DE19958659A1 - Kabine - Google Patents

Abstract

Um eine Kabine, insbesondere zum Oberflächenbehandeln von Werkstücken, umfassend eine Deckenwand, die mindestens einen Luftauslaßbereich mit einer Luftauslaßfläche, durch welche Zuluft in die Kabine einströmt, und mindestens einen neben dem Luftauslaßbereich angeordneten Restbereich umfaßt, zu schaffen, bei welcher ein effizienter Abtransport von Schmutz- und Staubpartikeln aus jedem Bereich des Innenraums der Kabine möglich ist, wird vorgeschlagen, daß die Luftauslaßfläche des Luftauslaßbereichs mindestens einen Teilbereich umfaßt, in welchem die lokale Oberflächennormale der Luftauslaßfläche in den unter dem Restbereich der Deckenwand angeordneten Bereich des Innenraums der Kabine gerichtet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kabine, insbesondere eine Kabine zum Oberflächenbehandeln von Werkstücken, umfas­ send eine Deckenwand, die mindestens einen Luftauslaßbereich mit einer Luftauslaßfläche, durch welche Zuluft in die Kabine einströmt, und mindestens einen neben dem Luftauslaßbereich angeordneten Restbereich umfaßt.

Solche Kabinen sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Insbesondere sind Kabinen bekannt, deren Deckenwand streifen­ förmige Luftauslaßbereiche mit jeweils einer im wesentlichen ebenen, horizontal ausgerichteten Luftauslaßfläche und zwi­ schen den Luftauslaßbereichen angeordnete ebene, horizontale Restbereiche umfaßt.

Bei diesen Kabinen wird die durch die Deckenwand zugeführte Zuluft im Bodenbereich der Kabine abgesaugt, um eine im we­ sentlichen vertikal nach unten gerichtete Durchströmung des Innenraums der Kabine zu erzielen. Im Innenraum der Kabine vorhandene Schmutz- oder Staubpartikel werden durch diese Luftströmung mitgerissen und aus der Kabine ausgetragen.

Bei den bekannten Kabinen ist jedoch von Nachteil, daß in den unter den Restbereichen der Deckenwand angeordneten Bereichen des Kabineninnenraums schlecht definierte, zeitlich variie­ rende Strömungsmuster mit Verwirbelungen auftreten, welche einen effizienten Abtransport von Schmutz- und Staubpartikeln aus diesen Bereichen vereiteln.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kabine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei wel­ cher ein effizienter Abtransport von Schmutz- und Staubparti­ keln aus jedem Bereich des Innenraums der Kabine möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Kabine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Luftauslaßfläche des Luftauslaßbereichs mindestens einen Teilbereich umfaßt, in welchem die lokale Oberflächen­ normale der Luftauslaßfläche in den unter dem Restbereich der Deckenwand angeordneten Bereich des Innenraums der Kabine ge­ richtet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Luftauslaßbereichs ist gewährleistet, daß Zuluft durch die Luftauslaßfläche des Luftauslaßbereichs direkt in den unter dem Restbereich der Deckenwand angeordneten Bereich des Kabineninnenraums ein­ strömt. Hierdurch wird auch in diesem unter dem Restbereich der Deckenwand angeordneten Bereich des Kabineninnenraums eine wohl definierte Durchströmung durch die Zuluft mit einer im wesentlichen vertikal nach unten gerichteten Hauptströ­ mungsrichtung erzielt, wobei Schmutz- und Staubpartikel auch aus diesem Innenraumbereich in effizienter Weise zu den Ab­ saugöffnungen im Bodenbereich der Kabine transportiert wer­ den.

Dabei kann die Deckenwand der Kabine als Flachdach oder als Schrägdach ausgebildet sein.

Ist die Deckenwand als Flachdach ausgebildet, so weist die mittlere Oberflächennormale der Luftauslaßfläche jedes Luft­ auslaßbereichs im wesentlichen vertikal nach unten. In diesem Fall umfaßt die Luftauslaßfläche des Luftauslaßbereichs er­ findungsgemäß mindestens einen Teilbereich, in welchem die lokale Oberflächennormale der Luftauslaßfläche eine horizon­ tale Komponente aufweist.

Ist die Deckenwand als Schrägdach ausgebildet, so verläuft die mittlere Oberflächennormale der Luftauslaßfläche jedes Luftauslaßbereichs schräg zur Vertikalen. In diesem Fall um­ faßt die Luftauslaßfläche des Luftauslaßbereichs mindestens einen Teilbereich, in welchem die lokale Oberflächennormale der Luftauslaßfläche einen kleineren oder einen größeren Win­ kel mit der Vertikalen einschließt als die mittlere Oberflä­ chennormale der Luftauslaßfläche.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ka­ bine erstreckt sich der Luftauslaßbereich in einer Längsrich­ tung und weist quer zu der Längsrichtung einen im wesentli­ chen konstanten Querschnitt auf.

Zur Erzielung einer fächerartigen Zuluftströmung durch die Luftauslaßfläche in den Kabineninnenraum hinein ist vorteil­ hafterweise vorgesehen, daß die Luftauslaßfläche vom Innen­ raum der Kabine aus gesehen konvex gekrümmt ist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß der Luftauslaßbereich einen zumindest bereichs­ weise im wesentlichen zylinderabschnittförmigen Querschnitt aufweist.

Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß der Luftaus­ laßbereich einen zumindest bereichsweise im wesentlichen tra­ pezförmigen Querschnitt aufweist.

Um die in den Innenraum der Kabine eingeleitete Zuluft zu reinigen, ist es günstig, wenn der Luftauslaßbereich minde­ stens einen mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Halterah­ men und eine sich an den Verlauf des Halterahmens anschmie­ gende Filtermattenanordnung umfaßt.

