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Die
Erfindung betrifft eine Tauchbehandlungsanlage mit
- a) mindestens einem Tauchbecken, welches mit einer Behandlungsflüssigkeit
füllbar ist, in welche die zu behandelnden Gegenstände,
insbesondere Fahrzeugkarosserien, eingetaucht werden können;
- b) einem Fördersystem, welches die zu behandelnden
Gegenstände an das Tauchbecken heran, in den Innenraum
des Tauchbeckens hinein, aus dem Tauchbecken heraus und von diesem wegbewegen
kann und welches mindestens einen Transportwagen umfasst, der eine
um eine Drehachse verdrehbare Befestigungseinrichtung aufweist,
an welcher mindestens ein Gegenstand befestigbar ist.
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Eine
derartige Tauchbehandlungsanlage in der speziellen Form einer elektrophoretischen
Tauchlackieranlage ist aus der
DE 101 03 837 B4 bekannt. Hier umfasst jeder
Transportwagen mindestens einen Schwenkarm, der an einem Ende um
eine mit dem Transportwagen verfahrende erste Drehachse verschwenkbar
ist und am anderen Ende über eine zweite Drehachse die
Befestigungseinrichtung trägt, an welcher der zu lackierende
Gegenstand befestigt ist. Die Bewegung, mit welcher die Fahrzeugkarosserie
hier in das Tauchbecken eintaucht, kann als Überlagerung
zweier Drehbewegungen um die beiden genannten Drehachsen und einer
translatorischen Linearbewegung in horizontaler Richtung verstanden werden.
Diese bekannte Tauchlackieranlage weist außerordentlich
große Variabilität in den erzielbaren Bewegungskinematiken
sowie hohe Flexibilität auf. Dies muss allerdings mit einem
gewissen apparativen Aufwand erkauft werden, da die verschiedenen, die
Befestigungseinrichtung und damit den zu lackierenden Gegenstand tragenden
Bauelemente verhältnismäßig hohen Belastungen
ausgesetzt sind.
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Eine ältere
Tauchlackieranlage ist in der
DE 196 41 048 C2 beschrieben. Bei dieser
ist die Fördereinrichtung so ausgebildet, dass die zu behandelnden
Gegenstände unter Überlagerung einer reinen Translationsbewegung
und einer reinen Drehbewegung um eine senkrecht zur Transportrichtung
ausgerichtete Achse in die Bäder eingetaucht und aus diesen
wieder herausgehoben werden. Die Drehachse muss dabei verhältnismäßig
weit außerhalb der Kontur der Fahrzeugkarosserie und damit
weit von deren Schwerpunkt liegen. Bei zu lackierenden Gegenständen,
die ein erhebliches Gewicht aufweisen, werden hier sehr aufwändige
Halterungsgestelle benötigt, da große Kräfte
entstehen. Außerdem ist nur eine einzige Kinematik beim
Ein- und Austauchen der Gegenstände möglich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tauchbehandlungsanlage der
eingangs genannten Art so auszugestalten, dass unter Beibehaltung
einer möglichst großen Variabilität der
Bewegungskinematik und Flexibilität der apparative Aufwand
reduziert ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass
- c) der Transportwagen einen vertikal verfahrbaren Schlitten
umfasst, an dem das die Drehachse definierende Bauteil gelagert
ist, derart, dass insgesamt für den mindestens einen Gegenstand
ein Bewegungsablauf erzielbar ist, der eine Überlagerung
aus einer horizontalen Linearbewegung, einer vertikalen Linearbewegung
und einer Drehbewegung um die Drehachse ist.
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Erfindungsgemäß werden
also nicht zwei Drehbewegungen und eine lineare Translationsbewegung
wie bei der eingangs ge nannten
DE 101 03 837 B4 überlagert, sondern
zwei senkrecht zueinander gerichtete Linearbewegungen und eine einzige Drehbewegung.
Dies hat den Vorteil, dass praktisch keine auf Biegung beanspruchten
Elemente vorhanden sind; die Strukturen, welche den vertikal verfahrbaren
Schlitten tragen, sowie der vertikal verfahrbare Schlitten selbst,
sind im Wesentlichen nur Zugbeanspruchungen unter ihrem eigenen
Gewicht sowie dem Gewicht des zu lackierenden Gegenstandes ausgesetzt.
Die Drehachse kann so gelegt werden, dass sie durch den Schwerpunkt
des zu lackierenden Gegenstandes oder jedenfalls in dessen Nähe
verläuft, so dass die Drehbewegung um die Drehachse mit
geringen Drehmomenten erfolgen kann.
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Das
erfindungsgemäße Konzept bedeutet nicht, dass
immer alle Bewegungen des Gegenstandes aus einer Überlagerung
aller Bewegungsfreiheitsgrade zusammengesetzt sein müssen.
Es genügt, wenn die Vorrichtung die Möglichkeit
bietet, alle drei Bewegungsfreiheitsgrade gleichzeitig zu nutzen.
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Vorteilhafterweise
umfasst jeder Transportwagen:
- a) einen an einer
Antriebsschiene motorisch verfahrbaren Antriebswagen;
- b) eine an den Antriebswagen angekoppelte Tragstruktur, an welcher
der Schlitten befestigt ist.
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Durch
diese Ausgestaltung wird es möglich, Antriebswägen
und Antriebsschienen zu verwenden, wie sie aus anderen Anwendungsgebieten
bekannt sind. Es lassen sich dadurch alle dort bereits eingesetzten
Technologien und Steuerungsverfahren nutzen, die bestens erprobt
und bewährt sind.
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Dies
gilt insbesondere dann, wenn die Antriebsschiene und der Antriebswagen
nach Art einer herkömmlichen Elektrohänge bahn
ausgebildet sind.
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Die
Tragstruktur kann ein Tragwagen sein, welcher einen Führungsrahmen
aufweist, der an mindestens einer sich in Bewegungsrichtung erstreckenden
Führungsschiene geführt ist. Auf diese Weise wird
der Transportwagen gegen unerwünschte Bewegungen stabilisiert.
Die Führungsschiene kann einen kleineren oder größeren
Teil des Gewichts des Schlittens sowie des daran befestigten Gegenstandes
aufnehmen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist der Antriebswagen mindestens eine motorisch drehbare Wickelrolle
auf, auf welche mindestens ein flexibles Zugmittel auf- bzw. von
dieser abwickelbar ist, dessen unteres Ende mit dem vertikal verfahrbaren
Schlitten verbunden ist. Dies ist eine besonders einfache Weise,
den Schlitten vertikal zu bewegen.
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Alternativ
kann auch der Tragwagen an einem nicht vertikal beweglichen Teil
die motorisch drehbare Wickelrolle aufweisen.
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Als
flexible Zugmittel kommen insbesondere Tragbänder oder
Ketten in Frage. Letztere können so ausgestaltet sein,
dass sie sich unter Druck versteifen, sodass sie Druckkräfte übertragen
können. Dann kann, falls erforderlich, der angehängte
Gegenstand auch aktiv unter den Flüssigkeitsspiegel gedrückt
werden, wenn er andernfalls auf der Flüssigkeit aufschwimmen
würde. Entsprechende Ketten sind im Handel erhältlich.
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Die
Tragstruktur kann in einer alternativen Ausbildung vorteilhaft von
einer in vertikaler Richtung ein- oder ausfahrbaren Teleskopeinrichtung
umfasst sein, welche den Schlitten führt.
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Der
Motor, mit welchem das die Drehachse definierende Bauteil verdrehbar
ist, ist vorzugsweise an dem Schlitten angeordnet und gemeinsam
mit diesem vertikal verfahrbar. Die geometrische Relativanordnung
von Drehmotor und Drehachse bleibt bei Vertikalbewegungen des Schlittens
so unverändert, was die Drehmomentenübertragung
erleichtert.
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Wenn
der Tragwagen gegenüber dem Antriebswagen um eine im Wesentlichen
vertikale Achse verdrehbar ist, kann der Transportwagen auf dem Rückweg
vom Ausgang der Tauchlackieranlage, wo die behandelten Gegenstände
abgenommen werden, zum Eingang, wo die zu behandelnden Gegenstände
aufgesetzt werden, in eine Position gebracht werden, in welcher
senkrecht zur Bewegungsrichtung weniger Platz benötigt
wird. Auch ist so ein weiterer Freiheitsgrad für die Bewegung
des Gegenstandes verwirklicht.
