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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Lacktrocknungssystem für lackierte Körper und
insbesondere, aber nicht ausschließlich ein System zum Trocknen
von lackierten Fahrzeugen.
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Hintergrund der Erfindung
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In
herkömmlichen
Fahrzeug-Spritzkabinen werden Lösungsmittel
enthaltende Lacke, die auf die Oberfläche eines Fahrzeugs aufgetragen
worden sind, durch Heißluft
getrocknet, die über
die lackierte Fläche
geführt
wird. Typischerweise wird dabei Heißluft durch Einlässe in die
Spritzkabine geblasen, die sich z.B. in der Decke der Kabine befinden,
und durch im Boden befindliche Auslässe wieder heraus gelassen.
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Die
Oberflächen
der Körper
wie z.B. Fahrzeuge und insbesondere nicht-leitende Teile wie z.B. Kunststoff-Stoßstangen
sind normalerweise elektrostatisch geladen. Diese elektrostatische
Aufladung ergibt sich aus der normalen Handhabung des Körpers vor
dem Lackieren und ist im allgemeinen nicht zu vermeiden.
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Die
elektrostatisch aufgeladenen Oberflächen des Fahrzeugs ziehen Schmutz-
und Staubpartikel an, was zu einer Verunreinigung der lackierten Fläche führt.
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In
einem Versuch, diese Verunreinigung zu reduzieren, wird die Oberfläche üblicherweise
entfettet und "abgerieben" (gerieben unter
Verwendung eines üblicherweise
als Reiblappen bezeichneten Lappens) vor dem Lackieren. Dies kann
jedoch kontraproduktiv sein, da das Reiben die statische Aufladung
auf der Oberfläche
sehr erhöht.
Lose/schwebende Partikel aus den Reibetüchern, aus der Kleidung des
Bedienpersonals etc. werden dann zu der Oberfläche hingezogen.
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Zum
Auftragen von Lack auf ein Fahrzeug wird üblicherweise eine Spritzpistole
verwendet. Wenn der Lack aus der Spritzpistole gesprüht wird, erhält er auch
eine elektrische Ladung, die Schutz- und Staubpartikel anzieht.
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Das
Ergebnis ist, dass die lackierte Oberfläche oft durch Schmutz-/Staubpartikel
verunreinigt ist, und obwohl der Lackiervorgang als "Pistolenlackierung" ohne anschließendes Polieren
ausgelegt ist, ist doch oft eine erneute Endbearbeitung nötig, die
stundenlanges Entfernen von während
des Lackierens eingedrungenem Schmutz umfasst, was die Kosteneffizienz
des Lackiervorgangs reduziert.
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Ein
weiteres Problem ist, dass von den gegenwärtig auf den Straßen zu beobachtenden
Autofarben etwa 50% metallische Lackierungen sind. Glimmer oder
Aluminium werden zur Herstellung des metallischen Lackes verwendet
und werden durch statische Aufladung gestört, was zu einer uneinheitlichen
Oberfläche
and Farbungenauigkeit führen kann.
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In
der JP-A-08/084948 und DE-A-42 37 462 sind jeweils Spritzkabinen
beschrieben, die die vorkennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1
haben.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum
Trocknen eines lackierten Körpers
vorzusehen, welches die Verunreinigung der lackierten Ober fläche durch
Staub und Partikel ausschließt
oder zumindest reduziert, wodurch die Notwendigkeit für erneute
Endbearbeitung ausgeschlossen oder wenigstens reduziert wird.
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Gemäß der Erfindung
ist ein Lacktrocknungssystem zum Trocknen eines lackierten Körpers vorgesehen,
welches eine Spritzkabine mit einem Gehäuse, einem Lufteinlass, einem
Luftauslass und Mitteln umfasst, um dem Einlass Luft zuzuführen, um einen
Luftstrom durch das Gehäuse
von dem Einlass zu dem Auslass zu erzeugen, und welches dadurch gekennzeichnet
ist, dass wenigstens ein weiterer Lufteinlass vorgesehen ist, der
Luft aus der Atmosphäre
außerhalb
der Spritzkabine oder Luft, die aus dem Gehäuse rezirkuliert wird, erhält und diese
Luft quer zu dem Luftstrom in das Gehäuse lenkt, wobei der weitere
Lufteinlass innen an dem Gehäuse
montierte Luftdüsen
oder -strahlen umfasst, die betätigbar
sind, um Luft schräg
auf Flächen
des Körpers
zu lenken, und dass wenigstens ein Ionisierungsteil vorgesehen ist,
welches betreibbar ist, um durch elektrische Verbindung mit einer
Spannungszuführung elektronisch
geladen zu werden, um die Luft innerhalb des Gehäuses direkt aufzuladen, wobei
das Ionisierungsteil innen an dem Gehäuse und direkt in dem Weg des
Luftstroms von dem Lufteinlass und/oder dem weiteren Lufteinlass
in das Gehäuse montiert
ist.