Die Filtermattenanordnung kann dabei eine oder mehrere Fil­ termatten umfassen.

Insbesondere können Filtermatten des Typs PA 560 g (Filterklasse Eu 5 oder höher) verwendet werden.

Die Dicke einer Filtermatte der Filtermattenanordnung beträgt typischerweise ungefähr 20 mm.

Um die Filtermatten bei Bedarf rasch und einfach auswechseln zu können, umfaßt der Luftauslaßbereich vorteilhafterweise eine Spannvorrichtung, mittels welcher die Filtermattenanord­ nung an dem Halterahmen lösbar festlegbar ist.

Eine solche Spannvorrichtung kann insbesondere einen Spannbü­ gel umfassen, dessen Form im wesentlichen dem Querschnitt des Luftauslaßbereichs entspricht.

Um zu gewährleisten, daß die Einströmrichtung der Zuluft in den Innenraum der Kabine im wesentlichen nur von der Gestalt der Luftauslaßfläche und im wesentlichen nicht von der Strö­ mungsrichtung der Zuluft in dem dem Luftauslaßbereich vorge­ schalteten Luftzuführkanal abhängt, ist es günstig, wenn die Filtermattenanordnung derart ausgebildet ist, daß der Druck­ verlust der Zuluft beim Durchströmen der Filtermattenanord­ nung so hoch ist, daß die Zuluft durch die Luftauslaßfläche im wesentlichen parallel zu deren lokaler Oberflächennormale austritt.

Reicht die Dicke einer einzigen Filtermatte nicht dazu aus, den hierzu erforderlichen Druckverlust zu erzielen, was ins­ besondere bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten der Zuluft der Fall sein kann, so umfaßt die Filtermattenanordnung vor­ teilhafterweise mindestens zwei in der Durchströmungsrichtung der Zuluft hintereinander angeordnete Filtermatten.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Filtermattenanord­ nung so ausgebildet ist, daß der Druckverlust der Zuluft beim Durchströmen der Filtermattenanordnung mindestens ungefähr 10 Pa, vorzugsweise mindestens ungefähr 40 Pa, beträgt.

Aufgrund der Tatsache, daß erwärmte Luft aufsteigt und sich unter der Deckenwand der Kabine ansammelt, kann es zur Aus­ bildung einer stabilen, im wesentlichen ruhenden Luftschicht direkt unter den Restbereichen der Deckenwand kommen.

Eine solche stabile Luftschicht erhöhter Temperatur bildet sich bevorzugt dann aus, wenn in den Restbereichen der Deckenwand oder in den Seitenwänden der Kabine Leuchten zur Beleuchtung des Innenraums der Kabine angeordnet sind.

Eine solche stabile Schicht erwärmter Luft wirkt sich nach­ teilig auf das Strömungsbild in der Kabine aus, da eine sol­ che stabile Luftschicht die fächerförmige Luftströmung aus den Luftauslaßbereichen behindert und nach unten umlenkt. Der Bereich unterhalb der Restbereiche der Deckenwand, insbeson­ dere der Bereich unterhalb der Leuchten in der Deckenwand, wird dann nicht definiert durchströmt.

Es ist daher von Vorteil, wenn die Kabine eine Deckenabsaug­ einrichtung zum Absaugen von Luft aus dem unmittelbar unter dem Restbereich der Deckenwand angeordneten Bereich des In­ nenraums der Kabine umfaßt.

Durch eine solche Deckenabsaugeinrichtung wird die Höhe der stabilen, im wesentlichen ruhenden Luftschicht, welche sich insbesondere aufgrund der Aufheizung durch die in Betrieb be­ findlichen Deckenleuchten oder Seitenleuchten unmittelbar un­ ter dem Restbereich der Deckenwand ausbildet, verringert oder die Ausbildung einer solchen stabilen Luftschicht sogar ganz verhindert.

Der Deckenabsaugeinrichtung zugeordnete Deckenabsaugöffnungen können beispielsweise im oberen Bereich der Seitenwände der Kabine angeordnet sein.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die Deckenabsaugeinrichtung mindestens eine in dem Restbereich der Deckenwand angeordnete Deckenabsaug­ öffnung umfaßt. Durch die räumliche Nähe zwischen der Decken­ absaugöffnung einerseits und dem Restbereich der Deckenwand, unter welchem sich die stabile Luftschicht ausbildet, ande­ rerseits, ist eine besonders effiziente Absaugung der Luft aus der stabilen Luftschichtung möglich.

Besonders bewährt hat es sich, wenn im Betrieb der Kabine un­ gefähr 2% bis ungefähr 50%, vorzugsweise ungefähr 5% bis un­ gefähr 30%, des durch den Luftauslaßbereich oder die Luftaus­ laßbereiche in die Kabine gelangenden Zuluftstroms durch die Deckenabsaugeinrichtung absaugbar sind.

Der zusätzlichen Stabilisierung der angestrebten, möglichst die gesamte Kabine im wesentlichen vertikal durchströmenden Luftströmung dient es, wenn der Luftauslaßbereich tiefer als der neben dem Luftauslaßbereich angeordnete Restbereich der Deckenwand angeordnet ist. Dadurch wird die Zuluft dem Innen­ raum der Kabine unterhalb der vorstehend erwähnten thermi­ schen stabilen Schicht zugeführt, welche sich unter dem Rest­ bereich der Deckenwand ausbilden kann, insbesondere wenn in diesem Restbereich eine oder mehrere Deckenleuchten angeord­ net sind.

