DE4446089C2 - Verfahren zur Pulverbeschichtung und Lackieranlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Pulverbeschichtung nebst der Lackieranlage zur Durchführung des Verfahrens findet insbesondere Anwendung für die Beschichtung von größeren Objekten, wie z. B. Autokarossen, und zeichnet sich besonders bei dem Aufbringen von Pulverklarlacken aus.

Bekannt sind Verfahren und Lackieranlagen zur Pulverbeschich­ tung, bei denen des bestehende Overspray über an der Rückwand der Pulverkabine bzw. an vorgenannter in Höhe des Bodenbe­ reiches (DE 41 26 890 A1) angeordneter Filtereinheiten bzw. Zyklonabscheider von der abgesaugten Luft getrennt wird. So ist zum Beispiel nach der DE 41 34 701 A1 ein Verfahren und eine Anlage zum elektrostatischen Sprühbeschichten bekannt, bei der in Höhe des Bodens der Kabine die Kabinenluft und das entstehende Overspray abgesaugt und in einer Filtereinheit gereinigt werden. Bei einem anstehenden Farbwechsel bzw. für Wartungsarbeiten muß die Filtereinheit ausgetauscht werden. Um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, ist dort vorgesehen, daß eine schnell austauschbare Zykloneinheit mit einem Nachfilter anstelle der Filtereinheit an die Abzugsöffnung gesetzt wird. Dies hat aber den Nachteil, daß zwei verschiedene Reinigungs­ systeme vorgehalten werden müssen, wodurch der Systemaufwand insgesamt wieder erhöht wird. Darüber hinaus muß für einen Filterwechsel zumindest für die zum Austauschen der Filter­ einheit und der Zykloneinheit benötigte Zeit der Betrieb unterbrochen werden.

Bei allen bekannten Anlagen auf diesem Gebiet ist neben dem Flächenbedarf auch der bisherige anlagentechnische Aufwand noch sehr groß. Außer der Minimierung der vorgenannten Nachteilen wird seitens der Anlagenanwender weiterhin eine Erhöhung von wieder verwendbarem Overspray gefordert.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Pulverbeschichtung und eine Lackieranlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die einen zeitlich und anlagen­ technisch geringeren Aufwand für Wartungsarbeiten erfordern, zudem einen verminderten Flächenbedarf aufweisen, eine Erhö­ hung von wieder einsetzbarem Overspray (Pulver) ermöglichen, auch bei der Beschichtung von größeren Objekten, wie z. B. Autokarossen, wirtschaftlich arbeiten sowie für die Beschich­ tung mit Pulverklarlacken geeignet sind.

Die Aufgabe löst erfindungsgemäß ein Verfahren zur Pulverbe­ schichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch die in diesem aufgezeigten, kennzeichnenden Merkmale. Zur Durchführung des Ver­ fahrens wird eine Lackieranlage nach dem Patent­ anspruch 3 eingesetzt, die sich durch dessen kennzeichnende Merkmale auszeichnet. Der nach­ geordnete Verfahrensanspruch 2 und die nachgeord­ neten Anordnungsansprüche 4 bis 6 zeigen Weiter­ bildungen bzw. mögliche vorteilhafte Ausgestal­ tungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Lackieranlage.

Besondere Vorteile der Erfindung bestehen in einer vorteilhaften Einsatzmöglichkeit für eine automatische Pulverklarlackbeschichtung von Auto­ mobilkarossen, einer verbesserten Kontroll­ möglichkeit während des Beschichtungsvorganges durch den Bediener, einer verbesserten Trennung von wiederverwendbarem und nicht mehr verwend­ barem Overspray, sowie in einer erhöhten Rück­ gewinnungsrate von letzterem, unter anderem durch die verwirklichte Zwei-Weg-Abluftführung während des Wartungsbetriebes bzw. bei Havarien mit teilweiser verminderter Luftleistung; ein weiterer Vorteil besteht zudem noch darin, dass wesentliche, insbesondere raumintensive Elemente des Abluftsystems inclusive von Teilen der Abluftkanäle flächensparend unterhalb des Bodens der Lackierkabine angeordnet werden können sowie im paarweisen Abblasen von Filterelementen der Filtereinheiten nach einem vorgegebenen Zyklus während des normalen Beschichtungsbetriebes.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einer in Zeichnungen schematisiert dargestellten, vorteilhaften Ausführungsvariante näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1-4 eine erste Ausführungsvariante einer Lackieranlage, dabei

