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Die Erfindung bezieht sich auf eine industrielle Reinigungsanlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken od.dgl. in Behandlungskammern, die aus sich ergänzenden Teilen zusammensetzbar und mit korrespondierenden Dichtflächen versehen sind, wobei Teile einer Behandlungskammer verstellbar angebracht sind.
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Die Oberflächenbehandlung kann einen Waschvorgang, einen Spülvorgang und einen Trocknungsvorgang auch unter Vakuum umfassen, wobei durchaus noch weitere Zwischenstufen wie ein Abblasen des Werkstückes mit Druckluft, Vor- und Nachwaschgänge, Vor- und Nachspülgänge zwischengeschaltet werden können. Eine weitere Oberflächenbehandlung eines Werkstückes kann durch Wasserstrahl-Entgraten erfolgen. Diese Vorgänge spielen sich in einer Behandlungskammer ab, die entsprechend mit Einrichtungen zum Zuführen des Behandlungsmediums ausgerüstet ist, wie Waschflüssigkeit, Spülflüssigkeit, Dampf, Vakuum, Druckluft, Warmluft, Heizeinrichtungen.
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Die Behandlungskammer hat in der Regel eine Aufnahme für mindestens ein zu behandelndes Teil, beispielsweise Werkstück, das in die geöffnete Behandlungskammer eingesetzt und zum Starten des Behandlungsvorganges geschlossen wird.
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Diese Reinigungsanlage kann weitgehend automatisiert und mit Belade- und Entladestationen ausgerüstet sein. Vorteilhaft arbeitet die Reinigungsanlage in einer getakteten Betriebsweise und kann in eine Produktionslinie integriert werden, so dass eine prozessgesteuerte Funktionsweise möglich ist.
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Durch die
EP 0956 163 B1 ist eine industrielle Reinigungsanlage bekannt, die in der eingangs beschriebenen Art funktioniert und sich in der Praxis bewährt hat. Bei dieser bekannten Reinigungsanlage ist an den sich zu einer vollständigen Behandlungskammer ergänzenden Behandlungskammer-Teilen nur ein korrespondierendes Paar von Dichtflächen vorgesehen. Außerdem sind alle Behandlungskammern gleich groß ausgeführt Das hat zur Folge, dass die im wesentlichen durch den Umfang der Dichtung bestimmten Innenquerschnitte der Behandlungskammern gleich groß sind. Somit besteht keine Möglichkeit, die Behandlungskammern auf die Art der Werkstückbehandlung baulich optimal anzupassen. Bei einer Behandlungskammer, die als Flutkammer ausgeführt ist, darf die Reinigungsflüssigkeit keinesfalls kontinuierlich ablaufen, sondern muß für die Dauer der Behandlung in der Kammer verbleiben und darf erst dann abgepumpt oder abgelassen werden.
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Bei einer Spritz- oder Sprühkammer soll selbstverständlich die Reinigungsflüssigkeit kontinuierlich ablaufen können.
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Bei der bekannten Reinigungsanlage sind zwar schließbare Ablassstutzen an der Behandlungskammer vorgesehen, so dass wahlweise durch Schließen des Ablassstutzens eine Flutbehandlung und bei geöffneten Stutzen eine Spritz- oder Sprühbehandlung durchgeführt werden kann. Der Aufbau der Behandlungskammern insgesamt gestaltet sich dadurch recht aufwendig. Durch die Art der Konstruktion bedingt, treten aber bei einer Vakuumbehandlung Probleme mit der Abdichtung auf, es sei denn, für eine Vakuumkammer ist eine Spezialkammer vorgesehen, was einen Mehraufwand erforderlich macht.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verbesserung der Betriebsweise bei geringeren konstruktiven Aufwand der Reinigungsanlage zu erzielen. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 aufgeführten Maßnahmen erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Bei der Erfindung sind wenigstens zwei verschiedene Behandlungskammern vorhanden, wobei die eine Art ein Dichtungs-Paar mit einem größeren Umfang aufweist als die andere Art. Das kann auch bedeuten, dass die beiden Dichtungsflächen eines zusammengehörenden Dichtungs Paares auch unterschiedliche Abmessungen oder Geometrien haben können. Dadurch wird bei der Behandlungskammer mit dem größeren Dichtungs-Paar im Bereich der Teilungsebene der Behandlungskammer ein größerer Kammerquerschnitt gebildet, als bei der kleineren Behandlungskammer. Im übrigen können die Behandlungskammern