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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere
von lackierten Fahrzeugkarosserien, bei dem die Gegenstände durch
eine Trockenzone bewegt werden, in der sie in einer Inertgasatmosphäre ausgehärtet werden,
sowie
eine
Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen, insbesondere von lackierten
Fahrzeugkarosserien, mit
- a) einem Trockentunnel,
dessen Innenraum mit einer Inertgasatmosphäre gefüllt ist;
- b) einem Fördersystem,
mit dem die Gegenstände
durch den Trockentunnel bewegt werden können.
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In
jüngster
Zeit gewinnen zunehmend Lacke Bedeutung, die in einer Inertgasatmosphäre zum Beispiel
unter UV-Licht ausgehärtet werden
müssen, um
unerwünschte
Reaktionen mit Bestandteilen der normalen Atmosphäre, insbesondere
mit Sauerstoff, zu verhindern. Diese neuartigen Lacke zeichnen sich durch
eine sehr große
Oberflächenhärte und
durch kurze Polymerisationszeiten aus. Der letztgenannte Vorteil
setzt sich bei Lackieranlagen, die im kontinuierlichen Durchlauf
betrieben werden, unmittelbar in geringere Anlagenlängen um,
was selbstverständlich zu
erheblich niedrigeren Investitionskosten führt.
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Während bei
herkömmlichen
Trocknern bzw. Trocknerverfahren, die mit Normalluft als Atmosphäre arbeiten,
die Menge der Luft, die in den Trockner eingebracht und auch aus
diesem wieder herausgeführt
wird, aus Kostengründen
von geringerer Bedeutung ist, muß bei Inertgasatmosphären auf
einen möglichst
geringen Verbrauch geachtet werden.
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Bei
bekannten Verfahren und Vorrichtungen der eingangs genannten Art
wurden die zu trocknenden Gegenstände über torartige Schleusen, ggf. auch
Doppelschleusen, im wesentlichen in horizontaler Richtung in die
Trockenzone eingebracht. Beim Öffnen
der Tore kann jedoch ein erheblicher Austausch der Atmosphären innerhalb
und außerhalb des
Trockners stattfinden: Die äußere Normalatmosphäre dringt
in den Trockner ein, während
die innere Gasatmosphäre
entweicht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchen mit möglichst geringen
Inertgasmengen gearbeitet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird, was das Verfahren angeht, dadurch gelöst, daß die Gegenstände vor
der Trockenzone durch eine Schleusenzone geführt werden, in welcher die
außerhalb
der Trockenzone vorliegende Normalatmosphäre und eine Inertgasatmosphäre aufgrund
eines Dichteunterschiedes übereinander
geschichtet vorliegen, wobei die Gegenstände bei der Passage durch die
Schleusenzone unter einer eine Vertikalrichtungskomponente besitzenden Bewegung
aus der Normalatmosphäre
in die Inertgasatmosphäre überführt werden.
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Erfindungsgemäß werden
also die außerhalb
des Trockners vorliegende Normalatmosphäre und die innerhalb des Trockners
herrschende Inertgasatmosphäre
nicht mehr (nur) durch Tore voneinander getrennt. Vielmehr werden
die Normalatmosphäre
und die Inertgasatmosphäre
in einer besonderen Schleusenzone übereinander geschichtet, wobei sie über großflächige Öffnungen
miteinander kommunizieren können,
ohne daß ein
nennenswerter Gasaustausch zwischen den Atmosphären stattfinden würde. Durch
die genannte großflächige Öffnung können die
zu trocknenden Gegenstände
von der Normalatmosphäre
in die Inertgasatmosphäre überführt werden.
Geschieht dies vorsichtig, findet nur eine verhältnismäßig geringe Verwirbelung mit
einem entsprechend geringem Gasaustausch statt. Die Schichtung der
beiden Atmosphären
bleibt bei entsprechend großem
Dichteunterschied auch auf lange Zeit erhalten.
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Besonders
zweckmäig
ist diejenige Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei welcher die Inertgasatmosphäre
eine größere Dichte aufweist
als die Normalatmosphäre.
In diesem Falle liegt also die Inertgasatmosphäre unterhalb der Normalatmosphäre; aufgrund
ihrer verhältnismäßig großen Dichte
eignet sie sich besonders gut zum Abspülen von Resten der Normalatmosphäre und sonstigen
Verunreinigungen, die von den Gegenständen mitgeführt werden.
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In
diesem Falle ist das Inertgas vorteilhafterweise CO2,
also ein verhältnismäßig preiswertes Gas.
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Es
ist nicht unbedingt erforderlich, daß das Inertgas aufgrund seiner
chemischen Konstitution eine andere Dichte als die Normalatmosphäre besitzt.
Es ist vielmehr auch möglich,
daß das
Inertgas auf eine so niedrige Temperatur gebracht wird, daß seine
Dichte größer als diejenige
der Normalatmosphäre
ist.
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Die
Inertgasatmosphäre
kann alternativ auch eine kleinere Dichte aufweisen als die Normalatmosphäre, ist
also über
die Normalatmosphäre
geschichtet. Als Gas, welches aufgrund seiner chemischen Konstitution
die niedrige Dichte besitzt, kommt beispielsweise Helium in Frage.
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Auch
hier ist es jedoch möglich,
Gase einzusetzen, die nicht von vornherein aufgrund ihrer chemischen
Konstitution die niedrige Dichte besitzen, sondern die auf eine
so hohe Temperatur gebracht werden, daß ihre Dichte kleiner als diejenige
der Normalatmosphäre
ist.