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Mit
dieser Anordnung wird jegliche statische Aufladung auf den Körperoberflächen oder
auf den Oberflächen
vorhandener Partikel durch in der zugeführten Luft vorhandene Ionen
neutralisiert, wodurch die Verunreinigung lackierter Oberflächen ausgeschlossen
oder zumindest reduziert wird und dadurch die Notwendigkeit für erneu te
Endbearbeitungsvorgänge
ausgeschlossen oder wenigstens reduziert wird, was anderenfalls
die Kosteneffizienz des Lackiervorgangs reduzieren würde.
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Eine
weitere, ein wenig überraschende
Wirkung, die sich gezeigt hat, ist eine Reduzierung der Trockungszeiten
von lackierten Fahrzeugen um 20%.
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Des
weiteren hat sich herausgestellt, dass Schmutz- und Staubpartikel
vorwiegend positiv geladen sind.
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Daher
ist die Zuluft vorzugsweise negativ geladen. Die produzierten negativen
Ionen neutralisieren jedes auf der Platte vorhandene positiv geladene Teilchen
und neutralisieren dadurch die Anziehungskräfte zwischen den aufgeladenen
verunreinigenden Substanzen und der Platte, so dass die verunreinigenden
Substanzen danach durch den Luftstrom durch die Kabine leicht von
der Oberfläche
geblasen und anschließend
durch den Luftauslass entfernt werden.
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Die
vorliegende Erfindung soll jedoch nicht auf negative Ionisierung
beschränkt
werden und es ist vorgesehen, dass eine positive Ionisierung stattfindet,
falls gewünscht,
z.B. um negativ geladene verunreinigende Substanzen zu neutralisieren.
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Das
oder jedes Ionisierungsteil umfasst vorzugsweise ein leitendes Material,
z.B. Metall.
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Es
können
alternative Formen von Luftauflade-Mitteln verwendet werden, jedoch
liegt der Vorteil bei Verwendung einer Hochspannungs-Ladevorrichtung
darin, dass diese Art von Vorrichtung nicht durch strenge Gesetzge bung
reguliert ist und relativ leicht und kostengünstig erhältlich ist. Darüber hinaus
kann eine Hochspannungs-Ladevorrichtung
gefahrlos verwendet werden, während
die Bedienpersonen sich innerhalb des Gehäuses befinden.
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Die
Spritzkabine kann jede geeignete Form haben, jedoch umfasst das
Mittel zum Zuführen
von Luft in den Einlass eine Pumpe/Pumpen, die vorzugsweise Luft
aus der Atmosphäre
außerhalb
der Kabine zum Lufteinlass führen.
Vorzugsweise beinhaltet auch die Spritzkabine einen Erhitzer zum
Erwärmen
der Zuluft.
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Alternativ
kann Luft aus dem Inneren des Gehäuses oder aus einer Plenumkammer
des Zu- oder Abluftsystems rezirkuliert werden.
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Der
Lufteinlass kann jede beliebige Form haben und kann ein Rohr/ein
Rohrsystem umfassen, welches an einer oder mehreren Öffnungen
in den Gehäusewänden oder
-decken usw. mit dem Gehäuse
verbunden ist, um Luft in das Gehäuse zu führen.
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Der
Lufteinlass kann Luftdüsen
oder Luftstrahlen umfassen, die innen am Gehäuse befestigt sind und betreibbar
sind, um Luft schräg
auf Flächen des
Körpers
zu lenken.
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Die
Luftdüsen/-strahlen
können
auf einer Gehäuse-
oder Stützstruktur
befestigt sein, die im Inneren des Gehäuses montiert ist.
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Mit
Hilfe einer Druckluftvorrichtung kann dem Lufteinlass und/oder dem
weiteren Lufteinlass Druckluft zugeführt werden.
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Das
Ionisierungsteil kann an einer internen Struktur des Gehäuses, z.B.
Wand, Decke usw. montiert sein und bevorzugt angrenzend dazu, z.B.
um die oder jede Gehäuseöffnung zu überspannen.
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Bei
dieser Anordnung können
die von dem oder jedem Ionisierungsteil produzierten Ionen durch den
Luftstrom (von dem Einlass) auf die Körperflächen verteilt werden.
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Die
Erfindung soll jedoch nicht auf die Befestigung des Ionisierungsteils
innerhalb des Gehäuses beschränkt sein.
Das Ionisierungsteil kann alternativ an jeder geeigneten Position
innerhalb des Lufteinlasses und/oder des weiteren Lufteinlasses
angeordnet sein.
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Dort,
wo die Spritzkabine, wie oben erwähnt, einen weiteren Lufteinlass
umfasst, kann das oder jedes Ionisierungsteil an dem weiteren Lufteinlass
befestigt oder angrenzend an diesen anordnet sein, so dass das Teil
direkt in dem Weg des Luftstroms von den Düsen/Strahlen in das Gehäuse hinein
positioniert ist. Alternativ können
ein oder mehrere Ionisierungsteile innerhalb oder angrenzend an
jeden Strahl oder Düse
vorgesehen sein.
