EP1256422A1 - Working chamber with a remotely sealable opening for the insertion of a robot hand - Google Patents

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EP1256422A1
EP1256422A1 EP02004905A EP02004905A EP1256422A1 EP 1256422 A1 EP1256422 A1 EP 1256422A1 EP 02004905 A EP02004905 A EP 02004905A EP 02004905 A EP02004905 A EP 02004905A EP 1256422 A1 EP1256422 A1 EP 1256422A1
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EP
European Patent Office
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working chamber
elements
chamber system
coupling
robot hand
Prior art date
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EP02004905A
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German (de)
French (fr)
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EP1256422B1 (en
Inventor
Reinhard Nadicksbernd
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SCHLICK-Roto-Jet Maschinenbau GmbH
Original Assignee
SCHLICK-Roto-Jet Maschinenbau GmbH
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Publication date
Priority claimed from DE2001120473 external-priority patent/DE10120473C1/en
Application filed by SCHLICK-Roto-Jet Maschinenbau GmbH filed Critical SCHLICK-Roto-Jet Maschinenbau GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C9/00—Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/02—Abrasive blasting machines or devices; Plants characterised by the arrangement of the component assemblies with respect to each other
    • B24C3/04—Abrasive blasting machines or devices; Plants characterised by the arrangement of the component assemblies with respect to each other stationary
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53096—Means to assemble or disassemble including means to provide a controlled environment