Fig. 1 eine Draufsicht im Schnitt A-A,

Fig. 2 eine Seitenansicht in Förderrichtung im Schnitt B-B,

Fig. 3 eine Seitenansicht in Förderrichtung im Schnitt C-C,

Fig. 4 eine weitere Draufsicht im Schnitt D-D, Fig. 5a-5c und Fig. 6a-6c jeweils eine verfahrbare Filtereinheit,

Fig. 11 das Flussschema einer Einrichtung zur Bereitstellung von Pulver für die Sprühorgane und

Fig. 12 und 13 jeweils ein Luftführungsschema.

Die in den Fig. 1-4 dargestellte Ausführungs­ variante einer Lackieranlage 1 weist jeweils eine Lackierkabine 2 auf, wobei erstere 1 jeweils noch bekannte Mittel zur Luftführung in, zur und von der Lackierkabine 2 hinweg, mindestens eine Einrichtung 14 zur Bereitstellung von Pulver, siehe Fig. 11, sowie nicht dargestellte Regel- und Sicherheitseinrichtungen zugeordnet sind.

Diese Ausführungsvariante ist weiterhin durch nachstehende Merkmale charakterisiert:

• - die Lackierkabine 2 ist mittels Kabinenaußenwänden 5 und Kabinenaußenwänden 6 in einen innenliegenden, sich entlang der Fördermittel 13 erstreckenden Beschichtungs­ raum 3 und seitwärts zu letzterem 3 liegenden, sich zumindest über Teilbereiche erstreckende Zwischenräume 7 geteilt, die 3, 7 jeweils nur über belüftete Personenschleusen 9 vom Bediener betretbar sind; neben und zumindest entlang der Zwischenräume 7 erstrecken sich Bedienungsgänge 10;
• - Kabinenaußen- 5 und Kabineninnenwände 6, sind mit groß- und glattflächigen, im wesentlichen die gesamte Wandfläche einer jeden Wand einnehmenden Einscheiben-Sicherheitsglas ausgestattet,
• - mindestens am Ein- und Ausgang des Beschichtungsraumes 3 ist jeweils eine belüftete Schleuse 4 vorgesehen,
• - den unterhalb der Gitterroste 12 und des Bodens 11 des Beschichtungsraumes 3 angeordneten Absaugsystemen 17 sind verfahrbare (Wechsel-) Filtereinheiten 25, 25a, 26, 26a zugeordnet,
• - die Einrichtung 14 zur Bereitstellung von Pulver für die im Beschichtungsraum 3 vorgesehenen Pistolen P umfasst mindestens einen mit letzteren P verbundenen Pulverbehälter PB, der PB wiederum mit einer wahlweise zuschaltbaren ersten Aufbereitungseinrichtung 15 für Frischpulver und einer wahlweise zuschaltbaren zweiten Aufbereitungseinrichtung 16 für rückgewonnenes Pulver enthaltendes Mischpulver verbunden ist, wobei die das zur Verwendung vorgesehene Overspray sammelnden Filtereinheiten 25 mit der zweiten Aufbereitungseinrichtung 16 verbunden sind; die Einrichtungen 15 und 16 werden später noch näher beschrieben,
• - der Beschichtungsraum 3 ist vor verunreinigter Außenluft gesichert.

Bei dem vorangehend näher erläuterten grundlegen­ den Aufbau werden demzufolge die zu beschichten­ den Objekte 30 durch einen, mindestens einen Beschichtungsbereich aufweisenden Beschichtungs­ raum einer Lackierkabine hindurch gefördert und dabei, bei gleichzeitiger auf die besagten Objekte ausgerichtete Luftströmung, mit Pulver­ lack besprüht.

