DE102021129283A1

DE102021129283A1 - Anlage zur Behandlung von Werkstücken

Info

Publication number: DE102021129283A1
Application number: DE102021129283.2A
Authority: DE
Inventors: Florian Schäffner; Armin Silcher; Herbert WITUSCHEK
Original assignee: Mafu Robotics GmbH
Current assignee: Mafu Robotics GmbH
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2023-05-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Behandlung von Werkstücken A beziehungsweise eine Anordnung aus mehreren derartigen Anlagen.Die erfindungsgemäße Anlage zur Behandlung von Werkstücken A zeigt ein Gehäuse, welches einen Behandlungsraum B begrenzt, in dem eine kontrollierte Atmosphäre vorliegt, mit einer gasdichten Hülle 1, die die kontrollierte Atmosphäre von der außerhalb der Hülle 1 vorliegenden Atmosphäre trennt. Die Anlage zur Behandlung von Werkstücken A weist ein Fördersystem auf, durch welches Werkstücke in einem Behandlungsraum B förderbar sind, sowie wenigstens ein Koppelmittel 10, das mit wenigstens einer Koppeleinheit 20 des Fördersystems gekoppelt ist. Die Koppelmittel 10 und die Koppeleinheiten 20 sind durch die gasdichte Hülle 1 hindurch berührungslos miteinander gekoppelt.Dabei sind die Koppelmittel 10 als elektromagnetische Statoren 11 außerhalb der gasdichten Hülle 1 ausgebildet. Das Fördersystem weist wenigstens einen Träger 30 auf, der wenigstens einen Permanentmagneten 21 als Koppeleinheit 20 aufweist, und durch den Werkstücke in dem Behandlungsraum B förderbar sind. Durch das Zusammenwirken der Koppelmittel 10 und der Koppeleinheiten 20 ist der Träger 30 berührungslos zur Hülle 1 in der Schwebe haltbar und in dem Behandlungsraum B förderbar.Die Erfindung zeichnet sich durch eine besondere Betriebssicherheit und eine hohe Produktsicherheit aus.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Behandlung von Werkstücken und eine Anordnung aus mehreren derartigen Anlagen.
STAND DER TECHNIK
Aus der DE 10 2011 116 136 A1 ist eine Anlage zur Behandlung von Substraten für photovoltaische Dünnschichtzellen bekannt, die in einem Behandlungsraum mit kontrollierter Atmosphäre bearbeitet werden. Der Behandlungsraum ist gasdicht umschlossen. Die Anlage enthält ein Fördersystem mit rotierenden Wellen, die die Dünnschichtzellen durch Rotation im Innern des Behandlungsraums fördern. Der Antrieb, also die Rotationsbewegung der Wellen, wird kontaktlos über Koppelelemente von einer außerhalb des Behandlungsraums befindlichen Welle auf die Wellen im Inneren des Behandlungsraums übertragen. Diese Anlage erweist sich als funktionsfähig, aber zeigt Schwächen in der Betriebssicherheit und Beschädigungen der Dünnschichtzellen durch die Erzeugung von Abrieb durch die zum Transport rotierenden Wellen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Anlage zur Behandlung von Werkstücken beziehungsweise eine Anordnung aus mehreren derartigen Anlagen anzugeben. Diese soll sich durch eine besondere Betriebssicherheit und eine hohe Produktsicherheit auszeichnen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Anlage zur Behandlung von Werkstücken gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Anlage zur Behandlung von Werkstücken, ist mit

a) einem Gehäuse, welches einen Behandlungsraum begrenzt, in dem eine kontrollierte Atmosphäre vorliegt, und eine gasdichte Hülle umfasst, welche die kontrollierte Atmosphäre von der außerhalb der Hülle vorliegenden Atmosphäre trennt,
b) einem Fördersystem, durch welches Werkstücke in dem Behandlungsraum förderbar sind und mit
c) wenigstens einem Koppelmittel, das mit wenigstens einer Koppeleinheit des Fördersystems gekoppelt ist, versehen.

Dabei ist

d) die gasdichte Hülle zwischen dem oder den Koppelmitteln und der oder den Koppeleinheiten vorhanden und diese sind durch die gasdichte Hülle hindurch berührungslos miteinander gekoppelt.

Weiterhin sind

e) das oder die Koppelmittel als elektromagnetische Statoren außerhalb der gasdichten Hülle ausgebildet,
f) das Fördersystem weist wenigstens einen Träger auf,
g) mittels des Trägers sind Werkstücke in dem Behandlungsraum förderbar,
h) der Träger weist wenigstens einen Permanentmagneten als Koppeleinheit auf und
i) der Träger ist durch das Zusammenwirken des wenigstens einen Koppelmittels und der wenigstens einen mit dem Träger verbundenen Koppeleinheit berührungslos zur Hülle in der Schwebe haltbar und in dem Behandlungsraum förderbar.

Dabei ist der Behandlungsraum dafür vorgesehen, dass er dafür geeignet ist, ein Vakuum mithilfe der Hülle zu bewahren beziehungsweise alternativ oder ergänzend auch eine Schutzgasatmosphäre zu ermöglichen. Als Werkstücke haben sich alle möglichen Produkte oder Zwischenprodukte als geeignet erwiesen, die im Rahmen einer Umgebung mit derartig kontrollierter Atmosphäre zu bearbeiten und damit zu behandeln sind. Insbesondere für die Behandlung von Halbleiter-, Sensor- und Optiksubstraten ist diese Anlage besonders geeignet.
Durch das Vorsehen eines derartigen Trägers, der geeignet ist, das zu behandelnde Werkstück, statisch sicher aufzunehmen und dieses schwebend in beziehungsweise durch den Behandlungsraum zu fördern, gelingt es, einen sehr sicheren und sehr beschädigungsarmen Transport und damit Förderung des zu behandelnden Werkstückes zu gewährleisten.
Durch die Ausbildung des Fördersystems einerseits mit einem oder mehreren als Permanentmagnete ausgebildeten magnetischen Koppeleinheiten an oder im Träger und andererseits mit einem oder mehreren als elektromagnetische Statoren außerhalb der gasdichten Hülle angeordneten Koppelmitteln, die so zusammenwirken, dass der Träger berührungslos zu der Hülle in der Schwebe haltbar und in dem Behandlungsraum förderbar ist, gelingt es, einerseits den Träger ohne Kabel und Steuerleitungen auszubilden, die Handhabung des Trägers zur Förderung des Werkstückes zu vereinfachen und die Förderung für das Werkstück sehr schädigungsarm zu gestalten und andererseits das Risiko für eine Schädigung der gasdichten Hülle und damit für eine Störung der Anlage beispielsweise durch Leckagen gering zu halten und dadurch eine ausgesprochen sichere Anlage für die Behandlung von Werkstücken in einer kontrollierten Sphäre zu schaffen.
Dies wird unter anderem dadurch erreicht, dass eine geschlossene gasdichte Hülle vorgesehen ist, die zwischen der beziehungsweise den Koppeleinheiten und dem oder den Koppelmitteln ausgebildet ist. Die als elektromagnetische Statoren ausgebildeten Koppelmittel werden so angesteuert, dass der wenigstens eine Träger in dem Behandlungsraum in der Schwebe gehalten wird, wobei dies unabhängig von dem auf dem Träger angeordneten oder nicht angeordneten Werkstück ist. Entsprechendes gilt für die Förderung des wenigstens einen Trägers, wobei die Förderung vor allem in lateraler Richtung erfolgt. Dies wird bevorzugt durch einen entsprechenden Sensor- und Regelkreis für die Ansteuerung der Koppelmittel gewährleistet.
Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, dass der wenigstens eine Träger eine Tragstruktur mit wenigstens einem mit Stegen umschlossenen Aufnahmeraum für wenigstens einen Permanentmagneten aufweist. Dabei ist dieser Aufnahmeraum bevorzugt dem wenigstens einen Koppelmittel zugewandt ausgebildet. Durch diese Ausbildung des Trägers gelingt es, einen sehr steifen Träger und dabei eine sichere und stabile Transportmöglichkeit für das zu bearbeitende Werkstück zu schaffen, denn die Tragstruktur mit den Stegen sorgt für die ausgeprägte Steifigkeit des Trägers und nimmt die wenigstens eine als Permanentmagnet ausgebildete Koppeleinheit sicher auf und ermöglicht dadurch ein verlässliches Schweben und Fördern des Trägers beziehungsweise des Werkstücks. Durch die Orientierung des Aufnahmeraums im Träger in Richtung der wenigstens einen Koppeleinheit gelingt es, eine sehr effiziente Steuerung des Schwebens und des Förderns zu ermöglichen, da einerseits der Abstand und andererseits die Menge an möglichen störenden Gegenständen zwischen den Koppelelementen des Fördersystems begrenzt wird.
Darüber hinaus hat es sich besonders bewährt, die Anlage so weiterzubilden, dass der wenigstens eine Träger eine Tragstruktur aus Leichtmetall zeigt, die insbesondere als Frästeil und/oder aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung gebildet ist. Dadurch gelingt es, bei geringem Gewicht des Trägers ein störendes Ausgasen und damit eine negative Beeinflussung der kontrollierten Atmosphäre insbesondere des Vakuums zu vermeiden und dadurch die Betriebssicherheit der Anlage besonders zu gewährleisten. Dabei wird dies insbesondere durch diese Ausbildung der Tragstruktur ohne Kunststoffe ausschließlich aus Metall, insbesondere aus Leichtmetallen sichergestellt.
Ergänzend hat es sich besonders bewährt, die Anlage mit dem wenigstens einen Träger so weiterzubilden, dass er eine Tragstruktur mit einer dem wenigstens einen Koppelmittel abgewandt ausgebildeten Oberfläche zeigt, welche eben und geschlossen ausgebildet ist. Dadurch gelingt es, das Werkstück auf eine definierte Oberfläche des Trägers abzulegen und damit möglichst schädigungsfrei zu fördern, ohne dass die Koppelelemente in ihrer Wirkung beeinträchtigt werden. Damit ist eine besonders sichere und verlässliche Förderung des Werkstücks gewährleistet.
Als besonders bevorzugte Weiterbildung hat sich eine Anlage gezeigt, bei welcher der oder die Permanentmagnete in dem wenigstens einen Aufnahmeraum mittels eines vakuumgeeigneten Klebers eingeklebt sind. Dabei ist einerseits gewährleistet, dass durch den Kleber eine sichere Verbindung zwischen der Tragstruktur mit dem Aufnahmeraum und dem oder den als Permanentmagneten ausgebildeten Koppelmitteln erreicht ist, die bevorzugt einerseits so gewählt ist, dass sie mit wenig Materialeinsatz und damit geringer Materialstärke verwendet wird und andererseits kein oder nur sehr geringes Ausgasen im Vakuum zeigt. Dadurch gelingt es, insbesondere das Gewicht des Trägers gering zu halten und die Sicherheit bei der Förderung hochzuhalten.
Daneben hat es sich auch bewährt, die Anlage zur Behandlung von Werkstücken so weiterzubilden, dass die gasdichte Hülle einen Boden aufweist, der die Koppelmittel von dem Behandlungsraum mit Träger trennt und im Bereich der Koppelmittel aus Edelstahl oder Aluminium ausgebildet ist. Dadurch gelingt es in besonderer Weise, den Boden als Teil der gasdichten Hülle besonders gasdicht auszugestalten. Dabei hat es sich als besonders bevorzugt erwiesen, den Edelstahl oder das Aluminium im Bereich der Koppelmittel mit einer Wandstärke von etwa 0,5 mm oder weniger auszubilden. Dadurch gelingt es, den Abstand und den Einfluss des Bodens auf das Magnetfeld zwischen den Koppelelementen des Fördersystems und damit auf den Träger zur Förderung des zu behandelnden Werkstücks zu beschränken und dadurch ein sehr effizientes Fördersystem für die Anlage mit gasdichter Hülle zu schaffen.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Anlage zeigt die Möglichkeit, dass der Boden aus Edelstahl oder Aluminium im Bereich des oder der Koppelmittel die Koppelmittel U-förmig umschließt und die Koppelmittel zumindest teilweise aufnimmt. Dadurch wird es möglich, dass die Koppelmittel von dem Edelstahl oder Aluminium mechanisch stabil U-förmig umfasst werden und dadurch die Koppelmittel mit dem Edelstahl oder Aluminium des Bodens eine Einheit bilden und dadurch mechanisch robust und zudem nahe zur gasdichten Hülle respektive dem Boden angeordnet und gasdicht ausgebildet sind.
Dabei hat es sich als bevorzugte Weiterbildung der Anlage bewährt, das oder die Koppelmittel und den Boden aus Edelstahl oder Aluminium im Bereich des oder der Koppelmittel flächig miteinander zu verbinden. Gerade wenn der Boden aus Edelstahl oder Aluminium das oder die Koppelmittel U-förmig umschließt, ist eine solche Verbindung besonders mechanisch robust und zeigt die vorgenannten Vorteile im besonderen Maße. Neben der mechanischen Fixierung des oder der Koppelmittel durch Verschrauben, Einfassen oder Verklemmen hat es sich im besonderen Maße bewährt, die flächige Verbindung durch Verklebung zu realisieren. Dabei wird bevorzugt ein niederviskoser Kleber verwendet, mit dem es möglich ist, eine gewünschte Schichtdicke des Klebers im Bereich von 0,1 mm oder darunter zwischen dem Boden aus Edelstahl oder Aluminium und dem oder den Koppelmitteln, die als elektromagnetische Statoren ausgebildet sind, zu realisieren und dadurch bei geringem Abstand zum Behandlungsraum die große Last durch die Temperaturänderungen des oder der Statoren im Betrieb auszuhalten beziehungsweise die Last durch den Differenzdruck zwischen der kontrollierten Atmosphäre im Behandlungsraum und dem Außenraum in Verbindung mit dem Boden mechanisch auszuhalten.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Anlage zur Behandlung von Werkstücken mit mehreren Koppelmitteln versehen, die rasterartig auf einer Seite der gasdichten Hülle mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Hülle im Bereich zwischen benachbarten Koppelmitteln zusätzliche Versteifungen aufweist. Durch die Versteifungen, die regelmäßig als Stege, insbesondere als sich über die Länge der Koppelmittel erstreckende Stege, ausgebildet sind, gelingt es, die Stabilität der Hülle im Bereich der Koppelmittel, die einerseits den Differenzdruck zwischen der kontrollierten Atmosphäre im Behandlungsraum zu der Außenatmosphäre mechanisch kompensieren müssen aber auch die Kräfte der Koppelelemente bei der Förderung des Trägers mit dem oder den Werkstücken kompensieren müssen, aufzunehmen und eine Schädigung insbesondere eine Leckage der Hülle in diesem Bereich zu verhindern.
