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Kabinenkonstruktion
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Die Erfindung betrifft eine Kabinenkonstruktion für eine Fertigungsstraße,
insbesondere eine Lackieranlage, mit in einem Rasterabstand voneinander und parallel
zueinander angeordneten, in ihrer Einbaulage vertikalen Stützelementen,mit gegebenenfalls
mit Fenstern, Türen und dergleichen versehenen tafelförmigen Bauelementen zwischen
den Stützelementen und mit Verb in dungseinrichtungen zum Verbinden der Stützelemente
und der tafelförmigen Bauelemente zu einer durchgehenden Kabinenwand zwischen einer
Kabinendecke und einem Kabinenboden.
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Bei üblichen Kabinenkonstruktionen von Lackieranlagen werden die Seitenwände
der Kabine durch großflächige Panele gebildet, welche beispielsweise eine Höhe von
etwa 3,5 bis 4 m und eine Rasterbreite von 2 m aufweisen. Diese Panele werden aus
lackiertem Stahlblech oder aus Edelstahl hergestellt, wobei der Rand der Stahlplatten
auf allen vier Seiten,gegebenenfalls mehrfach, umgebogen wird, um auf diese Weise
vertikale (und horizontale) Stützelemente zu erhalten, zwischen denen das restliche
Blechmaterial tafelförmige Bauelemente bildet, in die die erforderlichen Öffnungen,
wie
z.B. Beleuchtungsfenster und Beobachungsfenster, eingeschnitten werden. Die einzelnen
Panele werden im Bereich ihrer umgebördelten Längskanten, welche konstruktiv vertikale
Stützelemente darstellen, miteinander verbunden, insbesondere verschraubt, um so
eine durchgehende Kabinenwand zu erhalten, die vom Kabinenboden bis zur Kabinendecke
reicht, wobei der Kabinenboden üblicherweise durch einen Gitterrost gebildet wird,
der das Abfließen von Behandlungs- und Reinigungsflüssigkeiten gestattet, während
die Kabinendecke durch eine Filtermattenkonstruktion gebildet wird, die ihrerseits
den Bodenteil des sogenannten Plenums bilden, in dem Ventilatoren und dergleichen
zum Abführen der aus der Kabine abgesaugten Luft angeordnet sind.
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Nachteilig an dieser vorbekannten Kabinenkonstruktion ist es, daß
sich die einzelnen Panele nur schwer auswechseln lassen, wenn beispielsweise anstelle
eines zuvor vorhandenen Fensters eine Türe oder eine geschlossene Wandfläche gewünscht
wird. Außerdem ergeben sich beim Ausschneiden von Fenster- und Türöffnungen vergleichsweise
große Materialverluste, was speziell bei der Verwendung von Edelstahl-Panelen entsprechend
hohe Fertigungskosten mitsichbringt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Trend
zu einer Vollverglasung im Hinblick auf den zunehmend größeren Einsatz von Fertigungsautomaten
(Robotern) zunimmt, da diese Automaten bei ihrer Arbeit von der Außenseite der Kabine
her
möglichst genau beobachtet werden sollen, so daß der Materialverlust durch das Ausschneiden
von Fensterflächen bei den bekannten Kabinenkonstruktionen zunehmend stärker ins
Gewicht fällt und auch statische Probleme mit sich bringt.
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Es wird auch bereits vorgeschlagen, zwischen den einzelnen Panelen
separate, vertikale Stützelemente anzuordnen, insbesondere Vierkantrohre, wodurch
dasAuswechseln der einzelnen Panele vereinfacht wird und gegebenenfalls mit geringeren
Materialstärken für die Panele gearbeitet werden kann, da diese durch die Stützelemente
in ihrer Funktion als tragende Bauteile entlastet werden. Das Problem der beträchtlichen
Materialabfälle durch das Ausschneiden von Fensteröffnungen und dergleichen wird
jedoch auch durch diese Konstruktion nicht überwunden. Außerdem bleibt auch das
Problem erhalten, daß die Panele nach wie vor nur von der Außenseite der Kabine
her ausgewechselt werden können, da die umgebördelten Randbereiche der Panele zur
Erzielung glatter Innenwandflächen in der Kabine bei den bekannten Kabinenkonstruktionen
stets auf der Außenseite der Kabine angeordnet werden. Da jedoch auf der Außenseite
der Kabinenwände Versorgungsleitungen, Steuerschränke und dergleichen angeordnet
sind, ist das Auswechseln von Bauteilen von der Außenseite der Kabine her häufig
sehr problematisch, wenn nicht unmöglich, so daß die bekannten Kabinenkonstruktionen
letztlich für jede Fertigungsstraße von vornherein "maßgeschneidert" angefertigt
werden müssen
und spätere Änderungen kaum möglich sind.
