DE10340121A1

DE10340121A1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsvorhangs

Info

Publication number: DE10340121A1
Application number: DE2003140121
Authority: DE
Inventors: Georgios Katsaros; Horst Rüdiger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-08-30
Filing date: 2003-08-30
Publication date: 2005-03-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsvorhangs, insbesondere zwecks Reinigung und/oder Benetzung von Karosserieoberflächen, wobei diese ein Rohr (10) umfasst, in das die Flüssigkeit von einem Ende her eintritt, sowie einen sich in Längsrichtung des Rohrs erstreckenden Schlitz oder Spalt, aus dem ein filmartiger Flüssigkeitsvorhang im Wesentlichen quer zur Eintrittsrichtung ausströmt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Reinigen und/oder Benetzen von Gegenständen, insbesondere Karosserieoberflächen, mit einer Flüssigkeit unter Verwendung einer Vorrichtung der vorgenannten Art.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsvorhangs, insbesondere zwecks Reinigung und/oder Benetzung von Karosserieoberflächen.

Die aus dem Stand der Technik geläufigen Vorrichtungen der eingangs genannten Art arbeiten in der Regel mit Rohrleitungsanlagen, bei denen die Flüssigkeit in einem gerichteten Strahl oder mehreren gerichteten Strahlen austritt, um so die zu reinigende Oberfläche zu spülen. In der Automobilindustrie werden beispielsweise bei der Karosseriebehandlung, insbesondere der Vorbehandlung vor der Karosserielackierung eine ganze Reihe von Verfahrensschritten notwendig, die mit einer Spülung beziehungsweise einem Abspritzen oder Benetzen der Karosserieoberflächen verbunden sind. In manchen Fällen wird ein zuvor verwendetes Behandlungsmedium abgespült. In anderen Fällen wird die Karosserieoberfläche mit einem Fluid gereinigt oder befeuchtet.

Bei Verwendung der bislang bekannten Anlagen ist häufig der Benetzungsgrad beziehungsweise Reinigungsgrad unzureichend, wodurch eine größere Menge an Flüssigkeit eingesetzt werden muss, als eigentlich benötigt wird. Dies ist insbesondere unter ökologischen und auch betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten unbefriedigend.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsvorhangs, insbesondere zwecks Reinigung und/oder Benetzung von Karosserieoberflächen zu schaffen, die einen höheren Wirkungsgrad hat, so dass sich Einsparungen bei der jeweils eingesetzten Flüssigkeit ergeben.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsvorhangs der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Rohr, in das die Flüssigkeit von einem Ende her eintritt sowie einen sich in Längsrichtung des Rohrs erstreckenden Schlitz oder Spalt, aus dem ein filmartiger Flüssigkeitsvorhang im Wesentlichen quer zur Eintrittsrichtung ausströmt. Auf diese Weise wird ein Flüssigkeitsvorhang oder Flüssigkeitsfilm erzeugt, mittels dessen sich ein größerer Benetzungsgrad beziehungsweise Reinigungsgrad erreichen lässt. Dadurch ist es wiederum möglich, Einsparungen bei der eingesetzten Flüssigkeit zu erzielen. Das Rohr, in das die Flüssigkeit endseitig eintritt und aus dem die Flüssigkeit über den Schlitz oder Spalt austritt kann ein Rundrohr oder auch ein Rohr mit eckigem Querschnitt sein. Bei der Variante mit Rundrohr tritt die Flüssigkeit dann durch den Schlitz oder Spalt in radialer Richtung aus. Vorzugsweise ist dabei der sich in der Wandung des Rohrs in Längsrichtung erstreckende Schlitz durchgehend oder weitgehend durchgehend, so dass die austretende Flüssigkeit einen geschlossenen filmartigen Flüssigkeitsvorhang über die Länge des Schlitzes bildet.

