DE102015111477A1

DE102015111477A1 - Rahmenprofil, Wandelement und Rahmengestell für eine Reingaskabine

Info

Publication number: DE102015111477A1
Application number: DE102015111477.1A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Spreitzer; Martin Koepke; Jan Leupold
Original assignee: M Braun Inertgas Systeme GmbH
Current assignee: M Braun Inertgas Systeme GmbH
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2017-01-19
Also published as: EP3322875A1; JP2018523806A; CN107949680B; KR20180031020A; WO2017008975A1; CN107949680A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rahmenprofil, ein Wandelemente und ein Rahmengestell einer Reingaskabine. Der Aufbau der Reingaskabine ermöglicht eine einfache Montage der Reingaskabine an ihrem Einsatzort, wobei die Abmessungen der Reingaskabine leicht an die Anforderungen der einzuhausenden Anlagen angepasst werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rahmenprofil, ein Wandelement sowie ein aus den Rahmenprofilen gebildetes Rahmengestell einer Reingaskabine.
Zahlreiche Fertigungsprozesse und Arbeitsschritte sowohl in der Produktion wie auch in der Forschung und Entwicklung können nicht unter üblichen Umgebungsbedingungen durchgeführt werden, sondern benötigen eine gesonderte Atmosphäre. Solche Fertigungsprozesse können Beschichtungsvorgänge, beispielsweise in der Halbleiterfertigung, Verkapselungsschritte bei der LCD- oder OLED-Herstellung oder Herstellprozesse hochreiner Grundstoffe, beispielsweise in der Medizin- und Pharmatechnik und bei Schweißanwendungen, insbesondere Titanschweißungen, sein. Die Prozesse können beispielsweise Reinraumbedingungen, eine niedrige Feuchtigkeit, eine Inertgas-Atmosphäre oder eine Kombination verschiedener solcher und weiterer Bedingungen erfordern.
Es ist bekannt, solche Fertigungsprozesse oder Arbeitsschritte in einem geschlossenen Raum durchzuführen, in dem die Atmosphäre entsprechend der erforderlichen Bedingungen eingestellt werden kann. Der geschlossene Raum verfügt über Schleusen, über die benötigte Materialien in den geschlossenen Raum eingeführt und die Produkte entnommen werden können.
Ein solcher Raum ist beispielsweise bei sogenannten Gloveboxen gebildet, wie sie in der Literatur hinreichend beschrieben sind (vgl. „Reinraumtechnik", 3. aktualisierte u. erw. Aufl., Springer, S. 202–207). Solche Gloveboxen sind vorwiegende aus Edelstahl hergestellt. Sie bieten die Möglichkeit, über Handschuhdurchführungen die gewünschten Arbeitsschritte innerhalb der Glovebox durchzuführen. Zur Einstellung der erforderlichen Atmosphäre sind entsprechende Gaszuführungen oder Zirkulationsleitungen, mit denen der Glovebox Gas entnommen, durch zumindest eine Gasaufbereitungseinheit geleitet und anschließend wieder der Glovebox zugeführt wird, vorgesehen. Auf Grund ihres Aufbaus können solche Gloveboxen, insbesondere bei großen Fertigungsaggregaten, nur schwer in Fertigungsstraßen integriert werden, da die zu umschließenden Anlagen nur über die vorgesehenen Schleusen in die Glovebox eingebracht werden können.
Bekannt sind daher Inertgas-Gehäuse bzw. Reingaskabinen in einem Haubendesign. Die Hauben bilden mit einer Grundplatte einen umschlossenen Raum, in dem die erforderliche Atmosphäre eingestellt werden kann. Die vormontierte Haube wird von oben auf die Grundplatte gestellt und abgedichtet. Erforderliche Durchführungen, Schleusen, vorgeschaltete Kammern und sonstige benötigte Aggregate und Baugruppen sind vorzugsweise bereits an der Haube montiert und getestet. Das Inertgas-Gehäuse kann daher schnell an einem vorgesehenen Arbeits- bzw. Produktionsplatz aufgestellt werden. Der Ansatz des Haubendesigns bietet die Möglichkeit, beliebige Anlagen oder Anlagenteile in einem abgeschlossenen Raum, dessen Atmosphäre entsprechend der Erfordernisse eingestellt werden kann, zu betreiben.
Dazu wird die Größe der Haube an die jeweilige Anlage angepasst. Die zum Bau der Inertgas-Gehäuse verwendeten Materialien sind so ausgelegt, dass sie die Atmosphäre in ihrem Inneren, beispielsweise durch Verunreinigungen oder Ausgasungen, nicht verändern. Weiterhin ist die Einhausung derart gestaltet, dass kein Gasaustausch zwischen dem Innenraum des Inertgas-Gehäuses und der Umgebung stattfindet. Bekannt sind Inertgas-Gehäuse aus Edelstahl oder aus Aluminium.
Nachteilig bei solchen Inertgas-Gehäusen ist ihre Größe und ihr hohes Gewicht, wodurch der Transport zu und die Aufstellung an einem Produktionsstandort aufwändig ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Design einer Reingaskabine zu vereinfachen beziehungsweise die Konstruktion der Reingaskabine so zu gestalten, dass eine einfache und kostengünstige Montage der Reingaskabine am Einsatzort ermöglicht wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß Anspruch 1 mit einem Rahmenprofil gelöst, wobei an den Anreihseiten des Rahmenprofils Befestigungsabschnitte angeordnet sind, dass an zumindest einer Anreihseite jeweils zumindest ein längs gerichteter Dichtungsabschnitt zur Aufnahme von Dichtelementen angeordnet ist und dass an einer Plattenanschlussseite ein längs gerichteter Plattenanschlussbereich zur abgedichteten Aufnahme eines Plattenelements angeordnet ist. Das Rahmenprofil kann so gasdicht mit einem Plattenelement verbunden und ein Wandelement der Reingaskabine gebildet werden. Dabei ist das Plattenelement eines Wandelements vorzugsweise umlaufend von Rahmenprofilen eingefasst. Durch die Befestigungsabschnitte kann dieses an andere Bauelemente der Reingaskabine, welche entlang der Längserstreckung des Rahmenprofils anliegen, angekoppelt werden. Dabei können Dichtungselemente mit den Dichtungsabschnitten verbunden werden, so dass eine gasdichte Ankopplung zwischen dem Wandelement und dem anderen Bauelement erreicht wird. Auf diese Weise können beispielsweise mehrere Wandelemente miteinander gasdicht verbunden und damit eine Reingaskabine aufgebaut werden.
Eine bevorzugte Erfindungsgestaltung ist derart, dass das Rahmenprofil mehrere Anreihseiten aufweist, wobei die benachbarten Anreihseiten zueinander vorzugsweise im rechten Winkel stehen. Dann lassen sich vielfältige Eckverbindungen mit zwei Rahmenprofilen herstellen. Besonders bevorzugt sind drei Anreihseiten und eine Plattenanschlussseite an einem Rahmenprofil vorgesehen.
Vorteilhaft kann es dabei vorgesehen sein, dass der zumindest eine Dichtungsabschnitt zwischen zwei auf einer Anreihseite angeordneten Befestigungsabschnitten angeordnet ist. Ein mit dem Dichtungsabschnitt verbundenes Dichtungselement liegt so geschützt im mittleren Bereich des Rahmenprofils. Die Anordnung ermöglicht eine dichte Ankopplung, beispielsweise zweier aneinandergrenzender Rahmenprofile, unter Verwendung von nur einem Dichtelement.