Dabei hat es sich besonders bewährt, mehrere insbesondere alle Versteifungen durch wenigstens einen gemeinsamen und steifen Rahmen insbesondere einen einstückigen Rahmen zu realisieren, der mit der gasdichten Hülle im Bereich der Koppelmittel fest verbunden ist und eine gemeinsame feste Struktur bildet, die insbesondere geeignet ist, die Koppelmittel, die in den Lücken zwischen den Versteifungen angeordnet sind, aufzunehmen und mechanisch so zu tragen, dass diese stabil in dem steifen Rahmen und damit an der gasdichten Hülle fixiert sind. Dadurch gelingt es, die Stabilität und damit die Sicherheit des Betriebes der Fördervorrichtung der Anlage im besonderen Maße zu gewährleisten.
Dabei hat es sich besonders bewährt, die Anlage zur Behandlung von Werkstücken so weiterzubilden, dass die Versteifungen mit dem Boden und/oder der restlichen Hülle verschraubt sind. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen, bei Bedarf die Anlage im Bereich der Koppelmittel zu zerlegen und zu reparieren. Es hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen, den Boden mehrteilig mit Edelstahl- oder Aluminiumbereichen und Verbindungsstücken zwischen den Edelstahl- oder Aluminiumbereichen auszubilden und zumindest einen Teil der Versteifungen mit Verbindungsstücken so zu verschrauben, dass dadurch die benachbarten Edelstahl- oder Aluminiumbereiche klemmend und dichtend verbunden werden. Mithin wird bevorzugt ein steifer Rahmen aus mehreren Stegen mit Schrauben auf die Unterseite des Bodens der gasdichten Hülle gesetzt, wobei die Schrauben durch den steifen Rahmen in die Verbindungsstücke eingeschraubt werden und dadurch die Edelstahl- oder Aluminiumbereiche klemmend und dichtend miteinander und gegeneinander verbinden. Die Edelstahl- oder Aluminiumbereiche und die Verbindungsstücke bilden gemeinsam den Innenbereich, insbesondere den Boden der gasdichten Hülle.
Diese klemmende und dichtende Verbindung mithilfe der Schrauben zwischen den Edelstahl- oder Aluminiumbereichen und den Verbindungsstücken wird durch die fakultative und bevorzugte Ausbildung des Randes der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche als Kragen, der sich vorzugsweise an die U-förmigen Enden der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche anschließt, besonders vorteilhaft ermöglicht.
Alternativ oder ergänzend kann eine entsprechende klemmende und dichtende Verbindung mithilfe von Schrauben zwischen den Edelstahl- oder Aluminiumbereichen und dem steifen Rahmen oder den Versteifungen erfolgen, was durch die fakultative und bevorzugte Ausbildung des Randes der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche als Kragen besonders vorteilhaft möglich ist.
Der umlaufende Kragen bildet dabei eine ausgeprägt große Dichtfläche zu dem Rahmen oder den Versteifungen beziehungsweise zu den Verbindungsstücken, zwischen welche der oder die Kragen eingeschraubt und damit dichtend fixiert angeordnet sind. Werden die Schrauben, die gleichmäßig über den Rahmen beziehungsweise über die Versteifungen verteilt sind, fest angezogen, so wird durch die dadurch bewirkte Verklemmung eine verlässliche Dichtwirkung erreicht. Dadurch ist einerseits ein hohes Maß an Sicherheit für den Betrieb der Anlage mit dem Behandlungsraum mit seiner speziellen, kontrollierten Atmosphäre insbesondere mit dem Vakuum erreicht und andererseits die Möglichkeit geschaffen, den Bereich mit den Koppelmitteln bei Bedarf zu zerlegen, zu überprüfen, zu warten und gegebenenfalls zu reparieren und dadurch die Betriebssicherheit weiter zu erhöhen.
Darüber hinaus hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Anlage zur Behandlung von Werkstücken so weiterzubilden, dass die Oberfläche des Bodens plan ausgebildet ist. Durch diese plane Struktur ist eine sehr vorteilhafte und sichere Reinigung des Bodens beziehungsweise eine vorteilhafte und sichere Lagerung des zu bearbeitenden Werkstücks auf dem Träger gegeben und dadurch das Risiko einer Beschädigung des Werkstücks reduziert. Gerade bei einer mehrteiligen Ausbildung der gasdichten Hülle beziehungsweise des gasdichten Bodens mit Verbindungsstücken wird dies dadurch erreicht, dass die Höhe der Verbindungsstücke beziehungsweise deren Kontur so gewählt ist, dass sie zusammen mit den anderen Komponenten eine plane und insbesondere konturlose also lückenlose Oberfläche zum Behandlungsraum bilden.
Eine Weiterbildung der Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass im Bereich von Dichtflächen zwischen den Bestandteilen der gasdichten Hülle O-Ring-Dichtungen vorgesehen sind. Insbesondere sind diese O-Ring-Dichtungen im Bereich der Verschraubungen der verschiedenen Bestandteile vorgesehen. Das Vorsehen von O-Ring-Dichtungen aus einem elastischen Material, das vorzugsweise so gewählt ist, dass es vakuumgeeignet ist und damit in einem Vakuum nicht oder nur in geringem Umfang ausgast oder Gas transmittierenden lässt, ermöglicht es, die Dichtwirkung auf sehr verlässliche Weise durch unterschiedliche Anpressdrucke im Bereich der Dichtflächen einzustellen und zu gewährleisten.
Als besonders nützlich hat sich eine Weiterbildung der Anlage zur Behandlung von Werkstücken erwiesen, die wenigstens einen durchgehenden Spalt zwischen der Dichtfläche zwischen Bestandteilen der gasdichten Hülle und dem Behandlungsraum zeigt. Dadurch gelingt es, unerwünschte Gasvolumen aus der Anlage fernzuhalten, die in den Behandlungsraum gelangen können und die kontrollierte Atmosphäre darin beeinträchtigen oder zerstören können. Durch das Vorsehen dieses zum Behandlungsraum offenen Spaltes wird sichergestellt, dass das Volumen des Spaltes sicher und verlässlich den Bedingungen des übrigen Behandlungsraums unterworfen wird. Dabei ist der durchgehende Spalt insbesondere durch unterschiedliche Kurvenradien der Oberflächen der angrenzenden Bestandteile gebildet. Diese bevorzugte Variante ermöglicht auf einfache und sichere Weise einen durchgängigen Spalt zwischen dem Behandlungsraum und der Dichtfläche und damit die gewünschten, sicheren Betriebsbedingungen.
Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Anlage zur Behandlung von Werkstücken ist die gasdichte Hülle mit wenigstens einem Entgasungsventil und/oder mit wenigstens einer Schleuse zur Zuführung oder Entnahme von Werkstücken versehen. Durch das Vorsehen wenigstens eines Entgasungsventils in der gasdichten Hülle wird auf einfache Weise die Möglichkeit geschaffen, den Behandlungsraum bei Bedarf zu entgasen und dies dadurch im Fall eines Unterdrucks oder eines Vakuums als kontrollierte Atmosphäre für die Behandlung des Werkstücks bei der Inbetriebnahme oder auch zu einem späteren Zeitpunkt sicherzustellen und dadurch auf einfache Weise die Betriebsfähigkeit der Anlage zur Behandlung von Werkstücken zu gewährleisten beziehungsweise fortwährend zu gewährleisten, falls durch eine Störung der Bedarf eines weiteren Entgasens notwendig ist. Durch das ergänzende oder alternative Vorsehen wenigstens einer Schleuse zur Zuführung oder Entnahme von Werkstücken aus dem Behandlungsraum der Anlage wird der Aufwand zur Sicherstellung der kontrollierten Atmosphäre als Voraussetzung für den erfolgreichen Betrieb der Anlage erheblich vereinfacht und insbesondere zeitlich beschleunigt. Dabei ist die wenigstens eine Schleuse so ausgebildet, dass sie eine bewegliche Schleusenwand zum restlichen Behandlungsraum zeigt und eine weitere bewegliche Schleusenwand zur Umgebung der Anlage zur Behandlung von Werkstücken mit der Außenatmosphäre. Im Übrigen ist die Schleuse mit einer gasdichten Hülle versehen, die zusammen mit der gasdichten Hülle der Anlage zusammenwirkt und eine gemeinsame gasdichte Hülle bildet.
Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage zur Behandlung von Werkstücken zeigt eine Schleuse mit wenigstens einer beweglichen Schleusenwand, die geeignet ist, in einer Geschlossen-Position den Behandlungsraum vom Schleusenraum gasdicht zu trennen oder in einer Offen-Position durchgängig zu machen. Dabei ist die Schleusenwand mittels einer vertikalen und anschließend lateralen Bewegung aus der Offen-Position in eine Geschlossen-Position überführbar beziehungsweise umgekehrt. Weiterhin ist die Schleusenwand mittels wenigstens einer O-Ring-Dichtung in eine Geschlossen-Position gegen die Hülle im Übergangsbereich zum Behandlungsraum auf der Seite des Schleusenraums abgedichtet, sodass der Behandlungsraum und der Schleusenraum gegeneinander gasdicht separiert sind. Durch diese spezielle Bewegung der Schleuse in der Art einer L-förmigen Bewegung gelingt es, die bewegliche Schleusenwand effizient zu bewegen und gerade bei Vorliegen eines erheblichen Differenzdruckes zwischen einem Vakuum im Behandlungsraum zu dem Schleusenraum mit einer Atmosphäre des Außenraums zum Beispiel beim Befüllen der Schleuse eine sehr sichere, gasdichte Abtrennung des Behandlungsraums zu erreichen und zu gewährleisten. In diesem Fall wirkt die Atmosphäre des Außenraums als unterstützendes Momentum, um die notwendige dichtende Kraft auf die bewegliche Schleusenwand zu erzeugen.
Eine alternative oder ergänzende Weiterbildung der Anlage zur Behandlung von Werkstücken mit einer Schleuse zeigt wenigstens eine bewegliche Schleusenwand, die mittels einer O-Ring-Dichtung in eine Geschlossen-Position abdichtend gegenüber einem die Schleusenwand umschließenden, gasdichten Hüllenabschnitt wirkt. Dabei ist der Hüllenabschnitt mit der restlichen Hülle gasdicht verbunden und vorzugsweise mittels wenigstens einer O-Ring-Dichtung zusätzlich gasdicht abgedichtet. Durch diese bevorzugte Ausbildung ist in der geschlossenen Position der beweglichen Schleusenwand ein zweistufiger Dichtungszustand gegeben, die erste Dichtebene liegt zwischen der beweglichen Schleusenwand und dem diese umschließenden Hüllenabschnitt und die zweite Dichtebene liegt zwischen dem Hüllenabschnitt und der restlichen gasdichten Hülle. Das Vorsehen des zwischen der beweglichen Schleusenwand und der restlichen gasdichten Hülle vorgesehenen Hüllenabschnitts ermöglicht es, diesen in seiner Kontur besonders vorteilhaft für eine Anordnung zwischen der Schleuse und der restlichen Anlage anzupassen, wobei dies auch unter Berücksichtigung der Anordnung der Koppelelemente im Schleusenbereich beziehungsweise im Behandlungsraum beziehungsweise an dem wenigstens einen Träger der Anlage erfolgt.
Eine alternative oder ergänzende Weiterbildung der Anlage zur Behandlung von Werkstücken mit einem solchen Hüllenabschnitt zeigt einen Hüllenabschnitt, der mit der restlichen Hülle mittels schräg zur lateralen Bewegungsrichtung der Schleusenwand verlaufenden Dichtflächen gasdicht verbunden ausgebildet ist. Durch die schräg verlaufenden Dichtflächen wird es möglich, dass Bereiche insbesondere Bodenbereiche lateral in den Bereich der beweglichen Schleusenwand oder dahinter ragen. Dadurch kann der Abstand zwischen den in diesem Bereich benachbarten Koppelmitteln, die als elektromagnetische Statoren ausgebildet sind, eng beieinander gewählt werden. Durch diesen geringen Abstand ist die Förderung des Trägers mit oder ohne Werkstück von dem einen Koppelmittel im Bereich der Schleuse zu dem anderen Koppelmittel im Bereich des Behandlungsraums oder umgekehrt gleichmäßiger und verlässlicher und effizienter möglich. Dadurch ist die Qualität der Förderung in dieser weitergebildeten Anlage besonders vorteilhaft möglich. Nach einer bevorzugten Ausbildung sind diese schräg zur lateralen Bewegungsrichtung der Schleusenwand verlaufenden Dichtflächen zusätzlich unter Verwendung wenigstens einer O-Ring-Dichtung gasdicht abdichtbar und dadurch der Betriebszustand besonders sicher.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Anlage zur Behandlung von Werkstücken zeigt im Boden angeordnete Koppelmittel, die sowohl im Bereich des Schleusenraums als auch im Bereich des Behandlungsraums angeordnet sind. Dabei ist wenigstens ein Koppelmittel im Bereich des Behandlungsraums zumindest teilweise unter dem Hüllenabschnitt der Schleuse, der mit der restlichen Hülle verbunden ist, angeordnet. Durch diese Anordnung der Koppelmittel, die insbesondere als elektromagnetische Statoren ausgebildet sind, wird ein möglichst gleichmäßiger und effizienter Transport und damit eine gleichmäßige und effiziente Förderung des Trägers vom Behandlungsraum in die Schleuse oder zurück ermöglicht.
