KÖLLNER, Henning (Rebenstrasse 4, Flörsheim am Main, 65439, DE)
WALDORF, Thorsten (Schwalheimer Str. 9H, Bad Nauheim, 61231, DE)
KÖLLNER, Henning (Rebenstrasse 4, Flörsheim am Main, 65439, DE)
| Patentansprüche 1. Lackieranlage zum Beschichten / Lackieren eines langgestreckten Werkstückes (14), welches in mehrere Segmente (15, 16, 17, 18, 19) vorgegebener gleicher Länge L unterteilt ist, • wobei die Lackieranlage drei nebeneinander angeordnete, voneinander abgegrenzte Zonen aufweist, nämlich eine feststehende, mindestens einen Lackierroboter (2, 3) aufweisende Lackierkabine (1), eine sich anschließende Abdunst- zone (9) und einen sich anschließenden Trockner (11), • wobei die Lackierkabine (1), die Abdunstzone (9) und der Trockner (11) jeweils mindestens die Länge L aufweisen, • wobei mindestens eine Halterung (21) das Werkstück (14) längs einer Verfahrschiene (22) derart transportiert, dass sukzessive ein schrittweiser Durchlauf der einzelnen Segmente durch die einzelnen Zonen erfolgt. 2. Lackiereranlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine horizontale Verfahrschiene (4, 5) zur horizontalen Bewegung des Lackierroboters (2, 3) innerhalb der Lackierkabine (1) vorgesehen ist. 3. Lackieranlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine vertikale Verfahrschiene (6, 7) zur vertikalen Bewegung des Lackierroboters (2, 3) innerhalb der Lackierkabine (1) vorgesehen ist. 4. Lackieranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Lackierroboter (2, 3) vorgesehen sind, welche jeweils eigenständig eine Seite des Werkstückes (14) lackieren. 5. Lackieranlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner (11) autonom längs einer horizontalen Verfahrschiene (12) verfahrbar ist. |
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Lackieranlage zum Beschichten / Lackieren eines langgestreckten Werkstückes.
Zum Beschichten / Lackieren eines langgestreckten Werkstückes, beispielsweise eines Rotorblattes einer Windkraftanlage, kann eine Lackierkabine eingesetzt werden, in welche das langgestreckte Werkstück vollständig eingebracht werden kann. Die Lackierkabine ist in einem solchen Fall zugleich Abdunstzone und Trockner. Im Hinblick auf die erforderliche Umluft und die erforderliche Heizenergie weist eine solche Lackieranlage eine ungünstige Energieeffizienz auf. Des Weiteren ist die Taktzeit hoch und dementsprechend die Ausbringungsmenge gering.
Aus der DE 10 2008 011 998 A1 ist eine Anordnung zum Beschichten von Werkstücken bekannt, wobei wenigstens ein auf einer Verfahrschiene angeordneter Lackierroboter entlang einer Verfahrrichtung bewegbar ist. Die Verfahrschiene ist ihrerseits relativ zu einem stationären Bezugspunkt parallel zu einer Arbeitsfläche bewegbar. Es ist eine Lackiervorrichtung mit zwei einander gegenüberliegenden portalähnlichen Öffnungen vorgesehen, zwischen denen ein Arbeitsbereich vorgesehen ist, wobei die Lackierkabine auf wenigstens zwei parallel zueinander angeordneten Fahrgestellen abgestützt und mit diesen gemeinsam bewegbar ist. Die bekannte Anordnung eignet sich zum Beschichten eines Werkstückes, welches länger ist als der von der Lackierkabine begrenzte Arbeitsbereich. Die Beschichtung des Werkstückes erfolgt sequentiell, wobei das Werkstück in mehrere axial aneinandergrenzende Abschnitte unterteilt wird und die Lackierkabine zur Beschichtung eines jeweiligen Abschnittes in eine Position bewegt wird, in welcher der zur Beschichtung vorgesehene Abschnitt
BESTÄTIGUNGSKÖPIE des Werkstücks im Arbeitsbereich angeordnet ist und somit von der Lackierkabine umschlossen und mittels der Lackiervorrichtung beschichtbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimierte Lackieranlage zum Beschichten / Lackieren eines langgestreckten Werkstückes anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Lackieranlage zum Beschichten / Lackieren eines langgestreckten Werkstückes, welches in mehrere Segmente vorgegebener gleicher Länge L unterteilt ist,
• wobei die Lackieranlage drei nebeneinander angeordnete, voneinander abgegrenzte Zonen aufweist, nämlich eine feststehende, mindestens einen Lackierroboter aufweisende Lackierkabine, eine sich anschließende Abdunstzone und einen sich anschließenden Trockner,
• wobei die Lackierkabine, die Abdunstzone und der Trockner jeweils mindestens die Länge L aufweisen,
• wobei mindestens eine Halterung das Werkstück längs einer Verfahrschiene derart transportiert, dass sukzessive ein schrittweiser Durchlauf der einzelnen Segmente durch die einzelnen Zonen erfolgt.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass Energieeinsparungen von bis zu 80% bezogen auf die erforderliche Umluft und Heizenergie ermöglicht werden. Des Weiteren ergibt sich durch eine Herabsetzung der Taktzeit eine Erhöhung der Ausbringungsmenge.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Lackieranlage zum Beschichten eines langgestreckten Werkstückes, Fig. 2 eine Frontansicht einer Lackieranlage zum Beschichten eines langgestreckten Werkstückes
Fig. 3 ein zu beschichtendes langgestrecktes Werkstück
Fig. 4 - 10 einzelne Arbeitsschritte zum Beschichten des langgestreckten Werkstückes.
In Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Lackieranlage zum Beschichten eines langgestreckten Werkstückes dargestellt. Es ist eine feststehende Lackierkabine 1 zu erkennen, in welcher mindestens ein Lackierroboter angeordnet ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei derartige Lackierroboter 2 und 3 vorgesehen. Vorzugsweise ist jeder Lackierroboter 2, 3 über seine Roboterbasis sowohl horizontal als auch vertikal innerhalb vorgegebener Grenzen bewegbar, wozu erste (untere) horizontale Verfahrschienen 4, zweite (obere) horizontale Verfahrschienen 5, erste vertikale Verfahrschienen 6 sowie zweite vertikale Verfahrschienen 7 innerhalb der Lackierkabine 1 montiert sind. Auf diese Weise ist der erste Lackierroboter 2 vertikal längs der Verfahrschiene 6 und horizontal längs der Verfahrschienen 4, 5 beweglich. Der zweite Lackierroboter 3 ist vertikal längs der Verfahrschiene 7 und horizontal längs der Verfahrschienen 4, 5 beweglich. Zusammenfassend betrachtet wird die horizontale Verfahrachse daher mit einer vertikalen Verfahrachse kombiniert.
Die Lackierkabine 1 besitzt einen Eingang E für den Eintritt eines zu beschichtenden Werkstückes sowie einen gegenüberliegenden Ausgang A für den Austritt des beschichteten Werkstückes. Die Länge der Lackierkabine 1 zwischen Eingang E und Ausgang A beträgt L. An den Ausgang A der Lackierkabine 1 schließt sich eine Ab- dunstzone 9 an, welche ebenfalls mindestens die Länge L aufweist. Nach der Ab- dunstzone 9 ist ein autonomer Trockner 11 , insbesondere Infrarot-Trockner, angeordnet, welcher ebenfalls mindestens die Länge L aufweist. Der Trockner 9 ist längs einer horizontalen Verfahrschiene 12 innerhalb vorgegebener Grenzen bewegbar.
Für die Abstützung und Halterung eines in die Lackierkabine 1 zu transportierenden Werkstückes sind vorzugsweise mehrere Halterungen 21 vorgesehen, welche längs einer bodenseitigen Verfahrschiene 22 bewegbar sind. Für die Ansteuerung der Lackierroboter 2, 3, des Trockners 11 und der das Werkstück tragenden Halterungen 21 ist eine Steuer-/Regeleinrichtung 24 vorgesehen, welche Ansteuersignale für diese Baukomponenten erzeugt und an diese weiterleitet.
In Fig. 2 ist eine Frontansicht einer Lackieranlage zum Beschichten eines langgestreckten Werkstückes dargestellt. Es ist der Eingang E der Lackierkabine 1 zu erkennen, wobei der Lackierroboter 2 im linken Bereich des Innenraums der Lackierkabine 1 angeordnet ist und vertikal längs der Verfahrschiene 6 sowie horizontal längs der Verfahrschienen 4, 5 in der Richtung zwischen Eingang E und Ausgang A bzw. umgekehrt beweglich ist. Der Lackierroboter 3 ist im rechten Bereich des Innenraums der Lackierkabine 1 angeordnet und vertikal längs der Verfahrschiene 7 sowie horizontal längs der Verfahrschienen 4, 5 in der Richtung zwischen Eingang E und Ausgang A bzw. umgekehrt beweglich. Mittels der beiden Lackierroboter 2, 3 ist es möglich, ein zentral in den Eingang A der Lackierkabine 1 eingeführtes und sich in Richtung zum Ausgang A erstreckendes, langgestrecktes Werkstück 14 allseitig zu beschichten, insbesondere zu lackieren.
