DE102008059811A1

DE102008059811A1 - Enameling furnace for powder-coated workpiece i.e. sheet metal, has radiant heater whose radiator is formed as infrared radiator for emitting medium-wave infrared radiations and dark radiator for emitting long-wave infrared radiations

Info

Publication number: DE102008059811A1
Application number: DE200810059811
Authority: DE
Inventors: Heinz-Georg Vollmer; Gerhard Brendel
Original assignee: Slf Oberflachentechnik GmbH; SLF OBERFLAECHENTECHNIK GmbH
Current assignee: Slf Oberflachentechnik GmbH; SLF OBERFLAECHENTECHNIK GmbH
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2028-12-02
Also published as: DE102008059811B4

Abstract

The furnace has a combustion chamber for receiving a powder-coated workpiece i.e. sheet metal. A convection heating device is provided with a heating assembly, a blower and air guiding channels. The chamber has a radiant heater whose radiator is formed as an infrared radiator for emitting medium-wave infrared radiations and formed as a dark radiator for emitting long-wave infrared radiations. The radiator is formed in such a manner that the radiations irradiate the interior of the chamber. Emitters in the form of pipings (6) are distributed arranged in the chamber. An independent claim is also included for a method for coating a workpiece.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einbrennofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a baking oven according to the preamble of the claim 1.

Wenn als Lackierverfahren eine Pulverlackierung gewählt wird, muss das zunächst aufgetragene Pulver anschließend aufgeschmolzen und eingebrannt werden. Hierzu werden die Pulver lackierten Werkstücke in gattungsgemäße Einbrennöfen gebracht und erhitzt, üblicherweise bei Temperaturen von mehr als 200°Celsius.If As a painting process a powder coating is selected, the first applied Powder afterwards be melted and baked. For this purpose, the powder painted workpieces placed in generic stoves and heated, usually at temperatures of more than 200 ° Celsius.

Bei dem Einbrennvorgang ist darauf zu achten, dass der Lack nicht überhitzt wird, was als „überbrennen” oder „verbrennen” bezeichnet wird und die Lackierungsqualität beispielsweise in Form von Farbabweichungen beeinträchtigen würde.at the baking process must be taken care that the paint does not overheat becomes what is called "overburning" or "burning" will and the paint quality for example, in the form of color variations would.

Problematisch ist daher die Lackierung von Werkstücken mit unterschiedlichen Schichtdicken, wenn ein Werkstück z. B. sowohl dünne Bleche von 2 mm Stärke als auch andere Bauteile wie Lager-Gehäuse von 40 mm oder mehr Wandstärke aufweist. Dies kann beispielsweise bei Kranauslegern, Nutzfahrzeug-Chassis o. dgl. der Fall sein.Problematic is therefore the painting of workpieces with different Layer thicknesses when a workpiece z. B. both thin Sheets of 2 mm thickness as well as other components such as bearing housing of 40 mm or more wall thickness. This For example, in crane jibs, commercial vehicle chassis o. The like. The Be a case.

Die Wärmezufuhr zu den Werkstücken erfolgt üblicherweise über eine Konvektionsheizung, also eine Heizeinrichtung, die heiße Luft in die Brennkammer des Brennofens fördert. Eine möglichst gleichmäßige Luftverteilung trägt dafür Sorge, dass sämtliche Werkstückbereiche der gewünschten Einbrenntemperatur ausgesetzt werden. Allerdings leiten die Werkstückbereiche mit größerer Wandstärke sehr viel mehr Wärme ins Innere des Werkstücks ab und bleiben an ihrer Oberfläche länger kühl, so dass die Aushärtung des Lackpulvers dort längere Zeit benötigt als bei Werkstückbereichen mit geringer Wandstärke, die schneller durchgewärmt sind. Das vorbeschriebene Problem des „Verbrennens” kann daher auftreten.The heat to the workpieces usually takes place via a Convection heating, so a heater, the hot air promotes into the combustion chamber of the kiln. A uniform air distribution makes sure that all Work areas the desired Be exposed to baking temperature. However, the workpiece areas guide with larger wall thickness very much more heat inside the workpiece off and stay on their surface longer cool, so that curing the paint powder there longer Time needed as in workpiece areas with low wall thickness, the warmed up faster are. The above-described problem of "burning" can therefore occur.

Weiterhin ist bei konvektionsbeheizten Brennkammern problematisch, dass die Heißluft zur Verwirblung von Lackpartikeln beitragen kann, wenn die Luftgeschwindigkeiten einen bestimmten Wert überschreiten, wie dies zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Luftverteilung vorgesehen sein kann. Die unmittelbar aufeinander folgende Bearbeitung von Werkstücken unterschiedlicher Farbe ist daher problematisch, denn die Übertragung des Farbnebels vom ersten zum zweiten Werkstück kann in der Praxis kaum ausgeschlossen werden, so dass sich unerwünschte Farbverunreinigungen beim zweiten Werkstück finden können.Farther is problematic in convection - heated combustion chambers that the hot air can contribute to the Verwirblung of paint particles, if the air speeds exceed a certain value, as this to achieve a uniform air distribution can be provided. The immediate successive processing of workpieces different color is therefore problematic, because the transmission The color fog from the first to the second workpiece can hardly in practice be excluded, so that unwanted color contamination at the second workpiece can find.