Vorzugsweise ist die Anlage zur Behandlung von Werkstücken mit einer Schleuse so weitergebildet, dass im Verbindungsbereich des Bodens zwischen dem Hüllenabschnitt und der restlichen Hülle wenigstens eine Versteifung zwischen den benachbarten Koppelmitteln, die im Bereich des Schleusenraums beziehungsweise im Bereich des Behandlungsraums angeordnet sind, vorgesehen ist. Die Versteifung ist dabei mit dem Verbindungsbereich des Bodens so verbunden, dass dieser Verbindungsbereich in seiner Steifigkeit und Stabilität verstärkt ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise durch Verkleben, Verschrauben, Verlöten oder Verschweißen oder durch andere Verbindungstechniken erfolgen. Vorzugsweise ist die Versteifung in analoger Weise zu Versteifungen im restlichen Bodenbereich im Bereich des Behandlungsraums realisiert. Diese Versteifungen stellen dabei sicher, dass der Boden trotz der darin angeordneten Koppelmittel und dem möglichst dünnen Aufbau des Bodens eine ausreichende Stabilität gegen Verformung und gegen eine mögliche Leckage aufgrund der Verformungen oder Beschädigungen aufweist. Diese Weiterbildung der Anlage ermöglicht eine ausgesprochen sichere Förderung von zu behandelnden Werkstücken.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Anlage zur Behandlung von Werkstücken ist die Anlage mit einer Steuerung zur Ansteuerung des oder der Koppelmittel versehen, die geeignet ist, einen Träger in der Schwebe zu halten und im Behandlungsraum und/oder Schleusenraum der Anlage zu fördern. Dies wird durch einen entsprechenden Sensor- und Regelkreis für die Ansteuerung der verschiedenen Koppelmittel ermöglicht. Durch diese Steuerung der einzelnen Anlage zur Behandlung von Werkstücken ist eine vorteilhafte und robuste Anordnung geschaffen, die einen sicheren Betrieb der Anlage ermöglicht und dabei aufgrund des einheitlichen Aufbaus auch kostengünstig und fertigungsoptimiert realisiert werden kann.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung zeigt eine Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Anlagen zur Behandlung von Werkstücken, wobei die Anlagen so ausgebildet und miteinander verbunden sind, dass sie einen gemeinsamen Behandlungsraum bilden, in dem eine kontrollierte Atmosphäre zur Behandlung von Werkstücken vorliegt, und dass die Anlagen über einheitliche mechanische Verbindungselemente gasdicht miteinander verbunden sind und über einheitliche elektrische und/oder optische Verbindungselemente zur zentralen Steuerung der Anlagen miteinander verbunden sind. Die mechanischen Verbindungselemente sind dabei so gasdicht ausgebildet und miteinander verbunden, dass die gasdichten Hüllen der einzelnen Anlagen in den mechanischen Verbindungselementen aneinanderstoßen und dabei so gasdicht miteinander verbunden sind, dass der gemeinsame Behandlungsraum gasdicht gegenüber der äußeren Umgebung der Anordnung aus mehreren solchen Anlagen zur Behandlung von Werkstücken ausgebildet ist. Dabei sind die einheitlichen mechanischen Verbindungselemente vorzugsweise lösbar ausgebildet, sodass ein mechanisches Trennen und mechanisches wieder Verbinden der Verbindungselemente und damit der Behandlungsräume zu einem gemeinsamen Behandlungsraum möglich ist.
Die einheitlichen elektrischen und/oder optischen Verbindungselemente sind dabei vorzugsweise an korrespondierenden Stellen der Anlagen so angeordnet und korrespondierend zueinander ausgebildet, dass eine sichere und insbesondere lösbare elektrische und/oder optische Verbindung zwischen den einzelnen Anlagen insbesondere den Steuerungen der einzelnen Anlagen ermöglicht ist. Durch diese elektrische und/oder optische Verbindung ist es durch diese bevorzugte Ausbildung der Erfindung möglich, eine größere und modular ausgebildete Anordnung aus mehreren erfindungsgemäßen Anlagen zur Behandlung von Werkstücken zu schaffen, die über eine potentielle zentrale Steuerung verfügt, mittels der Werkstücke auf Trägern im gemeinsamen Behandlungsraum beziehungsweise in zugeordneten Schleusen gefördert werden können und zielgerichtet behandelt werden können. Durch diesen Aufbau der Gesamtanordnung ist ein flexibles Anordnen der einzelnen Anlagen zu einer spezifischen Anordnung auf sehr flexible und modulare Weise ermöglicht. Diese Anordnungen erweisen sich als ausgesprochen sicher im Betrieb und als sehr wenig anfällig.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen beispielhaft erläutert. Die Erfindung ist nicht auf diese bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt.

1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine beispielhafte, erfindungsgemäße Anlage zur Behandlung von Werkstücken,
2 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen beispielhaften Träger einer erfindungsgemäßen Anlage zur Behandlung von Werkstücken,
3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ansicht von unten auf den Boden einer beispielhaften, erfindungsgemäßen Anlage zur Behandlung von Werkstücken,
4a zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen Aufbau des Schleusenwandbereiches einer beispielhaften, erfindungsgemäßen Anlage zur Behandlung von Werkstücken in der Offen-Position und
4b zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen Aufbau des Schleusenwandbereiches aus 4a in der Geschlossen-Position.

In 1 ist schematisch eine Anlage A zur Behandlung von Werkstücken dargestellt. Die Anlage A zeigt ein Gehäuse, welches einen Behandlungsraum B begrenzt, in dem eine kontrollierte Atmosphäre mit einem sehr niedrigen Druck, auch Vakuum genannt, vorliegt und der durch eine gasdichte Hülle 1 umschlossen ist.
Die Anlage A zeigt zwei unterschiedliche Bereiche, zum einen eine Schleuse S und zum anderen einen Anlagenbereich mit dem Behandlungsraum B, die über eine Schleusenwand SW gegeneinander abgeschottet werden können. Über die Schleuse S können Werkstücke der Anlage A zugeführt werden, wobei dies über einen üblichen Schleusungsprozess mit sequenzieller Öffnung und Schließung der Zugangsöffnung Z beziehungsweise der Schleusenwand SW zum Behandlungsraum B erfolgt.
In der Schleuse S ist ein Träger 30 dargestellt, der in dem Raum der Schleuse S schwebt und damit ohne Kontakt zu der Hülle 1 einschließlich des Bodens 2 ist. Mithilfe des Trägers 30 können Werkstücke in der Anlage A gefördert werden. Dies ermöglicht ein Fördersystem, das Koppelmittel 10, die als elektromagnetische Statoren 11 ausgebildet sind, und Koppeleinheiten 20, die als Permanentmagnete 21 ausgebildet sind, aufweist, wobei diese Koppelelemente 10, 11, 20, 21 so magnetisch miteinander in Wechselwirkung treten, dass der Träger 30 in der Schwebe gehalten werden kann und in dem Schleusenraum SR beziehungsweise dem Behandlungsraum B von einer Position zu einer anderen Position gefördert werden kann. Um dies zu realisieren, ist der Träger 30 mit Permanentmagneten 21 als Koppeleinheiten 20 versehen und der Boden 2 als Teil der gasdichten Hülle 1 mit elektromagnetischen Statoren 11 als Koppelmittel 10 versehen. Mithilfe einer nicht dargestellten Steuerung werden die Koppelmittel 10 so angesteuert und geregelt, dass der Träger 30 in der Schwebe gehalten werden kann und gefördert werden kann.
Der Boden 2 der gasdichten Hülle 1 enthält mehrere Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a, die aus einer Edelstahl- oder Aluminiumplatte mit einer Dicke von knapp 0,5 mm gebildet sind und die den verschiedenen elektromagnetischen Statoren 11 zugeordnet sind und diese U-förmig umschließen, die elektromagnetischen Statoren 11 teilweise sichernd aufnehmen und gegenüber dem Schleusenraum SR beziehungsweise dem Behandlungsraum B räumlich und dichtend trennen. Die Ränder der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a sind als Kragen 8 ausgebildet, die sich an die U-förmigen Enden der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a anschließen und mit den benachbarten Kragen 8 fluchten. Die in den Edelstahl- oder Aluminiumbereichen 2a zumindest teilweise aufgenommenen elektromagnetischen Statoren 11 sind flächig miteinander mittels eines niederviskosen Klebers 3 verbunden und dadurch gesichert.