bis auf diese Unterschiede gleich ausgebildet sein, müssen es aber nicht. Durch die unterschiedlichen Größen der Dichtungspaare passen jeweils nur gleiche DichtungsPaare bzw. komplementäre Dichtungen eines Dichtungs-Paares von Behandlungskammerteilen zusammen. Behandlungskammern mit unterschiedlichen Dichtungs-Paaren ermöglichen einen geringeren baulichen Aufwand der Reinigungsanlage, weil beispielsweise ein als Deckel oder Boden ausgeführter Kammerteil mit zwei Dichtungen versehen werden kann, einer kleinen und einer gro-ßen oder einer gemeinsamen, welche die kleine und die große einbezieht. Somit „passt“ der eine Deckel oder Boden auf ein entsprechendes Gegenstück der Behandlungskammer.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Behandlungskammern auf einfache Weise so ausgeführt werden können, dass beispielsweise in der einen Behandlungskammer mit dem großen Dichtungs-Paar Reinigungsflüssigkeit kontinuierlich ablaufen kann und in einer anderen Behandlungskammer mit dem kleineren Dichtungs-Paar eine hermetische Abdichtung möglich ist, so dass die Behandlungskammer geflutet werden kann. In dem ersten Fall braucht lediglich eine Öffnung zum Ablaufen vorgesehen zu werden. Im zweiten Fall kann ein Teil der Behandlungskammer mit Hilfe einer Hubvorrichtung angehoben, so dass die Behandlungsflüssigkeit auslaufen kann, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, oder die Reinigungsflüssigkeit wird abgepumpt. Dabei handelt es sich um einfache konstruktive Maßnahme. Es sind keine komplizierten Steuerungen irgendwelcher Ventile notwendig, um wahlweise einen kontinuierlichen Ablauf von Reinigungsflüssigkeit oder einen zyklischen Ablauf zu steuern.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Teil der Behandlungskammer so ausgeführt werden kann, dass Bereiche dieses Teils zur Abdichtung mit einem ergänzenden Kammerteil dienen und beispielsweise eine Sritz-, Sprüh- oder Strahlbehandlung ermöglicht, und dass ein anderer Bereich desselben Teils mit einem anderen ergänzenden Teil einer Behandlungskammer dazu führt, dass eine Bad- oder Tauchbehandlung durchgeführt werden kann.
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Ferner ergibt sich die Möglichkeit, eine Behandlungskammer mit doppelt vorhandenen Dichtflächen zu schaffen, die im Umfang unterschiedlich große Dichtflächen aufweisen. Damit können wahlweise die Kammerteile mit den großen Umfangs-Dichtflächen mit den Bereich des Ergänzungs- Kammerteils mit den dazu passenden Dichtflächen zusammengesetzt werden oder dasselbe Ergänzungs- Kammerteil mit seiner kleinen Dichtfläche mit den Bereich der passenden kleinen Dichtfläche zusammengesetzt werden.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn beispielsweise bei einer Reinigungsanlage mit zwei Behandlungskammern, die eine sich aus ergänzenden Teilen mit einem Dichtungs-Paar mit großem Umfang und die andere sich aus ergänzenden Teilen mit einem Dichtungs-Paar mit kleinerem Umfang dichtend zusammensetzbar sind. Bei einer Reinigungsanlage mit mehr als zwei Behandlungskammern kann eine ungerade Verteilung von Kammern mit großem oder kleinem Dichtungs- Paaren vorgegeben werden.
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Die Teile der Behandlungskammern sind vorteilhaft derart verstellbar befestigt, dass entweder Teile einer Behandlungskammer horizontal verstellbar und die anderen komplementären Teile vertikal verstellbar sind, oder die einen Teile sind nicht verstellbar und die komplementären Teile sind sowohl horizontal als auch vertikal verstellbar. Die eine Bewegungsart kann durch Drehen oder Schwenken und die andere durch Heben bzw. Senken erfolgen.
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In der Praxis bietet es sich an, Behandlungskammern unterschiedlicher Größe einzusetzen. Eine große Behandlungskammer eignet sich besonders zur Sprüh- oder Spritzbehandlung, während sich eine im Verhältnis dazu kleine Behandlungskammer gut zur Tauchbehandlung im Flüssigkeitsbad oder Flut- oder Vakuumbehandlung eignet. Gemäß Anspruch 2 oder 3 werden entsprechend große und kleine Behandlungskammern verwendet.
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Gemäß Anspruch 4 kann wahlweise eine der beiden Dichtflächen mit dem dazu passenden ergänzenden Kammerteil benutzt werden, was eine platzsparende Anordnung ermöglicht.
