Title:
Beschichtungsanlage und zugehöriges Betriebsverfahren
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Beschichtungsanlage, insbesondere für eine Lackieranlage, zur Beschichtung von Bauteilen (2), insbesondere Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen (2), mit den folgenden Schritten:
– Fördern der zu beschichtenden Bauteile (2) mittels einer Fördereinrichtung (3) in einer Förderrichtung durch eine Beschichtungskabine (1),
– Beschichten der Bauteile (2) in der Beschichtungskabine (1) mit einem Beschichtungsmittel mittels eines Applikationsgeräts (17–19), das einen Sprühstrahl des Beschichtungsmittels appliziert, wobei sich ein Teil des applizierten Beschichtungsmittels auf den zu beschichtenden Bauteilen (2) ablagert, während ein anderer Teil des applizierten Beschichtungsmittels als überschüssiger Beschichtungsmittelnebel (21) im Kabineninnenraum der Beschichtungskabine (1) schwebt, und
– Entfernen des überschüssigen Beschichtungsmittelnebels (21) aus dem Kabineninnenraum zusätzlich zu oder anstelle von der durch eine Filterdecke erzeugten abwärts gerichteten Luftströmung.
Weiterhin umfasst die Erfindung eine entsprechend ausgebildete Beschichtungsanlage.




Inventors:
Krumma, Harry (74357, Bönnigheim, DE)
Wöhr, Benjamin (74363, Güglingen, DE)
Herre, Frank (71739, Oberriexingen, DE)
Hannig, Detlev (73650, Winterbach, DE)
Meißner, Alexander (70197, Stuttgart, DE)
Federmann, Andreas (70563, Stuttgart, DE)
Spathelf, Pascal (75428, Illingen, DE)
Lauer, Michael (70435, Stuttgart, DE)
Baumeister, Robert (74369, Löchgau, DE)
Weidle, Martin (70839, Gerlingen, DE)
Application Number:
DE102015006666A
Publication Date:
11/24/2016
Filing Date:
05/22/2015
Assignee:
Dürr Systems AG, 74321 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102011122056A1N/A2013-06-27
DE102008053178A1N/A2010-05-12
DE10209489A1N/A2003-10-09



Attorney, Agent or Firm:
v. Bezold & Partner Patentanwälte - PartG mbB, 80799, München, DE
Claims:
1. Betriebsverfahren für eine Beschichtungsanlage, insbesondere für eine Lackieranlage, zur Beschichtung von Bauteilen (2), insbesondere Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen (2), mit den folgenden Schritten:
a) Fördern der zu beschichtenden Bauteile (2) mittels einer Fördereinrichtung (3) in einer Förderrichtung durch eine Beschichtungskabine (1),
b) Beschichten der Bauteile (2) in der Beschichtungskabine (1) mit einem Beschichtungsmittel mittels eines Applikationsgeräts (1719), das einen Sprühstrahl des Beschichtungsmittels appliziert, wobei sich ein Teil des applizierten Beschichtungsmittels auf den zu beschichtenden Bauteilen (2) ablagert, während ein anderer Teil des applizierten Beschichtungsmittels zunächst als überschüssiger Beschichtungsmittelnebel (21) im Kabineninnenraum der Beschichtungskabine (1) schwebt,
gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
c) Entfernen des überschüssigen Beschichtungsmittelnebels (21) aus dem Kabineninnenraum zusätzlich zu oder anstelle von der durch eine Filterdecke erzeugten senkrecht abwärts gerichteten Luftströmung.

2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) aus dem Kabineninnenraum eine abwärts gerichtete Luftströmung (8) in dem Kabineninnenraum erzeugt wird, die räumlich begrenzt ist und nicht den gesamten Kabineninnenraum umfasst, und/oder
b) dass die Luftströmung (8) in der Förderrichtung der zu beschichtenden Bauteile (2) angewinkelt ist, insbesondere mit einem Winkel von 15°–45° zur Senkrechten, insbesondere mittels einer Filterdecke (28, 29).

3. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) aus dem Kabineninnenraum mittels eines beweglichen Manipulators (5) mit mehreren Bewegungsachsen, insbesondere mittels eines mehrachsigen Roboters mit einer seriellen Kinematik.

4. Betriebsverfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) ortsfest angeordnet ist, oder
b) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) an einer Verfahrschiene (6) entlang der Förderrichtung verfahren wird.

5. Betriebsverfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) Luft in den Kabineninnenraum einbläst, um den Beschichtungsmittelnebel (21) aus dem Kabineninnenraum zu entfernen, oder
b) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) den Beschichtungsmittelnebel (21) aus dem Kabineninnenraum absaugt.

6. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) an einer Decke der Beschichtungskabine (1) hängend montiert ist, oder
b) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) seitlich an der Beschichtungskabine (1) montiert ist.

7. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) ein SCARA-Roboter ist mit parallelen Schwenkachsen, oder
b) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) ein Knickarmroboter ist mit nicht parallelen Schwenkachsen.

8. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) ein mehrachsiger Applikationsroboter ist, der auch das Applikationsgerät (1719) zum Applizieren des Beschichtungsmittels führt, oder
b) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) ein Handhabungsroboter ist, insbesondere ein Türöffner oder ein Haubenöffner, oder
c) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) zusätzlich zu einem Applikationsroboter und/oder einem Handhabungsroboter vorgesehen und davon getrennt ist.

9. Betriebsverfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Applikationsgerät (1719) zum Ausblasen von Lenkluft mindestens eine Lenkluftdüse aufweist, um den Sprühstrahl des Beschichtungsmittels zu formen, und
b) dass das Applikationsgerät (1719) die Lenkluft ausbläst, um den Beschichtungsmittelnebel (21) aus dem Kabineninnenraum zu entfernen, und/oder
c) dass der Applikationsroboter mindestens eine separate Luftdüse (16) zusätzlich zu oder anstelle von einer Lenkluftdüse aufweist, um Luft zur Entfernung des Beschichtungsmittelnebels (21) auszublasen.

10. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) mindestens eine Luftdüse (16) führt, um Luft zur Entfernung des Beschichtungsmittelnebels (21) auszublasen,
b) dass der Manipulator (5) einen proximalen Roboterarm (11) und einen distalen Roboterarm (12) aufweist, wobei die Luftdüse (16) zur Entfernung des Beschichtungsmittelnebels (21) an dem proximalen Roboterarm (11) und/oder an dem distalen Roboterarm (12) angebracht ist, und/oder
c) dass der Manipulator (5) eine Düsenleiste (7; 15) mit mehreren Luftdüsen (16) aufweist, und/oder
d) dass die Düsenleiste (7) im Wesentlichen waagerecht und quer zu der Förderrichtung ausgerichtet ist, und/oder
e) dass die Düsenleiste (15) an dem proximalen Roboterarm (11) und/oder an dem distalen Roboterarm (12) angeordnet ist.

11. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die zu beschichtenden Bauteile (20) beim Einfördern in die Beschichtungskabine (1) zunächst in eine Vorposition in der Beschichtungskabine (1) gefördert werden, die in der Förderrichtung stromaufwärts vor einer endgültigen Beschichtungsposition in der Beschichtungskabine (1) liegt,
b) dass der Beschichtungsmittelnebel (21) von einem vorangegangenen Beschichtungsvorgang im Bereich der endgültigen Beschichtungsposition entfernt wird, während sich das nächste Bauteil (20) in der Vorposition befindet,
c) dass die zu beschichtenden Bauteile (20) in der Vorposition nur in ihrem Frontbereich beschichtet werden, beispielsweise an einer Motorhaube oder vorderen Kotflügeln, und
d) dass die Bauteile (20) von der Vorposition in die endgültige Beschichtungsposition gefördert werden, wenn der Beschichtungsmittelnebel (21) im Bereich der endgültigen Beschichtungsposition entfernt ist und das Bauteil (20) an der Vorposition im Frontbereich beschichtet ist, und/oder
e) dass die Bauteile (20) dann in der endgültigen Beschichtungsposition auch außerhalb des Frontbereichs beschichtet werden.

12. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass beim Ausfördern eines der Bauteile (2) aus der Beschichtungskabine (1) Beschichtungsmittelnebel (21) aus dem Bauteil (2) austritt und/oder von dem ausgeförderten Bauteil (2) aufgewirbelt wird, und
b) dass die Entfernung des Beschichtungsmittelnebels (21) räumlich auf einen Reinigungsbereich (27) konzentriert ist, der nicht den gesamten Kabineninnenraum umfasst,
c) dass der Reinigungsbereich (27) das ausgeförderte Bauteil (2) mindestens teilweise umfasst, insbesondere einen bezüglich der Förderrichtung hinteren Teilbereich des ausgeförderten Bauteils (2),
d) dass beim Ausfördern des Bauteils (2) aus der Beschichtungskabine (1) der Reinigungsbereich (27) vorzugsweise synchron mit dem Bauteil (2) in der Förderrichtung mitbewegt wird.

13. Betriebsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die zu beschichtenden Bauteile (2) im Stop-and-Go-Betrieb durch die Beschichtungskabine (1) gefördert werden, insbesondere mit einer Förderzeit von weniger als 13 s, 11 s oder 9 s, und/oder
b) dass die zu beschichtenden Bauteile (2) beim Ausfördern aus der Beschichtungskabine (1) zunächst mit einer bestimmten Beschleunigung (a1) beschleunigt und dann mit einer bestimmten Verzögerung (a2) wieder abgebremst werden, und/oder
c) dass beim Ausfördern aus der Beschichtungskabine (1) die Beschleunigung (a1) geringer ist als die nachfolgende Verzögerung (a2), insbesondere um beim Beschleunigen weniger Beschichtungsmittelnebel (21) aufzuwirbeln.

14. Beschichtungsanlage, insbesondere Lackieranlage, zur Beschichtung von Bauteilen (2), insbesondere von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, mit
a) einer Beschichtungskabine (1),
b) einer Fördereinrichtung (3) zur Förderung der Bauteile (2) durch die Beschichtungskabine (1),
c) mindestens einem Applikationsgerät (1719) innerhalb der Beschichtungskabine (1) zur Applikation eines Sprühstrahls eines Beschichtungsmittels auf die zu beschichtenden Bauteile (2), wobei sich ein Teil des applizierten Beschichtungsmittels auf den zu beschichtenden Bauteilen (2) ablagert, während einer anderer Teil des applizierten Beschichtungsmittels als überschüssiger Beschichtungsmittelnebel (21) im Kabineninnenraum schwebt,
gekennzeichnet durch
d) eine Reinigungseinrichtung (5) zur Entfernung des Beschichtungsmittelnebels (21) aus dem Kabineninnenraum zusätzlich zu oder anstelle von einer Filterdecke, die eine abwärts gerichtete Luftströmung (8) in dem kabineninnenraum erzeugt.

15. Beschichtungsanlage nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Reinigungseinrichtung zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) aus dem Kabineninnenraum eine abwärts gerichtete Luftströmung (8) in dem Kabineninnenraum erzeugt wird, die räumlich begrenzt ist und nicht den gesamten Kabineninnenraum umfasst, und/oder
b) dass die Luftströmung (8) in der Förderrichtung der zu beschichtenden Bauteile (2) angewinkelt ist, insbesondere mit einem Winkel von 15°–45° zur Senkrechten.

16. Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (5) einen beweglichen Manipulator (5) mit mehreren Bewegungsachsen aufweist, insbesondere mittels eines mehrachsigen Roboters mit einer seriellen Kinematik, um den Beschichtungsmittelnebel (21) aus dem Kabineninnenraum zu entfernen.

17. Beschichtungsanlage nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) ortsfest angeordnet ist, oder
b) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) an einer Verfahrschiene (6) entlang der Förderrichtung verfahren wird.

18. Beschichtungsanlage nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) Luft in den Kabineninnenraum einbläst, um den Beschichtungsmittelnebel (21) aus dem Kabineninnenraum zu entfernen, oder
b) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) den Beschichtungsmittelnebel (21) aus dem Kabineninnenraum absaugt.

19. Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) an einer Decke der Beschichtungskabine (1) hängend montiert ist, oder
b) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) seitlich an der Beschichtungskabine (1) montiert ist.

20. Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) ein SCARA-Roboter ist mit parallelen Schwenkachsen, oder
b) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) ein Knickarmroboter ist mit nicht parallelen Schwenkachsen.

21. Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) ein mehrachsiger Applikationsroboter ist, der auch das Applikationsgerät (1719) zum Applizieren des Beschichtungsmittels führt, oder
b) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) ein Handhabungsroboter ist, insbesondere ein Türöffner oder ein Haubenöffner, oder
c) dass der Manipulator (5) zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels (21) zusätzlich zu einem Applikationsroboter und/oder einem Handhabungsroboter vorgesehen und davon getrennt ist.

22. Beschichtungsanlage nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Applikationsgerät (1719) zum Ausblasen von Lenkluft mindestens eine Lenkluftdüse aufweist, um den Sprühstrahl des Beschichtungsmittels zu formen, und
b) dass das Applikationsgerät (1719) die Lenkluft ausbläst, um den Beschichtungsmittelnebel (21) aus dem Kabineninnenraum zu entfernen, und/oder
c) dass der Applikationsroboter mindestens eine separate Luftdüse (16) zusätzlich zu oder anstelle von einer Lenkluftdüse aufweist, um Luft zur Entfernung des Beschichtungsmittelnebels (21) auszublasen.

23. Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Manipulator (5) mindestens eine Luftdüse (16) führt, um Luft zur Entfernung des Beschichtungsmittelnebels (21) auszublasen,
b) dass der Manipulator (5) einen proximalen Roboterarm (11) und einen distalen Roboterarm (12) aufweist, wobei die Luftdüse (16) zur Entfernung des Beschichtungsmittelnebels (21) an dem proximalen Roboterarm (11) und/oder an dem distalen Roboterarm (12) angebracht ist, und/oder
c) dass der Manipulator (5) eine Düsenleiste (7; 15) mit mehreren Luftdüsen (16) aufweist, und/oder
d) dass die Düsenleiste (7) im Wesentlichen waagerecht und quer zu der Förderrichtung ausgerichtet ist, und/oder
e) dass die Düsenleiste (15) an dem proximalen Roboterarm (11) und/oder an dem distalen Roboterarm (12) angeordnet ist.

24. Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die zu beschichtenden Bauteile (20) beim Einfördern in die Beschichtungskabine (1) zunächst in eine Vorposition in der Beschichtungskabine (1) gefördert werden, die in der Förderrichtung stromaufwärts vor einer endgültigen Beschichtungsposition in der Beschichtungskabine (1) liegt,
b) dass der Beschichtungsmittelnebel (21) von einem vorangegangenen Beschichtungsvorgang im Bereich der endgültigen Beschichtungsposition entfernt wird, während sich das nächste Bauteil (20) in der Vorposition befindet,
c) dass die zu beschichtenden Bauteile (20) in der Vorposition nur in ihrem Frontbereich beschichtet werden, beispielsweise an einer Motorhaube oder vorderen Kotflügeln, und
d) dass die Bauteile (20) von der Vorposition in die endgültige Beschichtungsposition gefördert werden, wenn der Beschichtungsmittelnebel (21) im Bereich der endgültigen Beschichtungsposition entfernt ist und das Bauteil (20) an der Vorposition im Frontbereich beschichtet ist, und/oder
e) dass die Bauteile (20) dann in der endgültigen Beschichtungsposition auch außerhalb des Frontbereichs beschichtet werden.

25. Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 24,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass beim Ausfördern eines der Bauteile (2) aus der Beschichtungskabine (1) Beschichtungsmittelnebel (21) aus dem Bauteil (2) austritt und/oder von dem ausgeförderten Bauteil (2) aufgewirbelt wird, und
b) dass die Entfernung des Beschichtungsmittelnebels (21) räumlich auf einen Reinigungsbereich (27) konzentriert ist, der nicht den gesamten Kabineninnenraum umfasst,
c) dass der Reinigungsbereich (27) das ausgeförderte Bauteil (2) mindestens teilweise umfasst, insbesondere einen bezüglich der Förderrichtung hinteren Teilbereich des ausgeförderten Bauteils,
d) dass beim Ausfördern des Bauteils (2) aus der Beschichtungskabine (1) der Reinigungsbereich (27) vorzugsweise synchron mit dem Bauteil (2) in der Förderrichtung mitbewegt wird.

26. Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die zu beschichtenden Bauteile (2) im Stop-and-Go-Betrieb durch die Beschichtungskabine (1) gefördert werden, insbesondere mit einer Förderzeit von weniger als 13 s, 11 s oder 9 s, und/oder
b) dass die zu beschichtenden Bauteile (2) beim Ausfördern aus der Beschichtungskabine (1) zunächst mit einer bestimmten Beschleunigung beschleunigt und dann mit einer bestimmten Verzögerung wieder abgebremst werden, und/oder
c) dass beim Ausfördern aus der Beschichtungskabine (1) die Beschleunigung geringer ist als die nachfolgende Verzögerung, insbesondere um beim Beschleunigen weniger Beschichtungsmittelnebel (21) aufzuwirbeln.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Beschichtungsanlage, insbesondere für eine Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen. Weiterhin umfasst die Erfindung eine entsprechende Beschichtungsanlage.

In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden die zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile üblicherweise von einer Fördereinrichtung entlang einer Lackierstraße durch mehrere aufeinanderfolgende Lackierkabinen gefördert, in denen die verschiedenen Lackschichten (z. B. Basislack, Klarlack) aufgetragen werden.

Die Applikation des zu applizierenden Lacks erfolgt hierbei in der Regel durch Rotationszerstäuber, die von mehrachsigen Lackierrobotern hochbeweglich geführt werden. Bei der Lackapplikation durch die Rotationszerstäuber lagert sich ein Großteil des applizierten Lacks auf dem zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteil ab und bildet dort die gewünschte Lackschicht. Ein Teil des applizierten Lacks verbleibt jedoch zunächst als Beschichtungsmittelnebel („Overspray”) im Kabineninnenraum der Lackierkabine, wobei dieser überschüssige Beschichtungsmittelnebel störend ist.

Zur Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels aus der Lackierkabine ist die Decke der Lackierkabine üblicherweise als sogenannte Filterdecke ausgebildet, die eine abwärts gerichtete, möglichst laminare Strömung im gesamten Kabineninnenraum erzeugt. Diese abwärts gerichtete Luftströmung in dem Kabineninnenraum drückt den störenden Beschichtungsmittelnebel durch den als Gitterrost ausgebildeten Kabinenboden nach unten in eine Auswaschung, die als Trockenauswaschung oder als Nassauswaschung ausgebildet sein kann und das in dem Beschichtungsmittelnebel enthaltene Beschichtungsmittel auswäscht.

Problematisch ist jedoch insbesondere die Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels, der im Innenraum der zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile durch eine Innenlackierung von Innenflächen der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile entsteht. Die von der Filterdecke erzeugte abwärts gerichtete Luftströmung wird hierbei nämlich durch das Dach der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile abgeschirmt und kann sich deshalb trotz der abwärts gerichteten Luftströmung relativ lange im Innenraum der zu lackierenden Kraftfahrzeugbauteile halten. Beim anschließenden Ausfördern der lackierten Kraftfahrzeugkarosseriebauteile aus der Lackierkabine kann der störende Beschichtungsmittelnebel dann aus dem Innenraum der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile austreten und den nächsten Lackiervorgang stören, wenn der Beschichtungsmittelnebel dann nicht schnell genug entfernt werden kann.

Dieses Problem besteht insbesondere dann, wenn die Kraftfahrzeugkarosseriebauteile nicht kontinuierlich entlang der Lackierstraße gefördert werden, sondern im Stop-and-go-Betrieb, da dann relativ hohe Beschleunigungen der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile beim Ausfördern aus der Lackierkabine entstehen. Diese relativ hohen Beschleunigungen der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile beim Ausfördern aus der Lackierkabine führen nämlich zu Luftwirbeln, wodurch sich der störende Beschichtungsmittelnebel nach dem Austreten aus dem Innenraum der ausgeförderten Kraftfahrzeugkarosseriebauteile relativ lange im Kabineninnenraum der Lackierkabine halten kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels (”Overspray”) aus einer Beschichtungskabine entsprechend zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Betriebsverfahren für eine Beschichtungsanlage bzw. durch eine entsprechende Beschichtungsanlage gemäß den Nebenansprüchen gelöst.

Die Erfindung beruht auf der bereits vorstehend kurz erwähnten technischen-physikalischen Erkenntnis, dass der störende überschüssige Beschichtungsmittelnebel (”Overspray”) besonders aufgrund von zwei Phänomenen zunächst in der Beschichtungskabine verbleibt und deshalb entfernt werden muss.