Weiterhin enthält der Boden 2 Verbindungsstücke 2b, die die einzelnen Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a so verbinden, dass der Boden 2 eine plane Oberfläche aufweist. Zwischen den Verbindungsstücken 2b und den Kragen 8 der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a ist jeweils eine O-Ring-Dichtung 7 eingebracht.
Unterhalb der Kragen 8 der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a im Bereich des Behandlungsraums B ist ein gemeinsamer steifer Rahmen 5 aus mehreren Versteifungen 4 angeordnet, der über eine Reihe von Schrauben 6 mit den Verbindungsstücken 2b so verschraubt ist, dass die Kragen 8 der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a mit den O-Ring-Dichtungen 7 zwischen den Verbindungsstücken 2b und dem gemeinsamen, steifen Rahmen 5 klemmend und dichtend gehalten werden.
Dabei zeigt der Boden 2 nicht nur im Bereich des Behandlungsraums B sondern auch im Bereich der Schleuse S einen derartigen, vergleichbaren Aufbau, der sich einerseits als gasdicht erweist und sich zum anderen durch die Versteifungen 4 unterhalb der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a trotz der geringen Materialstärke der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a als ausgesprochen robust und stabil gegenüber den Belastungen durch die kontrollierte Atmosphäre mit dem Vakuum in dem Behandlungsraum B erweist.
Die Koppelmittel 10 und die Koppeleinheiten 20 sind also durch die gasdichten Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a, die Teil des Bodens 2 und damit der Hülle 1 sind, voneinander getrennt und sind dennoch in der Lage, magnetisch so aufeinander einzuwirken, dass der Träger 30 in der Schwebe gehalten und gefördert werden kann. Dabei sind die Koppeleinheiten 20 am Träger 30 angeordnet und damit im Behandlungsraum B beziehungsweise im zugeordneten Schleusenraum SR lokalisiert, während die Koppelmittel 10 außerhalb der gasdichten Hülle 1 also auf der Seite der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a angeordnet sind, die dem Behandlungsraum B beziehungsweise dem Schleusenraum SR abgewandt ist.
Die Schleuse S mit ihrem Boden 2, der einen vergleichbaren Aufbau wie der Boden 2 im Bereich des Behandlungsraums B zeigt, zeigt darüber hinaus eine bewegliche Schleusenwand SW, eine Zugangsöffnung Z, die über eine gasdichte Hülle 1 miteinander verbunden sind, und einen Hüllenabschnitt 42, der mit der restlichen gasdichten Hülle 1 der Anlage A im Bereich des Behandlungsraums B gasdicht verbunden ist. Dabei ist die bewegliche Schleusenwand SW einschließlich ihres Antriebs gasdicht in die Hülle 1 der Schleuse S integriert.
In 2 ist schematisch ein beispielhafter Träger 30 dargestellt. Der Träger 30 zeigt an seiner Oberseite eine plane und geschlossene Oberfläche 32, die zur Aufnahme eines zu transportierenden beziehungsweise zu fördernden Werkstücks vorgesehen ist und die durch ihre gewählte Oberfläche 32 ein zu förderndes Werkstück sehr schonend und dennoch sicher aufnehmen kann. Der Träger 30 ist als ein Frästeil aus Aluminium realisiert, das an seiner Unterseite mehrere Stege 31 zeigt, die eine Tragstruktur bilden, welche dem Träger 30 bei geringem Gewicht eine sehr steife und robuste Struktur geben.
Die Stege 31 bilden zwei oder mehr Aufnahmeräume AR, in die die als Permanentmagnete 21 ausgebildeten Koppeleinheiten 20 eingebracht und fixiert sind. Die Fixierung der Koppeleinheiten 20 in den Aufnahmeräumen AR erfolgt durch Verklebung mittels eines vakuumgeeigneten Klebers 33, der sich durch ein sehr geringes Ausgasen unter Vakuumeinfluss auszeichnet. Die beiden Aufnahmeräume AR mit den Koppeleinheiten 20 sind dabei auf der Unterseite des Trägers 30 so angeordnet, dass sie den außerhalb der gasdichten Hülle 1 mit den Edelstahl- oder Aluminiumbereichen 2a angeordneten Koppelmitteln 10 zugewandt sind, wodurch eine sehr effiziente und sichere magnetische Wechselwirkung zur Erzeugung des Schwebezustands und der Förderung gewährleistet ist. Darüber hinaus sind in den Stegen 31 mehrere Bohrungen zum Anbringen von Halterungen zur Führung oder Halterung spezifischer Werkstücke vorgesehen, wobei diese Bohrungen so ausgebildet sind, dass auch nach Einbringen einer Befestigungsschraube in diese Bohrungen ein durchgängiger Kanal zur Entlüftung vorhanden ist, sodass kein unerwünschtes Gas in der Bohrung gespeichert werden kann. Diese Ausbildung der Bohrung verbessert die Qualität und die Sicherheit des Betriebs der Anlage A gerade im Hinblick auf die Qualität der kontrollierten Atmosphäre, die ein Vakuum aufweist.
In 3 ist schematisch die Struktur des Bodens 2 in einem Ausschnitt des Behandlungsraumes B in einer Ansicht von unten dargestellt. Der Ausschnitt zeigt vier Koppelmittel 10, die als elektromagnetische Statoren 11 ausgebildet sind. Diese sind rasterartig auf der Unterseite des Bodens 2 verteilt, wobei dies gleichmäßig und in diesem Beispiel schachbrettartig erfolgt ist. Die Koppelmittel 10 sind dabei in Ausnehmungen angeordnet und mittels eines Klebers darin fixiert. Diese Ausnehmungen mit den Koppelmitteln 10 wurden in 1 dargestellt und sind durch die Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a, die Verbindungsstücke 2b und den gemeinsamen steifen und einstückigen Rahmen 5 gebildet. Der einstückige Rahmen 5 umschließt mit seinen stegförmigen Versteifungen 4 die Ausnehmungen und damit die Koppelmittel 10 in den Zwischenbereichen. Zwischen den Koppelmitteln 10 sind mit etwa gleichem Abstand zueinander Schrauben 6 angeordnet, die den einstückigen, steifen Rahmen 5 mit den Verbindungsstücken 2b und dazwischen mit den Edelstahl- oder Aluminiumbereichen 2a fest und klemmend sowie dichtend verbinden.
Durch diese Struktur des Bodens 2 gelingt es, den Boden 2 gasdicht auszubilden, ihm trotz geringer Materialstärke der Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a die notwendige Steifigkeit zu geben, damit er den Belastungen durch das Vakuum ausreichend widerstehen kann, den Abstand der Koppelmittel 10 zu dem Behandlungsraum B mit dem Träger 30 mit den Koppeleinheiten 20 und damit die Abschirmung durch die gasdichten Hülle 1 gering zu halten und zudem das Risiko von Leckagen zu reduzieren. Dies führt zu einer verbesserten Betriebssicherheit der Anlage A.
In 4a ist in einer schematischen Schnittdarstellung ein Aufbau eines Schleusenwandbereiches einer beispielhaften, erfindungsgemäßen Anlage zur Behandlung von Werkstücken in der Offen-Position entsprechend 1 und in 4b in der Geschlossen-Position dargestellt.
Beim Übergang von der Offen-Position in die Geschlossen-Position wird die Schleusenwand SW zuerst vertikal nach unten und anschließend lateral das heißt horizontal zur Seite geführt, sodass die Schleusenwand SW eine L-förmige Bewegung vollzieht. Beim Übergang von der Geschlossen-Position in die Offen-Position erfolgt die Bewegung in umgekehrter Reihenfolge.