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Gemäß Anspruch 5 wird eine kreisförmige Rinne gebildet, die Reinigungsflüssigkeit aufnehmen und ableiten kann.
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Die haubenartigen Teile nach Anspruch 6,7, 8 bilden den ergänzenden Teil der Behandlungskammer zum Träger, der deckelartige Teile bildet. Bei dieser Ausführung gibt es zwei Möglichkeiten für die Anordnung der haubenartigen Teile. Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Hauben zueinander versetzt angeordnet sind, und die andere Möglichkeit besteht darin, dass die kleinen Hauben und die gro-ßen Hauben ineinandergreifen. In diesem Fall wird je nach Behandlungsvorgang entweder die große oder die kleine Haube mit dem entsprechenden Deckelteil des Trägers zusammengefügt, z.B. heruntergefahren. Hierbei muß die große Haube eine Länge aufweisen, die es ermöglicht, dass die kleine Haube soweit angehoben werden kann, dass der in der großen Haube ablaufende Behandlungsgang nicht durch die kleine Haube behindert wird.
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Gemäß Anspruch 9 werden an dem Träger durch die Dichtflächen große und kleine Deckelflächen des Trägers gebildet.
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Anspruch 10 schafft auf einfache Weise die Möglichkeit, dass durch Zusammenfügen der Kammerteile mit großem Dichtungs-Paar, bei diesen Kammern ein kontinuierlichen Abfluss von Reinigungsflüssigkeit erfolgt.
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Anspruch 11 schafft die Möglichkeit, die Erfindung für eine Einsäulen- Reinigungsanlage mit einem Drehteller oder Drehtisch anzuwenden. Auf dem Drehteller oder Drehtisch sind „Nester“ von Dichtflächen gleichmäßig auf seiner Oberseite verteilt, entlang einer Kreisfläche angeordnet. Die ergänzenden Kammerteile können vertikal verstellbar den Dichtflächen gegenüberliegend angeordnet sein. Eine derartige Reinigungsanlage wird taktgesteuert, mit schrittweise bewegtem Drehteller oder Drehtisch und auf den Takt eingestellten zyklisch aufwärts und abwärts gesteuerten Kammerteilen, die durch abwärtssteuern dichtend mit den Dichtflächen auf dem Drehteller oder Drehtisch zusammenwirken. Von Besonderheit ist, dass der Drehteller oder Drehtisch für alle Behandlungskammerteile als Deckel oder Boden für die Hauben dient.
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Gemäß Anspruch 14 ist an der Rückseite des Drehtellers oder Drehtisches ein fest installierter Aufnahmekanal vorgesehen, der ringförmig ist und mit den Randbereichen vorzugsweise dichtend zur Anlage mit der Rückseite des Drehtellers oder Drehtisches kommt. Eine Entleerung des Kanals erfolgt durch Ablassstutzen. Es können mehrere Ablaufstutzen vorgesehen sein, die mit den Öffnungen im Träger bzw. Drehteller oder Drehtisch in Verbindung stehen. Der Boden des Aufnahmekanals kann zu jedem Behandlungsmedium, das in den Behandlungskammern eingesetzt wird, einen schräg zulaufenden Boden aufweisen, so dass Wasch- oder Spülflüssigkeit aus den Behandlungskammern auch im Ablaufbereich getrennt werden und wieder in den entsprechenden Vorratstank zurücklaufen können. Durch einen gemeinsamen Absaugstutzen können Luft-Dampfgemische sowohl aus den Vorratstanks, als auch aus den Behandlungskammern abgesaugt werden und zwar kontinuierlich durch die Öffnungen im Drehteller oder Drehtisch.
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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 Die Draufsicht auf eine Reinigungsanlage,
- 2 Die Draufsicht auf den Drehtisch.
- 3 Einen Schnitt durch die Reinigungsanlage entlang der Linie a - b in 1,
- 4 Einen Schnitt durch die Reinigungsanlage entlang der Linie c - d in 1,
- 5 Ein vergrößertes Detail der Reinigungsanlage im Bereich einer Behandlungskammer.
- 6 Ein Detail der Reinigungsanlage mit ineinandergreifenden Teilen von Behandlungskammern.