Schließlich ist bei der gattungsgemäßen Ausgestaltung eines Einbrennofens nachteilig, dass die Konvektionsheizung vergleichsweise hohe Energiekosten verursacht, um einerseits die Heizwirkung und andererseits die erforderliche Luftumwälzung sicherstellen zu können, mit welcher eine gleichmäßige Verteilung der Temperatur in der Brennkammer sichergestellt werden soll.Finally is in the generic embodiment a baking oven disadvantageous that the convection heating comparatively high energy costs caused, on the one hand, the heating effect and on the other hand to be able to ensure the required air circulation with which a uniform distribution the temperature in the combustion chamber should be ensured.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Einbrennofen dahingehend zu verbessern, dass dieser möglichst wirtschaftlich betrieben werden kann und eine möglichst problemlose Verarbeitung von Werkstücken ermöglicht, die unterschiedliche Materialstärken aufweisen.Of the Invention is based on the object, a generic baking oven to improve so that this operated as economically as possible can be and one as possible easy processing of workpieces allows the different thicknesses exhibit.

Diese Aufgabe wir durch einen Einbrennofen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These We task by a baking oven with the characteristics of the claim 1 solved.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten eine zusätzliche Strahlungsheizung vor, so dass zusätzlich zur Konvektionsheizeinrichtung ein Strahler zur Beheizung des Werkstücks verwendet werden kann. Der Strahler kann als sogenannter Dunkelstrahler eine langwellige Infrarotstrahlung abstrahlen, für welche die üblicherweise verwendeten Lackmaterialien weitgehend durchlässig sind, so dass das unter der Lackierung befindliche Material des Werkstücks durch den Dunkelstrahler beheizt wird und somit die Aushärtung des Lacks quasi von innen nach außen erfolgt.The Invention proposes in other words an extra Radiant heating in front, so in addition to the convection heater a radiator can be used to heat the workpiece. The radiator can be a so-called dark radiator a long-wave Emitting infrared radiation, for which ones usually used paint materials are largely permeable, so that the under the paint located material of the workpiece through the dark radiator is heated and thus the curing of the paint is done virtually from the inside out.

Abschattungseffekte, wie sie bei Licht kürzerer Wellenlängen unvermeidlich sind, beispielsweise auch bei mittel- oder kurzwelliger Infrarotstrahlung, und die dazu führen würden, dass derartig abgeschattete Bereiche nicht korrekt aushärten, werden durch die Dunkelstrahler-Beheizung vermieden. Dadurch, dass die Aufheizung des Werkstücks von innen heraus erfolgt, wirken sich unterschiedliche Abstände des Werkstücks vom Strahler nicht so nachteilig aus wie bei mittelwelligen Infrarotstrahlern.shadowing, as they are shorter in light wavelength are inevitable, for example, even in medium or shortwave Infrared radiation, which would cause such shading Do not cure areas correctly, are avoided by the dark radiator heating. As a result of that the heating of the workpiece is done from the inside out, different distances of the workpiece from the spotlight not as disadvantageous as medium-wave infrared radiators.

Gleichwohl kann eine Beheizung der Brennkammer mittels einer mittelwelligen Infrarotstrahlung erfolgen. In besonders wirtschaftlicher Weise ist hierzu nicht eine weitere Heizeinrichtung vorgesehen, sondern vielmehr kann die Strahlungsheizung, die als Dunkelstrahler eine langwellige Infrarot-Strahlung aussendet, auch derart betrieben werden, dass sie eine mittelwellige Infrarotstrahlung ausstrahlt. So kann beispielsweise ermöglicht werden, bei Beginn des Heizvorgangs zunächst schnell einen besonders hohen Wärmeeintrag in die Brennkammer zu bewirken. Temperaturverluste, die durch das Einbringen eines kalten Werkstücks in die Brennkammer bedingt sind, können somit schnell ausgeglichen werden.nevertheless can be a heating of the combustion chamber by means of a medium wave Infrared radiation take place. In a particularly economical way For this purpose, not a further heating device is provided, but Rather, the radiant heater, the dark radiator as a Long-wave infrared radiation emits, also operated in such a way be that it emits a medium wave infrared radiation. So, for example, allows be, at the beginning of the heating process, first quickly a particularly high heat input to effect into the combustion chamber. Temperature losses caused by the Inserting a cold workpiece are conditioned in the combustion chamber, thus can be compensated quickly become.

Zudem kann durch die Dunkelstrahler-Beheizung die Konvektions-Heizleistung erheblich reduziert werden, so dass die Heiz kosten reduziert werden können und der konvektionsbedingte Effekt des Verbrennens vermieden werden kann.moreover can by the dark heater heating the convection heating power be significantly reduced, so that the heating costs are reduced can and avoid the convection-related effect of burning can.

Wenn die Konvektionsbeheizung erst zugeschaltet wird, nachdem die Partikel des Farbpulvers angeschmolzen sind und miteinander verkleben, sind auch die mit der Luftbewegung verbundenen Probleme frei fliegender Farbpartikel verringert oder sogar ganz vermieden.If the convection heating is switched on only after the particles the color powder are melted and stick together, too the problems of free-flying paint particles associated with air movement reduced or even completely avoided.