Um eine Ablenkung der aus der Luftauslaßfläche ausströmenden Zuluft durch die thermische stabile Luftschicht unmittelbar unter dem Restbereich möglichst wirksam zu vermeiden, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Luftauslaßbereich um mindestens ungefähr 50 mm, vorzugsweise mindestens 80 mm, tiefer als der neben dem Luftauslaßbereich angeordnete Rest­ bereich der Deckenwand angeordnet ist.

Der genannte Abstand ist dabei als Abstand zwischen der Un­ terseite des Restbereichs der Deckenwand an seinem an den Luftauslaßbereich angrenzenden Rand einerseits und dem oberen Rand des diesem Restbereich zugewandten Bereichs der Luftaus­ laßfläche des Luftauslaßbereichs andererseits zu verstehen.

Um die vorstehend als vorteilhaft beschriebene Absenkung des Luftauslaßbereichs gegenüber dem benachbarten Restbereich der Deckenwand in konstruktiv einfacher Weise zu verwirklichen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Luftauslaßbereich an einem Abhängerahmen angeordnet ist.

Ein solcher Abhängerahmen kann insbesondere als im wesentli­ chen rechteckiger Blechrahmen mit einer Höhe von mindestens ungefähr 50 mm, vorzugsweise von mindestens ungefähr 80 mm, ausgebildet sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Kabine mit Luftauslaßbereichen, welche sich quer zu einer Durchlaufrichtung von Werkstücken durch die Kabine erstrecken;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Kabine aus Fig. 1 längs der Durchlaufrichtung;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht von unten auf die Deckenwand der Kabine aus den Fig. 1 und 2;

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen der Luftauslaßbe­ reiche der Kabine aus den Fig. 1 bis 3, der an einem Abhängerahmen angeordnet ist;

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch den Luftauslaßbereich aus Fig. 4;

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung der Luftströmung in einer Kabine gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 7 eine Prinzipdarstellung der Luftströmung durch die Kabine aus den Fig. 1 bis 5;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein simuliertes Strö­ mungsbild der Kabine aus den Fig. 1 bis 5 längs der Durchlaufrichtung;

Fig. 9 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Kabine mit Luftauslaß­ bereichen, welche sich parallel zur Durchlauf­ richtung der Werkstücke erstrecken;

Fig. 10 eine schematische Draufsicht von unten auf die Deckenwand der zweiten Ausführungsform der Kabine aus Fig. 9, welche zwei Luftauslaßbereiche auf­ weist;

Fig. 11 eine schematische Draufsicht von unten auf die Deckenwand einer dritten Ausführungsform der Ka­ bine, welche drei sich parallel zu der Durchlauf­ richtung erstreckende Luftauslaßbereiche auf­ weist; und

Fig. 12 einen schematischen Querschnitt durch einen tra­ pezförmigen Luftauslaßbereich.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Eine in den Fig. 1 bis 5 dargestellte erste Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Kabine weist im wesent­ lichen die Form eines Quaders auf und umfaßt zwei sich pa­ rallel zu einer Durchlaufrichtung 102 der in der Kabine zu bearbeitenden Werkstücke erstreckende, senkrecht zu der Durchlaufrichtung 102 voneinander beabstandete vertikale Sei­ tenwände 104, eine sich quer zu der Durchlaufrichtung 102 er­ streckende Vorderwand 106, welche mit einer (nicht darge­ stellten) Eintrittsöffnung für die zu bearbeitenden Werk­ stücke versehen ist, eine längs der Durchlaufrichtung 102 von der Vorderwand 106 beabstandete und ebenfalls quer zur Durch­ laufrichtung 102 sich erstreckende Rückwand 108, welche mit einer (nicht dargestellten) Austrittsöffnung für die in der Kabine bearbeiteten Werkstücke versehen ist, und eine im we­ sentlichen horizontale Deckenwand 110.

Eine untere Begrenzung der Kabine 100 kann durch eine (nicht dargestellte) horizontale Bodenwand oder aber durch den Un­ tergrund selbst, auf welchem die Kabine 100 angeordnet ist, gebildet sein.

Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind an den Innen­ seiten der Seitenwände 104 in deren unterem Bereich, nahe des Bodens der Kabine 100, jeweils mehrere, beispielsweise je­ weils vier, im wesentlichen rechteckige Bodenabsaugöffnungen 112 angeordnet, welche längs der Durchlaufrichtung 102 auf­ einanderfolgen.

An den Bodenabsaugöffnungen 112 münden (nicht dargestellte) Bodenabsaugkanäle in den Innenraum 111 der Kabine 100, durch welche mittels eines (nicht dargestellten) Bodenabsauggeblä­ ses Luft aus dem Innenraum 111 der Kabine 100 absaugbar ist.

In der oberen Hälfte sind die Seitenwände 104 jeweils mit mehreren, beispielsweise mit jeweils drei, im wesentlichen rechteckigen Ausschnitten versehen, in welche Seitenleuchten 114 eingesetzt sind.

Die Deckenwand 110 der Kabine 100 umfaßt, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, mehrere, sich senkrecht zur Durchlaufrichtung 102 erstreckende Luftauslaßbereiche 116 sowie sich ebenfalls senkrecht zur Durchlaufrichtung 102 erstreckende Restbereiche 118, welche entweder als Zwischenbereiche 120 zwischen je­ weils zwei Luftauslaßbereichen 116 oder als Randbereiche 122 zwischen einem der Luftauslaßbereiche 116 und einem vorderen oder hinteren Rand der Deckenwand 110 angeordnet sind.

Sowohl die Luftauslaßbereiche 116 als auch die Restbereiche 118 erstrecken sich zwischen den beiden Seitenwänden 104 über die gesamte Breite der Kabine 100.