Bei dieser vorgenannten Ausführungsvariante können wahlweise jeweils Teilflächen der Objekte 30 nacheinander folgend mit Pulverlack oder gleiche Flächen mehrmals nacheinander besprüht werden.

In baulicher Ausführung ist zudem bei dieser Lackieranlage 1, siehe Fig. 1-4, der Beschich­ tungsraum 3 von seinem Eingang in Richtung Ausgang gesehen in einen, mit Pistolen P führenden Robotern ausgestatteten, ersten Beschichtungsbereich 3a und folgenden ESTA-Beschichtungsbereichen 3b . . . 3n aufgeteilt; es folgt noch eine Kontrollzone 8.

Weiterhin sind den Bereichen 3a . . . 3n und 8 jeweils mehrere, unterhalb des Bodens 11 befindliche, Absaugsysteme 17 zugeordnet.

In spezieller, erfindungsgemäßer Gestaltung ist nun jedes Absaugsystem 17 mit zwei zweiteiligen, einen ersten Kanal 21 mit einer Ausgangsöffnung 23 und einen zweiten Kanal 22 mit einer gegen­ überliegenden Ausgangsöffnung 24 aufweisenden Absaugschacht 18 ausgestattet, wobei die Kanäle 21 und 22 wahlweise jeweils einzeln mit einer, in einer gemeinsamen, trichterförmigen Eingangs­ öffnung 19 angeordneten, schwenkbaren Klappe 20 verschließbar sind, und wobei die Absaugschächte 18 spiegelbildlich zueinander gerichtet jeweils einen der beidseitig neben dem Bodenförderer 13 angeordneten Gitterroste 12 derart untergreift, dass die Ausgangsöffnungen 24 an einander gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen, verfahrbaren Filtereinheit 26 anliegen und an die Ausgänge 23 jeweils eine verfahrbare Filter­ einheit 25 angedockt ist.

Die Abluft aus den Filtereinheiten 25 und 26 wird in Abluftkanäle 27 bzw. 28 abgeführt.

Bei Wartungs- o. dgl. -Arbeiten im gesamten Beschichtungsraum 3 oder in dessen Teilbereichen 3a . . . 3n, 8, wird die abgesaugte Luft auto­ matisch über einen zweiten Luftweg 17, 18, 19, 20, 22, 26, 28, durch Betätigen der Klappe 20 geführt und das zurückgehaltene Overspray in Abfallbehälter AB abgegeben.

Eine derartige Luftführung erfolgt auch in einem Havariefall, wie Defekten an vorher angeordneten Elementen, Ausbruch von Feuer o. dgl.. In beiden voranstehenden Fällen wird das geförderte Luft­ volumen x in dem Beschichtungsraum 3 bzw. den betreffenden Bereichen 3a . . . 3n, 8, auf vorzugs­ weise etwa ein Drittel der vollen Arbeitsleis­ tung, ebenfalls automatisch, gesenkt.

In der Regel wird das jeweils aus einem der Beschichtungsbereiche 3a . . . 3n rückgewonnene Overspray der betreffenden zugeordneten Einrich­ tung zur Bereitstellung von Pulver 14 zugeführt.

In speziellen Fällen, insbesondere der Verar­ beitung von ständig feinerem Pulver in dem jeweils folgenden Bereich 3b . . . 3n, ist es wirtschaftlicher, das aus dem folgenden Beschichtungsbereich 3b . . . 3n rückgewonnene Overspray mindestens einer der den vorhergehenden Beschichtungsbereichen 3a . . . 3m zugeordneten Einrichtung zur Bereitstellung von Pulver 14 zuzuführen.

Nachstehend wird nun noch auf die Pulverbereit­ stellung und Overspray-Aufbereitung eingegangen. In Fig. 11 ist die Einrichtung 14 zur Bereit­ stellung von Pulver aufgezeigt. Grundsätzlich ist die Einrichtung 14 aus sicherheitstechnischen Erwägungen heraus vorzugsweise in einem separaten, abgemauerten Raum aufgestellt.