Zum einen wird dies nämlich durch folgende Eigenschaften moderner Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen begünstigt:

  • – Die zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile werden im Vergleich zu älteren Lackieranlagen schneller aus der Lackierkabine ausgefördert und dabei stärker beschleunigt, was zu stärkeren Verwirbelungen des überschüssigen Beschichtungsmittelnebels (”Overspray”) führt.
  • – Die Luftsinkgeschwindigkeit in der Lackierkabine ist bei modernen Lackieranlagen geringer als bei älteren Lackieranlagen.
  • – Der Lack wird in modernen Lackieranlagen mit größeren Ausbringmengen und Ausflussraten appliziert, was zwar eine größere Flächenbeschichtungsleistung ermöglicht, aber auch zu mehr Overspray führt.
  • – Bei modernen Lackieranlagen sind die einzelnen Lackierkabinen kürzer und schmaler als früher, was zwar den Energieverbrauch senkt, aber auch die Overspray-Problematik verschärft.
  • – Bei modernen Lackieranlagen sind in den einzelnen Lackierkabine mehr Roboter und mehr Zerstäuber angeordnet, was die Overspray-Problematik ebenfalls verschärft

Zum anderen wird der störende Beschichtungsmittelnebel (”Overspray”) in der Beschichtungskabine aber auch durch Innenlackierungen begünstigt, wobei der Lack im Innenraum einer Kraftfahrzeugkarosserie appliziert wird. Beim Ausfördern einer Kraftfahrzeugkarosserie aus der Lackierkabine schiebt die Trägheit den Beschichtungsmittelnebel dann durch das Heckfenster aus der Kraftfahrzeugkarosserie. Darüber hinaus schiebt auch der beim Ausfördern einer Kraftfahrzeugkarosserie entstehende Fahrtwind den störenden Beschichtungsmittelnebel durch das Heckfenster aus der Kraftfahrzeugkarosserie.

Die beiden vorstehend beschriebenen störenden Phänomene können dazu führen, dass sich der störende Beschichtungsmittelnebel von der zuletzt lackierten Kraftfahrzeugkarosserie auf der nächsten Kraftfahrzeugkarosserie ablagern kann, was zu Qualitätsproblemen führen kann.

Die Erfindung sieht deshalb vor, dass der störende Beschichtungsmittelnebel („Overspray”) in einer Beschichtungskabine nicht oder zumindest nicht nur durch die bekannte abwärts gerichtete Luftströmung entfernt wird, die von der herkömmlichen Filterdecke erzeugt wird. Vielmehr sieht die Erfindung vor, dass der störende Beschichtungsmittelnebel in der Beschichtungskabine durch eine separate, abwärts gerichtete Luftströmung entfernt wird, die nicht von der Filterdecke erzeugt wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist diese separate Luftströmung räumlich begrenzt und erstreckt sich nicht über den gesamten Kabineninnenraum, wodurch sich diese separate Luftströmung von der bekannten Luftströmung unterscheidet, die von der Filterdecke erzeugt wird.

Vorzugsweise ist diese separate Luftströmung nicht exakt senkrecht von oben nach unten ausgerichtet, sondern in der Förderrichtung angewinkelt, beispielsweise in einem Winkel von 5°–60°, 10°–55° oder 15°–45° zur Senkrechten. Diese Anwinkelung der abwärts gerichteten Luftströmung ist vorteilhaft, weil der störende Beschichtungsmittelnebel dann auch teilweise in Richtung Kabinenausgang entfernt wird, wodurch der Bereich des Kabineninnenraums nahe am Kabineneingang schneller gereinigt wird.

Diese schräge Anwinkelung der Luftströmung in der Förderrichtung relativ zur Senkrechten ist im Rahmen der Erfindung auch bei der abwärts gerichteten Luftströmung möglich, die von der Filterdecke erzeugt wird. Die Erfindung umfasst deshalb auch eine Erfindungsvariante, bei der die abwärts gerichtete Luftströmung von der Filterdecke in der Förderrichtung angewinkelt ist, ohne dass eine zusätzliche Luftströmung zur Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels erzeugt wird.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die separate Luftströmung zur Entfernung des Beschichtungsmittelnebels von einem beweglichen Manipulator mit mehreren Bewegungsachsen erzeugt, der in dem Kabineninnenraum beweglich angeordnet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Manipulator zum Entfernen des störenden Beschichtungsmittelnebels um einen mehrachsigen Roboter mit einer seriellen oder parallelen Roboterkinematik.

In einer bevorzugten Erfindungsvariante entfernt dieser Manipulator den störenden Beschichtungsmittelnebel dadurch aus dem Kabineninnenraum, dass er Luft in den Kabineninnenraum einbläst, wobei die eingeblasene Luft auf den störenden Beschichtungsmittelnebel trifft und diesen aus dem Kabineninnenraum entfernt oder zumindest die Entfernung des Beschichtungsmittelnebels beschleunigt.

In einer anderen, ebenfalls möglichen Erfindungsvariante entfernt der Manipulator den störenden Beschichtungsmittelnebel dagegen dadurch aus dem Kabineninnenraum, dass er den Beschichtungsmittelnebel absaugt.

Der Manipulator zum Entfernen des störenden Beschichtungsmittelnebels kann im Rahmen der Erfindung ortsfest innerhalb der Beschichtungskabine angeordnet sein.

Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass der Manipulator zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels an einer Verfahrschiene entlang der Förderrichtung verfahrbar ist. Dies bietet vorteilhaft die Möglichkeit, dass der Manipulator zum Entfernen des störenden Beschichtungsmittelnebels beim Ausfördern eines Bauteils aus der Beschichtungskabine dem ausgeförderten Bauteil nachgeführt wird, um den beim Ausfördern des Bauteils aus dem Innenraum des Bauteils austretenden Beschichtungsmittelnebel möglichst schnell zu entfernen.

Hinsichtlich der Montage des Manipulators zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten.

Beispielsweise kann der Manipulator an einer Decke der Beschichtungskabine hängend montiert werden und dann den Luftstrom zum Entfernen des störenden Beschichtungsmittelnebels nach unten in die Beschichtungskabine abgeben. Diese hängende Montage des Manipulators an der Decke der Beschichtungskabine ist auch vorteilhaft, weil der Manipulator dann selbst wenig verschmutzungsanfällig ist, da der störende Beschichtungsmittelnebel in Deckennähe kaum oder nur in geringer Dichte auftritt.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass der Manipulator zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels seitlich an der Beschichtungskabine montiert ist und zwar wahlweise auf dem Kabinenboden stehend oder an den Seitenwänden hängend.

Auch hinsichtlich des Typs des Manipulators zum Entfernen des Beschichtungsmittels bestehen verschiedene Möglichkeiten.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dem Manipulator um einen Knickarmroboter mit einer seriellen Roboterkinematik und mehreren nicht parallelen Schwenkachsen, wobei derartige Knickarmroboter aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt sind und bei herkömmlichen Lackieranlagen beispielsweise auch als Applikationsroboter oder Handhabungsroboter (z. B. Haubenöffner, Türöffner) verwendet werden.

Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass es sich bei dem Manipulator zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels um einen sogenannten SCARA-Roboter (SCARA: Selective Compliance Assembly Robot Arm) handelt, wobei derartige SCARA-Roboter aus dem Stand der Technik an sich bekannt sind und beispielsweise in Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen als Türöffner eingesetzt werden. Ein Merkmal derartiger SCARA-Roboter besteht darin, dass die Schwenkachsen der verschiedenen Roboterglieder parallel zueinander ausgerichtet sind und typischerweise senkrecht verlaufen.

