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Die Erfindung bezieht sich auf eine Imprägnieranlage mit einer Reinigungsvorrichtung zum Entfernen überschüssigen Imprägniermittels von imprägnierten Bauteilen, insbesondere von eine Wicklung tragenden elektrischen Bauteilen, mittels eines über eine Leitungsanordnung zugeführten gasförmigen Druckmediums sowie auf eine solche Reinigungsvorrichtung.
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Eine derartige Imprägnieranlage mit einer Reinigungsvorrichtung zum Entfernen überschüssigen Imprägniermittels von imprägnierten Bauteilen, beispielsweise Blechpaketen von Statoren mit Aufnahmen für Wicklungen, ist in der
DE 102 15 461 A1 angegeben. Hierbei werden Kühlkanäle des Blechpakets z. B. mittels eines gasförmigen Reinigungsmediums gereinigt, wobei die Öffnungen des Bauteils mit einem bestimmten Druck ausgeblasen werden. In der Praxis ist es jedoch schwierig, überflüssige Harzreste im Bereich der Oberflächen der Bauteile so weitgehend zu beseitigen, dass nach dem Härten die Passmaße der Bauteile möglichst unbeeinträchtigt bleiben. Beispielsweise ist es schwierig, entstehende Tropfnasen nach dem Härten ohne Beschädigung des Wicklungssystems zu entfernen. Solche Reinigungsprobleme ergeben sich bei verschiedenen Imprägnierverfahren, wie der Tauchimprägnierung oder einer Flutung mit Imprägniermittel. Beim Imprägnieren elektrischer Bauteile, wie Statoren oder Rotoren und dgl., werden außer den Wicklungen auch umgebende Bauteilabschnitte, wie Blechpakete, Gehäuse usw. mit Imprägniermittel bzw. Imprägnierharz benetzt, so dass deren Passmaße nur unter erheblichem Reinigungsaufwand eingehalten werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Imprägnieranlage der eingangs genannten Art bereit zu stellen, mit der eine möglichst rückstandsfreie Reinigung der Bauteile von Imprägniermittel erreicht wird, sowie eine entsprechende Reinigungsvorrichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Reinigungsvorrichtung mindestens einen Reinigungstopf aufweist, der das an einer Tragvorrichtung gehaltene Bauteil zumindest in dem zu reinigenden Bereich und unterhalb desselben umgibt, und dass die Leitungsanordnung mit Austrittsöffnungen für das Druckmedium versehen ist, durch die das Druckmedium in gerichteter Strömung auf das Bauteil im zu reinigenden Bereich abgebbar ist.
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Mit diesem Aufbau der Reinigungsvorrichtung wird das gasförmige Druckmedium, vorteilhaft Druckluft, definiert auf zu reinigende Oberflächenbereiche des Bauteils geführt und das noch flüssige Imprägniermittel, insbesondere Imprägnierharz, gezielt entfernt, wobei durch den Reinigungsvorgang die Umgebung durch den Reinigungstopf vor Verschmutzungen bewahrt wird.
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Eine für den Reinigungsvorgang vorteilhafte Ausgestaltung der Imprägnieranlage besteht darin, dass der Reinigungstopf relativ zu dem Bauteil automatisch mittels einer Verstellvorrichtung verfahrbar ist. Mit dieser Maßnahme kann der Prozessschritt der Reinigung während des Imprägnierverfahrens nach dem eigentlichen Imprägniervorgang vor der Härtung vorteilhaft durchgeführt werden, wozu der Reinigungstopf vorzugsweise vertikal von unten nach oben verfahren wird, um das Bauteil zumindest weitgehend aufzunehmen. Die Reinigung kann dann vorteilhaft durchgeführt werden, während der Reinigungstopf von oben nach unten verfahren wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch des Bauteil vorzugsweise vertikal von oben nach unten in den Reinigungstopf bewegt werden und beim Reinigen z. B. von unten nach oben verfahren werden.