Vorteilhaft kann die Konvektionsheizeinrichtung wahlweise ein- und ausgeschaltet werden, so dass mittels der verschiedenen Beheizungsmöglichkeiten zunächst konvektionsunterstützt eine schnelle Aufheizung der Brennkammer und des Werkstücks erfolgen kann, während anschließend, um den erwähnten Effekt des Verbrennens zu vermeiden, eine demgegenüber schonendere Beheizung des Werkstücks und des darauf befindlichen Lacks erfolgt. Der zunächst konvektionsunterstützte Aufheizvorgang der Brennkammer bzw. des Werkstücks dient dazu, die Verweildauer des Werkstücks in der Brennkammer möglichst gering zu halten, so dass eine wirtschaftliche Lackierung mit einer möglichst kurzen Taktzeit für die Werkstücke ermöglicht wird.Advantageous The convection heater can optionally be switched on and off so that by means of various heating options first konvektionsunterstützt a rapid heating of the combustion chamber and the workpiece done can, while subsequently, around the mentioned To avoid the effect of burning, a gentler on the other hand Heating the workpiece and the paint thereon. The first convection assisted heating of the Combustion chamber or of the workpiece serves the residence time of the workpiece in the combustion chamber as possible to keep low, so that economical painting with a preferably short cycle time for the workpieces allows becomes.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, eine Temperatur von 220°C nicht zu überschreiten. Erstens werden hierdurch im Vergleich zu einer sonst erforderlichen Temperatur von 230° oder 240°C die mit der Konvektionsbeheizung verbundenen Heizkosten deutlich reduziert, und zweitens wird hierdurch das Risiko zusätzlich verringert, dass der Lack verbrennen könnte.Advantageous may be provided not to exceed a temperature of 220 ° C. First, be in comparison to an otherwise required temperature from 230 ° or 240 ° C the significantly reduced heating costs associated with convection heating, and secondly, this additionally reduces the risk that the Could burn paint.

Vorteilhaft kann eine elektronische Steuerung vorgesehen sein, die als Teil der Konvektionsheizeinrichtung die in der Brennkammer herrschende Temperatur bestimmt und eine Überschreitung der gewünschten Maximaltemperatur zuverlässig verhindert.Advantageous An electronic controller may be provided as part of the convection heater the prevailing temperature in the combustion chamber determined and an overrun the desired Maximum temperature reliable prevented.

Während die Strahlungsheizung in ihrer Betriebsweise als „normaler” Infrarotstrahler eine mittelwellige Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 2 bis 3 μm aussendet, kann sie in ihrer Betriebsweise als Dunkelstrahler vorzugsweise eine Strahlung im Wellenlängenbereich von 3–6 μm ausenden, so dass die erwähnten Vorteile, die mit einer langwelligen Infrarotstrahlung für die Beheizung des Werkstücks verbunden sind, zum Tragen kommen.While the Radiant heating in their mode of operation as a "normal" infrared radiator a medium wave Radiation with one wavelength in the range of 2 to 3 μm emits, it may preferably in their operation as a dark radiator a radiation in the wavelength range from 3 to 6 μm, so that mentioned Advantages of using a long-wave infrared radiation for heating of the workpiece connected, come to fruition.

Vorteilhaft können in der Brennkammer zwei Temperatursensoren vorgesehen sein, um einerseits die mittels der Konvektionsbeheizung erzielte Lufttemperatur zu erfassen und andererseits die Intensität der Strahlungsbeheizung mittels des Dunkelstrahlers. Hierzu kann der die Lufttemperatur erfassende Temperatursensor mit der Steuerung der Konvektionsheizeinrichtung verbunden sein.Advantageous can be provided in the combustion chamber, two temperature sensors, on the one hand the to detect air temperature achieved by convection heating and on the other hand the intensity the radiation heating by means of the dark radiator. For this purpose can the temperature sensor detecting the air temperature with the controller be connected to the convection heater.

Der Temperatursensor zur Erfassung der Strahlungstemperatur ist vorzugsweise von der Luft geschützt angeordnet, nämlich innerhalb eines Hüllkörpers, wobei er im Abstand von der Wandung des Hüllkörpers angeordnet ist. So ist ein Wärmetransport durch Konvektion oder durch Wärmeleitung ausgeschlossen, und lediglich die von der Wandung des Hüllkörpers aufgenommene Strahlung, die den Hüllkörper erwärmt, wird als Strahlungswärme an den Temperatursensor abgegeben. Dementsprechend kann dieser Temperatursensor mit der Steuerung verbunden sein, die zur Steuerung der Heizleistung des Dunkelstrahlers vorgesehen ist.Of the Temperature sensor for detecting the radiation temperature is preferably protected from the air arranged, namely within an enveloping body, wherein it is arranged at a distance from the wall of the enveloping body. So is a heat transfer by convection or by heat conduction excluded, and only recorded by the wall of the envelope Radiation that heats the envelope becomes as radiant heat delivered to the temperature sensor. Accordingly, this temperature sensor be connected to the controller, which is used to control the heating power of Dark radiator is provided.

Da sich die Wandung des Hüllkörpers wie auch die eingeschlossene Luft innerhalb des Hüllkörpers während eines ersten Einbrennvorganges aufheizt, hätte dies zur Folge, dass bei einem anschließenden Einbrennvorgang bzw. beim nächsten Werkstück, welches in die Brennkammer einfährt, die gespeicherte Restwärme verfälschte Werte an die Steuerung geben würde.There the wall of the envelope as well the trapped air within the enveloping body during a first burn-in process would have heated up This means that in a subsequent baking process or at the next Workpiece, which enters the combustion chamber, the stored residual heat falsified Would give values to the controller.

