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Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Körpern, insbesondere von metallischen Körpern, wie Wickelgüter, sowie ein Verfahren zum Betreiben mindestens einer Beschichtungsvorrichtung.
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Es ist bekannt, Körper, insbesondere Wickelgüter für elektrische Maschinen, wie Blechpakete, zu beschichten, um beim Betrieb der elektrischen Maschine auftretende Bewegung der einzelnen Leiter zu reduzieren. Darüber hinaus können Metalloberflächen durch einen Kunststoff oder durch Harz beschichtet werden, um die metallischen Oberflächen vor dem Verschmutzen oder vor Korrosion zu schützen. Hierzu wird bei den bekannten Beschichtungsvorrichtungen der Körper, insbesondere das Wickelgut, in einer Beschichtungseinheit beschichtet. Um das Ergebnis des Beschichtens zu verbessern, ist der Körper vor und/oder während des Beschichtens auf eine gewünschte Temperatur vorerwärmt, bzw. zu erhitzen.
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Durch das Beschichten wird eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit erreicht und/oder eine Verfestigung und Verbackung der einzelnen Bestandteile der Wickelgüter, insbesondere mit den Isolationen, erzielt. Hierdurch können die Wicklungen den beim Betrieb entstehenden hohen mechanischen Kräften verbessert widerstehen.
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Ferner sind hierdurch die Wicklungen gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, von Staub sowie von korrosiven und chemischen Stoffen geschützt. Schließlich wird die thermische Leitfähigkeit verbessert, damit die Wärme der Leiter ohne zu große Temperaturdifferenzen an das Blechpaket abgegeben wird.
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Aus dem Stand der Technik sind Beschichtungsvorrichtungen zum Beschichten von Körpern bekannt, bei denen die Körper einzelne, voneinander räumlich getrennte Bearbeitungsstationen durchlaufen. Hierbei werden die Körper zunächst gemeinsam an oder in einer Erwärmstation vorgewärmt, die einen Ofen umfassen kann, in dem die Körper mittels Wärmeleitung, Wärmestrahlung und/oder mittels Induktion erwärmt werden können.
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Aus
WO 2018/059731 ist ein Verfahren zum Imprägnieren von Körpern bekannt, bei dem die Körper zunächst an einer Erwärmstation mittels induktiver Erwärmung gemeinsam auf eine gewünschte Temperatur vorerwärmt werden. Hieran anschließend werden die Körper zu einer mit Stromerwärmung arbeitenden Imprägnierstation transportiert und dort mittels elektrischen Erhitzens weiter erwärmt. Hieran anschließend werden die Körper gleichzeitig imprägniert und nach dem Imprägnieren von der Imprägnierstation weg transportiert.
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Hiernach können die imprägnierten Körper weitere Beschichtungsschritte erfahren, wie beispielsweise ein Wirbelsintern und/oder ein Gel-Coating.
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Bei den bekannten Verfahren hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass die Körper beim Wechsel von einer Station zur nächsten, beispielsweise von einer Erwärmstation zu einer Imprägnierstation, von einer Stromquelle getrennt werden müssen. Hierdurch muss bei einem nachfolgenden Prozessschritt erneut eine Verbindung zur Stromquelle hergestellt werden. Dieses kann zu einem Datenverlust, zu einer unsicheren Prozessführung, zu Qualitätsschwankungen beim Füllfaktor und der Schichtdicke der Beschichtung der Körper und/oder zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Beschichtung führen. Ferner können an den einzelnen Bearbeitungsstationen Lichtbogen entstehen, die dem Prozess gefährden und die Lebensdauer der Bearbeitungsstation reduzieren.
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Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, eine Beschichtungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben mindestens einer Beschichtungsvorrichtung vorzuschlagen, bei der/ bei dem das Beschichten von Körpern verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Körpern, insbesondere von metallischen Körper, wie Wickelgüter, mit mindestens einer Halteeinrichtung, die mindestens ein Haltemittel aufweist, an dem ein Körper festlegbar ist, mit mindestens einem ersten Arbeitsbereich, in dem zumindest der Körper an dem Haltemittel festlegbar und in dem der Körper wieder vom Haltemittel lösbar ist, mit mindestens einem zweiten Arbeitsbereich, in dem mindestens eine erste Beschichtungseinheit anordenbar ist, durch die ein Schichtmittel zumindest bereichsweise auf den Körper auftragbar und am Körper anordenbar ist, mit mindestens einer Überführungseinrichtung, durch die das Haltemittel vom ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich und zurück überführbar ist, und mit mindestens einer Stromwärmeeinheit, die mindestens ein in oder am Haltemittel festgelegtes Kontaktmittel umfasst, das in der am Haltemittel festgelegten Anordnung des Körpers mit mindestens einem Phasenanschluss des Körpers manuell oder automatisch verbindbar oder verbunden ist, das beim Überführen des Haltemittels vom ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich durchgehend und unterbrechungsfrei mit einer Stromzufuhr der Stromwärmeeinheit verbindbar oder verbunden ist und durch das der Körper im ersten Arbeitsbereich und im zweiten Arbeitsbereich durchgehend und unterbrechungsfrei elektrisch beheizbar ist.
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Dadurch, dass der Körper in der am Haltemittel festgelegten Position durchgehend und unterbrechungsfrei mit einer Stromzufuhr der Wärmeeinheit verbunden ist, ist der Körper, insbesondere das Wickelgut, durchgehend und unterbrechungsfrei elektrisch beheizbar. Dieses hat den Vorteil, dass der Körper nur einmal mit der Stromwärmeeinheit verbunden werden muss und ein wiederholtes Lösen und erneutes Kontaktieren beim Wechsel von einem Arbeitsbereich in den nächsten Arbeitsbereich vermieden werden kann. Hierdurch werden Datenverluste vermieden sowie einer Beschädigung oder Zerstörung der Beschichtung vorgebeugt. Ferner ist die Gefahr eines Entstehens von Lichtbögen durch ein erneutes Kontaktieren reduziert. Durch die Summe der zuvor genannten Vorteile ist durch die zuvor beschriebene Beschichtungsvorrichtung die Sicherheit der Prozessführung erhöht.