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Eine für den Reinigungsvorgang vorteilhafte weitere Ausgestaltung besteht darin, dass die Leitungsanordnung mindestens im Bereich der Austrittsöffnungen mit dem Reinigungstopf ortsfest verbunden ist.
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Um die Strömung des Druckmediums effizient auf das Bauteil zu richten, sind die Maßnahmen von Vorteil, dass die Austrittsöffnungen mit düsenartigen Abschnitten versehen sind. Die Austrittsöffnungen können dabei düsenförmig ausgestaltet oder mit separat angebrachten Düsen versehen sein.
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Verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten, die an die Eigenschaften des Bauteils angepasst werden können, bestehen darin, dass mehrere Austrittsöffnungen in mindestens einer horizontalen Ebene umlaufend um das und/oder innerhalb des Bauteils positioniert sind.
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Eine vorteilhafte Reinigungsfunktion wird dadurch erreicht, dass zumindest ein erster Teil der Austrittsöffnungen gegebenenfalls mit ihren düsenartigen Abschnitten so gestaltet ist, dass die Strömungsrichtung des Druckmediums bezüglich einer Horizontalebene in spitzem Winkel nach unten verläuft.
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Zum Vermeiden von Harzverdickungen und Tropfenbildungen sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass ein zweiter Teil der Austrittsöffnungen gegebenenfalls mit ihren düsenartigen Abschnitten so gestaltet ist, dass die Strömungsrichtung des Druckmediums bezüglich einer Horizontalebene parallel oder in spitzem Winkel nach oben verläuft. Auf diese Weise können insbesondere im unteren Randbereich des Bauteils voluminöse Harzansammlungen beseitigt werden.
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Dabei ergibt sich ein besonders guter Reinigungseffekt dadurch, dass der erste Teil der Austrittsöffnungen in einer ersten horizontalen Ebene und der zweite Teil der Austrittsöffnungen in einer zweiten horizontalen Ebene unterhalb der ersten angeordnet sind.
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Die Reinigung lässt sich vorteilhaft dadurch gezielt an unterschiedliche Bauteile und andere Einflussfaktoren anpassen, dass die Reinigungsvorrichtung eine Steuerungseinrichtung aufweist oder an eine solche angeschlossen ist, mittels deren die Abgabe des Druckmediums steuerbar oder regelbar ist. In der Steuerungseinrichtung kann für unterschiedliche Reinigungsvorgänge ein Steuerprogramm hinterlegt sein, mit dem unterschiedliche Reinigungsabläufe durchführbar sind.
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Eine vorteilhafte Einbindung der Reinigungsvorgänge in den gesamten Imprägnierprozess bis zur Aushärtung wird dadurch unterstützt, dass die Steuerungseinrichtung mit der Verstellvorrichtung in Datenübertragungsverbindung gebracht ist, um den Reinigungstopf und/oder das imprägnierte Bauteil gesteuert in vertikaler Richtung relativ zueinander zu verfahren.
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Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen für die Reinigungsfunktion bestehen darin, dass die Abgabe des Druckmediums in Abhängigkeit der Lage der Austrittsöffnungen relativ zur Lage des Bauteils steuerbar oder regelbar ist, wobei sich das Bauteil mit seinem zu reinigenden Bereich zumindest teilweise innerhalb des Reinigungstopfes befindet.
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Weitere vorteilhafte Abstimmungsmöglichkeiten des Reinigungsvorgangs werden dadurch erreicht, dass die gesteuerte Abgabe der Luft über den ersten Teil der Austrittsöffnungen und über den zweiten Teil der Austrittsöffnungen zeitlich zueinander versetzt durchführbar ist, wobei eine zeitliche Überlappung oder zeitliche Beabstandung vorgebbar ist.