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Besonders
geringe Verschleppungen von Normalatmosphäre und sonstigen Verunreinigungen in
die eigentliche Trockenzone werden bei demjenigen Verfahren erzielt,
bei dem die Gegenstände
nach dem Durchgang durch die erste Inertgasatmosphäre durch
eine zweite Inertgasatmosphäre
geführt
werden, wobei die beiden Inertgasatmosphären aufgrund eines Dichteunterschiedes übereinander
geschichtet werden. In der ersten Inertgasatmosphäre, die
aufgrund der Schichtung trotz großflächiger Kommunikation weitgehend
dauerhaft von der zweiten, in der Trockenzone herrschenden Inertgasatmosphäre getrennt
bleibt, bleiben dann die von den Gegenständen eingeschleppte Normalatmosphäre und sonstige Verunreinigungen
weitestgehend zurück.
Bei der ersten Inertgasatmosphäre
kann eine gewisse Verschmutzung in Kauf genommen werden; erreicht
diese ein bestimmtes Ausmaß,
kann das verhältnismäßig kleine
Volumen der ersten Inertgasatmosphäre entweder verworfen oder
gereinigt werden.
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Die
zweite Inertgasatmosphäre
kann aufgrund ihrer chemi schen Konstitution eine kleinere Dichte
aufweisen als die erste Inertgasatmosphäre. In diesem Falle kommen
als zweites Inertgas vorzugsweise Stickstoff oder Helium und als
erstes Inertgas CO2 in Frage. Alternativ
kann das zweite Inertgas auch Helium und das erste Inertgas Stickstoff sein.
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Erneut
ist es nicht erforderlich, daß die
Dichteunterschiede zwischen den beiden Inertgasen auf der chemischen
Konstitution beruhen. Vielmehr ist es möglich, daß die beiden Inertgase aufgrund
unterschiedlicher Temperaturen auf unterschiedliche Dichten gebracht
werden. In diesem Falle ist es aus Kostengründen günstig, wenn beide Inertgase
CO2 oder Stickstoff sind.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird zweckmäßigerweise
so geführt,
daß die
Gegenstände
hinter der Trockenzone durch eine zweite Schleusenzone aus der Inertgasatmosphäre der Trockenzone
in die hinter der Trockenzone vorliegende Normalatmosphäre bewegt
werden, wobei die zweite Schleusenzone ähnlich beschaffen ist wie die
erste Schleusenzone, ihre Atmosphären jedoch in umgekehrter Reihenfolge
durchlaufen werden. Diese zweite Schleusenzone verhindert am Ausgang
der Trockenzone in ähnlicher
Weise den Gasaustausch zwischen den Atmosphären innerhalb und außerhalb der
Trockenzone, wie dies die erste Schleusenzone am Einlaß der Trockenzone
tut.
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Die
o. g. Aufgabe wird, was die Vorrichtung angeht, dadurch gelöst, daß die Vorrichtung
weiter umfasst:
- c) eine Einlaßschleuse,
die dem Trockentunnel vorgeschaltet ist und aufweist:
ca) eine
Einlaßkammer,
in welche die Gegenstände über eine
Einlaßöffnung einbringbar
sind und in der im wesentlichen die außerhalb der Vorrichtung vorliegende
Normalatmosphäre
herrscht;
cb) eine zweite Kammer, die sich auf einem anderen
Höhenniveau
als die Einlaßkammer
befindet, mit dieser über
eine großflächige Öffnung kommuniziert
und mit einer Inertgasatmosphäre
gefüllt
ist,
wobei
cc) die Normalatmosphäre und die Inertgasatmosphäre aufgrund
unterschiedlicher Dichten übereinander
geschichtet sind;
- d) einen Transfermechanismus, mit dem die Gegenstände unter
einer eine Vertikalrichtungskomponente besitzenden Bewegung aus
der Einlaßkammer
in die zweite Kammer überführt werden können.
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Die
Vorteile dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung
entsprechen sinngemäß denjenigen,
die oben für
das erfindungsgemäße Verfahren
genannt wurden. Wenn im Zusammenhang mit der Einlaßkammer
die Rede davon ist, daß dort "im wesentlichen" die außerhalb
der Vorrichtung vorliegende Normalatmosphäre herrscht, dann ist damit
folgendes gemeint: Aufgrund des zwar geringen aber doch in gewissem
Umfange stattfindenden Gasaustausches zwischen der Atmosphäre in der
Einlaßkammer
und der Atmosphäre
in der zweiten Kammer, aber auch aufgrund von Inertgas, das in der
Einlaßkammer
zur Spülung
gegen die Gegenstände
gerichtet wird, kann die Atmosphäre
in der Einlaßkammer
in gewissem Umfange einen höheren
Inertgasanteil aufweisen als die "echte", außerhalb der Vor richtung vorliegende Normalatmosphäre.
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In
den Ansprüchen
15 bis 26 sind Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben,
die das vorrichtungsmäßige Analogon
zu o. g. Verfahrensvarianten darstellen. Die mit diesen Ausführungsformen
der Vorrichtung verbundenen Vorteile entsprechen den dort genannten.
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Der
Transfermechanismus kann zweckmäßigerweise
einen Schwenkarm umfassen, der mit einem Ende ortsfest angelenkt
ist und an seinem anderen Ende eine Halteeinrichtung für den Gegenstand aufweist.