In der Geschlossen-Position liegt die Schleusenwand SW so an der gasdichten Hülle 1 im Bereich des Behandlungsraums B an, dass sie in Verbindung mit der im Verbindungsbereich angeordneten O-Ring-Dichtung 7 eine effiziente und sichere Abdichtung des Schleusenraums SR gegenüber dem Behandlungsraum B mit seinem Vakuum ermöglicht. Dabei wird die Dichtwirkung in vorteilhafter Weise einerseits durch die Anpresskraft des Antriebs der beweglichen Schleusenwand SW und andererseits durch die Differenz des Atmosphärendrucks in der kontrollierten Atmosphäre des Behandlungsraums B zu der Atmosphäre im Schleusenraum SR der Schleuse S sichergestellt.
Dabei zeigt die gasdichte Hülle 1 der Anlage A einen Hüllenabschnitt 42, der zwischen dem Bereich der Hülle 1, der den Schleusenraum SR umschließt, und dem Bereich der Hülle 1, der den Behandlungsraum B umschließt, als Teil der Hülle 1 angeordnet ist und jeweils gegenüber den anderen Bereichen der Hülle 1 gasdicht mit diesem verbunden ist. Um dies sicherzustellen ist in den Verbindungsbereichen des Hüllenabschnitts 42 zu den anderen Bereichen der gasdichten Hülle 1 jeweils eine oder mehrere O-Ring-Dichtungen 7 vorgesehen. Dadurch gelingt es, dass die Hülle 1 mit all ihren Bereichen einschließlich dem Hüllenabschnitt 42 gasdicht gegenüber der Umgebung der Anlage A ausgebildet ist.
Der Hüllenabschnitt 42 bildet eine Dichtfläche für die Schleusenwand SW in der Geschlossen-Position, die wie zuvor erläutert ebenso mit einer O-Ring-Dichtung 7 versehen ist.
Der Hüllenabschnitt 42 ist dabei im Bereich des Bodens 2 zwischen dem Behandlungsraum B und dem Schleusenraum SR so ausgebildet, dass er entsprechend einem Verbindungsstück 2b dichtend auf den beiden fluchtenden, benachbarten Kragen 8 zweier benachbarter Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a aufsitzt, wobei im jeweiligen Zwischenraum jeweils eine O-Ring-Dichtung 7 zur Verbesserung der Dichtwirkung vorgesehen ist, und dass er zwischen den U-förmigen Enden der benachbarten Edelstahl- oder Aluminiumbereiche 2a angeordnet ist. Die Höhe des Hüllenabschnitts 42 ist dabei an die Oberfläche des Bodens 2 im Behandlungsraum B angepasst und befindet sich auf demselben Niveau, sodass dieser ohne Stufe in den Hüllenabschnitt 42 übergeht. An seiner Oberseite zeigt der Hüllenabschnitt 42 eine Ausnehmung, in die die Schleusenwand SW nach der vertikalen Abwärtsbewegung hineinragen kann, um dann im Rahmen der lateralen Bewegung durch die Ausnehmung an die Dichtfläche des Hüllenabschnitts 42 im Bereich des Bodens 2 in Verbindung mit der dort befindlichen O-Ring-Dichtung 7 dichtend an der Stufe des Hüllenabschnitts 42 anzuliegen. Dabei sind die Dichtflächen der beweglichen Schleusenwand SW und des Hüllenabschnitts 42 wie auch die O-Ring-Dichtungen 7 vertikal verlaufend, sodass gerade durch den Druckunterschied zwischen dem Schleusenraum SR und dem Behandlungsraum B und durch die laterale Bewegung ein gleichmäßiger Druck auf die Dichtflächen und damit eine gleichmäßige Dichtwirkung erreicht wird.
Durch diese Ausbildung des Hüllenabschnitts 42 mit vertikal übereinander angeordneter Stufe im Bodenbereich und Dichtfläche am linken Rand im oberen Bereich des Hüllenabschnitts 42 wird deutlich, dass der Hüllenabschnitt 42 im oberen Bereich in Richtung des Behandlungsraums B vorkragt, während er im Bodenbereich in Richtung der Schleuse S vorkragt. Durch diesen schrägen Verlauf wird es möglich, dass die Dichtflächen des Hüllenabschnitts 42 zu der gasdichten Hülle 1 im Bereich des Behandlungsraums B schräg zur lateralen Bewegungsrichtung der Schleuse S verlaufen, wodurch es möglich wird, dass einzelne Koppelmittel 10 im Boden 2 des Behandlungsraums B zumindest teilweise unter dem oberen Bereich des Hüllenabschnitts 42 angeordnet sind und dadurch der Abstand des Koppelmittels 10 im Bereich des Behandlungsraums B zu dem Koppelmittel 10 im Bereich der Schleuse S reduziert werden kann und dadurch die Förderung des Trägers 30 mit einem Werkstück zwischen der Schleuse S und dem Behandlungsraum B besonders gleichmäßig und sicher gestaltet werden kann.
Die in den Figuren dargestellte Anlage A zur Behandlung von Werkstücken ermöglicht einen ausgesprochen vorteilhaften Ausgleich zwischen den verschiedenen Zielkonflikten, die bei der Definition einer solchen Anlage A von besonderer Bedeutung sind. Zum einen soll der Abstand zwischen den Koppelmitteln 10 und den Koppeleinheiten 20 möglichst gering sein und mit möglichst wenig störenden, dämpfenden Elementen voneinander getrennt sein, zum anderen muss der Behandlungsraum B mit seinem Hochvakuum besonders gasdicht und stabil gegen mechanische Belastung sein, damit mögliche Leckagen auch dauerhaft verhindert werden können, was mit ausgeprägten Materialstärken für die Hülle 1 einhergeht. Weiterhin sollen die außerhalb der Hülle 1 beziehungsweise des Bodens 2 angeordneten Koppelmittel 10 möglichst eng beieinander angeordnet werden, damit eine möglichst gleichmäßige und sichere Förderung über die verschiedenen Koppelmittel 10 hinweg möglich ist, aber dem läuft die vorgenannte Forderung nach einer möglichst dünnen Hülle 1 beziehungsweise Boden 2 entgegen, da Maßnahmen für die ausreichende Stabilität der Hülle oder des Bodens 2 notwendig sind und diese nicht im Bereich der Koppelmittel 10 angeordnet werden können. Durch die vorgenannten und die in den Figuren dargestellten Maßnahmen bei der Realisierung einer solchen Anlage A gelingt es, einen sehr vorteilhaften Ausgleich zwischen den Anforderungen zu schaffen.
Die in den Figuren dargestellte Anlage A ermöglicht eine ausgesprochen sichere und schonende Behandlung des Werkstückes während der Förderung aber auch während der Behandlung in dem Behandlungsraum B, da sie sich durch eine ausgesprochen gute Betriebssicherheit gerade im Hinblick auf die kontrollierte Atmosphäre auszeichnet.