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Weitere Beeinflussungsmöglichkeiten zum Erzielen einer effizienten Reinigung ergeben sich dadurch, dass die Abgabe des Druckmediums über den ersten Teil der Austrittsöffnungen gegenüber der Abgabe über den zweiten Teil der Austrittsöffnungen mit unterschiedlichem Druck durchführbar ist.
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Für eine wirkungsvolle Reinigung, insbesondere im unteren Randbereich des Bauteils, sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass die Strömungsrichtung bezüglich des Bauteils von außen nach innen und von innen nach außen bei dem ersten und dem zweiten Teil der Austrittsöffnungen entgegengesetzt gerichtet ist.
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Weitere vorteilhafte Anpassungsmöglichkeiten des Reinigungsprozesses ergeben sich dadurch, dass die Austrittsöffnungen oder die düsenartigen Abschnitte zum Ändern der Strömungsrichtung verstellbar sind.
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Für eine saubere und umweltschonende Reinigung sind weiterhin die Maßnahmen von Vorteil, dass der Reinigungstopf mit einem Absauganschluss versehen ist, der mit einer Abscheidvorrichtung zum Abtrennen von Imprägniermittelteilchen aus dem Druckmediumstrom verbunden ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung zu einer Reinigungsvorrichtung einer Imprägnieranlage und
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2 nähere Darstellungen zu Teilen der Reinigungsvorrichtung nach 1.
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1 zeigt nach Art eines Blockschaltbildes wesentliche Teile einer Reinigungsvorrichtung, die innerhalb einer Imprägnieranlage angeordnet werden kann. Die Reinigungsvorrichtung weist zwei Reinigungstöpfe 10, 10' auf, in die z. B. abwechselnd Bauteile 1, wie elektrische Bauteile mit Wicklungen, etwa Statoren, Rotoren, Transformatoren oder dgl., eingebracht werden, die zuvor mit einem Imprägniermittel behandelt worden sind, beispielsweise mittels Tauchimprägnierung oder Flutung mit Imprägniermittel. Das in der Regel harzartige Imprägniermittel bzw. Imprägnierharz besitzt je nach Temperatur und Zusammensetzung unterschiedliche Viskosität, etwa vergleichbar mit Öl oder aber Honig, und läuft in Folge der Schwerkraft auf den Außenflächen der Bauteile ab, solange es noch nicht geliert oder ausgehärtet ist. Dabei können sich an den Wicklungen und Trägerteilen, wie Blechpaketen und Gehäuseabschnitten, Verdickungen und Tropfnasen bilden, die nach dem Härten schwer zu entfernen sind und dabei zu Beschädigungen des Wicklungssystems führen können.
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Um Verdickungen und Tropfenbildungen möglichst weitgehend vor dem Aushärten zu beseitigen, wird über eine Leitungsanordnung gasförmiges Druckmedium, insbesondere Druckluft L, zugeführt und innerhalb des Reinigungstopfes 10, 10' über darin verlaufende Leitungen 11, 12 (vgl. 2) und Austrittsöffnungen 111, 121 in Richtung Bauteil 1 ausgeblasen.
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Das Druckmedium, welches nach Auftreffen auf das Basisteil 1 mit Imprägniermittelteilchen angereichert ist, wird über an der Unterseite der Reinigungstöpfe 10, 10' angeordnete Absauganschlüsse 13 und eine Absaugleitung einer Abscheidvorrichtung 20 mit einem darin enthaltenen Abscheidelement 21 zugeführt, um vorhandene Imprägniermittelteilchen von dem abgesaugten Druckmedium, insbesondere also der Druckluft L, zu trennen, bevor die Druckluft über einen Absaug-Ventilator 30 abgeführt wird.