Definitions

  • seal automatically, for example can be effected via a program sequence control immediately before the process begins in the chamber. Intervention by operating personnel is not necessary.
  • To Completion of the work in the chamber can seal can be remotely released on the feed-through tube, so that the robot hand can move freely and with the Workpiece can be moved out of the chamber.
  • the working chambers allow movement in the Feed-through tube sealed lying robot hand in several Degrees of freedom.
  • those end axes are industrial robots and other manipulators referred to, for example a workpiece gripper or a machining tool is to be attached.
  • the robotic hand can with the working chamber system of the invention first entered the working chamber completely unhindered and out after the work is done.
  • the workpiece can pass through the bushing ring element be transported as far as the circumference of the workpiece is smaller is than the inside diameter of the grommet element.
  • the robot drives with his robot hand and one any workpiece gripper attached to it in one translational movement through the bushing ring element into the working chamber.
  • the control elements preferably Linear motors or pneumatic cylinders that either work on are arranged in the working chamber or on the robot the locking elements attached to it close to the coupling elements driven and then engaged with the coupling elements brought, creating a rigid connection between the bushing ring element in the working chamber and the robot hand will be produced.
  • this clutch is released again. This effect is achieved no matter whether the coupling elements on the bushing ring element and the locking and locking elements on the robot hand are arranged or vice versa.
  • At least one holding device for holding the bushing ring element arranged in a starting position is.
  • the bushing ring element is in one defined starting position that the robot held Approach this position exactly via a path control and the Establish coupling connection with the bushing ring element can.
  • Locking the robot hand with the feed-through ring element can be done via bolt, into the forked Engage latch elements.
  • the coupling elements are preferably designed as bolts which are a cylinder area and a front head area have, which are connected via a radial groove are.
  • the control elements are by at least two in one Coupling receptacle flap recesses formed, which each have a bolt passage recess and include an adjoining bolt bolt recess.
  • the coupling elements are electromagnets in this case and the coupling receiving flange has ferromagnetic Magnetic coupling areas.
  • the robot hand has a workpiece gripper with a screw-like, U-shaped bracket has, which at one end with a displaceable Clamping element is provided and at its other End has a support element.
  • a gripper is preferred arranged on the robot so that the clamping axis that extends between the clamping and the support element, approximately runs in the direction of the last robot axis.
  • the gripper and the workpiece to be clamped in it all arranged so that they match their respective Narrow sides due to the clear width of the bushing ring element into the interior of the working chamber can be.
  • the locking elements can be used as sliding locking elements be formed with a ramp have, which at least partially under the chamfered Cantilever edge can be inserted.
  • the sliding latch elements are for example attached to pneumatic cylinders and are direct insertable under the cantilever edge element.
  • the coupling elements are preferred each as a swivel bolt element with an arch edge formed, which arch edge is a run-up slope has and at least partially under the ramp the cantilever is pivotable.
  • swiveling the Swivel bolt elements is the one to be covered when locking Path along the edge of the arch is larger than one chamfered sliding locking element. Therefore, with less energy a firm lock can be achieved so that the Control elements can be made smaller.
  • a lever is created by an eccentric point of attack, so that the locking force is increased can be.
  • the invention also relates to a tightness monitoring device for a working chamber system of the aforementioned Art.
  • the task is therefore still a leak monitoring device specify with which a crack in the sealing element detected early and an exit from Abrasive from the working chamber can be prevented.
  • the one two-part sealing element which has a flexible inner layer and includes a flexible outer layer, which under Formation of an inner container are connected at the edges, wherein the inner container at least one in the lower area of the sealing element arranged outlet opening with at least has a particle sensor. If there is one heavy wear of the sealing element, the inner layer tears on, the outer layer an exit of the by the Cracked abrasive from the working chamber initially prevented. What has entered the inner container through the crack Blasting media gets into the by gravitational force exit opening provided below and there from the inner container out.
  • a magnetic sensor is advantageously used as the particle sensor Sensor selected when using blasting media made of ferrous materials become.
  • An optical sensor such as a light barrier, is suitable for all other abrasives, e.g. sand.
  • the Task by a seal monitoring device consisting Made of a two-part sealing element that is flexible Inner layer and a flexible outer layer includes which connected at the edge to form an inner container are, which with the formation of a gas-tight inner container are connected at the edge, and from a pressure sensor for gas pressure measurement in the inner container.
  • a seal monitoring device consisting Made of a two-part sealing element that is flexible Inner layer and a flexible outer layer includes which connected at the edge to form an inner container are, which with the formation of a gas-tight inner container are connected at the edge, and from a pressure sensor for gas pressure measurement in the inner container.
  • a working chamber 100 is shown in FIG. 1.
  • An industrial robot 200 is arranged outside the working chamber 100.
  • the industrial robot 200 has six axes of rotation 201 ... 206 and thus six degrees of freedom.
  • the 6-axis kinematics allows within the work area every point in space in any orientation of the last Robot member, for example the robot hand 216 with one Workpiece gripper 220 to start up.
  • the vertical axis 201 is an axis of rotation around which the entire Industrial robot 200 rotatable relative to a foundation 130 is.
  • Two articulation axes 202, 203 are arranged in succession, with which the so-called upper arm 212 and the forearm 213 can be inclined. This is what is called Wrist 205, which is another articulated joint, can be positioned in space.
  • the orientation of the wrist 205 in relation on the forearm 213 can still by a rotation axis 204 be changed.
  • the robot hand 216 is also connected via the rotation hand axis 206 the processing or clamping tool attached to it, for example the workpiece gripper 220, rotatable. Intended is that the robot hand 216 rotates the workpiece gripper 220 allows without restriction of the angle of rotation.
  • the endless rotation enables even workpiece handling with blasting agents and / or paints in the working chamber 100, because in contrast to finite angles of rotation the dead center a reversal of the direction of rotation is not necessary.
  • the workpiece gripper can be two or, especially for round ones Workpieces that have several clamping fingers and are electrical, be pneumatically or hydraulically operable, as is per se is known.
  • the wrist 205 and the robot hand 216 with the workpiece gripper 220 are in the shown in Figure 1 Work situation within one through the work chamber wall 110 lead-through ring element 40 and are rigidly coupled to this.
  • the coupled bushing ring element 40 acts as an extension of the robot hand 216 and can be rotated, moved as far as this and tilted like a flexible sealing element 20, that surrounds the lead-through ring element 40 allows this.
  • the bushing ring element 40 can be in the form, for example a circular ring, an elliptical ring or one Rectangle ring be formed.
  • the respective form, and thus connected the cross section of the recess 120 and / or the Sealing element 20 is chosen so that it is the largest possible Freedom of movement in the plane of the working chamber wall 110 for the respective application. So far the workpiece only rotates around the robot hand axis 206 the circular ring shape is a particularly suitable shape.
  • additional movements of the workpiece in the x and y directions required in the plane of the working chamber wall 110 are more extensive cross-sectional shapes like ellipses or Rectangles particularly suitable.
  • bushing ring element 40 can be tubular his.
  • the bushing ring element 40 is removed from the sealing element 20 included and is about this with the working chamber wall 110 connected.
  • the sealing element 20 can be bellows-like with additional folds of material around you greater freedom of movement of the inner bushing ring element 40 to allow. But it is preferred from flat blanks of a rubber material to form a funnel rolled, which results in a very simple manufacture. But it can also be an elastomeric ring with a slightly stretchable Foil be formed. It can also be segments of a circle be combined overlapping. If the sealing element is damaged 20 then only needs a single segment to be exchanged.
  • the sealing element can be used to automatically diagnose damage 20 be formed as a hollow body with Pressurized gas is applied. By monitoring the internal pressure can be a pressure drop due to damage is to be determined. This is a reaction of the Operating personnel and / or an automatic control device possible to leak media from inside to stop the working chamber 100 immediately.
  • the automatic diagnosis of damage can continue a tightness monitoring device shown in Figure 10 be provided.
  • This comprises a two-part Sealing element 20 with a flexible inner layer 22 and one flexible outer layer 21, which with the formation of an inner container are connected at the edge.
  • an outlet opening 94 In the area below of the sealing element 20 is an outlet opening 94 with at least a particle sensor 96 is provided. Kick abrasive through a crack 23 in the inner layer 22, it arrives due to gravity to the outlet opening 94 and becomes there optically by the operator or automatically by the particle sensor 96 recorded.
  • the bushing ring element 40 has a much smaller one Outer circumference than that introduced into the working chamber wall 110 Recess 120.
  • the ratio of the outer circumference of the Feed-through ring element 40 to the inner circumference of the recess edge is preferably about 1: 2 to 1: 5 ⁇ m for the To give robots the greatest possible freedom of movement.
  • the gap is bridged by the sealing element 20 and sealed so that dirt escapes from the inside the working chamber 100 is prevented.
  • the one from that Sealing element 20 thereby bridging distance can be circumferential be equal. But it can also be provided in the direction the flexible sealing element 20 in a main direction of movement to be made wider than in other areas of the circumference.
  • the recess 120 and the holding and sealing devices arranged thereon can in each of the walls 110 of the Working chamber 100 are introduced, that is, both in side walls as well as in the roof or floor of the chamber.
  • the Function of the coupling and sealing is in the inventive Working chamber system guaranteed regardless of position.
  • the bushing ring element 40 in all embodiments of the invention preferably from a holding device in a starting position held in the coupling and uncoupling the robot hand 216 to the feed-through ring element 40 is automated can be done.
  • the holding device comprises at least two actuating elements 30, for example pneumatic cylinders, which are arranged opposite to the recess 120 are, with extendable push rods 32, at the ends Centering elements 34 are provided. This can be Trade tapered or other shapes.
  • Receiving elements 44 are on the bushing ring element 40 attached, in which the compatible centering 34 of Intervene holding device.
  • the centering elements 34 are 3b shows, after coupling by a robot hand 216 and lead-through ring element 40 from the receiving elements 44 pulled out. This is the bushing ring element 40 movable and can be moved within the recess 120, be rotated or swiveled.
  • the one shown in Fig. 2b Embodiment are the recess, the sealing element 20 ' and the bushing ring element 40 'is also rectangular, lateral movements of the coupled robot hand 216 to facilitate.
  • FIG 3a shows the possible starting position of the bushing ring element 40 within the recess 120 in the working chamber wall 110 before coupling with the robot hand 216.
  • the robot hand 216 carries a workpiece gripper 220. Both can pass through the inside of the grommet element 40 are passed.
  • workpiece gripper 220 pushes a coupling receiving flange 50 with its recesses over the coupling elements 46.
  • the locking elements 54 via actuating elements 52 in engagement with the coupling elements 46 brought.
  • the coupling receiving flange can be wheel-shaped be and a hub portion and a ring portion have, which by at least two spoke sections are connected.
  • the coupling elements 46 are like 5 shows, preferably in the form of a bolt, a cylinder area 46.1 and a front head area 46.3, which have a radial groove 46.2 are connected.
  • the transition from the head area 46.3 to the groove 46.2 is provided with a run-up slope 46.4.
  • the one compatible locking elements 54 have two parallel spaced Forks, between which the coupling element 46 is insertable with its groove 46.2.
  • the forks are preferred also provided with a ramp.
  • FIG. 6 shows a disk-shaped locking element 60, which has locking recesses 62. Put this each from a bolt passage recess 62.1 and an adjoining bolt bolt recess 62.2 together.
  • the bolt-shaped coupling element 46 is approaching of robot arm and feed-through ring element 40 initially pushed through the bolt passage recess 62.1 until the annular groove 46.2 (see FIG. 5) at the level of the locking element 60 lies.
  • By rotating the locking element 60 the for example by rotating the robot axis that the locking element 60 carries, can be caused the bolt bolt recess 62.2 in the groove area 46.2 of the Coupling element 46 screwed in laterally. So there is a positive-locking connection.
  • Fig. 3a is the Coupling mounting flange 50 attached to robot hand 216, and the coupling elements 46 are on the grommet element 0 attached.
  • Fig. 4 shows an embodiment with a bushing ring element 40 "with short length. This leads to a reduction of the moving masses on the robot 200. Otherwise result there is no difference in the coupling and seal from the previous one described embodiment according to Figures 3a to 3c.
  • 3a is in the initial state shown the robot hand 216 inside the into the working chamber wall 110 used bushing ring element 40.
  • the coupling receiving flange 50 on robot hand 216 is already over the coupling elements 46 pushed.
  • the bushing ring element 40 is about the holding device with its centering elements 34 and the corresponding receiving elements 44 in one defined position held.
  • Figure 3c shows a possible pivoting of the robot hand 16.
  • the workpiece gripper 220 consists essentially of a screw clamp-like, U-shaped bracket, which on one end with a sliding clamping element 226 is provided and a support element 222 at its other end having. Between the clamping element 226 and the support element 22 workpieces can be clamped by the
  • Feed-through ring element 40 into working chamber 100 be introduced and removed.
  • the Bushing ring element 40 protects, especially in its tubular elongated design according to Figures 3a to 3c, the robot hand in the case of a beam attacking from the side 216 before the direct impact of jet particles. at the clamp-like design of the workpiece gripper 220 is the exposed, exposed surface minimized.
  • the bushing ring element 40 can also with a completely or in sections arranged on the circumference Cantilever edge element 80 may be provided. It can be for example, a profile with a U-shaped or L-shaped Act cross-section, with an outer leg of the profile as cantilever 82 with its open end inwards, that is to say Center of the bushing ring element 40 is directed.
  • the Cantilever edge 82 is preferably at its end with a run-up slope Mistake.
  • a coupling mounting flange 150 On a coupling mounting flange 150, which on the robot hand to be fastened, there are three swivel bolt elements 70.1, 70.2, 70.3 attached, each of which can be actuated by adjusting elements 152 are.
  • the adjusting elements 152 are preferably as Pneumatic cylinder designed and pivoted on pedestals 153 connected to the coupling receiving flange 150. Moreover they each have a bearing element at their other end on, via which a pivotable connection to the swivel bolt element 70.1 ... 70.3 exists.
  • the pivot bolt elements 70.1 ... 70.3 are, as shown in Fig. 9, especially as approximately semicircular discs formed, wherein an arc edge 73 with a run-up slope 71 is provided.
  • Each swivel bolt element is one Pivot 72 is rotatable, which is preferably outside the axis of symmetry 74 of the sheet edge 73 lies. This ensures that the sheet edge 73 to lock during the pivoting movement moves radially outwards and thereby the locking effect is increased.
  • Outside of axis of symmetry 74 and Pivot 72 is a point of engagement 76 for the bearing element of the control element 70.1 ... 70.3.
  • pivot bolt element 70.1 In a starting position, in the top right in FIG. 7 lying pivot bolt element 70.1 is outlined Bow edge 73 of the swivel bolt element 70.1 completely outside the cantilever 82.
  • the swivel bolt element 70.1 pivoted about the pivot point 72 which with a run-up slope 71 provided edge 73 under the cantilever 82 of the Cantilever elements 80 inserted on the feed-through tube 40 becomes.
  • This position is in the swivel bolt element 70.2 shown.
  • the sensor flag 78 also comes under Sensor holder element 90, attached to the known sensors are to the position of the sensor flag 78 and thus to detect the locking state of the swivel locking element. Also with the swivel bolt elements 70.1 and 70.3 such sensors are preferably arranged.
  • Swivel bolt elements in an opposite rotational orientation are preferred Swivel bolt elements in an opposite rotational orientation arranged. So are the swivel bolt elements in Figure 7 70.1 and 70.2 in the initial state in mirror image to each other arranged. This has the effect of being loosened the locking and a possible rotation of the entire coupling flange 50 occurs self-locking. No matter in which direction the loosened coupling flange is Should turn 50, he presses one of the opposite arranged swivel bolt elements 70.1, 70.2 under the Cantilever edge 82.
  • the sensor holder element has an additional optical control option 90 an indicator recess 92 to the Sensor flag to be visible when the swivel bar element 70.2 is in the locked position.
  • the locking state is schematically in section in Fig. 8 shown.
  • the locking elements 70.1 ... 70.3 in the cantilever element 80 there is also a seal between the robot hand not shown in detail in FIG. 8 216 and the bushing ring element 40 the coupling receiving flange 150 at least partially with a flexible sealing material 58 occupied.
  • the ramp 81, 71 on the swivel bolt elements 70.1 ... 70.3 or the cantilever 82 of the cantilever element 80 cause that with the insertion of the swivel bolt elements 70.1 ... 70.3 the Coupling mounting flange 50 with the associated robot hand 216 pressed onto the bushing ring element 40 becomes.
  • the shape of the working chamber system according to the invention manageable workpieces is almost arbitrary and only by clear width of the bushing ring element limited, so that came changeover times.