Die Anlieferung des Frischpulvers erfolgt in Transportbehälter T mit ca. 1 m³ Inhalt. Das Pulver wird mittels Pfropfenförderung in den Frischpulverbehälter FP gefördert.

In der zweiten Aufbereitungseinrichtung 16 wird im Normalbetrieb das Pulver vom Frischpulver FP und Recyclingpulverbehälter RP 3 mittels Austragsapparat im Verhältnis des Auftrags­ wirkungsgrads der Siebeinrichtung S zugeführt.

Der Siebdurchgang (Gutpulver) wird in den Misch­ pulverbehälter MP geleitet; der Siebaustrag (Abfall) fällt in einen Abfallbehälter AB.

Das Pulver wird dann von einem Sender mittels Pfropfenförderung in die Pulverringleitung RL gefördert, von wo aus die Nachfüllung der Pulver­ behälter PB erfolgt.

Die Zudosierung der Pulverbehälter PB geschieht derart, dass das Pulver von der Ringleitung in den ersten Teil (oberen Teil) eines Rohrstutzens fällt, der mit einem Quetschventil geschlossen wird. Danach schließt sich wiederum ein Rohr­ stutzen (unterer Teil) mit einem Quetschventil an, welches sich öffnet, wenn der Pulverbehälter PB Pulver zur Nachdosierung anfordert. Nach der Entleerung des unteren Rohrstutzens (unteres Quetschventil wieder geschlossen) wird das erste Quetschventil geöffnet und Pulver aus dem oberen Stutzen kann nach unten nachrutschen; auf eine zeichnerische Darstellung dieser Ausführung wurde verzichtet.

Die Nachfüllung des oberen Stutzens erfolgt auto­ matisch durch den Betrieb der Ringleitung derart, dass das in der Leitung geförderte Pulver durch den Einfluss der Schwerkraft von selbst in den oberen Stutzen fällt.

Wenn der Stutzen mit Pulver gefüllt ist, wird das in der Ringleitung RL geförderte Pulver über die Abzweigung hinweggefördert und steht nachfolgen­ den Abzweigungen PB zur Nachdosierung zur Ver­ fügung.

Die Ringleitung endet im Mischpulverbehälter MP, damit keine Vermischung von Mischpulver mit Frischpulver erfolgen kann.

Damit der Mischpulverbehälter nicht überfüllt werden kann (Ringleitung fördert vorzugsweise ca. doppelte Pulvermenge wie benötigt), wird die Ringleitung bei Erreichen des Füllstandes - maximal - nur aus dem Mischpulverbehälter gespeist.

Ist der Füllstand im Mischpulverbehälter abge­ sunken, wird die Ringleitung wieder vom Frisch­ pulver-FP und Mischpulverbehälter MP aus gespeist.

Alle Behälter FP, RP 3, MP können mittels Austragapparat direkt in einen Abfallbehälter AB entleert werden.

Die Pulveraufbereitung erfolgt derart, dass das an den Filterelementen in den Filtereinheiten 25 abgeschiedene Pulver im jeweiligen Trichter 25a der Filtereinheit gesammelt wird.

Bei Erreichen des maximalen Füllstandes öffnet sich das Absperrventil des jeweiligen Sammel­ trichters 25a und das Pulver wird mittels Saug­ förderer in den Recyclingpulverbehälter RP 1 gefördert. Im Behälter RP 1 wird das Overspray zur Entfeuchtung fluidisiert.

Der Behälter RP 1 ist so ausgelegt, dass vorzugs­ weise das gesamte, an einem Tag entstehende, Overspray gesammelt werden kann und insbesondere während der dritten Schicht dann die Siebung incl. kontinuierlicher Probenahme erfolgt.

