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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Austragen
von überschüssigem Spritzmedium
nach den Oberbegriffen der unabhängigen
Ansprüche.
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Aus
der Offenlegungsschrift
DE
41 33 130 A1 ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von überschüssigem Spritzmedium
(Overspray) von wässrigen Überzugsmitteln
beim Spritzauftrag in Spritzkabinen bekannt, bei dem das überschüssige Spritzmedium
in einer eine Auffangfläche
bildenden wässrigen Auswaschflüssigkeit
aufgefangen wird, die kontinuierlich in einem Kreislauf in die Spritzkabine
zurückgeführt wird.
Ein Teil der überschüssiges Spritzmedium
enthaltenden Auswaschflüssigkeit
wird aus dem Kreislauf einem Ultrafiltrationsprozess zugeführt und in
diesem Ultrafiltrationsprozess gewonnenes Permeat zur Ergänzung der
Auswaschflüssigkeit
als Recyclat zugeführt
wird.
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Aus
der
DE 198 35 333
A1 , der
EP
0 045729 B1 , der
DE
269 281 A wie auch der gattungsbildenden
DE 31 47 808 A1 sind jeweils
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auffangen überschüssigen lösungsmittelhaltigen
Spritzmittels auf einer Auffangfläche in einem ersten Bereich
und zum Entfernen desselben in einem zweiten Bereich, wobei die
Umgebungsbedingungen so eingestellt sind, dass eine Verdunstung
des Lösungsmittels
zwischen erstem und zweiten Bereich vermindert ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben, mit denen das Austragen von überschüssigem Spritzmedium mit der
Möglichkeit
der Rückgewinnung
besonders hochwertigen Recyclats möglich ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Austragen von überschüssigem Spritzmedium
wird von einer Auffangfläche
in einem ersten Bereich aufgefangenes überschüssiges Spritzmedium in einem zweiten
Bereich unter definierten Umgebungsbedingungen von der Auffangfläche abgestreift,
wobei die Umgebungsbedingungen so eingestellt werden, dass ein Verdunsten
des Lösungsmittels
aus dem Spritzmedium zumindest im zweiten Bereich gegenüber dem
ersten Bereich vermindert wird. Dadurch kann erreicht werden, dass
das überschüssige Spritzmedium
auch nach dem Auftrag auf die Auffangfläche und bei der Abnahme von
dieser in einem verarbeitungsfähigen
Zustand verbleibt und zu einem hochwertigen Recyclat aufkonzentriert
werden kann. Einerseits wird gewährleistet,
dass sich der Lösungsmittelgehalt
des überschüssigen Spritzmediums
nicht wesentlich vermindert, andererseits kann sichergestellt werden,
dass dem Spritzmedium kein Überschuss
an Lösungsmittel
zugegeben wird. Die Auffangfläche wird
von einem umlaufenden Band gebildet, wobei auf einer Innenseite
einer von dem Band gebildeten Schleife eine vorzugsweise federbelastete Bandabstützung gegenüber der
Abstreifklinge so angeordnet, dass die Abstreifklinge mit gleich
bleibendem, einstellbarem Anpressdruck gegen das Band gedrückt wird.
Das Band kann der Abziehklinge nicht ausweichen. Mit dem Verfahren
kann insbesondere Lackmaterial, bevorzugt wasserlöslicher
Lack, wieder verwendet werden. Ein besonders bevorzugtes Lösungsmittel
ist Wasser. Externe Recyclingkosten für eine Aufbereitung oder Entsorgung
entfallen. Ein bei Lackieranwendun gen erwarteter üblicher
Oversprayanteil von typischerweise 50% des Spritzmediums kann zum
größten Teil
wiedergewonnen werden und senkt einen Verbrauch an neuem Spritzmedium, insbesondere
Neulack, erheblich. Dies ist besonders beim Einsatz des Verfahrens
in der Automobilfertigung und in anderen typischen Großserienfertigungsprozessen
sehr vorteilhaft. Das Verfahren ist besonders reststoffarm und daher
umweltfreundlich.