Abstract

A sealing device is provided for a working chamber system with a robot hand (216) that extends into the working chamber (100) through an aperture (120) by means of which a seal may be established and removed by remote control. The sealing device includes: (a) a flexible sealing element (20) by means of which an inner pass-through ring element (40) is connected with the edge of the aperture (120); (b) at least two coupling elements that are attached to the pass-through ring element (40) and (c) at least one locking element that is connected with the robot hand (216) and that may be positioned by means of positioning elements for coupling of the robot hand (216) with the pass-through ring element (40) by means of the coupling elements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitskammersystem bestehend aus

  • einer Arbeitskammerwandung mit wenigstens einer Ausnehmung,
  • einer durch die Ausnehmung in die Arbeitskammereingreifender Roboterhand, und
  • einer Abdichtungsvorrichtung, mittels der eine Abdichtung der Ausnehmung gegenüber der eingreifenden Roboterhand fernbetätigbar herzustellen und zu lösen ist.
The invention relates to a working chamber system consisting of
  • a working chamber wall with at least one recess,
  • a robot hand that engages the working chamber through the recess, and
  • a sealing device, by means of which a sealing of the recess with respect to the engaging robot hand can be made and released remotely.

In den nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen 100 62 133.3 und 100 07 831.1 der Anmelderin sind gattungsgemäße Arbeitskammersysteme angegeben, bei denen eine Roboterhand oder ein anderer Manipulatorarm durch ein in die Ausnehmung eingesetztes Durchführungsrohr hindurch in eine Arbeitskammer eingreift. Ein aufblasbarer Balg umschließt die Roboterhand und dichtet diese gegenüber dem Durchführungsrohr ab. Anschließend erschlafft der Balg durch Ablassen des Druckgases wieder, so dass die Roboterhand zusammen mit einem möglicherweise eingespannten Werkstück aus dem Durchführungsrohr und damit aus der Arbeitskammer herausgezogen werden kann. In the unpublished German patent applications 100 62 133.3 and 100 07 831.1 of the applicant are of the generic type Chamber of labor systems specified, in which a robotic hand or another manipulator arm through one in the recess inserted through pipe into a working chamber intervenes. An inflatable bellows encloses the robot hand and seals it from the feed-through tube. The bellows then slackens by releasing the compressed gas again, so the robotic hand along with one possibly clamped workpiece from the lead-through tube and can be pulled out of the working chamber.

Solche Arbeitskammersysteme haben sich bewährt. Vorteilhaft ist insbesondere, dass automatisch, also ohne Montagetätigkeiten oder andere manuelle Eingriffe, eine sichere Abdichtung der Roboterhand in der Durchführung hergestellt und wieder gelöst werden kann. Dabei kann die Roboterhand während des Betriebs unter Beibehaltung der Abdichtung innerhalb der Durchführung bewegt werden.Such working chamber systems have proven their worth. Advantageous is in particular that automatically, that is, without assembly work or other manual intervention, a secure seal the robotic hand made in the implementation and again can be solved. The robot hand can do this during operation while maintaining the seal within the Implementation to be moved.

Es können einzelne Werkstücke in die Arbeitskammer eingebracht werden, wobei die Abdichtung automatisch, beispielsweise über eine Programmablaufsteuerung, bewirkt werden kann, unmittelbar bevor der Arbeitsvorgang in der Kammer beginnt. Ein Eingriff von Bedienpersonal ist nicht erforderlich. Nach Beendigung des Arbeitsvorgangs in der Kammer kann die Abdichtung an dem Durchführungsrohr fernbetätigt wieder gelöst werden, so dass die Roboterhand frei beweglich ist und mit dem Werkstück aus der Kammer heraus bewegt werden kann.Individual workpieces can be brought into the working chamber be, the seal automatically, for example can be effected via a program sequence control immediately before the process begins in the chamber. Intervention by operating personnel is not necessary. To Completion of the work in the chamber can seal can be remotely released on the feed-through tube, so that the robot hand can move freely and with the Workpiece can be moved out of the chamber.

Die Arbeitskammern ermöglichen eine Bewegung der in dem Durchführungsrohr abgedichtet liegenden Roboterhand in mehreren Freiheitsgraden.The working chambers allow movement in the Feed-through tube sealed lying robot hand in several Degrees of freedom.

Es hat sich allerdings gezeigt, dass das Aufpumpen des Dichtungsbalges und das anschließende Ablassen von Luft oder Druckgas bei bestimmten Arbeitsprozessen zu viel Zeit in Anspruch nimmt.However, it has been shown that the sealing bellows is inflated and then deflating or Compressed gas takes too much time in certain work processes takes.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Arbeitskammersystem der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass das Herstellen und anschließende Lösen einer dichtenden Verbindung zwischen Roboterhand und Arbeitskammer in kürzerer Zeit möglich ist.It is therefore the task of a working chamber system the kind mentioned at the beginning so that the manufacturing and then loosening a sealing connection between robot hand and work chamber possible in less time is.

Diese Aufgabe wird bei einer Arbeitskammer der eingangs genannten Art jeweils durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 gelöst. This task is carried out in a working chamber of the type mentioned at the beginning Kind in each case by the characteristic features of the Claim 1 or claim 2 solved.

Mit Roboterhand sind diejenigen Endachsen von Industrierobotern und anderen Manipulatoren bezeichnet, an denen beispielsweise ein Werkstückgreifer oder ein Bearbeitungswerkzeug anzubringen ist.With robotic hands, those end axes are industrial robots and other manipulators referred to, for example a workpiece gripper or a machining tool is to be attached.

Die Roboterhand kann bei dem Arbeitskammersystem der Erfindung zunächst völlig ungehindert in die Arbeitskammer eingefahren werden und nach Beendigung der Arbeiten wieder heraus. Dabei kann das Werkstück durch das Durchführungsringelement transportiert werden, soweit der Umkreis des Werkstücks kleiner ist als der Innendurchmesser des Durchführungsringelements. Dazu fährt der Roboter mit seiner Roboterhand und einem etwaig daran angebrachten Werkstückgreifer in einer translatorischen Bewegung durch das Durchführungsringelement in die Arbeitskammer ein. Durch die Stellelemente, vorzugsweise Linearmotoren oder Pneumatikzylinder, die entweder an der Arbeitskammer oder an dem Roboter angeordnet sind, werden die daran angebrachten Riegelelemente nah an die Kupplungselemente gefahren und dann in den Eingriff mit den Kupplungselementen gebracht, wodurch eine starre Verbindung zwischen dem Durchführungsringelement in der Arbeitskammer und der Roboterhand hergestellt wird. Durch Rückzug der Stellelemente wird diese Kupplung wieder gelöst. Diese Wirkung wird erzielt, gleichgültig ob die Kupplungselemente am Durchführungsringelement und die Stell- und Riegelelemente an der Roboterhand angeordnet sind oder umgekehrt.The robotic hand can with the working chamber system of the invention first entered the working chamber completely unhindered and out after the work is done. The workpiece can pass through the bushing ring element be transported as far as the circumference of the workpiece is smaller is than the inside diameter of the grommet element. To do this, the robot drives with his robot hand and one any workpiece gripper attached to it in one translational movement through the bushing ring element into the working chamber. By the control elements, preferably Linear motors or pneumatic cylinders that either work on are arranged in the working chamber or on the robot the locking elements attached to it close to the coupling elements driven and then engaged with the coupling elements brought, creating a rigid connection between the bushing ring element in the working chamber and the robot hand will be produced. By withdrawing the control elements this clutch is released again. This effect is achieved no matter whether the coupling elements on the bushing ring element and the locking and locking elements on the robot hand are arranged or vice versa.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn an der Arbeitskammerwandung wenigstens eine Haltevorrichtung zum Halten des Durchführungsringelements in einer Ausgangsstellung angeordnet ist. Durch diese wird das Durchführungsringelement so in einer definierten Ausgangsstellung gehalten, dass der Roboter über eine Wegesteuerung diese Stellung exakt anfahren und die Kupplungsverbindung mit dem Durchführungsringelement herstellen kann.It is also advantageous if on the wall of the working chamber at least one holding device for holding the bushing ring element arranged in a starting position is. Through this, the bushing ring element is in one defined starting position that the robot held Approach this position exactly via a path control and the Establish coupling connection with the bushing ring element can.

Die Verriegelung der Roboterhand mit dem Durchführungsringelement kann über Riegelbolzen erfolgen, in die gabelförmige Riegelelemente eingreifen.Locking the robot hand with the feed-through ring element can be done via bolt, into the forked Engage latch elements.

Sie kann weiterhin als Bajonettverschluss ausgebildet sein, so dass die Ankopplung durch Rotation desjenigen Elements des Roboters ermöglicht ist, das die Riegelelemente trägt. Hierzu sind die Kupplungselemente vorzugsweise als Bolzen ausgebildet sind, die einen Zylinderbereich und einen vorderen Kopfbereich aufweisen, welche über eine radiale Nut verbunden sind. Die Stellelemente sind durch wenigstens zwei in einen Kupplungsaufnahmeflansch eingebrachte Riegelausnehmungen gebildet, welche jeweils eine Bolzendurchgangsausnehmung und eine sich daran anschließende Bolzenriegelausnehmung umfassen.It can also be designed as a bayonet catch, so that the coupling by rotation of that element of the Robot is enabled, which carries the locking elements. For this the coupling elements are preferably designed as bolts which are a cylinder area and a front head area have, which are connected via a radial groove are. The control elements are by at least two in one Coupling receptacle flap recesses formed, which each have a bolt passage recess and include an adjoining bolt bolt recess.