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Der
oder jeder Lufteinlass kann Türen
umfassen, die in einer geschlossenen Stellung betreibbar sind, um
die Düsen
oder Strahlen bei deren Nicht-Gebrauch zu schützen oder zu umhüllen, z.B. während des
Lackierens, um zu verhindern, dass die Düsen/Strahlen durch schwebende
Lackpartikel verunreinigt werden.
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Das
oder jedes Ionisierungsteil kann so angeordnet sein, dass es durch
die Türen
in ihrer geschlossenen Stellung geschützt oder umhüllt wird.
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Das
oder jedes Ionisierungsteil kann so montiert sein, dass seine Position
einstellbar ist.
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Das
oder jedes Ionisierungsteil kann jede geeignete Struktur aufweisen
und kann eine lang gestreckte Stange oder ein Stab oder eine Gitter/Grill-Struktur
sein.
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Vorzugsweise
umfasst der oder jeder weitere Lufteinlass eine oder mehrere parallele
Säulen
aus Düsen/Strahlen
und es ist ein Ionisierungsteil vorhanden bestehend aus einem lang
gestreckten Metallstab, der im allgemeinen parallel zu den Säulen montiert
ist.
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Das
Ionisierungsteil kann mit der Spritzkabine fest verbunden sein,
so dass ein Teil der Spritzkabine elektrisch geladen ist.
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Vorteilhafterweise
kann das Lacktrocknungssystem auch zum Trocknen eines mit Lack auf
Wasserbasis lackierten Körpers
verwendet werden.
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Der
Körper
kann jeder geeignete Körper sein,
ist aber vorzugsweise ein Motorfahrzeug.
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Ein
weiteres Problem betrifft ein Steuersystem zum Steuern eines Lacktrocknungssystems.
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Herkömmliche
Lacktrocknungssysteme für Automobile
umfassen eine Spritzkabine, in der der Fahrzeugkörper zunächst lackiert und anschließend getrocknet
(oder "gebacken") wird. Die Temperatur, bei
der der lackierte Körper
getrocknet werden muß, und
die Trocknungszeit hängen
entscheidend von der Art des aufgetragenen Lacks und von der erforderlichen
Lackoberflächenpolitur
ab.
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Im
allgemeinen sind Spritzkabinen-Trocknungszeiten der wichtigste Faktor
in einer belebten Lackspritz-Werkstatt.
Jedes lackierte Produkt hat eine optimale Trocknungs-Temperatur-Zeit
(die kollektiv als Trocknungszyklus bezeichnet wird) sowohl im Hinblick
auf Geschwindigkeit als auch auf Qualität. Dasselbe gilt insofern für Lack-Hersteller
als ein lackiertes Produkt einer Firma von einem unterschiedlichen
Temperaturprofil zu dem eines anderen Herstellers profitieren kann.
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Wenn
der Spritzkabinen-Bedienperson beim Einstellen der Temperatur und
der Zeit für
den Trocknungsprozess Fehler unterlaufen, kann dies dazu führen, dass
der Lack nicht genügend
getrocknet wird; in diesem Fall muß der gesamte Trocknungsvorgang
wiederholt werden. Solche Fehler können die Anzahl von lackierten
Körpern,
die getrocknet werden können,
auf teure Weise reduzieren und damit auch die Kosteneffizienz des
Lacktrocknungsvorgangs.
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Das
Lacktrocknungssystem kann ein Steuersystem umfassen, das mindestens
eine anwenderbetriebene Steuerung beinhaltet, wobei die oder jede anwenderbetriebene
Steuerung betreibbar ist, um einen vorbestimmten Parameter oder
eine vorbestimmte Kombination von Parametern vorauszuwählen.
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Mit
dieser Anordnung ist das Lacktrocknungssystem schnell und effizient
betreibbar, indem der Durchsatz des Lacktrocknungssystems erhöht wird
und, da eine individuelle Einstellung der verschiedenen Systemparameter
nicht notwendig ist, gleichzeitig das Risiko eines Bediener-Fehlers
beim Bedienen des Lacktrocknungssystems reduziert wird.
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Der
lackierte Körper
ist vorzugsweise ein Fahrzeug, z.B. ein Auto. Jedoch kann die Erfindung vorteilhafterweise
auch zum Trocknen anderer lackierter Körper, wie z.B. Flugzeugkörper oder
Körper von
Wasserfahrzeugen, verwendet werden.
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Vorzugsweise
weist die Spritzkabine einen Erhitzer zum Erwärmen der Zuluft auf.
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Die
oder jede anwenderbetriebene Steuerung ist betreibbar, um einen
einzelnen vorbestimmten Parameter, wie z.B. Temperatur, vorauszuwählen.
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Die
oder jede anwenderbetriebene Steuerung ist jedoch betreibbar, um
jede beliebige Anzahl und Kombination von Systemparametern zu steuern, wie
z.B. Zuluftströmungsgeschwindigkeit,
Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Temperatur, Druck, Feuchtigkeit
in dem Spritzkabinen-Gehäuse, usw.
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Das
Steuersystem enthält
Sensoren, um Lacktrocknungssystem-Betriebsparameterwerte wie z.B.