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Bei dem Körper kann es sich um ein Wickelgut, insbesondere einen Rotor oder einen Stator einer elektrischen Maschine, handeln. Der Bereich des Körpers, auf den das Schichtmittel auftragbar ist, kann beispielsweise eine Wicklung des Körpers oder eine Kontaktierungsstelle, wie I-pins oder Hairpins, umfassen.
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Um die optimale Stromstärke der Stromzufuhr zu erfassen oder zu ermitteln, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Beschichtungsvorrichtung mindestens eine mindestens ein Sensormittel umfassende Steuereinheit aufweist, durch die ein elektrischer Widerstand des Köpers beim Anordnen am Haltemittel und/oder beim Anschließen an das mindestens eine Kontaktmittel der Stromwärmeeinheit erfassbar oder ermittelbar ist, insbesondere ein Wicklungswiderstand (R20-Wert) des Körpers erfassbar oder ermittelbar ist, und durch die auf Grundlage des erfassten elektrischen Widerstands eine Stromstärke der Stromzufuhr einstellbar ist.
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Durch eine erste Messung von Strom und Spannung im kalten Zustand kann der R20-Widerstandswert ermittelt werden.
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Ferner ist bei einer Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung vorgesehen, dass die Steuereinheit ein automatisches oder manuell bedienbares Eingabemittel umfasst, mit dem zumindest eine Temperatur des Körpers einstellbar ist. Solchenfalls kann gewährleistet werden, dass der Körper nicht übermäßig stark erhitzt wird und eine ausreichend hohe Temperatur, bei der der Beschichtungsvorgang eine hohe Qualität umfasst, erreicht wird.
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Darüber hinaus ist es hierdurch ermöglicht, die Temperatur des Körpers auf den jeweiligen Beschichtungsvorgang einzustellen. So kann in der Steuereinheit für ein als Imprägnieren ausgebildetes Beschichtungsverfahren hinterlegt werden, die sich von einer Temperatur für ein Wirbelsinterverfahren und einem Gel-Coating unterscheidet. Hierdurch ist der Körper stets auf die für den jeweiligen Beschichtungsvorgang optimale Temperatur einstellbar.
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Zum Verbinden des am Haltemittel festgelegten Kontaktmittels mit mindestens einem Phasenanschluss des Körpers zum durchgehenden und unterbrechungsfreien Verbinden mit der Stromzufuhr der Stromwärmeeinheit kann das Kontaktieren beispielsweise ein Verschrauben, ein Klemmen mit Federkraft und/oder mittels Exenter- oder Kniehebelspanner erfolgen. Dieses kann automatisch oder manuell erfolgen.
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Beispielsweise ist es denkbar, dass mit dem Festlegen des Körpers am Haltemittel gleichzeitig und automatisch das Kontaktmittel und der Phasenanschluss des Körpers miteinander verbunden werden.
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Ferner kann das Kontaktieren ein pneumatisches, hydraulisches und/oder elektrisches Klemmen umfassen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Beschichtungsvorrichtung mindestens einen dritten Arbeitsbereich umfasst, in dem mindestens eine zweite Beschichtungseinheit anordenbar ist, durch die ein Schichtmittel zumindest bereichsweise auf den Körper auftragbar und am Körper anordenbar ist. Die zweite Beschichtungseinheit kann grundsätzlich baugleich zur ersten Beschichtungseinheit ausgebildet sein, wodurch die Verfahrenszeit bei Betrieb der Beschichtungsvorrichtung reduzierbar ist. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die erste Beschichtungseinheit und die zweite Beschichtungseinheit unterschiedlich ausgebildet sind und die Beschichtung eines ersten Bereichs des Körpers durch das Schichtmittel durch die erste Beschichtungseinheit von einem zweiten zu beschichtenden Bereich des Körpers durch die zweite Beschichtungseinheit voneinander abweicht.
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Zum Überführen von einem Arbeitsbereich in den nächsten Arbeitsbereich, kann das Haltemittel durch die Überführungseinrichtung grundsätzlich beliebig überführt werden. Dieses kann beispielsweise eine lineare oder kurvenförmige Bewegung in einer Ebene umfassen. Die Beschichtungsvorrichtung lässt sich einfach und kostengünstig ausbilden, wenn die Überführungseinrichtung mindestens eine eine Drehachse umfassende Lagereinheit umfasst, wobei das Überführen des mindestens einen Haltemittels vom einem Arbeitsbereich in einen weiteren Arbeitsbereich und umgekehrt eine Dreh- oder Pendelbewegung um die Drehachse der Lagereinheit umfasst.
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Solchenfalls kann mittels der Überführungseinrichtung beispielsweise eine 90°, 135° oder 180° Drehung vollzogen werden, wobei die Überführungseinrichtung von dem ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich um diese 90°, 135° oder 180° pendeln. Gleiches gilt bei einer Drehung von dem zweiten Arbeitsbereich in den dritten Arbeitsbereich. Hierdurch kann die Stromzufuhr der Stromwärmeeinheit beispielsweise mittels eines Kabels erfolgen, wodurch Prozesssicherheit und sichere Kontaktierung weiter erhöht sind. Ferner sind weitere Winkelbereiche denkbar, die an ein Platzieren der Arbeitsbereiche anpassbar und/oder durch das Platzieren der Arbeitsbereiche definiert sind.
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Die Drehachse kann beispielsweise ein Überführen des Haltemittels in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene umfassen.