Aus diesem Grund ist der Hüllkörper vorteilhaft so ausgestaltet, dass er von innen mit Luft zwangsgekühlt werden kann:
Das Äußere des Hüllkörpers kann nie die so genannte „Raumtemperatur” erreichen, also die Temperatur außerhalb der Brennkammer und damit die Temperatur des in die Brennkammer einfahrenden Werkstückes, weil sich der Hüllkörper ja in der heißen Atmosphäre der Brennkammer befindet. Daher wird dieser Temperaturunterschied kompensiert. Dies geschieht vorteilhaft derart, dass sowohl an der Außen- als auch an der Innenseite des Hüllkörpers Korrektursensoren angebracht sind, die wirksam mit der Steuerung verbunden sind. Die Korrektursensoren übermitteln somit das Temperaturgefälle zwischen der Außenseite der Hüllkörperwandung, die der heißen Atmosphäre der Brennkammer ausgesetzt ist, und der Innenseite der Hüllkörperwandung, die mit Umgebungsluft zwangsgekühlt ist, welche die erwähnte Raumtemperatur aufweist und von außerhalb der Brennkammer in das Hüllrohr geführt wird. Um die Brennkammer nicht abzukühlen, strömt diese Umgebungsluft nicht aus dem Hüllrohr in die Brennkammer, sondern wird wieder aus dem Hüllrohr und aus der Brennkammer herausgeführt.For this reason, the enveloping body is advantageously designed so that it can be forcibly cooled from the inside with air:
The exterior of the enveloping body can never reach the so-called "room temperature", ie the temperature outside the combustion chamber and thus the temperature of the workpiece entering the combustion chamber, because the enveloping body is indeed in the hot atmosphere of the combustion chamber. Therefore, this temperature difference is compensated. This advantageously takes place in such a way that correction sensors are mounted both on the outside and on the inside of the enveloping body, which are effectively connected to the control. The correction sensors thus transmit the temperature gradient between the outside of the Hüllkörperwandung, which is exposed to the hot atmosphere of the combustion chamber, and the inside of the Hüllkörperwandung, which is forcibly cooled with ambient air having said room temperature and is led from outside the combustion chamber in the cladding tube. In order not to cool the combustion chamber, this ambient air does not flow from the cladding tube into the combustion chamber, but is again led out of the cladding tube and out of the combustion chamber.

Die Kühlluft kann beispielsweise dadurch zugeführt werden, dass ein Anschluss an eine ohnehin vorhandene Pressluftanlage zum Hüllrohr führt, oder es kann ein separater Ventilator vorgesehen sein. Die in das Hüllrohr geführte Kühlluft kann aus einer Halle stammen, in welcher sich auch die Brennkammer befindet, oder es kann sich um Außenluft aus dem Freien handeln.The cooling air can be supplied, for example, that a connection to an already existing compressed air system leads to the cladding tube, or it can be a separate Be provided fan. The cooling air led into the cladding tube can come from a hall, in which the combustion chamber is located, or it may be around outside air to act from the outdoors.

Die Kühlung erfolgt für eine beschränkte Zeitdauer vorteilhaft stets dann, wenn ein neues Werkstück in die Brennkammer eingefahren wird bzw. in einen bestimmten Bereich der Brennkammer gelangt, dessen Temperaturführung unabhängig von einem oder mehreren anderen Bereichen regelbar ist. Nach Abschalten der Kühlung heizen sich das Hüllrohr und der darin angeordnete Temperatursensor wieder auf, bis letztlich ein Temperatur- Gleichgewicht zwischen der Außenseite der Hüllrohrwandung, der Innenseite der Hüllrohrwandung sowie dem im Inneren des Hüllrohrs angeordneten Temperatursensor eingestellt ist.The cooling takes place for a limited period of time always advantageous when a new workpiece is retracted into the combustion chamber or in a certain area of the combustion chamber reaches, whose temperature control is independent of one or more other areas regulated. After switching off the cooling, the cladding tube and the temperature sensor arranged therein heat up again, until finally a temperature equilibrium is set between the outside of the cladding tube wall, the inside of the cladding tube wall and the temperature sensor arranged in the interior of the cladding tube.

Während dieses Aufheizvorgangs, der sich an die Kühlung des Hüllrohrs anschließt, kann aufgrund des Temperaturgefälles, welches sich über die Wandung des Hüllrohrs einstellt und von den Korrektursensoren erfasst wird, in der Steuerung automatisch eine Zeitverzögerung errechnet werden, nach welcher die Heizleistung der Strahler zurückgenommen wird. Die Heizleistung der Strahler wird also nicht zurückgenommen, sobald der Temperatursensor innerhalb des Hüllkörpers das Erreichen der gewünschten Temperatur anzeigt, sondern die Heizleistung wird erst nach der ermittelten Zeitverzögerung zurückgenommen.During this Heating process, which adjoins the cooling of the cladding can due to the temperature gradient, which is about the wall of the cladding tube and detected by the correction sensors in the controller automatically a time delay be calculated, after which the heating power of the radiator withdrawn becomes. The heat output of the spotlights is therefore not withdrawn, as soon as the temperature sensor within the envelope reaches the desired level Temperature displays, but the heating power is only after the determined time delay withdrawn.

Eine weitere Zeitverzögerung wird errechnet, indem der tatsächliche Abstand des Werkstückes zum Strahler ins Verhältnis zum Abstand des Temperatursensors gesetzt wird. Da die Infrarotleistung im Quadrat zum Abstand des Strahlers abnimmt, kann der tatsächliche Temperaturanstieg am Werkstück auf diese Weise berechnet und somit eine Zeitverzögerung für die Reduzierung der Strahlerleistung ermittelt werden.A further time delay is calculated by the actual Distance of the workpiece to Spotlights in proportion is set to the distance of the temperature sensor. Because the infrared power in the square decreases the distance of the radiator, the actual Temperature rise on the workpiece this way, and thus a time delay for the reduction of the radiator power be determined.