Bezugszeichenliste

A: Anlage zur Behandlung von Werkstücken
AR: Aufnahmeraum für Koppelmittel
B: Behandlungsraum
S: Schleuse
SR: Schleusenraum
SW: Schleusenwand
V: Verbindungsbereich
Z: Zugangsöffnung
1: gasdichte Hülle
2: Boden
2a: Edelstahl- oder Aluminiumbereiche
2b: Verbindungsstück
3: flächige Verklebung
4: Versteifung
5: gemeinsamer steifer Rahmen
6: Verschraubung
7: O-Ring-Dichtung
8: Kragen
10: Koppelmittel
11: elektromagnetischer Stator
20: Koppeleinheit
21: Permanentmagnet
30: Träger
31: Steg einer Tragstruktur
32: Oberfläche des Trägers
33: vakuumgeeigneter Kleber
42: Hüllenabschnitt
43: schräg verlaufende Dichtfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011116136 A1 [0002]

Claims

Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A), mit a) einem Gehäuse, welches einen Behandlungsraum (B) begrenzt, in dem eine kontrollierte Atmosphäre vorliegt, und eine gasdichte Hülle (1) umfasst, welche die kontrollierte Atmosphäre von der außerhalb der Hülle (1) vorliegenden Atmosphäre trennt; b) einem Fördersystem, durch welches Werkstücke in dem Behandlungsraum (B) förderbar sind; c) wenigstens einem Koppelmittel (10), das mit wenigstens einer Koppeleinheit (20) des Fördersystems gekoppelt ist, wobei d) die gasdichte Hülle (1) zwischen dem oder den Koppelmitteln (10) und der oder den Koppeleinheiten (20) vorhanden ist und diese durch die gasdichte Hülle (1) hindurch berührungslos miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass e) das oder die Koppelmittel (10) als elektromagnetische Statoren (11) außerhalb der gasdichten Hülle (1) ausgebildet sind, f) das Fördersystem wenigstens einen Träger (30) aufweist, g) wobei mittels des Trägers (30) Werkstücke in dem Behandlungsraum (B) förderbar sind, h) der Träger (30) wenigstens einen Permanentmagneten (21) als Koppeleinheit (20) aufweist, i) der Träger (30) durch das Zusammenwirken mit dem wenigstens einen Koppelmittel (10) und der wenigstens einen Koppeleinheit (20) berührungslos zur Hülle (1) in der Schwebe haltbar und in dem Behandlungsraum (B) förderbar ist.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Träger (30) eine Tragstruktur mit wenigstens einem mit Stegen (31) umschlossenen Aufnahmeraum (AR) für wenigstens einen Permanentmagneten (21) aufweist, wobei dieser Aufnahmeraum (AR) dem wenigstens einen Koppelmittel (10) zugewandt ausgebildet ist.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der wenigstens eine Träger (30) eine Tragstruktur zeigt, wobei die dem wenigstens einen Koppelmittel (10) abgewandt ausgebildete Oberfläche des Trägers (32) eben und geschlossen ausgebildet ist.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die gasdichte Hülle (1) einen Boden (2) aufweist, der die Koppelmittel (10) von dem Behandlungsraum (B) mit Träger (30) trennt und der im Bereich der Koppelmittel (10) aus Edelstahl oder Aluminium insbesondere mit einer Wandstärke von etwa 0,5 mm oder weniger ausgebildet ist.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach Anspruch 4, wobei im Bereich des oder der Koppelmittel (10) der Boden (2) aus Edelstahl oder Aluminium die Koppelmittel (10) U-förmig umschließt und die Koppelmittel (10) zumindest teilweise aufnimmt.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mehrere Koppelmittel (10) vorgesehen sind, die rasterartig auf einer Seite der gasdichten Hülle (1) mit Abstand zueinander angeordnet sind, und wobei die Hülle (1) im Bereich zwischen benachbarten Koppelmitteln (10) Versteifungen (4) insbesondere durch wenigstens einen gemeinsamen steifen Rahmen (5) aufweist.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei die Versteifungen (4) mit dem Boden (2) und/oder der restlichen Hülle (1) verschraubt sind, und wobei insbesondere der Boden (2) mehrteilig mit Edelstahl- oder Aluminiumbereichen (2a) und Verbindungsstücken (2b) ausgebildet ist und Versteifungen (4) mit Verbindungsstücken (2b) verschraubt sind und dadurch Edelstahl- oder Aluminiumbereiche (2a) klemmend und dichtend verbunden sind.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei wenigstens ein durchgehender Spalt zwischen der Dichtfläche (43) zwischen Bestandteilen der gasdichten Hülle (1) und dem Behandlungsraum (B) vorgesehen ist, wobei der durchgehende Spalt insbesondere durch unterschiedliche Kurvenradien der Oberflächen der Bestandteile gebildet ist.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die gasdichte Hülle (1) mit wenigstens einem Entgasungsventil und/oder mit wenigstens einer Schleuse (S) zur Zuführung oder Entnahme von Werkstücken versehen ist.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach Anspruch 9, wobei die Schleuse (S) eine bewegliche Schleusenwand (SW) zeigt, die geeignet ist, den Behandlungsraum (B) vom Schleusenraum (SR) gasdicht zu trennen oder durchgängig zu machen, die mittels einer vertikalen und anschließenden lateralen Bewegung aus der Offen-Position in eine Geschlossen-Position überführbar ist und umgekehrt und die mittels wenigstens einer O-Ring-Dichtung (7) in eine Geschlossen-Position abdichtend wirkt.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Schleuse (S) eine bewegliche Schleusenwand (SW) zeigt, die mittels einer O-Ring-Dichtung (7) in eine Geschlossen-Position abdichtend gegenüber einem die Schleuse (S) umschließenden gasdichten Hüllenabschnitt (42) wirkt, und wobei der Hüllenabschnitt (42) mit der restlichen Hülle (1) insbesondere mit wenigstens einer O-Ring-Dichtung (7) gasdicht verbunden ausgebildet ist.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach Anspruch 11, wobei der Hüllenabschnitt (42) mit der restlichen Hülle (1) mittels schräg zur lateralen Bewegungsrichtung der Schleuse (S) verlaufenden Dichtflächen (43) insbesondere unter Verwendung wenigstens einer O-Ring-Dichtung (7) gasdicht verbunden ausgebildet ist.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach Anspruch 11 oder 12, wobei im Boden (2) Koppelmittel (10) im Bereich des Schleusenraums (SR) und im Bereich des Behandlungsraums (B) angeordnet sind, wobei wenigstens ein Koppelmittel (10) im Bereich des Behandlungsraums (B) zumindest teilweise unter dem Hüllenabschnitt (42) der Schleuse (S), der mit der restlichen Hülle (1) verbunden ist, angeordnet ist.
Anlage zur Behandlung von Werkstücken (A) nach Anspruch 11 oder 12 und einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei im Verbindungsbereich (V) des Bodens (2) zwischen dem Hüllenabschnitt (42) und der restlichen Hülle (1) wenigstens eine Versteifung (4) zwischen den benachbarten Koppelmitteln (10) im Bereich des Schleusenraumes (SR) und im Bereich des Behandlungsraumes (B) angeordnet ist.
Anordnung mehrerer Anlagen zur Behandlung von Werkstücken (A) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Anlagen so miteinander verbunden sind, dass sie einen gemeinsamen Behandlungsraum (B) bilden, in dem eine kontrollierte Atmosphäre zur Behandlung von Werkstücken vorliegt, und die Anlagen über einheitliche mechanische Verbindungselemente gasdicht miteinander verbunden sind und über einheitliche elektrische und/oder optische Verbindungselemente zur zentralen Steuerung der Anlagen miteinander verbunden sind.