In einer alternativen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass der zumindest eine Dichtungsabschnitt seitlich eines Befestigungsabschnitts und entlang einer Kante der Anreihseite angeordnet ist. Vorteilhaft erfolgt die Abdichtung entlang der Kanten des Rahmenprofils, so dass der verbleibende Spalt zwischen dem Rahmenprofil und dem angrenzenden Bauelement, in dem sich gegebenenfalls Verunreinigungen ansammeln können, vom Innenraum der Reingaskabine abgetrennt ist. Bei Verwendung von zwei Dichtelementen entlang beider Rahmenprofil-Kanten zwischen dem Rahmenprofil und dem angrenzenden Bauelement kann eine redundant abgedichtete Verbindung zwischen diesen hergestellt werden.
Eine einfache Ankopplung der Rahmenprofile an angrenzende Bauelemente kann dadurch erreicht werden, dass die Befestigungsabschnitte durch zum Rahmenprofil längs gerichtete Befestigungsnuten oder durch Reihen von Befestigungselementen gebildet sind. In die Befestigungsnuten können beispielsweise Nutensteine eingeführt werden, in denen Schrauben eingeschraubt sind, mit denen das angrenzende Bauelement gehalten ist.
Die Plattenelemente können dadurch einfach, mechanisch belastbar und gasdicht mit den Rahmenprofilen verbunden werden, dass der Plattenanschlussbereich als Plattenaufnahme ausgebildet ist, dass in der Plattenaufnahme gegenüberliegende Anlageflächen angeordnet sind und dass im Bereich zumindest einer der Anlageflächen Reservoirnuten zur Aufnahme von Klebstoff angeordnet sind. Die Rahmenprofile können so mit der Plattenaufnahme auf die Kante des zugehörigen Plattenelements aufgesteckt werden. Dabei erfolgt die seitliche Führung über die Anlageflächen. Vorzugsweise werden die Rahmenprofile im Bereich der Anlageflächen mit den Plattenelementen verklebt. Überschüssiger Klebstoff kann dabei von den Reservoirnuten aufgenommen werden, so dass die Plattenelemente mit ihren Kanten vollständig in die Plattenaufnahmen eingesteckt werden können.
Die an den Anreihseiten vorgesehenen Dichtelemente können dadurch exakt positioniert und gehalten werden, dass der zumindest eine Dichtungsabschnitt als Dichtungsaufnahme ausgeführt ist und/oder dass die Dichtungsaufnahme einen halbrunden oder einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Der Querschnitt der Dichtungsaufnahme richtet sich vorzugsweise an den Querschnitt des verwendeten vorzugsweise selbstklebenden Dichtungselements. Dieses kann in die Dichtungsaufnahme eingelegt und von dieser gehalten werden. Dabei definiert die Ausgestaltung der Dichtungsaufnahme und des Dichtungselements, wie weit das Dichtungselement über die Anreihseite des Rahmenprofils übersteht und beim Ankoppeln an ein weiteres Bauelement deformiert wird. Die Querschnitte der Dichtungsaufnahme und der Dichtungselemente sind vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass eine definierte Verformung des Dichtelements beim Ankoppeln erfolgt, wodurch die Dichtwirkung sichergestellt und eine unzulässige Quetschung so verhindert werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch mit einem Wandelement dadurch gelöst, dass das Wandelement zumindest aus einem Plattenelement mit daran umlaufend gasdicht verbundenen Rahmenprofilen gebildet ist, dass an Anreihseiten der Rahmenprofile Befestigungsabschnitte angeordnet sind, dass an den Anreihseiten jeweils zumindest ein längs gerichteter Dichtungsabschnitt zur Aufnahme von Dichtelementen angeordnet ist und dass an einer Plattenanschlussseite ein längs gerichteter Plattenanschlussbereich zur abgedichteten Befestigung des Plattenelements angeordnet ist. Das Wandelement stellt somit eine von Rahmenprofilen umschlossene Baueinheit dar. Durch die Rahmenprofile kann das Wandelement einfach mit anderen Bauelementen der Reingaskabine, beispielsweise mit anderen Wandelementen, verbunden werden. Die Befestigungsabschnitte ermöglichen dabei eine einfache und sichere Verbindung zwischen den Rahmenprofilen und angrenzenden Bauelementen. An den Dichtungsabschnitten können Dichtelemente angeordnet werden. Diese dichten die Stoßflächen zwischen dem Wandelement und den benachbarten Bauelementen ab. Mit Hilfe derartiger Wandelemente kann somit eine gasdichte Reingaskabine einfach und schnell, beispielsweise am späteren Einsatzort, aufgebaut werden.
Das Gewicht der Reingaskabine kann dadurch gering gehalten werden, dass das Plattenelement als Strukturkernplatte, insbesondere als Aluminium-Wabenkernplatte, ausgebildet ist. Strukturkernplatten weisen eine hohe Biegesteifigkeit auf, so dass sich die daraus gebildeten Wandelemente bei Belastung nicht oder nur wenig elastisch verbiegen. Sie sind auf Grund ihrer beidseitig angeordneten Deckplatten entsprechend der Permeationseigenschaften der verwendeten Deckplatten in Richtung ihrer Flächennormalen gasdicht. Insbesondere Aluminium-Wabenkernplatten, bei denen die Deckplatten und der Strukturkern aus Aluminium gebildet sind, eignen sich für die Herstellung gasdichter Seitenwände der Reingaskabine. Der Strukturkern verhindert, dass Gas innerhalb der Strukturkernplatte quer zu deren Flächennormalen strömt. Damit ist sichergestellt, dass kein Gas, beispielsweise über in die Deckplatten versetzt eingebrachte Durchbrüche, in die Reingaskabine gelangt oder aus der Reingaskabine strömen kann.
Unter Strukturkernplatten sollen vorliegend insbesondere solche plattenförmigen Bauteile verstanden werden, die sandwichartig aufgebaut sind und zwei oder mehrere Deckplatten aufweisen, zwischen denen ein Strukturkern angeordnet ist. Der Strukturkern kann dabei eine beliebige, insbesondere Leichtbaustruktur sein. Diese kann beispielsweise von einem Wabenkern, einem wellen- oder mäanderförmigen Material, einem Schaumwerkstoff oder dergleichen gebildet sein.
Ein sicherer und gasdichter Verbund zwischen den Rahmenprofilen und den Plattenelementen kann dadurch erreicht werden, dass das Plattenelement mit seinen Außenkanten in die als Plattenaufnahmen ausgeführten Plattenanschlussbereiche der umlaufend angeordneten Rahmenprofile eingesteckt und mit diesen verklebt ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einem Rahmengestell gelöst, wobei an den Rahmenprofilen des Rahmengestells jeweils eine Plattenanschlussseite mit einem Plattenanschlussbereich zur gasdichten Verbindung mit einem Plattenelement angeordnet ist, dass an den Rahmenprofilen jeweils zumindest eine Anreihseite mit zumindest einem längs gerichteten Dichtungsabschnitt zur Aufnahme von Dichtelementen angeordnet ist, dass mehrere Rahmenprofile an den Plattenanschlussseiten umlaufend zu den Plattenelementen angeordnet und mit diesen gasdicht verbunden sind und dass zumindest eines der Rahmenprofile mit seiner Anreihseite mit der Anreihseite eines weiteren Rahmenprofils gasdicht verbunden ist und/oder dass zumindest eines der Rahmenprofile mit der Anreihseite mit einem Verbindungsprofil, insbesondere mit einem Eckverbinder und/oder mit einer Oberfläche eines weiteren Plattenelements gasdicht verbunden ist. Das Rahmengestell ist somit aus Rahmenprofilen, welche das Plattenelement umschließen, gebildet. Gleichzeitig bilden die Plattenelemente mit den umlaufenden Rahmenprofilen gasdichte Wandelemente, mit denen die Reingaskabine mit geringem Montageaufwand am Einsatzort aufgebaut werden kann. Die Rahmenprofile übernehmen somit mehrere Aufgaben, nämlich die gasdichte Verbindung zu den Plattenelementen und den benachbarten Bauelementen sowie die einer tragenden Struktur der Reingaskabine. Die Wandelemente können vormontiert an einen Aufstellungsort der Reingaskabine angeliefert und dort einfach und schnell zur Reingaskabine aufgebaut werden. Durch die Dichtelemente ist gewährleistet, dass kein unerwünschter Gasaustausch zwischen dem Innenraum der Reingaskabine und der Umgebung stattfindet.