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Entlang
des Rückführweges der Transportwagen vom Ausgang
zum Eingang der Tauchbehandlungsanlage kann mindestens eine Führungsschiene
verlaufen, die mit einem am Tragwagen vorgesehenen Führungsglied
zusammenarbeitet. Diese Führungseinrichtung braucht nur
wenige Kräfte aufzunehmen, die ausreichen, ein unkontrolliertes
Pendeln des Tragwagens gegenüber dem Antriebswagen zu vermeiden.
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Der
Transportwagen kann derart eingerichtet sein, dass die Befestigungseinrichtung
wenigstens entlang eines Abschnitts der Schiene seitlich gegenüber
der Schiene versetzt förderbar ist. Auf diese Weise kann
der Raum über der Befestigungseinrichtung und auch der
Raum über dem daran befestigten Gegenstand in der Hinsicht
freigehalten werden, dass dort insbesondere keine zum Fördern
des Tansportwagens notwendigen Komponenten angeordnet sind.
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Es
ist günstig, wenn die Befestigungseinrichtung eine Tragstruktur
mit Befestigungsmitteln umfasst, welche lediglich über
eine Seitenfläche von einem weiteren Bauteil des Transportwagens
getragen ist. Im Gegensatz zu bekannten Hängebahnsystemen,
bei denen die Befestigungseinrichtung mit einem über und
oberhalb der Befestigungseinrichtung verlaufenden Bügel
gehalten ist, erfolgt die Befestigung der Befestigungseinrichtung
an der Tragstruktur nur von einer Seite. Somit sind auch keine die
Befestigungseinrichtung haltenden Komponenten des Transportwagens über
der Befestigungseinrichtung angeordnet.
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Wenn
der Gegenstand von dem an der Schiene hängenden Transportwagen
seitlich neben der Schiene geführt wird, besteht für
den Transportwagen die Gefahr eines Verkippens in eine horizontale
Richtung auf die Schiene zu, was hauptsächlich durch eine
durch den Gegenstand bewirkte Kraft in horizontaler Richtung verursacht
wird. Daher ist es günstig, wenn entsprechende Sicherungsmittel
vorgesehen sind, welche den Transportwagen gegen ein Verkippen um
eine zur Schiene parallele Kippachse sichern.
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Dazu
können die Sicherungsmittel eine parallel zur und unterhalb
der Schiene angeordnete Stützstruktur umfassen, an welcher
sich der Tragwagen abstützt.
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Die
Sicherungsmittel können vorteilhaft in der Art ausgebildet
sein, dass sie eine am Transportwagen angebrachte, um eine vertikale
Drehachse verdrehbare Führungsrolle umfassen, welche in
einer dazu komplementären Führungsschiene geführt ist,
wobei die Führungsschiene unterhalb der Antriebsschiene
parallel zu dieser verläuft.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher
erläutert; es zeigen:
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1 in
Seitenansicht einen Ausschnitt einer kataphoretischen Tauchlackieranlage
für Fahrzeugkarosserien;
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2 bis 8 perspektivisch
verschiedene Phasen beim Eintauchen einer Fahrzeugkarosserie in
das Tauchbecken der kataphoretischen Tauchlackieranlage von 1;
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9 die
kataphoretische Tauchlackieranlage von 1, jedoch
mit Haltekäfigen für zu lackierende Kleingüter
bestückt;
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10 in
einer Seitenansicht, ähnlich der 1, ein zweites
Ausführungsbeispiel einer kataphoretischen Tauchlackieranlage
für Fahrzeugkarosserien;
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11 bis 17 perspektivisch
verschiedene Phasen beim Eintauchen einer Fahrzeugkarosserie in
das Tauchbecken der kataphoretischen Tauchlackieranlage von 10;
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18 perspektivisch
einen Transportwagen, wie er zur Beförderung der zu lackierenden
Gegenstände bei der Tauchlackieranlage der 10 bis 17 eingesetzt
wird, während des Rückführvorganges vom
Ausgang der Anlage zu deren Eingang;
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19 die
Tauchlackieranlage der 10 bis 18, jedoch
bestückt mit Haltekörben für zu lackierende
Kleingüter;
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20 die
Tauchlackieranlage der 1, jedoch mit einer anderen
Kinematik beim Durchgang der Fahrzeug karosserien;
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21 in
einer Seitenansicht, ähnlich den 1 und 10,
ein drittes Ausführungsbeispiel einer kataphoretischen
Tauchlackieranlage für Fahrzeugkarosserien;
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22 und 23 perspektivisch
aus unterschiedlichen Blickrichtungen einen Transportwagen mit einem
Teleskoparm, wie er zur Förderung der zu lackierenden Fahrzeugkarosserien
bei der Tauchlackieranlage von 21 eingesetzt
wird, während des Rückführvorganges vom
Ausgang der Anlage zu deren Eingang;
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24 perspektivisch
und in größerem Maßstab eine Detailansicht
eines Antriebswagens des Transportwagens, wie er bei der kataphoretischen
Tauchlackieranlage von 21 eingesetzt wird, wobei ein
Mechanismus zum Drehen des Teleskoparms gezeigt ist;
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25 und 26 perspektivisch
und in größerem Maßstab eine Detailansicht
aus unterschiedlichen Blickrichtungen einer Seitenführung
des Teleskoparms;
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27 perspektivisch
eine Detailansicht in größerem Maßstab
einer Befestigungseinrichtung des Transportwagens, wie er bei der
Tauchlackieranlage von 21 eingesetzt wird;
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28A bis 28E verschiedene
Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels des Teleskoparms, wie
er bei dem Transportwagen der kataphoretischen Tauch lackieranlage
von 21 eingesetzt wird;
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29A bis 29E verschiedene
Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels des Teleskoparms,
wie er bei dem Transportwagen der kataphoretischen Tauchlackieranlage
von 21 eingesetzt wird;
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30 bis 38 perspektivisch
verschiedene Phasen beim Eintauchen einer Fahrzeugkarosserie in
das Tauchbecken der kataphoretischen Tauchlackieranlage von 21.
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Zunächst
wird auf 1 Bezug genommen. Die hier dargestellte
und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete kataphoretische
Tauchlackieranlage ist ein spezielles Beispiel für eine
Tauchbehandlungsanlage. Sie umfasst ein Tauchbecken 2, welches
in bekannter Weise mit flüssigem Lack bis zu einem bestimmten
Spiegel angefüllt ist. In einem elektrischen Feld, das
sich zwischen den zu lackierenden Gegenständen, im dargestellten
Ausführungsbeispiel Fahrzeugkarosserien 3, und
Anoden, die entlang des Bewegungsweges der Fahrzeugkarosserien 3 angeordnet
und aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt
sind, wandern die Farbpartikel auf die Fahrzeugkarosserien 3 zu
und werden an diesen abgeschieden. Details dieses Vorganges sind allgemein
bekannt und werden hier nicht näher erläutert.
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Die
Fahrzeugkarosserien 3 werden mit Hilfe eines Fördersystemes 4 durch
die Anlage und insbesondere durch das Tauchbecken 2 und
den darin befindlichen Lack geführt. Dieses Fördersystem 4 umfasst
eine Vielzahl von Transportwagen 5, die ihrerseits einen
Antriebswagen 6 und einen mit diesem gekoppelten Haltewagen 7 aufweisen.
Etwa mittig über dem Tauchbecken 2 erstreckt sich
eine Antriebsschiene 41 mit einem I-Profil, wie sie bei
herkömmlichen Elektrohängebahnen eingesetzt wird. Etwas
unterhalb der Antriebsschiene 41, parallel zu dieser, verlaufen
zwei Führungsschienen 8, die insbesondere in den 2 bis 8 gut
erkennbar sind.
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Bei
den Antriebswagen 6 handelt es sich im Grundsatz um eine
Konstruktion, die von herkömmlichen Elektrohängebahnen
bekannt ist. Jeder dieser Antriebswagen 6 besitzt ein in
Bewegungsrichtung vorauseilendes Fahrwerk 9, in der Fachsprache ”Vorläufer” genannt,
sowie ein in Bewegungsrichtung nacheilendes weiteres Fahrwerk 10,
welches in der Fachsprache ”Nachläufer” genannt
wird. Vorläufer 9 und Nachläufer 10 sind
in bekannter Weise mit Führungs- und Tragrollen (nicht
dargestellt) ausgestattet, die an verschiedenen Flächen
des I-förmigen Profils der Antriebsschiene 7 abrollen.