Die Restbereiche 118 der Deckenwand 110 sind im wesentlichen eben ausgebildet, horizontal ausgerichtet und mit jeweils mehreren, beispielsweise mit jeweils drei, im wesentlichen rechteckigen Ausschnitten versehen, in welche Deckenleuchten 124 eingesetzt sind.

Die Deckenleuchten 124 folgen in der senkrecht zur Durchlauf­ richtung 102 verlaufenden Längsrichtung 126 der Restbereiche 118 aufeinander.

In ihren Endbereichen, welche jeweils an eine der Seitenwände 104 angrenzen, sind die Restbereiche 118 jeweils mit einer im wesentlichen rechteckigen Deckenabsaugöffnung 128 versehen.

An den Deckenabsaugöffnungen 128 münden (nicht dargestellte) Deckenabsaugkanäle in den Innenraum der Kabine 100, durch welche mittels eines (nicht dargestellten) Deckenabsauggeblä­ ses Luft aus dem Innenraum 111 der Kabine 100 absaugbar ist.

Es kann auch vorgesehen sein, daß sich die Bodenabsaugkanäle und die Deckenabsaugkanäle miteinander vereinigen und die Luft aus dem Kabineninnenraum mittels eines einzigen Absaug­ gebläses abgesaugt wird.

Jeder der Luftauslaßbereiche 116 umfaßt einen Halterahmen 130, welcher sich parallel zur Längsrichtung 132 des Luftaus­ laßbereichs 116, welche ihrerseits senkrecht zur Durchlauf­ richtung 102 ausgerichtet ist, erstreckt und in einer senk­ recht zur Längsrichtung 132 ausgerichteten Ebene zylinderab­ schnittsförmig gekrümmt ist (siehe Fig. 4).

In seinem zylinderabschnittsförmig gekrümmten Bereich 134 sind in dem Halterahmen 130, welcher beispielsweise aus einem Stahlblech hergestellt sein kann, zahlreiche im wesentlichen rechteckige Luftdurchtrittsöffnungen 136 angeordnet, welche beispielsweise aus dem Halterahmen 130 herausgestanzt sein können.

Die Luftdurchtrittsöffnungen 136 in dem Halterahmen 130 sind nur durch relativ dünne Stege 138 voneinander getrennt und bilden zusammen eine Luftauslaßfläche 140 des jeweiligen Luftauslaßbereichs 116.

Die Luftauslaßfläche 140 jeden Luftauslaßbereichs 116 er­ streckt sich über die gesamte Länge desselben; in der schema­ tischen Darstellung der Fig. 3 sind die Luftdurchtrittsöff­ nungen 136 und Stege 138 jedoch lediglich in den Endbereichen der Luftauslaßbereiche 116 im einzelnen dargestellt.

Die beiden parallel zu der Längsrichtung 132 verlaufenden seitlichen Randbereiche 142 des Halterahmens 130 sind in ver­ tikaler Richtung abgekantet und tragen jeweils einen horizon­ tal abgekanteten Auflagebereich 144, welcher an einem eben­ falls horizontal abgekanteten Randbereich 146 eines über dem Halterahmen 130 angeordneten, im wesentlichen rechteckigen Abhängerahmens 148, beispielsweise durch Verschrauben oder Verschweißen, festgelegt ist.

Der Abhängerahmen 148 umfaßt zwei quer zur Längsrichtung 132 ausgerichtete vertikale Stirnwände 150 und zwei sich zwischen den Stirnwänden parallel zur Längsrichtung 132 erstreckende Seitenwände 152 (siehe Fig. 5).

Die Stirnwände 150 jedes Abhängerahmens 148 liegen an der In­ nenseite jeweils einer der Seitenwände 104 der Kabine 100 an und sind mit derselben mittels geeigneter Befestigungsmittel 154, beispielsweise mittels Schrauben und Muttern, verbunden.

Die Stirnwände 150 und die Seitenwände 152 der Abhängerahmen 148 weisen eine Höhe von beispielsweise 100 mm auf, so daß die an der Unterseite der Abhängerahmen 148 gehaltenen Luft­ auslaßbereiche 116 um eine entsprechende Strecke tiefer ange­ ordnet sind als die Restbereiche 118 der Deckenwand 110.

Wie am besten aus Fig. 5 zu ersehen ist, ist jeder der Hal­ terahmen 130 an seinen beiden Enden mit jeweils einer Stirn­ wand 156 versehen, welche an ihrem oberen Rand zweifach um 90° abgekantet ist, so daß ein einfach abgekanteter horizon­ taler Bereich 158 und ein zweifach abgekanteter vertikaler Bereich 160 des Rands der Stirnwand 156 ausgebildet sind.

Der zweifach abgekantete, vertikale Bereich 160, der einfach abgekantete, horizontale Bereich 158 und der nicht abgekan­ tete Bereich der Stirnwand 156 bilden zusammen einen Füh­ rungskanal 162 für einen Spannbügel 164, dessen Gestalt am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist.

Der Spannbügel 164 umfaßt einen geraden horizontalen Ab­ schnitt 166, welcher in dem Führungskanal 162 aufgenommen ist, zwei gerade vertikale Abschnitte 168, welche sich von jeweils einem Ende des geraden horizontalen Abschnitts 166 senkrecht nach unten erstrecken, und einen zylinderab­ schnittsförmig gekrümmten Abschnitt 170, welcher die jeweils unteren Enden der geraden vertikalen Abschnitte 168 des Spannbügels 164 miteinander verbindet und in seinem Verlauf der Krümmung des gekrümmten Bereichs 134 des Halterahmens 130 folgt.