Berechnungen haben ergeben, dass das Rohr vorzugsweise so dimensioniert wird, dass die Querschnittsfläche des Rohrs im Eintrittsbereich der Flüssigkeit wenigstens etwa doppelt so groß ist wie die Fläche des Schlitzes, durch den die Flüssigkeit aus dem Rohr austritt. Es ergibt sich somit folgende Formel: b/f ≧ 2,wobei b die Querschnittsfläche des Rohrs ist und f die Fläche des Schlitzes. Diese Auslegungsformel gilt für ein Rundrohr im Wesentlichen unter der Vorraussetzung, dass Δp = 0 ist. Der Rohrdurchmesser kann in weiteren Bereichen variieren, ebenso wie die Rohrlänge, je nach Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein eckiges Rohr muss hinsichtlich der Querschnittsfläche für den Flüssigkeitseintritt und der Länge beziehungsweise Breite des Schlitzes entsprechend dimensioniert werden.

Es kommen beispielsweise Rohrdurchmesser von vorzugsweise zwischen etwa 15 und etwa 200 mm in Betracht. Die Rohrlängen liegen üblicherweise im Bereich zwischen etwa 1 m und etwa 10 m. Die zu reinigende beziehungsweise zu benetzende Oberfläche kann bei einer Fahrzeugkarosserie in einer Vorbehandlungsanlage oder einer KTL-Anlage bei beispielsweise etwa 30 qm bis etwa 35 qm liegen. Um die Flüssigkeit in die Vorrichtung einzuleiten, wird vorzugsweise eine Pumpe verwendet, wobei eine solche Pumpe üblicherweise für einen Druck zwischen etwa 1 bar und etwa 10 bar ausgelegt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst vorzugsweise weiterhin Einrichtungen, um den Flüssigkeitsvorhang nach der Benetzung oder Reinigung der Karosserieoberfläche aufzufangen. Dazu wird beispielsweise unterhalb des Rohrs in geeignetem Abstand wenigstens eine Auffangwanne angeordnet, die den Flüssigkeitsvorhang auffängt. Weiterhin kann beispielsweise ein Auffangbehälter vorgesehen sein, wobei die in der Auffangwanne aufgefangene Flüssigkeit über eine Leitung in diesen Auffangbehälter geleitet wird. Mittels einer Pumpe kann dann vorzugsweise die aufgefangene Flüssigkeit nach dem Gebrauch über eine Leitung zum Eintrittsbereich des Rohrs zurückgeführt und damit erneut zur Reinigung oder zu einem Spül- oder Benetzungsvorgang verwendet werden.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Reinigen und/oder Benetzen von Gegenständen, insbesondere von Karosserieoberflächen mit einer Flüssigkeit, welches durch die Verwendung einer Vorrichtung der zuvor genannten Art gekennzeichnet ist. Bevorzugt ist die Anwendung eines solchen Verfahrens zur Vorbehandlung und/oder Reinigung und/oder Phosphatierung und/oder Passivierung und/oder Aktivierung der Oberflächen von Karosserien oder Karosserieteilen. Als Flüssigkeiten können dabei vorzugsweise bei den genannten Verfahren in der Automobilindustrie vollentsalztes Wasser und/oder Stadtwasser und/oder Reinigungsflüssigkeiten und/oder ein Ultrafiltrat oder beispielsweise ein mit einer Tauchgrundierung angereichertes Wasser verwendet werden.

Die Reinigung und/oder Benetzung der zu behandelnden Oberflächen eines Substrats erfolgt häufig von oben her, kann aber auch von der Seite her oder von unten her erfolgen.