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Die an einer Tragvorrichtung 2 (s. 2) gehaltenen Bauteile 1 werden in die Reinigungstöpfe 10, 10' eingebracht, indem die Reinigungstöpfe 10, 10' mittels einer Verstellvorrichtung 50 mit geeignetem elektrischem, pneumatischem oder hydraulischem Antrieb relativ zu dem Bauteil 1 vorzugsweise vertikal nach oben verfahren werden. Zum Herausbringen des Bauteils 1 aus dem betreffenden Reinigungstopf 10, 10' wird dieser mittels der Verstellvorrichtung 50 nach unten verfahren. Alternativ kann auch das Bauteil 1 bei feststehendem Reinigungstopf 10, 10' vorzugsweise vertikal mittels der Tragvorrichtung 2 verfahrbar sein, oder das Bauteil 1 und die Reinigungstöpfe 10, 10' können beide relativ zueinander verfahrbar sein. Nach Abschluss des Reinigungsvorgangs werden die Bauteile 1 dem nächsten Prozessschritt im Gesamtablauf innerhalb der Imprägnieranlage zugeführt, in der Regel dem Härte- bzw. Trocknungsvorgang.
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Um das Bauteil 1 und die Reinigungstöpfe 10, 10' relativ zueinander zu verfahren, ist die Verstellvorrichtung 50 bzw. gegebenenfalls die Tragvorrichtung 2 mit ihrem Verstellantrieb an eine Steuerungseinrichtung 40 angeschlossen, so dass die Verfahrbewegung zum Einbringen und Herausbringen des Bauteils 1 in den betreffenden Reinigungstopf 10, 10' abgestimmt zur richtigen Zeit nach dem eigentlichen Imprägniervorgang mit dem Imprägniermittel erfolgt.
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An die Steuerungseinrichtung 40 ist auch ein Druckerzeuger 50 für das Druckmedium angeschlossen, um dieses gesteuert oder geregelt über die Leitungsanordnung mit den Leitungen 11, 12 zum richtigen Zeitpunkt zuzuführen. Ferner ist an die Steuerungseinrichtung 40 der Absaug-Ventilator 30 angeschlossen, um das Druckmedium, vorliegend die Druckluft 1, über die Abscheidvorrichtung 20 abzusaugen.
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2 zeigt zwei an eine Abscheidvorrichtung 20 mit ihren Absauganschlüssen 13 angeschlossene Reinigungstöpfe 10, 10'. Über dem linken Reinigungstopf 10 befindet sich ein Bauteil 1 an der Tragvorrichtung 2 in gegenüber dem Reinigungstopf 10 herausgefahrener Stellung vertikal über dem Reinigungstopf 10. Auf der rechten Seite sind zwei verschiedene vertikal voneinander um einen Hub (s. Doppelpfeil) beabstandete Lagen des Reinigungstopfes 10' gezeigt. In der oberen Lage des Reinigungstopfes 10' ist das Bauteil 1 in den Reinigungstopf 10' eingebracht und nahezu vollständig von diesem umgeben. In dem eingebrachten Zustand wird die Druckluft L über die Leitungen 11, 12 gerichtet auf das Bauteil 1 abgegeben. Dazu befinden sich an der oberen Leitung 11 und der davon beabstandeten unteren Leitung 12 die betreffenden Austrittsöffnungen 111, 121, die düsenartig ausgestaltet oder mit separaten Düsen versehen sind. Die obere Leitung 11 der Leitungsanordnung ist ringförmig im oberen Bereich des Reinigungstopfes 10 bzw. 10' angebracht, während die untere Leitung in einem Seitenbereich des Reinigungstopfes 10, 10' nach unten geführt und im unteren inneren Bereich des Reinigungstopfes 10, 10' mit einem unteren Abschnitt zumindest teilweise umlaufend angeordnet und ortsfest bezüglich des Reinigungstopfes 10, 10' positioniert ist. Dabei befindet sich die obere Leitung 11 etwa im oberen Bereich des praktisch vollständig in den Reinigungstopf 10, 10' eingebrachten Bauteils 1, während sich der mit den Austrittsöffnungen 121 versehende Abschnitt der unteren Leitung 12 unterhalb des unteren Bereichs des Bauteils 1 befindet. Die Austrittsöffnungen 111 der oberen Leitung 11 und die Austrittsöffnungen 121 der unteren Leitung 12 liegen etwa in einer ersten und zweiten horizontalen Ebene, die vertikal voneinander beabstandet sind.