Mindestens eine der Rollen des Vorläufers 9 dient
als Antriebsrolle und ist hierzu durch einen Elektromotor 11 drehbar.
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Vorläufer 9 und
Nachläufer 10 jeden Antriebswagens 6 sind
durch eine Verbindungsstruktur 12 miteinander verbunden.
Diese trägt wiederum in bekannter Weise eine Steuereinrichtung 13,
welche mit der zentralen Steuerung der Tauchlackieranlage 1 und
ggfs. mit den Steuerenrichtungen 13 der anderen in der
Tauchlackieranlage 1 vorhandenen Antriebswägen 6 kommunizieren
kann. Auf diese Weise ist eine weitgehend unabhängige Bewegung
der verschiedenen Transportwagen 5 möglich. Zwischen dem
Vorläufer 9 und dem Nachläufer 10 jeden
Antriebswagens 6 erstreckt sich eine Welle 14,
die nur in den 2 bis 8 zu erkennen
ist und auf der zwei Wickelrollen 15 drehschlüssig
befestigt sind. Die Welle 14 ist an ihren gegenüberliegenden
Enden in der Verbindungsstruktur 12 im Bereich des Vorläufers 9 und
des Nachläufers 10 gelagert und lässt
sich von einem Wickelmotor 16 in Drehung versetzen, der erneut
nur in den 2 bis 8 dargestellt
und im Bereich des Vorläufers 9 an der Verbindungsstruktur 12 befestigt
ist. Durch Verdrehen der Welle 14 mit Hilfe des Wickelmotors 16 lassen
sich zwei Tragbänder 17 auf den Wickelrollen 15 aufwickeln
bzw. von diesen abwickeln, auf deren Funktion weiter unten eingegangen
wird.
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Jeder
Tragwagen 7 umfasst einen Führungsrahmen 18 in
Form eines Rechteckes, dessen längere Seite senkrecht zur
Bewegungsrichtung verläuft. Die Schmalseiten des Führungsrahmens 18 tragen an
ihren gegenüberliegenden Enden Führungsrollen 19,
welche an den Innenflächen des C-förmigen Profiles
der beiden Führungsschienen 8 ablaufen. Etwa im
mittleren Bereich dieser beiden Schmalseiten ist jeweils eine senkrecht
nach unten verlaufende Führungsschiene 20 befestigt.
An diesen Führungsschienen 20 ist ein Schlitten 21 vertikal
beweglich geführt. Der Schlitten 21 ist ebenfalls
im Wesentlichen rechteckig; seine beiden vertikalen Seiten werden
von hohlen Führungsprofilen 22 gebildet, die an
ihren oberen Enden durch eine Quertraverse 45 miteinander
verbunden sind.
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An
den jeweils unteren Enden der beiden Führungsprofile 22 ist
jeweils ein Drehzapfen 24 gelagert, welche koaxial ausgerichtet
sind und auf diese Weise eine Drehachse definieren.
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An
der Unterseite der oberen Quertraverse 45 des Schlittens 21,
etwa in deren Mitte unterhalb der Antriebsschiene 7, ist
ein kurzer Längsträger 25 angebracht,
der in den Figuren sichtbar ist und an dem die unteren Enden der
Tragbänder 17 festgelegt sind. Der Längsträger 25 trägt
außerdem einen Getriebemotor 26, dessen Ausgangswelle über
zwei Transmissionseinrichtungen 27 mit den aussenliegenden
Enden der Drehzapfen 24 verbunden ist. Die Transmissionseinrichtungen 27 umfassen
jeweils eine Gelenkwelle, die sich vom Getriebemotor 26 zu einem
der beiden hohlen Führungsprofile 22 erstreckt
und dort an einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus gekoppelt
ist, der innerhalb des hohlen Führungspro files 22 nach
unten verläuft und an dessen unterem Ende mit der Drehwelle 24 gekoppelt
ist. Durch Betätigen des Getriebemotors 26 lassen
sich auf diese Weise die Drehzapfen 24 in beiden Drehrichtungen
verdrehen.
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An
der Außenseite der Führungsprofile 22 sind
jeweils Rollen angebracht, welche von innen her in die Führungsschienen 20 eingreifen,
so dass der Führungsschlitten 21 reibungsarm zwischen
den Führungsschienen 20 vertikal verfahrbar ist.
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Jeder
Antriebswagen 6 ist mit dem zugehörigen Tragwagen 7 durch
eine schräg verlaufende Antriebsstange 28 verbunden,
die an ihrem unteren Ende gelenkig mit einer Quertraverse 23 des
Führungsrahmens 18 und an ihrem oberen Ende mit
der Verbindungsstruktur 12 des Antriebswagens 6 im
Bereich des Vorläufers 9 gelenkig befestigt ist.
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An
den Drehzapfen 24 ist jeweils über zwei Laschen 42 eine
insgesamt mit dem Bezugszeichen 29 versehene Befestigungseinrichtung
festgelegt, an welcher in bekannter Weise eine zu lackierende Fahrzeugkarosserie 3 lösbar
befestigt werden kann. Die Abmessungen der Laschen 42 sind
dabei so, dass die gemeinsame Achse der Drehzapfen 24 zumindest
annähernd durch den Schwerpunkt der Fahrzeugkarosserie 3 verläuft.
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Die
Funktionsweise der oben beschriebenen kataphoretischen Tauchlackieranlage 1 ist
folgende:
Die zu lackierenden Fahrzeugkarosserien 3 werden in 1 von
links her in im Wesentlichen horizontaler Ausrichtung (Pfeil 60)
von einer Vorbehandlungsstation zugeführt, in welcher die
Fahrzeugkarosserien 3 in bekannter Weise durch Reinigen,
Entfetten usw. auf den Lackiervorgang vorbereitet werden. Der Schlitten 21 ist
dabei in seine oberste Position verfahren, in der die Tragbänder 17 entsprechend
auf die Wi ckelrollen 15 aufgewickelt sind. Die entsprechende
Position ist perspektivisch in 2 zu erkennen. Der
Antriebswagen 6 des entsprechenden Transportwagens 5 wird
mit Hilfe des Elektromotors 11 entlang der Antriebsschiene 41 auf
das Tauchbecken 2 zugeführt, wobei der zugehörige
Tragwagen 7 mit Hilfe der Antriebsstange 28 nachgezogen
wird. Dabei rollen die Führungsrollen 19 des Tragwagens 7 an
den entsprechenden Flächen der Führungsschienen 8 ab.
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Zu
welchem Anteil das Gewicht des Tragwagens 7 und der daran
befestigten Fahrzeugkarosserie 3 über die Tragbänder 17 und
damit letztendlich von der Antriebschiene 41 einerseits
und über die Führungsschienen 8 andererseits
aufgenommen wird, kann nach Zweckmäßigkeitsgründen
entschieden werden. Grundsätzlich ist es sowohl denkbar, dieses
Gewicht ausschließlich über die Antriebsschiene 41 als
auch ausschließlich über die Führungsschienen 8 als
auch gemischt über die Antriebsschiene 41 und über
die Führungsschienen 8 aufzunehmen.
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Wenn
sich der Transportwagen 5 der auf der Eintrittsseite befindlichen
Stirnwand des Tauchbeckens 2 nähert, wird der
Schlitten 21, an dem sich die Fahrzeugkarosserie 3 befindet,
progressiv abgesenkt, indem mit Hilfe des Wickelmotors 16 die
Tragbänder 17 entsprechend von den Wickelrollen 15 abgespult
werden. Sobald die Front der Fahrzeugkarosserie 3 über
die Stirnwand des Tauchbeckens 2 hinaus ins Innere des
Tauchbeckens 2 ragt, werden gleichzeitig mit Hilfe des
Getriebemotors 26 die Drehzapfen 24 und damit
die ganze Befestigungseinrichtung 29 samt Fahrzeugkarosserie 3 verdreht.
In diesem Bereich ist also die Gesamtbewegung der Fahrzeugkarosserie 3 als Überlagerung
dreier Bewegungen zu verstehen, nämlich einer horizontalen
Linearbewegung (Pfeil 60) entlang der Schienen 7, 8,
einer vertikalen Linearbewegung entlang der Führungsschienen 20 und
einer Drehbewegung in der Sicht der 1 im Uhrzeigersinn
um die Achse der Drehzapfen 24. Dabei ”wickelt” sich
die Fahrzeugkarosserie 3 über die eingangsseitige
Stirnwand des Tauchbeckens 2. Die entsprechende Position
ist perspektivisch in 3 dargestellt.