Zwischen die Innenseite des gekrümmten Bereichs 134 des Hal­ terahmens 130 einerseits und den gekrümmten Abschnitt 170 des Spannbügels 164 andererseits ist ein stirnseitiges Ende einer im wesentlichen rechteckigen Filtermatte 172 eingeklemmt, welche sich längs der Längsrichtung 132 von einer Stirnwand 156 des Halterahmens 130 zur jeweils gegenüberliegenden Stirnwand 156 erstreckt, sich an die Innenseite des gekrümm­ ten Bereichs 134 des Halterahmens 130 anschmiegt und die Luftdurchtrittsöffnungen 136 überdeckt.

Durch die beiden Spannbügel 164, welche sich an den einfach abgekanteten horizontalen Bereichen 158 der Stirnwände 156 abstützen und die Filtermatte 172 aufgrund ihrer Federelasti­ zität gegen den gekrümmten Bereich 134 des Halterahmens 130 drücken, ist die Filtermatte 172 an den Stirnseiten des Hal­ terahmens 130 relativ zu dem Halterahmen 130 lösbar festge­ legt.

Zwei seitliche, sich parallel zur Längsrichtung 132 er­ streckende Ränder 174 der Filtermatte 172 liegen an der In­ nenseite des jeweils zugeordneten vertikalen Randbereichs 142 des Halterahmens 130 an und werden in dieser Stellung mittels jeweils eines Blechbügels 175 gehalten, welcher sich parallel zur Längsrichtung 132 erstreckt.

Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, umfaßt jeder der Klemmbügel 175 einen horizontalen Abschnitt 176, von dessen der Längs­ mittelebene 178 des Luftauslaßbereichs 116 zugewandtem inne­ ren Rand ein innerer Schenkel 180 im wesentlichen senkrecht nach unten absteht, während von dem der Längsmittelebene 178 des Luftauslaßbereichs 116 abgewandtem äußeren Rand des hori­ zontalen Abschnitts 176 ein äußerer Schenkel 182 nach unten absteht, welcher mit dem horizontalen Abschnitt 176 einen spitzen Winkel von beispielsweise ungefähr 45° einschließt.

Die Kante, längs welcher der horizontale Abschnitt 176 und der äußere Schenkel 182 des Klemmbügels 174 aneinandergren­ zen, bildet eine Klemmkante 184, welche in der in Fig. 4 dar­ gestellten Klemmstellung den seitlichen Rand 174 der Filter­ matte 172 gegen die Innenseite des vertikalen Randbereichs 142 des Halterahmens 130 drückt und somit relativ zu dem Hal­ terahmen 130 festlegt.

Der innere Schenkel 180 jedes Klemmbügels 174 ist an einem Spannarm 186 eines Schnellspanners 188 gehalten. Der Spannarm 186 des Schnellspanners 188 ist an einer Basisplatte 190 des Schnellspanners 188 schwenkbar gehalten, welche ihrerseits an einem der horizontalen Randbereiche 146 des Abhängerahmens 148 festgelegt ist.

Ferner weist der Schnellspanner 188 einen Betätigungsarm 192 auf, durch dessen Betätigung der Spannarm 186 von der in Fig. 4 dargestellten Klemmstellung, in welcher die Klemmkante 184 den seitlichen Rand 174 der Filtermatte 172 festklemmt, in eine (nicht dargestellte) Offenstellung bewegbar ist, in wel­ cher die Klemmkante 184 den seitlichen Rand 174 der Filter­ matte 172 freigibt, so daß in dieser Offenstellung die Fil­ termatte 172 von dem Halterahmen 130 gelöst und - beispiels­ weise bei Verschmutzung der Filtermatte 172 - gegen eine fri­ sche Filtermatte ausgetauscht werden kann.

Der von dem Innenraum 111 der Kabine 100 durch die Filter­ matte 172 getrennte Innenraum jedes Luftauslaßbereiches 116 bildet jeweils eine Luftzuführkammer 194, in welche jeweils ein (nicht dargestellter) Luftzuführkanal mündet, durch wel­ chen mittels eines (nicht dargestellten) Luftzuführgebläses Zuluft unter einem gegenüber dem Atmosphärendruck um bei­ spielsweise 50 Pa erhöhten Druck zuführbar ist.

Es kann auch vorgesehen sein, daß die der Kabine 100 zuge­ führte Luft in einem geschlossenen Kreislauf geführt, also aus den Boden- und Deckenabsaugkanälen den Luftzuführkanälen zugeführt wird. Bei einer solchen Umluftanordnung genügt es, ein einziges Gebläse sowohl zum Absaugen der Luft aus der Ka­ bine als auch zum Zuführen der Luft zu der Kabine vorzusehen.

Im Betrieb der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungs­ form der Kabine 100 werden in der Kabine zu bearbeitende Werkstücke durch die Eintrittsöffnung in der Vorderwand 106 der Kabine in den Innenraum 111 der Kabine eingebracht, im Innenraum 111 der Kabine 100 bearbeitet (beispielsweise ober­ flächenvorbehandelt, lackiert oder geschliffen), dabei längs der Durchlaufrichtung 102 durch die Kabine 100 (mittels einer nicht dargestellten Fördervorrichtung) transportiert und durch die Austrittsöffnung in der Rückwand 108 der Kabine 100 wieder aus dem Innenraum 111 der Kabine 100 ausgebracht.

