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Die
Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Verarbeitung
insbesondere flacher und poröser
Produkte in kontrollierter Atmosphäre und sie wird besonders vorteilhaft
angewendet, wenn diese Verarbeitung unter einem Druck ausgeführt wird,
der niedriger ist als der Luftdruck.
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Zu
den geplanten Anwendungen zählen
bevorzugt – ohne
dabei jedoch einen Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben – das Metallisieren
von flachen und porösen
Produkten wie Polyurethanschaum in Form von Bändern oder Bahnen geringer Stärke durch
kontinuierliche Kathodenzerstäubung.
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Allgemeiner
ausgedrückt
bezieht sich die Erfindung auf alle Arten von Material in Form von
Bändern
oder Bahnen mit offener oder geschlossener Struktur wie Kunststofffolien
und Textilauflagen, die einem Arbeitsgang unterliegen, der unter
Vakuum durchgeführt
wird.
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Es
sind Anlagen bekannt, die der kontinuierlichen Verarbeitung von
Metallbändern
unter Vakuum dienen. Am Eintritt und Austritt eines Ofens, der beispielsweise
dem Metallisieren von Metallbändern durch
Verdampfung eines Metalles oder einer Legierung unter Vakuum dient,
werden Schleusen platziert. Mit Hilfe dieser verschiedenen Schleusen
kann man in aufeinanderfolgenden Etappen vom Luftdruck auf den Arbeitsdruck übergehen
und umgekehrt. Dieser Stand der Technik kann beispielsweise mit
Patent FR 2.163.512 veranschaulicht werden, in dem das Band nacheinander
zwischen mehreren, in parallelen Reihen angeordneten Rollen durchläuft, und
mit feststehen, dichten Führungsbacken
zusammenwirkt.
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Diese
verschiedenen Rollen und Führungsbacken
begrenzen eine bestimmte Anzahl von Segmenten, die mit den Vakuumpumpen
verbunden sind, um den Druck von einem Segment zum anderen nach
und nach zu reduzieren.
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Da
es sich bei dem zu verarbeitenden Band um ein Metallband handelt,
d. h. es ist nicht oder fast nicht porös und besitzt einen Dehnungsgrad
von ebenfalls Null oder fast Null, gibt es keine wirklichen Probleme
für den
kontinuierlichen und dichten Transfer des Bandes. Doch im Rahmen
einer Verarbeitung unter Vakuum, insbesondere eines Materials mit
einem gewissen Grad an Porosität,
treten bei der kontinuierlichen Verarbeitung in Bezug auf das Sichern des
Materials bestimmte Probleme auf, da es weich ist, und in Bezug
auf die Dichte treten Probleme auf, weil es porös ist.
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Die
Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile auf einfache, sichere, wirkungsvolle
und rationelle Art und Weise zu beheben.
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Das
Problem, das mit der Erfindung gelöst werden soll, besteht darin,
insbesondere den kontinuierlichen Durchgang eines Bandes oder einer Bahn
aus weichelastischem Material vom Luftdruck bis zum Arbeitsdruck
in absolut dichter Form zu ermöglichen,
wobei berücksichtigt
wird, dass das Anwendungsgebiet der Erfindung auch die Fälle betrifft, wo
der Druck innerhalb und außerhalb
der Kammer gleich ist, wobei es erforderlich ist, zwischen diesen beiden
Bereichen eine dynamische Dichte aufrechtzuerhalten, beispielsweise,
um die besondere Zusammensetzung der Atmosphäre zu beiden Seiten der Wand
zu beachten und zu kontrollieren.
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In
der nachfolgenden Beschreibung und aus Gründen der Klarheit wird die
Beschreibung auf den Fall beschränkt,
in dem die Erfindung das Ziel hat, einen Druckunterschied zu garantieren,
aber selbstverständlich
bezieht sie sich auch auf den Fall, in dem sie eine unterschiedliche
Zusammensetzung bei gleichem Druck garantiert.
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Um
ein solches Problem zu lösen,
wurde eine Vorrichtung entwickelt und bereitgestellt, die Elemente
aufweist, welche die kontinuierliche Übertragung und Komprimierung
der Bänder
in kontrollierter Art und Weise ohne Rutschen und Dehnen und unter
gleichzeitiger Beherrschung der dynamischen Dichtheit innerhalb
einer Kammer gewährleisten
können.
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Die Übertragungs-
und Komprimierungselemente der Bänder
bestehen aus Transportbändern, die
einander zugewandt sind, und begrenzen einen Raum, in den die Bänder flach
eingreifen.