Eine einfache Montage des Rahmengestells und der Reingaskabine kann dadurch erreicht werden, dass an zumindest einer Anreihseite des Rahmenprofils Befestigungsabschnitte angeordnet sind, dass aneinandergrenzende Rahmenprofile über Verbindungselemente miteinander verbunden sind und dass die Verbindungselemente mittels Befestigungselementen an den Befestigungsabschnitten der Rahmenprofile befestigt sind. Als Verbindungselemente können beispielsweise Lochbleche oder sonstige Flächenelemente mit Durchbrüchen, insbesondere auch Bleche mit Bohrungen verwendet werden, welche mit den Befestigungsabschnitten beispielsweise verschraubt sind.
Beliebige Eckwinkel der Reingaskabine können dadurch realisiert werden, dass ein Eckverbinder zumindest zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Schenkel aufweist, dass jeder Schenkel an einer Anreihseite eines Rahmenprofils anliegt und mit diesem über Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben, verbunden ist.
Der Eckverbinder erstreckt sich dabei vorteilhaft über die gesamte Länge der in einem Winkel zueinander zu verbindenden Rahmenprofile. Das oder die Dichtelemente sind mit den zugehörigen Dichtungsabschnitten der Rahmenprofile verbunden und liegen an den jeweiligen Schenkeln des Eckverbinders an. Dadurch sind die Stoßflächen zwischen den Rahmenprofilen und dem Eckverbinder abgedichtet. Vorteilhaft können die Befestigungsabschnitte als in die Rahmenprofile eingebrachte Befestigungsnuten ausgebildet sein. In diese Befestigungsnuten können auf der dem Eckverbinder zugewandten Profilseite Nutensteine eingeschoben sein, an welchen die Schenkel der Eckverbinder mit Hilfe der Schrauben festgelegt werden. Durch die Anzugskraft der Schrauben kann die Deformation der Dichtelemente derart eingestellt werden, dass eine optimale Dichtwirkung erreicht wird. Vorteilhaft kann es dabei vorgesehen sein, dass die Schrauben bis zu einem Anschlag angezogen werden und dass dann die geeignete Verformung der Dichtelemente erreicht ist. Der Anschlag kann dabei durch den Kontakt des Rahmenprofils mit dem Schenkel des Eckverbinders außerhalb der Dichtungsaufnahme gebildet sein.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Schenkel des Eckverbinders unmittelbar mittels einer Biegung ineinander übergehen oder dass die Schenkel mittels eines Stegs verbunden sind und/oder dass die Schenkel mittels zumindest einem Stabilisierungselement verbunden sind. Sowohl die Biegung als auch der Steg ergeben eine gasdichte Verbindung der beiden Schenkel des Eckverbinders. Über die Länge des Stegs kann der Eckbereich verlängert und dadurch die Kontur der Reingaskabine an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Vorzugsweise zwischen den Schenkeln angebrachte Stabilisierungselemente können verhindern, dass sich der Winkel zwischen den Schenkeln und damit zwischen daran befestigter Wandelemente verändert. Die Stabilisierungselemente können auch an den längsseitigen Enden der Rahmenprofile angeordnet sein. Dann können sie gleichzeitig auch zur stirnseitigen Abdichtung der Eckverbindung in dem Übergangsbereich zwischen den benachbarten Rahmenprofilen herangezogen werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 in perspektivischer Ansicht eine teilmontierte Reingaskabine mit einem Rahmengestell aus einem Rahmenprofil A,
2 in perspektivischer Ansicht eine gleiche teilmontierte Reingaskabine wie in 1 aus einer gegenüberliegenden Blickrichtung mit einem Rahmengestell aus einem Rahmenprofil B,
3 das Rahmenprofil A in einer Schnittdarstellung,
4 eine fünfte Ecke der Reingaskabine in einer Schnittdarstellung von oben,
5 eine dritte Ecke der Reingaskabine in einer Schnittdarstellung von oben,
6 das Rahmenprofil B in einer Schnittdarstellung,
7 eine zweite Ecke der Reingaskabine in einer Schnittdarstellung von oben,
8 eine vierte Ecke der Reingaskabine in einer Schnittdarstellung von oben,
9 eine Verbindung zweier übereinander angeordneter Seitenwandelemente und
10 die fünfte Ecke der Reingaskabine in einer perspektivischen Darstellung.
1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine teilmontierte Reingaskabine 10 mit einem Rahmengestell aus einem Rahmenprofil A 20, welches näher in 3 gezeigt ist.
2 zeigt in perspektivischer Ansicht eine gleiche teilmontierte Reingaskabine wie in 1 aus einer gegenüberliegenden Blickrichtung mit einem Rahmengestell aus einem Rahmenprofil B 27, welches im Querschnitt in 6 dargestellt ist.
Die in den 1 und 2 gezeigte Reingaskabine 10 weist einen Grundriss mit fünf Ecken 16.1, 16.2, 16.3, 16.5, 16.5 auf. Dazu sind Wandelemente 11 in Form von Seitenwandelementen entlang der Außenkante eines Bodens 13 aufgestellt und mit diesem über Halteklammern 15 verbunden. Der Boden 13 ist aus Strukturkernplatten 12, vorliegend aus Aluminium-Wabenkernplatten, gebildet. Die Wandelemente 11 sind aus durch die Rahmenprofile 20, 27 eingefassten Plattenelementen gebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Plattenelemente aus Strukturkernplatten 12, vorzugsweise aus Aluminium-Wabenkernplatten, gebildet. Die Rahmenprofile 20, 27 sind in den Eckbereichen der Wandelemente 11 auf Gehrung geschnitten und mittels erster Verbindungselemente 14.1 miteinander verbunden. Die Plattenelemente sind so umlaufend von den Rahmenprofilen 20, 27 eingefasst und mit diesen gasdicht verbunden.
Bei aneinandergrenzenden, in einer Ebene angeordneten Wandelementen 11 sind die entlang ihrer Längserstreckung aneinanderstoßenden Rahmenprofile 20, 27 über zweite Verbindungselemente 14.2 miteinander verbunden. Die zweiten Verbindungselemente 14.2 sind sowohl zum Innenraum der Reingaskabine 10 wie auch nach außen hin zwischen jeweils zwei Rahmenprofilen 20, 27 montiert.
Bei unmittelbar aneinandergrenzenden, in einem im gezeigten Ausführungsbeispiel rechten Winkel angeordneten Wandelementen 11, wie dies an der zweiten und der fünften Ecke 16.2, 16.5 gezeigt ist, sind die entlang ihrer Längserstreckung aneinanderstoßenden Rahmenprofile 20, 27 über dritte Verbindungselemente 14.3 miteinander verbunden. Dabei sind die dritten Verbindungselemente 14.3 als Eckwinkel ausgebildet und an den Innenecken der zweiten und fünften Ecke 16.2, 16.5 angeordnet. Die Rahmenprofile 20, 27 sind vorzugsweise mit einem rechtwinkligen, im vorlegenden Ausführungsbeispiel mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildet. An der zweiten und fünften Ecke 16.2, 16.5 stoßen die Rahmenprofile 20, 27 der Wandelemente 11 mit einer in den 3 und 6 gezeigten, in Richtung der Plattenebene verlaufenden ersten bzw. dritten Anreihseite 26.1, 26.3 und einer quer zur Plattenebene verlaufenden zweiten Anreihseite 26.2 aneinander. Dadurch ist zwischen den in der zweiten und fünften Ecke 16.2, 16.5 aneinanderstoßenden Wandelementen 11 ein rechter Winkel ausgebildet.