Um mit den Werkstücken in die Kabine 100 transportierte oder bei der Bearbeitung der Werkstücke in der Kabine 100 entste­ hende Schmutz- und Staubpartikel, welche zu einer Beeinträch­ tigung der Oberflächenqualität der Werkstücke, beispielsweise zu Lackierfehlern, führen können, aus dem Innenraum 111 der Kabine 100 abzuführen, wird im Betrieb der Kabine 100 ein im wesentlichen vertikal von der Deckenwand 110 zum Boden der Kabine 100 gerichtete Luftströmung erzeugt, indem der Kabine 100 mittels des Luftzuführgebläses durch die Luftzuführkanäle und die Luftzuführkammern 194 Zuluft zugeführt wird. Diese Zuluft tritt durch die Filtermatten 172 hindurch, wird dabei gereinigt, führt im Innenraum 111 der Kabine 100 vorhandene Schmutz- und Staubpartikel mit sich und wird mittels des Bo­ denabsauggebläses durch die Bodenabsaugöffnungen 112 und die Bodenabsaugkanäle aus der Kabine 100 abgeführt.

Das durch die Luftauslaßbereiche 116 der Kabine 100 insgesamt pro Stunde zugeführte Zuluftvolumen entspricht dabei minde­ stens dem 30-fachen Volumen des Innenraums 111 der Kabine 100.

70% bis 95% des Zuluftvolumenstroms werden durch die Bodenab­ saugöffnungen 112 der Kabine 100 abgesaugt.

Die verbleibenden 30% bis 5% des Zuluftvolumenstroms werden mittels des Deckenabsauggebläses durch die Deckenabsaugöff­ nungen 128 und die Deckenabsaugkanäle aus dem Bereich unter den Restbereichen 118 der Deckenwand 110 abgesaugt.

Durch diese Deckenabsaugung wird die Ausbildung einer stabi­ len, im wesentlichen ruhenden Luftschicht direkt unter diesen Restbereichen 118 der Deckenwand 110 vermieden oder zumindest die Dicke einer solchen stabilen Luftschicht vermindert.

Da die Filtermatten 172 der Luftauslaßbereiche 116 der Strö­ mung der Zuluft einen hinreichend großen Widerstand (verbunden mit einem Druckverlust von mindestens ungefähr 20 Pa) entgegensetzen, strömt die Zuluft durch die Luftauslaß­ fläche 140 jedes Luftauslaßbereiches 116 im wesentlichen pa­ rallel zur jeweiligen lokalen Oberflächennormale aus.

Aufgrund der zylinderabschnittsförmigen Krümmung der Luftaus­ laßflächen 140 entsteht somit eine fächerförmige Luftströ­ mung, deren Strömungsrichtungen in der Prinzipdarstellung der Fig. 7 mit 196 bezeichnet sind.

Dadurch, daß Teile der Zuluftströmung direkt in die unter den Restbereichen 118 der Deckenwand 110 angeordneten Bereiche des Innenraums 111 der Kabine 100 gerichtet sind, wird auch in diesen Bereichen eine wohl definierte Durchströmung mit einer im wesentlichen vertikal nach unten gerichteten Haupt­ strömungsrichtung erzielt, wobei Schmutz- und Staubpartikel auch aus den Innenraumbereichen unter den Restbereichen 118 der Deckenwand 110 in effizienter Weise zu den Bodenabsaug­ öffnungen 112 transportiert werden.

Das erfindungsgemäß erreichte wohldefinierte Strömungsbild der Luftströmung durch den Innenraum 111 der Kabine 100 ist aus der in Fig. 8 wiedergegebenen Computersimulation zu erse­ hen, in welcher die Strömungslinien der Luft mit 197 bezeich­ net sind.

Wie aus Fig. 8 zu ersehen ist, verlaufen die Strömungslinien 197 ab einer Höhe von etwa 70% der gesamten Höhe des Innen­ raums 111 der Kabine 100 bis zu deren Boden im wesentlichen vertikal und parallel zueinander, ohne störende Verwirbelun­ gen, welche den Abtransport von Schmutz- oder Staubpartikeln behindern könnten.

Diese erwünschte parallele Luftströmung ist in der Prinzip­ darstellung der Fig. 7 mit Pfeilen 198 angedeutet.

Der Pfeil 200 in Fig. 7 symbolisiert die Deckenabsaugung von Zuluft durch die Deckenabsaugöffnungen 128.

Durch diese Deckenabsaugung wird die Höhe der stabilen, im wesentlichen ruhenden Luftschicht 202, welche sich aufgrund der Aufheizung durch die in Betrieb befindlichen Seitenleuch­ ten 114 und Deckenleuchten 124 insbesondere direkt unter den Deckenleuchten 124 ausbildet, geringer gehalten als die Ab­ senkung der Luftauslaßbereiche 116 gegenüber den Restberei­ chen 118, das heißt geringer als die Höhe der Abhängerahmen 148. Dadurch ist gewährleistet, daß die durch die Luftauslaß­ flächen 140 der Luftauslaßbereiche 116 austretende fächerför­ mige Strömung 196 nicht durch die stabile Luftschicht 202 be­ hindert und abgelenkt wird.

Die fächerförmige Strömung aus den Luftauslaßbereichen 116 wird vielmehr unterhalb dieser thermischen stabilen Luft­ schicht 202 zugeführt, was zu einer zusätzlichen Stabilisie­ rung der erwünschten definierten Luftströmung durch den In­ nenraum 111 der Kabine 100 beiträgt.

Im Gegensatz hierzu kann bei den Kabinen gemäß dem Stand der Technik, wie aus der Prinzipdarstellung der Fig. 6 zu ersehen ist, eine solche definierte, im wesentlichen vertikale Luft­ strömung 196' nur im Bereich unter den horizontal ausgerich­ teten Luftauslaßflächen 204 der Luftauslaßbereiche 206 er­ zielt werden. In den dazwischenliegenden, unter den Restbe­ reichen 118' angeordneten Bereichen des Innenraums 111 herr­ schen dagegen schlecht definierte, zeitlich variierende Strö­ mungsmuster mit zahlreichen Verwirbelungen, welche einen ef­ fizienten Abtransport von Schmutz- und Staubpartikeln aus diesen Bereichen vereiteln, da die aus den Luftauslaßberei­ chen 206 stammende Luftströmung nicht direkt in diese unter den Restbereichen 118' angeordneten Bereiche des Innenraums der Kabine gerichtet ist.