Eine andere Möglichkeit zur Regelung der Strahlerleistung besteht darin, wenigstens ein als Pyrometer, Infrarotkamera, Wärmebildkamera oder ähnliches Gerät zur Temperaturfernerfassung als Strahlungstemperatursensor vorzusehen, welches außerhalb der Brennkammer angeordnet ist und durch einen Durchbruch in der Isolierung der Brennkammer von außen auf das Innere der Brennkammer ausgerichtet ist. Mittels dieses Temperatursensors kann beispielsweise die Temperatur des Werkstückes selbst oder eines Referenzkörpers gemessen werden. Der Referenzkörper kann beispielsweise als ein Blech ausgestaltet sein und sich beispielsweise an dem Gehänge befinden, an welchem auch die Werkstücke aufgehängt sind.A different possibility for controlling the radiator power is at least one as a pyrometer, infrared camera, thermal imaging camera or similar Device for Provide remote temperature sensing as a radiant temperature sensor, which outside the combustion chamber is arranged and through a breakthrough in the Insulation of the combustion chamber aligned from the outside to the inside of the combustion chamber is. By means of this temperature sensor, for example, the temperature of the workpiece yourself or a reference body be measured. The reference body can be configured for example as a sheet and, for example, to the hanger where the workpieces are suspended.

Vorteilhaft können die beiden in der Brennkammer direkt und im Hüllrohr vorgesehenen Temperatursensoren jeweils als Temperaturfühler ausgestaltet sein, so dass preisgünstige, handelsübliche Messeinrichtungen verwendet werden können, beispielsweise Temperaturfühler vom Typ Pt100, die genauere Messwerte liefern als z. B. Thermoelemente.Advantageous can the two in the combustion chamber directly and provided in the jacket tube temperature sensors each as a temperature sensor be designed so that inexpensive, commercial measuring equipment can be used for example, temperature sensor of type Pt100, which provide more accurate readings than z. B. thermocouples.

Bei den beiden Korrektursensoren, die ja der Wandung des Hüllrohrs anliegen, kann es sich vorteilhaft um handelsübliche Thermoelemente handeln, die gut zur Kontakt-Temperaturmessung geeignet sind.at the two correction sensors, the wall of the cladding tube abuts, it may be advantageous to commercially available thermocouples, the are well suited for contact temperature measurement.

Vorteilhaft kann der Dunkelstrahler in Form einer Rohrleitung ausgestaltet sein, durch welche Rauchgase eines Brenners geführt werden. Durch die Beeinflussung des Brenners können unterschiedliche Temperaturen des Rauchgases und damit auch der Rohrleitung eingestellt werden, so dass diese z. B. wahlweise eine mittelwellige oder eine langwellige Infrarotstrahlung ausstrahlt.Advantageous the dark radiator can be designed in the form of a pipeline, through which flue gases of a burner are led. By the influence of the burner different temperatures of the flue gas and thus also the Pipe be adjusted so that this z. B. optionally one medium-wave or long-wave infrared radiation emits.

Dabei kann die Rohrleitung vorteilhaft in Art einer Ringleitung verlaufen, so dass die Rauchgase im Kreislauf geführt werden. Durch diese Kreislaufführung kann das Temperaturniveau in der Rohrleitung vergleichmäßigt werden, während ansonsten ein starkes Temperaturgefälle vom Brenner bis zum Austritt der Rauchgase entstehen würde. Um einen gleichmäßigen Betrieb des Brenners zu ermöglichen, ist auch bei einer Ringleitung vorgesehen, dass diese eine Eintrittsöffnung aufweist, durch welche die heißen Rauchgase vom Brenner in die Ringleitung einströmen können. Zudem weist die Ringleitung eine Austrittsöffnung auf, um Rauchgase aus der Ringleitung abführen zu können. Im Vergleich zu der insgesamt durch die Ringleitung strömenden Rauchgasmenge ist dabei vorgesehen, dass lediglich ein Teil dieser Menge in die Ringleitung einströmt und ebenfalls ein Teil dieser Menge die Ringleitung durch die Austrittsöffnung verlässt, während im Übrigen ein Anteil der Rauchgase in der Ringleitung wie erwähnt im Kreislauf geführt wird.there the pipeline can advantageously run in the manner of a loop, so that the flue gases are circulated. Through this cycle can the temperature level in the pipeline is evened out, while otherwise a strong temperature gradient from the burner to the outlet the flue gases would arise. For a smooth operation to enable the burner is also provided in a ring line, that this has an inlet opening, which are the hot ones Flue gases from the burner can flow into the loop. In addition, the ring line an outlet opening to be able to dissipate flue gases from the loop. Compared to the total flowing through the loop Flue gas quantity is provided that only a part of this Quantity flows into the ring line and also a part of this amount leaves the loop through the outlet, while the rest a Share of the flue gases in the loop is circulated as mentioned.

Insbesondere können vorteilhaft mehrere Dunkelstrahler vorgesehen sein, die in der Brennkammer verteilt angeordnet sind, um auf diese Weise ebenfalls die Strahlungsintensität möglichst gleichmäßig über die Brennkammer zu verteilen.Especially can Advantageously, a plurality of dark radiators are provided, which are in the combustion chamber distributed in order to also in this way the radiation intensity as possible evenly over the Distribute combustion chamber.

Vorteilhaft können Luftführungskanäle vorgesehen sein, die als Teil der Konvektionsheizeinrichtung dazu dienen, die Heißluft in die Brennkammer zu leiten. Diese Luftführungskanäle führen die Luft vorzugsweise derart, so dass die Luft parallel zu der Richtung in die Brennkammer einströmt, in welcher auch die Dunkelstrahlung auf das Werkstück einstrahlt.Advantageous can Air ducts provided which serve as part of the convection heater, the hot air to lead into the combustion chamber. These air ducts lead the air preferably such that the air is parallel to the direction in the combustion chamber flows, in which also the dark radiation radiates onto the workpiece.