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Die Strömungsrichtung der aus den Austrittsöffnungen 111 der oberen Leitung 11 abgegebenen Druckluft L bzw. eines anderen gasförmigen Druckmediums ist in spitzem Winkel nach unten und innen auf die Außenseite des Bauteils 1 gerichtet, während die Strömungsrichtung der aus den Austrittsöffnungen 121 der unteren Leitung 12 abgegebenen Druckluft bzw. eines anderen gasförmigen Druckmediums unter spitzem Winkel zur horizontalen Ebene nach oben und nach außen zu dem Bauteil 1 gerichtet ist, wobei sich ein an dem Bauteil 1 an dessen unterem Bereich vorbei streichender Strömungsanteil ergibt. Der Winkel zwischen der Strömungsrichtung aus den oberen Austrittsöffnungen und der horizontalen Ebene kann relativ flach sein, z. B. nicht größer als 10° oder 20°, während der Winkel zwischen der Strömungsrichtung aus den unteren Austrittsöffnungen und der horizontalen Ebene ebenfalls relativ gering und z. B. nicht größer als 30° oder 40° ist. Die Winkel zwischen der Strömungsrichtung und der horizontalen Ebene können auch variiert werden und an die geometrische Form und auch die Eigenschaften des Imprägniermittels angepasst werden, wobei auch eine horizontale Strömungsrichtung gewählt werden kann. Die Winkeländerung der Strömungsrichtung kann mit entsprechend ausgebildeten Ausströmöffnungen 111, 121 oder daran vorhandenen Düsen automatisch gesteuert werden.
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Mittels der Steuerungseinrichtung 40 wird die Druckluft L bzw. das gasförmige Druckmedium gesteuert zugeführt, wobei die Druckluftbeaufschlagung der oberen Leitung 11 mit den Austrittsöffnungen 111 vorteilhaft beim Herausfahren des Bauteils 1 aus dem Reinigungstopf 10, 10' stattfindet, so dass das Imprägniermittel von oben nach unten bei Unterstützung durch die Schwerkraft getrieben wird. Denkbar ist auch, dass die Druckluft beim Einfahren des Bauteils 1 in den Reinigungstopf zugeführt wird und beginnt, kurz bevor oder sobald das Bauteil 1 in den Reinigungstopf 10, 10' eintaucht, so dass das Imprägniermittel, das auch schon in Folge der Schwerkraft nach unten fließt, durch die Druckluft L nach unten getrieben wird. Gleichzeitig oder später wird auch die untere Leitung 12 mit den Austrittsöffnungen 121 mit Druckluft L beaufschlagt, so dass am unteren Rand, insbesondere an vertikalen und horizontalen Übergangsbereichen des Bauteils 1, sich sammelndes Imprägniermittel nach außen abgedrängt und entfernt wird, das sich dann in dem Reinigungstopf 10, 10' sammelt und zusammen mit der Abluft der Abscheidvorrichtung 20 zum Trennen von der Druckluft L zugeführt wird.
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Die zeitliche Steuerung der Druckluft L durch die Austrittsöffnungen 111 der oberen Leitung 11 und die Austrittsöffnungen 121 der unteren Leitung 12 kann über ein Steuerungsprogramm der Steuerungseinrichtung 40 geeignet vorgenommen und an die jeweiligen Gegebenheiten zum Erzielen eines optimalen Reinigungsergebnisses angepasst werden.
