 befindliche Normalatmosphäre über eine in der Zeichnung nicht dargestellte, verschließbare Auslassöffnung. In der in 15 dargestellten Situation befindet sich also in den beiden Kammern 111 und 112 Normalatmosphäre, während in den Kammern 114, 146 Inertgasatmoshäre herrscht.
Als nächstes wird, wie in 16 gezeigt, das zwischen der Gasaustauschkammer 114 und der Übergangskammer 146 befindliche Tor 147 geöffnet und die Fahrzeugkarosserie 110 wird in die Übergangskammer 146 verbracht.
Im nächsten, in 17 dargestellten Schritt wird nunmehr die Klappe in der Verbindungsleitung zwischen der Speicherkammer 141 und der Gasaustauschammer 114 wieder geöffnet; durch Einfahren des Kolbens 120 in die Gasaustauschkammer 114 mittels der Kolben-Zylindereinheiten 121, 122 wird das Inertgas aus der Gasaustauschkammer 114 in die Speicherkammer 141 gedrückt, wobei sich selbstverständlich der Kolben 144 nach oben im Sinne des entsprechenden Pfeiles in 17 nach oben zurückzieht. Ebenso selbstverständlich ist, dass vor diesem Vorgang das Tor 147 zwischen der Gasaustauschkammer 114 und der Übergangskammer 146 geschlossen wurde.
Der Schleusungszyklus findet seinen Abschluss darin, dass, wie in 18 gezeigt, der Kolben 120 mittels der Kolben-Zylindereinheiten 121, 122 wieder nach oben geschoben und die Verbindungsleitung 145 zwischen Speicherkammer 141 und Gasaustauschkammer 114 geschlossen wird. Die Hubvorrichtung 113 wird wieder nach unten gefahren, so dass eine bereits in der Verbindungskammer 111 bereitstehende Fahrzeugkarosserie 110' in die Hubkammer 112 eingefahren werden kann. Gleichzeitig wird das Tor 148 zwischen der Übergangskammer 146 und dem nachfolgenden Trockentunnel geöffnet und die Fahrzeugkarosserie 110 in den Trockentunnel eingebracht.
Ersichtlich kann dieser Schleusungsvorgang, bei dem im Wesentlichen das Inertgas zwischen der Speicherkammer 141 und der Gasaustauschkammer 114 hin und her geschoben wird, mehrfach wiederholt werden, ohne dass das Inertgas verworfen werden muss. Selbstverständlich findet jedoch bei jedem Schleusungsvorgang eine gewisse Verunreinigung des Inertgases durch Normalatmosphäre und/oder Ausgasungen der Fahrzeugkarosserien 10 statt, so dass nach einer gewissen Zahl von Schleusungsvorgängen das Inertgas in der Speicherkammer 141 ausgetauscht werden muss. Gleichwohl ergibt sich gegenüber dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Einlass-Schleusenbereiches 3 eine erhebliche Einsparung an Inertgas.
In vielen Fällen ist es durchaus aber auch möglich, mit Inertgas großzügiger umzugehen. Dies insbesondere dann, wenn die apparativen Kosten der Lackieranlage dafür geringer gehalten werden können. Ein Beispiel, wie in diesem Falle verfahren werden kann, ist in 19 gezeigt. Der hier dargestellte Ausschnitt einer Lackier anlage entspricht demjenigen von 1. Da die Anlage der 19 weitgehend derjenigen der 1 ähnelt, sind entsprechende Teile mit demselben Bezugszeichen wie in 1 zuzüglich 200 gekennzeichnet.
Der Hauptunterschied zwischen der Anlage 1 der 1 und der Anlage 201 der 19 besteht darin, dass die Gasaustauschkammer 216 nicht über Verbindungsleitungen mit einer Inertgaskammer verbunden ist, aus welcher Inertgas in die Gasaustauschkammer 216 gedrückt werden kann. Stattdessen verlaufen zwischen der Gasaustauschkammer 216 des Einlass-Schleusenbereichs 203 und der Gasaustauschkammer 231 des Auslass-Schleusenbereichs 205 zwei Verbindungsleitungen 250, 251. In der Verbindungsleitung 250 befindet sich ein erstes Gebläse 252, welches eine Gasströmung von der Gasaustauschkammer 231 in die Gasaustauschkammer 216 bewirkt, während in der Verbindungsleitung 251 ein zweites Gebläse 253 angebracht ist, welches eine Gasströmung in der entgegengesetzten Richtung hervorruft.