Gehäusetemperatur,
Druck, Einlassströmungsgeschwindigkeit
usw. zu fühlen,
so dass solche Parameterwerte überwacht
und von dem Steuersystem geregelt werden können.
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Vorzugsweise
ist die oder jede anwenderbetriebene Steuerung betreibbar, um wenigstens
zwei vorbestimmte Para meter vorauszuwählen, wobei einer dieser Parameter
ein zeit- und/oder temperaturbezogener Parameter ist.
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Am
meisten bevorzugt ist die oder jede anwenderbetriebene Steuerung
betreibbar, um die charakteristischen Merkmale einer jeweiligen
Trocknungsphase oder eines jeweiligen Trocknungszyklus zu steuern,
bei der oder dem ein Parameter wie z.B. Temperatur, oder eine Kombination
von Parametern mit der Zeit variieren.
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Entsprechend
ist die anwenderbetriebene Steuerung betreibbar, um Systemparameter
vorauszuwählen,
die mit dem weiteren Lufteinlass-Luftstrom verbunden sind, z.B.
Luftstromgeschwindigkeit, Temperatur, Druck, Feuchtigkeit usw.
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Die
von der oder jeder anwenderbetriebenen Steuerung vorausgewählten Parameter
können
im Hinblick auf Zeit variieren, derart, dass die Parameterwerte
während
einer bestimmten Trocknungsphase oder eines Trocknungszyklus variieren.
Zum Beispiel kann ein Parameter während des Trocknungszyklus
oder während
eines Teils des Zyklus taktweise ansteigen/abnehmen, oder es können ein
oder mehr Anstiege/Abnahmen während
eines Zyklus auftreten.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist eine Vielzahl von anwenderbetriebenen Steuerungen vorgesehen,
wobei jede Steuerung betreibbar ist, um die Parameter eines zugehörigen Trocknungszyklus vorauszuwählen, so
dass eine Vielzahl von Trocknungszyklen vorgesehen werden kann.
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Die
oder jede anwenderbetriebene Steuerung kann jede geeignete Form
aufweisen und kann eine Taste, einen Schlüssel, einen Schalter, einen
berührungs-/wärme-/photoempfindlichen
Bildschirm usw. umfassen.
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Vorzugsweise
umfasst das Steuersystem eine elektronische Steuereinheit wie z.B.
ein programmierbares Steuergerät
oder eine Mikroprozessor-Einheit und kann darüber hinaus eine Datenspeichereinheit
umfassen, so dass die Parameterwerte gespeichert werden können.
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Vorzugsweise
ist die Steuereinheit vorprogrammierbar, so dass die Systemparameter
für den oder
jeden Trocknungszyklus des Systems z.B. durch den Spritzkabinenbesitzer
oder -hersteller vorprogrammiert werden können.
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Dementsprechend
umfasst die Steuereinheit ein Dateneingabegerät wie z.B. ein Tastenfeld oder eine
Tastatur und umfasst des weiteren vorzugsweise ein Dateneingabeanzeigegerät, um das
Betrachten der eingegebenen Programmdaten während und/oder nach der Vorprogrammierung
zu ermöglichen.
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Das
Steuersystem kann ein Anzeigegerät zum
Anzeigen der Parametereinstellungen eines bestimmten Trocknungszyklus
aufweisen. Dieses Anzeigegerät
kann die Parametereinstellungen entweder auf Anfrage und/oder während eines
Trocknungszyklus anzuzeigen.
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Die
oder jede Anzeige kann jede geeignete Form aufweisen, beinhaltet
jedoch vorzugsweise eine digitale Anzeige. Es kann für jede der
oben genannten Funktionen eine separate Anzeige vorhanden sein oder
alternativ und vorzugsweise ist ein einziges, multifunktionelles Anzeigegerät betreibbar,
um Parameterwerte während
der Vorprogrammierung und während
eines Trocknungszyklus anzuzeigen.
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Bevorzugt
umfasst das Steuersystem ein Gehäuse,
welches die oben beschriebenen Teile des Steuersystems aufnimmt.
Das Gehäuse
kann jede geeignete Form haben wie z.B. eine Behälter-Konstruktion aus Metall
oder Kunststoff.
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Das
Gehäuse
kann mit der Spritzkabine verbunden oder ein fest eingebauter Teil
der Spritzkabine sein, aber vorzugsweise liefert es elektrische/pneumatische/hydraulische
Verbindung des Steuersystems mit entsprechenden Spritzkabinenteilen
wie erwünscht,
z.B. eine elektrische Verbindung zwischen dem oder jedem Erhitzer,
einen Spritzkabinen-Thermosensor und das Steuergehäuse zum Steuern
der Gehäusetemperatur;
eine pneumatische Verbindung zwischen einem Drucksensor im Gehäuseinneren
und dem Steuergehäuse
und jegliche Strömungsgeschwindigkeits-Vorrichtungen
in der Spritzkabine (Pumpen, Gebläse, Strömungsdämpfer usw.) zum Steuern des
Drucks des Gehäuses
usw.