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Ein wesentlicher Reinigungserfolg wird vorliegend dadurch erzielt, dass die Strömungsrichtung der aus den Austrittsöffnungen 111 der oberen Leitung 11 ausströmenden Druckluft L und aus den Austrittsöffnungen 121 der unteren Leitung 12 ausströmenden Druckluft L entgegen gesetzt gerichtet sind, insbesondere bezüglich ihrer horizontalen, aber auch bezüglich ihrer vertikalen Komponenten. Die Beaufschlagung des Bauteils 1 mit Druckluft L über die obere Leitung 11 mit ihren Austrittsöffnungen 111 einerseits und die untere Leitung 12 über ihre Austrittsöffnungen 121 andererseits kann zeitlich gleichzeitig erfolgen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass ein zeitlicher Versatz in der Weise von Vorteil sein kann, dass die Beaufschlagung der unteren Leitung 12 und ihren Austrittsöffnungen 121 mit Druckluft L erst mit einem zeitlichen Versatz nach der Beaufschlagung der oberen Leitung 11 und ihren Austrittsöffnungen 111 mit Druckluft Vorteile für die Reinigungswirkung haben kann. Hierbei kann die Beaufschlagung der unteren Leitung 12 und ihrer Austrittsöffnungen 121 mit Druckluft L einsetzen, bevor die Beaufschlagung der oberen Leitung 11 und ihrer Austrittsöffnungen 111 beendet wird, oder erst mit einem zeitlichen Abstand danach. Dies kann z. B. abhängig gemacht werden von der vertikalen Ausdehnung des Bauteils 1 und/oder den Eigenschaften des Harzes. Es ist auch denkbar, die Viskosität des Harzes zu einem geeigneten Zeitpunkt innerhalb des Reinigungsprozesses durch Zuführung von Strom in die Wicklungen z. B. über die Tragvorrichtung 2 und dadurch erzeugte Stromwärme zu beeinflussen.
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Je nach Art des Bauteils 1 kann die Strömungsrichtung der aus den oberen Austrittsöffnungen 111 und den unteren Austrittsöffnungen 121 abgegebenen Druckluft L auch vertauscht werden, so dass die Strömungsrichtung der aus den oberen Austrittsöffnungen 111 austretenden Druckluft L bezüglich der Horizontalen nach außen und die Strömungsrichtung der aus den unteren Austrittsöffnungen 121 austretenden Druckluft L nach innen gerichtet ist, um z. B. innere Oberflächen des Bauteils zu reinigen. Dabei bleiben die Vertikalkomponenten der jeweiligen Strömungsrichtungen wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel beibehalten.
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Es versteht sich, dass überall dort in den vorstehenden Ausführungen, wo von Druckluft L die Rede ist, auch ein anderes gasförmiges Druckmedium verwendet werden kann, soweit jeweils zweckmäßig.
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Über die Steuerungseinrichtung 40 lassen sich die Reinigungsvorgänge auch dadurch beeinflussen, dass die Reinigungstöpfe 10, 10' mit verschiedenen Geschwindigkeiten auf und ab bewegt werden. Auch dies kann mittels eines Steuerungsprogramms über den betreffenden Verstellantrieb erfolgen. Ferner können die Tragvorrichtung 2 und die Reinigungstöpfe 10, 10' um eine vertikale Achse relativ zueinander drehbar gelagert sein, wobei die Lagerung der Reinigungstöpfe 10, 10' und/oder der Tragvorrichtung 2 einen Drehmechanismus aufweist und die Drehung automatisch mittels der Steuerungseinrichtung 40 kontinuierlich oder zum Anfahren bestimmter Drehlagen gesteuert werden kann.
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Die Abgabe der Druckluft L kann auch in einem Taktbetrieb gesteuert werden.
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In den Reinigungstöpfen 10, 10' können senkrechte und waagrechte Absaugeinheiten für die mit Imprägniermittel beladene Luft angeordnet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10215461 A1 [0002]
- DE 19631474 C1 [0003]
- DE 19546564 A1 [0003]
- DE 19505020 A1 [0003]