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Wird
von einem umlaufenden Band aufgefangenes überschüssiges Spritzmedium unter definierten
Umgebungsbedingungen abgestreift, kann eine kontinuierliche oder
quasikontinuierliche Rückgewinnung
des Spritzmediums erfolgen. Umgebungsbedingungen entspricht zumindest
eine Temperatur des Bands, ein Lösungsmittelgehalt
auf der Auftragsfläche
zumindest im zweiten Bereich, ein Lösungsmittelgehalt in einer
Atmosphäre
zumindest im zweiten Bereich, ein zusätzlicher Spritzmediengehalt zumindest
im zweiten Bereich, eine Temperatur zumindest im zweiten Bereich,
eine Zusammensetzung der Atmosphäre
zumindest im zweiten Bereich, ein Druck zumindest im zweiten Bereich
oder beliebige Kombinationen von zwei oder mehreren zumindest der
genannten Parameter.
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Wird
das Band gekühlt,
kann verhindert werden, dass aus dem auf der Auffangfläche niedergeschlagenes
Spritzmedium Lösungsmittel
abgegeben wird. Dabei ist eine Kühlung
ausreichend, die eine Temperatur des Bands geringfügig unterhalb
der Temperatur im ersten Bereich verursacht.
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Wird
das Band mit Lösungsmittel
befeuchtet, kann ein Lösungsmittelverlust
aus dem Spritzmedium ausgeglichen werden. Vorzugsweise erfolgt dies im
zweiten Bereich. Optional kann dies zusätzlich oder alternativ auch
im ersten Bereich erfolgen. Weiterhin kann ein Lösungsmittelgehalt des aufgefangenen überschüssigen Spritzmediums
so eingestellt werden, dass das Spritzmedium für eine Wiederverwendung ausreichend
lagerfähig
wird, wobei etwaige Lösungsmittelverluste
bis zu einer Wiederverwendung durch die zusätzliche Lösungsmittelzugabe vorab berücksichtigt
werden können.
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Wird
das Band im zweiten Bereich mit Spritzmedium befeuchtet, kann das
Verhältnis
von Lösungsmittel
zu Spritzmedium optimiert werden.
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Wird
ein Schaber, der von einer Abziehklinge von dem Band aufgenommenes überschüssiges Spritzmedium
von dieser Abziehklinge abstreift, zumindest zeitweise mit Lösungsmittel
befeuchtet, kann ein Austrocknen von am Schaber haftendem Spritzmedium
verhindert werden. Damit kann eine Kontamination des Recyclats mit
getrockneten Spritzmediumpartikeln, die vom Schaber in das aufgenommene
Spritzmedium übertragen
werden, vermieden werden. Das Recyclat bleibt weitgehend homogen.
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Wird
im zweiten Bereich eine mit Lösungsmittel
angereicherte Atmosphäre
eingestellt, kann einem Lösungsmittelverlust
vorgebeugt werden. Vorzugsweise wird mit Lösungsmittel befeuchtete Luft eingelassen.
Es kann aber auch eine Schutzgasatmosphäre vorgesehen werden.
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Wird
im zweiten Bereich die Atmosphäre
mit einem Überdruck
gegenüber
dem ersten Bereich eingestellt, kann verhindert werden, dass Spritzmedium auf
undefinierte Weise, etwa als Nebel, über die Luft vom ersten Bereich
in den zweiten Bereich gelangt. Damit wird eine Kontamination des
aufgenommenen Spritzmediums verhindert. Es kann sichergestellt werden,
dass sich das zurück
gewonnene Spritzmedium in einem definierten und hochwertigen Zustand befindet.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Rückgewinnung
von überschüssigem Spritzmedium zeichnet
sich dadurch aus, dass ein erster Bereich zum Auffangen des überschüssigen Spritzmediums und
ein zweiter Bereich zum Abnehmen des überschüssigen Spritzmediums vorgesehen
ist, wobei im zweiten Bereich Mittel vorgesehen sind, die eine Verdunstung
des Lösungsmittels
gegenüber
dem ersten Bereich zumindest verzögern. Damit kann verhindert werden,
dass Lösungsmittel
aus dem überschüssigen Spritzmedium
verloren geht, nachdem es auf eine Auffangfläche gelangt ist. Ferner ist
auf einer Innenseite einer durch ein umlaufendes Band gebildeten
Schleife eine federbelastete Bandabstützung gegenüber einer Abstreifklinge so
angeordnet, dass die Abstreifklinge mit gleich bleibendem, einstellbarem Anpressdruck
gegen das Band gedrückt
wird. Das Band kann der Abziehklinge nicht ausweichen. Zweckmäßigerweise
ist die Vorrichtung Bestandteil einer Spritzkabine. Die beiden Bereiche
können
entlang einer Längserstreckung
der Auffangfläche
nebeneinander oder auch hintereinander zu beiden Flachseiten der
Auffangfläche
angeordnet sein.