Der Gegenstand wird also mit dieser Art von Transfermechanismus
in einer bogenförmigen Bahn
durch die Einlaßschleuse
bewegt, also in einer Bewegungsart, bei welcher eine Translationsbewegung
in horizontaler Richtung mit der Bewegung in vertikaler Richtung
kombiniert wird, die zum Übergang
zwischen der Einlaßkammer
und der zweiten Kammer erforderlich ist.
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Wenn
darüber
hinaus die Halteeinrichtung mit dem Schwenkarm gelenkig verbunden
ist, lassen sich für
den Gegenstand Bewegungskinematiken realisieren, die einerseits
ein möglichst "glattes" verwirbelungsfreies
Eintauchen in die Inertgasatmosphäre und andererseits kurze Abmessungen
der Einlaßschleuse
in Bewegungsrichtung ermöglichen.
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Alternativ
kann der Transfermechanismus mindestens einen Hubtisch umfassen.
In diesem Falle finden die Vertikalbewegung und die Horizontalbewegung
in der Einlaßschleuse
nacheinander statt.
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Aus
Gründen,
die oben schon erwähnt
sind, ist es vorteil haft, wenn die Vorrichtung am Ende des Trockentunnels
eine Auslaßschleuse
aufweist, die ähnlich
wie die Einlaßschleuse
beschaffen ist, deren Atmosphären
aber in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es
zeigen
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1 einen
Ausschnitt aus einer Lackieranlage mit einem ersten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Trockners
im Vertikalschnitt;
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2 einen
Schnitt durch die Anlage von 1 gemäß der dortigen
Linie II-II;
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3a bis 3e unterschiedliche
Positionen einer Fahrzeugkarosserie in einer Schleuse der Anlage
der 1 und 2;
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4 einen
Ausschnitt aus einer Lackieranlage mit einem zweiten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Trockners
im Vertikalschnitt;
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5 einen
Schnitt gemäß der doppelt
abgewinkelten, bereichsweise höhenversetzten
Linie V-V von 4;
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6a bis 6f ein
drittes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Schleuse
in verschiedenen Positionen der Fahrzeugkarosserie;
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7 einen
Auschnitt aus einer Lackieranlage mit einem vierten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Trockners
im Vertikalschnitt.
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Zunächst wird
auf die 1 und 2 Bezug
genommen, in welcher ein Ausschnitt aus einer Lackieranlage insgesamt
mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist. Die Lackieranlage 1 dient
der Lackierung von Fahrzeugkarosserien 2; dem dargestellten
Ausschnitt sind in bekannter weise verschiedene Behandlungsstationen
vor- und nachgeschaltet, die nicht gezeigt sind. Die Fahrzeugkarosserien 2 durchlaufen
die Lackieranlage 1 in den 1 und 2 von
links nach rechts. Sie treten dabei zunächst in die Spritzkabine 3 ein,
in der sie in bekannter Weise mit Lack beschichtet werden. Die genaue Bauweise
dieser Spritzkabine 3 und die Art der Aufbringung des Lackes
ist im vorliegenden Zusammenhang irrelevant.
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Aus
der Spritzkabine 3 gelangen die Fahrzeugkarosserien 2 zunächst in
einen Vortrockner 4, dessen Bauweise ebenfalls im einzelnen
nicht interessiert und dem Fachmann bekannt ist. In dem Vortrockner 4 findet
ein erstes Austreiben der Lösemittel bei
einer Temperatur zwischen 40 und 150°C statt. Hierzu wird beispielsweise
die im Vortrockner 4 befindliche Luft über ein Heizaggregat 5 umgewälzt.
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Das
Vortrocknen kann auch durch längere Verweilzeiten
in einer unbeheizten, belüfteten
Zone statt eines Vortrockners unter Ausdampfen und Ausgasen von
Lösemittel
abhängig
vom Lacktyp realisiert werden.
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Aus
dem Vortrockner 4 werden die Fahrzeugkarosserien 2 in
den eigentlichen Trockner 6 eingebracht, der seinerseits
aus einer Einlaßschleuse 7,
einem Trocknertunnel 8 und einer Auslaßschleuse 9 zusammengesetzt
ist.
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In
dem Trocknertunnel 8 liegt eine Inertgasatmosphäre vor;
sie ist also beispielsweise mit CO2, Stickstoff
oder gegebenenfalls mit Helium gefüllt. In dem Trocknertunnel 8 herrscht
eine Temperatur zwischen 40°C
und 150°C,
die im dargestellten Ausführungsbeispiel
durch Umwälzen
des Inertgases über ein
Heizaggregat 10 erzielt wird. In den Schleusen 7 und 9 werden
die Fahrzeugkarosserien 2 in die Inertgasatmosphäre des Trocknertunnels 8 ein-
bzw. aus dieser ausgeschleust, wie dies weiter unten anhand der 3a bis 3e näher erläutert wird.
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Aus
der Auslaßschleuse 9 des
Trockners 6 werden die Fahrzeugkarosserien 2 in
eine Kühlzone 11 eingeführt, die
wiederum normale Atmosphärenluft
enthält,
die ihrerseits mit Hilfe eines Kühlaggregates 12 auf
der gewünschten
Temperatur gehalten wird.
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Wie
die 2 zeigt, ist insbesondere die Breite der Schleusen 7 und 9 sowie
die innere Breite des Trocknertunnels 8 möglichst
wenig größer als
die Breite der zu behandelnden Fahrzeugkarosserien 2. Auf
diese Weise wird die Menge an Inertgas, die in den Schleusen 7, 9 und
im Trocknertunnel 8 benötigt und
ggf. umgewälzt
werden muß,
so klein wie möglich
gehalten.