Theoretisch besteht im Rahmen der Erfindung natürlich auch die Möglichkeit, dass es sich bei dem Manipulator zum Entfernen des störenden Beschichtungsmittels um einen Roboter mit einer Parallelkinematik handelt.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich jedoch bei dem Manipulator zum Entfernen des störenden Beschichtungsmittels um einen mehrachsigen Applikationsroboter, der auch das Applikationsgerät (z. B. Rotationszerstäuber) zum Applizieren des Beschichtungsmittels führt. Der Applikationsroboter hat hierbei also mehrere Funktionen. Zum einen führt der Applikationsroboter das Applikationsgerät (z. B. Rotationszerstäuber) über die Bauteiloberfläche der zu beschichtenden Bauteile, um Beschichtungsmittel (z. B. Lack) zu applizieren. Zum anderen dient der Applikationsroboter hierbei aber auch zum Entfernen des störenden Beschichtungsmittelnebels aus dem Kabineninnenraum der Beschichtungskabine.

Beispielsweise kann das Applikationsgerät hierzu Lenkluft ausblasen, die normalerweise zur Formung des Sprühstrahls verwendet wird und dann gezielt eingesetzt wird, um den störenden Beschichtungsmittelnebel aus der Beschichtungskabine zu entfernen. Im normalen Applikationsbetrieb wird die Lenkluft also eingesetzt, um den Sprühstrahl zu formen. Darüber hinaus kann die Lenkluft aber auch eingesetzt werden, um den störenden Beschichtungsmittelnebel wegzublasen und dadurch zu entfernen, wobei in dieser Betriebsweise natürlich keine Applikation von Beschichtungsmittel erfolgt.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass der Applikationsroboter zusätzlich zu der oder den Lenkluftdüsen oder anstelle davon eine separate Luftdüse aufweist, die nur zur Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels dient.

Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass der Manipulator zum Entfernen des Beschichtungsmittelnebels ein Handhabungsroboter ist, beispielsweise ein Türöffner oder ein Haubenöffner, der in einer Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen eingesetzt wird, um Türen bzw. Motorhauben oder Kofferraumdeckel für eine anschließende Innenlackierung zu öffnen.

Schließlich besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass der Manipulator zum Entfernen des störenden Beschichtungsmittelnebels ausschließlich für diesen Zweck vorgesehen ist und weder zur Applikation des Beschichtungsmittels noch zum Handhaben der zu beschichtenden Bauteile dient, was eine Optimierung der Konstruktion des Manipulators auf den Zweck der Entfernung des Beschichtungsmittelnebels ermöglicht.

Es wurde bereits vorstehen erwähnt, dass der störende Beschichtungsmittelnebel dadurch aus dem Kabineninnenraum entfernt werden kann, dass von dem Manipulator Luft eingeblasen werden kann, wozu der Manipulator (z. B. Applikationsroboter, Handhabungsroboter oder separater Roboter) eine Luftdüse führen kann. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Manipulator einen proximalen Roboterarm und einen relativ dazu schwenkbaren distalen Roboterarm auf, wobei die Luftdüse zur Entfernung des Beschichtungsmittelnebels an dem proximalen Roboterarm und/oder an dem distalen Roboterarm angebracht sein kann. Vorzugsweise befindet sich die Luftdüse zur Entfernung des Beschichtungsmittelnebels jedoch an dem distalen Roboterarm.

Zur Erreichung einer möglichst guten Reinigungswirkung bei der Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels sind vorzugsweise zahlreiche Luftdüsen vorgesehen, die in Form einer Düsenleiste in einer Linie hintereinander angeordnet sein können. Vorzugsweise ist diese Düsenleiste an dem distalen Roboterarm angeordnet und erstreckt sich entlang der Längsrichtung des distalen Roboterarms. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die Düsenleiste am Ende des Manipulators angeordnet ist und immer rechtwinklig zur Förderrichtung und horizontal ausgerichtet ist.

Es wurde bereits eingangs erwähnt, dass beim Ausfördern der beschichteten Bauteile aus der Beschichtungskabine Beschichtungsmittelnebel aus dem Innenraum des beschichteten Bauteils austreten kann, was zu einer Beeinträchtigung des nachfolgenden Beschichtungsvorgangs führen kann. Dieser störende Beschichtungsmittelnebel befindet sich dann zunächst im Bereich der Beschichtungsposition innerhalb der Beschichtungskabine, d. h. in dem Bereich, in dem das Bauteil zuvor beschichtet wurde. Im Bereich des Kabineneingangs befindet sich dagegen kaum störender Beschichtungsmittelnebel, sodass das nächste Bauteil in diesem Bereich nahe dem Kabineneingang bereits beschichtet werden kann, wenn der Kabineninnenraum im Bereich der endgültigen Beschichtungsposition noch von dem störenden Beschichtungsmittelnebel verunreinigt ist.

In einer Variante der Erfindung ist deshalb vorgesehen, dass die zu beschichtenden Bauteile beim Einfördern in die Beschichtungskabine nicht gleich zu ihrer endgültigen Beschichtungsposition gefördert werden, sondern zunächst zu einer Vorposition, die in der Förderrichtung stromaufwärts vor der endgültigen Beschichtungsposition liegt. Beispielsweise können die zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile in der Vorposition mit ihrem Frontbereich in die Lackierkabine hineinragen, sodass der Frontbereich (z. B. Motorhaube, vordere Kotflügel) in dieser Vorposition lackiert werden kann, während der störende Beschichtungsmittelnebel an der endgültigen Beschichtungsposition innerhalb der Lackierkabine noch entfernt wird. Die Bauteile werden dann anschließend von der Vorposition in die endgültige Beschichtungsposition gefördert, wenn der Beschichtungsmittelnebel im Bereich der endgültigen Beschichtungsposition entfernt ist und das Bauteil an der Vorposition im Frontbereich beschichtet worden ist. Anschließend werden dann in der endgültigen Beschichtungsposition auch die restlichen Oberflächenbereiche (z. B. Kofferraumdeckel, Dach, Türen, hintere Kotflügel) außerhalb des Frontbereichs beschichtet.

Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass beim Ausfördern eines Bauteils aus der Beschichtungskabine Beschichtungsmittelnebel aus dem Bauteil austreten oder von dem ausgeförderten Bauteil aufgewirbelt werden kann, wodurch die Entfernung des Beschichtungsmittelnebels aus dem Kabineninnenraum erschwert wird. Die Rahmen der Erfindung vorgesehene Entfernung des Beschichtungsmittelnebels wird deshalb vorzugsweise auf einen Reinigungsbereich räumlich konzentriert, wobei der Reinigungsbereich nicht den gesamten Kabineninnenraum umfasst, sondern auf den Bereich des ausgeförderten Bauteils beschränkt ist, wo der störende Beschichtungsmittelnebel aus dem Bauteil austritt und störende Luftwirbel erzeugt werden. Beispielsweise kann der Reinigungsbereich auch auf denjenigen Bereich des Kabineninnenraums beschränkt sein, der bezüglich der Förderrichtung geringfügig hinter dem Bauteil liegt, da der störende Beschichtungsmittelnebel beim Ausfördern eines Bauteils nach hinten aus dem Bauteil austritt, so dass dieser Beschichtungsmittelnebel auch dort entfernt werden muss. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass der Reinigungsbereich beim Ausfördern des Bauteils synchron mit dem ausgeförderten Bauteil mitbewegt wird, um die Entfernung des austretenden Beschichtungsmittelnebels zu optimieren. Die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage weist deshalb vorzugsweise eine Steuereinrichtung auf, welche die Bewegungen der Fördereinrichtung und des Reinigungsbereichs miteinander synchronisiert. Die Steuereinrichtung steuert also vorzugsweise auch die Bewegung des Manipulators, der den störenden Beschichtungsmittelnebel entfernt.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung, wenn die zu beschichtenden Bauteile im Stop-and-go-Betrieb durch die Beschichtungskabine gefördert werden, da die Bauteile dann beim Einfördern bzw. Ausfördern aus der Beschichtungskabine beschleunigt bzw. abgebremst werden, wodurch Luftverwirbelungen entstehen, die eine Entfernung des Beschichtungsmittelnebels durch die abwärts gerichtete Luftströmung von einer herkömmlichen Filterdecke erschweren. Die Erfindung ermöglicht hierbei im Zusammenwirken mit einer entsprechend schnellen Fördertechnik eine Förderzeit von weniger als 13 Sekunden, 11 Sekunden oder weniger als 9 Sekunden, wobei die Förderzeit im Stop-and-go-Betrieb die Zeitspanne von einem Stillstand eines Bauteils zum nächsten Stillstand desselben Bauteils ist.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die zu beschichtenden Bauteile beim Ausfördern aus der Beschichtungskabine zunächst mit einer relativ geringen Beschleunigung beschleunigt werden, wofür dann zur Kompensation die Verzögerung beim Abbremsen größer ist. Die relativ geringe Beschleunigung beim Ausfördern ist vorteilhaft, weil dann weniger störende Luftwirbel erzeugt werden, die den störenden Beschichtungsmittelnebel länger im Kabineninnenraum halten. Darüber hinaus ist die relativ langsame Beschleunigung beim Ausfördern aus der Beschichtungskabine aber auch vorteilhaft, weil der im Innenraum des jeweiligen Bauteils befindliche Beschichtungsmittelnebel dann nicht oder zumindest nicht vollständig nach außen aus dem Bauteil austritt.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur Schutz beansprucht für ein erfindungsgemäßes Betriebsverfahren für eine Beschichtungsanlage. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für eine entsprechend ausgebildete Beschichtungsanlage, wobei die Einzelheiten des Betriebsverfahrens und der Beschichtungsanlage aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist.

Ferner ist zu erwähnen, dass die Erfindung hinsichtlich der zu beschichtenden Bauteil nicht beschränkt ist auf Kraftfahrzeugkarosseriebauteile. Vielmehr kann es sich bei den zu beschichtenden Bauteilen um beliebige Bauteile handeln, wie beispielsweise Rotorblätter von Windkraftanlagen oder Teile (z. B. Rotorblatthalbschalen) davon oder Flugzeugzeile (z. B. Flügel, Leitwerksteile, Rumpfteile, etc.).

Darüber hinaus ist die Erfindung hinsichtlich des applizierten Beschichtungsmittels nicht beschränkt auf Lacke (z. B. Basislack, Klarlack) oder bestimmte Lacktypen (z. B. Nasslack, Pulverlack). Vielmehr kann es sich bei dem Beschichtungsmittel um ein beliebiges Beschichtungsmittel handeln, bei dessen Applikation ein störender Beschichtungsmittelnebel Overspray entsteht.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine vereinfachte Perspektivansicht einer Lackieranlage mit einem zusätzlichen Roboter zur Entfernung von störendem Beschichtungsmittelnebel (”Overspray”),

2A eine vereinfachte Perspektivansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lackierkabine mit einem modifizierten Handhabungsroboter zur Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels,

2B eine perspektivische Großansicht des modifizierten Handhabungsroboters,

3 eine vereinfachte Perspektivansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lackierkabine mit einem SCARA-Roboter zur Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels,

4 eine vereinfachte Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Lackierkabine, wobei ein herkömmlicher Applikationsroboter Lenkluft appliziert, um den störenden Beschichtungsmittelnebel zu entfernen,

5 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung einer Variante des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens,

6A6C verschiedene Stadien des Einförderns bzw. Ausförderns der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile bei dem Betriebsverfahren gemäß 5,

7 ein Diagramm zur Verdeutlichung der unterschiedlichen Beschleunigungen beim Einfördern bzw. Ausfördern aus der Lackierkabine,

8A8C verschiedene Stadien des Ausförderns einer Kraftfahrzeugkarosserie aus der Lackierkabine, sowie

9 eine schematische Darstellung einer Lackierkabine mit einer Filterdecke, die eine abwärts gerichtete Luftströmung in die Lackierkabine abgibt, wobei die Luftströmung in Förderrichtung angewinkelt ist.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Lackierkabine 1 in einer Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen 2, wobei die Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 von einer herkömmlichen Fördereinrichtung 3 auf Transportgestellen 4 („Skids”) durch die Lackierkabine 1 gefördert werden.

Die Lackierung der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 in der Lackierkabine 1 erfolgt durch mehrachsige Applikationsroboter, die herkömmlich ausgebildet sein können und zur Vereinfachung nicht dargestellt sind.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Lackierkabine 1 eine herkömmliche Filterdecke aufweist, die im Kabineninnenraum der Lackierkabine 1 eine weitgehend laminare, abwärts gerichtete Luftströmung erzeugt, um überschüssigen Beschichtungsmittelnebel („Overspray”) in dem Kabinenraum nach unten zu drücken und dann durch den als Gitterrost ausgebildeten Kabinenboden in eine Auswaschung zu fördern, wobei die Filterdecke und die Auswaschung herkömmlich ausgebildet sein können und deshalb ebenfalls nicht dargestellt sind.

Die Fördereinrichtung 3 fördert die Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 im Stop-and-go-Betrieb durch die Lackierkabine 1.

Dies bedeutet, dass die Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 in der in der Zeichnung dargestellten Beschichtungsposition stillstehen und somit beim Einfördern abgebremst und beim Ausfördern beschleunigt werden. Die Beschleunigung der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 beim Ausfördern aus der Lackierkabine 1 ist in zweierlei Hinsicht problematisch.

Zum einen erzeugt die Lackierung der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 auch in deren Innenraum einen überschüssigen Beschichtungsmittelnebel und zwar insbesondere dann, wenn Innenflächen der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 lackiert werden. Dieser Beschichtungsmittelnebel im Innenraum der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 wird von dem Dach der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 vor der von der Filterdecke erzeugten abwärts gerichteten Luftströmung abgeschirmt und verbleibt deshalb relativ lange im Innenraum der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2. Beim Ausfördern der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 aus der Lackierkabine tritt dieser Beschichtungsmittelnebel dann vorrangig nach hinten durch die Heckklappe aus dem Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 in den Innenraum der Lackierkabine aus, was zu einer Beeinträchtigung des nächsten Lackiervorgangs führen kann.