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Trennt
ein zwischen zumindest einer ersten und einer zweiten Umlenkrolle
gespanntes, umlaufendes Band den ersten vom zweiten Bereich, kann eine
kontinuierliche oder quasikontinuierliche Rückgewinnung erfolgen. Das Band
bildet eine Schleife, wobei eine Seite der Schleife in den ersten
Bereich und eine gegenüberliegende
Seite in den zweiten Bereich weist. Die Vorrichtung ist kompakt
und lässt
sich für
verschiedene An wendungsfälle
in der Größe leicht
skalieren. Im ersten Bereich wird Spritzmedium, beispielsweise ein
wasserlöslicher
Lack, auf ein Werkstück
aufgesprüht
und überschüssiges Spritzmedium
auf einer Auffangfläche
auf der Vorderseite des Bands aufgefangen. Das aufgefangene Material wird
vom umlaufenden Band in den zweiten Bereich hinter dem Band transportiert
und kann dort aufgenommen werden.
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Ist
zumindest eine der Umlenkrollen gekühlt, kann das Band auf einfache
Weise auf eine Temperatur abgekühlt
werden, die zumindest geringfügig unterhalb
der Raumtemperatur liegt. Dadurch kann einem Lösungsmittelverlust des auf
der Auffangfläche
des Bands niedergeschlagenen überschüssigen Spritzmediums
vorgebeugt werden.
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Deckt
ein Gehäuse
die dem zweiten Bereich zugewandte Seite des Bands ab, wobei das
Gehäuse mit
je einer Schürze
die den Umlenkrollen benachbarten Bereiche des Bands übergreift,
kann der Bereich der Umlenkrollen geschützt werden und die Umlenkrollen
thermisch gegen die Umgebung geschützt werden. Die Kühlung der
Umlenkrollen und des Bands wird effizienter.
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Ist
in einer Gehäusewand
eine Zuführung
für ein
lösungsmittelhaltiges
Gas vorgesehen, kann ein Lösungsmittelverlust
aus dem Spritzmedium im zweiten Bereich vermieden werden. Bei einem
wasserlöslichen
Lack als Spritzmedium kann befeuchtete Umgebungsluft zugeführt werden.
Ebenso ist eine Schutzgasatmosphäre
möglich.
Weiterhin sind auch Lacksysteme mit anderen Lösungsmitteln als Wasser denkbar.
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Ist
im zweiten Bereich eine Zuführung
für Lösungsmittel
vorgesehen, kann bedarfsweise die Auffangfläche bzw. das Band mit Lösungsmittel
befeuchtet werden.
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Ist
im zweiten Bereich eine Zuführung
für Spritzmedium
vorgesehen, kann bedarfsweise die Auffangfläche bzw. das Band mit Spritzmedium
befeuchtet werden, insbesondere mit zurück ge wonnenem Spritzmedium.
Dadurch kann das Recyclat homogenisiert werden.
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Ist
im zweiten Bereich eine Abnehmvorrichtung für überschüssiges Spritzmedium vorgesehen, kann
das Spritzmedium vom Band entfernt werden.
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Weist
die Abnehmvorrichtung eine Abstreifklinge auf, kann ein Spritzmedienauftrag
effizient entfernt werden.
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Ist
zwischen der Abstreifklinge und einem Klingenhalter eine Auffangrinne
für abgenommenes Spritzmedium
angeordnet, kann abgestreiftes Spritzmedium definiert aufgefangen
werden.
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Weist
die Abnehmvorrichtung einen Schaber auf, um Spritzmedium aus der
Auffangrinne zu entfernen, kann dieser an einem Schlitten entlangfahrend
das Spritzmedium aus der Auffangrinne streifen. Es ist möglich, diese
Auffangrinne oder den Schaber oder die Auffangrinne und den Schaber
zu kühlen.