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Mindestens
die beiden Stirnflächen
gegenüber
jedem der Bänder
besitzen eine Reihe identischer Rillen, die einen regelmäßigen Abstand
zueinander aufweisen, so dass sie überlappen, um gleichzeitig
die dynamische Dichtheit der Bänder
unter der Wirkung der Überlappung
zu gewährleisten.
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Vorzugsweise
besitzt jede Vorderseite der Bänder
Rillen.
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Bevorzugterweise
kann man mit dem Druck, der auf das Band ausgeübt wird, um seine Dichte zu erhöhen, im
Verlaufe des kontinuierlichen Transfers eine bessere dynamische
Dichtheit erreichen.
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Unter
Berücksichtigung
dieser Anordnungen ergibt sich, dass die mit Rillen versehenen Bänder, die
als gezahnte Riemen dienen, einen perfekten Antriebsgleichlauf gewährleisten,
indem sie die Bänder während ihres
Transfers in positiver Art und Weise immobilisieren und kontrollieren,
wobei gleichzeitig die Länge
der undichten Stellen künstlich
erhöht
werden kann.
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Um
das gestellte Problem, nämlich
den linearen Antrieb der mit Rillen versehenen Bänder im Hinblick auf den gleichzeitigen
Transfer des Materials, das zwischen die Rillen der beiden Seiten
gegenüber
den Bändern,
die den Raum begrenzen, eingeschoben wird, zu lösen, wirken die mit Rillen
versehenen Bänder
mit sich drehenden Antriebsorganen zusammen, so dass sie linear
und kontinuierlich verschoben werden können.
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Vorzugsweise
bestehen die Antriebsorgane für
jedes der Bänder
aus Spannrollen, die frei drehend montiert sind, und aus mit Rillen
versehenen Rollen, welche mit einem Motor mit Indexierungs- und
Synchronisationseigenschaften verbunden sind.
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Um
das gestellte Problem der Kontrolle der Dichtheit zu lösen, wirken
die Bänder
mit einem Führungstunnel
zusammen, der eine feststehende und eine verstellbare Sohle besitzt,
um den Stauchdruck, der unter der Wirkung der Überlappung oder Verschachtelung
der Rillen auf die Bänder
ausgeübt wird,
entsprechend zu variieren.
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Die
Vorrichtung findet ihre bevorzugte Anwendung insbesondere im Falle
einer Verarbeitungsanlage unter Vakuum für den Arbeitsgang des Metallisierens
durch kontinuierliche Kathodenzerstäubung von Bändern, welche die Anlage kontinuierlich
vom Luftdruck bis zum Arbeitsdruck durchlaufen, wobei die Anlage
beispielsweise aus mehreren justierten Modulen oder Stufen besteht,
die als Schleuse dienen, und jeweils mit Ansaugelementen verbunden sind,
um nach und nach einen Druckabfall zu erreichen.
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Ausgehend
von dieser Grundkonzeption und in einer Ausführungsart, die lediglich als
Beispiel dient und keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebt, kann die Anlage
aus folgenden Bestandteilen bestehen:
- – einer
geschlossenen Kammer, in die die Bänder unter Luftdruck eingetragen
werden, wobei die Kammer auf einen bestimmten Druck gebracht wird,
und in einer Art und Weise, die eine kontrollierte Dichtheit ermöglicht,
die Übertragungselemente
und die Elemente zur Komprimierung der Bänder aufnimmt;
- – einem
Puffermodul mit Führungsrollen
für die Bänder, wobei
der Modul auf den gleichen Druck gebracht wird wie die Kammer;
- – mindestens
einem Zwischenmodul;
- – mindestens
einem Modul mit Führungs-
und Antriebsrollen, die mit der Verarbeitungsstation verbunden sind;
- – die
Kammer und die verschiedenen Module sind so angeordnet, dass sie
die Montage und die Führung
von Übertragungselementen
und Komprimierungselementen auf undurchlässige Art und Weise erlauben.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen detaillierter
dargelegt.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht, die eine Anwendung der Vorrichtung auf
eine kontinuierliche Verarbeitungsanlage unter Vakuum entsprechend den
Merkmalen der Erfindung zeigt;
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2 eine
schematische Schnittansicht in großem Maßstab, die das Prinzip der
kontinuierlichen Übertragungselemente
und der Komprimierung der Bänder
in kontrollierter Art und Weise ohne Rutschen und Dehnen unter Beherrschung
der dynamischen Dichtheit zeigt;
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3 eine
rein schematische Ansicht, die ein Installationsbeispiel zeigt,
in dem die Vorrichtung gemäß der Erfindung
ausgeführt
werden kann;
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4 eine
Teilansicht und eine Schnittansicht eines Teils der Anlage, die
ein Modul mit den Übertragungselementen
und Komprimierungselementen zeigt, und in die die zu verarbeitenden
Bänder,
die unter Luftdruck gesetzt wurden, eingreifen; in diesem Beispiel
ist dieser Modul mit einem Übertragungspuffermodul
verbunden, der dem gleichen Innendruck ausgesetzt ist, sowie mit
einer Düse;
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5 eine
Schnittansicht, welche den Anschluss der Düse an die Arbeitsstation mit
Hilfe eines Antriebsmoduls für
die Bänder
zeigt;
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6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 Schnittansichten
jeweils entlang der Linien A-A, B-B, C-C, D-D, E-E, F-F und G-G
von 3 in größerem Maßstab.