Vorteilhaft kann eine besonders effektive Ausnutzung der vom Dunkelstrahler ausgesendeten Strahlung dadurch erfolgen, dass die vom Werkstück weg gerichteten Strahlungsanteile mittels eines Reflektors in das Innere der Brennkammer, also auf das Werkstück gerichtet, umgelenkt werden.Advantageous can be a particularly effective use of the dark radiator emitted radiation take place in that the directed away from the workpiece Radiation components by means of a reflector in the interior of the combustion chamber, So on the workpiece directed, deflected.

In diesem Fall kann der Reflektor vorteilhaft als Luftleitblech der Konvektionsheizeinrichtung dienen, um die Luft um den Dunkelstrahler herumzuführen, so dass weder die Heißluft den Dunkelstrahler abkühlt noch der Dunkelstrahler die Heizluft auf ein unerwünscht hohes Temperaturniveau erhitzt.In this case, the reflector can be used advantageously as a baffle of the convection heater to herumzufüh the air around the dark radiator ren, so that neither the hot air cools the dark radiator nor the dark radiator heats the heating air to an undesirably high temperature level.

Insbesondere bei dickwandigen Werkstücken, beispielsweise Blechen mit mehr als 5 mm Wandstärke, ergibt sich bei einer reinen Konvektionsbeheizung das Problem, dass einerseits die Masse des Werkstückmaterials schnell aufgeheizt werden soll, um kurze Verweilzeiten im Brennofen zu ermöglichen, andererseits aber die Konvektionsbeheizung nicht zu intensiv sein darf, um das Lackpulver nicht zu verwirbeln oder, wie oben erwähnt, zu „verbrennen”. Vorteilhaft kann daher im Rahmen des vorliegenden Vorschlags ein Verfahren zum Lackieren von Werkstü cken gewählt werden, welches einen mehrstufigen Aufheizprozess zur Aushärtung des Pulverlacks vorsieht.Especially for thick-walled workpieces, For example, sheets with more than 5 mm wall thickness, results in a pure convection heating the problem that on the one hand the mass of Workpiece material should be heated quickly to short residence times in the kiln to enable On the other hand, the convection heating should not be too intense is allowed to not to swirl the paint powder or, as mentioned above, to "burn". Advantageous Therefore, within the framework of the current proposal, a procedure for Painting of workpieces chosen be a multi-stage heating process for curing the Powder coating provides.

Dieser mehrstufige Aufheizprozess sieht vor, das Werkstück mittels unterschiedlicher Beheizungsarten aufzuheizen. Zu Beginn des Aufheizprozesses wird die Brennkammer mittels mittelwelliger Infrarotstrahlung beheizt, die allerdings zu Abschattungseffekten führen kann. Diese mittelwellige Infrarotstrahlung soll lediglich in möglichst kurzer Zeit eine gewisse Wärmemenge in die Brennkammer eintragen, so dass diese mittelwellige Infrarotbeheizung danach bemessen wird, wie groß die Brennkammer ist und wie groß die Masse des kalten, in die Brennkammer eingebrachten Werkstücks ist.This multi-stage heating process provides the workpiece by means of different Heating types of heating. At the beginning of the heating process is the combustion chamber is heated by medium-wave infrared radiation, which, however, can lead to shadowing effects. This medium wave Infrared radiation should only in the shortest possible time a certain heat enter into the combustion chamber, so that this medium-wave infrared heating is measured by how big the Combustion chamber is and how big the Mass of the cold, introduced into the combustion chamber workpiece is.

Anschließend wird die Brennkammer mittels langwelliger Infrarotstrahlung durch den erwähnten Dunkelstrahler beheizt. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Brenner gedrosselt werden, so dass die von ihm abgegebenen Rauchgase mit niedrigerer Temperatur durch eine Rohrleitung strömen, die als Strahler dient. Hierdurch wird der Übergang von mittel- zu langwelliger Strahlung bewirkt. Die mit mittelwelliger Infrarotbestrahlung verbundenen Abschattungseffekte werden von da an vermieden und es wird eine möglichst vollständige und gleichmäßige Durchhärtung des Lacks gewährleistet.Subsequently, will the combustion chamber by means of long-wave infrared radiation through the mentioned dark radiator heated. For example, a burner can be throttled for this purpose so that the emitted by him flue gases at a lower temperature to flow through a pipeline, which serves as a spotlight. This changes the transition from medium to long wave Radiation causes. Those associated with medium wave infrared radiation Shadowing effects are avoided from then on and it will be a preferably full and uniform curing of the Guaranteed lacquer.