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Vorzugsweise
ist eine Befeuchtungsvorrichtung vorgesehen, mit der der Schaber
mit Lösungsmittel
befeuchtbar ist. Der Schaber kann bei einem Rückwärtshub von der Auffangrinne
abgehoben und in einer Ruheposition in ein lösungsmittelhaltiges Gefäß eingetaucht
werden, damit das am Schaber anhaftende Spritzmedium nicht austrocknet.
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Günstige Ausgestaltungen
und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu
entnehmen.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beschriebenen
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 schematisch
einen Schnitt durch eine bevorzugte Vorrichtung mit einem gehäusten Band, das
eine Abnehmvorrichtung auf der Rückseite
aufweist,
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2 eine
Ansicht der Vorderseite des Bands, und
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3 eine
Ansicht der Rückseite
des Bands.
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Eine
bevorzugte Vorrichtung zur Rückgewinnung
von überschüssigem Spritzmedium
bei einem Spritzmedienauftrag eines lösungsmittelhaltigen, bevorzugt
wässrigen
Spritzmediums, besonders bevorzugt wasserlöslichen Lack, gemäß der Erfindung
ist in 1 dargestellt.
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In
einer Spritzkabine ist ein senkrechtes, umlaufendes Band 1 angeordnet.
Dessen äußere Oberfläche bildet
zumindest bereichsweise eine Auffangsfläche 10 zum Auffangen
des überschüssigen Spritzmediums.
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Das
Band 1 ist als Endlosband ausgeführt und bildet eine Schleife.
Es ist über
eine erste und eine zweite Umlenkrolle 2, 3 geführt, von
denen eine angetrieben ist. Die zu einer nicht dargestellten Spritzpistole
gerichtete Vorderseite 4 der durch das Band 1 gebildeten
Schleife läuft
von unten nach oben. Zwischen der Vorderseite 4 und einer
Rückseite 5 der
durch das Band 1 gebildeten Schleife sind an beiden Umlenk rollen
Kühlregister 31, 32 angeordnet. Diese
werden von einem Kaltwassersatz mit Kühlwasser versorgt. Durch die
Kühlung
des Bands 1 wird verhindert, dass das Spritzmedium auf
der Auffangfläche 10 noch
weiter Lösungsmittel
abgibt. Dazu wird die Bandtemperatur auf einen Wert geringfügig unter
dem der Umgebungstemperatur der Spritzkabine eingestellt.
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In
einem ersten Bereich 8 vor der Vorderseite 4 der
durch das Band 1 gebildeten Schleife findet ein Lackiervorgang
statt, bei dem überschüssiges Spritzmedium
auf der Auffangfläche 10 aufgefangen
wird. Die Rückseite 5 der
durch das Band 1 gebildeten Schleife befindet sich in einem
zweiten Bereich 9.
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Auf
der Rückseite 5 ist
eine Abnehmvorrichtung 11 zum Entfernen des überschüssigen Spritzmediums
angeordnet. Diese umfasst eine Abstreifklinge 12, die das
Spritzmedium vom Band 1 abnimmt. Die Abstreifklinge 12 ist
so nach oben gerichtet, dass das Band 1 auf die Abstreifklinge 12 zuläuft. Die
Abstreifklinge 12 wird vorzugsweise in bestimmten Zeitabständen gegen
das Band 1 gedrückt.
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Im
Innenraum 6 zwischen Vorderseite 4 und Rückseite 5 der
durch das Band 1 gebildeten Schleife ist gegenüber der
Abstreifklinge 12 und zwischen den Kühlregistern 31, 32 eine
federbelastete Bandabstützung 7 angeordnet.
Die Bandabstützung 7 verhindert,
dass das Band 1 durch die Abstreifklinge 12 weggedrückt wird.
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Das
von der Abstreifklinge 12 abgenommene Spritzmedium läuft zwischen
eine zwischen Abstreifklinge 12 und einem Klingenhalter 13 ausgebildete
Auffangrinne 19. Dabei bilden Abstreifklinge 12 und
Klingenhalter 13 einen L-förmigen Körper, der leicht so geneigt
ist, dass ein Stoß seiner
beiden Schenkel die Auffangrinne 19 bildet.
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Nachdem
die Abstreifklinge 12 wieder vom umlaufenden Band 1 getrennt
wurde, wird das in der Auffangrinne 19 angesammelte Spritzmedium
mittels eines vorzugsweise flexiblen Schabers 14 in einen am
Ende der Auffangrinne 19 befindlichen Ablauf 18 geschoben.