Außerdem ist eine Ankopplung über magnetische Kupplungselemente möglich. Die Kupplungselemente sind in diesem Fall Elektromagnete und der Kupplungsaufnahmeflansch weist ferromagnetische Magnetkopplungsbereiche auf.There is also a coupling via magnetic coupling elements possible. The coupling elements are electromagnets in this case and the coupling receiving flange has ferromagnetic Magnetic coupling areas.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Roboterhand einen Werkstückgreifer mit einem schraubzwingenartigen, U-förmigen Bügel aufweist, welcher an seinem einen Ende mit einem verschiebbaren Klemmelement versehen ist und an seinem anderen Ende ein Stützelement aufweist. Ein solcher Greifer ist vorzugsweise so am Roboter angeordnet, dass die Spannachse, die sich zwischen dem Klemm- und dem Stützelement erstreckt, etwa in Richtung der letzten Roboterachse verläuft. Damit sind die Roboterhand, der Greifer und das darin einzuklemmende Werkstück alle so angeordnet, dass sie mit ihren jeweiligen Schmalseiten durch die lichte Weite des Durchführungsringelements hindurch in das Innere der Arbeitskammer hinein gefahren werden können.It is also advantageous if the robot hand has a workpiece gripper with a screw-like, U-shaped bracket has, which at one end with a displaceable Clamping element is provided and at its other End has a support element. Such a gripper is preferred arranged on the robot so that the clamping axis that extends between the clamping and the support element, approximately runs in the direction of the last robot axis. With that they are Robot hand, the gripper and the workpiece to be clamped in it all arranged so that they match their respective Narrow sides due to the clear width of the bushing ring element into the interior of the working chamber can be.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß Unteranspruch 11 ist vorgesehen, dass

  • die Kupplungselemente durch wenigstens ein Kragrandelement gebildet sind, das wenigstens abschnittsweise am Umfang des Durchführungsringelements befestigt ist und das eine zum Mittelpunkt des Durchführungsringelements ausgerichtete Kragkante aufweist, und
  • dass die Riegelelemente jeweils durch Einschieben mittels Stellelementen unter die Kragkante in den Eingriff mit dem wenigstens einen Kragrandelement zu bringen sind.
In a particularly preferred embodiment according to subclaim 11, it is provided that
  • the coupling elements are formed by at least one cantilever edge element which is attached at least in sections to the circumference of the lead-through ring element and which has a cantilevered edge aligned with the center of the lead-through ring element, and
  • that the locking elements are to be brought into engagement with the at least one cantilever edge element in each case by being inserted by means of adjusting elements under the cantilever edge.

Mit den hierbei vorgesehenen Riegelelementen wird eine feste, kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Durchführungsringelement und dem Kupplungsaufnahmeflansch an der Roboterhand hergestellt. Diese Verriegelung ist in jeder Winkelstellung des Kupplungsaufnahmeflansches gegenüber der Arbeitskammerwandung möglich. Es ist somit insbesondere nicht mehr erforderlich, einen 6-Achsen-Knickarmroboter mit seiner vierten Achse, die üblicherweise eine Rotationsachse ist, für den Zweck der Verriegelung und Abdichtung in eine bestimmte Winkellage zu bringen. Damit kann die fünfte Achse, eine Knickachse, in beliebiger Orientierung in die Arbeitskammer hinein geschwenkt werden. Auf eine punktgenaue Rückkehr der Roboterhand in eine vorgegebene Verriegelungsstellungen muss im Arbeitsprozess nicht mehr geachtet werden.A fixed, non-positive connection between the bushing ring element and the coupling mounting flange on the robot hand. This lock is in any angular position of the Coupling mounting flange opposite the working chamber wall possible. In particular, it is no longer necessary a 6-axis articulated arm robot with its fourth axis, the is usually an axis of rotation for the purpose of locking and sealing in a certain angular position bring. This allows the fifth axis, an articulated axis, in any Orientation pivoted into the working chamber become. On a precise return of the robot hand to one specified locking positions must be in the work process are no longer respected.

Bei dieser Ausführungsform können die Riegelemente als Schieberiegelelemente ausgebildet sein, die eine Auflaufschräge aufweisen, welche wenigstens teilweise unter die angefaste Kragkante einschiebbar ist. Die Schieberiegelelemente werden beispielsweise an Pneumatikzylindern angebracht und sind direkt durch diese unter das Kragrandelement einschiebbar.In this embodiment, the locking elements can be used as sliding locking elements be formed with a ramp have, which at least partially under the chamfered Cantilever edge can be inserted. The sliding latch elements are for example attached to pneumatic cylinders and are direct insertable under the cantilever edge element.

Bevorzugt bei dieser Ausführungsform sind jedoch die Kupplungselemente jeweils als Schwenkriegelelement mit einer Bogenkante ausgebildet, welche Bogenkante eine Auflaufschräge aufweist und wenigstens teilweise unter die Auflaufschräge der Kragkante einschwenkbar ist. Durch das Einschwenken der Schwenkriegelelemente ist der bei der Verriegelung zurückzulegende Weg entlang der Bogenkante größer als etwa bei einem angefasten Schieberiegelelement. Daher kann mit weniger Energie eine feste Verriegelung erreicht werden, so dass die Stellelemente kleiner ausgeführt sein können. Vorzugsweise wird durch einen exzentrischen Angriffspunkt ein Hebel geschaffen, so dass die Kraft zum Verriegeln noch vergrößert werden kann.In this embodiment, however, the coupling elements are preferred each as a swivel bolt element with an arch edge formed, which arch edge is a run-up slope has and at least partially under the ramp the cantilever is pivotable. By swiveling the Swivel bolt elements is the one to be covered when locking Path along the edge of the arch is larger than one chamfered sliding locking element. Therefore, with less energy a firm lock can be achieved so that the Control elements can be made smaller. Preferably a lever is created by an eccentric point of attack, so that the locking force is increased can be.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Dichtigkeitsüberwachungseinrichtung für ein Arbeitskammersystem der vorgenannten Art.The invention also relates to a tightness monitoring device for a working chamber system of the aforementioned Art.

Beim Einsatz abrasiver Strahlmittel in der Arbeitskammer ist das Dichtungselement, über das die Roboterhand abgedichtet mit der Arbeitskammerwandung verbunden ist, einem starken Verschleiß ausgesetzt, so dass es zu Rissen in dem Dichtungselement kommen kann.When using abrasive abrasives in the working chamber the sealing element that seals the robot hand is connected to the working chamber wall, a strong one Exposed to wear, causing cracks in the sealing element can come.

Aufgabe ist es daher weiterhin, eine Dichtigkeitsüberwachungseinrichtung anzugeben, mit der ein Riss in dem Dichtungselement frühzeitig festgestellt und ein Austritt von Strahlmittel aus der Arbeitskammer verhindert werden kann.The task is therefore still a leak monitoring device specify with which a crack in the sealing element detected early and an exit from Abrasive from the working chamber can be prevented.

Diese Aufgabe wird bei einer Dichtigkeitsüberwachungseinrichtung für ein Arbeitskammersystem der eingangs genannten Art gemäß einer ersten Ausführungsform gelöst, das aus einem zweiteiligen Dichtungselement besteht, das eine flexible Innenlage und eine flexiblen Außenlage umfasst, welche unter Ausbildung eines Innenbehälters randseitig verbunden sind, wobei der Innenbehälter wenigstens eine im unteren Bereich des Dichtungselements angeordnete Austrittsöffnung mit wenigstens einem Partikelsensor aufweist. Kommt es zu einem starken Verschleiß des Dichtungselements, so reißt die Innenlage auf, wobei die Außenlage einen Austritt des durch den Riss gelangenden Strahlmittels aus der Arbeitskammer zunächst verhindert. Das durch den Riss in den Innenbehälter eingedrungene Strahlmittel gelangt durch Gravitationskraft in die unten vorgesehene Austrittsöffnung und dort aus dem Innenbehälter heraus. Durch einen Partikelsensor an der Austrittsöffnung kann dort vorhandenes Strahlmittel erfasst und somit eine Beschädigung des Dichtungselements automatisch registriert werden. Außerdem besteht durch das herausrieselnde Strahlmittel eine weitere Warnfunktion für einen Bediener, der aber nicht gefährdet wird, da die Außenlage Strahlpartikel bis zu einer Reparatur der Innenlage zurückhält.This task is carried out in a leak monitoring device for a working chamber system of the type mentioned at the beginning solved according to a first embodiment, the one two-part sealing element, which has a flexible inner layer and includes a flexible outer layer, which under Formation of an inner container are connected at the edges, wherein the inner container at least one in the lower area of the sealing element arranged outlet opening with at least has a particle sensor. If there is one heavy wear of the sealing element, the inner layer tears on, the outer layer an exit of the by the Cracked abrasive from the working chamber initially prevented. What has entered the inner container through the crack Blasting media gets into the by gravitational force exit opening provided below and there from the inner container out. Through a particle sensor at the outlet opening can detect existing abrasive there and thus damage to the sealing element is automatically registered become. In addition, there is the trickling out Blasting agent another warning function for an operator, which is not endangered, however, because the outer layer contains jet particles holds back until the inner layer is repaired.

Als Partikelsensor wird vorteilhafterweise ein magnetischer Sensor gewählt, wenn Strahlmittel aus Eisenwerkstoffen verwendet werden.A magnetic sensor is advantageously used as the particle sensor Sensor selected when using blasting media made of ferrous materials become.

Wird mit flüchtigen Strahlmitteln, insbesondere Kohlendioxidpellets, gestrahlt, kann eine lokale Temperaturabsenkung im Bereich der Austrittsöffnung durch thermische Sensoren festgestellt werden.With volatile abrasives, especially carbon dioxide pellets, blasted, a local temperature drop in the Area of the outlet opening determined by thermal sensors become.