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Nunmehr
wird auf die 3a bis 3b Bezug
genommen, in denen beispielhaft für die Schleuse 7, 9 die
Bauweise der Schleuse 7 und die Art beschrieben werden,
wie die Fahrzeugkarosserien 2 aus der Normalatmosphäre, die
im Vortrockner 4 herrscht, in die Inertatmosphäre, die
im Trocknertunnel 8 vorliegt, eingeschleust werden. Die
Bauweise der Auslaßschleuse 9 ist
grundsätzlich
dieselbe, wobei allerdings die Fahrzeugkarosserien 2 in
sinngmäß umgekehrter
Richtung aus der Inertgasatmosphäre
des Trocknertunnels 8 in die Normalatmosphäre der Kühlzone 11 übergeführt werden.
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Die
Schleuse 7 umfasst ein Gehäuse 13 mit einer Einlaßkammer 14 und
einer Auslaßkammer 15. Die
Einlaßkammer 14 befindet
sich in derselben Höhe
wie der Tunnel des Vortrockners 4; ihre Einlaßöffnung 16 kann
mit einem Rolltor 17 verschlossen werden. Die Auslaßkammer 15 befindet
sich in derselben Höhe
und fluchtet mit dem Trocknertunnel 8 und steht mit dessen
Innenraum über
eine Auslaßöffnung 18 in
Verbindung. Auch die Auslaßöffnung 18 kann
mit einem Rolltor versehen sein.
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Unterhalb
der Einlaßkammer 14 und
der Auslaßkammer 15 bildet
das Gehäuse 13 der Schleuse 7 eine
Art "Tauchbecken" 19, dessen
Bezeichnung weiter unten verständlich
wird. Das Tauchbecken 19 kommuniziert über verhaltnismäßig großflächige Öffnungen 20, 21 sowohl
mit der Einlaßkammer 14 als
auch mit der Auslaßkammer 15.
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Die
direkte atmosphärische
Verbindung zwischen der Einlaßkammer 14 und
der Auslaßkammer 15 ist
durch eine vertikal verlaufende Trennwand 22 unterbunden,
die sich nach unten bis etwas unterhalb des Niveaus des Bodens 23 der
Einlaßkammer 14 bzw.
des Bodens 24 der Auslaßkammer 15 erstreckt.
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Am
unteren Rand der Trennwand 22 ist ein Schwenkarm 25 angelenkt,
der motorisch von der in 3a dargestellten
Position, in der sein freies Ende in den unteren Bereich der Einlaßkammer 14 hineinreicht,
in die in 3e dargestellte Position, in
der sein freies Ende in den unteren Bereich der Auslaßkammer 15 hineinreicht,
und wieder zurück
verschwenkt wird.
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Am
freien Ende des Schwenkarmes 25 ist ein Halterungsgestell 26 angelenkt,
das eine die Fahrzeugkarosserie 2 tragende Plattform 27 umfasst.
Die Plattform 27 ist mit einem Fördersystem versehen, welches
zu dem im restlichen Teil der Anlage vorhandenen Fördersystem
kompatibel ist. Das Halterungsgestell 26 kann mit Hilfe
eines nicht dargestellten Motors um mindestens 360° und wieder
zurück
verdreht werden.
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In
der Auslaßkammer 15 der
Schleuse 7 befindet sich bei annähernd derselben Temperatur
dieselbe Inertgasatmosphäre
wie im Trocknertunnel 8. Das Tauchbecken 19 wird
ebenfalls von Inertgas ausgefüllt;
dieses besitzt jedoch eine größere Dichte
als das Inertgas in der Auslaßkammer 15 und
die Normalatmosphäre
in der Einlaßkammer 14,
so daß es im
wesentlichen sowohl die in der Einlaßkammer 14 befindliche
Atmosphäre
als auch die in der Auslaßkammer 15 befindliche
Inertgasatmosphäre "unterschichtet". Eine Vermischung
der verschiedenen Atmosphären über die Öffnungen 20, 21 wird
dabei so klein wie möglich
gehalten.
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Unterschiedliche
Dichten der Inertgasatmosphäre
in der Auslaßkammer 15 und
in dem Tauchbecken 19 lassen sich auf unterschiedliche
Arten erzielen: Zum einen ist es möglich, unterschiedliche Gase als
Inertgase einzusetzen. Hierzu kann beispielsweise das Tauchbecken 19 mit
CO2 und die Auslaßkammer 15 mit Stickstoff
gefüllt
werden. Da CO2 schwerer als Stickstoff und
auch schwerer als die in der Einlaßkammer 15 befindliche
Atmosphäre,
zu der weiter unten noch etwas gesagt wird, ist, bleibt die Trennung
der Atmosphären
in der gewünschten
Weise erhalten.
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Bevorzugt
wird jedoch, wenn in der Auslaßkammer 15 und
in dem Tauchbecken 19 dasselbe Inertgas, also beispielsweise
nur Stickstoff, verwendet wird. In diesem Falle wird die höhere Dichte
des Inertgases im Tauchbecken 19 durch eine niedrigere Temperatur
herbeigeführt.
Beispielsweise kann im Tauchbecken 19 die Temperatur der Inertgasatmosphäre etwa
20°C betragen,
während
in der Auslaßkammer 15 die
oben schon erwähnte
Trocknungstemperatur zwischen 40°C
und 150°C
herrscht.