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Vorzugsweise
sind die anwenderbetriebenen Teile des Steuersystems umfassend die
anwenderbetriebene(n) Steuerung(en), Dateneingabegerät(e) und
jegliche Anzeigevorrichtung(en), Alarme usw. derart montiert, dass
sie durch einen/eine außerhalb des
Gehäuses
befindlichen Anwender/Bedienperson zugänglich sind.
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Vorteilhafterweise
sind die oben genannten anwenderbetriebenen Teile auf einer Bedienplatte montiert,
welche mit dem oben beschriebenen Gehäuse verbunden ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Im
Folgenden wird die Erfindung beispielhaft und mit Bezugnahme auf
die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
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1 eine
schematische Darstellung eines Teils eines Lacktrocknungssystems
gemäß einer Ausführung der
Erfindung ist, die ein Ionisierungsteil zeigt.
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2 ist
eine Flächenansicht
des Ionisierungsteils von 1.
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3 ist
eine Flächenansicht
des Lacktrocknungssystems von 1.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht des Lacktrocknungssystems von 1.
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5 ist
eine schematische Darstellung eines Steuersystems der vorliegenden
Erfindung.
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6a–6h sind
typische Temperaturprofile von Trocknungszyklen des Lacktrocknungssystems
von 1.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Wie
in den Zeichnungen dargestellt, wird ein Lacktrocknungssystem zum
Trocknen eines lackierten Autos verwendet.
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Das
Lacktrocknungssystem umfasst eine Spritzkabine 1, die ein
Gehäuse 2 aus
einer im allgemeinen rechteckigen Behälter-Konstruktion hat, in der
das Fahrzeug 4 (nur in 3 gezeigt)
erst lackiert und danach getrocknet und/oder gebacken wird.
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Die
Spritzkabine 1 umfasst ein Lufteinlass-System 6 und
ein Luftauslass-System 8, so dass unter der Wirkung von
Pumpen 10 Luft von der Atmosphäre außerhalb der Spritzkabine 1 in
das Gehäuse 2 strömt. Das
Lufteinlass-System 6 umfaßt Rohr 26 und eine
Plenumkammer 28, durch die Zuluft zum Gehäuse 2 strömt.
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Die
Spritzkabine 1 weist ein Rezirkulierungs-Rohr 12 auf,
das die Einlass- und Auslassrohre (durch einen Dämpfer) während des Backens des lackierten
Fahrzeugs miteinander verbindet, um eine Rezirkulierung von 90%
der Spritzkabinen-Luft zu erzielen – wodurch die Temperatur des
Gehäuses
während
des Backens erhöht
wird. Dieser Luftstrom wird durch eine Anzahl an Pumpen und Gebläsen gesteigert.
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Der
Lufteinlass umfasst des weiteren einen gasgefeuerten Lufterhitzer 14 zum
Vorerhitzen der Zuluft. (Alternativ könnte dieser ein ölgefeuerter
Erhitzer sein).
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Der
Luftauslass der Spritzkabine umfasst ein Gitter 16 in dem
Gehäuseboden,
das über
Rohr 18 zur Atmosphäre
außerhalb
der Kabine führt.
Dieses Rohr umfasst einen Luftstromdämpfer (nicht gezeigt), der
geschlossen werden kann, um den Luftstrom vom Gehäuse zu beschränken. Wenn
der Luftstrom in die Kammer hinein aufrecht erhalten wird, während der
Dämpfer
in der geschlossenen Position steht, steigt der Innendruck des Gehäuses über den atmosphärischen
Druck hinaus an. Ähnlich
kann das Gehäuse
mit negativem Druck beaufschlagt werden, wenn der Dämpfer in
der geöffneten
Position steht, indem man die Strömungsgeschwindigkeit von Luft
in die Kabine hinein entsprechend einstellt.
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Die
Spritzkabine umfasst Haupttüren 20 für den Zutritt
zum Fahrzeug und Zutrittstüren 22 für die Bedienperson.
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Das
System umfasst ein Steuersystem (in Einzelheiten weiter unten beschrieben),
das eine Fernsteuerung der Parameter ermöglicht: Zeit, Temperatur und
Druck der verschiedenen (acht) Trocknungszyklen (bei denen die gesamte,
durch das Gehäuse
strömende
Luft aus der Atmosphäre
außerhalb
der Kabine kommt) und des Backzyklus (bei dem die Luft wie oben
beschrieben rezirkuliert wird).
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Die
Spritzkabine 1 umfasst einen weiteren Lufteinlass, der
vier Eckeinheiten 30 einschließt, welche jeweils in den vier
Ecken des Gehäuses 2 fest eingebaut
sind.
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Jede
Einheit 30 hat einen dreieckigen Körper in Form einer länglichen
Schale mit dreieckigem Querschnitt, welcher aufrecht in einer entsprechenden
Gehäuseeckeinheit 30 montiert
ist.
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Jede
Einheit 30 hat einen internen Durchgang 32, der
mit dem Rohr 26 des Lufteinlass-Systems verbunden ist,
und zwei Säulen
mit jeweils vier mit Abstand zueinander angeordneten, vertikal ausgerichteten
Luftstrahlen 34, die schräg auf die Oberfläche des
Autos 4 gelenkt werden (wie in 3 gezeigt).