Ein optischer Sensor, etwa nach Art einer Lichtschranke, ist für alle weiteren Strahlmittel, beispielsweise Sand, geeignet.An optical sensor, such as a light barrier, is suitable for all other abrasives, e.g. sand.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform erfolgt die Lösung der Aufgabe durch eine Dichtungsüberwachungseinrichtung, bestehend aus einem zweiteiligen Dichtungselement, das eine flexible Innenlage und eine flexiblen Außenlage umfasst, welche unter Ausbildung eines Innenbehälters randseitig verbunden sind, welche unter Ausbildung eines gasdichten Innenbehälters randseitig verbunden sind, und aus einem Drucksensor zur Gasdruckmessung in dem Innenbehälter. Durch Überwachung des Behälterinnendrucks kann so ein Riss in dem Dichtungselement festgestellt werden.According to a second embodiment, the Task by a seal monitoring device, consisting Made of a two-part sealing element that is flexible Inner layer and a flexible outer layer includes which connected at the edge to form an inner container are, which with the formation of a gas-tight inner container are connected at the edge, and from a pressure sensor for gas pressure measurement in the inner container. By monitoring the tank pressure there may be a crack in the sealing element be determined.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Unteransprüchen sowie den nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erläuterten Beispielen zu entnehmen. Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1
einen Ausschnitt einer Arbeitskammer mit einem von außen eingreifenden Industrieroboter in seitlicher Schnittansicht;
Fig. 2a, b
je eine Vorderansicht auf eine Arbeitskammerwandung mit Abdichtungs- und Haltevorrichtung in verschiedenen Formen;
Fig. 3a - 3c
eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abdichtungsvorrichtung in verschiedenen Stellungen des Industrieroboters in Schnittdarstellung;
Fig. 4
eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdichtungsvorrichtung in Vorderansicht;
Fig. 5
ein bolzenförmiges Kupplungselement in Vorderansicht;
Fig. 6
ein Riegelelement, ebenfalls in Vorderansicht;
Fig. 7
eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdichtungsvorrichtung mit Schwenkriegelelementen in einer Ansicht von vorn;
Fig. 8
eine schematische Schnittansicht der verriegelten Abdichtungsvorrichtung gemäß Figur 7;
Fig. 9
ein Schwenkriegelelement in einer Draufsicht; und
Fig. 10
eine Ausführungsform einer Dichtungsüberwachungseinrichtung in perspektivischer Schnittdarstellung.
Further advantageous refinements can be found in the further subclaims and in the examples explained below with reference to the drawings. The figures show in detail:
Fig. 1
a section of a working chamber with an externally engaging industrial robot in a side sectional view;
2a, b
a front view of a working chamber wall with sealing and holding device in different shapes;
3a-3c
a first embodiment of a sealing device according to the invention in different positions of the industrial robot in a sectional view;
Fig. 4
a further embodiment of the sealing device according to the invention in front view;
Fig. 5
a bolt-shaped coupling element in front view;
Fig. 6
a locking element, also in front view;
Fig. 7
a further embodiment of the sealing device according to the invention with swivel bolt elements in a view from the front;
Fig. 8
is a schematic sectional view of the locked sealing device according to Figure 7;
Fig. 9
a swivel bolt element in a plan view; and
Fig. 10
an embodiment of a seal monitoring device in a perspective sectional view.

In Fig. 1 ist eine Arbeitskammer 100 dargestellt. Ein Industrieroboter 200 ist außerhalb der Arbeitskammer 100 angeordnet. Der Industrieroboter 200 weist sechs Rotationsachsen 201...206 und damit sechs Freiheitsgrade auf. Die 6-Achsen-Kinematik ermöglicht, innerhalb des Arbeitsbereichs jeden Punkt im Raum in beliebiger Orientierung des letzten Robotergliedes, beispielsweise der Roboterhand 216 mit einem Werkstückgreifer 220, anzufahren.A working chamber 100 is shown in FIG. 1. An industrial robot 200 is arranged outside the working chamber 100. The industrial robot 200 has six axes of rotation 201 ... 206 and thus six degrees of freedom. The 6-axis kinematics allows within the work area every point in space in any orientation of the last Robot member, for example the robot hand 216 with one Workpiece gripper 220 to start up.

Die Hochachse 201 ist eine Rotationsachse, um die der gesamte Industrieroboter 200 gegenüber einem Fundament 130 rotierbar ist. Aufeinander folgend sind zwei Knickachsen 202, 203 angeordnet, mit denen der so genannte Oberarm 212 und der Unterarm 213 geneigt werden können. Hierüber ist das so genannte Handgelenk 205, das ein weiteres Knickgelenk ist, im Raum positionierbar. Die Orientierung des Handgelenks 205 in Bezug auf den Unterarm 213 kann noch durch eine Rotationsachse 204 geändert werden.The vertical axis 201 is an axis of rotation around which the entire Industrial robot 200 rotatable relative to a foundation 130 is. Two articulation axes 202, 203 are arranged in succession, with which the so-called upper arm 212 and the forearm 213 can be inclined. This is what is called Wrist 205, which is another articulated joint, can be positioned in space. The orientation of the wrist 205 in relation on the forearm 213 can still by a rotation axis 204 be changed.

Über die Rotationshandachse 206 ist die Roboterhand 216 mit dem daran angebrachten Bearbeitungs- oder Spannwerkzeug, beispielsweise dem Werkstückgreifer 220, rotierbar. Vorgesehen ist, dass die Roboterhand 216 eine Rotation des Werkstückgreifers 220 ohne Einschränkung des Drehwinkels ermöglicht. Die endlose Rotation ermöglicht eine gleichmäßige Werkstückbehandlung mit Strahlmitteln und/oder Lacken in der Arbeitskammer 100, da im Gegensatz zu endlichen Drehwinkeln der Totpunkt einer Drehrichtungsumkehr entfällt. The robot hand 216 is also connected via the rotation hand axis 206 the processing or clamping tool attached to it, for example the workpiece gripper 220, rotatable. Intended is that the robot hand 216 rotates the workpiece gripper 220 allows without restriction of the angle of rotation. The endless rotation enables even workpiece handling with blasting agents and / or paints in the working chamber 100, because in contrast to finite angles of rotation the dead center a reversal of the direction of rotation is not necessary.

Der Werkstückgreifer kann zwei oder, insbesondere für runde Werkstücke, mehrere Spannfinger aufweisen und elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbar sein, wie es an sich bekannt ist.The workpiece gripper can be two or, especially for round ones Workpieces that have several clamping fingers and are electrical, be pneumatically or hydraulically operable, as is per se is known.

Das Handgelenk 205 und die Roboterhand 216 mit dem Werkstückgreifer 220 befinden sich bei der in Figur 1 dargestellten Arbeitssituation innerhalb eines durch die Arbeitskammerwandung 110 hindurch geführten Durchführungsringelements 40 und sind an dieses starr angekuppelt. Das angekuppelte Durchführungsringelement 40 wirkt gleichsam als Verlängerung der Roboterhand 216 und kann durch diese soweit gedreht, verschoben und gekippt werden, wie ein flexibles Dichtungselement 20, das das Durchführungsringelement 40 umschließt, dies zulässt.The wrist 205 and the robot hand 216 with the workpiece gripper 220 are in the shown in Figure 1 Work situation within one through the work chamber wall 110 lead-through ring element 40 and are rigidly coupled to this. The coupled bushing ring element 40 acts as an extension of the robot hand 216 and can be rotated, moved as far as this and tilted like a flexible sealing element 20, that surrounds the lead-through ring element 40 allows this.

Das Durchführungsringelement 40 kann beispielsweise in Form eine Kreisrings, eines ellipsenförmigen Rings oder eines Rechteckrings ausgebildet sein. Die jeweilige Form, und damit verbunden der Querschnitt der Ausnehmung 120 und/oder der Dichtungselements 20, wird so gewählt, dass sie den größtmöglichen Bewegungsspielraum in der Ebene der Arbeitskammerwandung 110 für den jeweiligen Anwendungsfall ermöglicht. Soweit das Werkstück lediglich um die Roboterhandachse 206 rotiert wird, ist die Kreisringform eine besonders geeignete Form. Sind zusätzlich Bewegungen des Werkstücks in x- und y-Richtung in der Ebene der Arbeitskammerwandung 110 erforderlich, sind ausgedehntere Querschnittsformen wie Ellipsen oder Rechtecke besonders geeignet.The bushing ring element 40 can be in the form, for example a circular ring, an elliptical ring or one Rectangle ring be formed. The respective form, and thus connected the cross section of the recess 120 and / or the Sealing element 20 is chosen so that it is the largest possible Freedom of movement in the plane of the working chamber wall 110 for the respective application. So far the workpiece only rotates around the robot hand axis 206 the circular ring shape is a particularly suitable shape. Are additional movements of the workpiece in the x and y directions required in the plane of the working chamber wall 110, are more extensive cross-sectional shapes like ellipses or Rectangles particularly suitable.