Bei dem in 19 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Lackieranlage 201 ist die Gasaustauschkammer 231 als nach oben offener Zylinder ausgebildet, in welche ein Kolben 254 eingefahren werden kann.
Im Übrigen stimmt die Bauweise der Anlage 201 vollständig mit derjenigen der Anlage 1 von 1 überein, so dass der Einfachheit halber hierauf Bezug genommen werden kann.
Die Durchschleusung einer Fahrzeugkarosserie 210 durch die Anlage 201 der 19 wird nachfolgend unter ergänzender Bezugnahme auf die 20 bis 25 beschrieben. Diese 20 bis 25 zeigen verschiedene Betriebsphasen des Auslass-Schleusenbereiches 205.
Zunächst wird auf die 20 Bezug genommen. In dieser befindet sich eine Fahrzeugkarosserie 210 in der an den Trockentunnel 204 angrenzenden Übergangskammer 228 des Auslass-Schleusenbereichs 205. Das Tor 230, welches an die letzte Trocknerkammer angrenzt, ist bereits geschlossen und das Tor 232 schon geöffnet, so dass die Fahrzeugkarosserie 210 in die Gasaustauschkammer 231 einfahren kann. Der zugehörige Kolben 233 ist dabei selbstverständlich nach oben herausgefahren. Das Tor 256 zwischen der Gasaustauschkammer 231 und der Übergangskammer 255 ist geschlossen.
Eine weitere Karosserie 210' befindet sich bereits in der Gasaustauschkammer 216 des Einlass-Schleusenbereiches 203. Die Tore 224 und 225 der Gasaustauschkammer 216 sind geschlossen.
In den Kammern 228 und 231 befindet sich in 20 Inertgasatmosphäre, während die Übergangskammer 255, die Hubkammer 237 und die Verbindungskammer 239 Normalatmosphäre enthalten. In der Gasaustauschkammer 216 des Einlass-Schleusenbereiches 203 befindet sich zu diesem Zeitpunkt eine Mischung aus Normal- und Inertgasatmosphäre.
Sobald die Fahrzeugkarosserie 210 sich vollständig innerhalb der Gasaustauschkammmer 231 des Auslass-Schleusenbereiches 205 befindet, wird auch das Tor 232 geschlossen, wie dies in 21 dargestellt ist. Nunmehr wird mit Hilfe der Pumpen 252, 253 über die Verbindungsleitungen 250, 251 die Inertgasatmosphäre in der Gasaustauschkammer 231 des Auslass-Schleusenbereiches 205 in die Gasaustauschkammer 216 des Einlass-Schleusenbereiches 203 gespült und umgekehrt die Mischatmosphäre in der Gasaustauschkammer 216 des Einlass-Schleusenbereichs 203 in die Gasaustausch kammer 231 des Auslass-Schleusenbereiches 205 eingebracht. Es stellt sich in den beiden Gasaustauschkammern 216 und 231 eine Mischatmosphäre ein.
Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird das Tor 256 zwischen der Gasaustauschkammer 231 des Auslass-Schleusenbereiches 205 und der Übergangskammer 255 geöffnet, wobei die Hubvorrichtung 238 ausgefahren und die Öffnung 236 zwischen der Übergangskammer 255 und der Hubkammer 237 durch die Hubplattform verschlossen ist. Die Fahrzeugkarosserie 210 fährt, wie in 22 dargestellt, in die Übergangskammer 255 ein. Nunmehr befinden sich sowohl in der Gasaustauschkammer 231 als auch in der Übergangskammer 255 Mischatmosphäre.
Im nächsten Schritt, der in 23 dargestellt ist, wird der Kolben 233 mit Hilfe der Kolben-Zylindereinheiten 234, 235 in die Gasaustauschkammer 231 eingefahren. Die Mischatmosphäre, die sich in der Gasaustauschkammer 231 befindet, wird dabei in die Übergangskammer 255 verdrängt. Gleichzeitig senkt die Hubvorrichtung 238 die Fahrzeugkarosserie 210 in die Hubkammer 237 ab.