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Unter
fortgesetztem Absenken des Schlittens 21 und fortgesetzter
Drehung der Fahrzeugkarosserie 3 um die Achse der Drehzapfen 24 wird schließlich
eine Position erreicht, in welcher die Fahrzeugkarosserie 3 im
Wesentlichen senkrecht steht, wie dies in 4 dargestellt
ist. Dabei befindet sich die Fahrzeugkarosserie 3 noch
verhältnismäßig nahe an der eingangsseitigen
Stirnwand des Tauchbeckens 2. In dem Ausmaße,
in dem sich der Transportwagen 5 weiterbewegt und damit
der Abstand zwischen der Mitte der Fahrzeugkarosserie 3 und
der eingangsseitigen Stirnwand des Tauchbeckens 2 wächst,
werden die Drehzapfen 24 und damit die Fahrzeugkarosserie 3 weiter
im Uhrzeigersinne verdreht, so dass sich die Fahrzeugkarosserie 3 auf
den Rücken zu legen beginnt. Die Bewegungsgeschwindigkeit
in horizontaler Richtung und die Drehgeschwindigkeit können
dabei so aufeinander abgestimmt werden, dass die Front der Fahrzeugkarosserie 3 bei
dieser Eintauchbewegung etwa denselben Abstand von der eingangsseitigen
Stirnseite des Tauchbeckens 2 behält.
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Spätestens
in dem Moment, in welchem die Fahrzeugkarosserie 3 vollständig ”auf
dem Rücken” und damit wieder horizontal liegt
und der in 5 dargestellt ist, ist die Fahrzeugkarosserie 3 vollständig
in den flüssigen Lack eingetaucht. Die Fahrzeugkarosserie 3 wird
zunächst in dieser Position mit Hilfe des Transportwagens 5 weiter
durch das Tauchbecken 2 befördert, bis sie näher
an die ausgangsseitige Stirnwand des Tauchbeckens 2 herangerückt
ist. Sodann beginnt der Austauchvorgang der Fahrzeugkarosserie 3.
Dieser stellt sich wiederum als Überlagerung von drei Bewegungen
dar, nämlich der horizontalen Linearbewegung in Förderrichtung 60,
der Vertikalbewegung entlang der Führungsschienen 20 und
der Drehbewegung um die Achse der Drehzapfen 24. Zunächst
wird die Fahrzeugkarosserie 3, wie in 6 dargestellt,
durch Weiterverdrehen der Drehzapfen 24 im Uhrzeigersinn
vertikal gestellt. Sodann ”wickelt” sich die Fahrzeugkarosserie 3 unter Hochziehen
des Schlittens 21 und Fortsetzung der Drehbewegung über
die ausgangsseitige Stirnwand des Tauchbeckens 2 weg (vgl. 7),
bis dann erneut in Förderrichtung 60 hinter dem
Tauchbecken 2 eine horizontale Position der frisch lackierten
Fahrzeugkarosserie 3. erreicht ist, die in 8 gezeigt
ist.
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Der
geschilderte Bewegungsablauf der Fahrzeugkarosserie 3 beim
Durchgang durch das Tauchbecken 2 ist nur beispielhaft.
Die konstruktive Ausgestaltung des Transportwagens 5 lässt
eine Vielzahl anderer Kinematiken zu, die jeweils an die Art der Fahrzeugkarosserie 3 angepasst
werden können. Die beschriebene Tauchlackieranlage 1 kann
auch zum Tauchlackieren kleinerer Gegenstände (Kleingüter)
verwendet werden, wie dies schematisch in 9 gezeigt
ist. Statt der Fahrzeugkarosserien 3 sind dort Haltekörbe 40 an
der Befestigungseinrichtung 29 der Transportwagen 5 festgemacht,
welche die (nicht dargestellten) kleinteiligen, zu lackierenden Gegenstände
beispielsweise in loser Schüttung enthalten. Diese Haltekörbe 40,
welche ein Eindringen des flüssigen Lackes gestatten, werden
in ähnlicher Weise durch den flüssigen Lack im
Tauchbecken 2 geführt, wie dies oben für
die Fahrzeugkarosserien 3 beschrieben wurde. Allerdings
werden die Haltekörbe 40 nicht ”auf den
Rücken” gelegt. Sie erreichen ihre in 9 mittlere
Position im Tauchbecken 2, in der sie erneut horizontal
ausgerichtet sind, durch eine gegen den Uhrzeigersinn gerichtete
Drehbewegung, so dass also die Oberseite der Haltekörbe 40 nach
dem Eintauchen in den Lack weiterhin nach oben zeigt. Auf diese
Weise ist es möglich, die Oberseite der Haltekörbe 40 offen
zu lassen, ohne dass der Inhalt der Haltekörbe 40 herausfallen
könnte. Dies ist beim Beschicken und Entleeren der Haltekörbe 40 von
Vorteil.
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In
den 10 bis 19 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel einer kataphoretischen
Tauchlackieranlage dargestellt, die dem oben anhand der 1 bis 9 beschriebenen
Ausführungsbeispiel sehr ähnlich ist. Entsprechende
Teile tragen daher dasselbe Bezugszeichen zuzüglich 100.
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich auf die Unterschiede,
die zwischen den beiden Ausführungsbeispielen gegeben sind.
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Das
Ausführungsbeispiel nach den 10 bis 19 zeichnet
sich insbesondere dadurch aus, dass der Tragwagen 107 jedes
Transportwagens 105 gegenüber den zugehörigen
Antriebswagen 106 um eine vertikale Achse verdrehbar ist.
Der Sinn dieses Konstruktionsmerkmals wird weiter unten deutlich. Dieser
zusätzliche Drehfreiheitsgrad, der beim Ausführungsbeispiel
der 1 bis 9 nicht vorhanden ist, wird
durch folgende konstruktive Maßnahmen ermöglicht,
die besonders gut in 18 zu erkennen sind:
In
der Mitte zwischen den Schmalseiten des Führungsrahmens 119 ist
an den beiden langen Seiten eine Längstraverse 150 befestigt.
Auf dieser Längstraverse 150 ist die Welle 114 gelagert,
die beim Ausführungsbeispiel der 1 an der
Verbindungsstruktur 12 des Antriebswagens 6 befestigt war.
Auch der Wickelmotor 116 ist an der Oberseite der Längstraverse 150 angeordnet.
Ebenfalls befestigt auf der Oberseite der Längstraverse 150 ist
eine portalartige Mitnehmerstruktur 151, welche die Welle 114 überbrückt
und an deren Oberseite das untere Ende eines Drehzapfens 152 befestigt
ist, der in den Figuren selbst nur schwer zu erkennen ist. Der Drehzapfen 152 seinerseits
ist in einem Lager 153 gelagert, das in einer Ausnehmung
einer etwa dreieckigen Mitnahmeplatte 154 an der Unterseite
der Verbindungsstruktur 112 des An triebswagens 106 befestigt
ist. Nicht in der Zeichnung sichtbar ist ein Antriebsmotor, mit
dessen Hilfe der Drehzapfen 152 um seine Achse verdreht
werden kann.
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An
einem Eck des Führungsrahmens 118 ist ein nach
oben ragendes Führungsglied 155 befestigt, welches
besonders deutlich in den 10 bis 17 und 19 zu
erkennen ist und dessen Funktion weiter unten deutlich wird.
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Die
Funktion des zweiten Ausführungsbeispieles der Tauchlackieranlage 101 ist
folgende:
Der Durchgang der Fahrzeugkarosserien 103 durch das
Tauchbecken 102, der in den 10 bis 17 dargestellt
ist, geschieht in derselben Weise, wie dies oben anhand der 1 bis 8 für
das erste Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Der Drehzapfen 152,
welcher den Antriebswagen 106 mit dem Tragwagen 107 verbindet,
ist dabei vorzugsweise in dem Lager 153 verriegelt; die
Ausrichtung des Führungsrahmens 118 ist so, dass
seine Schmalseiten den Führungsschienen 108 benachbart
sind und die Führungsrollen 119 in die Führungsschienen 118 eingreifen.