Außerdem kann das Durchführungsringelement 40 rohrförmig ausgebildet sein. Die Verlängerung zu einem Durchführungsrohr, wie in den Fig. 3a bis 3c dargestellt, ermöglicht durch teilweise Abschirmung einen Schutz der Roboterhand mit dem daran befindlichen Werkstückgreifer 220. In addition, the bushing ring element 40 can be tubular his. The extension to a lead-through pipe, 3a to 3c, made possible by partial Shielding a protection of the robot hand with that on it located workpiece gripper 220.

Das Durchführungsringelement 40 wird von dem Dichtungselement 20 eingeschlossen und ist über dieses mit der Arbeitskammerwandung 110 verbunden. Das Dichtungselement 20 kann balgenartig mit zusätzlichen Materialfalten sein, um einen größeren Bewegungsspielraum des innenliegenden Durchführungsringelements 40 zu ermöglichen. Es ist aber bevorzugt aus ebenen Zuschnitten eines Gummimaterials zu einem Trichter gerollt, wodurch sich eine sehr einfache Herstellung ergibt. Es kann aber auch durch einen leicht dehnbaren Ring einer elastomeren Folie gebildet sein. Es können ebenso Kreissegmente überlappend kombiniert sein. Bei Beschädigung des Dichtungselements 20 braucht dann lediglich ein einzelnes Segment ausgetauscht zu werden.The bushing ring element 40 is removed from the sealing element 20 included and is about this with the working chamber wall 110 connected. The sealing element 20 can be bellows-like with additional folds of material around you greater freedom of movement of the inner bushing ring element 40 to allow. But it is preferred from flat blanks of a rubber material to form a funnel rolled, which results in a very simple manufacture. But it can also be an elastomeric ring with a slightly stretchable Foil be formed. It can also be segments of a circle be combined overlapping. If the sealing element is damaged 20 then only needs a single segment to be exchanged.

Zur automatischen Diagnose einer Beschädigung kann das Dichtungselement 20 als Hohlkörper ausgebildet sein, der mit Druckgas beaufschlagt wird. Durch eine Innendrucküberwachung kann ein Druckabfall, der auf eine Beschädigung zurückzuführen ist, festgestellt werden. Hierdurch ist eine Reaktion des Bedienpersonals und/oder einer automatischen Steuerungseinrichtung möglich, um den Austritt von Medien aus dem Inneren der Arbeitskammer 100 sofort zu unterbinden.The sealing element can be used to automatically diagnose damage 20 be formed as a hollow body with Pressurized gas is applied. By monitoring the internal pressure can be a pressure drop due to damage is to be determined. This is a reaction of the Operating personnel and / or an automatic control device possible to leak media from inside to stop the working chamber 100 immediately.

Zur automatischen Diagnose einer Beschädigung kann weiterhin eine in Figur 10 dargestellte Dichtigkeitsüberwachungseinrichtung vorgesehen sein. Diese umfasst ein zweiteiliges Dichtungselement 20 mit einer flexiblen Innenlage 22 und einer flexiblen Außenlage 21, welche unter Ausbildung eines Innenbehälters randseitig verbunden sind. Im unteren Bereich des Dichtungselements 20 ist eine Austrittsöffnung 94 mit wenigstens einem Partikelsensor 96 vorgesehen. Tritt Strahlmittel durch einen Riss 23 in der Innenlage 22, so gelangt es infolge der Schwerkraft zur Austrittsöffnung 94 und wird dort optisch vom Bediener oder automatisch durch den Partikelsensor 96 erfasst.The automatic diagnosis of damage can continue a tightness monitoring device shown in Figure 10 be provided. This comprises a two-part Sealing element 20 with a flexible inner layer 22 and one flexible outer layer 21, which with the formation of an inner container are connected at the edge. In the area below of the sealing element 20 is an outlet opening 94 with at least a particle sensor 96 is provided. Kick abrasive through a crack 23 in the inner layer 22, it arrives due to gravity to the outlet opening 94 and becomes there optically by the operator or automatically by the particle sensor 96 recorded.

Das Durchführungsringelement 40 hat einen wesentlich kleineren Außenumfang als die in die Arbeitskammerwandung 110 eingebrachte Ausnehmung 120. Das Verhältnis des Außenumfangs des Durchführungsringelements 40 zu dem Innenumfang des Ausnehmungsrandes beträgt vorzugsweise etwa 1:2 bis 1:5, um für den Roboter eine größtmögliche Bewegungsfreiheit zu geben. Der Zwischenraum wird durch das Dichtungselement 20 überbrückt und abgedichtet, so dass ein Austritt von Schmutz aus dem Inneren der Arbeitskammer 100 unterbunden wird. Die von dem Dichtungselement 20 dabei überbrückte Distanz kann umlaufend gleich sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, in Richtung einer Hauptbewegungsrichtung das flexible Dichtungselement 20 breiter auszuführen als an anderen Bereichen des Umfangs.The bushing ring element 40 has a much smaller one Outer circumference than that introduced into the working chamber wall 110 Recess 120. The ratio of the outer circumference of the Feed-through ring element 40 to the inner circumference of the recess edge is preferably about 1: 2 to 1: 5 µm for the To give robots the greatest possible freedom of movement. The The gap is bridged by the sealing element 20 and sealed so that dirt escapes from the inside the working chamber 100 is prevented. The one from that Sealing element 20 thereby bridging distance can be circumferential be equal. But it can also be provided in the direction the flexible sealing element 20 in a main direction of movement to be made wider than in other areas of the circumference.

Die Ausnehmung 120 und die daran angeordneten Halte- und Abdichtungsvorrichtungen können in jede der Wandungen 110 der Arbeitskammer 100 eingebracht werden, also sowohl in Seitenwände wie auch in das Dach oder den Boden der Kammer. Die Funktion der Ankopplung und Abdichtung ist bei dem erfindungsgemäßen Arbeitskammersystem lageunabhängig gewährleistet.The recess 120 and the holding and sealing devices arranged thereon can in each of the walls 110 of the Working chamber 100 are introduced, that is, both in side walls as well as in the roof or floor of the chamber. The Function of the coupling and sealing is in the inventive Working chamber system guaranteed regardless of position.

Wie insbesondere Fig. 2a zeigt, sind bei einer ersten Ausführungsform des Durchführungsringelements 40 Kupplungselemente 46 an einem Kupplungsflansch 42 angeordnet. Das Durchführungsringelement 40 wird bei allen Ausführungsformen der Erfindung vorzugsweise von einer Haltevorrichtung in einer Ausgangsstellung gehalten, in der das Ankuppeln und Entkuppeln der Roboterhand 216 an das Durchführungsringelement 40 automatisiert erfolgen kann. Die Haltevorrichtung umfasst wenigstens zwei Betätigungselemente 30, beispielsweise Pneumatikzylinder, die an der Ausnehmung 120 gegenüberliegend angeordnet sind, mit ausschiebbaren Schubstangen 32, an deren Enden Zentrierelemente 34 vorgesehen sind. Hierbei kann es sich um Kegelzapfen oder andere Formen handeln.2a shows, in a first embodiment of the bushing ring element 40 coupling elements 46 arranged on a coupling flange 42. The bushing ring element 40 in all embodiments of the invention preferably from a holding device in a starting position held in the coupling and uncoupling the robot hand 216 to the feed-through ring element 40 is automated can be done. The holding device comprises at least two actuating elements 30, for example pneumatic cylinders, which are arranged opposite to the recess 120 are, with extendable push rods 32, at the ends Centering elements 34 are provided. This can be Trade tapered or other shapes.

An dem Durchführungsringelement 40 sind Aufnahmeelemente 44 angebracht, in die die kompatiblen Zentrierelemente 34 der Haltevorrichtung eingreifen. Die Zentrierelemente 34 werden, wie auch Fig. 3b zeigt, nach erfolgter Kupplung von Roboterhand 216 und Durchführungsringelement 40 aus den Aufnahmeelementen 44 herausgezogen. Damit ist das Durchführungsringelement 40 beweglich und kann innerhalb der Ausnehmung 120 verschoben, gedreht oder geschwenkt werden.Receiving elements 44 are on the bushing ring element 40 attached, in which the compatible centering 34 of Intervene holding device. The centering elements 34 are 3b shows, after coupling by a robot hand 216 and lead-through ring element 40 from the receiving elements 44 pulled out. This is the bushing ring element 40 movable and can be moved within the recess 120, be rotated or swiveled.

Bei einer leichten, in Fig. 2b dargestellten Ausführungsform des Durchführungsringelements 40' und einer entsprechend steifen Ausbildung des flexiblen Dichtungselements 20' ist die Konstruktion der Abdichtungsvorrichtung an der Arbeitskammerwandung selbstragend, so dass das Durchführungsringelement 40' ohne eine zusätzliche Haltevorrichtung in einer Ausgangsstellung verharrt. Bei der in Fig. 2b gezeigten Ausführungsform sind die Ausnehmung, das Dichtungselement 20' und das Durchführungsringelement 40' ußerdem rechteckig ausgebildet, um seitliche Bewegungen der angekuppelten Roboterhand 216 zu erleichtern.In a light embodiment shown in Fig. 2b of the bushing ring element 40 'and one accordingly is rigid design of the flexible sealing element 20 ' the construction of the sealing device on the working chamber wall self-supporting, so that the bushing ring element 40 'without an additional holding device in one Starting position remains. The one shown in Fig. 2b Embodiment are the recess, the sealing element 20 ' and the bushing ring element 40 'is also rectangular, lateral movements of the coupled robot hand 216 to facilitate.