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Mit anderen Worten kann das Drehen um die Drehachse durch die Lagereinheit ein Überführen des Haltemittels vom ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich und zurück umfassen. Ferner kann das Drehen um die Drehachse durch die Lagereinheit ein Überführen des Haltemittels vom zweiten Arbeitsbereich in den dritten Arbeitsbereich und zurück umfassen. Ferner ist es denkbar, dass durch Drehen um die Drehachse der Lagereinheit das Haltemittel im ersten Arbeitsbereich, im zweiten Arbeitsbereich oder im dritten Arbeitsbereich und zurück anordenbar ist.
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Darüber hinaus ist bei einer Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung vorgesehen, dass die Überführungseinrichtung mindestens ein Translationsmittel umfasst, durch das das mindestens eine Haltemittel quer zur Drehachse bewegbar und festlegbar.
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Solchenfalls kann das Haltemittel nicht nur durch Drehung um die Drehachse bewegt werden, sondern auch durch Translation quer zur Drehachse. Hierdurch sind die Freiheitsgrade zum Bewegen des Haltemittels weiter erhöht.
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In Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn das mindestens eine Haltemittel in einer ersten Arbeitsposition anordenbar ist, in der das mindestens eine Haltemittel durch Drehen um die Drehachse der Lagereinheit in dem ersten Arbeitsbereich oder in dem zweiten Arbeitsbereich anordenbar ist und wenn das mindestens eine Haltemittel durch das Translationsmittel in eine zweite Arbeitsposition überführbar und darin anordenbar ist, in der das mindestens eine Haltemittel durch Drehen um die Drehachse der Lagereinheit in dem zweiten Arbeitsbereich oder in dem dritten Arbeitsbereich anordenbar ist.
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Solchenfalls ist in der ersten Arbeitsposition sowohl der erste Arbeitsbereich als auch der zweite Arbeitsbereich durch Drehen um die Drehachse der Lagereinheit erreichbar. Durch Überführen des Haltemittels von der ersten Arbeitsposition in die zweite Arbeitsposition, ist solchenfalls durch Drehen um die Drehachse der Lagereinheit sowohl der zweite Arbeitsbereich als auch der dritte Arbeitsbereich anordenbar.
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Die Beschichtungseinheit kann grundsätzlich eine beliebige Beschichtungseinheit umfassen, sofern sie der technischen Funktion nachkommt, den Körper zumindest bereichsweise mit einem Schichtmittel zu beaufschlagen. Es werden Ausführungsformen der Beschichtungsvorrichtung bevorzugt, bei denen die erste Beschichtungseinheit und/oder die zweite Beschichtungseinheit eine Imprägniereinheit zum zumindest abschnittsweisen Imprägnieren des Körpers mit einem eine Imprägnierfluid umfassenden Schichtmittel, eine Sintereinheit, insbesondere Wirbelsintereinheit, zum zumindest abschnittsweisen Beschichten des Körpers mit einem pulverförmigen Schichtmittel, und/oder mindestens Lackiereinheit aufweist zum Auftragen eines einen Hartlack (Gel-Coating) umfassenden Schichtmittels.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Körper auf beliebige Art und Weise an dem Haltemittel festgelegt wird. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Beschichtungsvorrichtung mindestens eine Hub-/Senkeinrichtung umfasst, die mindestens ein erstes Hub- /Senkmittel im ersten Arbeitsbereich umfasst, durch das der Körper entlang einer ersten Bewegungsrichtung auf das Haltemittel bewegbar, insbesondere hebbar ist, die mindestens ein zweites Hub- /Senkmittel im zweiten Arbeitsbereich umfasst, durch das die erste Beschichtungseinheit entlang einer zweiten Bewegungsrichtung auf den Körper bewegbar ist, insbesondere hebbar ist, und der Körper in der ersten Beschichtungseinheit anordenbar ist und/oder die mindestens ein drittes Hub- /Senkmittel im dritten Arbeitsbereich umfasst, durch das die zweite Beschichtungseinheit entlang einer dritten Bewegungsrichtung auf den Körper bewegbar ist, insbesondere hebbar ist, und der Körper in der zweiten Beschichtungseinheit anordenbar ist.
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Solchenfalls kann der mindestens eine Körper automatisch an dem mindestens einen Haltemittel festgelegt werden, sobald der Körper in der Beschichtungsvorrichtung angeordnet ist. Darüber hinaus ist auch das Beschichten des Körpers durch das Vorsehen des zweiten Hub-/Senkmittels und/oder des dritten Hub-/Senkmittels automatisierbar.
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Dadurch, dass die Hub-/Senkeinrichtung das erste Hub-/Senkmittel, das zweite Hub-/Senkmittel und das dritte Hub-/Senkmittel umfasst, kann das Haltemittel durch die Überführungseinrichtung in einer horizontalen Ebene geführt werden, ohne dass das Haltemittel entlang der ersten, der zweiten und/oder der dritten Bewegungsrichtung verschoben werden können muss. Hierdurch können die Haltemittel einfach ausgestaltet werden.
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Die erste Bewegungsrichtung, die zweite Bewegungsrichtung und die dritte Bewegungsrichtung können parallel zueinander verlaufen. Ferner können die erste Bewegungsrichtung, die zweite Bewegungsrichtung und die dritte Bewegungsrichtung parallel zu einer Vertikalen verlaufen. Bei einer Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung verlaufen erste Bewegungsrichtung, zweite Bewegungsrichtung und dritte Bewegungsrichtung parallel zueinander sowie parallel zur Drehachse der Lagereinheit.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass lediglich nur ein Körper durch die Beschichtungsvorrichtung bearbeitet wird. Um die Bearbeitungszeit durch eine Beschichtungsvorrichtung zu reduzieren, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Beschichtungsvorrichtung mindestens zwei Haltemittel, mindestens eine Überführungseinrichtung und mindestens zwei Kontaktmittel umfasst, wobei jeweils ein Kontaktmittel einem Haltemittel zugeordnet ist und wobei mindestens ein Haltemittel in einem Arbeitsbereich und das mindestens eine weitere Haltemittel in einem weiteren Arbeitsbereich anordenbar ist und wobei beim Überführen eines der mindestens zwei Haltemittel von dem einen Arbeitsbereich in den weiteren Arbeitsbereich ein Überführen des mindestens einen weiteren Haltemittels von dem weiteren Arbeitsbereich in den einen Arbeitsbereich umfasst.