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Die 3a bis 3e zeigen,
wie die aus dem Vortrockner 4 kommenden Fahrzeugkarosserien 2 durch
die Schleuse 7 geführt
werden. In 3a ist dargestellt, wie eine
Fahrzeugkarosserie 2 durch die Einlaßöffnung 16 der Einlaßkammer 14 bei
geöffnetem
Rolltor 17 mittels eines im einzelnen nicht dargestellten
Fördersystems
auf die Tragplattform 27 gebracht wird. Die Tragplattform 27 ist
dabei zunächst
horizontal ausgerichtet. Das auf ihr angebrachte Fördersystem
kann also die Fahrzeugkarosserie 2 direkt von dem Fördersystem
des Vortrockners 4 übernehmen.
Das Rolltor 17 wird jetzt wieder geschlossen.
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Die
Fahrzeugkarosserie 2 kann dann in der Position der 3a eine
gewisse Zeit verharren, in der sie mit über Düsen (nicht dargestellt) zugeführtem Inertgas
gespült
wird.
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Als
nächstes
erfolgt eine Verschwenkung der Tragplatte 27 zusammen mit
der Fahrzeugkarosserie 2 um etwa 90° im Uhrzeigersinn, bis Tragplattform 27 und
Fahrzeugkarosserie 2 etwa senkrecht stehen. Dies ist in 3b dargestellt.
Nun beginnt der Schwenkarm 25 gegen den Uhrzeigersinn zu
verschwenken, wodurch die Fahrzeugkarosserie 2 "kopfüber" in das kalte Inertgas
des Tauchbeckens 19 eingetaucht wird. Die Schwenkbewegung
des Schwenkarmes 25 kann dabei von einer mehr oder weniger
großen
Schwenkbewegung des Halterungsgestelles 26 um die Schwenkachse 28 begleitet
werden, über
die sie mit dem Schwenkarm 25 verbunden ist.
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Auf
diese Weise wird die in 3c dargestellte
Position erreicht, in welcher der Schwenkarm 25 senkrecht
und die Tragplattform 27 mit der Fahrzeugkarosserie 2 waagrecht
stehen. Der Eintauchvorgang geschieht auf diese Weise unter einer
minimalen Störung
der in der Einlaßkammer 14 und
im Tauchbecken 19 vorliegenden Atmosphären.
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Die
Schwenkbewegung des Schwenkarmes 25 gegen den Uhrzeigersinn
wird fortgesetzt, ggf. wiederum überlagert
von einer Schwenkbewegung des Halterungsgestelles 26 um
die Schwenkachse 28. So wird die in 3d dargestellte
Position erreicht, in welcher das freie Ende des Schwenkarmes 25 gerade
in die Auslaßkammer 15 der
Schleuse 7 hineinreicht und die Tragplattform 27 mit
der Fahrzeugkarosserie 2 wieder senkrecht steht. Das Vorderteil
der Fahrzeugkarosserie 2 ragt dabei bereits ins das wärmere Inertgas
der Auslaßkammer 15, während sich
das Heck noch in dem kälteren
Inertgas des Tauchbeckens 19 befindet.
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Es
schließt
sich nunmehr wiederum eine Schwenkbewegung des Halterungsgestelles 26 um die
Schwenkachse 28 im Uhrzeigersinn an, und zwar um etwa 90°, so daß zum Schluß die Tragplattform 27 und
die Fahrzeugkarosserie 2 wieder horizontal stehen (vgl. 3e).
Nunmehr kann die Fahrzeugkarosserie 2 im Sinne des Pfeiles
der Figur 3e aus der Auslaßkammer 15 in
den Trocknertunnel 8 eingefahren und von dessem Fördersystem übernommen werden.
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Die
obige Schilderung der in der Schleuse 7 stattfindenden
Vorgänge
macht deutlich, daß das Einschleusen
der Fahrzeugkarosserien 2 in die Inertgasatmosphäre des Trocknertunnels 8 "stufenweise" erfolgt. Unter "stufenweise" wird das Durchführen der Fahrzeugkarosserien 2 durch
verschiedene Atmosphären
verstanden, in denen die Dichte des Intertgases unterschiedlich
ist: In der Einlaßkammer 14 befindet
sich nur so viel Inertgas, wie durch das "Ausdampfen" von Inertgas aus dem Tauchbecken 19 über die Öffnung 20 sowie
ggf. über
Spüldüsen, welche
die Karosserie 2 ausspülen,
hier eintritt. In der Einlaßkammer 14 findet
sich also die geringste Dichte an Inertgas. Die größte Dichte
des Inertgases dagegen liegt im Tauchbecken 19 vor, so
daß hier
eine besonders intensive Spülung
der Fahrzeugkarosserien 2 stattfindet.
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Die
Menge von Normalatmosphäre,
insbesondere von Sauerstoff, die über die Fahrzeugkarosserie 2 in
das Tauchbecken 19 eingeschleppt wird, ist wegen der in
der Einlaßkammer 14 stattfindenden Vorspülung schon
sehr reduziert. Wenn die Fahrzeugkarosserien 2 aus dem
Tauchbecken 19 in die Auslaßkammer 15 auftauchen,
sind sie praktisch völlig
frei von Fremdgasen, insbesondere von Sauerstoff.
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Wie
bereits oben erwähnt,
spielen sich in der Auslaßschleuse 9 vergleichbare
Vorgänge
ab, wobei allerdings der Übergang
von der Inertgasatmosphäre des
Trocknertunnels 8 in die Normalatmosphäre der Kühlzone 11 erfolgt.