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Ein weiterer Nachteil der vorbekannten Kabinenkonstruktion besteht
schließlich darin, daß die Glasscheiben der Beleuchtungsfenster und der Beobachtungsfenster
im allgemeinen mittels eines Gummiköders dichtend in die Blechpanele eingesetzt
sind, was Brandschutzprobleme mit sich bringt, da die Gummi- bzw.
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Kunststoffdichtungen bei einem Brand im Inneren der Kabine schnell
Feuer fangen, so daß die eingesetzten Scheiben herausfallen.
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Ausgehend vom Stande der Technik und der vorstehend aufgezeigten Problematik
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kabinenkonstruktion anzugeben,
welche eine schnelle und einfache Montage der Kabine unter Verwendung weniger Normteile
gestattet, welche für nachträgliche Änderungen eine hohe Flexibilität bietet und
welche Wartungs-, Reparatur- und Umrüstarbeiten vereinfacht und beschleunigt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jedes der
tafelförmigen Bauelemente als auswechselbare, von der Kabinendecke bis zum Kabinenboden
reichende Baueinheit mit einem geschlossenen, rechteckigen Profilrahmen ausgebildet
ist, welcher mindestens ein Fach definiert, in dem ein plattenförmiges Ausfachelement
mittels Halterungseinrichtungen von der Innenseite der Kabine her lösbar festlegbar
ist.
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Es ist ein besonderer Vorteil der Kabinenkonstruktion gemäß der Erfindung,
daß der Profilrahmen als für alle tafelförmigen Bauelemente identische Baugruppe
vorgefertigt und dann nach Bedarf durch Quer- und/oder Längsstreben in die gewünschten
Fächer unterteilt werden kann,in die dann die plattenförmigen Ausfachelemente, insbesondere
Blechplatten und Glasscheiben, aber auch Türelemente und dergleichen eingesetzt
werden, wobei zum Befestigen der Ausfachelemente Halterungseinrichtungen vorgesehen
sind, die von der Innenseite der Kabine her angebracht und gelöst werden können,
so daß ohne einen Austausch des kompletten, tafelförmigen Bauelements, welches vorzugsweise
ebenfalls so ausgebildet wird, daß es von der Innenseite der Kabine her auswechselbar
ist, beträchtliche Änderungen der Kabinenwand möglich sind, beispielsweise das Ersetzen
von Blechtafeln durch Glasscheiben und umgekehrt.
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Weiterhin ist der geschlossene, rechteckige Profilrahmen ein vergleichsweise
stabiles Bauteil, welches mit sehr genauen Abmessungen gefertigt werden kann und
seine Form beibehält, ohne sich zu verwinden oder zu verziehen, so daß sich diesbezüglich
bei einem Auswechseln des gesamten tafelförmigen Bauelements keine Probleme ergeben
und außerdem bereits bei der ersten Montage zwischen ortsfest montierten, vertikalen
Stützelementen eine schnelle und exakte Herstellung der erforderlichen Verbindungen
ermöglicht wird.
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Darüberhinaus sind unnötige Materialverluste auf ein Minimum reduziert,
da als Ausfachelemente rechteckige Blech- und Glastafeln passend mit geringen Zuschnittverlusten
zugeschnitten werden können, wenn das tafel-oder bahnförmige Ausgangsmaterial in
seiner Breite von vornherein auf die Rasterbreite der lichten Weite des Profilrahmens
abgestimmt wird.
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Schließlich kann durch eine geeignete Ausbildung der Profile der Elemente
des Profilrahmens das Einsetzen der Ausfachelemente in die Fächer des Rahmens erleichtert
und deren anschließende Festlegung mittels Halterungseinrichtungen vereinfacht werden.
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In Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
wenn die Halterungseinrichtungen stabförmige Befestigungselemente umfassen, welche
mittels Rasteinrichtungen lösbar mit dem Profilrahmen verbindbar sind. Das Verrasten
der stabförmigen Befestigungselemente mit dem Rahmen hat dabei nicht nur den Vorteil,
daß das Einsetzen und Auswechseln der Ausfachelemente schnell und einfach vorgenommen
werden kann, beispielsweise im Vergleich zur Herstellung von Schraubverbindungen,
sondern bringt auch den weiteren, wesentlichen Vorteil mit sich, daß die für das
Verrasten erforderlichen Rastelemente an den stabförmigen Befestigungselementen
einerseits und am Profilrahmen andererseits nach außen, d.h. zur Innenseite der
Kabine hin, abgedeckt sind und in ihrer Funktion nicht
durch Farbrückstände
und dergleichen beeinträchtigt bzw. unbrauchbar gemacht werden können, wie dies
beispielsweise bei offen zugänglichen Schraubenköpfen im Inneren der Spritzkabine
der Fall wäre.