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Durch die parallele Abarbeitung der Prozesse wird die nötige Anzahl der Beschichtungseinheiten halbiert. Darüber hinaus kann der in dem ersten Arbeitsbereich angeordnete Körper elektrisch vorerwärmt werden, während der im zweiten Arbeitsbereich oder im dritten Arbeitsbereich angeordnete Körper beschichtet wird.
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Dadurch, dass der Körper ununterbrochen und durchgehend mit der Stromwärmeeinheit verbunden ist, ist hierdurch auch bei paralleler Bearbeitung eine hohe Prozessstabilität und Datensicherheit gewährleistet. Insbesondere ist eine Datenweitergabe vom ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich und eine erneute Plausibilitätsprüfung einsparbar.
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Darüber hinaus sind Ausführungsformen der Beschichtungsvorrichtung denkbar, bei denen die Anzahl der Haltemittel und die Anzahl der Kontaktmittel das Mehrfache von zwei umfassen. So können beispielsweise Beschichtungsvorrichtungen mit zwei, vier, sechs, acht oder mehr Haltemitteln und Kontaktmitteln sowie Stromwärmeeinheiten vorgesehen sein. Solchenfalls erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, wenn allen Haltemitteln und Kontaktmitteln eine gemeinsame Überführungseinrichtung zugeordnet ist. Solchenfalls ist die Beschichtungsvorrichtung zwischen dem ersten Arbeitsbereich und dem zweiten Arbeitsbereich sowie zwischen dem zweiten Arbeitsbereich und dem dritten Arbeitsbereich karussellartig ausgebildet. In dem ersten Haltebereich sind die Körper dann an den Haltemitteln festlegbar und wieder lösbar sowie elektrisch erwärmbar und in den zweiten Arbeitsbereichen und/oder in den dritten Arbeitsbereichen beschichtbar.
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Hierdurch lässt sich im Vergleich zu den bekannten Beschichtungsvorrichtungen eine kompakte Bearbeitung gewährleisten und ein Raum- oder Flächenbedarf der Beschichtungsvorrichtung reduzieren. Auf gleicher oder reduzierter Fläche lässt sich solchenfalls die Produktivität steigern oder zumindest auf gleichem Niveau aufrechterhalten.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung umfasst mindestens vier Haltemittel, eine Überführungseinrichtung und mindestens vier Kontaktmittel, wobei jeweils ein Kontaktmittel einem Haltemittel zugeordnet ist und wobei mindestens zwei Haltemittel im ersten Arbeitsbereich anordenbar sind, mindestens zwei Haltemittel im zweiten Arbeitsbereich anordenbar sind und wobei das Überführen der mindestens zwei Haltemittel von dem ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich ein Überführen der mindestens zwei weiteren Haltemittel von dem zweiten Arbeitsbereich in den ersten Arbeitsbereich umfasst.
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Die Beschichtungseinheiten können grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Wenn diese beispielsweise einen Behälter umfassen, beispielsweise einen Imprägnierbehälter, Sinterbehälter oder Gel-Coatingbehälter, kann dieser bezüglich seiner Ausgestaltung platzoptimierend ausgebildet sein. Solchenfalls erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Behälter eine Mindestgröße umfasst, durch die der mindestens eine Körper in dem Behälter anordenbar ist.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn im zweiten Arbeitsbereich und/oder im dritten Arbeitsbereich jedem Körper ein Behälter zuordenbar oder zugeordnet ist, der quer zur Bewegungsrichtung des zweiten Hub-/Senkmittels, bzw. dritten Hub-/Senkmittels betrachtet, zumindest eine Breite bis 1,1- bis 5-fachen, insbesondere 1,3- bis 2-fachen, der Breite des Körpers quer zur Bewegungsrichtung des zweiten Hub-/Senkmittels, bzw. dritten Hub-/Senkmittels betrachtet, umfasst oder wenn im zweiten Arbeitsbereich und/oder im dritten Arbeitsbereich allen Körpern ein gemeinsamer Behälter zuordenbar oder zugeordnet ist, der quer zur Bewegungsrichtung des zweiten Hub-/Senkmittels, bzw. dritten Hub-/Senkmittels betrachtet, zumindest eine Breite des 1,1- bis 5-fachen, insbesondere 1,3- bis 2-fachen, der Summe der Breite der Körper quer zur Bewegungsrichtung des zweiten Hub-/Senkmittels betrachtet, addiert mit dem Abstand jeweils zweier zueinander beabstandeter Körper zueinander umfasst.
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Hierdurch ist der Behälter kompakt ausbildbar. Ferner ist solchenfalls eine homogene Verteilung des Schichtmittels ermöglicht, insbesondere eine homogene Temperaturverteilung. Im Vergleich zu bekannten Beschichtungsvorrichtungen lässt sich so die Anzahl der Behälter, bzw. der Tauchplätze reduzieren.
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Bei einer Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Beschichtungsvorrichtung mindestens ein Schutzgehäuse umfasst, in dem zumindest einer des mindestens einen ersten Arbeitsbereichs, mindestes einer des mindesten einen zweite Arbeitsbereichs und/oder mindestes einer des mindesten einen dritten Arbeitsbereichs angeordnet ist und das zumindest ein erstes Zugangsmittel, wie Tür, durch das der erste Arbeitsbereich von außen zugänglich ist, das zumindest ein zweites Zugangsmittel, wie Tür, durch das der zweite Arbeitsbereich von außen zugänglich ist, und das zumindest ein drittes Zugangsmittel, wie Tür, durch das der zweite Arbeitsbereich von außen zugänglich ist, umfasst.