Eine bevorzugte Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in der Automobilindustrie ist beispielsweise die Reinigung oder Benetzung von Karosserieoberflächen vor dem Eintauchen in ein Tauchbecken oder nach dem Austauchen aus einem Tauchbecken oder einem Ultrafiltrationsbecken oder einem Vorbehandlungsbecken. In diesen Anwendungsfällen ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise über einem Tauchbecken, Ultrafiltrationsbecken oder Vorbehandlungsbecken angeordnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch beispielsweise dazu dienen, Karosserien oder Karosserieteile während des Transport durch verschiedene Behandlungszonen feucht zu halten. Weiterhin sind die verschiedensten Anwendungen bei der Reinigung von Anlagen oder Anlagenteilen denkbar, beispielsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung eines Drehschemels, einer Pendelaufhängung, einer Vario-Shuttle-Aufhängung und/oder einer Transportvorrichtung, die andersartig aufgebaut ist, dienen, insbesondere bei solchen Anlagen oder Anlagenteilen, die zur Behandlung von Karosserien oder Karosserieteilen zwecks Korrosionsschutz und/oder vor der Lackierung dienen. Typische Prozesse bei der Karosserieoberflächenbehandlung sind zum Beispiel eine Spritzspülung mit vollentsalztem Wasser, eine Vorspülung mit Ultrafiltrat oder Rezirkulat, eine Vorspülung mit Ultrafiltrat aus einem Tauchspülbecken, eine Tauchspülung mit Ultrafiltrat, eine Nachspülung oder ein Spritzen mit Ultrafiltrat aus einem Sammelbehälter, eine Tauchspülung mit vollentsalztem Wasser, eine Endspülung mit Ultrafiltrat aus einer Tauchbecken-Recycling- Anlage, eine Endspülung mit vollentsalztem Wasser, eine Nachspülung mit Ultrafiltrat und so weiter. Üblicherweise kommen bei diesen Spülprozessen Spritzdrucke zwischen etwa 0,6 und etwa 2 bar zur Anwendung. Die pro Karosserie jeweils verwendeten Flüssigkeitsmengen liegen beispielsweise zwischen ca. 0,2 und ca. 20 m³. Die Behandlungszeit kann beispielsweise zwischen etwa 20 Sekunden und etwa 20 Minuten betragen. Die Temperatur der verwendeten Spülflüssigkeit oder Spritzflüssigkeit kann bei Raumtemperatur liegen oder es können aufgeheizte Flüssigkeiten mit Temperaturen von beispielsweise bis zu 45° C verwendet werden.

Nachfolgend wir die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine schematisch vereinfachte Skizze zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 eine vergrößerte Detailansicht der rohrförmigen Vorrichtung zur Erzeugung des Flüssigkeitsvorhangs;
3 eine entsprechende Ansicht der Vorrichtung von 2 von unten her gesehen.
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Die Darstellung zeigt in schematisch vereinfachter Form eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsvorhangs umfassend ein Rohr 10, beispielsweise ein Rundrohr oder ein Rohr mit einem eckigen Querschnitt, welches an einer Seite her ein Eintrittsende 10a aufweist für eine Flüssigkeit, die etwa im rechten Winkel zur Eintrittsrichtung als Flüssigkeitsfilm oder Flüssigkeitsvorhang 13 über eine schlitzförmige oder spaltförmige Düse aus dem Rohr 10 austritt. Dieser Schlitz oder Spalt für den Flüssigkeitsaustritt erstreckt sich in Längsrichtung vorzugsweise über den überwiegenden Teil der Länge des Rohrs 10, so dass ein durchgehender Flüssigkeitsvorhang 13 aus einer Spülflüssigkeit oder Behandlungsflüssigkeit erzeugt wird. Wie man aus 1 erkennen kann ist darunter eine Auffangwanne 12 angeordnet, wobei der zu benetzende Gegenstand, beispielsweise eine Karosserie oder ein Karosserieteil eines Automobils in 1 nicht dargestellt ist. Die Auffangwanne 12 befindet sich in einer Ebene, die vorteilhafter Weise unterhalb der Transportebene der zu behandelnden Karosserie angeordnet ist. Von der Auffangwanne 12 führt eine Leitung 15 zu einem Auffangbehälter 14, der die Behandlungsflüssigkeit aufnehmen kann. Von dort aus ist eine weitere Leitung 17 vorgesehen, innerhalb derer eine Pumpe 16 angeordnet ist, die die Flüssigkeit vom Auffangbehälter 14 zurückpumpt zum Eintrittsende 10a des Rohrs 10, so dass die Flüssigkeit im Kreislauf gepumpt werden kann. Gegebenenfalls sind zwischengeschaltete Reinigungsvorrichtungen beziehungsweise Filter vorhanden.
In den 2 und 3 ist in vergrößerter schematischer Ansicht ein Rundrohr 10 dargestellt, mittels dessen ein Flüssigkeitsvorhang 13 wie er in 1 gezeigt ist, erzeugt wird. Das Rundrohr 10 hat beispielsweise an der Eintrittsseite 10a einen Eintrittsquerschnitt b. 3 zeigt das Rundrohr von der Unterseite her und man erkennt dort den sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz 11, der als Düse für den Flüssigkeitsaustritt dient. Die Querschnittsfläche des Schlitzes 11, der sich durchgehend über den überwiegenden Teil der Länge des Rundrohrs in dessen Wandung erstreckt sei mit f bezeichnet. Die Dimensionierung des Eintrittsquerschnitts b und der Fläche f des Schlitzes 11 sollte vorzugsweise so sein, dass das Verhältnis b/f ≧ 2 ist. Es ergeben sich dann geeignete Strömungsverhältnisse für den austretenden Flüssigkeitsfilm 13.