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Der
zusätzliche Drehfreiheitsgrad, den die Transportwagen 105 beim
zweiten Ausführungsbeispiel besitzen, wird erst relevant,
wenn die Fahrzeugkarosserien 103 das Tauchbad verlassen
haben und von den Transportwagen 105 zur weiteren Bearbeitung
abgenommen sind. Die Transportwagen 205 müssen
dann wieder zum Eingang der Tauchlackieranlage 101 zurückgeführt
werden, damit sie dort erneut mit noch zu lackierenden Fahrzeugkarosserien 103 beladen
werden können. Hierzu verlassen die Führungsrahmen 118 der
Transportwagen 105 die Führungsschienen 108,
die an einer entsprechenden Stelle einfach enden können.
Nunmehr kann der Tragwagen 107 gegenüber dem Transportwagen 105 um
90° motorisch um die vertika le Achse des Drehzapfens 152 verdreht
werden, so dass nunmehr die Längsseiten des rechteckigen
Führungsrahmens 118 parallel zur Bewegungsrichtung
stehen, wie dies in 18 dargestellt ist. Das Führungsglied 155 an der
Oberseite des Führungsrahmens 119 kommt dabei
in Eingriff mit einer (einzelnen) Führungsschiene 156,
die sich parallel zur weitergeführten Antriebsschiene 107 entlang
des Rückführweges der Transportwagen 105 erstreckt.
Durch den wechselseitigen Eingriff des Führungsgliedes 155 und
der Führungsschiene 156 werden ungewünschte
und unkontrollierte Bewegungen des Tragwagens 107 gegenüber dem
Antriebswagen 106 unterbunden.
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Durch
die Drehung des Tragwagens 107 gegenüber dem Antriebswagen 106 wird
der Platzbedarf für den Transportwagen 105 auf
dem Rückweg vom Ausgang der Tauchlackieranlage 101 zu
deren Eingang verringert. Diese Platzersparnis ist um so größer,
um so kürzer die Schmalseiten des rechteckigen Führungsrahmens 119 sind.
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Selbstverständlich
kann auch die zweite Ausführungsform einer Tauchlackieranlage 101 statt mit
Fahrzeugkarosserien 103 mit Haltekörben 140 für kleinteilige,
zu lackierende Gegenstände versehen werden, wie dies schematisch
in 19 gezeigt ist.
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Bei
beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden
zum Translationsantrieb (Linearbewegung in horizontaler Richtung
gemäß Pfeil 60 in 1) als Antriebswagen 6; 106 im
Wesentlichen herkömmliche Antriebswagen von Elektrohängebahnen
eingesetzt. Diese haben den Vorteil einer besonders großen
Variabilität im Betrieb, das sie unabhängig voneinander
verfahren, angehalten, ggfs. auch in ihrer Bewegungsrichtung umgekehrt
werden können, wobei die erforderlichen Steuerungsmittel entwickelt
und bewährt sind. Selbstverständlich können
für die Tragwagen 7; 107 aber auch andere Antriebseinrichtungen
vorgesehen werden, wobei grundsätzlich alle Fördermittel
in Betracht kommen, an denen die Tragwagen 7; 107 nach
unten abgehängt werden können.
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Die
oben anhand der 1 bis 19 beschriebene
Arten, die Fahrzeugkarosserien 3; 103 durch das
Tauchbecken 2; 102 zu führen, ist nur
ein Beispiel für viele unterschiedliche Kinematiken, die mit
der Tauchlackieranlage 1; 101 realisiert werden können.
Ein anderes Beispiel ist schematisch in 20 gezeigt.
Hier werden die zugeführten Fahrzeugkarosserien 3 schon
in einer gewissen Entfernung von dem Tauchbecken 2 unter
einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Horizontalen
schräg gestellt. Das ”Wickeln” der Fahrzeugkarosserie 3 über die
eingangsseitige Stirnwand des Tauchbeckens 2 geschieht
dann aus dieser Schräglage ähnlich wie in 1.
Bevor jedoch die horizontale Rückenlage der Fahrzeugkarosserien 3 erreicht
wird, werden diese eine gewisse Strecke erneut unter einem Winkel
von etwa 45° gegenüber der Horizontalen verfahren, ebenso
nach dem Durchlaufen der horizontalen Rückenlage vor dem
Austauchen. Sinn dieser Schrägstellung ist eine Verkürzung
der Anlage in Förderrichtung.
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In
den 21 bis 38 ist
als drittes Ausführungsbeispiel eine kataphoretische Tauchlackieranlage 200 dargestellt.
Diese umfasst ein mit flüssigem Lack gefülltes
Tauchbecken 202. Den Ausführungsbeispielen nach
den 1 bis 19 entsprechend, wandern Farbpartikel
in einem elektrischen Feld, das sich zwischen Fahrzeugkarosserien 204 und
Anoden ausbildet, die entlang des Bewegungsweges der Fahrzeugkarosserien 204 angeordnet
und aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt
sind, auf die Fahrzeugkarosserien 204 zu und werden an diesen
abgeschieden.
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Die
Fahrzeugkarosserien 204 werden mit Hilfe eines Fördersystems 206 durch
die Anlage und insbesondere durch das Tauchbecken 202 und
den darin befindlichen Lack geführt. Das Fördersystem 206 umfasst
eine Vielzahl von Transportwagen 208, die ihrerseits einen
Antriebswagen 210 und einen Tragwagen 212 aufweisen,
welche über eine weiter unten noch im Detail erläuterte
Teleskopeinrichtung 214 miteinander gekoppelt sind.
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Über
dem Tauchbecken 202 erstreckt sich eine Antriebsschiene 216 mit
einem I-Profil, wie sie bei herkömmlichen Elektrohängebahnen
eingesetzt wird. Unterhalb der Antriebsschiene 216 und
oberhalb des Tauchbeckens 202 verläuft parallel
zur Antriebsschiene 216 eine Führungsschiene 218 mit
einem nach oben offenen U-Profil.
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Die
Bewegungsrichtung, in welcher die Fahrzeugkarosserien 204 mittels
des Fördersystems 206 gefördert werden,
ist in 21 durch einen Pfeil 220 dargestellt.
Die Antriebsschiene 216 und die Führungsschiene 218 sind
bezogen auf die Mitte des Tauchbeckens 202 in Richtung
senkrecht zur Bewegungsrichtung 220 nach außen
versetzt, wobei die Führungsschiene 218 weiter
außen verläuft als die Antriebschiene 216.
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Bei
den Antriebswagen 210 handelt es sich im Grundsatz um eine
Konstruktion, die von herkömmlichen Elektrohängebahnen
her bekannt ist. Jeder dieser Antriebswagen 210 besitzt
ein in Bewegungsrichtung 220 vorauseilendes Fahrwerk 222,
in der Fachsprache ”Vorläufer” genannt,
sowie ein in Bewegungsrichtung 220 nacheilendes weiteres Fahrwerk 224,
welches in der Fachsprache ”Nachläufer” genannt
wird. Vorläufer 222 und Nachläufer 224 sind
in bekannter Weise mit Führungs- und Tragrollen ausgestattet,
die hier nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen sind und
an verschiedenen Flächen des I-förmigen Profils
der Antriebsschiene 216 abrollen. Mindestens eine der Rollen
des Vorläufers 222 bzw. des Nachläufers 224 dient
als Antriebsrolle und ist hierzu durch einen Elektromotor 226 bzw. 228 drehbar.
Gegebenenfalls kann es ausreichen, wenn lediglich der Vorläufer 222 angetrieben
ist. Der über den Antriebswagen 210 angetriebene
Transportwagen 208 kann gegebenenfalls auch Steigungen überwinden,
wenn die Antriebsschiene 216 in bestimmten Bereichen geneigt
verlaufen muss, um den Förderweg an örtliche Gegebenheiten
anzupassen.
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Vorläufer 222 und
Nachläufer 224 jedes Antriebswagens 210 sind
durch einen Verbindungsrahmen 230 miteinander verbunden,
der insbesondere in den 22 bis 24 gut
zu erkennen ist.
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Der
Verbindungsrahmen 230 trägt wiederum in bekannter
Weise eine Steuereinrichtung 232, welche mit der zentralen
Steuerung der Tauchlackieranlage 200 und ggfs. mit den
Steuereinrichtungen 232 der anderen in der Tauchlackieranlage 200 vorhandenen
Antriebswagen 210 kommunizieren kann. Auf diese Weise ist
eine weitgehend unabhängige Bewegung der verschiedenen
Transportwagen 208 möglich.