Eine in den Fig. 9 und 10 dargestellte zweite Ausführungsform der Kabine 100 unterscheidet sich von der vorstehend be­ schriebenen ersten Ausführungsform dadurch, daß die Luftaus­ laßbereiche 116 und die Restbereiche 118 der Deckenwand 110 sich nicht senkrecht zur Durchlaufrichtung 102 der Werkstücke durch die Kabine 100, sondern vielmehr parallel zu der Durch­ laufrichtung 102 erstrecken.

Wie am besten aus der Draufsicht von unten der Fig. 10 zu er­ sehen ist, erstrecken sich bei der zweiten Ausführungsform der Kabine 100 zwei Luftauslaßbereiche 116, welche im übrigen genauso aufgebaut sind wie die Luftauslaßbereiche 116 der er­ sten Ausführungsform, parallel zur Durchlaufrichtung 102 von der Vorderwand 106 bis zu der Rückwand 108 der Kabine 100.

Der übrige Bereich der Deckenwand 110 wird von Restbereichen 118 gebildet, welche sich ebenfalls parallel zur Durchlauf­ richtung 102 von der Vorderwand 106 bis zur Rückwand 108 der Kabine 100 erstrecken und einen zwischen den beiden Luftaus­ laßbereichen 116 angeordneten mittigen Zwischenbereich 120' und zwei jeweils zwischen einem Luftauslaßbereich 116 und einer der Seitenwände 104 angeordneten Randbereich 122' um­ fassen.

Der Zwischenbereich 120' ist als ebene, horizontal ausgerich­ tete rechteckige Platte ausgebildet.

Die Randbereiche 122' sind ebenfalls als ebene, horizontale, rechteckige Platten ausgebildet, welche längs ihres der je­ weiligen Seitenwand 104 zugewandten Randes jeweils mit mehre­ ren, beispielsweise mit jeweils zwei, Deckenabsaugöffnungen 128 versehen sind.

Bei der zweiten Ausführungsform der Kabine 100 sind keine Leuchten in der Deckenwand 110 vorgesehen.

Lediglich am oberen Rand jeder Seitenwand 104 sind jeweils mehrere, beispielsweise jeweils vier, im wesentlichen recht­ eckige Ausschnitte vorgesehen, in welche Seitenleuchten 114 eingesetzt sind, welche längs der Durchlaufrichtung 102 auf­ einanderfolgen (siehe Fig. 9).

Im übrigen stimmt die zweite Ausführungsform der Kabine 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungs­ form überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit be­ zug genommen wird.

Eine in Fig. 11 dargestellte dritte Ausführungsform der Ka­ bine 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform der Kabine 100 dadurch, daß statt zwei insgesamt drei Luftauslaßbereiche 116 vorgesehen sind, welche sich parallel zur Durchlaufrichtung 102 von der Vor­ derwand 106 bis zur Rückwand 108 der Kabine 100 erstrecken.

Die übrige Deckenwand 110 wird durch Restbereiche 118 gebil­ det, welche sich ebenfalls parallel zur Durchlaufrichtung 102 von der Vorderwand 106 bis zur Rückwand 108 der Kabine 100 erstrecken.

Zwei dieser Restbereiche 118 sind als Zwischenbereiche 120" zwischen jeweils zwei Luftauslaßbereichen 116 ausgebildet.

Jeder dieser Zwischenbereiche 120" ist mit mehreren, bei­ spielsweise mit jeweils vier, im wesentlichen rechteckigen Ausschnitten versehen, in welche Deckenleuchten 124 einge­ setzt sind, die längs der Durchlaufrichtung 102 aufeinander­ folgen.

Ferner sind in jedem der Zwischenbereiche 120" jeweils meh­ rere, beispielsweise jeweils zwei, Deckenabsaugöffnungen 128 vorgesehen.

Durch die große räumliche Nähe zwischen den Deckenabsaugöff­ nungen 128 einerseits und den Deckenleuchten 124 andererseits ist eine besonders wirksame Deckenabsaugung der durch die Deckenleuchten 124 erwärmten Luft aus der Kabine 100 und so­ mit eine besonders wirksame Verringerung der Höhe der stabi­ len thermischen Luftschicht unter den Deckenleuchten 124 mit­ tels der Deckenabsaugung gewährleistet.

Die Randbereiche 122" sind, im Gegensatz zu den Zwischenbe­ reichen 120", lediglich mit Deckenabsaugöffnungen 128, nicht jedoch mit Deckenleuchten versehen.

Im übrigen stimmt die dritte Ausführungsform der Kabine 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungs­ form überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit be­ zug genommen wird.

Bei den vorstehend beschriebenen drei Ausführungsformen der Kabine 100 wiesen die Luftauslaßbereiche 116 jeweils einen zylinderabschnittförmigen Querschnitt auf.

Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, daß einer oder mehrere der Luftauslaßbereiche 116 einen trapezförmigen Quer­ schnitt aufweisen, wie in Fig. 12 dargestellt.

Der in Fig. 12 dargestellte Luftauslaßbereich 116' umfaßt einen horizontalen mittigen Abschnitt 208 mit einer horizon­ talen Luftauslaßfläche, durch welche die der Kabine 100 zuge­ führte Zuluft im wesentlichen vertikal austritt.