Entlang der vierten Ecke 16.4 der Reingaskabine 10 ist ein erster Eckverbinder 30 zwischen den benachbarten Seitenwandelementen 11 angeordnet. Die vertikal entlang der vierten Ecke 16.4 verlaufenden Rahmenprofile 20, 27 der benachbarten Wandelemente 11 sind mit ihren zweiten Anreihseiten 26.2 jeweils mit einem in 8 gezeigten ersten und zweiten Schenkel 31.1, 31.2 des ersten Eckverbinders 30 verbunden. Über den Innenwinkel der vierten Ecke 16.4 sind die benachbarten Rahmenprofile 20, 27 mit einem vierten Verbindungselement 14.4 verbunden. Der Winkel zwischen den über den ersten Eckverbinder 30 mittelbar verbundenen Wandelementen 11 ist durch den Winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel 31.1, 31.2 vorgegeben. Durch entsprechende Wahl des Winkels zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel 31.1, 31.2 können somit beliebige Winkel zwischen den mittelbar aneinander grenzenden Wandelementen 11 realisiert werden. Um den Winkel zu stabilisieren, sind zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel 31.1, 31.2 Stabilisierungselemente, im gezeigten Ausführungsbeispiel dreieckige Stabilisierungselemente 32, vorgesehen.
Entlang der dritten Ecke 16.3 der Reingaskabine 10 ist ein zweiter Eckverbinder 40 zwischen den benachbarten Wandelementen 11 angeordnet. Die vertikal entlang der dritten Ecke 16.3 verlaufenden Rahmenprofile 20, 27 der benachbarten Wandelemente 11 sind mit ihren zweiten Anreihseiten 26.2 jeweils mit einem in 5 gezeigten dritten und vierten Schenkel 41.2, 41.3 des zweiten Eckverbinders 40 verbunden. Der Winkel zwischen den über den zweiten Eckverbinder 40 mittelbar verbundenen Wandelementen 11 ist durch den Winkel zwischen dem dritten und vierten Schenkel 41.2, 41.3 vorgegeben. Durch entsprechende Wahl des Winkels zwischen dem dritten und vierten Schenkel 41.2, 41.3 können somit auch mit dem zweiten Eckverbinder 40 beliebige Winkel zwischen den mittelbar aneinander grenzenden Wandelementen 11 realisiert werden. Im Unterschied zu dem ersten Eckverbinder 30 sind bei dem zweiten Eckverbinder 40 der dritte und vierte Schenkel 41.2, 41.3 durch einen Steg 41.1 beabstandet angeordnet. Dadurch wird es möglich, neben dem Winkel auch den Abstand zwischen zwei mittelbar aneinanderstoßenden Wandelementen 11 vorzugeben. Um den Winkel zu stabilisieren sind zwischen dem dritten und dem vierten Schenkel 41.2, 41.3 Stabilisierungselemente 42 vorgesehen.
Nach oben ist die Reingaskabine 10 mit einem nicht dargestellten Deckel abgeschlossen. Der Deckel ist ebenfalls mit Plattenelementen, im gezeigten Ausführungsbeispiel mit Strukturkernplatten 11, aufgebaut.
Zwischen den Rahmenprofilen 20, 27 und entlang ihrer Längserstreckung angrenzenden Bauelementen sind Dichtelemente 18, wie sie in den 4, 5, 7 und 8 gezeigt sind, angeordnet sind. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Plattenelemente gasdicht mit den Rahmenprofilen 20, 27 verbunden sind. Somit werden Wandelemente 11, bestehend aus den Plattenelementen und den daran befestigten Rahmenprofilen 20, 27, gebildet, welche in Richtung ihrer Flächennormalen gasdicht sind. Die Wandelemente 11 können als Seitenwandelemente, aber auch als Wandelemente 11 zum Aufbau des nicht dargestellten Deckels oder eines alternativ aufgebauten Bodens 13, ausgeführt sein. Durch die Dichtelemente 18 können die Rahmenprofile 20, 27 gasdicht mit angrenzenden Bauelementen verbunden werden. So kann zwischen zwei entlang ihrer Längserstreckung aneinandergrenzenden Rahmenprofilen 20, 27 benachbarter Wandelemente 11 eine gasdichte Verbindung erzeugt werden. Auch können gasdichte Verbindungen zwischen Rahmenprofilen 20, 27 und Verbindungselementen, beispielsweise den gezeigten Eckverbindern 20, 27, hergestellt werden. Ebenfalls möglich ist es, eine gasdichte Verbindung zwischen Rahmenprofilen 20, 27 und angrenzenden ebenen Flächen herzustellen, wie dies beispielsweise in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen den Seitenwandelementen und dem Boden 13 vorgesehen ist.
Die Rahmenprofile 27 bilden ein Rahmengestell als tragende Struktur der Reingaskabine 10. Das Rahmengestell ist dabei durch die Verbindungselemente 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 sowie die mit den Rahmenprofilen 20, 27 verbundenen Plattenelementen stabilisiert.
Die derart aufgebaute Reingaskabine 10 stellt ein gegenüber seiner Umgebung abgedichtetes Gehäuse dar. Innerhalb der Reingaskabine 10 können Fertigungsanlagen oder Laboraufbauten usw. angeordnet werden. Weiterhin kann in der Reingaskabine 10 eine vorgegebene Atmosphäre eingestellt werden. Dazu kann ein bestimmtes Gas oder ein Gasgemisch mit einer vorgegebenen Zusammensetzung in dem Innenraum der Reingaskabine 10 vorliegen. Bei dem Gas oder Gasgemisch kann es sich um ein Inertgas handeln. Weiterhin kann die Feuchte des Gases oder des Gasgemischs eingestellt werden. Als zusätzliche Anforderung kann eine erforderliche Reinraumklasse für die Reingaskabine 10 vorgegeben sein. Die Anforderungen können sowohl einzeln wie in Kombination gelten. Zusätzliche können weitere Atmosphärenparameter, beispielsweise die Temperatur und Druck eingestellt werden. Als Reingas entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine Atmosphäre, welche den jeweils geforderten Anforderungen entspricht, zu verstehen.
Die Reingaskabine 10 ermöglicht die Durchführung von Fertigungsprozessen oder Arbeitsschritten, die eine spezielle Atmosphäre erfordern. Solche Fertigungsschritte können Beschichtungsprozesse, Verkapselungsprozesse oder die Verarbeitung oder Herstellung hochreiner Substanzen, beispielsweise im pharmazeutischen Bereich, sein. Die Zuführung benötigter Materialien und Substanzen erfolgt über vorgesehene Schleusen.
Durch den modularen Aufbau mit vorgefertigten Wandelementen, insbesondere Wandelementen 11, Bodenplatten, Eckverbindern und Deckelelementen, kann die Reingaskabine einfach und schnell vor Ort aufgebaut werden. Auch ist es möglich, Wandelemente 11 am Montageort anzufertigen und so örtliche Gegebenheiten oder erforderliche Änderungen zu berücksichtigen.