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Die
Teleskopeinrichtung 214, welche den Antriebswagen 210 mit
dem Tragwagen 212 koppelt, umfasst einen dreigliedrigen
vertikal verlaufenden Teleskoparm 234, welcher in seiner
Länge veränderbar ist. Dieser ist an seinem oberen
Ende stirnseitig drehfest mit einem Zahnrad 236 mit einer
Außenverzahnung 238 verbunden, so dass die Längsachse des
Teleskoparms 234 und die Drehachse 240 des Zahnrads 236 (vgl. 24)
zusammenfallen oder zumindest dicht beieinander liegen. Das Zahnrad 236 ist
seinerseits etwa mittig zwischen dem Vorläufer 222 und
dem Nachläufer 224 drehbar an dem Verbindungsrahmen 230 so
gelagert, dass die Drehachse 240 vertikal verläuft.
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Das
Zahnrad 236 kann mittels eines mit der Steuereinrichtung 232 des
Antriebswagens 210 kommunizierenden Stellmotors 242 angetrieben
werden, welcher dazu ein in die Außenverzahnung 238 des Zahnrads 236 eingreifendes
Zahnrad 244 antreibt. Somit kann der Teleskoparm 234 um
die Drehachse 240 je nach Drehrichtung des Ritzels 244 sowohl
im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn verdreht werden.
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Der
Stellmotor 242 und das Ritzel 244 sind der Übersichtlichkeit
halber lediglich in 24 gezeigt, wozu der Verbindungsrahmen 230 dort
teilweise weggebrochen ist.
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Der
Teleskoparm 234 umfasst ein oberes Teleskopglied 246.
Dieses trägt an seinem vom Zahnrad 236 abliegenden
Ende an einem Querträger 248 eine Führungsrolle 250,
welche frei um eine vertikale Drehachse 252 verdrehbar
ist und in dem U-Profil der Führungsschiene 218 läuft,
was insbesondere in den 25 und 26 zu
erkennen ist. Auf diese Weise ist ein Verkippen des Teleskoparms 234 aus
der Vertikalen in einer senkrecht auf die Bewegungsrichtung 220 stehenden
Ebene verhindert.
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Der
Teleskoparm 234 umfasst neben dem oberen Teleskopglied 246 ein
mittleres Teleskopglied 254 sowie ein unteres Teleskopglied 256.
Die Teleskopglieder 246, 254 und 256 sind
relativ zueinander verschiebbar, worauf weiter unten nochmals näher eingegangen
wird.
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Das
untere Teleskopglied 256 dient als in dem mittleren Teleskopglied 254 verfahrbarer
Schlitten 256 und wird nachstehend als solcher bezeichnet.
Am unteren freien Endbereich 258 des Schlittens 256 ist
ein Drehzapfen 260 gelagert. Dieser definiert eine in den 22 und 23 gezeigte
horizontale Drehachse 262. Der Drehzapfen 260 kann über
einen von dem Schlitten 256 in seinem unteren Endbereich 258 mit geführten
Getriebemotor 264 (vgl. 27, Abdeckung
entfernt), welcher mit der Steuereinrichtung 232 des Transportwagen 208 kommuniziert,
in beide Drehrichtungen um die Drehachse 262 verdreht werden.
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Wie
insbesondere in den 22, 23 und 27 gut
zu erkennen ist, weist der Tragwagen 212 zwei als Hohlprofil
ausgebildete und parallel zueinander verlaufende Längsholme 266 und 268 mit rechteckigem
Querschnitt auf, welche mittig durch eine Quertraverse 270 mit
kreisförmigen Querschnitt verbunden sind. Der Drehzapfen 260 des
Schlittens 256 ist drehfest mit der Außenfläche
des Längsholms 266 des Tragwagens 212 verbunden,
wobei der Drehzapfen 260 und der Querholm 270 des
Tragwagens 212 koaxial zueinander verlaufen. An den Stirnseiten
der Längsholme 266 und 268 sind Befestigungsmittel 272 angebracht,
mittels welchen eine zu lackierende Fahrzeugkarosserie 204 in
an und für sich bekannter Weise an dem Tragwagen 212 lösbar befestigt
werden kann.
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Der
Schlitten 256 trägt den Tragwagen 212 über
den Drehzapfen 260 somit nur an einer Seite, so dass der
Transportwagen 208 insgesamt als L-förmiger Bügel
ausgebildet ist. Der Transportwagen 208 kann während
seiner Bewegung entlang der Antriebsschiene 216 so ausgerichtet
sein, dass der Tragwagen 212 mit den Befestigungsmitteln 272 seitlich
gegenüber der Antriebschiene 216 versetzt angeordnet
ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass keine Komponente des
Fördersystems 206, z. B. unter anderem die Antriebsschiene 216 oder
der Antriebswagen 210, in dem Raum senkrecht über dem
Tragwagen 212 mit den Befestigungsmitteln 272 angeordnet
ist. Die Gefahr einer Verunreinigung der Fahrzeugkarosserie 204 durch
von Komponenten des Fördersystems 206 herabfallenden
Schmutz, wie z. B. Staub, Öl oder dergleichen, ist somit
verringert.
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Wie
oben erwähnt, können die Teleskopglieder 246, 254 und 256 des
Teleskoparms 234 relativ zueinander bewegt werden. Dazu
sind die Querschnitte der einzelnen Teleskopglieder 246, 254 und 256 derart
komplementär zueinander ausgebildet, dass das mittlere
Teleskopglied 254 in dem oberen Teleskopglied 246 und
der Schlitten 256 in dem mittleren Teleskopglied 254 geführt
verschoben werden kann.
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Bei
einem in 28 in teilweise weggebrochenen
Ansichten gezeigten ersten Ausführungsbeispiel des Teleskoparms 234 trägt
das mittlere Teleskopglied 254 stirnseitig an seinem oberen
Ende, welches sich stets innerhalb des oberen Teleskopglieds 246 befindet,
einen Stellmotor 274, welcher mit der Steuereinrichtung 232 des
Transportwagens 208 kommuniziert und ein Antriebsritzel 276 in
zwei Drehrichtungen antreiben kann. Eine Kette 278 läuft
sowohl über das Antriebsritzel 276 des Stellmotors 274 als
auch über ein Umlaufritzel 280, welches am unteren
Ende des mittleren Teleskopglieds 254 gelagert ist, welches
aus dem oberen Teleskopglied 246 nach unten herausragt.
Die Kette 278 ist an ihrem in 28A linken
Trum 282 mit einem Verbindungsbolzen 284 verbunden,
welcher seinerseits unbeweglich an dem oberen Teleskopglieds 246 angebracht
ist. Das gegenüberliegende zweite Trum 286 der
Kette 278 ist mit einem Verbindungsbolzen 288 gekoppelt, welcher
seinerseits unbeweglich mit dem Schlitten 256 des Teleskoparms 234 verbunden
ist. Der Verbindungsbolzen 288 des Schlittens 256 läuft
in einem Schlitz 290, der in einer Seitenwand des mittleren
Teleskopglieds 254 vorgesehen ist, wogegen der Verbindungsbolzen 278 des
oberen Teleskopglieds 246 seitlich an dem mittleren Teleskopglied 254 vorbeigeführt
ist.
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Wird
nun der Stellmotor 274 derart von der Steuereinrichtung 232 des
Transportwagens 208 angesteuert, dass sich das Antriebsritzel 276 in 28A im Uhrzeigersinn verdreht, so wird
der mit dem Schlitten 256 gekoppelte Verbindungsbolzen 288 von
der Kette 278 nach unten mitgenommen, so dass sich das
Schlittens 256 aus dem mittleren Teleskopglied 254 herausschiebt.
Gleichzeitig wird das mittlere Teleskopglied 254 aufgrund
des unbeweglichen und am oberen Teleskopglied 246 befestigten Verbindungsbolzen 284 aus
dem oberen Teleskopglied 246 heraus geschoben. Auf diese
Weise wird der Teleskoparm 236 insgesamt ausgefahren. Der Teleskoparm 234 kann
wieder eingefahren werden, indem das Antriebsritzel 276 durch
den Stellmotor 274 derart verdreht wird, dass es sich in 28A entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt.