Die jeweils zwei unteren Strahlen befinden sich 300 mm von dem Boden
des Gehäuses
weg und der Abstand zwischen angrenzenden, vertikal ausgerichteten
Strahlen beträgt
300 mm.
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Jede
Eckeinheit 30 hat eine Tür 31, welche pneumatisch
und ferngesteuert zwischen einer offenen Stellung wie gezeigt und
einer geschlossenen Position betätigt
werden kann, in der die Luftstrahlen 34 umhüllt werden
(zur Verwendung während
Lackiersprühvorgängen).
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Der
weitere Lufteinlass schließt
auch vier Ionisierungsteile 33 ein, von denen jeder aus
einem länglichen
1100 mm langen Metallstab besteht, der mit einer Hochspannungszufuhr
bestehend aus einem Wechselstrom-Antrieb
verbunden ist (nicht gezeigt), der durch eine elektrische Steuereinheit
(nicht gezeigt) gesteuert wird und mit einer Spule verbunden ist,
die mit den Stäben 33 durch
Hochspannungsanschlüsse
(nicht gezeigt) verbunden ist. Die Steuereinheit ist ein fester
Bestandteil des Spritzkabinensteuersystems (nicht gezeigt), so dass
die Betätigung
des Ionisierungsteils ferngesteuert erfolgen kann.
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Die
Ionisierungsteile 33 sind senkrecht auf den Eckeinheiten
zwischen den zwei Säulen
aus Luftstrahlen 34 montiert.
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Bei
Betätigung
der Ionisierungsteile 33 werden Ionen in einer Reichweite
von ungefähr
100 mm (bei statischen Luftbedingungen) ausgestoßen.
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Die
Ionisierungsteile 33 sind so montiert, dass sie wie die
Strahlen 34 bei offenen Türen 31 exponiert und
bei geschlossenen Türen 31 verdeckt sind.
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In
den Eckeinheiten sind Doppelgeschwindigkeitsmotoren (alternativ
Luftvolumendämpfer)
eingebaut, um die Geschwindigkeit der beim Backzyklus durch die
Strahlen strömenden
Luft zu reduzieren – hohe
Luftgeschwindigkeiten können
die nasse Lackpolitur beschädigen.
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Im
Gebrauch sind die Türen 31 offen
und die erhitzte Luft wird von der Atmosphäre außerhalb der Kabine durch das
Lufteinlassrohr 26 (und Plenumkammer 28) in einen
Einlass in der Decke des Gehäuses 2 und
zu den in der Ecke montierten Strahlen 34 gepumpt.
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Die
Luft aus den Strahlen dringt quer zu der durch die Decke eindringenden
Luft in das Gehäuse ein
und lenkt die Luft schräg
auf die Außenflächen des
lackierten Fahrzeugs.
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Die
ionisierten Stäbe 33 werden
dann elektrisch geladen, um von den Luftstrahlen in die Kammer strömende Luft
negativ zu laden. (Das Öffnen der
Türen ist
ein Erfordernis des Steuersystems zum Aufladen der Stäbe 33).
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Der
Luftstrom verteilt die Ionen auf die Flächen des Fahrzeugs und neutralisiert
dadurch jeglichen positiv geladenen Schmutz/Staub auf der Oberfläche. Statisch
neutralisiert werden Schmutz und Staub nicht mehr zu den Oberflächen hingezogen und
werden weggeblasen und über
das Auslasssystem herausgezogen.
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Im
allgemeinen wird Lack in einer Anzahl von Schichten auf ein Fahrzeug
aufgetragen. Vorteilhaft werden die antistatischen Ionisierungsstäbe 33 während des
gesamten Vorgangs verwendet, d.h. während der anfänglichen
Vorbereitung vor dem Lackieren des Fahrzeugs innerhalb der Spritzkabine
und eines Vorlackierungs-Backzyklus, während eines Wasserlack-Trocknungszyklus
und bei einem Backzyklus mit letzter Lackschicht oder fester Farbe.
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Dadurch
wird sichergestellt, dass für
die Qualität
der Politur und für
Sauberkeit die statische Aufladung kontinuierlich neutralisiert
wird, aber auch die Backzeiten werden überraschenderweise um ungefähr 20% reduziert.
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Die
Eckeinheiten mit den Ionisierungsstäben können zusammen mit einem modifizierten
Steuersystem bei bestehenden Standard-Abwind-Spritzkabinen nachgerüstet werden.
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Das
oben genannte Lacktrocknungssystem umfasst ein automatisiertes statisch
neutralisiertes Lacktrocknungssystem für die Autolackierungs-Industrie.
Es beseitigt die Notwendigkeit des Polierens nach der Trocknung.