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Hierdurch ist der erste Arbeitsbereich, der zweite Arbeitsbereich und der dritte Arbeitsbereich auf einfache Weise von außen zugänglich.
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Durch die Zugänglichkeit des ersten Arbeitsbereichs, des zweiten Arbeitsbereichs und des dritten Arbeitsbereichs durch das erste Zugangsmittel, das zweite Zugangsmittel, bzw. das dritte Zugangsmittel, kann jeweils ein Arbeitsbereich gewartet oder geprüft werden, während die Bearbeitung in den zumindest einem weiteren Arbeitsbereich, insbesondere in den beiden weiteren Arbeitsbereichen, fortgesetzt werden kann.
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Solchenfalls kann auch bei einer Störung nur der betroffene Arbeitsbereich gewartet werden, der betroffen ist, während die anderen Arbeitsbereiche weiterarbeiten.
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In Weiterbildung letztgenannter Ausbildungsformen kann die Beschichtungsvorrichtung mindestens ein Rohrleitungs- und Pumpsystem umfassen, durch das das Schichtmittel der ersten Beschichtungseinheit, bzw. der zweiten Beschichtungseinheit zuführbar und wieder entfernbar ist. Das Rohrleitungs- und Pumpsystem kann innerhalb oder außerhalb des Schutzgehäuses angeordnet sein.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Körper im zweiten Arbeitsbereich und/oder im dritten Arbeitsbereich ausschließlich beschichtet wird. Darüber hinaus ist es denkbar, dass der Körper im zweiten Arbeitsbereich und/oder im dritten Arbeitsbereich nach dem Beschichten abgereinigt werden kann. Solchenfalls ist bei einer Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung mindestens eine Reinigungseinheit vorgesehen, die im zweiten Arbeitsbereich und/oder im dritten Arbeitsbereich anordenbar oder angeordnet ist und die mindestens ein Reinigungsgerät umfasst, durch das mindestens einer der mindestens einen Körper nach dem Anordnen in der ersten Beschichtungseinheit, bzw. zweiten Beschichtungseinheit abreinigbar ist.
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Solchenfalls kann der Körper über der Beschichtungseinheit abgereinigt werden. Durch das Vorsehen einer Reinigungseinheit im zweiten Arbeitsbereich und/oder im dritten Arbeitsbereich, kann das Herstellen eines beschichteten Körpers weiter verbessert werden. Insbesondere, wenn mindestens zwei Haltemittel vorgesehen sind, wobei mindestens ein Haltemittel im ersten Arbeitsbereich und mindestens ein Haltemittel im zweiten Arbeitsbereich, bzw. mindestens ein Haltemittel im zweiten Arbeitsbereich und mindestens ein Haltemittel im dritten Arbeitsbereich angeordnet sind, kann solchenfalls im zweiten Arbeitsbereich ein Körper beschichtet und abgereinigt werden, während im ersten Arbeitsbereich der Körper elektrisch auf eine vorgesehene Temperatur vorerwärmt wird. Hierdurch können ungenutzte Verweilzeiten des Körpers reduziert werden.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Beschichtungsvorrichtung, insbesondere der erste Arbeitsbereich, manuelle be- und entladen wird. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Beschichtungsvorrichtung mindestens eine manuelle oder automatische Be- und Entladungseinheit umfasst, durch die der erste Arbeitsbereich mit mindestens einem Körper beladbar und/oder entladbar ist.
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Die manuelle Be- und Entladungseinheit kann beispielsweise ein manuelles Hubgerät, einen Kran oder Hebelzug umfassen. Die automatische Be- und Entladungseinheit kann einen Werkstückdreher-/Palettensystem umfassen, der/das ergänzend oder alternativ einen Rollen-, Ketten-, Riemen- oder Bandförderer, umfasst. Bei bekannten Beschichtungsvorrichtungen erfahren die zu bearbeitenden Körper blockweise die gleiche Art der Behandlung. Beispielsweise werden acht Körper gleichzeitig erwärmt und anschließend gleichzeitig imprägniert. Hierdurch treten Zeitverluste beim Be- und Entladen der Beschichtungsvorrichtung auf. Durch das Vorsehen der Be- und Entladungseinheit kann die Beschichtungsvorrichtung be- und entladen werden, während sich mindestens ein Körper in einem Bearbeitungsschritt, beispielsweise dem Beschichten, befindet. Hierdurch sind die Gesamtbearbeitungszeiten durch die Beschichtungsvorrichtung reduzierbar.
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Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben mindestens einer Beschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der zuvor genannten Ansprüche mit den Schritten:
- a. Festlegen mindestens eines Körpers an einem Haltemittel und verbinden des mindestens einen Phasenanschlusses des Körpers mit dem am Haltemittel festgelegten Kontaktmittel der Stromwärmeeinheit im ersten Arbeitsbereich;
- b. Erfassen oder Ermitteln des elektrischen Stroms und der elektrischen Spannung zum Ermitteln eines elektrischen Widerstands des Köpers beim Anordnen am Haltemittel und/oder beim Anschließen an das mindestens eine Kontaktmittel der Stromwärmeeinheit, insbesondere ein Wicklungswiderstand (R20-Wert) des Körpers, durch die Steuereinheit und Einstellen einer Stromstärke der Stromzufuhr;
- c. Durchgehendes und unterbrechungsfreies elektrisches Erwärmen des Körpers durch die Stromwärmeeinheit;
- d. Überführen des Haltemittels vom ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich durch die Überführungseinrichtung und Beschichten des Körpers durch die erste Beschichtungseinheit;
- e. Ggf. Überführen des Haltemittels vom zweiten Arbeitsbereich in den dritten Arbeitsbereich durch die Überführungseinrichtung und Beschichten des Körpers durch die zweite Beschichtungseinheit;
- f. Überführen des Haltemittels vom zweiten Arbeitsbereich oder vom dritten Arbeitsbereich in den ersten Arbeitsbereich durch die Überführungseinrichtung und Lösen des Körpers von dem Haltemittel und des Phasenanschlusses des Körpers vom am Haltemittel festgelegten Kontaktmittel der Stromwärmeeinheit.