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Eine
alternative Ausbildung des Teleskoparms 234 ist in 29 in
teilweise weggebrochenen Ansichten gezeigt. Dort läuft
die Kette 278 über das Antriebsritzel 276 des
Stellmotors 274 sowie über ein erstes Koppelritzel 292 und
ein zweites Koppelritzel 294 ab. Die Koppelritzel 292 und 294 tragen koaxial
jeweils ein Stirnrad, welche in den Ansichten der 29 nicht
zu erkennen sind. Die Außenverzahnung des Stirnrads am
Koppelritzel 292 greift in eine unbeweglich mit dem oberen
Teleskopglied 246 des Teleskoparms 234 verbundene
Zahnstange 296 ein und ist im oberen Bereich des mittleren
Teleskopglieds 254 angeordnet. Das Koppelritzel 294 ist
dagegen im unteren Bereich des mittleren Teleskopglieds 254 angeordnet;
die Verzahnung des daran angebrachten Stirnrades greift in eine
unbeweglich mit dem Schlitten 256 des Teleskoparms 234 verbundene
Zahnstange 298 ein. Dazu erstreckt sich das nicht zu erkennende
Stirnrad am Koppelritzel 294 durch eine Seitenwand des
mittleren Teleskopglieds 254 hindurch.
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Wird
nun der Stellmotor 274 derart von der Steuereinrichtung 232 des
Transportwagens 208 angesteuert, dass sich das Antriebsritzel 276 in 29A entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht,
so werden auch die Koppelritzel 292 und 294 entge gen dem
Uhrzeigersinn verdreht. Durch den Eingriff der daran befestigten
Stirnräder in die Zahnstangen 296 bzw. 298 wird
dabei das mittlere Teleskopglied 254 des Teleskoparms 234 aus
dem oberen Teleskopglied 246 und gleichzeitig der Schlitten 256 aus
dem mittleren Teleskopglied 254 heraus geschoben.
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Wird
das Kettenritzel 276 im Uhrzeigersinn verdreht, so wird
der Schlitten 256 in das mittlere Teleskopglied 254 und
gleichzeitig dieses in das obere Teleskopglied 246 eingefahren.
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Bei
hier nicht gezeigten Abwandlungen kann die Hub-/Senkbewegung der
Teleskopglieder 246 und 254 und des Schlittens 256 auch
durch eine Schubkette oder ähnliche Vorrichtungen bewirkt
werden.
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Die
Funktionsweise der oben beschriebenen kataphoretischen Tauchlackieranlage 200 ist
folgende:
Die zu lackierenden Fahrzeugkarosserien 204 werden
in 21 in im Wesentlichen horizontaler Ausrichtung
(vgl. Pfeil 220) von einer Vorbehandlungsstation zugeführt,
in welcher die Fahrzeugkarosserien 204 in bekannter Weise
durch Reinigen, Entfetten usw. auf den Lackiervorgang vorbereitet
werden.
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Der
Schlitten 256 ist dabei in seine oberste Position verfahren,
in welcher die Teleskopglieder 256, 254 und 256 des
Teleskoparms 234 ineinander gefahren sind, so dass letzterer
seine geringstmögliche Länge aufweist. Die entsprechende
Position ist perspektivisch in 30 zu
erkennen. Der Antriebswagen 210 des entsprechenden Transportwagens 208 wird
mit Hilfe der Elektromotoren 226 und 228 entlang
der Antriebsschiene 216 auf das Tauchbecken 202 zugeführt,
wobei der zugehörige Tragwagen 212 über
die Teleskopeinrichtung 214 mitgeführt wird. Dabei
läuft die Führungsrolle 250 am oberen Teleskopglied 246 des
Teleskoparms 234 in dem U-Profil der Führungsschiene 218,
was jedoch nicht der Gewichtsaufnahme dient. Das Gewicht des Transportwagens 208 und
der daran befestigten Fahrzeugkarosserie 204 wird über
den Antriebswagen 210 vollständig von der Antriebsschiene 216 getragen.
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Wenn
sich der Transportwagen 208 der auf der Eintrittsseite
befindlichen Stirnwand des Tauchbeckens 202 nähert,
wird der Schlitten 256, welcher die Fahrzeugkarosserie 204 über
den Transportwagen 208 trägt, progressiv abgesenkt,
indem mit Hilfe des Stellmotors 274 der Teleskoparm 234 in
oben beschriebener Weise ausgefahren wird. Sobald die Front der
Fahrzeugkarosserie 204 über die Stirnwand des
Tauchbeckens 202 hinaus ins Innere des Tauchbeckens 202 ragt,
wird gleichzeitig mit Hilfe des Getriebemotors 264 der
Drehzapfen 260 und damit der Tragwagen 212 mit
den Befestigungsmitteln 272 und daran befestigter Fahrzeugkarosserie 204 um die
Drehachse 262 verdreht. In diesem Bereich ist also die
Gesamtbewegung der Fahrzeugkarosserie 204 als Überlagerung
dreier Bewegungen zu verstehen, nämlich einer horizontalen
Linearbewegung (Pfeil 220) entlang der Antriebsschiene 216,
einer vertikalen Linearbewegung entlang der Drehachse 240 und
damit auch entlang der Längsachse des Teleskoparms 234 und
einer Drehbewegung um die Drehachse 262 des Drehzapfens 260,
die in der Sicht der 21 im Uhrzeigersinn erfolgt.
Dabei ”wickelt” sich die Fahrzeugkarosserie 204 über
die eingangsseitige Stirnwand des Tauchbeckens 202. Die
entsprechende Position ist perspektivisch in 31 dargestellt.
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Unter
fortgesetztem Absenken des Schlittens 256 und fortgesetzter
Drehung der Fahrzeugkarosserie 204 um die Drehachse 262 des
Drehzapfens 260 wird schließlich eine Position
er reicht, in welcher die Fahrzeugkarosserie 204 im Wesentlichen
senkrecht steht, wie dies in 32 dargestellt
ist. Dabei befindet sich die Fahrzeugkarosserie 204 noch
verhältnismäßig nahe an der eingangsseitigen
Stirnwand des Tauchbeckens 202. In dem Ausmaß,
in dem sich der Transportwagen 208 weiter bewegt und damit
der Abstand zwischen der Mitte der Fahrzeugkarosserie 204 und
der eingangsseitigen Stirnwand des Tauchbeckens 202 wächst,
wird der Drehzapfen 260 und damit die Fahrzeugkarosserie 204 weiter
im Uhrzeigersinn verdreht, so dass sich die Fahrzeugkarosserie 204 auf
den Rücken zu legen beginnt, was in 33 dargestellt
ist. Die Bewegungsgeschwindigkeit in horizontaler Richtung und die
Drehgeschwindigkeit können dabei so aufeinander abgestimmt
werden, dass die Front der Fahrzeugkarosserie 204 bei dieser
Eintauchbewegung etwa denselben Abstand von der eingansseitigen
Stirnseite des Tauchbeckens 202 behält.
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Spätestens
in dem Moment, in dem die Fahrzeugkarosserie 204 vollständig ”auf
dem Rücken” und damit wieder horizontal liegt
und der in 34 dargestellt ist, ist die
Fahrzeugkarosserie 204 vollständig in den flüssigen
Lack eingetaucht. Die Fahrzeugkarosserie 204 wird zunächst
in dieser Position mit Hilfe des Transportwagens 208 weiter
durch das Tauchbecken 202 gefördert, bis sie näher
an die ausgangsseitige Stirnwand des Tauchbeckens 202 herangerückt
ist.
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Sodann
beginnt der Austauchvorgang der Fahrzeugkarosserie 204.
Dieser stellt sich wiederum als Überlagerung von drei Bewegungen
dar, nämlich der horizontalen Linearbewegung in Förderrichtung 220,
der Vertikalbewegung entlang der Drehachse 240 und damit
auch entlang der Längsachse des Teleskoparms 234 und
der Drehbewegung um die Drehachse 262 des Drehzapfens 260.
Zunächst wird die Fahrzeugkarosserie 204 durch
Weiterverdrehen des Drehzapfens 260 im Uhrzeigersinn vertikal
gestellt, was in den 35 und 36 dargestellt ist. Sodann ”wickelt” sich
die Fahrzeugkarosserie 204 unter Einfahren des Teleskoparms 234 und
damit unter einer Aufwärtsbewegung des Schlittens 256 und Fortsetzung
der Drehbewegung über die ausgangsseitige Stirnwand des
Tauchbeckens 202 weg (vgl. 27), bis
dann erneut in Förderrichtung 220 hinter dem Tauchbecken 202 eine
horizontale Position der frisch lackierten Fahrzeugkarosserie 204 erreicht
ist, welche in 38 gezeigt ist.