Das gesiebte Overspray (Recyclingpulver) wird im Behälter RP 2 so lange zwischengelagert, bis die Probe analysiert und für die weitere Verwendung freigegeben wurde. Ist die Probe freigegeben, wird das Pulver aus dem Behälter RP 2 mittels Saugförderung in den Vorratsbehälter RP 3 geför­ dert.

Von dort RP 3 aus erfolgt dann wieder die Zudosierung zum Frischpulver für die Befüllung des Mischpulverbehälters MP.

Die erste Aufbereitungseinrichtung 15 für Frisch­ pulver umfasst nacheinander folgend den Trans­ portbehälter T, einen zwischenlagernden ersten Frischpulverbehälter FP, eine Siebeinrichtung S und einen bevorratenden zweiten Frischpulver­ behälter FP nebst Abfallbehälter AB. Über eine Leitung und ein Dreiwegeventil ist letzterer Frischpulverbehälter FP in die Ringleitung RL einkoppelbar.

Die Pulverentsorgung erfolgt in bekannter Art und Weise.

Die Luftführung in der beschriebenen Lackier­ kabine 2 ist in den Fig. 12 und 13 schema­ tisch dargestellt und aus diesen heraus verständ­ lich, so dass dazu keine weiteren Ausführungen folgen.

Die bei derartig großen Anlagen notwendigen Sicherheitsmaßnahmen sind im bekannten Umfang auch bei den vorangehend vorgestellten Anlagen vorgesehen.

In den Fig. 5a bis 5c ist in mehreren Ansichten eine verfahrbare (Wechsel-)Filtereinheit 25 und in den Fig. 6a bis 6c ebenfalls in mehreren Ansichten eine verfahrbare (Wechsel-)Filter­ einheit 26 die zwei Anströmseiten aufweist, schematisiert dargestellt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Pulverbeschichtung, bei dem die zu beschichtenden Objekte durch einen mindestens einen Beschichtungsbereich (3a, . . . 3n) aufweisenden Beschichtungsraum (3) einer Lackierkabine (2) hindurch geför­ dert und in einer auf die besagten Objekte ausgerichteten Luftströmung mit Pulverlack besprüht werden, wobei Overspray aus der abgesaugten Luft in einem mit Filterein­ eiten (25, 26) versehenen Absaugsystem (17) abgetrennt und zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Wartungsarbeiten die abgesaugte Luft über einen zweiten Luftweg (22) geführt und das zurückgehaltene Overspray in einen Abfallbehälter (AB) abgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Wartungsarbeiten das durch den Beschichtungsraum (3) geförderte Luft­ volumen auf etwa ein Drittel gegenüber der vollen Arbeitsleistung abgesenkt wird.

3. Lackieranlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, die eine Lackierkabine (2) mit einem mindestens einen Beschichtungsbereich (3a, . . . 3n) enthaltenden Beschichtungsraum (3), Fördermittel (13) für die zu beschichtenden Objekte, mindestens eine Einrichtung (14) zur Bereitstellung von Pulver für Sprüh­ organe, Mittel zur Luftführung in, zur und von der Lackierkabine hinweg, einschließ­ lich eines Absaugsystems (17) mit Filter­ einheiten (25, 26) zum Absaugen von Luft und Overspray, und die zudem Regel- und Sicherheitseinrichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass das Absaugsystem (17) einen zwei­ teiligen Absaugschacht (18) mit einem ersten Kanal (21) mit erster Ausgangs­ öffnung (23) und einem zweiten Kanal (22) mit zweiter Ausgangsöffnung (24) aufweist,
wobei die Kanäle (21, 22) wahlweise jeweils einzeln von einer schwenkbaren Klappe (20) verschließbar sind.

4. Lackieranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (20) in einer gemeinsamen, trichterförmigen Eingangsöffnung (19) der beiden Kanäle (21, 22) angeordnet ist.

5. Lackieranlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Kanal (21) eine erste Filtereinheit (25) und dem zweiten Kanal (22) eine zweite Filtereinheit (26) zugeordnet ist.

6. Lackieranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Filtereinheit (26) mit einem Abfallbehälter (AB) verbunden ist.