Zeitverzögert nach dem Beginn der Dunkelstrahlung, wenn nämlich das Lackpulver angeliert ist und dementsprechend ein Flug von Lackpartikeln ausgeschlossen ist, kann unterstützend eine Konvektionsbeheizung mittels Heißluft erfolgen, um auf diese Weise den Einbrennvorgang des Pulverlacks möglichst schnell durchzuführen, eine möglichst hohe Taktrate für die Benutzung der Brennkammer, und somit deren möglichst wirtschaftlichen Betrieb zu ermöglichen.Delayed after the beginning of the dark radiation, namely when the paint powder geliert is and accordingly excluded a flight of paint particles is, can be supportive convection heating by means of hot air take place in order to To carry out the baking process of the powder coating as quickly as possible, a highest possible Clock rate for the use of the combustion chamber, and thus their most economical operation to enable.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das Werkstück zumindest bereichsweise besonders dick ist, also große Wandstärken von wenigstens 40 mm aufweist. Insbesondere bei derart großen Wandstärken, die ansonsten einen enormen Wärmefluss von außen ins Innere des Werkstückes, also eine Abkühlung an der Oberfläche des Werkstücks und dementsprechend eine verzögerte Aushärtung des Lacks bewirken würden, bewirkt die vorschlagsgemäße Beheizung mittels Dunkelstrahler eine Erwärmung des Werkstücks von innen heraus, also eine möglichst schnelle und gleichmäßige Aushärtung des Lacks.there can be provided that the workpiece at least partially especially thick, so big wall thickness of at least 40 mm. Especially with such a large wall thickness, the otherwise a huge heat flow from the outside inside the workpiece, So a cool down on the surface of the workpiece and accordingly a delayed one curing of the paint would cause causes the proposed heating by means of a dark heater heating of the workpiece from within, so as fast as possible and uniform curing of the Paint.

Vorteilhaft kann die Erzeugung der erwähnten mittelwelligen und langwelligen Infrarotstrahlung durch eine Verbrennung erzeugt werden, beispielsweise mittels eines Gasbrenners. Derartige Gasbrenner sind problemlos regelbar, so dass der Übergang von der mittelwelligen zur langwelligen Infrarotstrahlung auf einfache Weise durch eine Reduzierung der Rauchgastemperatur bewirkt werden kann, indem der Gasbrenner dementsprechend gedrosselt wird.Advantageous can the generation of the mentioned medium-wave and long-wave infrared radiation due to combustion be generated, for example by means of a gas burner. such Gas burners are easily adjustable, so the transition from the medium-wave to long-wave infrared radiation to simple Be caused by a reduction in the flue gas temperature can by throttling the gas burner accordingly.

Der vorliegende Vorschlag wird anhand der rein schematischen Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigtOf the The present proposal is based on the purely schematic drawings explained in more detail below. there shows

1 ein die Strahlungsheizung tragendes Gerüst, in Längsrichtung einer Brennkammer gesehen, und 1 a radiation heating supporting frame, seen in the longitudinal direction of a combustion chamber, and

2 ein die Strahlungsheizung tragendes Gerüst, quer zur Brennkammer gesehen, wobei jeweils nur Ausschnitte des gesamten Gerüstes dargestellt sind. 2 a framework carrying the radiant heater, viewed transversely to the combustion chamber, wherein only sections of the entire framework are shown in each case.

In 1 ist mit 1 ein Gerüst bezeichnet, welches Traversen 2 und Stützen 3 aufweist. Zur Aussteifung und Stabilisierung des Gerüstes 1 sind diagonal verlaufende Spannstangen 4 vorgesehen. Längsbalken 5 erstrecken sich in Längsrichtung des Gerüstes 1 verlaufend.In 1 is with 1 a framework called which trusses 2 and supports 3 having. For stiffening and stabilizing the framework 1 are diagonal tension rods 4 intended. stringers 5 extend in the longitudinal direction of the framework 1 Gradient.

Auf beiden Seiten des Gerüstes 1 sind jeweils zwei Brenner vorgesehen, die nicht dargestellt sind und deren heiße Rauchgase in Rohrleitungen 6 abgegeben werden. Zunächst weisen die Rohrleitungen 6 einen vergleichsweise großen Durchmesser auf, in diesem Bereich sind sie als Abgasstutzen 7 bezeichnet. Von den Abgasstutzen 7 aus verzweigen sich die Rohrleitungen 6 zu Abschnitten, die als Wandabschnitte 8 und als Bodenabschnitte 9 gekennzeichnet sind. Diese Abschnitte 8 und 9 führen dann jeweils zu einem Abgasauslass 10. Die dargestellten Verläufe der einzelnen Rohrleitungen 6 bzw. Abschnitte 8 und 9 sind lediglich rein beispielhaft. Davon abweichend kann vorgesehen sein, die Rohrleitungen vom Abgasstutzen 7 aus in Art einer Ringleitung zu führen und wieder zum Abgasstutzen 7 zurückzuführen, so dass ein Teil der Rauchgase im Kreislauf geführt wird und nur ein Teil der Rauchgase durch einen an die Rohrleitung 6 anschließenden Abgasauslass 10 aus diesem Kreislauf herausgeführt wird.On both sides of the framework 1 each two burners are provided, which are not shown and their hot flue gases in pipelines 6 be delivered. First, point the pipes 6 a comparatively large diameter, in this area they are as exhaust gas outlet 7 designated. From the exhaust pipe 7 the pipes branch out 6 to sections that as wall sections 8th and as floor sections 9 Marked are. These sections 8th and 9 then each lead to an exhaust outlet 10 , The illustrated courses of the individual pipelines 6 or sections 8th and 9 are purely exemplary. Deviating from it can be provided, the pipes from the exhaust pipe 7 to lead out in the manner of a loop and back to the exhaust pipe 7 so that some of the flue gases are recirculated and only a portion of the flue gases pass through the pipe 6 subsequent exhaust outlet 10 is led out of this cycle.