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Was die konstruktive Ausgestaltung der Rastelemente anbelangt, so
bieten sich diesbezüglich mehrere vorteilhafte Möglichkeiten. Einerseits besteht
die Möglichkeit, an einem der miteinander zu verrastenden Bauteile einen Federclip,
beispielsweise aus Stahl, anzuschrauben oder auf andere Weise zu befestigen und
am anderen Bauelement eine Aussparung zur Aufnahme der freien Enden des Federclips
und zum Verrasten desselben mit vorspringenden Nasen des anderen Bauteils vorzusehen.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, an beiden Bauteilen hinterschnittene Rastelemente
anzuformen, welche unter Ausnutzung der natürlichen Elastizität des Materials des
Rahmens und/oder der stabförmigen Befestigungselemente die Herstellung einer lösbaren
Rastverbindung gestatten. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die angeformten Rastelemente
nur für eine geringe Anzahl von Auswechselvorgängen ausgebildet sein müssen, so
daß sie unter Umständen auch aus einem leicht ermüdbaren Material, wie z.B. stranggegossenem
bzw. -gepresstem Aluminium bestehen können.
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In Ausgestaltung der Erfindung haben sich ferner stabförmige Befestigungselemente
in Form von Profilleisten als günstig erwiesen, welche ohne weiteres mit einem
äußeren
Ansatz bzw. Steg versehen werden können, der sich bei der Montage an der nicht durch
den Profilrahmen abgestützte Seite des zu befestigenden Ausfachelementes anlegt,
wobei im Inneren der durch den Profilrahmen einerseits und den Steg der Profilleiste
andererseits gebildeten,umlaufenden, geschlossenen, nutförmigen Kanals gegebenenfalls
Dichtungsprofile liegen können, die in diesem Fall nach außen hin weitgehend geschützt
sind, so daß sie einem Brand im Inneren der Kabine längere Zeit widerstehen, wobei
durch den längs des Randes der Ausfachelemente umlaufenden Kanal im übrigen auch
bei einem Verbrennen der Dichtungsprofile verhindert wird, daß die Ausfachelemente
aus ihren Fächern herausfallen.
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Wenn Rastelemente in Form angeschraubter Federclips verwendet werden,
dann hat es sich in Ausgestaltung der Erfindung ferner als vorteilhaft erwiesen,
wenn an dem entsprechenden Profilelement, insbesondere an einem Profilelement des
Rahmens, ein durchgehender Schraubenkanal eingeformt ist, wobei an den Längswänden
dieses Schraubenkanals,gegebenenfalls bereits bei der Herstellung, Längsstege bzw.
-riefen erzeugt werden können, die entsprechend der Steigung des Schraubengewindes
in der Höhe an gegenüberliegenden Seiten der Kanalwand versetzt sein können und
somit bereits eine Art Innengewinde für die Schraube1 bilden.
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Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn speziell Querholme
des Profilrahmens an ihrer Oberseite eine Schrägfläche aufweisen, die das unerwünschte
Abstellen von Gegenständen auf diesen Querholmen verhindert.