Zum anderen erzeugt das relativ abrupte Beschleunigen der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 beim Ausfördern aus der Lackierkabine Luftwirbel im Kabineninnenraum, wodurch sich der überschüssige Beschichtungsmittelnebel im Kabinenraum länger halten kann.

Zum Entfernen des überschüssigen Beschichtungsmittelnebels aus dem Kabineninnenraum der Lackierkabine 1 ist deshalb in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich ein Manipulator 5 vorgesehen, der an einer Verfahrschiene 6 an der Kabinendecke verfahrbar ist und zwar parallel zu der Fördereinrichtung 3, d. h. in der durch einen Doppelpfeil gekennzeichneten X-Richtung.

Der Manipulator 5 trägt an seinem unteren Ende eine Düsenleiste 7, die horizontal und rechtwinklig zu der Fördereinrichtung 3 ausgerichtet ist. Die Düsenleiste 7 weist über ihre Länge verteilt zahlreiche Luftdüsen auf, die einen Luftstrahl 8 abgeben, um den Beschichtungsmittelnebel möglichst schnell aus dem Kabineninnenraum der Lackierkabine 1 zu entfernen.

Der Manipulator 5 ermöglicht hierbei eine Anhebung bzw. Absenkung der Düsenleiste 7 in senkrechter Richtung, d. h. in der durch einen Doppelpfeil gekennzeichneten Z-Richtung.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Austrittsrichtung des Luftstrahls 8 gegenüber der Senkrechten um einen Winkel α = 15° – 45° in der Förderrichtung der Fördereinrichtung 3 angewinkelt ist. Der Luftstrahl 8 bläst den aus der Heckklappe des ausgeförderten Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 austretenden überschüssigen Beschichtungsmittelnebel also nach schräg vorne unten weg, wodurch die Entfernung des Beschichtungsmittelnebels aus dem Kabineninnenraum der Lackierkabine 1 beschleunigt werden kann.

Beim Ausfördern des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 aus der Lackierkabine 1 wird der Manipulator 5 mit der Düsenleiste 7 entlang der Verfahrachse 6 an der Kabinendecke verfahren, sodass der Abstand zwischen der Düsenleiste 7 und der Heckklappe des ausgeförderten Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 beim Ausfördern im Wesentlichen konstant bleibt. Der Manipulator 5 weist also einen bestimmten Reinigungsbereich auf, der in der Förderrichtung vor dem Manipulator 5 liegt und in dem der überschüssige Beschichtungsmittelnebel besonders effektiv entfernt wird. Die Bewegung des Manipulators 5 beim Ausfördern des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 ist hierbei mit der Bewegung des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 synchronisiert, sodass sich der Reinigungsbereich des Manipulators 5 immer kurz hinter der Heckklappe des ausgeförderten Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 befindet, was zu einer effektiven Reinigung beiträgt.

Die 2A und 2B zeigen eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 1, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Manipulator 5 zur Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels aus dem Innenraum der Lackierkabine 1 ein Handhabungsroboter ist, wobei die Verfahrschiene 6 zum Verfahren des Manipulators 5 am Kabinenboden seitlich neben der Fördereinrichtung 3 angeordnet ist.

Der Manipulator 5 ist hierbei als mehrachsiger Knickarmroboter ausgebildet und weist eine Roboterbasis 9, ein drehbares Roboterglied 10, einen proximalen Roboterarm 11, einen distalen Roboterarm 12, eine Roboterhandachse 13 und ein Handhabungswerkzeug 14 auf. An sich ist der Aufbau des Manipulators 5 als Handhabungsroboter aus dem Stand der Technik bekannt und muss deshalb nicht näher beschrieben werden. Der Manipulator 5 ist hierbei jedoch durch eine Düsenleiste 15 modifiziert, die an dem distalen Roboterarm 12 angebracht ist und sich in Längsrichtung des distalen Roboterarms 12 erstreckt. Die Düsenleiste 15 weist mehrere Luftdüsen 16 auf, die entlang der Länge der Düsenleiste 15 äquidistant verteilt angeordnet sind. Die einzelnen Luftdüsen 16 können jeweils einen Luftstrahl 8 abgeben, der zur Veranschaulichung als Pfeil dargestellt ist. Bei der Entfernung des störenden Beschichtungsmittels wird der proximale Roboterarm 12 mit der Düsenleiste 15 im Wesentlichen horizontal und rechtwinklig zu der Fördereinrichtung 3 ausgerichtet und hinter der Heckklappe des auszufördernden Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 angeordnet. Die einzelnen Luftdüsen 16 geben dann den Luftstrahl 8 schräg nach vorne unten ab, wodurch der aus der Heckklappe des auszufördernden Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 austretende Beschichtungsmittelnebel nach unten weggedrückt wird, was zu einer schnellen Entfernung des Beschichtungsmittelnebels aus dem Kabineninnenraum der Lackierkabine 1 beiträgt.

Beim Ausfördern des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 aus dem Kabineninnenraum der Lackierkabine 1 wird der Manipulator 5 dann auf der Verfahrschiene 6 synchron zu dem Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 mit bewegt, was zu einer guten Reinigungswirkung beiträgt.

3 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß den 2A und 2B, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Manipulator 5 als SCARA-Roboter (SCARA: Selective Compliance Assembly Robot Arm) ausgebildet ist.

4 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß den 2A und 2B, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Manipulator 5 zum Entfernen des störenden Beschichtungsmittelnebels ein Applikationsroboter ist, der als Applikationsgerät einen Rotationszerstäuber 17 mit einem Lenkluftring führt.

Bei der Lackapplikation gibt der Rotationszerstäuber 17 dann einen Sprühstrahl des zu applizierenden Lacks ab, wobei der Lenkluftring Lenkluft abgibt, um den Sprühstrahl des Beschichtungsmittels zu formen.

Zur Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels wird der Sprühstrahl des Lacks dann abgeschaltet und der Rotationszerstäuber 17 gibt über seine Lenkluftdüsen nur noch Lenkluft ab, um den störenden Sprühstrahlnebel wegzudrücken.

5 zeigt ein Flussdiagramm eine Variante des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens, wobei die 6A bis 6C verschiedene Stadien während des Betriebsverfahrens zeigen.

In den 6A6C sind Sprühstrahlen des Beschichtungsmittels mit durchgezogenen Linien dargestellt, während Luftstrahlen zur Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels als gepunktete Linie gezeichnet sind.

6A zeigt zunächst einen Ausgangszustand, in dem sich das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 in der Lackierkabine 1 befindet und dort von mehreren Rotationszerstäubern 1719 mit Lack beschichtet wird. Die Rotationszerstäuber 1719 werden hierbei in üblicher Weise von mehrachsigen Applikationsrobotern geführt, wobei die Applikationsroboter zur Vereinfachung nicht dargestellt sind. Hierbei befindet sich das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 in einer endgültigen Beschichtungsposition, in der das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 vollständig beschichtet werden kann. Vor der Lackierkabine 1 wartet dann bereits das nächste Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 20, das anschließend lackiert werden soll.