10: Rohr
10a: Eintrittsende
11: Schlitz
12: Auffangwanne
13: Flüssigkeitsfilm
14: Auffangbehälter
15: Leitung
16: Pumpe
17: Leitung

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsvorhangs, insbesondere zwecks Reinigung und/oder Benetzung von Karosserieoberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Rohr (10) umfasst, in das die Flüssigkeit von einem Ende her eintritt sowie einen sich in Längsrichtung des Rohrs erstreckenden Schlitz oder Spalt, aus dem ein filmartiger Flüssigkeitsvorhang im Wesentlichen quer zur Eintrittsrichtung ausströmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Rundrohr umfasst, aus dem die Flüssigkeit durch einen Schlitz oder Spalt in radialer Richtung austritt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) einen in der Wandung sich in Längsrichtung erstreckenden durchgehenden Schlitz (11) oder Spalt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr einen eckigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Querschnittsfläche (b) des Rohrs im Eintrittsbereich der Flüssigkeit zur Fläche (f) des Schlitzes (11), durch den die Flüssigkeit aus dem Rohr austritt der nachfolgenden Formel genügt: b/f ≧ 2
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Rohrs (10) wenigstens eine Auffangwanne (12) angeordnet ist, die den Flüssigkeitsvorgang (13) auffängt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Auffangbehälter (14) vorgesehen ist, der über eine Leitung (15) mit der Auffangwanne (12) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Pumpe (16) vorgesehen ist, um aufgefangene Flüssigkeit nach dem Gebrauch über eine Leitung (17) zum Eintrittsbereich (10a) des Rohrs (10) zurückzuführen.
Verfahren zum Reinigen und/oder Benetzen von Gegenständen, insbesondere Karosserieoberflächen mit einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit vollentsalztes Wasser und/oder Stadtwasser und/oder Reinigungsflüssigkeit und/oder mit einer Tauchgrundierung (KTL) angereichertes Wasser und/oder ein Ultrafiltrat eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zur Vorbehandlung und/oder zur Reinigung und/oder zur Phospatierung und/oder zur Passivierung und/oder zur Aktivierung der Oberflächen von Karosserien oder Karosserieteilen dient.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung und/oder Benetzung der zu behandelnden Oberflächen eines Substrats durch einen Flüssigkeitsvorhang oder Flüssigkeitsfilm im Wesentlichen von der Seite her oder von unten her erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigung oder Benetzung von Karosserieoberflächen vor dem Eintauchen in ein Tauchbecken erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigung oder Benetzung von Karosserieoberflächen nach dem Austauchen aus einem Tauchbecken, einem Ultrafiltrationsbecken oder einem Vorbehandlungsbecken erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Reinigung oder Benetzung mit Flüssigkeit über einem Tauchbecken, Ultrafiltrationsbecken oder Vorbehandlungsbecken angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu dient Karosserien oder Karosserieteile während des Transports durch verschiedene Behandlungszonen feucht zu halten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Reinigung eines Drehschemels, einer Pendelaufhängung, einer Vario-Shuttle-Aufhängung und/oder einer Transportvorrichtung einer Behandlungsanlage für Karosserien oder Karosserieteile dient.