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Dem Schritt a., nämlich das Festlegen des mindestens einen Körpers an einem Haltemittel und dem Verbinden des Phasenanschlusses des Körpers an dem Haltemittel festgelegten Kontaktmittel der Stromwärmeeinheit, kann ein Anordnen des Körpers in der Beschichtungsvorrichtung vorausgehen. Solchenfalls kann ein Körper in die Beschichtungsvorrichtung eingebracht werden und mittels eines ersten Hub-/Senkmittels einer Hub-/Senkeinrichtung entlang der ersten Bewegungsrichtung auf das Haltemittel bewegbar und dort festlegbar sein.
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Das durchgehende und unterbrechungsfreie elektrische Erwärmen des Körpers durch die Stromwärmeeinheit kann beispielsweise ein Vorerwärmen des Körpers im ersten Arbeitsbereich umfassen.
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Analog zu Schritt a. kann Schritt f. ein Lösen des Körpers von dem Haltemittel mittels dem ersten Hub-/Senkmittel der Hub-/Senkeinheit umfassen.
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Das Beschichten des Körpers kann ein Bewegen eines zweiten Hub-/Senkmittels der Hub-/Senkeinheit in Richtung auf den Körper umfassen. Ferner kann das Beschichten des Körpers ein Bewegen des Hub-/Senkmittels der Hub-/Senkeinheit im dritten Arbeitsbereich in Richtung auf den Körper umfassen.
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Schritt e. kann gegebenenfalls durchgeführt werden. Dieses ist dann der Fall, wenn die Beschichtungsvorrichtung drei Arbeitsbereiche umfasst. Wenn die Beschichtungvorrichtung ausschließlich einen ersten Arbeitsbereich und einen zweiten Arbeitsbereich umfasst, ist ein Durchführen von Schritt e. nicht notwendig.
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Im Folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren sowie weitere mögliche Verfahrensschritte von Weiterentwicklung des zuvor genannten Verfahrens in anderen Worten dargestellt:
- Durch das erste Hub-/Senkmittel wird der Körper vertikal nach oben an das Haltemittel der Halteeinrichtung übergeben. Bei Kontakt des Körpers mit dem Haltemittel schließt das Haltemittel automatisch und legt den Körper fest. Gleichzeitig erfolgt ein Kontaktieren des Körpers durch Verbinden des Phasenanschlusses des Körpers mit dem am Haltemittel festgelegten Kontaktmittel der Stromwärmeeinheit. Hierbei erfolgt eine Plausibilitätsprüfung durch die Steuereinheit, bei der insbesondere ein so genannter R20-Wert (Entwicklungswiderstand) ermittelt und mit den kontaktierten Körpern verglichen wird.
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Mittels elektrischen Vorerwärmens wird nachfolgend der Körper erwärmt.
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In einem anschließenden Schritt wird das Haltemittel durch die Überführungseinrichtung von dem ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich überführt. In dem zweiten Arbeitsbereich wird die Beschichtungseinheit durch ein zweites Hub-/Senkmittel in Richtung auf den Körper bewegt und der Körper hierdurch mit Schichtmittel in Verbindung gebracht. Beim folgenden Senken der ersten Beschichtungseinheit durch die Hub-/Senkeinrichtung wird der Körper durch das Reinigungsgerät der Reinigungseinheit gereinigt. Hiernach wird das Haltemittel durch die Überführungseinrichtung von dem zweiten Arbeitsbereich zurück in den ersten Arbeitsbereich überführt. Alternativ hierzu ist es denkbar, wenn die Beschichtungsvorrichtung einen dritten Arbeitsbereich umfasst, dass der Körper vom zweiten Arbeitsbereich in den dritten Arbeitsbereich überführt wird und dort durch die zweite Beschichtungseinheit beschichtet wird.
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Im zweiten Arbeitsbereich kann beispielsweise das Blechpaket des Körpers imprägniert werden. Im dritten Arbeitsbereich können die I-Pins oder Hairpins des Körpers gesintert oder mittels Gel-Coating mit Harz beschichtet werden.
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Das Überführen von dem ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich, bzw. von dem zweiten Arbeitsbereich in den ersten Arbeitsbereich, umfasst vorzugsweise eine 180° Drehung. Hierbei pendelt das Haltemittel vom ersten Arbeitsbereich in den zweiten Arbeitsbereich. Gleiches gilt für ein Überführen vom zweiten Arbeitsbereich in den dritten Arbeitsbereich und zurück.