Die Plattenelemente sind vorzugsweise aus Strukturkernplatten 12 gebildet. Insbesondere können hierzu Aluminium-Wabenkernplatten verwendet werden. Strukturkernplatten 12 weisen einen mehrschichtigen Aufbau auf. Dabei sind zumindest zwei beabstandete Deckplatten flächig mit einem Strukturkern verbunden. Bei Aluminium-Wabenkernplatten sind die Deckplatten und der Strukturkern aus Aluminium gefertigt. Der Strukturkern ist als Wabenkern ausgeführt. Auf diese Weise werden Platten mit einer hohen Biegesteifigkeit und gleichzeitig einem geringen Gewicht erzeugt. Die Reingaskabine 10 weist somit ein deutlich geringeres Gewicht als eine mit massiven Aluminium- oder Edelstahlwänden hergestellte Reingaskabine 10 auf. Dadurch wird die Bodenbelastung, die sich aus dem Gewicht der umbauten Anlagenteile und der Reingaskabine 10 ergibt, deutlich reduziert. Die Reingaskabine 10 kann somit auch in Gebäuden mit geringer Bodenbelastbarkeit eingesetzt werden. Weiterhin erleichtert ein geringeres Gewicht die Aufstellung der Reingaskabine 10 an ihrem Einsatzort, da hierzu keine Hebevorrichtungen oder Hebevorrichtungen mit einer geringen Belastbarkeit benötigt werden.
Die erste Ecke 16.1 ist durch ein abgewinkeltes Seitenwandelement 11 gebildet. Dazu ist die als Plattenelement verwendete Strukturkernplatte 12 entlang des Außenwinkels der ersten Ecke 16.1 keilförmig geschlitzt. Der Schlitz durchdringt die äußere Deckplatte und den Strukturkern der Strukturkernplatte 12. Die Strukturkernplatte 12 kann so um die verbleibende innere Deckplatte gebogen werden, so dass sich der keilförmige Schlitz auf der Außenseite öffnet. Durch die verbleibende innere Deckplatte bleibt die Strukturkernplatte 12 im Bereich der ersten Ecke 16.1 gasdicht. Die vertikal angeordneten Rahmenprofile 20, 27 sind im Bereich der ersten Ecke 16.1 auf Gehrung geschnitten.
3 zeigt das Rahmenprofil A 20 in einer Schnittdarstellung. Das Rahmenprofil A 20 ist als Strangpressprofil, vorzugsweise aus Aluminium, gefertigt. Es zeigt einen rechteckigen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel quadratischen Querschnitt auf. Innerhalb des Strangpressprofils sind zur Material- und Gewichtseinsparung Hohlräume ausgebildet.
Entlang der drei Anreihseiten 26.1, 26.2, 26.3 sind jeweils zwei beabstandet angeordnete Befestigungsabschnitte in Form von Befestigungsnuten 21 eingeformt. Die Befestigungsnuten 21 verlaufen in Richtung der Längserstreckung des Rahmenprofils A 20. Sie sind zu den jeweiligen Anreihseiten 26.1, 26.2, 26.3 geöffnet und weiten sich zum Rahmenprofil A 20 hin auf. Somit können Nutensteine 19, wie sie in den 4, 5, 7 und 8 gezeigt sind, in die Befestigungsnuten 21 eingeführt, entlang der Befestigungsnuten 21 positioniert und dort gehalten werden. Zwischen den Befestigungsnuten 21 sind Dichtungsabschnitte in Form von ersten Dichtungsaufnahmen 22 eingeformt. Die Dichtungsaufnahmen 22 sind vorzugsweise als rechteckige Ausnehmungen ausgeführt. Es sind jedoch auch andere Ausführungen, beispielsweise mit halbrundem Profil, denkbar. Die Dichtungsaufnahmen 22 dienen der Aufnahme und Positionierung der Dichtelemente 18. Ihr Querschnitt und ihre Tiefe sind vorzugsweise an die Geometrie des verwendeten Dichtelements 18 angepasst.
Entlang der Längserstreckung der Plattenanschlussseite 26.4 ist ein Plattenanschlussbereich in Form einer Plattenaufnahme 23 in das Rahmenprofil A 20 eingeformt. Die Plattenaufnahme 23 ist seitlich durch Anlageflächen 23.2 begrenzt. Zum Rahmenprofil A 20 hin ist die Plattenaufnahme 23 von einer Anschlagfläche 23.4 abgeschlossen. Im Bereich der Anlageflächen 23.2 sind Reservoirnuten 23.1, 23.3 eingeformt. Dabei sind innere Reservoirnuten 23.1 im Übergang der Anlageflächen 23.2 zu der Anschlagfläche 23.4 vorgesehen. Äußere Reservoirnuten 23.3 sind entlang der Öffnung der Plattenaufnahme 23 angeordnet. Seitlich der Plattenaufnahme 23 sind längs verlaufende Eingriffe 25 als vorzugsweise rechteckige Nuten angeordnet.
In die Plattenaufnahme 23 kann ein Plattenelement, vorzugsweise eine Strukturkernplatte 11, mit ihrer Außenkante eingesteckt werden. Die Strukturkernplatte 11 ist dabei zwischen den Anlageflächen 23.2 geführt. Um einen sicheren Halt des Rahmenprofils A 20 an dem Plattenelement zu gewährleisten und gleichzeitig eine dichte Verbindung zwischen dem Rahmenprofil A 20 und dem Plattenelement zu erreichen, sind das Rahmenprofils A 20 und das Plattenelement im Bereich der Plattenaufnahme 23 miteinander verklebt. Dazu wird Klebstoff auf die Außenkante des Plattenelements und/oder in die Plattenaufnahme 23 aufgetragen und das Plattenelement in die Plattenaufnahme 23 eingesteckt. Überschüssiger Klebstoff wird dabei in die Reservoirnuten 23.1, 23.3 verdrängt. Dadurch ist gewährleistet, dass das Plattenelement bis zur Anschlagfläche 23.4 in die Plattenaufnahme 23 eingeführt werden kann.
In den ersten Dichtungsaufnahmen 22 können in den 4 und 5 gezeigte Dichtelemente 18 positioniert und gehalten werden. Der Querschnitt der Dichtelemente 18 ist dabei vorzugsweise derart an den Querschnitt der ersten Dichtungsaufnahmen 22 angepasst, dass das Dichtungselement 18 sicher in der Dichtungsaufnahme 22 geführt ist und über die jeweilige Anreihseite 26.1, 26.2, 26.3 hinausragt.
4 zeigt die fünfte Ecke 16.5 der Reingaskabine 10 in einer Schnittdarstellung von oben. Das Rahmengestell der Reingaskabine 10 ist dabei mit Rahmenprofilen A 20 aufgebaut. Ein Rahmenprofil A 20 eines Wandelements 11 liegt mit seiner zweiten Anreihseite 26.2 an der ersten Anreihseite 26.1 eines Rahmenprofils A 20 eines weiteren Wandelements 11 an.
In die bezüglich der Reingaskabine 10 nach außen weisenden Befestigungsnuten 21 der aneinandergrenzenden Rahmenprofile A 20 sind Nutensteine 19 eingeführt. Das zweite Verbindungselement 14.2 ist mittels Senkkopfschrauben 17.1 an beiden Rahmenprofilen A 20 angeschraubt. Dazu sind die Senkkopfschrauben 17.1 durch entsprechende Bohrungen in dem ersten Verbindungselement 14.1 geführt und mit den Nutensteinen 19 verschraubt.
An der Innenseite der fünften Ecke 16.5 verbindet ein drittes Verbindungselement 14.3 die beiden Wandelemente 11. Das als Eckwinkel ausgeführte dritte Verbindungselement 14.3 ist dazu an horizontal verlaufende Rahmenprofile A 20 der Wandelemente 11 angeschraubt.