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Wie
angegeben findet die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine bevorzugte
Anwendung bei der Verarbeitung von weichelastischen Bändern oder Bahnen
unter Vakuum wie Polyurethanschaum. Dieses Material wird unabhängig von
seiner Struktur mit (M) bezeichnet.
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Die
Verarbeitungsstation kann beispielsweise aus mindestens einer geschlossenen
Einheit (E) bestehen, die mit Ansaugelementen wie einer Vakuumpumpe
verbunden ist, um im Bereich einer Verarbeitungsstation (P) ausgehend
von dem Luftdruck (Pa) einen bis auf den Arbeitsdruck abnehmenden Druck
zu erreichen.
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Wie
beispielsweise in 3 schematisch dargestellt, kann
die Einheit (E) aus mehreren Modulen (M1), (M2), (M3) und (M4) bestehen,
die jeweils mit Ansaugelementen verbunden sind, um eine Druckabnahme
zu erreichen. Der Modul (M1) unterliegt beispielsweise einem Druck
(P1) von 100 Pa, der Modul (M2) einem Druck (P2) von 10 Pa, der
Modul (M3) einem Druck (P3) von 1 Pa und der Modul (M4) einem Druck
von 0,1 Pa.
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Gemäß der Erfindung
besitzt die Vorrichtung im Innern der Einheit (E) Elemente, welche
von dem Luftdruck bis zu dem gewünschten
Arbeitsdruck an der Verarbeitungsstation (P) die kontinuierliche Übertragung
und Komprimierung der Bänder
(M) in kontrollierter Art und Weise ohne Rutschen und Dehnen und
unter Beherrschung der dynamischen Dichtheit gewährleisten können.
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Nach
einem bevorzugten und besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel
bestehen die kontinuierlichen Übertragungselemente
aus zwei Transportbändern
oder einer Reihe von Transportbändern (B1)
und (B2), die einander gegenüberliegend
in zwei parallelen Ebenen angeordnet sind, wobei sie einen Raum
(e) begrenzen, in den die Materialbahn (M) flach eingreift und komprimiert
wird. Es ist wichtig, dass mindestens die beiden einander gegenüberliegenden
Seiten jedes der Bänder
(B1) und (B2) eine Reihe von vorzugsweise identischen Rillen aufweisen,
die in einem regelmäßigen Abstand
(a) und b) zueinander angeordnet sind.
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In
dem Raum (e), welcher der Überlappung der
einander gegenüberliegenden
Seiten jedes der Bänder
entspricht, sind die Rillen (a) und (b) ineinander verschachtelt
bzw. sie überlappen
sich, um unter der Wirkung der ausgeübten Kompression, die einem kontrollierten
Zusammendrücken
des Materials entspricht, gleichzeitig die dynamische Dichtheit
des Materials bzw. der Bänder
(M) zu gewährleisten.
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Die
Rillen (a) und (b) jedes der Bänder
(B1) und (B2) sind parallel zueinander angeordnet, wobei die Bänder so
ausgerichtet sind, dass die Rillen senkrecht in Richtung des Durchlaufens
der Materialbahn (M) angeordnet sind, d. h. senkrecht zu ihren Längsseiten,
wobei erneut darauf hinzuweisen ist, dass es sich bei dem Material
um eine Bahn sehr großer
Länge handelt.
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Vorzugsweise
besitzt jede Seite der Transportbänder (B1) und (B2) Rillen.