Der Schaber 14 ist an einem Schlitten befestigt, der in
einer Führungsschiene 15 beweglich ist,
beispielsweise mittels eines Pneumatikzylinders 16.
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Die
gesamte Rückseite 5 der
durch das Band 1 gebildeten Schleife ist von einem Gehäuse 20 umgeben.
Der Raum zwischen Gehäuse 20 und
Rückseite 5 der
durch das Band 1 gebildeten Schleife bildet den zweiten
Bereich 9. Das Gehäuse 20 umschließt das Band 1 auch
an der Stirnseite und übergreift
mit jeweils einer Schürze 21, 22 die
erste und zweite Umlenkrolle 2, 3. Es bleibt nur
die zu einer nicht dargestellten Spritzpistole zugewandte ebene Auffangfläche 10 des
Bandes 1 frei. Zum Bedienen der Abnehmvorrichtung 11 oder
für Wartungsarbeiten sind
nicht dargestellte Türen
in dem Gehäuse
vorgesehen. An der Abnehmvorrichtung 11 herunterfallende
Farbreste werden in einer Schublade 23 aufgefangen, die
von außen
zugänglich
ist.
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In
einer Gehäusewand 29 ist
eine Zuführöffnung 24 für ein lösungsmittelhaltiges
Gas, vorzugsweise befeuchtete Luft oder dergleichen, vorgesehen.
Das Gas wird in das Gehäuse 20 eingeblasen und
entweicht aus dem Gehäuse über einen
zwischen Gehäuse 20 und
umlaufendem Band 1 ausgebildeten Luftspalt 30.
Dadurch entsteht im zweiten Bereich 9 im Gehäuse 20 ein Überdruck.
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Innerhalb
des Gehäuses 20 ist
optional eine Zuführung 25 für Lösungsmittel,
beispielsweise vollentsalztes Wasser, sowie eine Zuführung 26 für vorzugsweise
zurückgewonnenes
Spritzmedium angeordnet. Vorzugsweise sind die Zuführungen 25, 26 als
Spritzpistolen ausgebildet, die auf das Band 1 ausgerichtet
sind.
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In 2 ist
eine Ansicht einer Auffangfläche 10 des
bevorzugten Bands 1 dargestellt. In den Figuren sind gleiche
oder sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
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Ein
Gehäuse 20 umgibt
das Band 1 und überdeckt
eine rechte und linke Seite 33, 34 des Bands.
Eine untere Schürze 21 und
eine obere Schürze 22 decken
an den Umlenkrollen 2, 3 anliegende Bereiche 27, 28 des
Bands 1 so ab, dass nur die der nicht dargestellten Spritzpistole
zugewandte ebene Auffangfläche 10 frei
bleibt. Ein umlaufender Luftspalt 30 ist zwischen Gehäuse 20 und
Vorderseite 4 der durch das Band 1 gebildeten
Schleife ausgebildet.
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3 zeigt
eine Ansicht einer Rückseite 5 einer
bevorzugten durch das Band 1 gebildeten Schleife. Ein Klingenhalter 13 mit
einer Klinge 12 erstreckt sich über die ganze Breite der Rückseite 5.
Ein Schaber 14 ist an einem Schlitten befestigt, der an
einer Führungsschiene 15 beweglich
ist. Der Schaber 14 ist daher entlang der Längserstreckung
einer durch Klingenhalter 13 und Klinge 12 gebildeten
Auffangrinne 19 längsverschieblich
beweglich, beispielsweise über
einen Pneumatikzylinder 16 (1). Bei
einem Vorwärtshub
des Schabers 14 wird dieser auf die Abstreifklinge 12 bzw.
den Klingenhalter 13 gedrückt, um das Spritzmedium in
einen Ablauf 18 zu schieben, über den das Spritzmedium einem
nicht dargestellten Vorratsbehälter
zugeführt
wird.
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Bei
einem Rückwärtshub wird
der Schaber 14 von der Auffangrinne 19 abgehoben.
In einer Ruheposition wird der Schaber 14 in einen Behälter 17 mit
Lösungsmittel
getaucht, damit das daran anhaftende Spritzmedium nicht eintrocknet.