In Fig. 3 ist ein zu beschichtendes langgestrecktes Werkstück, z. B. ein Rotorblatt einer Windkraftanlage, dargestellt. Für die Beschichtung wird das langgestreckte Werkstück 14 in mehrere Segmente unterteilt, beispielsweise in ein erstes Segment 15, ein zweites Segment 16, ein drittes Segment 17, ein viertes Segment 18, ein fünftes Segment 19 usw. Die Länge eines jeden Segments 15, 16, 17, 18, 19 entspricht der Länge L der Lackierkabine 1 zwischen Eingang E und Ausgang A.
In den Fig. 4 - 9 sind die einzelnen Arbeitsschritte des Prozesses zum Beschichten des langgestreckten Werkstückes dargestellt. Dabei ist die schrittweise Bewegungsrichtung des Werkstückes 14 mit einem Pfeil gekennzeichnet:
• Erster Arbeitsschritt: Gemäß Fig. 4 ist das erste Segment 15 des Werkstücks 14 mittels der längs der Verfahrschiene 22 beweglichen Halterungen 21 vollständig in die Lackierkabine 1 eingebracht worden und wird unter Einsatz der Lackierroboter 2, 3 beschichtet / lackiert. Nach Beendigung der Beschichtung fahren die Lackierroboter in ihre Ausgangsposition zurück und das Werkstück 14 wird gleichzeitig in der gezeigten Bewegungsrichtung transportiert, so dass nunmehr das zweite Segment 16 des Werkstückes vollständig in die Lackierkabine 1 eingebracht ist.
• Zweiter Arbeitsschritt: Gemäß Fig. 5 ist das zweite Segment 16 des Werkstücks 14 mittels der längs der Verfahrschiene 22 beweglichen Halterungen 21 vollständig in die Lackierkabine 1 eingebracht worden und wird unter Einsatz der Lackierroboter 2, 3 beschichtet / lackiert. Gleichzeitig befindet sich das erste Segment 15 des Werkstückes vollständig in der Abdunstzone 9 und kann abdunsten. Nach Beendigung der Beschichtung wird das Werkstück 14 in der gezeigten Bewegungsrichtung transportiert, so dass nunmehr das dritte Segment 17 des Werkstückes vollständig in die Lackierkabine 1 eingebracht ist.
• Dritter Arbeitsschritt: Gemäß Fig. 6 ist das dritte Segment 17 des Werkstücks 14 mittels der längs der Verfahrschiene 22 beweglichen Halterungen 21 vollständig in die Lackierkabine 1 eingebracht worden und wird unter Einsatz der Lackierroboter 2, 3 beschichtet / lackiert. Gleichzeitig befindet sich das zweite Segment 16 des Werkstückes vollständig in der Abdunstzone 9 und kann abdunsten. Das erste Segment 15 befindet sich im autonomen Trockner 11 und kann trocknen. Nach Beendigung der Beschichtung wird das Werkstück 14 in der gezeigten Bewegungsrichtung transportiert, so dass nunmehr das vierte Segment 18 des Werkstückes vollständig in die Lackierkabine 1 eingebracht ist.
• Vierter Arbeitsschritt: Gemäß Fig. 7 ist das vierte Segment 18 des Werkstücks 14 mittels der längs der Verfahrschiene 22 beweglichen Halterungen 21 vollständig in die Lackierkabine 1 eingebracht worden und wird unter Einsatz der Lackierroboter 2, 3 beschichtet / lackiert. Gleichzeitig befindet sich das dritte Segment 17 des Werkstückes vollständig in der Abdunstzone 9 und kann abdunsten. Das zweite Segment 16 des Werkstückes befindet sich im Trockner 11 und kann trocknen. Nach Beendigung der Beschichtung wird das Werkstück 14 in der gezeigten Bewegungsrichtung transportiert, so dass nunmehr das fünfte Segment 19 des Werkstückes vollständig in die Lackierkabine 1 eingebracht ist.