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Die
Auslaßschleuse 9 dient
vor allem dem Zweck, möglichst
wenig Inertgas in die Kühlzone 11 übertreten
zu lassen, das dann für
das im Trockner 6 zirkulierende Inertgas verloren wäre.
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1 zeigt
eine Leitung 29, die von unten her in den Trocknertunnel 8 einmündet. Über diese Leitung 29 wird
dem Trocknertunnel 8 ständig
ein Nebenstrom des Inertgases entnommen und einem Kondensatabscheider 30 zugeführt. Der
Kondensatabscheider 30 weist ein oder mehrere gekühlte Platten
auf, an denen das dem Trocknertunnel 8 entnommene Inertgas
vorbeiströmt.
Auskondensierbare Substanzen, insbesondere also Lösemittel,
Wasser, Crack-Produkte und andere Substanzen, die bei dem Trockenvorgang
im Trockner 6 aus der Beschichtung der Fahrzeug karosserien 2 austreten,
schlagen sich an den Oberflächen
der gekühlten
Platten als Kondensat nieder.
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Soweit
es sich bei diesem Niederschlag um niedrig viskose Flüssigkeiten
handelt, können
diese von den Platten einfach ablaufen und in geeigneter Form abgeführt werden.
In vielen Fällen
entstehen jedoch hoch viskose Niederschläge, die mechanisch und/oder
mit Lösemittel
abgereinigt werden müssen. Hierzu
ist es zweckmäßig, wenn
die Platten innerhalb des Kondensatabscheiders 30 entweder
leicht zugänglich
oder leicht demontierbar sind.
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Das
Inertgas, das im Kondensatabscheider 30 gereinigt wurde,
wird bei dem geschilderten Vorgang auf eine Temperatur gekühlt, die
etwa der Temperatur des kühlen
Inertgases in dem Tauchbecken 19 der Schleuse 7 entspricht.
Es wird daher über
eine Leitung 31, in der ein Gebläse 32 liegt, direkt
in das Tauchbecken 19 der Schleuse 7 zurückgeführt. In entsprechender
Weise kann auch in das Tauchbecken der Schleuse 9 gekühltes Inertgas
eingebracht werden.
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Der
in den 4 und 5 dargestellte Ausschnitt einer
Lackieranlage 101 ähnelt
stark dem oben anhand der 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Entsprechende Teile werden daher mit demselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet.
Unverändert
finden sich beim Ausführungsbeispiel
der 4 und 5 wieder die Spritzkabine 103,
der Vortrockner 104 mit dem Heizaggregat 105 sowie
die Kühlzone 111 mit
dem Kühlaggregat 112.
Zwischen dem Vortrockner 104 und der Kühlzone 111 liegt wiederum
ein Trockner 106, dessen Trockentunnel 108 mit
Inertgas angefüllt
ist. Dieses Inertgas wird mit Hilfe eines Heizaggregates 110 auf
die oben schon erwähnte
Temperatur von 40°C
bis 150°C
erwärmt.
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Der
Trockentunnel 108 befindet sich jedoch anders als beim
Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 nicht auf dem Höhenniveau
des Vortrockners 104 bzw. der Kühlzone 111, sondern
ist gegenüber diesem
Niveau etwas nach oben angehoben. Die Übergabe der Fahrzeugkarosserien 102 von
dem Vortrockner 104 zum Trockentunnel 108 und
vom Trockentunnel 108 zur Kühlzone 111 erfolgt
wieder über
eine Einlaßschleuse 107 bzw.
eine Auslaßschleuse 109.
Beide Schleusen 107, 109 sind im wesentlichen
baugleich, so daß es
nachfolgend genügt, die
Bauweise der Schleuse 107 näher zu erläutern.
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Die
Schleuse 107 umfasst wieder ein Gehäuse 113 mit einer
Einlaßkammer 114 und
einer Auslaßkammer 115.
Die beiden Kammern 114 und 115 kommunizieren über eine
großflächige Öffnung 121 in
der Oberseite der Einlaßkammer
bzw. der Unterseite der Auslaßkammer 115.
Ein Schwenkarm 125 ist am einen Ende am Gehäuse 113 angelenkt
und kann motorisch um einen Winkel von etwa 90° hin- und her verschwenkt werden.
Er trägt
an seinem freien Ende über
eine Schwenkachse 128 wiederum ein Halterungsgestell 126 mit
einer Tragplattform 127, welche die Karosserie 102 aufnehmen
kann und wiederum mit einem Fördersystem
versehen ist, das zu dem Fördersystem
im Vor-Trockner 104 und
in dem Trockentunnel 108 kompatibel ist. Das Halterungsgestell 126 kann
mit Hilfe eines Motors um die Schwenkachse 128 um mindestens
90° verschwenkt werden.
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Die
Einlaßkammer 114 besitzt
wieder eine durch ein Rolltor 117 verschließbare Einlaßöffnung 116.
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Die
Auslaßkammer 115 ist
mit heißem
Inertgas gefüllt,
dessen Dichte geringer ist als die Dichte der Normalatmos phäre, die
in der Einlaßkammer 114 vorliegt.
Dies bedeutet, daß die
Atmosphären
in der Einlaßkammer 114 und
der Auslaßkammer 115 ohne mechanische
Barriere weitgehend getrennt voneinander bleiben. Die Inertgasatmosphäre in der
Auslaßkammer 115 kann
im wesentlichen mit der Inertgasatmosphäre im Trockentunnel 108 übereinstimmen.