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Sobald das Haltemittel im ersten Arbeitsbereich wieder angeordnet ist, wird der Körper durch das erste Hub-/Senkmittel der Hub-/Senkeinrichtung aufgenommen und zum Entfernen aus der Beschichtungsvorrichtung vom Haltemittel wegbewegt. Hierbei erfolgt gleichzeitig ein Unterbrechen der Kontaktierung zwischen der Stromwärmeeinheit und dem Körper. Bis kurz vor dem Unterbrechen der Kontaktierung ist der Körper durchgehend und ununterbrochen durch die Stromwärmeeinheit erwärmbar.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung bevorzugten Ausführungsformen der Beschichtungsvorrichtung und des Verfahrens.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 Eine geschnittene Seitenansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Beschichtungsvorrichtung mit einem ersten Arbeitsbereich und einem zweiten Arbeitsbereich sowie einer als Lackiereinheit ausgebildeten ersten Beschichtungseinheit;
- 2 Eine geschnittene Seitenansicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Beschichtungsvorrichtung mit einem ersten Arbeitsbereich und einem zweiten Arbeitsbereich sowie einer als Sintereinheit ausgebildeten ersten Beschichtungseinheit;
- 3 Eine geschnittene Seitenansicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel der Beschichtungsvorrichtung mit einem zusätzlichen dritten Arbeitsbereich und mit einer im dritten Arbeitsbereich angeordneten als Imprägniereinheit ausgebildeten zweiten Beschichtungseinheit, bei der der Körper in einer ersten Arbeitsposition angeordnet ist;
- 4 Eine geschnittene Seitenansicht auf das dritte Ausführungsbeispiel der Beschichtungsvorrichtung mit einem zusätzlichen dritten Arbeitsbereich und mit der im dritten Arbeitsbereich angeordneten als Imprägniereinheit ausgebildeten zweiten Beschichtungseinheit, bei der der Körper in einer zweiten Arbeitsposition angeordnet ist;
- 5 Eine geschnittene Draufsicht auf eine Beschichtungsvorrichtung gemäß der 1 bis 4;
- 6 Ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehene Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Körpern 4, insbesondere von metallischen Körpern, wie Wickelgüter. Die Beschichtungsvorrichtung 2 umfasst bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen jeweils mehrere Haltemittel 6, an denen jeweils ein Körper 4 festlegbar ist. Die Beschichtungsvorrichtungen 2 umfassen jeweils einen ersten Arbeitsbereich 8, in dem zumindest der Körper 4 an dem Haltemittel 6 festlegbar und in dem der Körper 4 wieder vom Haltemittel 6 lösbar ist. Darüber hinaus umfasst die Beschichtungsvorrichtung 2 jeweils mindestens jeweils einen zweiten Arbeitsbereich 10, in dem mindestens eine erste Beschichtungseinheit 12 anordenbar ist. Durch die erste Beschichtungseinheit 12 ist ein Schichtmittel zumindest bereichsweise auf den Körper 4 aufzutragen und oder zu tränken und am Körper 4 anordenbar. Zum Überführen des Körpers 4 von dem ersten Arbeitsbereich 8 in den zweiten Arbeitsbereich 10, umfasst die Beschichtungsvorrichtung 2 eine Überführungseinrichtung 14, durch die das Haltemittel 6 vom ersten Arbeitsbereich 8 in den zweiten Arbeitsbereich 10 und zurück überführbar ist.
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Zum Erwärmen der Körper 4 umfasst die Beschichtungsvorrichtung 2 eine Stromwärmeeinheit 16, die mindestens ein in oder am Haltemittel 6 festgelegtes Kontaktmittel 18 umfasst, das in der am Haltemittel 6 festgelegten Anordnung des Körpers 4 mit mindestens einem Phasenanschluss des Körpers 4 manuell oder automatisch verbindbar oder verbunden ist. Durch das Kontaktmittel 18 der Stromwärmeeinheit 16 kann der Körper 4 beim Überführen des Haltemittels 6 vom ersten Arbeitsbereich 8 in den zweiten Arbeitsbereich 10 durchgehend und unterbrechungsfrei mit der Stromzufuhr der Stromwärmeeinheit 16 verbunden sein und der Körper 4 im ersten Arbeitsbereich 8 und im zweiten Arbeitsbereich 10 durchgehend und unterbrechungsfrei elektrisch beheizbar sein.
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Zum Erleichtern des automatisierten Prozesses ist bei den in den Figuren ersichtlichen Ausführungsbeispielen der Beschichtungsvorrichtung 2 eine mindestens ein Sensormittel 20 umfassende Steuereinheit 22 vorgesehen, durch die ein elektrischer Widerstand des Körpers 4 beim Anordnen am Haltemittel 6 und/oder beim Anschließen an das mindestens eine Kontaktmittel 18 der Stromwärmeeinheit 16 erfassbar oder ermittelbar ist. Durch die Steuereinheit 22 ist solchenfalls auf Grundlage des erfassten Stromes und der Spannung der elektrischen Widerstands ermittelbar und eine Stromstärke der Stromzufuhr einstellbar und hierdurch eine Temperatur des Körpers 4 vorgebbar.
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Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen der Beschichtungsvorrichtung 2 umfasst die Überführungseinrichtung 14 mindestens eine, eine Drehachse umfassende Lagereinheit 24, durch die das Haltemittel 6 vom ersten Arbeitsbereich 8 in den zweiten Arbeitsbereich 10 und zurück, überführbar ist.
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Um den Körper 4 auf einfache Weise am Haltemittel 6 anzuordnen, bzw. um auf einfache Weise die erste Beschichtungseinheit 12 in Richtung auf den Körper 4 zu bewegen, ist bei den in den 1 und 2 ersichtlichen Ausführungsbeispielen eine Hub-/Senkeinrichtung 26 vorgesehen, die ein im ersten Arbeitsbereich 8 angeordnetes erstes Hub-/Senkmittel 28, durch das der Körper 4 entlang einer ersten Bewegungsrichtung 30 auf das Haltemittel 6 bewegbar, insbesondere hebbar ist, und die im zweiten Arbeitsbereich 10 ein zweites Hub-/Senkmittel 32 umfasst, durch die die erste Beschichtungseinheit 12 entlang einer zweiten Bewegungsrichtung 34 auf den Körper 4 bewegbar, insbesondere hebbar ist.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Beschichtungsvorrichtung 2, bei der die erste Beschichtungseinheit 12 eine Lackiereinheit umfasst.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Beschichtungsvorrichtung 2, bei der die Beschichtungseinheit 12 eine Sintereinheit umfasst.
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Die 3 und 4 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Beschichtungsvorrichtung 2, bei der die Beschichtungsvorrichtung 2 einen dritten Arbeitsbereich 36 umfasst, in dem eine zweite Beschichtungseinheit 38 anordenbar ist, durch die ein Schichtmittel zumindest bereichsweise auf den Körper 4 auftragbar und am Körper 4 anordenbar ist.