Die im Schnitt gezeigten, vertikal angeordneten Rahmenelemente A 20 sind zusätzlich über ein fünftes Verbindungselement 14.5 verbunden. Das fünfte Verbindungselement 14.5 ist mit einem der vertikal verlaufenden Rahmenprofile 20 mittels Schrauben 17.2 verschraubt. Dazu sind auch hier Nutensteine 19 in entsprechende Befestigungsnuten 21 eingeführt, in welche die Schrauben 17.2 eingeschraubt sind. Das fünfte Verbindungselement 14.5 ist endseitig abgewinkelt. Der abgewinkelte Bereich greift in den Eingriff 28 des zweiten vertikal verlaufenden Rahmenprofils A 20 ein. Dadurch sind die beiden vertikal verlaufenden Rahmenprofile A 20 auch auf der Innenseite der fünften Ecke 16.5 verbunden.
Entlang der Stoßkante zwischen der ersten Anreihseite 26.1 und der zweiten Anreihseite 26.2 der beiden aneinandergrenzenden Rahmenprofile A 20 ist ein Dichtelement 18 in die ersten Dichtaufnahmen 22 eingelegt. Das Dichtelement 18 dichtet den Spalt zwischen den beiden vertikal verlaufenden Rahmenprofilen A 20 der aneinandergrenzenden Wandelemente ab.
In die Plattenaufnahmen 23 der beiden Rahmenelemente A 20 sind Plattenelemente in Form von Strukturkernplatten 11 eingesteckt und eingeklebt, wie dies zu 3 beschrieben ist.
Durch den in 4 gezeigten Aufbau wird eine leicht zu montierende und gasdichte Eckverbindung zwischen zwei vorzugsweise vorgefertigten Wandelementen 11 ermöglicht.
5 zeigt die dritte Ecke 16.3 der Reingaskabine 10 in einer Schnittdarstellung von oben. Dabei sind zwei Wandelemente 11 in einem Winkel zueinander angeordnet und über den zweiten Eckerbinder 40 mittelbar miteinander verbunden. Die Wandelemente 11 sind mit Rahmenprofilen A 20 aufgebaut. Es können jedoch alternativ auch Rahmenprofile B 27 verwendet sein.
Der zweite Eckverbinder 40 weist zwei in einem Winkel zueinander stehende Schenkel 41.2, 41.3 auf, die über den Steg 41.1 miteinander verbunden sind. Zwischen den Schenkeln 41.2, 41.3 und dem Steg 41.1 sind Stabilisierungselemente 42 angeordnet. Die Schenkel 41.2, 41.3 sind jeweils mit der zweiten Anreihseite 26.2 der anliegenden Rahmenprofile A 20 verbunden. Dazu weisen die Schenkel 41.2, 41.3 Bohrungen auf, durch welche Schrauben 17.2 geführt sind. Die Schrauben 17.2 sind in Nutensteine 19, welche in den Befestigungsnuten 21 der zweiten Anreihseiten 26.2 gehalten sind, eingeschraubt. In den ersten Dichtungsaufnahmen 22 der zweiten Anreihseiten 26.2 sind Dichtelemente 18 eingelegt. Diese dichten den Spalt, der sich zwischen den zweiten Anreihseiten 26.2 und den Schenkeln 41.2, 41.3 ausbildet, gasdicht ab.
Durch geeignete Wahl des Winkels zwischen den beiden Schenkeln 41.2, 41.3 des zweiten Eckverbinders 40 können Wandelemente 11 in nahezu beliebigen Winkeln zueinander verbunden werden. Dabei kann durch die Breite des Stegs 41.1 der Abstand zwischen den Wandelementen 11 vorgegeben werden. Es lassen sich so Reingaskabinen 10 mit vielfältigen, an die jeweiligen Bedingungen und Anforderungen angepassten Grundrissen herstellen.
In 6 ist das Rahmenprofil B 27 in einer Schnittdarstellung gezeigt. Gleiche Profilteile wie zu 3 bei Rahmenprofil A 20 beschrieben sind dabei gleich bezeichnet.
Abweichend zum Rahmenprofil A 20 sind beim Rahmenprofil B 27 Dichtungsabschnitte in Form von zweiten Dichtungsaufnahmen 24 entlang der Kanten des Rahmenprofils B 27 auf den Anreihseiten 26.1, 26.2, 26.3 angeordnet. Die zweiten Dichtungsaufnahmen 24 sind dabei seitlich der Befestigungsnuten 21 angeordnet. Je Anreihseite 26.1, 26.2, 26.3 sind somit zwei Dichtungsaufnahmen 24 vorgesehen.
7 zeigt die zweite Ecke 16.2 der Reingaskabine 10 in einer Schnittdarstellung von oben. Dabei ist das Rahmengestell der Reingaskabine 10 mit Rahmenprofilen B 27 aufgebaut.
Der Schnitt verläuft im Bereich von oberen, horizontal verlaufenden Rahmenprofilen B 27.1, 27.2 zweier im Winkel aufeinandertreffender Wandelemente 11. Durch die auf Gehrung geschnittenen Eckbereiche der Rahmenprofile B 27 sind am Rand der jeweiligen Wandelemente 11 die Schnittflächen zweier vertikal angeordneter Rahmenprofile B 27.3, 27.4 schraffiert dargestellt zu erkennen.
Der Schnitt ist im Bereich der Befestigungsnuten 21 der horizontal verlaufenden Rahmenprofile B 27.1, 27.2 angeordnet, so dass die dort eingebrachten Nutensteine 19 im Schnitt zu sehen sind. An der Innenseite der zweiten Ecke 16.2 sind die horizontal verlaufenden Rahmenprofile B 27.1, 27.2 über das dritte Verbindungselement 14.3 miteinander verbunden. Das als Eckwinkel ausgeführte dritte Verbindungselement 14.3 ist dazu mittels Senkkopfschrauben 17.1, welche in die Nutensteine eingeschraubt sind, mit den horizontalen Rahmenprofilen B 27.1, 27.2 verbunden. Wie in 2 gezeigt sind die beiden vertikalen Rahmenprofile B 27.3, 27.4 auf der Außenseite der Reingaskabine 10 durch zweite Verbindungselemente 14.2 zusammengehalten.
Das erste vertikale Rahmenprofil B 27.3 liegt mit seiner dritten Anreihseite 26.3 an der zweiten Anreihseite 26.2 des zweiten vertikalen Rahmenprofils B 27.4 an. Zwischen den beiden Anreihseiten 26.2, 26.3 sind in den zweiten Dichtungsaufnahmen 24 Dichtelemente 18 angeordnet. Diese dichten den Spalt zwischen den beiden Anreihseiten 26.2, 26.3 entlang beider Kanten der aneinandergrenzenden Rahmenprofile 27.3, 27.4 ab.
Das Rahmenprofil B 27 bietet den Vorteil, dass der Spalt zwischen den aneinandergrenzenden Stoßflächen mittels zwei Dichtelementen 18 abgedichtet wird. Dadurch wird eine verbesserte Dichtwirkung und eine erhöhte Sicherheit, dass kein Gas in die oder aus der Reingaskabine 10 gelangt, erreicht.