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Wesentliche Vorteile lassen sich mit den erfindungsgemäß ausgebildeten,
tafelförmigen Bauelementen bereits dann erreichen, wenn diese von außen her auswechselbar
an den vertikalen Stützelementen der fest montierten Stützkonstruktion montiert
sind. Günstiger ist es jedoch, wenn der Profilrahmen der Bauelemente auf der Innenseite
der Kabine an den Innenflächen der vertikalen Stützelemente anliegt, wobei die vertikalen
Schenkel der Profilrahmen direkt auf die Innenseite der vertikalen Stützen aufgeschraubt
werden können.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist es aber noch vorteilhafter, wenn
zwischen den vertikalen Schenkeln zweier benachbarter Profilrahmen jeweils eine
Zwischenstütze angeordnet ist, welche mit der Innenseite des betreffenden vertikalen
Stützelements verschraubt ist und mit welcher die vertikalen Schenkel der angrenzenden
Profilrahmen seitlich verschraubt sind, wobei mit der Innenseite der Zwischenstütze,
an der die Köpfe der Befestigungsschrauben nunmehr zum Inneren der Kabine freiliegen
würden, in Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise ein Blendenelement verrastet
wird, dessen freie Oberfläche bzw. dessen Innenseite mit der Innenseite der Profilelemente
fluchtet, die mit den Profilrahmen
verrastet sind, so daß sich
auf der Innenseite der Kabine im Bereich der Stützen eine durchgehende glatte Oberfläche
ergibt, an der keinerlei Schraubenköpfe oder dergleichen frei zugänglich und damit
der Gefahr einer Verschmutzung ausgesetzt sind.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische, perspektivische Querschnittsdarstellung einer
Lackieranlage mit einer Kabinenkonstruktion gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen senkrechten
Teil-Längsschnitt durch eine Kabinenwand einer erfindungsgemäßen Kabinenkonstruktion,
gesehen in Richtung des Pfeils A in Fig. 1; Fig. 3 einen Teil-Querschnitt durch
eine Kabinenwand einer erfindungsgemäßen Kabinenkonstruktion gemäß Fig. 1 längs
der Linie 3-3 in dieser Figur; Fig. 4 einen der Darstellung gemäß Fig. 2 entsprechenden
Teil-Längsschnitt für eine abgewandelte Ausführungsform einer Kabinenkonstruktion
gemäß der Erfindung.
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Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Lackieranlage
mit einer erfindungsgemäßen Kabinenkonstruktion, wobei die in Fig. 1 dem Betrachter
zugewandten Schnittkanten abweichend von der üblichen Praxis zur Erhöhung der Übersichtlichkeit
nicht schraffiert sind.
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Man erkennt, daß die Kabinenwände 10 aus einzelnen, tafelförmigen
Bauelementen 12 zusammengesetzt sind, die sich vom Kabinenboden 14 bis zur Kabinendecke
16 erstrecken und an der Innenseite von fest montierten vertikalen Stützen 18 befestigt
sind. Dabei wird der Kabinenboden 14 durch ein Gitter gebildet, unter dem sich die
bei Spritzkabinen üblichen Umwälz- und Reinigungseinrichtungen befinden, während
die Kabinendecke 16 durch eine Filtermattenanordnung gebildet wird, die ihrerseits
den Boden des sogenannten Plenums 20 bildet.
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Wie aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 und 3 deutlich wird, besitzt
jedes der tafelförmigen Bauelemente 12 einen umlaufenden, geschlossenen, rechteckigen
Profilrahmen 22 aus in der Einbaulage vertikal bzw. horizontal verlaufenden Spezialprofilen
24,26.
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Beim Ausführungsbeispiel ist der Profilrahmen 20 durch Querstege 28,
die ebenfalls als Spezialprofile ausgebildet sind, in einzelne Fächer 30 unterteilt,
die jeweils mit einem plattenförmigen Ausfachelement 32 ausgefacht sind, wobei die
Ausfachelemente speziell
Glasplatten und Metallplatten, beispielsweise
Edelstahlplatten oder Aluminiumplatten sind. Die Profile 24,26,28 sind vorzugsweise
durch Strangpressen hergestellte Aluminium-Hohlprofile, welche den Vorteil haben,
daß sie eine große Steifigkeit mit einem geringen Gewicht und Materialverbrauch
vereinigen.
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Wie Fig. 2 zeigt, sind die horizontalen Profile 28 mit Falzen versehen,
welche eine Auflagefläche für die als Ausfachelemente dienenden Scheiben 32 dienen.
Das Festlegen der Scheiben erfolgt mittels Profilstäben 34, welche angeformte, nach
innen gerichtete Rastelemente 34a besitzen, die hinterschnittene Flächen aufweisen
und mit den Schenkeln eines Federclips 36 verrastbar sind. Die Basis des Federclips
36 ist dabei mittels einer Schraube 38 mit dem Profil 28 verschraubt, wobei in dem
Profil 28 gemäß der Erfindung eine Schraubennut 40 ausgebildet ist, deren Längsseiten
bzw.
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Flanken beim Strangpressen des Profils mit Rippen versehen werden
können, die den Gewindegängen des Gewindes der Schraube 38 entsprechen und folglich
eine Art vorgefertigtes Innengewinde für die Schraube 38 bilden.
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Die Profilstäbe 34 besitzen seitlich abstehende Stege 34b, welche
auf der Innenseite der Ausfachelemente 32 liegen, derart, daß für jedes Ausfachelement
ein umlaufender, nutförmiger Kanal geschaffen wird, wobei in diesen Kanal, wie dies
aus Fig. 2 und 3 deutlich wird, dann, wenn die Ausfachelemente Glasscheiben sind,
auch eine umlaufende elastomere Dichtung 42 eingelegt
werden kann.