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Die
beschriebene Tauchlackieranlage 200 kann auch zum Tauchlackieren
kleinerer Gegenstände (Kleingüter) verwendet werden.
Dazu können beispielsweise nicht eigens gezeigte Haltekörbe
an den Tragwagen 212 befestigt werden, welche nicht dargestellte
kleinteilige, zu lackierende Gegenstände beispielsweise
in loser Schüttung enthalten. Es versteht sich, dass solche
Haltekörbe nicht in einer Position durch das Tauchbecken 202 geführt
werden, in welcher ihre Beschickungsöffnung nach unten
weist und zu beschichtende Gegenstände herausfallen könnten.
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Wie
oben erläutert, kann der Teleskoparm 234 über
den Stellmotor 242 um die vertikale Drehachse 240 verdreht
werden. Bei der in den 21 und 30 bis 38 gezeigten
Kinematik nimmt der Teleskoparm 234 im Hinblick auf seine
vertikale Drehachse 240 eine Stellung ein, bei welcher
der Drehzapfen 260 am Schlitten 256 derart ausgerichtet ist,
dass seine horizontale Drehachse 262 senkrecht auf die
Bewegungsrichtung 220 steht. Der Teleskoparm 234 wird
durch eine entsprechende Arretierung des Stellmotors 242 in
dieser Stellung gehalten.
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Die
Verdrehbarkeit des Teleskoparms 234 um die vertikale Drehachse 240 kommt
bei der in den 21 und 30 bis 38 gezeigten
Kinematik erst zu tragen, wenn die Fahrzeugkarosserien 204 das
Tauchbecken 202 verlassen haben und von den Transportwagen 208 zur
weiteren Bearbeitung abgenommen sind.
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Die
Transportwagen 208 müssen dann wieder zum Eingang
der Tauchlackieranlage 200 zurückgeführt
werden, damit sie dort erneut mit noch zu lackierenden Fahrzeugkarosserien 204 beladen
werden können. Hierzu wird der Tragwagen 212 gegenüber
dem Verbindungsrahmen 230 des Antriebswagens 210 um
die vertikale Drehachse 240 verdreht, bis der Drehzapfen 260 am
Schlitten 256 parallel zur Bewegungsrichtung 220 ausgerichtet
ist, indem der Stellmotor 242 betätigt und darüber
das Zahnrad 236 am oberen Teleskopglied 246 des
Teleskoparms 234 verdreht wird. Zudem wird der Tragwagen 212 durch eine
entsprechende Drehung des Drehzapfens 260 über
den Getriebemotor 264 in eine Stellung gebracht, in welcher
seine Längsholme 266 und 268 vertikal
stehen. Diese Stellung ist in den 22 und 23 gezeigt.
In 30 ist ein Transportwagen 208 zu erkennen,
der in dieser ”Rückführstellung” auf einer
Antriebsschiene 216', welche parallel zur Antriebsschiene 216 läuft
und über ein nicht zu erkennendes Schienenkurvenstück
mit dieser verbunden ist, zum Eingang der Tauchlackieranlage 200 zurückgeführt
wird.
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Die Übergabe
des Transportwagens 208 von der Antriebsschiene 216 auf
die Antriebsschiene 216' kann auch mittels einer Querverschiebung
erfolgen, ohne dass dazu ein die Antriebsschienen 216, 216' verbindendes
Schienenkurvenstück nötig wäre.
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Durch
die Drehung des Tragwagens 212 und dessen Vertikalstellung
gegenüber dem Antriebswagen 210 wird der Platzbedarf
für den Transportwagen 208 auf dem Rückweg
vom Ausgang der Tauchlackieranlage 200 zu deren Eingang
verringert.
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Der
oben anhand der 30 bis 38 geschilderte
Bewegungsablauf der Fahrzeugkarosserie 204 beim Durchgang
durch das Tauchbecken 202 ist nur beispielhaft. Die konstruktive
Ausgestaltung des Transportwagens 208 lässt eine
Vielzahl anderer Kinematiken zu, die jeweils an die Art der Fahrzeugkarosserie 3 angepasst
werden können. Beispielsweise kann die Fahrzeugkarosserie 204 auf ”Dach
oben” durch das Tauchbecken 202 geführt
werden.
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Alternativ
ist es möglich, dass die Drehachse 262 des Tragwagens 212 knapp über
dem Flüssigkeitsspiegel der im Tauchbad 202 befindlichen
Badflüssigkeit geführt wird. In diesem Fall wird
die Fahrzeugkarosserie ”Dach unten” durch das
Tauchbecken 202 geführt. Dabei kann erreicht werden,
dass weder der Tragwagen 212 noch der Schlitten 256 mit Badflüssigkeit
in Kontakt kommen, wodurch die Gefahr verringert ist, Badflüssigkeit
von einem Tauchbad ins nächste Tauchbad zu verschleppen
und Schmiermittel in die Tauchbäder einzutragen.
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Es
ist beispielsweise auch möglich, den durch die vertikale
Drehachse 240 vorgegebenen weiteren Freiheitsgrad zu nutzen,
wenn die Fahrzeugkarosserie 204 durch das Tauchbecken 202 geführt
wird. So kann eine Fahrzeugkarosserie 204 bei entsprechenden
Abmessungen des Tauchbeckens 202 auch quer durch dieses
geführt werden und nicht in Längsrichtung, wie
es in den 30 bis 38 veranschaulicht
ist. Auch kann der Teleskoparm 234 so weit um die vertikale
Drehachse 240 gedreht werden, dass der Drehzapfen 260 bzw.
dessen Drehachse 262 mit der Bewegungsrichtung 220 einen
Winkel zwischen 0 und 90° einschließt. Auch kann
der Teleskoparm 234 um die vertikale Drehachse 240 hin- und
hergedreht werden, während die Fahrzeugkarosserie 204 durch
das Tauchbecken 202 geführt wird, wodurch eine ”Schlingerbewegung” der
Fahrzeugkarosserie 204 im Tauchbecken 202 erzielt
werden kann.
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Für
die Fahrzeugkarosserie 204 kann somit ein Bewegungsablauf
erzielt werden, der als Überlagerung von vier Bewegungen
verstanden werden kann, nämlich einer horizontalen Line arbewegung (entsprechend
der Bewegungsrichtung 220), einer vertikalen Linearbewegung
entlang der Drehachse 240 und damit entlang der Längsachse
des Teleskoparms 234, einer Drehbewegung um die horizontale
Drehachse 262 des Drehzapfens 260 und einer Drehbewegung
um die vertikale Drehachse 240 des Teleskoparms 234.
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Das
als Hängebahnsystem ausgebildete Fördersystem 206 erfordert
keine weiteren Aufbauten rechts und/oder links des Tauchbeckens 202,
wie sie bei anders konzipierten Anlagen notwendig sind. Dadurch
kann die Tauchlackieranlage 200 insgesamt verhältnismäßig
schmal gehalten werden.
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Durch
die seitliche Lagerung des Tragwagens 212 gibt es darüber
hinaus keine Abschattungen der Fahrzeugkarosserie 204 durch
weitere Bauteile des Transportwagens 208, die im Tauchbad
entsprechend aufwändig durch eine geeignete Kinematik und/oder
eine längere Verweilzeit im Tauchbad kompensiert werden
müssten.
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Beim
Führen der Fahrzeugkarosserie 204 durch das Tauchbad
wird der untere Endbereich 258 des Schlittens 256,
welcher den horizontalen Drehzapfen 262 trägt,
in die Badflüssigkeit abgesenkt. Dadurch kann die horizontale
Drehachse 260 nahe dem Schwerpunkt der von dem Tragwagen 212 aufgenommenen
Fahrzeugkarosserie 204 angeordnet sein. Dies führt
zu einer günstigeren Kraftverteilung beim Bewegungsablauf
für die Fahrzeugkarosserie als es bei bekannten Systemen
der Fall ist, bei denen die Drehachse verhältnismäßig
weit vom Schwerpunkt der Fahrzeugkarosserie abliegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10103837
B4 [0002, 0006]
- - DE 19641048 C2 [0003]