• Fünfter Arbeitsschritt: Gemäß Fig. 8 ist das fünfte Segment 19 des Werkstücks 14 mittels der längs der Verfahrschiene 22 beweglichen Halterungen 21 vollständig in die Lackierkabine 1 eingebracht worden und wird unter Einsatz der Lackierroboter 2, 3 beschichtet / lackiert. Gleichzeitig befindet sich das vierte Segment 18 des Werkstückes vollständig in der Abdunstzone 9 und kann abdunsten. Das dritte Segment 17 des Werkstückes befindet sich im Trockner 11 und kann trocknen. Nach Beendigung der Beschichtung wird das Werkstück 14 in der gezeigten Bewegungsrichtung transportiert, so dass nunmehr das fünfte Segment 19 des Werkstückes vollständig aus der Lackierkabine 1 ausgebracht ist.
• Sechster Arbeitsschritt: Gemäß Fig. 9 befindet sich das fünfte Segment 19 des Werkstückes vollständig in der Abdunstzone 9 und kann abdunsten. Das vierte Segment 18 befindet sich im Trockner 11 und kann trocknen. Im nächsten (siebten) Arbeitsschritt wird das fünfte Segment 19 vollständig in den Trockner 11 eingebracht. Das Werkstück 14 durchläuft die Lackieranlage solange, bis alle seine Segmente alle Arbeitsschritte„Beschichten / Lackieren + Abdunsten + Trocknen" durchlaufen haben und somit mittels einer Lackschicht versehen und getrocknet sind.
Abweichend von der vorstehend erläuterten Abfolge der einzelnen Arbeitschritte ist es auch möglich, die Trockenzeit eines Segmentes des Werkstückes im Trockner 11 zu verlängern, indem der autonome Trockener 11 bei Transport des Werkstückes 14 mit einem zu trocknenden Segment„mitwandert". Fig. 10 zeigt ein Beispiel hierzu, welches an den Arbeitsschritt gemäß Fig. 6 anknüpft. Bei Vergleich der Figuren 7 und 10 ist zu erkennen, dass das Segment 15 einer verlängerten Trockenzeit unterworfen wird, indem der Trockner 11 längs seiner Verfahrschiene 12 zusätzlich um eine weitere Länge L eines Segmentes verfahren wird.
Mit anderen Worten: Wird das Werkstück weiterbewegt und die Trockenzeit eines im Trockner befindlichen Segments des Werkstückes 14 ist noch nicht vollständig beendet, so folgt der Trockner 11 dem entsprechenden Segment. Ist das Segment ausreichend getrocknet, so fährt der Trockner 11 unabhängig vom restlichen Prozess zum nächsten zu trocknenden Segment.
Zusammenfassend die wesentlichen Eigenschaften der Lackieranlage zum Beschichten eines langgestreckten Werkstückes:
• Das Werkstück 14 wird segmentweise lackiert, abgedunstet und getrocknet.
• Das Werkstück wird in mehreren einzelnen Schritten weiterbewegt, wobei nur bei Stillstand lackiert wird.
• Die Lackierkabine 1 selbst wird dabei nicht bewegt. • Zur Erweiterung des horizontalen Arbeitsbereichs, bei welchem beim Stillstehen des Werkstückes 14 lackiert werden kann, wird mindestens eine horizontale Verfahrschiene 4, 5 innerhalb der Lackierkabine 11 eingesetzt. Auf diese Weise ist der horizontale Lackierbereich nicht nur auf die Reichweite des Lackierroboters beschränkt.
• Um auch den vertikale Arbeitsbereich des Lackierroboters zu erweitern (d. h. um beispielsweise die obere und die untere Position eines Roboterblattes zu erreichen), wird mindestens eine vertikale Verfahrschiene 6, 7 innerhalb der Lackiermaschine eingesetzt.
Bezugszeichenliste
1 feststehende Lackierkabine
2 erster Lackierroboter
3 zweiter Lackierroboter
4 erste (untere) horizontale Verfahrschiene(n)
5 zweite (obere) horizontale Verfahrschiene(n)
6 erste vertikale Verfahrschiene(n)
7 zweite vertikale Verfahrschiene(n)
8
9 Abdunstzone
10
11 autonomer Trockner (Infrarot-Trockner)
12 horizontale Verfahrschiene
13
14 Werkstück (Rotorblatt)
15 erstes Segment des Werkstückes
16 zweites Segment des Werkstückes
17 drittes Segment des Werkstückes
18 viertes Segment des Werkstückes
19 fünftes Segment des Werkstückes
20
21 Halterung für Werkstück
22 Verfahrschiene
23
24 Steuer-/Regeleinrichtung
A Ausgang der Lackierkabine
E Eingang der Lackierkabine
L Länge der Lackierkabine zwischen Eingang E und Ausgang A = Länge der einzelnen Segmente des Werkstückes 14