Auch zwischen Ausfachelementen 32 in Form von Metallplatten und den angrenzenden
Profilen 24,26, 28 können bei Bedarf elastomere Dichtungen 44,46 angeordnet werden.
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Wie Fig. 3 zeigt, sind die verrastbaren Profilleisten 34 für das Zusammenwirken
mit den vertikalen Rahmenelementen 26 im wesentlichen ebenso ausgebildet wie die
Profilleisten 34 zum Zusammenwirken mit den horizontalen Rahmenelementen 24,28.
Ferner wird aus Fig. 3 deutlich, daß zwischen den senkrechten Profilelementen 26
zweier benachbarter Rahmen im Bereich eines ortsfest montierten, vertikalen Stützelements
48 ein Zwischenelement bzw. eine Zwischenstütze 50 vorgesehen ist, welche mit Hilfe
von Schrauben 52 mit der Innenseite des Stützelements 48 verschraubt ist und mit
welcher die Rahmenelemente 26 mittels Schrauben 54 verschraubt sind, deren Achsen
senkrecht zu den Achsen der Schrauben 52 verlaufen. Die Schraubenköpfe der Schrauben
54 sind dabei durch Öffnungen der Rahmenelemente 26 zugänglich, welche später, d.h.
nach der Montage, mit Hilfe von Abdeckstopfen 56 verschlossen werden. Mit Hilfe
der Schrauben 52 sind an der Zwischenstütze 50 ferner Federclips 36 befestigt, mit
denen ein Blendenelement 58 verrastbar ist, welches ähnlich wie die Profilstäbe
34 ausgebildet und auf seiner Innenseite mit Rastelementen 34a versehen ist. Auf
diese Weise wird auch im Bereich der vertikalen Stützelemente 48 auf der Innenseite
der Kabine -in Fig. 3 oben - eine durchgehende, glatte Fläche
erreicht,
welche eine leichte Innenreinigung der Kabine gewährleistet.
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Schließlich zeigt Fig. 3 zwischen dem in der Zeichnung rechts befindlichen
Rahmenelement 26 und der Zwischenstütze 50 noch ein Ausgleichselement 60, welches
mehr oder weniger dick ausgebildet werden kann, um Längentoleranzen der Kabinenwand
auszugleichen. Außerdem ist an dem in Fig. 3 linken Rahmenelement 26 eine Türzarge
62 montiert, an der ein Türblatt 64 gelenkig befestigt ist.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von dem vorstehend
diskutierten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß keine separaten Federclips
vorgesehen sind. Vielmehr sind unmittelbar an den Profilen 28 Rastelemente 28a angeformt,
welche mit den angeformten Rastelementen 34a der Profilleisten 34 zusammenwirken.
Da die Rastverbindung zwischen den Elementen 34 und 28 bei einer Kabinenkonstruktion
der betrachteten Art allenfalls wenige Male hergestellt und wieder gelöst wird,
besteht dabei keine Gefahr, daß das relativ schnell ermüdende Aluminiummaterial
bricht, so daß die angeformten Rastelemente 28a ihre Funktion durchaus erfüllen
können.
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Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß mit der erfindungsgemäßen
Kabinenkonstruktion einerseits eine sehr hohe Flexibilität beim Aufbau und
Umbau
von Spritzkabinen und dergleichen erreicht werden kann, während andererseits eine
weitgehend ebene Kabineninnenwand erhalten wird, die sich leicht reinigen lässt
und an der keine Befestigungselemente vorhanden sind, die durch Farbstoffreste und
dergleichen unbrauchbar oder schwer betätigbar werden könnten. Dabei haben lediglich
die ortsfest montierten vertikalen Stützelemente und gegebenenfalls die Zwischenstützen
eine tragende Funktion, während die tafelförmigen Bauelemente gewissermaßen eine
"innere Fassade" der Kabinenwand bilden und keine tragende Funktion haben. Daher
besteht auch die Möglichkeit, zwischen der Kabinendecke 16 und dem oberen borizontalen
Profil der einzelnen Profilrahmen einen kleinen Spalt freizulassen, welcher den
Einbau und das Auswechseln der tafelförmigen Bauelemente erleichtert und durch einen
vertikalen Schenkel einer Winkelschiene an der Unterseite der Kabinendecke 16 verschlossen
werden kann, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Zusätzlich oder statt dessen könnte
zwischen den obersten horizontalen Elementen der Profilrahmen und der Kabinendecke
gegebenenfalls auch eine elastomere Dichtung angebracht werden.