Mittels der Rohrleitungen 6 kann ein Werkstück, wie ersichtlich ist, sowohl von beiden Seiten als auch von unten beheizt werden, wenn es in eine Brennkammer eingebracht wird, in der sich das dargestellte Gerüst mit seiner Strahlungsheizung befindet. Durch die Regelung der Brenner kann die Temperatur der Rauchgase und damit die Oberflächentemperatur der Rohrleitungen 6 derart beeinflusst werden, dass die Heizung wahlweise als mittelwellige Infrarotheizung oder als langwellige Infrarotheizung und dementsprechend als Dunkelstrahler arbeitet.By means of pipelines 6 For example, as can be seen, a workpiece may be heated both from both sides as well as from below when it is introduced into a combustion chamber in which the illustrated framework with its radiant heating is located. By regulating the burner, the temperature of the flue gases and thus the surface temperature of the piping 6 be influenced so that the heater works either as a medium-wave infrared heater or as a long-wave infrared heater and accordingly as a dark radiator.

Zusätzlich zu der in den Zeichnungen dargestellten Heizeinrichtung ist vorschlagsgemäß eine an sich bekannte Konvektionsheizung vorgesehen, die mittels eines Gebläses Heißluft in die Brennkammer einbläst. Die Luftführung erfolgt dabei vorteilhaft der Art, dass die Heißluft nicht unmittelbar die Rohrleitungen 6 beaufschlagt und dann in den Innenraum der Brennkammer gelangt, sondern vielmehr an den Rohrleitungen 6 vorbei in die Brennkammer eingeblasen wird.In addition to the heating device shown in the drawings, according to the proposal a known convection heater is provided, which blows hot air into the combustion chamber by means of a blower. The air guide is advantageously carried out the way that the hot air is not directly the pipes 6 acted upon and then enters the interior of the combustion chamber, but rather on the pipes 6 is blown past into the combustion chamber.

Claims

A baking oven for powder-coated workpieces, with a combustion chamber, which accommodates the powder-coated workpiece, and a convection heater, which has a heating unit, a fan, and air ducts, wherein by means of the blower and the air ducts, the heated air is passed through the combustion chamber and along the workpiece along , characterized in that the combustion chamber has a radiant heater whose emitter emits a medium-wave infrared radiation as an infrared emitter and a so-called dark emitter long-wave infrared radiation and is aligned such that their radiation radiates into the interior of the combustion chamber.

Stove according to claim 1, characterized that the convection heater can either be switched on or off is such that the workpiece located in the combustion chamber is optional exclusively by means of medium-wave or long-wave infrared radiation is heated.

Stove according to claim 1 or 2, characterized that the convection heater is a temperature in the combustion chamber from at most Producing 220 ° C is designed.

Stove according to claim 3, characterized in that that the convection heater is an electronic control which determines the temperature prevailing in the combustion chamber.

Baking oven according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the radiant heater as an infrared radiator a radiation with a wavelength in the range of 2 to 3 μm sending out.

Baking oven according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the radiant heater as a dark radiator a Radiation with one wavelength in the range of 3 to 6 μm sending out.

Baking oven according to one of the preceding claims, thereby characterized in that two temperature sensors are arranged, in which provided a first temperature sensor for detecting the air temperature is and is connected to a controller which controls the heating power the convection heater controls, and where a second Temperature sensor provided for detecting the radiation temperature is and is connected to a Steue tion, which determines the heating power the radiator controls.

Stove according to claim 7, characterized in that that the second temperature sensor is provided in the combustion chamber, and within an enveloping body with Distance from the wall of the envelope arranged is.

Stove according to claim 7, characterized in that that the second temperature sensor outside the combustion chamber is provided, and designed for non-contact temperature remote sensing is like as a pyrometer, infrared camera or thermal imager, being this second temperature sensor through a breakthrough, which in one Insulation of the combustion chamber is provided in the interior of the combustion chamber is aligned.

Stove according to claim 7 or 8, characterized that both temperature sensors designed in each case as a temperature sensor are.

Baking oven according to one of the preceding claims, characterized in that the radiator in the form of at least one pipeline ( 6 ) is configured, which leads the flue gases of a burner.

Baking oven according to claim 11, characterized in that the pipeline ( 6 ) runs in the manner of a ring line, such that the flue gases are circulated, wherein the ring line has an inflow opening, through which hot flue gases from a burner can flow into the loop, and wherein the ring line has an outlet through which flue gases can flow out of the loop.

Baking oven according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a plurality of radiators are provided, which in the Combustion chamber are arranged distributed.

Baking oven according to one of the preceding claims, characterized in that the air ducts of the convection heater on guided along the spotlight are such that the air is parallel to the direction of radiation to the workpiece flows.

Baking oven according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one reflector is provided, which reflects the radiation of the radiator into the interior of the combustion chamber.

Stove according to claims 14 and 15, characterized that the reflector as an air baffle for the air of the convection heater serves and the air around the spotlight leads around.

Process for painting a workpiece, which at least partially has a large wall thickness of at least 5 mm, in which first the workpiece powder-coated, and then the powder coating in one the workpiece is cured at the receiving combustion chamber, thereby in that a multi-stage heating process is run through, when the workpiece located in the combustion chamber while which the workpiece is heated by means of different types of heating, in which at the beginning of the heating process, the combustion chamber to next by means of medium wave Infrared radiation is heated, during one of the size of the combustion chamber and the mass of the workpiece dependent period of time, and the combustion chamber subsequently is heated by long-wave infrared radiation, and where Time Lag after the beginning of the dark radiation, the combustion chamber additionally by means of hot air in Type of convection heating is heated.

Method according to claim 17, characterized in that that the workpiece at least partially has a wall thickness of at least 40 mm.

Method according to claim 17 or 18, characterized that the medium and long-wave radiation generated by combustion being, the transition from medium wave to long wave radiation by reduction the flue gas temperature is effected.