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Die in den Zeichnungen schematisch dargestellte Reinigungsanlage 1 ist zum Oberflächenbehandeln, wie Reinigen, Spülen, Entgraten mit Wasserstrahl und Trocknen von industriellen Werkstücken 2, beispielsweise aus der KFZ- Industrie, wie Motorblöcken, Getriebegehäuse Zylinderköpfe vorgesehen. Die 1 zeigt eine Reinigungsanlage mit vier Behandlungskammern 3, 4. Es handelt sich dabei um eine Einsäulen-Anlage mit einer zentralen Säule 5 und einem an der Säule gelagerten Drehtisch (6), der mit Hilfe des Antriebes 7 taktweise gedreht werden kann.
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Gegenüber der Oberseite 8 des Drehtisches 6 sind vier haubenartige Teile 9, 10 der Behandlungskammern 3, 4 um jeweils 90 Grad zueinander versetzt angeordnet und mit Hilfe von Hubeinrichtungen 15 vertikal verstellbar, die am Gerüst 12 der Reinigungsanlage 1 fixiert sind. In die haubenartigen Teile 9, 10 der Behandlungskammern 3, 4 sind nicht näher bezeichnete, an sich bekannte Einrichtungen zum Bespritzen, Besprühen, Bestrahlen mit Reinigungsflüssigkeit oder Luft oder Einrichtungen zum Trocknen, auch Dampftrocknung oder Vakuumtrocknung eingebaut. Der Drehtisch 6 ist der ergänzende Teil zu den hauben- oder glockenartige Teilen 9, 10 der Behandlungskammern 3, 4 und als Boden 11 für die haubenartigen Teile der Behandlungskammern ausgeführt.
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Die haubenartigen Teile 9, 10 der Behandlungskammern 3, 4 werden beim Herunterfahren, also beim Schließen auf den Drehtisch 6 aufgesetzt und abdichtend gehalten. Eine vollständige Behandlungskammer 3, 4 besteht dementsprechend aus dem haubenartigen Teil 9 oder 10 und dem Bereich des Drehtisches 6, der den Boden 11 bildet und auf den sich der haubenartige Teil abstützt.
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Zur Abdichtung zwischen dem haubenartigen Kammerteilen 9, 10 mit dem Drehtisch 6 sind jeweils Dichtflächen 13, 14 am Rand des haubenartigen Teiles 9, 10 und jeweils Dichtflächen 16, 17 am Drehtisch 6 vorgesehen. Am Drehtisch 6 sind vier Bereiche mit kreisringförmigen Dichtflächen 16, 17 um 90 Grad zueinander versetzt vorhanden, die mit den Dichtflächen 13, 14 an den haubenartigen Kammerteilen 9, 10 komplementär sind. Der Drehtisch 6 ist so steuerbar, dass seine Dichtflächen 16 oder 17 eine mit den Dichtflächen 13 oder 14 der haubenartigen Kammerteile 9 oder 10 fluchtende Lage einnehmen und durch Herunterfahren dieser Kammerteile die Behandlungskammern 3, 4 geschlossen werden.
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Die Größe und Anordnung der Dichtflächen 13, 14; 16, 17 ist von Bedeutung. Jeder der vier Bereiche des Drehtisches 6 besitzt zwei konzentrisch mit Abstand zueinander angeordnete konische Dichtflächen 16, 17, die jeweils eine im Querschnitt trapezförmige Rinne bilden. Innerhalb des Umfangsbereiches der äußeren Dichtfläche 16 und außerhalb des Umfangsbereiches der inneren Dichtfläche 17 sind je 4 Öffnungen 18 im Drehtisch 6 vorhanden, deren Funktion nachfolgend erläutert wird.
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Im Querschnittsbereich, den die inneren Dichtfläche 17 umschließt, ist eine Montageplatte 19 zur Aufnahme einer Werkstückvorrichtung angebracht. Abhängig von der Geometrie des Werkstückes 2 kann die Montageplatte 19 auswechselbar sein. Die Montageplatte 19 ist Bestandteil des Drehtisches 6. Dementsprechend ist die innere Dichtfläche 17, die sich an der Montageplatte 19 befindet, als Bestandteil des Drehtisches 6 definiert.
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2 und 3 zeigen verschieden große haubenartige Kammerteile 9, 10. Es ist der große Kammerteil 9 mit seiner großen Dichtfläche 13 passend zu einer äußeren Dichtfläche 16 des Drehtisches 6, und es ist der kleinere Kammerteil 10 mit seiner kleinen Dichtfläche 14 passend zu einer inneren Dichtfläche 17 des Drehtisches 6 ausgeführt. Im Betrieb der Reinigungsanlage 1 erfolgt die Steuerung derart, dass der große Kammerteil 9 mit seiner Dichtfläche 13 mit einer äußeren Dichtfläche 16 des Drehtisches 6 und der kleine Kammerteil 10 mit seiner Dichtfläche 14 mit einer inneren Dichtfläche 17 des Drehtisches 6 bzw. der Montageplatte 19 in eine abdichtende Verbindung kommen. Es ist festzuhalten, dass alle Behandlungskammern 3, 4 zwei im Umfang verschieden große Dichtungs- Paare 13, 16; 14, 17 mit paarweise komplementären Dichtflächen aufweisen, und zum Zusammenfügen der zusammengehörenden Teile der Behandlungskammern 3, 4 mit zueinander passenden Paaren 13, 16 und 14, 17 von Dichtflächen abdichtbar sind.