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5 zeigt
ein Steuersystem 210, welches zum Steuern eines Lacktrocknungssystems
verwendet wird, das zum Trocknen eines lackierten Autos verwendet
wird. Das Lacktrocknungssystem beinhaltet eine Spritzkabine 1,
die ein Gehäuse 2 aus
einer im allgemeinen rechteckigen Behälter-Konstruktion hat, in der
das Fahrzeug (nicht gezeigt) erst lackiert und danach getrocknet
und/oder gebacken wird.
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Das
Steuersystem umfasst ein Gehäuse 212,
das eine rechteckige Behälter-Konstruktion
aus Metall einschließt,
und ist an einer der senkrechten Außenwände des Gehäuses befestigt und so für eine Bedienperson
zugänglich,
wenn dieser/diese sich außerhalb
des Gehäuses
befindet. Das Gehäuse enthält eine
Frontplatte 213, die durch Scharniere 213a und 231b drehbar
an dem Gehäuse
angebracht ist. Auf dieser Platte 213 sind in geeigneter
Weise alle anwenderbetriebenen Teile und Anzeigevorrichtungen wie
oben beschrieben angeordnet.
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Das
Gehäuse
enthält
eine elektronische Temperatursteuervorrichtung 214 für den "Backmodus" umfassend eine digital
programmierbare Steuerung mit einer Datenspeichervorrichtung (nicht
gezeigt), vier digitalen Bildschirmen 216, 218, 220, 222 und
einer Dateneingabe-Tastatur 224.
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In
das Spritzkabinen-Gehäuse
ist ein Thermoelement (nicht gezeigt) eingebaut, welches zum Messen
der Temperatur des Gehäuses
betätigbar
ist und mit der Vorrichtung verbunden ist (die Verbindung ist durch
die gestrichelte Linie 226 gezeigt), um die abgelesene
Temperatur an die Steuerung zu übertragen.
Die Steuerung 214 ist auch mit dem Erhitzer verbunden und
ist betätigbar,
um den Erhitzer zu steuern. Dadurch ist die Vorrichtung mit Hilfe
eines einfachen geschlossenen Regelsystems betätigbar, um die Temperatur des
Gehäuses
zu steuern.
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Das
Gehäuse
beinhaltet auch eine zweite vereinfachte Temperatursteuerung 228 für den "Sprühmodus", die wie für die "Backmodus"-Steuerung konstruiert
ist, mit ähnlichen
Verbindungen (durch gestrichelte Linien 229 angezeigt)
zu Erhitzvorrichtungen wie für
die "Backmodus"-Steuerung oben beschrieben,
mit der Ausnahme, dass diese eine einzige Anzeige 230 und
ein vereinfachtes Tastenfeld 232 hat.
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Das
Gehäuse
umfasst acht anwenderbetriebene Steuertasten 234. Jede
der Tasten 234 ist über Relaisschalter
mit Eingabeterminalen der Temperatursteuerung verbun den, so dass
bei Aktivierung jede Taste mit einem jeweiligen Paar von Backsteuerungeingabeterminalen
verbunden wird, so dass jede Taste der Steuerung ein unterschiedliches
Eingabesignal liefern kann. Jede Taste wird von der Steuerung durch
eine jeweilige Nummer von 0 bis 7 identifiziert. Die Tasten 234 umfassen
jeweils eine Lampe, die bei Drücken
der Taste 234 aufleuchtet.
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Das
Steuergehäuse
schließt
auch andere standardmäßige Steuertasten
ein: eine An/Aus-Taste 239 verbindet den internen elektrischen
Kreislauf des Steuergehäuses
mit der Netzstromversorgung; eine Löschtaste 240 kann
betätigt
werden, um die vorangegangene Auswahl der anwenderbetriebenen Steuertaste
rückgängig zu
machen; Start- und
Stop-Tasten 242 und 244 für den Backmodus starten und stoppen
den ausgewählten
Trocknungsvorgang; Start- und
Stop-Tasten 246 und 248 für den Sprühmodus starten und stoppen
den Sprühvorgang.
Es gibt auch eine Steuertaste 250 für die Gehäusebeleuchtung und eine Erhitzer-Alarm-Taste 252,
die zum Abschalten der Gaserhitzer des Lufteinlasses (bzw. der ölgefeuerten
Erhitzer) dient.
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Das
Steuersystem umfasst auch Druckregelsteuerungen. Eine Druckausgleichssteuertaste 254 ist
mit dem Luftauslassdämpfer
verbunden, so dass das Spritzkabinengehäuse mit positivem oder negativem
Druck beaufschlagt werden kann. Eine Überdrucksteuerung 256 dient
zum Ausschalten des gesamten Lacktrocknungssystems, wenn der Druck
in der Kabine ein festgelegtes Niveau übersteigt. Beide Steuerungen 254 und 256 sind
mit einem (nicht gezeigten) im Inneren des Spritzkabinengehäuses montierten
Gehäusedrucksensor
verbunden, dieser ist wiederum mit einem Druckmessgerät 258 verbunden,
welches den jeweils gegenwärtigen
Betriebsdruck innerhalb des Gehäuses
anzeigt.
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Alle
Tasten sind Drucktasten, außer
denjenigen, die mit 239, 250, 252, 254 und 256 bezeichnet sind.