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Die
mit Rillen versehenen Bänder
(B1) und (B2) wirken mit sich drehenden Antriebsorganen zusammen,
so dass sie linear und kontinuierlich verschoben werden können, wie
dies nachfolgend in der Beschreibung mit Hilfe der veranschaulichten
Ausführungsbeispiele
dargestellt wird. Die Antriebsorgane bestehen für jedes der Bänder (B1)
und (B2) aus Umlenkrollen und Spannrollen, die frei drehend montiert
sind, und aus mit Rillen versehenen Rollen, welche mit einem Motor
mit Indexierungs- und Synchronisationseigenschaften verbunden sind.
Dabei ist zu bemerken, dass die Bänder oder Reihen von Bändern (B1)
und (B2) aus gezahnten Riemen bestehen.
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Unter
Berücksichtigung
des gestellten Problems, nämlich
der Gewährleistung
der Dichte im Verlaufe der kontinuierlichen Verschiebung der Materialbahn
(M), wirken die Riemen (B1) und (B2) unter der Wirkung ihres Antriebs
selbstverständlich
mit internen Anordnungen zusammen, welche die Einheit (E) darstellen,
und die eine perfekte Dichtheit des Materials gewährleisten
können.
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In
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
besitzt die Einheit (E) eine Kammer (1) und mehrere Module
oder Schleusen (M1), (M2), (M3) und (M4).
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In
der geschlossenen Kammer (1), in die die Materialbahn (M)
mit Luftdruck eingetragen wird, besteht die Reihe von mit Rillen
versehenen Bändern (B1)
und (B2) aus zwei gezahnten Riemen (2) und (3).
Wie schon zuvor angegeben, besitzt jede Riemenseite (2)
und (3) parallele Rillen, und zwar einerseits für ihren
Synchronisationsantrieb und andererseits für den Antrieb der Materialbahn
(M), wie oben angegeben.
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Die
Riemen (2) und (3) wirken beispielsweise an einem
ihrer Enden auf der Seite ihrer Innenfläche mit einer mit Rillen versehenen
Rolle (4) und (5) zusammen, die drehend und synchronisiert
durch einen gemeinsamen Motor (6) mit Indexierungssystem
(7) positiv angetrieben wird. Am anderen Ende wirkt jeder
der Riemen (2) und (3) mit abgestuften Umlenkrollen
(8–9)
und (10–11)
zusammen, die fluchtend angeordnet sind. Ebenso können die
Riemen (2) und (3) mit Spannungselementen (12)
und (13) zusammenwirken.
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Die
Teile der Bänder
(2) und (3), die einander gegenüberliegend
angeordnet sind, um den Raum (e) in der Position der Verschachtelung
bzw. Überlappung
der Rillen zu begrenzen, wirken mit einem Führungstunnel (14)
zusammen, der eine feststehende Sohle (14a) und eine Sohle
(14b) aufweist, die mit Justierungselementen (15)
verbunden ist, um den Raum (e) entsprechend kontrolliert zu verändern, um gleichzeitig
den Stauchdruck zu regulieren, der auf die Materialbahn ausgeübt wird,
die sich zwischen den überlappenden
oder verschachtelten Rillen befindet.
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Wie
zuvor bereits angegeben, ist die Kammer (1) in (16)
mit einem Ansaugelement verbunden, so dass sie einem festgelegten
Innendruck (P1) unterworfen werden kann, der unter dem Luftdruck
(Pa) liegt. Wie bereits angegeben beträgt der Druck (P1) 100 Pa.
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Im
Innern der Kammer (1) wirken die Seitenränder der
Riemen (2) und (3) mit vertikalen Flanschen (1a)
und (1b) zusammen, um eine perfekte Dichtheit der Bänder (M)
zu gewährleisten,
wobei die Flansche direkt oder in aufgesetzter Form eine Verkleidung
aufweisen können,
welche das Gleiten der Riemen ohne eine Gefahr der Beschädigung gewährleisten
können.
Ebenso wird die Kammer (1) durch eine Tür (1c) verschlossen,
welche einen Schlitz für
das Eintragen der Bänder
bzw. des Materials (M) besitzt. An der Innenseite der Tür ist eine Platte
aus einem dichten Material zur vorderseitigen Unterstützung angeflanscht,
so dass der entsprechende Teil der Riemen (2) und (3)
gleiten kann. Hier ist noch festzuhalten, dass einer der Flansche
(1a) feststehend ist, während
der andere (1b) so montiert ist, dass er verstellt werden
kann.
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Die
Kammer (1) wird dicht mit einer Düse oder einem Führungstunnel
(27) verbunden, die bzw. der verschiedene Module (M1),
(M2), (M3) und (M4) begrenzt.