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Vorteilhaft sind bei einer Vierkammeranlage zwei große Behandlungskammern 3 und zwei kleine Behandlungskammern 4 vorgesehen. Bei anderen kleineren oder größeren Anlagen kann eine gerade oder ungerade Aufteilung erfolgen, jeweils in Abhängigkeit von der Art der Behandlung.
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Die 6 zeigt eine Variante der Anordnung der Behandlungskammerteile. Die Behandlungskammerteile 10 sind konzentrisch in die Behandlungskammerteile 9 eingebaut und unabhängig voneinander mittels Hubeinrichtungen, wie Hydraulik- oder Pneumatikzylinder vertikal verstellbar. Wenn die Haube 9 geschlossen ist, ist die kleine Haube 10 hochgefahren, so dass in der Behandlungskammer 3 ein spezieller Behandlungsvorgang ablaufen kann. Wenn die kleine Haube 10 geschlossen ist, kann eine Tauchbehandlung oder Vakuumbehandlung erfolgen, wobei die große Haube 9 dann in die hochgefahrene Stellung gebracht sein kann. Die Haube 9 kann aber ebenfalls geschlossen bleiben. Sie dient dann lediglich als Überlaufschutz beim Öffnen der kleinen Haube 10. In die kleine Haube 10 sind nicht näher bezeichnete Vorrichtungen, wie rotierende Hochdruckdüsen oder Vakuumeinrichtungen zur Behandlung des Werkstückes 2 eingebaut.
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Die Art der Behandlung der Werkstücke läßt die unterschiedlichen Größen der Behandlungskammern zu. Bei einer Spritzbehandlung oder Sprühbehandlung des Werkstückes 2 mit Überdruck ist es vorteilhaft eine größere Behandlungskammer 3 zu verwenden als bei einer Badbehandlung des Werkstückes mit Reinigungsflüssigkeit. Im ersten Fall muß dafür gesorgt werden, dass die Reinigungsflüssigkeit kontinuierlich ablaufen kann, während beim Tauchbad für die Dauer der Behandlung ein bestimmtes Volumen Reinigungsflüssigkeit in der Behandlungskammern vorhanden sein muß, das erst nach der Behandlung abgepumpt oder abgesaugt werden darf. Alternativ zum Abpumpen kann die Flüssigkeit in der Behandlungskammer auch durch Anheben des haubenartigen Teils erfolgen, so dass die Flüssigkeit in die Rinne und durch die Öffnungen 18 in jeweils vorhandenen Behälter für Wasch- oder Spülflüssigkeit läuft. Für diese Behandlung kann eine kleine Behandlungskammern 4 benutzt werden.
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Bei der in der großen Behandlungskammern 3 ablaufenden Behandlung des Werkstückes 2 kann die Reinigungsflüssigkeit kontinuierlich durch die Öffnung 18 ablaufen. Die kleinen Behandlungskammern 4 können als Tauch- oder Flutinjektionskammern oder als Trocknungskammern auch im Vakuumverfahren verwendet werden.
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Der fest installierte Aufnahmekanal 20 für Reinigungsflüssigkeit an der Rückseite des Drehtellers 6 ist als Ringkanal ausgeführt und greift mit seinen Rändern in eine abdichtende Nut des Drehtisches 6 ein. Im Boden des Aufnahmekanals 20 sind mehrere Ablaufstutzen 21 vorhanden, die mit den Öffnungen 18 in Verbindung stehen. Durch einen schräg zulaufenden Boden des Ringkanals kann jeweils Wasch- und Spülflüssigkeit voneinander getrennt in den dafür vorgesehenen Auffangbehälter geleitet werden. Mit dem gemeinsamen Absaugstutzen 22 kann Luft-Dampfgemisch aus den Vorratstanks als auch aus den Behandlungskammern abgesaugt werden und zwar kontinuierlich ebenfalls durch die Öffnungen 18 im Drehtisch 6.