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Das "Einschleusen" der Fahrzeugkarosserien 102 in
den Trockentunnel 108 geschieht beim Ausführungsbeispiel
der 4 und 5 wie folgt:
Zunächst nimmt
der Schwenkarm 125 die in 4 dargestellte,
annähernd
horizontale Position ein. Das Traggestell 126 wird gegenüber dem
Schwenkarm 125 so verdreht, daß die Tragplattform 127 horizontal steht.
Nunmehr kann das Rolltor 107 geöffnet und eine Fahrzeugkarosserie 102 mit
Hilfe des Fördersystemes
auf die Tragplattform 127 gebracht werden. Das Rolltor 107 wird
wieder geschlossen und das Halterungsgestell 126 gegen
den Uhrzeigersinn um etwa 90° verdreht,
so daß die
Tragplattform 127 und die Karosserie 102 annähernd senkrecht
stehen. Dies ist die in 4 dargestellte Position. Das
Heck der Fahrzeugkarosserie ragt dabei in eine entsprechende Vertiefung
der Einlaßkammer 114.
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Als
nächstes
wird der Schwenkarm 125 im Uhrzeigersinn um etwa 90° verschwenkt,
ggf. begleitet von einer Schwenkbewegung des Halterungsgestells 126 um
die Schwenkachse 128. Bei dieser Schwenkbewegung des Schwenkarmes 125 wird
die Fahrzeugkarosserie 102 in einem Bogen nach oben in
die Auslaßkammer 115 der
Schleuse 107 geführt, bis
schließlich
eine Position erreicht ist, in welcher der Schwenkarm 125 annähernd senkrecht
und die Fahrzeugkarosserie 102 annähernd waagerecht steht. Die
Fahrzeugkarosserie 102 kann dann von dem Fördersystem
im Trocknertunnel 108 übernommen
werden.
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Die
Vorgänge
in der Auslaßschleuse 109 laufen
entsprechend in umgekehrter Reihenfolge ab.
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Wie
beim Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 wird der Inertatmosphäre des Trocknertunnels 108 ein
Nebenstrom des Inertgases über eine
Leitung 129 entnommen und einem Kondensatabscheider 130 zugeführt. Die
in diesem Kondensatabscheider 130 ablaufenden Vorgänge sowie
dessen Bauweise stimmen identisch mit den Vorgängen und der Bauweise des ersten
Ausführungsbeispieles überein.
Da jedoch bei dem Ausführungsbeispiel
der 4 und 5 kein gekühltes Inertgas eingesetzt wird,
muß das
im Kondensatabscheider 130 abgekühlte Inertgas wieder auf die
Temperatur gebracht werden, die im Trocknertunnel 108 herrscht.
Hierzu wird das den Kondensatabscheider 130 verlassende Inertgas über eine
Leitung 131, in der ein Gebläse 132 liegt, dem
Heizaggregat 110 des Trockentunnels 108 zugeleitet.
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Die
Spülvorgänge beim
Ausführungsbeispiel der 4 und 5 sind ähnlich wie
beim Ausführungsbeispiel
der 1 und 2. D. h., daß in der Einlaßkammer 114 der
Schleuse 107 ein Vorspülen mit
Inertgas, das ggf. auch über
Düsen auf
die Fahrzeugkarosserie 102 gerichtet wird, erfolgt, und
daß die
weitere Spülung "stufenweise" über die in der Auslaßkammer 115 herrschende
Inertgasatmosphäre
bis zum Eintritt in die Inertgasatmosphäre des Trockentunnels 108 erfolgt.
Allerdings ist die erreichbare Spülung möglicherweise nicht so effektiv
wie beim Ausführungsbeispiel
der 1 und 2, da eine Zone fehlt, in der
besonders dichtes, da kühles
Inertgas vorliegt.
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In
den 6a bis 6f ist
ein alternatives Ausführungsbeispiel
einer Schleuse 107 dargestellt, das statt der Schleuse 7 bzw.
der Schleuse 9 des Ausführungsbeispieles
der 1 und 2 eingesetzt werden kann. Grundsätzlich ähnelt das
Ausführungsbeispiel
der 6a bis 6f demjenigen
der 1 bis 3 sehr; entsprechende
Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen zuzüglich 200 gekennzeichnet.
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In
den 6a bis 6f sind
der der Schleuse 207 vorgelagerte Vortrockner 204 sowie ein
Teil des der Schleuse 207 nachgeschalteten Trockentunnels 208 angedeutet.
Die Schleuse 207 selbst umfasst ein Gehäuse 213, das in eine
Einlaßkammer 214,
ein Tauchbecken 219 und eine Auslaßkammer 215 unterteilt
ist. Die Einlaßkammer 214 steht über eine Öffnung 216,
die durch ein Rolltor 217 verschließbar ist, mit dem Vortrockner 204 in
Verbindung. Die Auslaßkammer 215 kommuniziert über eine Öffnung 218,
die ebenfalls ein Rolltor aufweisen kann, mit dem Trockentunnel 208.
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Der
direkte Atmosphärenübertritt
von der Einlaßkammer 214 zur
Auslaßkammer 215 wird
wiederum durch eine vertikale Trennwand 222 unterbunden,
die sich nach unten bis etwas unterhalb des Bodenniveaus des Vortrockners 204 bzw.
des Trockentunnels 208 erstreckt. Das Tauchbecken 219 ist
mit dichterem, insbesondere kälterem
Inertgas gefüllt
als die Auslaßkammer 215.
