Beschichtungsanlage

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsanlage zum Lackieren oder Pulverbeschichten von Werkstücken, mit einem Förderer zur Förderung von Werkstücken durch mindestens eine Station.

In Beschichtungsanlagen werden erhebliche Energiemengen verwendet, um Werkstücke auf bestimmte Behandlungstemperaturen aufzuwärmen, während die erwärmten Werkstücke nach Verlassen einer jeweiligen Behandlungsstation ihre Energie praktisch ungenutzt abgeben.

Im Stand der Technik durch Benutzung bekannt geworden sind Anlagen, bei denen die in einer Station erwärmten Werkstücke nebeneinander zu den in die Station einlaufenden kalten Werkstücken geführt werden, um so eine gewisse Vorwärmung der in die Station zugeführten Werkstücke zu erreichen.

Hiermit wird jedoch nur eine sehr ungenügende Vorwärmung der Werkstücke erreicht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtungsanlage gemäß der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass eine effizientere Energienutzung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Beschichtungsanlage zum Lackieren oder Pulverbeschichten von Werkstücken gelöst, mit einem Förderer zur Förderung von Werkstücken durch mindestens eine Station, in der die Werkstücke erwärmt werden, mit einer Vorwärmzone, innerhalb derer vorzuwärmende Werkstücke oberhalb von bereits erwärmten Werkstücken bewegt werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Dadurch, dass vorzuwärmende Werkstücke in der Vorwärmzone eine gewisse Zeitlang oberhalb von bereits erwärmten Werkstücken bewegt werden, wird nämlich eine deutlich verbesserte Ausnutzung der Abwärme der Werkstücke ermöglicht, da so die warmen Werkstücke ihre Energie unter Ausnutzung von Konvektion unmittelbar an die noch kalten, vorzuwärmenden Werkstücke abgeben können.

Gemäß weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden hierbei in die Station einlaufende vorzuwärmende Werkstücke oberhalb von aus der Station auslaufenden bereits warmen Werkstücken bewegt.

Im Normalfall werden also die in die Station einlaufenden (noch kalten) Werkstücke durch die aus der Station auslaufenden (bereits erwärmten) Werkstücke vorgeheizt.

Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, dass die aus einer Station auslaufenden (bereits erwärmten) Werkstücke in die Vorheizzone einer weiteren Station bewegt werden, um darin andere Werkstücke vorzuheizen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden die zu erwärmenden Werkstücke in entgegengesetzter Richtung zu den bereits warmen Werkstücken bewegt.

Auf diese Weise wird eine weiter verbesserte Energieübertragung ermöglicht.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Beschichtungsanlage mindestens einen Brenner auf, dessen Abgase den vorzuwärmenden Werkstücken in der Vorwärmzone zur Erwärmung zugeführt sind.

Auf diese Weise wird die relativ hohe Energie der Abgase eines Brenners, die üblicherweise mit etwa 300 ⁰ C an die Umgebung abgegeben werden, zur Vorwärmung der Werkstücke genutzt.

Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführung ist die Vorwärmzone von einer Behandlungskammer der Station durch Sperrluft abgetrennt.

Auf diese Weise werden Qualitätseinbußen, die durch aggressive Bestandteile der Brennerabgase entstehen könnten, vermieden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Wärmetauscher vorgesehen, der Abwärme zur Erwärmung eines Reinluftstroms nutzt, der in die Station geleitet wird.

Auf diese Weise wird eine weitere Energieersparnis bewirkt.

Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführung wird die vom Wärmetauscher erwärmte Reinluft als Sperrluft zwischen der Vorwärmzone und der Behandlungskammer zugeführt. Auf diese Weise wird eine besonders energiesparende Abschirmung der Behandlungskammer gegenüber aggressiven Bestandteilen von Brennerabgasen gewährleistet. So kann sowohl die Energie der Brennerabgase als auch die vom Wärmetauscher wiedergewonnene Energie besonders effizient eingesetzt werden.

Der Förderer ist vorzugsweise als diskontinuierlicher Förderer, vorzugsweise als Power & Free Förderer ausgebildet, der zu einer Einzelförderung von Werkstücken ausgebildet ist.

Bei Verwendung eines derartigen Förderers kann die Verweildauer der vorzuwärmenden Werkstücke oberhalb der bereits erwärmten Werkstücke deutlich vergrößert werden und die Verweildauer der Werkstücke in der Vorwärmzone programmiert werden. Auf diese Weise wird eine verbesserte Vorwärmung der Werkstücke gewährleistet.

Bei der Station, in der die Vorwärmung der Werkstücke in der Vorwärmzone erfolgt, handelt es sich bevorzugt um einen Trockner. Jedoch kann eine derartige Vorwärmung von Werkstücken auch bei anderen Stationen einer Beschichtungsanlage vorteilhaft vorgesehen sein, z.B. in einer Abdunststation.

Durch die Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Beschichten von Werkstücken angegeben, insbesondere zum Lackieren oder Pulverbeschichten von Werkstücken, bei dem die Werkstücke durch eine Mehrzahl von Stationen bewegt werden, von denen mindestens eine Station eine Vorwärmzone aufweist, in der vorzuwärmende Werkstücke oberhalb von bereits erwärmten Werkstücken bewegt werden.

Hierbei werden die vorzuwärmenden Werkstücke und die bereits erwärmten Werkstücke in der Vorwärmzone vorzugsweise in entgegengesetzte Richtung bewegt.