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Die "Backmodus"-Steuerung wird verwendet,
um die Zeit- und
Temperaturparameter für
acht verschiedene Trocknungszyklen zu steuern, wobei jeder eine
zugehörige
anwenderbetriebene Steuertaste 234 hat. Es folgt ein Beispiel
für eine
vorbestimmte Auswahl von Trocknungszyklen:
- 1.
Grundierung – Spachtelmasse
- 2. Nassgrundierung
- 3. Klarlack Standard
- 4. Klarlack Express
- 5. Feste Farbe Standard
- 6. Feste Farbe Express
- 7. 80°C
30 Min. lang – Lufttemperatur
(Metall)
- 8. 60°C
30 Min. lang – Lufttemperatur
(Kunststoff)
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Die
Einheit wird vorprogrammiert, indem man über das Tastenfeld 224 die
Zeit/Temperaturwerte jedes Trocknungszyklus in die Speichereinheit eingibt.
Während
der Vorprogrammierung jedes Trocknungszyklus werden die Eingabewerte
in den Anzeigefeldern 216–222 angezeigt. Um
unerlaubte Änderungen
zu verhindern, kann das Tastenfeld jedoch elektronisch gesperrt
werden, sobald das Programmieren beendet ist.
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Jeder
Trocknungszyklus umfasst eine vorbestimmte Anzahl von zeitlich festgelegten
Temperaturphasen oder -stufen, so dass das Temperaturprofil des
Trocknungssy stems im Hinblick auf die Zeit sich bei jedem Zyklus
verändert
(wie näher
in den 6a bis 6h gezeigt).
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Die
Anzahl der Stufen, Dauer der Stufen, damit verbundene Gehäusetemperatureinstellung
jeder Stufe werden in jeweiligen Anzeigefeldern 218, 220 und 222 angezeigt.
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Die
Zahl der zugehörigen
anwenderbetriebenen Taste 234 wird auch in dem Anzeigefeld 216 angezeigt.
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Die
Temperatursteuerung für
den "Sprühmodus" dient zum Steuern
der Temperatur innerhalb des Gehäuses
während
des Sprühens.
Die Temperatur wird durch Vorprogrammieren der Steuerung 228 eingestellt.
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Die
beispielhafte Temperaturprofilkurve in den 6a bis 6h zeigt
ein typisches Programm. Die weniger empfindlichen Produkte profitieren
von einem schnellen Temperaturanstieg, während andere anfangs einen
langsameren Temperaturanstieg, aber höhere Temperaturen gegen Ende
des Zyklus erfordern.
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Standardmäßige Zeit-
und Temperaturkombinationen zum Backen sind bei den Tasten 7 und
8 für nicht-standardmäßige Produkte
enthalten.
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Mit
dem effektivsten Aushärtungszyklus
wird wertvolle Kabinenzeit und Energieverbrauch gespart.
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Die
Qualität
der Aushärtung
verringert das Risiko von Lackfehlern und Garantieproblemen.
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In
der Praxis wird das Fahrzeug zuerst gesprüht. Die Bedienperson drückt einfach
die Starttaste 246 für
den "Sprühmodus", wodurch der Sprühvorgang
bei der vorprogrammierten Temperatur (in diesem Fall 21°C) gestartet
wird. Die Bedienperson beginnt dann mit dem Sprühen.
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Wenn
der Sprühvorgang
beendet ist, wird das Lacktrocknungssystem aktiviert, indem die
für den
gewünschten
Lack und Polierung geeignete anwenderbetriebene Steuerung gedrückt wird.
Dadurch leuchtet die Taste auf und ihre Identifikationsnummer wird
im Anzeigefeld 216 angezeigt.
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Jede
Stufe in dem gewählten
Trocknungszyklus wird auch in den Anzeigefeldern 218 bis 222 angezeigt:
d.h. wie in 1 gezeigt, wird die aktivierte und
erleuchtete Taste 234a als Taste "0" in
dem Anzeigefeld 216 angezeigt; die gegenwärtige Stufe
wird als Stufe "1" im Feld 218 angezeigt;
die Gehäusetemperatur
dieser Stufe wird als 25°C
in dem Anzeigefeld 220 angezeigt und die Stufennummer wird
in dem Anzeigefeld 222 angezeigt.
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Die
Bedienperson drückt
dann die Starttaste für
den "Backmodus" und der Trocknungszyklus
wird gestartet. Die Bedienperson braucht nicht individuelle Temperaturparameter
auszuwählen,
die besonders kritisch für
die erzielbare Lackpolitur sind.
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Mit
dieser Anordnung kann das Lacktrocknungssystem schnell und effizient
betrieben werden, wobei der Durchsatz des Lacktrocknungssystems
erhöht
wird, und gleichzeitig sinkt das Risiko von Fehlern bei der Bedienung
des Lacktrocknungssystem, da das individuelle Einstellen der verschiedenen
Systemparameter nicht nötig
ist.
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Es
versteht sich natürlich,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Einzelheiten der obigen Ausführungsform
beschränkt
werden soll, die lediglich beispielhaft beschrieben worden sind.