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Der
Transfermechanismus, welcher die Fahrzeugkarosserien 202 durch
die Schleuse 207 hindurchbewegt, umfasst beim Ausführungsbeispiel der 6a bis 6f zwei
Hubtische 240, 241, mit denen jeweils eine Tragplattform 242, 243 vertikal nach
oben und unten verfahren werden kann. Die Tragplattformen 242, 243 sind
wiederum mit Fördersystemen
versehen, welche mit den Fördersystemen im
Vortrockner 204 bzw. im Trockentunnel 208 kompatibel
sind.
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In
der Einlaßkammer 214 der
Schleuse 207 ist eine Haube 244 vertikal beweglich
angeordnet, deren Ränder
mit den Wänden
der Einlaßkammer 214 dicht
abschließen.
Die Kontur der Haube 244 ist der Kontur der Fahrzeugkarosserie 202 eng
angepasst.
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Die
Fahrzeugkarosserien 202 werden durch die Schleuse 207 in
folgender Weise hindurchbewegt:
Wie in 6a gezeigt,
wird die Fahrzeugkarosserie 202 aus dem Vortrockner 204 bei
geöffnetem
Rolltor 217 durch die Einlaßöffnung 216 in die
Einlaßkammer 214 der
Schleuse 207 eingeschoben und gelangt dabei auf die Tragplattform 242 des
Hubtisches 240, die zu diesem Zwecke angehoben ist. Nun
wird die Haube 244 von oben her abgesenkt und sehr nahe an
die Fahrzeugkarosserie 202 herangeführt. Die zwischenliegende Luft
wird dabei weitgehend über eine
in der Haube 244 vorgesehene Auslaßklappe 260 nach außen verdrängt. Nunmehr
kann noch innerhalb der Einlaßkammer 215 ein
Spülen
mit Inertgas erfolgen, das zu diesem Zweck über Düsen gegen die Fahrzeugkarosserie 202 gerichtet
wird. Die Menge an Inertgas, die in diesem Zusammenhang benötigt wird,
ist jedoch sehr viel kleiner als bei den beiden zuerst beschriebenen
Ausführungsbeispielen,
da das zu spülende
Volumen auf Grund der Haube 244 erheblich reduziert ist.
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Ist
dieser erste Spülvorgang
in der Einlaßkammer 214 abgeschlossen,
wird die Tragplattform 242 des Hubtisches 240 abgesenkt,
wie dies in 6c dargestellt ist.
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Dabei
taucht die Fahrzeugkarosserie 202 in das dichte, kalte
Inertgas ein, welches sich im Tauchbecken 219 befindet.
In der untersten, in 6c dargestellten Position liegt
die Tragplattform 242 des Hubtisches 240 in gleicher
Höhe wie
die Tragplattform 243 des benachbarten Hubtisches 241.
Die Fahrzeugkarosserie 202 kann somit, wie sich aus 6d ergibt,
vom Hubtisch 240 auf den Hubtisch 241 übergeben
werden. Im anschließenden
Schritt wird die Tragplattform 243 des Hubtisches 241 so
angehoben, daß das
Fördersystem
der Tragplattform 243 auf gleiche Höhe wie das Fördersystem
innerhalb des Trockentunnels 208 gelangt. Die Fahrzeugkarosserie 202 wird
bei diesem Vorgang in die Auslaßkammer 215 der
Schleuse 207 gehoben, in welcher die heiße Inertgasatmosphäre vorliegt
(vgl. 6e).
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In
einem letzten Schritt schließlich
wird die Fahrzeugkarosserie 202 im Sinne des Pfeiles der 6f in
den Trocknertunnel 208 ausgefahren. Gleichzeitig wird die
Tragplattform 242 des Hubtisches 240 wieder angehoben.
Auch die Haube 244 kehrt in ihre angehobene Position zurück, so daß die Einlaßkammer 214 der
Schleuse 207 mit einer neuen Fahrzeugkarosserie 202 beschickt
werden kann.
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Während des
Anhebens der Haube 244 wird über die Auslaßklappe 260 ein
Druckausgleich herbeigeführt
Die Spülvorgänge, die
beim Ausführungsbeispiel
der Schleuse 207 nach den 6a bis 6f ablaufen,
stimmen völlig
mit denjenigen überein,
die oben anhand der 3a bis 3b für die Schleuse 7 des
ersten Ausführungsbeispiels
beschrieben wurden.
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7 zeigt
einen Ausschnitt aus einer Lackieranlage 301, die funktional
fast völlig
dem Ausführungsbeispiel
der 4 und 5 entspricht. Unterschiede liegen
vor allem in folgendem:
Der Schwenkarm 325 ist an
einer näher
zum Vortrockner 304 liegenden Wand der Einlaßschleuse 307 und
an einer höheren
Stelle angelenkt. Beim Einbringen der Fahrzeugkarosserie 302 in
die Auslaßkammer 315 wird
er gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt.
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Die
Stirnwände
der Einlaßschleuse 307,
in denen sich die Einlaßöffnung 316 und
die Auslaßöffnung 318 befinden,
verlaufen nicht vertikal sondern schräg, an die Form der Fahrzeugkarosserie 302 angepaßt, nach
oben. Hierdurch wird das Volumen der entsprechenden Kammern 314 und 315 und
damit die Menge des erforderlichen Inertgases weiter verringert.