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Um den Körper 4, bzw. das Haltemittel 6 in dem dritten Arbeitsbereich 36 anzuordnen, umfasst die Überführungseinrichtung 14 der Beschichtungsvorrichtung 2 ein Translationsmittel 40, durch das das mindestens eine Haltemittel 6 quer zur Drehachse der Lagereinheit 24 bewegbar ist. Hierdurch ist das Haltemittel 6 der Beschichtungsvorrichtung 2 in einer ersten Arbeitsposition (3) anordenbar, in der das Haltemittel 6 von dem ersten Arbeitsbereich 8 in den zweiten Arbeitsbereich 10 durch Drehen um die Drehachse der Lagereinheit 24 anordenbar ist. Durch das Translationsmittel 40 ist das Haltemittel 5 in eine zweite Arbeitsposition (4) überführbar, in der das mindestens eine Haltemittel 6 von dem zweiten Arbeitsbereich 10 in den dritten Arbeitsbereich 36 durch Drehen um die Drehachse der Lagereinheit 24 überführbar ist.
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Die zweite Beschichtungseinheit 38 umfasst bei den in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Imprägniereinheit. Um die zweite Beschichtungseinheit 38 entlang einer dritten Bewegungsrichtung 35 auf das Haltemittel 6 zu bewegen umfasst die Hub-/Senkeinrichtung 26 ein im zweiten Arbeitsbereich 10 angeordnetes drittes Hub-/Senkmittel 33.
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Darüber hinaus ist in den 3 und 4 ersichtlich, dass die Beschichtungsvorrichtung 2 mindestens ein Schutzgehäuse 42 umfasst, in dem zumindest der erste Arbeitsbereich 8, der zweite Arbeitsbereich 10 und der dritte Arbeitsbereich 36 angeordnet sein können. Um den ersten Arbeitsbereich 8 zugänglich zu machen, umfasst das Schutzgehäuse 42 ein erstes Zugangsmittel 44, wie Tür, um den zweiten Arbeitsbereich 10 zugänglich zu machen ein zweites Zugangsmittel 46, wie Tür und um den dritten Arbeitsbereich 36 von außen zugänglich zu machen, ein drittes Zugangsmittel 48, wie Tür.
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Darüber hinaus umfassen die in den Figuren ersichtlichen Ausführungsbeispielen der Beschichtungsvorrichtung 2 jeweils eine Reinigungseinheit 50, die mindestens ein Reinigungsgerät 52 umfasst, das im zweiten Arbeitsbereich 10 und/oder im zweiten Arbeitsbereich 36 angeordnet ist. Durch das Reinigungsgerät 52 der Reinigungseinheit 50 kann der Körper 4 nach dem Beschichten gereinigt werden.
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6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Unter Zuhilfenahme der 1 bis 5 wird nachfolgend das Erfindungsgemäße Verfahren beschrieben:
- In einem ersten Schritt 100 wird mindestens ein Körper 4 an einem Haltemittel 6 festgelegt und der Phasenanschluss-des Körpers 4 mit dem am Haltemittel 6 festgelegten Kontaktmittel 18 der Stromwärmeeinheit 6 im ersten Arbeitsbereich 8 verbunden.
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In einem hieran anschließenden Schritt 101 wird ein elektrischer Widerstand der Wicklung eines Körpers 4 beim Anordnen am Haltemittel 6 und/oder beim Anschließen an das mindestens eine Kontaktmittel 18 der Stromwärmeeinheit 16, durch Messung der Stromstärke und Spannung ermittelt und durch die Steuereinheit 22 die Strom- und Spannungsstärke eingestellt.
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In einem hieran anschließenden Schritt 102 wird der Körper 4 durch die Stromwärmeeinheit 16 unterbrechungsfrei und durchgehend elektrisch erwärmt.
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In einem hieran anschließenden Schritt 103 wird das Haltemittel 6 von dem ersten Arbeitsbereich 8 in den zweiten Arbeitsbereich 10 durch die Überführungseinrichtung 14 überführt und der Körper 4 durch die erste Beschichtungseinheit 12 beschichtet.
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In einem hieran anschließenden, gegebenenfalls durchzuführenden Schritt 104, kann das Haltemittel 6 vom zweiten Arbeitsbereich 10 in den dritten Arbeitsbereich 36 durch die Überführungseinrichtung 14 überführt werden und dort durch die zweite Beschichtungseinheit 38 beschichtet werden.
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In einem abschließenden Schritt 105 wird das Haltemittel 6 vom zweiten Arbeitsbereich 10 oder vom dritten Arbeitsbereich 36 in den ersten Arbeitsbereich 8 durch die Überführungseinrichtung 14 überführt und der Körper 4 von dem Haltemittel 6 und der Phasenanschlusses des Körpers 4 vom am Haltemittel 6 festgelegten Kontaktmittel 18 der Stromwärmeeinheit 16 gelöst.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Beschichtungsvorrichtung
- 4
- Körper
- 6
- Haltemittel
- 8
- erster Arbeitsbereich
- 10
- zweiter Arbeitsbereich
- 12
- erste Beschichtungseinheit
- 14
- Überführungseinrichtung
- 16
- Stromwärmeeinheit
- 18
- Kontaktmittel
- 20
- Sensormittel
- 22
- Steuereinheit
- 24
- Lagereinheit
- 26
- Hub-/Senkeinrichtung
- 28
- erstes Hub-/Senkmittel
- 30
- erste Bewegungsrichtung
- 32
- zweites Hub-/Senkmittel
- 33
- drittes Hub-/Senkmittel
- 34
- zweite Bewegungsrichtung
- 35
- dritte Bewegungsrichtung
- 36
- dritter Arbeitsbereich
- 38
- zweite Beschichtungseinheit
- 40
- Translationsmittel
- 42
- Schutzgehäuse
- 44
- erstes Zugangsmittel
- 46
- zweites Zugangsmittel
- 48
- drittes Zugangsmittel
- 50
- Reinigungseinheit
- 52
- Reinigungsgerät
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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