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Der
Modul (M1) ist dem gleichen Innendruck (P1) unterworfen und besitzt
in seinem Innern Führungsrollen
und Spannrollen (17, 18) und (19, 20), wobei
sich zwei weitere Reihen von Bändern
(B1) und (B2) als Riemen (21) und (22) darstellen,
die zweckentsprechend übereinander
gelagert sind, so dass sie wie oben den Raum (e) bis zur Verarbeitungsstation
(P) für
die kontrollierte Übertragung
und Komprimierung der Materialbahn ohne Rutschen und Dehnen und
unter gleichzeitiger Beherrschung der dynamischen Dichtheit begrenzen.
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Am
Austritt des Puffermoduls (M2) sind die Trummen jedes der verzahnten
Riemen (21) und (22) übereinandergelagert. Die einander
gegenüberliegenden
Seiten, die sich überlappen,
indem sie den Raum (e) begrenzen, greifen dicht zwischen zwei Platten
(27a) und (27b) des Führungstunnels (27) ein.
Die Module (M2) und (M3) sind jeweils mit Ansaugelementen verbunden,
so dass sie einem anderen Innendruck unterworfen werden können. Es
sei beispielsweise erneut darauf hingewiesen, dass der Modul (M2)
einem Druck (P2) von 10 Pa unterworfen wird, während der Modul (M3) einem
Druck (P3) von 1 Pa unterworfen wird. Natürlich wird die Anzahl der Module
mit einer Düse
nur beispielhaft genannt und erhebt keineswegs einen Anspruch auf
Vollständigkeit.
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Am
Austritt nehmen die Düse
oder der Tunnel (27) den Modul (M4) als Gehäuse in dichter
Art und Weise auf, wobei das Gehäuse
so ausgebildet ist, dass es die Übertragung
der Bänder unter
den oben genannten Bedingungen zur Arbeitsstation (P) gewährleistet.
Dieser Modul (M4) besitzt in seinem Innern mit Rillen versehene
Antriebsrollen (23) und (24), welche mit einem
gemeinsamen Motor verbunden sind, so dass sie synchron angetrieben
werden. Diese mit Rillen versehenen Rollen (23) und (24)
gewährleisten
in Kombination mit den Umlenkrollen und Spannrollen (25)
und (26) den positiven Antrieb der Riemen (21)
und (22). Die Riemen (21) und (22) sind also
mit der Einheit der Rollen (17–18–23–25)
und (19–20–24–26)
verbunden.
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Im
Bereich des Tunnels (27) wird die Dichtheit der Riemen
(21) und (22) beispielsweise durch eine Dichtung,
die an der feststehenden Platte (27a) montiert wird, gewährleistet.
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Wie
bereits angegeben wird die Station (P) mit einem beliebigen bekannten
und geeigneten Element angeordnet, um die Verarbeitung zu gewährleisten,
die man an der Materialbahn durchführen will.
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Wenn
die Anlage für
Polyurethanschaum einer Stärke
von ungefähr
1,6 mm eingesetzt wird, der einem Vormetallisieren unterworfen werden
muss, wurde festgestellt, dass es sich bei einem festgelegten Raum
(e), in dem die Materialbahn einer Stärke von 0,4 mm unterworfen
wird, um einen guten Kompromiss handelt. Die Dichtheitsdifferenzen
zwischen dem reinen Schaum, d. h. vor dem Vormetallisieren und nach
dem Vormetallisieren, sind vernachlässigbar.
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Es
wird hier erneut darauf verwiesen, dass das Anwendungsbeispiel der
Vorrichtung auf eine Verarbeitungsstation unter Vakuum mit einer
bestimmten Anzahl von Modulen oder Schleusen nur beispielhaft und
informationshalber angegeben ist und keinen Anspruch auf Vollständigkeit
erhebt, und insbesondere natürlich
von der Art des zu verarbeitenden Materials und der Verarbeitung,
der das Material unterworfen werden soll, abhängt.
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Die
Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung. Insbesondere wird die
Möglichkeit
hervorgehoben und erneut darauf verwiesen, dass der kontinuierliche
Durchgang bzw. Durchlauf der zu verarbeitenden Materialbahn von
beispielsweise dem Luftdruck bis zum Arbeitsdruck in kontrollierter
Art und Weise ohne Rutschen und ohne Dehnen und mit einer kontrollierten
Beherrschung der dynamischen Dichtheit gewährleistet werden kann.