Fig. 3a zeigt die mögliche Ausgangsstellung des Durchführungsringelements 40 innerhalb der Ausnehmung 120 in der Arbeitskammerwandung 110 vor der Kopplung mit der Roboterhand 216. Die Roboterhand 216 trägt einen Werkstückgreifer 220. Beide können durch das Innere des Durchführungsringelements 40 hindurchgeführt werden. Bei Annäherung von Roboterhand 216 und Werkstückgreifer 220 schiebt sich ein Kupplungsaufnahmeflansch 50 mit seinen Ausnehmungen über die Kupplungselemente 46. Nachfolgend werden die Riegelelemente 54 über Stellelemente 52 in Eingriff mit den Kupplungselementen 46 gebracht. Der Kupplungsaufnahmeflansch kann radförmig ausgebildet sein und einen Nabenabschnitt und einen Ringabschnitt aufweisen, welche durch wenigstens zwei Speichenabschnitte verbunden sind. Die Kupplungselemente 46 sind, wie insbesondere Fig. 5 zeigt, vorzugsweise als Bolzen ausgebildet, die einen Zylinderbereich 46.1 und einen vorderen Kopfbereich 46.3 aufweisen, welche über eine radiale Nut 46.2 verbunden sind. Der Übergang vom Kopfbereich 46.3 zur Nut 46.2 ist mit einer Auflaufschräge 46.4 versehen. Die dazu kompatiblen Riegelelemente 54 weisen zwei parallel beabstandete Gabelzinken auf, zwischen denen das Kupplungselement 46 mit seiner Nut 46.2 einführbar ist. Die Gabelzinken sind vorzugsweise ebenfalls mit einer Auflaufschräge versehen.3a shows the possible starting position of the bushing ring element 40 within the recess 120 in the working chamber wall 110 before coupling with the robot hand 216. The robot hand 216 carries a workpiece gripper 220. Both can pass through the inside of the grommet element 40 are passed. When robot hand approaches 216 and workpiece gripper 220 pushes a coupling receiving flange 50 with its recesses over the coupling elements 46. The locking elements 54 via actuating elements 52 in engagement with the coupling elements 46 brought. The coupling receiving flange can be wheel-shaped be and a hub portion and a ring portion have, which by at least two spoke sections are connected. The coupling elements 46 are like 5 shows, preferably in the form of a bolt, a cylinder area 46.1 and a front head area 46.3, which have a radial groove 46.2 are connected. The transition from the head area 46.3 to the groove 46.2 is provided with a run-up slope 46.4. The one compatible locking elements 54 have two parallel spaced Forks, between which the coupling element 46 is insertable with its groove 46.2. The forks are preferred also provided with a ramp.

Vorgesehen sein kann auch die Verriegelung nach Art eines Bajonettverschlusses. Fig. 6 zeigt ein scheibenförmiges Riegelelement 60, das Riegelausnehmungen 62 aufweist. Diese setzen sich jeweils aus einer Bolzendurchgangsausnehmung 62.1 und einer sich daran anschließenden Bolzenriegelausnehmung 62.2 zusammen. Das bolzenförmige Kupplungselement 46 wird bei Annäherung von Roboterarm und Durchführungsringelement 40 zunächst durch die Bolzendurchgangsausnehmung 62.1 geschoben bis die Ringnut 46.2 (vgl. Fig. 5) auf Höhe der Riegelelements 60 liegt. Durch eine Drehung des Riegelelements 60, die beispielsweise durch Rotation derjenigen Roboterachse, die das Riegelelement 60 trägt, hervorgerufen werden kann, wird die Bolzenriegelausnehmung 62.2 in den Nutbereich 46.2 des Kupplungselements 46 seitlich eingedreht. Damit erfolgt eine formschlüssige Verbindung. Locking in the manner of a bayonet lock can also be provided. Fig. 6 shows a disk-shaped locking element 60, which has locking recesses 62. Put this each from a bolt passage recess 62.1 and an adjoining bolt bolt recess 62.2 together. The bolt-shaped coupling element 46 is approaching of robot arm and feed-through ring element 40 initially pushed through the bolt passage recess 62.1 until the annular groove 46.2 (see FIG. 5) at the level of the locking element 60 lies. By rotating the locking element 60, the for example by rotating the robot axis that the locking element 60 carries, can be caused the bolt bolt recess 62.2 in the groove area 46.2 of the Coupling element 46 screwed in laterally. So there is a positive-locking connection.

Mit dem Eingreifen der Kupplungs- und Riegelelemente miteinander erfolgt zugleich eine Abdichtung zwischen Roboterhand 16 und Durchführungsringelement 40. Hierzu ist der Kupplungsflansch 42 und/oder der Kupplungsaufnahmeflansch 50 bzw. das Riegelelement 60 wenigstens teilweise mit einem flexiblen Dichtungsmaterial 58 belegt. Es kann auch vorgesehen sein, eine Labyrinthdichtung zweiteilig auszubilden, wobei ein erster Dichtungsring am Roboter und ein darin eingreifender zweiter Dichtungsring am Durchführungsringelement angeordnet ist.With the engagement of the coupling and locking elements with each other there is also a seal between the robot hand 16 and bushing ring element 40. For this is the coupling flange 42 and / or the coupling receiving flange 50 or the locking element 60 at least partially with a flexible Sealing material 58 occupied. It can also be provided to form a labyrinth seal in two parts, a first Sealing ring on the robot and an engaging one second sealing ring arranged on the bushing ring element is.

Die Auflaufschrägen an den Riegel- und/oder Kupplungselementen bewirken zum einen, dass ein geringer Versatz beim Ankuppeln ausgeglichen wird und die Elemente ineinander gleiten. Zum anderen wird hierdurch eine Relativbewegung von Durchführungsringelement 40 und Roboterhand 216 aufeinander zu bewirkt, durch welche beide Teile an die zwischen ihnen liegende elastische Dichtung 58 gepresst werden.The run-on slopes on the locking and / or coupling elements on the one hand cause a slight misalignment when coupling is balanced and the elements slide into each other. On the other hand, this results in a relative movement of the bushing ring element 40 and robot hand 216 to each other, through which both parts to the one between them elastic seal 58 are pressed.

Bei der in Fig. 3a dargestellten Ausführungsform ist der Kupplungsaufnahmeflansch 50 an der Roboterhand 216 befestigt, und die Kupplungselemente 46 sind am Durchführungsringelement 0 befestigt.In the embodiment shown in Fig. 3a is the Coupling mounting flange 50 attached to robot hand 216, and the coupling elements 46 are on the grommet element 0 attached.

Ebenso ist es möglich, Kupplungselemente 46 an der Roboterhand 216 und den Kupplungsaufnahmeflansch 50 an dem Durchführungsringelement 40 anzuordnen.It is also possible to have coupling elements 46 on the robot hand 216 and the coupling receiving flange 50 on the bushing ring element 40 to arrange.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform mit einem Durchführungsringelement 40" mit geringer Länge. Dies führt zu einer Reduzierung der bewegten Massen am Roboter 200. Ansonsten ergeben sich bei Kupplung und Dichtung keine Unterschiede zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform gemäß Figur 3a bis 3c. Fig. 4 shows an embodiment with a bushing ring element 40 "with short length. This leads to a reduction of the moving masses on the robot 200. Otherwise result there is no difference in the coupling and seal from the previous one described embodiment according to Figures 3a to 3c.

Die Ankupplung der Roboterhand 216 am Durchführungsringelement 40 werden unter Bezug auf die Figuren 3a bis 3c erläutert:The coupling of the robot hand 216 to the bushing ring element 40 are explained with reference to FIGS. 3a to 3c:

In dem in Fig. 3a abgebildeten Ausgangszustand befindet sich die Roboterhand 216 innerhalb des in die Arbeitskammerwandung 110 eingesetzten Durchführungsringelements 40. Der Kupplungsaufnahmeflansch 50 an der Roboterhand 216 ist bereits über die Kupplungselemente 46 geschoben. Das Durchführungsringelement 40 wird über die Haltevorrichtung mit ihren Zentrierelementen 34 und den entsprechenden Aufnahmeelementen 44 in einer definierten Position gehalten.3a is in the initial state shown the robot hand 216 inside the into the working chamber wall 110 used bushing ring element 40. The coupling receiving flange 50 on robot hand 216 is already over the coupling elements 46 pushed. The bushing ring element 40 is about the holding device with its centering elements 34 and the corresponding receiving elements 44 in one defined position held.

Anschließend werden die Riegelelemente 54 auf die Kupplungselemente 46 geschoben. Durch die Auflaufschräge 46.4 wird der Kupplungsaufnahmeflansch 50 mit dem Dichtungsmaterial 58 gegen den Kupplungsflansch des Durchführungsringelements 40 gepresst. Zugleich greifen die gabelförmigen Aufnahmeelemente 54 in die jeweilige Nut der Kupplungselemente 46 ein, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen Roboterhand 216 und Durchführungsringelement 40 hergestellt ist.Then the locking elements 54 on the coupling elements 46 pushed. Through the ramp slope 46.4 Coupling receiving flange 50 with the sealing material 58 against pressed the coupling flange of the bushing ring member 40. At the same time, the fork-shaped receiving elements grip 54 into the respective groove of the coupling elements 46, see above that a positive connection between robot hand 216 and bushing ring member 40 is made.