In einem Schritt S1 wird dann das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 aus der Lackierkabine 1 ausgefördert, bis sich das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 in Förderrichtung hinter der Lackierkabine 1 befindet, wie in 6B dargestellt ist.

In einem Schritt S2 wird dann das nächste Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 20 in die Lackierkabine 1 eingefördert. Allerdings wird das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 20 zunächst nicht bis zu der endgültigen Beschichtungsposition in der Mitte der Lackierkabine 1 eingefördert, sondern nur zu einer Vorposition, die in 6B dargestellt ist.

In der Vorposition des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 20 wird dann in einem Schritt S3 zunächst ein Frontbereich (z. B. Motorhaube, vordere Kotflügel) des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 20 lackiert, wozu der Rotationszerstäuber 17 eingesetzt wird.

Die anderen beiden Rotationszerstäuber 18, 19 applizieren dann keinen Lack, sondern nur Druckluft über die Lenkluftdüsen, um in einem Schritt S4 einen störenden Beschichtungsmittelnebel 21 aus der Lackierkabine 1 zu entfernen.

Nach der Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels 21 wird das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 20 dann in einem Schritt S5 von der Vorposition gemäß 6B in die endgültige Lackierposition gemäß 6C gefördert.

In dieser endgültigen Lackierposition wird dann in einem Schritt S6 die Bauteiloberfläche des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 20 in den restlichen Oberflächenbereichen (z. B. Kofferraumdeckel, Dach, Türen, hintere Kotflügel) lackiert, wozu alle Rotationszerstäuber 1719 eingesetzt werden können.

7 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung der Beschleunigung der Kraftfahrzeugkarosseriebauteile 2 von der Lackierkabine 1 zur unmittelbar folgenden Lackierkabine 22. Zwischen einem Stillstandspunkt 23 in der Lackierkabine 1 und dem nächsten Stillstandspunkt 24 in der Lackierkabine 22 wird das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 zunächst entlang einer Beschleunigungsrampe 25 mit einer Beschleunigung a1 beschleunigt und anschließend entlang einer Verzögerungsrampe 26 mit einer Verzögerung a2 verzögert.

Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass die Beschleunigung a1 auf der Beschleunigungsrampe 25 wesentlich geringer ist als die Verzögerung a2 auf der Verzögerungsrampe. Die relativ kleine Beschleunigung a1 ist vorteilhaft, weil dann beim Ausfördern des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 aus der Lackierkabine 1 weniger Luftverwirbelungen auftreten, sodass sich der störende Beschichtungsmittelnebel dann schneller absetzt bzw. entfernt wird.

Die 8A8C zeigen verschiedene Stadien beim Ausfördern des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 aus der Lackierkabine 1, wobei ein Reinigungsbereich 27 gestrichelt dargestellt ist. Der Reinigungsbereich 27 ist hierbei der Bereich innerhalb der Lackierkabine 1, in dem die erfindungsgemäße Luftströmung zu einer raschen Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels führt. Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, dass der Reinigungsbereich 27 beim Ausfördern des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 aus der Lackierkabine 1 synchron mit dem ausgeförderten Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 mitbewegt wird. Dies ist vorteilhaft, weil beim Ausfördern des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 aus der Lackierkabine 1 der störende Beschichtungsmittelnebel kurz hinter dem Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 besonders intensiv ist, da dort der Beschichtungsmittelnebel aus dem Heckfenster des Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 austreten kann.

9 zeigt eine Abwandlung einer erfindungsgemäße Lackierkabine 1, die teilweise mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Hierbei ist auch eine Filterdecke 28 gezeigt, die weitgehend herkömmlich ausgebildet sein kann und einen abwärts gerichteten Luftstrom in die Lackierkabine 1 abgibt, um den störenden Beschichtungsmittelnebel (”Overspray”) nach unten zu drücken.

Die Filterdecke 28 weist hierbei ein Düsenelement 29 auf, das bezüglich der Förderrichtung im hinteren Teil der Lackierkabine 1 angeordnet ist und den Luftstrom schräg nach vorne unten abgibt. Der aus dem Düsenelement 29 austretende Luftstrom ist also nicht exakt vertikal nach unten ausgerichtet, sondern in der Förderrichtung geneigt, beispielsweise mit einem Winkel von 45° zur Vertikalen. Der störende Beschichtungsmittelnebel (”Overspray”) wird dadurch nicht nur nach unten gedrückt, sondern auch vom Einlauf der Lackierkabine 1 weggeblasen. Dadurch wird verhindert, dass das nächste Kraftfahrzeugkarosseriebauteil 2 von dem störenden Beschichtungsmittelnebel (”Overspray”) des vorangegangenen Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 verunreinigt wird.

Darüber hinaus ist am einlaufseitigen Ende der Lackierkabine 1 eine Blassäule 30 angeordnet, die einen Luftstrom in Förderrichtung in die Lackierkabine abgibt. Dadurch wird der störende Beschichtungsmittelnebel (”Overspray”) ebenfalls vom Einlauf der Lackierkabine 1 weggeblasen, um eine Verunreinigung des nächsten Kraftfahrzeugkarosseriebauteils 2 zu vermeiden.

Die Blassäule 30 weist hierbei mehrere Luftdüsen in unterschiedlichen Höhen auf. Mit zunehmender Höhe der Luftdüsen sind die Luftdüsen dabei stärker nach unten angewinkelt und geben somit einen Luftstrom ab, der stärker nach unten ausgerichtet ist. So ist die unterste Luftdüse der Blassäule 30 nahezu exakt waagerecht ausgerichtet, während die oberen Luftdüsen stärker nach unten geneigt sind. Durch diese Neigung der oberen Luftdüsen wird die Entfernung des störenden Beschichtungsmittelnebels optimiert.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs bzw. der unabhängigen Patentansprüche.

Bezugszeichenliste

1
Lackierkabine
2
Kraftfahrzeugkarosseriebauteil
3
Fördereinrichtung
4
Transportgestell (”Skid”)
5
Manipulator
6
Verfahrachse des Manipulators
7
Düsenleiste des Manipulators
8
Luftstrahl
α
Winkel des Luftstrahls zur Senkrechten
9
Roboterbasis
10
Drehbares Roboterglied
11
Proximaler Roboterarm des Handhabungsroboters
12
Distaler Roboterarm des Handhabungsroboters
13
Roboterhandachse des Handhabungsroboters
14
Handhabungswerkzeug
15
Düsenleiste
16
Luftdüsen
17–19
Rotationszerstäuber
20
Kraftfahrzeugkarosseriebauteil
21
Beschichtungsmittelnebel
22
Lackierkabine
23
Stillstandspunkt
24
Stillstandspunkt
25
Beschleunigungsrampe
26
Verzögerungsrampe
27
Reinigungsbereich
28
Filterdecke
29
Düsenelement
30
Blassäule Winkel zwischen dem Luftstrahl und der Senkrechten
a1
Beschleunigung beim Ausfördern aus der Lackierkabine
a2
Verzögerung beim Einfördern in die Lackierkabine
s
Wegstrecke entlang der Fördereinrichtung
v
Fördergeschwindigkeit