Wie in 24 dargestellt, wird nunmehr das Tor 232 zwischen der Übergangskammer 228 und der Gasaustauschkammer 231 wieder geöffnet und das gegenüberliegende Tor 256 zwischen der Gasaustauschkammer 231 und der Übergangskammer 255 geschlossen. Wenn jetzt, wie in 25 angedeutet, der Kolben 233 angehoben wird, füllt sich die Gasaustauschkammer 231 wieder mit Inertgas. Die Hubvorrichtung 238 fährt nach oben. Nunmehr ist der Ausgangszustand der 20 wieder erreicht und eine neue Durchschleusung einer Fahrzeugkarosserie 210' kann beginnen.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen von Lackier anlagen befindet sich der Trockentunnel auf einem höheren Niveau als die beidseits angrenzenden Anlagenabschnitte, so dass jeweils Hubvorrichtungen verwendet werden müssen, um die Fahrzeugkarosserien in den Trockentunnel ein- bzw. aus diesem auszubringen. Der Grund für diese Anordnung, die in der Fachwelt als "A-Schleuse" bekannt ist, ist ein energetischer: Es entweicht auf diese Weise weniger Atmosphäre aus dem Trockentunnel, deren Temperatur höher als diejenige der Atmosphäre in den angrenzenden Anlagenbereichen ist.
Es ist jedoch auch möglich, auf derartige "A-Schleusen" zu verzichten und alle Kammern der Lackieranlage in derselben Höhe anzuordnen. Ein Beispiel hierfür ist in den 26 und 27 gezeigt. Soweit bei diesem Ausführungsbeispiel Elemente solchen des Ausführungsbeispieles der 1 entsprechen, wurde dasselbe Bezugszeichen zuzüglich 300 verwendet.
In den 26 und 27 ist wiederum eine Lackierkabine 302 dargestellt, wobei anders als in 1 zwei von einem Roboter geführte Applikationseinrichtungen 360, 361 eingezeichnet sind. An die Lackierkabine 302 schließt sich in Bewegungsrichtung zunächst eine Verbindungskammer 311 an, in welcher ein Abdunstvorgang stattfinden kann. Eine Zuluftanlage 362 versorgt sowohl die Lackierkabine 302 als auch die Verbindungskabine 311 mit konditionierter Frischluft.
In Bewegungsrichtung folgt auf die Verbindungskabine 311 eine Vortrocknerkabine 363, in welcher ein Großteil der Lösemittel aus dem Lack ausgetrieben wird, und sodann eine Gasaustauschkammer 316, deren Funktion derjenigen der Gasaustauschkammer 216 beim Ausführungsbeispiel der 19 entspricht. Anders als beim Ausführungsbeispiel der 19 ist der Gasaustauschkammer 316 noch eine Kolbenschleusenkammer 363 nachgeschaltet, der ein in vertikaler Richtung verfahrbarer Kolben 364 zugeordnet ist. Die Funktion dieser Kolbenschleusenkammer und des zugehörigen Kolbens 364 ist ohne weitere Beschreibung aus den obigen Ausführungen zu den Ausführungsbeispielen der 1 und 19 verständlich.
Aus der Kolbenschleusenkammer 363 treten die Fahrzeugkarosserien 310 sodann in den eigentlichen Trockentunnel 304 ein, wo die Beschichtung in Inertgasatmosphäre und gegebenenfalls unter UV-Bestrahlung ausgehärtet wird. Die Fahrzeugkarosserien 310 verlassen den Trockentunnel 304 und treten in den Auslass-Schleusenbereich 305 ein, der in diesem Falle eine Gasaustauschkammer 331 und einen zugehörigen Kolben 354 umfasst. Die Gasaustauschkammer 331 ist über Verbindungsleitungen 350, 351 mit der Gasaustauschkammer 316 des Einlass-Schleusenbereichs 303 verbunden. Die fördernden Pumpen sind in den 26 und 27 nicht dargestellt. Das Zusammenwirken der Komponenten 331, 354 und 316 entspricht vollständig demjenigen der Komponenten zu 231, 254 und 216 des Ausführungsbeispieles der 19.