Auf diese Weise wird ein sehr effizienter Wärmeübergang erreicht.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Beschichtungsanlage zum Lackieren von

Werkstücken, wobei nur eine Station mit einer verbesserten Abwärmenutzung von Werkstücken schematisch dargestellt ist.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Beschichtungsanlage, die als Lackieranlage ausgeführt ist, insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.

Die gesamte Beschichtungsanlage weist eine Reihe von Stationen auf, von denen der Einfachheit halber lediglich eine Station 12 dargestellt ist, die als Trockner ausgebildet ist. Die Station 12 weist eine Behandlungskammer 18 und eine Vorwärmkammer 14 auf. Zu trocknende Werkstücke 30 werden von einem Förderer 24, der als Power & Free Förderer ausgeführt ist, über einen Einlass 26 in die Vorwärmkammer 14 zugeführt. Die Werkstücke 30 gelangen von der Vorwärmkammer 14 in die Behandlungskammer (Trockenkammer) 18, in der sie bei Temperaturen von etwa 200 ⁰ C getrocknet werden. Nach Durchlaufen der Behandlungskammer 18 gelangen die Werkstücke wiederum in die Vorwärmkammer 14, in der sie in nachfolgend noch beschriebener Weise einlaufende (kalte) Werkstücke vorwärmen und anschließend vom Förderer 24 über einen Auslass 28 wieder aus der Vorwärmkammer 14 ausgefördert werden.

Innerhalb der Vorwärmkammer 14 ist eine Vorwärmzone 16 vorgesehen, in der in die Station 12 einlaufende (noch kalte) Werkstücke 30 oberhalb von aus der Behandlungskammer 18 kommenden (noch warmen) Werkstücken 32 bewegt werden. Anordnung und Verfahrweise des Förderers 24 im Bereich der Vorwärmzone 16 erfolgen nun so, dass möglichst immer eine größere Anzahl von zu erwärmenden Werkstücken 30 oberhalb von einer möglichst gleich großen Anzahl von warmen Werkstücken 32 angeordnet ist. Der Förderer 24 führt hierzu taktweise neu zugeführte noch kalte Werkstücke 30 in den Bereich der Vorwärmzone 16 oberhalb der warmen Werkstücke 32. Weiterhin taktweise werden nach Durchlaufen der Vorwärmzone 16 die dann vorgewärmten Werkstücke 30 in die Behandlungskammer 18 gefördert. In entsprechender Weise erfolgt die Bewegung der warmen Werkstücke 32, die aus der Behandlungskammer in die Vorwärmzone 16 der Vorwärmkammer 14 gelangen, taktweise.

Die Zeit, die die Werkstücke 30, 32 in der Vorwärmzone 16 verbleiben, ist programmierbar.

Auf diese Weise kann die Zeitspanne zur Vorwärmung der neu zugeführten Werkstücke 30 durch die noch warmen Werkstücke 32 aus der Behandlungskammer 18 möglichst lang ausgestaltet werden.

Die Länge der Vorwärmzone 16 hängt von der Wärmekapazität der Werkstücke und insbesondere vom gewünschten Wirkungsgrad bei der Vorwärmung der Werkstücke ab.

Eine weiter verbesserte Vorwärmung der neu zugeführten Werkstücke 30 wird dadurch erreicht, dass die Abgase von Brennern 20, 22, die zur Beheizung der Behandlungskammer 18 verwendet werden, gleichfalls zur Vorwärmung der Werkstücke 30 genutzt werden.

In herkömmlichen Anlagen werden die Brennerabgase, die meist eine Abgastemperatur in der Größenordnung von 300 ⁰ C haben, ohne Abwärmenutzung an die Umgebung abgegeben, da die Brennerabgase für Lacke oder Pulver meist schädliche Bestandteile enthalten, die die Qualität der Beschichtung beeinträchtigen könnten.

Erfindungsgemäß werden die Abgase 34, 36 der Brenner 20, 22 über eine Leitung 38 in die Vorwärmstation 14 zugeführt und unterhalb der zu erwärmenden Werkstücke 30 über einen Luftauslass 40 ausgegeben, so dass sie unmittelbar zur Vorwärmung der Werkstücke 30 beitragen können.

Um zu vermeiden, dass aggressive Bestandteile der Brennerabgase zu Qualitätseinbußen bei der Beschichtung der Werkstücke führen, ist die Behandlungskammer 18, in der die Werkstücke bei Temperaturen von etwa 200°C getrocknet werden, von der Vorwärmkammer 14 durch einen Sperrluftstrom abgeschottet, der über einen Luftauslass 50 am übergang zwischen der Vorwärmkammer 14 und der Behandlungskammer 18 ausströmt. Der über den Luftauslass 50 ausgegebene Sperrluftstrom wird über einen Wärmetauscher 42 vorgewärmt. Der Wärmetauscher 42 benutzt Energie, die einem Abluftstrom 44 aus der Behandlungskammer 18 entzogen wird, zur Erwärmung von Reinluft 46, bei der es sich um Frischluft handeln kann, und die nach Erwärmung über eine Leitung 48 zum Luftauslass 50 zugeführt ist. über den Luftauslass 50 ausströmende Sperrluft, die über eine Vielzahl von Luftschlitzen ausströmt, wird somit ein warmer Sperrluftstrom ausgegeben, durch den die Atmosphären in der Vorwärmkammer 14 und der Behandlungskammer 18 praktisch vollständig abgetrennt werden, wobei zusätzlich die Sperrluft noch zur Beheizung verwendet wird.