Ferner umfaßt dieser Luftauslaßbereich 116' zwei seitlich des horizontalen Abschnitts 208 angeordnete schräge seitliche Ab­ schnitte 210, welche schräg zur Horizontalen, beispielsweise unter einem Winkel von 45° zur Horizontalen, ausgerichtet sind.

Die aus diesen Abschnitten 210 des Luftauslaßbereichs 116' austretende Zuluft strömt im wesentlichen parallel zur loka­ len Oberflächennormalen, das heißt unter einem Winkel von beispielsweise ungefähr 45° zur Vertikalen, aus den Luftaus­ laßflächen der seitlichen Abschnitte 210 des Luftauslaßberei­ ches 116' aus und somit direkt in die unter den Restbereichen 118 der Deckenwand 110 angeordneten Bereiche hinein, so daß in entsprechender Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Luftauslaßbereichen mit zylinderabschnittsförmigem Quer­ schnitt eine definierte, im Großteil der Kabine 100 vertikal nach unten gerichtete Luftströmung erzielt wird.

Luftauslaßbereiche 116' der in Fig. 12 dargestellten Art kön­ nen bei allen drei der vorstehend beschriebenen Ausführungs­ formen der Kabine 100 zum Einsatz kommen.

Claims (18)

1. Kabine, insbesondere zum Oberflächenbehandeln von Werk­ stücken, umfassend eine Deckenwand (110) die mindestens einen Luftauslaßbereich (116; 116') mit einer Luftaus­ laßfläche (140), durch welche Zuluft in die Kabine (100) einströmt, und mindestens einen neben dem Luftauslaßbe­ reich (116) angeordneten Restbereich (118) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftauslaßfläche (140) des Luftauslaßbereichs (116; 116') mindestens einen Teilbereich umfaßt, in welchem die lokale Oberflächennormale der Luftauslaßfläche (140) in den unter dem Restbereich (118) der Deckenwand (110) angeordneten Bereich des Innenraums (111) der Kabine (100) gerichtet ist.

2. Kabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Luftauslaßbereich (116; 116') in einer Längsrichtung (132) erstreckt und quer zur Längsrichtung (132) einen im wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist.

3. Kabine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftauslaßfläche vom Innenraum (111) der Kabine (100) aus gesehen konvex gekrümmt ist.

4. Kabine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Luftauslaßbereich (116) einen zu­ mindest bereichsweise im wesentlichen zylinderabschnitt­ förmigen Querschnitt aufweist.

5. Kabine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Luftauslaßbereich (116') einen zu­ mindest bereichsweise im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweist.

6. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftauslaßbereich (116; 116') minde­ stens einen mit Luftdurchtrittsöffnungen (136) versehe­ nen Halterahmen (130) und eine sich an den Verlauf des Halterahmens (130) anschmiegende Filtermattenanordnung umfaßt.

7. Kabine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaßbereich (116; 116') eine Spannvorrichtung (164, 174, 188) umfaßt, mittels welcher die Filtermat­ tenanordnung an dem Halterahmen (130) lösbar festlegbar ist.

8. Kabine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung einen Spannbügel (164) umfaßt, dessen Form im wesentlichen dem Querschnitt des Luftauslaßbe­ reichs (116, 116') entspricht.

9. Kabine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Filtermattenanordnung derart ausgebil­ det ist, daß der Druckverlust der Zuluft beim Durchströ­ men der Filtermattenanordnung so hoch ist, daß die Zu­ luft durch die Luftauslaßfläche (140) im wesentlichen parallel zu deren lokaler Oberflächennormale austritt.

10. Kabine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermattenanordnung mindestens zwei in der Durchströ­ mungsrichtung der Zuluft hintereinander angeordnete Fil­ termatten (172) umfaßt.

11. Kabine nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Filtermattenanordnung so ausgebil­ det ist, daß der Druckverlust der Zuluft beim Durchströ­ men der Filtermattenanordnung mindestens ungefähr 20 Pa, vorzugsweise mindestens ungefähr 40 Pa, beträgt.

12. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kabine (100) eine Deckenabsaugein­ richtung zum Absaugen von Luft aus dem unmittelbar unter dem Restbereich (118) der Deckenwand (110) angeordneten Bereich des Innenraums (111) der Kabine (100) umfaßt.

13. Kabine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenabsaugeinrichtung mindestens eine in dem Restbe­ reich (118) der Deckenwand (110) angeordnete Deckenab­ saugöffnung (128) umfaßt.

14. Kabine nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Betrieb der Kabine (100) ungefähr 2% bis ungefähr 50%, vorzugsweise ungefähr 5% bis unge­ fähr 30%, des durch den Luftauslaßbereich (116; 116') oder die Luftauslaßbereiche (116; 116') in die Kabine (100) gelangenden Zuluftstroms durch die Deckenabsaug­ einrichtung absaugbar sind.

15. Kabine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Luftauslaßbereich (116) tiefer als der neben dem Luftauslaßbereich (116) angeordnete Rest­ bereich (118) der Deckenwand (110) angeordnet ist.

16. Kabine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaßbereich (116) um mindestens ungefähr 50 mm, vorzugsweise um mindestens 80 mm, tiefer als der neben dem Luftauslaßbereich (116) angeordnete Restbereich (118) der Deckenwand (110) angeordnet ist.

17. Kabine nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Luftauslaßbereich (116) an einem Abhängerahmen (148) angeordnet ist.

18. Kabine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abhängerahmen (148) als ein im wesentlichen rechteckiger Blechrahmen mit einer Höhe von mindestens ungefähr 50 mm, vorzugsweise von mindestens ungefähr 80 mm, aus­ gebildet ist.