8 zeigt die vierte Ecke 16.4 der Reingaskabine 10 in einer Schnittdarstellung von oben. Entlang der vierten Ecke 16.4 sind zwei Wandelemente 11, im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Seitenwandelemente, mittelbar über den ersten Eckverbinder 30 miteinander verbunden. Die Wandelemente 11 sind dabei mit Rahmenprofilen B 27 aufgebaut. Wie in 7 verläuft die Schnittkante der Darstellung entlang der Befestigungsnuten 21 zweier horizontal verlaufender oberer Rahmenprofile B 27.5, 27.6 der Wandelemente 11. Die vertikal verlaufenden Rahmenprofile 27.7, 27.8 sind auf Grund des Gehrungsschnittes der Rahmenprofile 27 in den Eckbereichen der Wandelemente 11 nur am Rand der Wandelemente 11 zu sehen und schraffiert gekennzeichnet.
Die Wandelemente 11 liegen mit jeweils der zweiten Anreihseite 26.2 der vertikalen Rahmenprofile 27.7, 27.8 an den Schenkeln 31.1, 31.2 des ersten Eckverbinders 30 an. In die bezüglich der Reingaskabine 10 äußeren Befestigungsnuten 21 der zweiten Anreihseiten 26.2 sind über die Länge der vertikalen Rahmenprofile 27.7, 27.8 verteilt Nutensteine 19 eingeführt. Die Schenkel 31.1, 31.2 sind mittels Schrauben 17.2 an diesen Nutensteinen 19 angeschraubt. In die zweiten Dichtungsaufnahmen 24 der zweiten Anreihseiten 26.2 sind Dichtelemente 18 eingelegt. Diese sind zwischen den zweiten Anreihseiten 26.2 und den Schenkeln 31.1, 31.2 des ersten Eckverbinders 30 verklemmt. Dadurch sind die Stoßfugen zwischen den zweiten Anreihseiten 26.2 und den Schenkeln 31.1, 31.2 beidseitig abgedichtet. Die Schenkel 31.1, 31.2 selbst sind über eine Biegung miteinander verbunden, so dass auch der erste Eckverbinder 30 in sich gasdicht ausgeführt ist. Der Winkel zwischen den Schenkeln 31.1, 31.2 kann durch entsprechende Ausführung der Biegung vorgegeben werden. Somit können mit solchen ersten Eckverbindern 30 Wandelemente, insbesondere Seitenwandelemente 11, in nahezu beliebigen Winkeln zueinander gasdicht verbunden werden. Wie der in 5 gezeigte zweite Eckverbinder 40 kann auch der erste Eckverbinder 30 mit beiden Rahmenprofilen A, B 20, 27 kombiniert werden.
Im Gegensatz zu dem in 5 gezeigten zweiten Eckverbinder 40 stoßen bei dem ersten Eckverbinder 30 die beiden vertikalen Rahmenprofile B 27.7, 27.8 auf der Innenseite der vierten Ecke 16.4 nahezu aneinander. Die beiden vertikalen Rahmenprofile B 27.7, 27.8 können so über in 2 gezeigte vierte Verbindungselemente 14.4 direkt miteinander verbunden werden. Die vierten Verbindungselemente 14.4 sind dabei entsprechend dem Winkel der vierten Ecke 16.4 gebogen.
9 zeigt eine Verbindung zweier übereinander angeordneter Wandelemente 11. Die Wandelemente 11 sind aus Plattenelementen, vorzugsweise Strukturkernplatten 11, aufgebaut, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel umlaufend von Rahmenprofilen B 27 eingefasst sind. Alternativ können auch Rahmenprofile A 20 vorgesehen sein. Die Ecken der Rahmenprofile B 27 sind auf Gehrung geschnitten und aneinandergefügt. Dazu sind die an einer Ecke des Seitenwandelementes 11 aneinanderstoßenden Rahmenprofile B 27 mittels erster Verbindungselemente 14.1 verbunden. Die ersten Verbindungselemente 14.1 sind als gelochte, eben verlaufende und plattenförmige Bauteile ausgeführt. Sie zeigen eine winklige Grundfläche, so dass sie an beiden Rahmenprofilen B 27 anliegen. Die Löcher sind entlang der Befestigungsnuten 21 angeordnet. In die Befestigungsnuten 21 sind verdeckt gegenüberliegend zu den Löchern angeordnete Nutensteine 19 eingeführt. Die ersten Verbindungselemente 14.1 sind mittels Senkkopfschrauben 17.1 mit diesen Nutensteinen 19 verbunden. Dadurch wird eine stabile und belastbare Eckverbindung zwischen den Rahmenprofilen B 27 der Wandelemente 11 erreicht.
Die Wandelemente 11 sind untereinander mittels zweiter Verbindungselemente 14.2 verbunden, von denen im dargestellten Ausschnitt nur eines gezeigt ist. Auch die zweiten Verbindungselemente 14.2 sind als gelochte, plattenförmige Bauteile ausgeführt. Sie sind über Senkkopfschrauben 17.1 mit beiden aneinandergrenzenden Rahmenprofilen B 27 verbunden. Die Löcher in den Verbindungselementen 14.2 sind so gewählt, dass sie gegenüber den Befestigungsnuten 21 liegen, so dass die Senkkopfschrauben 17.1 mit eingeführten Nutensteinen 19 verschraubt werden können. Der Abstand zwischen den inneren Löchern ist dabei so gewählt, dass die aneinandergrenzenden Rahmenprofile B 27 fest zusammengezogen sind und mit ihren zweiten Anreihseiten 262 direkt aneinander liegen.
Vorteilhaft sind die ersten und die zweiten Verbindungselemente 14.1, 142 sowohl zum Innenraum wie auch zur Außenseite der Reingaskabine 10 angeordnet. Dadurch wird ein stabiler Verbund der Rahmenprofile B 27 und damit ein stabil aufgebautes Rahmengestell der Reingaskabine 10 erreicht. Durch die gasdichte Verklebung der Plattenelemente (Strukturkernplatte 11) mit den Rahmenprofilen B 27 und den verdeckt angeordneten Dichtelementen 18 zwischen den Rahmenprofilen B 27 wird eine gasdichte Außenwand der Reingaskabine 10 erhalten.
10 zeigt die fünfte Ecke 16.5 der Reingaskabine 10 in einer perspektivischen Darstellung. An der fünften Ecke 16.5 treffen zwei Wandelemente 11 in einem Winkel aufeinander. Die Wandelemente 11 sind mit Rahmenprofilen B 27 aufgebaut, alternativ können aber auch Rahmenprofile A 20 vorgesehen sein. Zwei vertikal angeordnete Rahmenprofile B 27 liegen mit ihrer ersten und zweiten Anreihseite 26.1, 26.2 aneinander an. Die oberen, horizontal verlaufenden Rahmenprofile B 27 der Wandelemente 11 treffen in einem Winkel aufeinander. Auf der Innenseite der fünften Ecke 16.5 sind die beiden Wandelemente 11 mittels eines als Eckwinkel ausgeführten dritten Verbindungselemente 14.3 miteinander verbunden. Das dritte Verbindungselemente 14.3 ist dazu in der beschriebenen Art mittels Senkkopfschrauben 17.1 an die vertikal verlaufenden oberen Rahmenprofile B 27 angeschraubt.
Zur Herstellung einer Reingaskabine 10, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, werden zunächst die Plattenelemente, die Rahmenprofile 20, 27 und die Eckverbinder 30, 40 zugeschnitten. Die Rahmenprofile 20, 27 werden dabei auf Gehrung geschnitten. Anschließend wird Klebstoff in der Plattenaufnahme 23 oder auf die Kanten eines jeweiligen Plattenelements aufgetragen. Anschließend werden die Rahmenprofile 20, 27 mit ihren Plattenaufnahmen auf die Kanten des jeweiligen Plattenelements aufgesteckt. Die auf Gehrung geschnittenen Rahmenprofile 20, 27 bilden so einen das Plattenelement umlaufenden Rahmen, der gasdicht mit dem Plattenelement verbunden ist. Die so vorgefertigten Wandelemente 11 werden am Aufstellungsort der Reingaskabine mittels der Verbindungselemente 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5 verbunden. Dazu werden zunächst der Boden 13, anschließend die Seitenwände und zuletzt der Deckel montiert. Vor der Montage eines Wandelements 11 werden an den Anreihseiten 26.1, 26.2, 26.3, welche an einem weiteren Bauelemente der Reingaskabine 10 anliegen, das oder die Dichtelemente 18 in die Dichtungsaufnahmen 22, 24 eingelegt.