Anders als beim Ausführungsbeispiel der 19 schließt sich jedoch die Verbindungskammer 339 direkt auf derselben Höhe an die Gasaustauschkammer 331 des Auslass-Schleusenbereiches 305 an.

Claims

Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere von lackierten Fahrzeugkarosserien, mit a) einem Trockentunnel, dessen Innenraum mit einer Inertgasatmosphäre gefüllt ist; b) einem Einlass-Schleusenbereich, der dem Trockentunnel vorgeschaltet ist, mindestens eine Schleusenkammer umfasst und die innerhalb des Trockentunnels herrschende Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalatmosphäre trennt; c) einem Auslass-Schleusenbereich, der dem Trockentunnel nachgeschaltet ist, mindestens eine Schleusenkammer umfasst und die innerhalb des Trockentunnels herrschende Inertgasatmosphäre von der äußeren Normalatmosphäre trennt; d) einem Fördersystem, welches die Gegenstände durch den Einlass-Schleusenbereich, den Trockentunnel und den Auslass-Schleusenbereich hindurchfährt; dadurch gekennzeichnet, dass e) mindestens eine Schleusenkammer (19, 31, 33; 114, 141; 231; 331, 363) des Einlass-Schleusenbereichs (3; 103; 203; 303) und/oder des Auslass-Schleusenbereichs (5; 205; 305) eine Einrichtung (20, 33; 120; 144; 254; 354, 364) aufweist, welche in der Lage ist, zur Verdrängung der in der jeweiligen Schleusenkammer (19, 31, 33; 114, 141; 231; 331, 336) enthaltenen Atmosphäre das Volumen der jeweiligen Schleusenkammer (19, 31, 33; 114, 141; 231; 331, 363) zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert zu verändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Veränderung des Volumens (20, 33; 120, 144; 254; 354, 364) einen Kolben umfasst, der in die jeweilige Schleusenkammer (19, 31, 33; 114, 141; 231; 331, 363) einfahrbar und aus dieser wieder ausfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine in ihrem Volumen veränderbare Schleusenkammer (19) umfasst, die selbst nicht von den beschichteten Gegenständen (10) durchquert wird, aber strömungsmäßig mit einer von den beschichteten Gegenständen (10) durchquerten Schleusenkammer (16) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine in ihrem Volumen veränderbare Schleusenkammer (31; 114; 231; 331, 363) umfasst, die selbst von den beschichteten Gegenständen (10; 110; 210; 310) durchquert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine in ihrem Volumen veränderliche Schleusenkammer (114) über eine absperrbare Verbindungsleitung (145) mit einer zweiten in ihrem Volumen veränderlichen Schleusenkammer (141) derart in Verbindung steht, dass durch gegensinnige Volumenänderung der beiden Schleusenkammern (114, 141) die in ihnen befindliche Atmosphäre zwischen diesen beiden Schleusenkammern (114, 141) hin und her geschoben werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schleusenkammer (216; 316) des Einlass-Schleusenbereichs (203; 303) über mindestens zwei Leitungen (251, 252; 351, 352) so mit einer Schleusenkammer (231; 331) des Auslass-Schleusenbereichs (205; 305) verbunden ist, dass die in den beiden Schleusenkammern (216, 231; 316, 331) befindliche Atmosphäre durch die beiden Schleusenkammern (216, 231; 316, 331) zu Spülzwecken geführt werden kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einlass-Schleusenbereich (3; 103; 203) und/oder dem Auslass-Schleusenbereich (5; 105; 205) eine Hubvorrichtung (13, 38; 113; 213, 238) vorgesehen ist, mit der die beschichteten Gegenstände (10; 110; 210) auf das Höhenniveau eines höher liegenden Trockentunnels (4; 104; 204) angehoben und/oder von diesem Niveau abgesenkt werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Trockentunnel (304) und alle von den beschichteten Gegenständen (310) durchquerten Schleusenkammern (316, 363, 331) auf demselben Höhenniveau befinden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalwert des Volumens der jeweiligen Schleusenkammer (19, 31, 33; 114, 141; 231; 331, 363), deren Volumen verändert wird, gleich Null ist.