Durch die dargestellten, von Rahmenprofilen 20, 27 eingefassten und in sich gasdichten Wandelemente 11 können Reingaskabinen 10 schnell und mit geringem Montageaufwand vor Ort aufgebaut werden. Die Verbindungselemente 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5 ermöglichen dabei einen sicheren Verbund zwischen den Rahmenprofilen 20, 27, so dass ein belastbares Rahmengestell der Reingaskabine 10 erhalten wird. Dabei dichten die Dichtelemente 18 die Wandelemente 11 gegeneinander oder gegenüber weiteren angrenzenden Bauelementen ab. Durch Verwendung von Eckverbindern 30, 40 können Wandelemente 11 in unterschiedlichen Winkeln aneinander gefügt werden, so dass der Grundriss der Reingaskabine 10 optimal an die jeweilige Einsatzsituation angepasst werden kann. Durch die Verwendung von Strukturkernplatten 12, insbesondere Aluminium-Wabenkernplatten, als Plattenelemente wird ein leichter und dennoch belastbarer und gasdichter Aufbau der Reingaskabine erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Reinraumtechnik”, 3. aktualisierte u. erw. Aufl., Springer, S. 202–207 [0004]

Claims

Rahmenprofil (20, 27) eines Rahmengestells einer Reingaskabine (10), dadurch gekennzeichnet, dass an Anreihseiten (26.1, 26.2, 26.3) des Rahmenprofils (20, 27) Befestigungsabschnitte angeordnet sind, dass an zumindest einer der Anreihseiten (26.1, 26.2, 26.3) jeweils zumindest ein längs gerichteter Dichtungsabschnitt zur Aufnahme von Dichtelementen (18) angeordnet ist und dass an einer Plattenanschlussseite (26.4) ein längs gerichteter Plattenanschlussbereich (23) zur abgedichteten Aufnahme eines Plattenelements angeordnet ist.
Rahmenprofil (20, 27) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Dichtungsabschnitt zwischen zwei auf einer Anreihseite (26.1, 26.2, 26.3) angeordneten Befestigungsabschnitten angeordnet ist.
Rahmenprofil (20, 27) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Dichtungsabschnitt seitlich eines Befestigungsabschnitts und entlang einer Kante der Anreihseite (26.1, 26.2, 26.3) angeordnet ist.
Rahmenprofil (20, 27) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsabschnitte durch zum Rahmenprofil (20, 27) längs gerichtete Befestigungsnuten (21) oder durch Reihen von Befestigungselementen gebildet sind.
Rahmenprofil (20, 27) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenanschlussbereich als Plattenaufnahme (23) ausgebildet ist, dass in der Plattenaufnahme (23) gegenüberliegende Anlageflächen (23.2) angeordnet sind und dass im Bereich zumindest einer der Anlageflächen (23.2) Reservoirnuten (23.1, 23.3) zur Aufnahme von Klebstoff angeordnet sind.
Rahmenprofil (20, 27) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Dichtungsabschnitt als Dichtungsaufnahme (22, 24, 25) ausgeführt ist und/oder dass die Dichtungsaufnahme (22, 24, 25) einen halbrunden oder einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Wandelement (11) einer Reingaskabine (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (11) zumindest aus einem Plattenelement mit daran umlaufend gasdicht verbundenen Rahmenprofilen (20, 27) gebildet ist, dass an Anreihseiten (26.1, 26.2, 26.3) der Rahmenprofile (20, 27) Befestigungsabschnitte angeordnet sind, dass an zumindest einer der Anreihseiten (26.1, 26.2, 26.3) jeweils zumindest ein längs gerichteter Dichtungsabschnitt zur Aufnahme von Dichtelementen (18) angeordnet ist und dass an einer Plattenanschlussseite (26.4) ein längs gerichteter Plattenanschlussbereich zur abgedichteten Aufnahme des Plattenelements angeordnet ist.
Wandelement (11) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenelement als Strukturkernplatte (12), insbesondere als Aluminium-Wabenkernplatte, ausgebildet ist.
Wandelement (11) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenelement mit seinen Außenkanten in die als Plattenaufnahmen (23) ausgeführten Plattenanschlussbereiche der umlaufend angeordneten Rahmenprofile (20, 27) eingesteckt und mit diesen verklebt ist.
Wandelement (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 mit einem Rahmenprofil (20, 27) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Rahmengestell für eine Reingaskabine (10) mit Rahmenprofilen (20, 27), dadurch gekennzeichnet, dass an den Rahmenprofilen (20, 27) jeweils eine Plattenanschlussseite (26.4) mit einem Plattenanschlussbereich zur gasdichten Verbindung mit einem Plattenelement angeordnet ist, dass an den Rahmenprofilen (20, 27) jeweils zumindest eine Anreihseite (26.1, 26.2, 26.3) mit zumindest einem längs gerichteten Dichtungsabschnitt (22, 24, 25) zur Aufnahme von Dichtelementen (18) angeordnet ist, dass mehrere Rahmenprofile (20, 27) an den Plattenanschlussseiten (26.4) umlaufend zu den Plattenelementen angeordnet und mit diesen gasdicht verbunden sind und dass zumindest eines der Rahmenprofile (20, 27) mit seiner Anreihseite (26.1, 26.2, 26.3) mit der Anreihseite (26.1, 26.2, 26.3) eines weiteren Rahmenprofils (20, 27) gasdicht verbunden ist und/oder dass zumindest eines der Rahmenprofile (20, 27) mit der Anreihseite (26.1, 26.2, 26.3) mit einem Verbindungsprofil, insbesondere mit einem Eckverbinder (30, 40) und/oder mit einer Oberfläche eines weiteren Plattenelements gasdicht verbunden ist.
Rahmengestell nach 11, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Anreihseite (26.1, 26.2, 26.3) des Rahmenprofils (20, 27) Befestigungsabschnitte angeordnet sind, dass aneinandergrenzende Rahmenprofile (20, 27) über Verbindungselemente (14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5) miteinander verbunden sind und dass die Verbindungselemente (14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5) mittels Befestigungselementen an den Befestigungsabschnitten der Rahmenprofile (20, 27) befestigt sind.
Rahmengestell nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eckverbinder (30, 40) zumindest zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Schenkel (31.1, 31.2, 41.2, 41.3) aufweist, dass jeder Schenkel (31.1, 31.2, 41.2, 41.3) an einer Anreihseite (26.1, 26.2, 26.3) eines Rahmenprofils (20, 27) anliegt und mit diesem über Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben (17.2), verbunden ist.
Rahmengestell nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (31.1, 31.2, 41.2, 41.3) des Eckverbinders (30) unmittelbar mittels einer Biegung ineinander übergehen oder dass die Schenkel (31.1, 31.2, 41.2, 41.3) mittels eines Stegs (41.1) verbunden sind und/oder dass die Schenkel (31.1, 31.2, 41.2, 41.3) mittels zumindest einem Stabilisierungselement (42) verbunden sind.
Rahmengestell nach einem der Ansprüche 11 bis 14 mit einem Rahmenprofil (20, 27) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.