Die Zentrierelemente 34 werden anschließend zurückgezogen, so dass die Roboterhand 216 mit dem Durchführungsringelement 40 innerhalb des Dichtungselements 20 beweglich ist. Dieser Zustand ist in Fig. 3b dargestellt.The centering elements 34 are then withdrawn, so that the robot hand 216 with the grommet element 40 is movable within the sealing element 20. That state is shown in Fig. 3b.

Figur 3c zeigt eine mögliche Verschwenkung der Roboterhand 16. Der Werkstückgreifer 220 besteht im wesentlichen aus einem schraubzwingenartigen, U-förmigen Bügel, welcher an seinem einen Ende mit einem verschiebbaren Klemmelement 226 versehen ist und an seinem anderen Ende ein Stützelement 222 aufweist. Zwischen dem Klemmelement 226 und dem Stützelement 22 können Werkstücke eingespannt werden, die durch das Figure 3c shows a possible pivoting of the robot hand 16. The workpiece gripper 220 consists essentially of a screw clamp-like, U-shaped bracket, which on one end with a sliding clamping element 226 is provided and a support element 222 at its other end having. Between the clamping element 226 and the support element 22 workpieces can be clamped by the

Durchführungsringelement 40 hindurch in die Arbeitskammer 100 eingeführt und wieder herausgeholt werden.Feed-through ring element 40 into working chamber 100 be introduced and removed.

Die Roboterhand 216 kann bei dem erfindungsgemäßen Arbeitskammersystem unter Aufrechterhaltung der durch das Dichtungselement 20 bewirkten Abdichtung wie folgt bewegt werden:

  • zweidimensionale Verschiebung der Roboterhand 216 innerhalb der Ausnehmung 120;
  • translatorische Bewegung in die Arbeitskammer 100 hinein und aus dieser heraus; und
  • Schwenken der Roboterhand 216 mit dem Durchführungsringelement 40 aus einer Senkrechten zur Arbeitskammerwandung 110 heraus.
In the working chamber system according to the invention, the robot hand 216 can be moved as follows while maintaining the seal caused by the sealing element 20:
  • two-dimensional displacement of the robot hand 216 within the recess 120;
  • translational movement into and out of the working chamber 100; and
  • Swiveling the robot hand 216 with the lead-through ring element 40 out of a perpendicular to the working chamber wall 110.

Zu einer strahlenden Bearbeitung von Werkstücken, beispielsweise Sandstrahlen oder Shot-peening, ist das erfindungsgemäße Arbeitskammersystem besonders geeignet, da ein Austritt von Strahlmittel aus der Arbeitskammer 100 durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Abdichtung verhindert wird. Das Durchführungsringelement 40 schützt, insbesondere in seiner rohrförmigen verlängerten Ausbildung gemäß den Figuren 3a bis 3c, bei einem seitlich angreifenden Strahl, die Roboterhand 216 vor dem direkten Anprall von Strahlpartikeln. Bei der schraubzwingenartigen Ausbildung des Werkstückgreifers 220 ist die einem Verschleiß ausgesetzte, angestrahlte Fläche minimiert.For brilliant machining of workpieces, for example Sandblasting or shot peening is the inventive method Working chamber system particularly suitable because of an outlet of abrasive from the working chamber 100 by the inventive Formation of the seal is prevented. The Bushing ring element 40 protects, especially in its tubular elongated design according to Figures 3a to 3c, the robot hand in the case of a beam attacking from the side 216 before the direct impact of jet particles. at the clamp-like design of the workpiece gripper 220 is the exposed, exposed surface minimized.

Das Herstellen und Lösen der Kupplung und der gleichzeitigen Abdichtung von Roboterhand 216 und Durchführungsringelement 40 ist über Pneumatikzylinder und dgl. sehr schnell zu bewirken und kann mit Hilfe von programmierbaren Steuerungen durchgeführt werden. Damit ist es beispielsweise möglich, bei der Motorenfertigung eine Strahlbehandlung inline vorzunehmen, das heißt, das Werkstück ohne Zeitverzug vor der Montage zu bearbeiten, ohne dass Pufferlager eingerichtet werden müssen.The manufacture and release of the coupling and the simultaneous Sealing of robot hand 216 and bushing ring element 40 is closed very quickly via pneumatic cylinders and the like effect and can with the help of programmable controls be performed. This makes it possible, for example, at to carry out an inline blasting treatment in engine production, that is, the workpiece without delay before assembly to process without having to set up buffer stores.

Wie Fig. 7 zeigt, kann das Durchführungsringelement 40 auch mit einem vollständig oder abschnittsweise am Umfang angeordneten Kragrandelement 80 versehen sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Profil mit U-förmigem oder L-förmigem Querschnitt handeln, wobei ein äußerer Schenkel des Profils als Kragkante 82 mit seinem offenen Ende nach innen, also zum Zentrum des Durchführungsringelements 40 gerichtet ist. Die Kragkante 82 ist vorzugsweise an ihrem Ende mit einer Auflaufschräge versehen.7 shows, the bushing ring element 40 can also with a completely or in sections arranged on the circumference Cantilever edge element 80 may be provided. It can be for example, a profile with a U-shaped or L-shaped Act cross-section, with an outer leg of the profile as cantilever 82 with its open end inwards, that is to say Center of the bushing ring element 40 is directed. The Cantilever edge 82 is preferably at its end with a run-up slope Mistake.

An einem Kupplungsaufnahmeflansch 150, der an der Roboterhand zu befestigen ist, sind drei Schwenkriegelelemente 70.1, 70.2, 70.3 angebracht, die jeweils über Stellelemente 152 betätigbar sind. Die Stellelemente 152 sind vorzugsweise als Pneumatikzylinder ausgebildet und an Lagerböcken 153 schwenkbar mit dem Kupplungsaufnahmeflansch 150 verbunden. Außerdem weisen sie an ihrem anderen Ende jeweils ein Lagerelement auf, über das eine schwenkbare Verbindung mit dem Schwenkriegelelement 70.1...70.3 besteht.On a coupling mounting flange 150, which on the robot hand to be fastened, there are three swivel bolt elements 70.1, 70.2, 70.3 attached, each of which can be actuated by adjusting elements 152 are. The adjusting elements 152 are preferably as Pneumatic cylinder designed and pivoted on pedestals 153 connected to the coupling receiving flange 150. Moreover they each have a bearing element at their other end on, via which a pivotable connection to the swivel bolt element 70.1 ... 70.3 exists.

Die Schwenkriegelelemente 70.1...70.3 sind, wie in Fig. 9 dargestellt, insbesondere als etwa halbkreisförmige Scheiben ausgebildet, wobei eine Bogenkante 73 mit einer Auflaufschräge 71 versehen ist. Jedes Schwenkriegelelement ist um einen Drehpunkt 72 drehbar, der vorzugsweise außerhalb der Symmetrieachse 74 der Bogenkante 73 liegt. Hierdurch wird erreicht, dass die Bogenkante 73 bei der Schwenkbewegung zum Verriegeln sich radial nach außen bewegt und dadurch die Verriegelungswirkung erhöht wird. Außerhalb von Symmetrieachse 74 und Drehpunkt 72 ist ein Angriffspunkt 76 für das Lagerelement des Stellelements 70.1...70.3 angeordnet. Außerdem ist das Schwenkriegelelement 70 mit einer Sensorfahne 78 zur Positionsbestimmung versehen.The pivot bolt elements 70.1 ... 70.3 are, as shown in Fig. 9, especially as approximately semicircular discs formed, wherein an arc edge 73 with a run-up slope 71 is provided. Each swivel bolt element is one Pivot 72 is rotatable, which is preferably outside the axis of symmetry 74 of the sheet edge 73 lies. This ensures that the sheet edge 73 to lock during the pivoting movement moves radially outwards and thereby the locking effect is increased. Outside of axis of symmetry 74 and Pivot 72 is a point of engagement 76 for the bearing element of the control element 70.1 ... 70.3. Besides, that is Swivel locking element 70 with a sensor flag 78 for position determination Mistake.

Durch den exzentrischen Angriffspunkt 76 können insbesondere linear wirkende Stellelemente 152 eingesetzt werden. Möglich ist aber auch, ein drehmomenterzeugendes Stellelement direkt auf den Drehpunkt 72 wirken zu lassen.Due to the eccentric point of attack 76 in particular linearly acting control elements 152 are used. Possible is, however, a torque-generating control element directly to act on the fulcrum 72.

In einer Ausgangsstellung, die bei dem in Fig. 7 oben rechts liegenden Schwenkriegelelement 70.1 skizziert ist, liegt die Bogenkante 73 des Schwenkriegelelements 70.1 vollständig außerhalb der Kragkante 82. Durch Ausfahren der Kolbenstange des Stellelements 52 wird das Schwenkriegelelement 70.1 dann um den Drehpunkt 72 verschwenkt, wobei die mit einer Anlaufschräge 71 versehene Bogenkante 73 unter die Kragkante 82 des Kragrandelements 80 an dem Durchführungsrohr 40 eingeschoben wird. Diese Stellung ist bei dem Schwenkriegelelement 70.2 dargestellt. Die Sensorfahne 78 gelangt zugleich unter ein Sensorhalterelement 90, an dem an sich bekannte Sensoren angebracht sind, um die Stellung der Sensorfahne 78 und damit den Verriegelungszustand des Schwenkriegelelements zu erfassen. Auch bei den Schwenkriegelelementen 70.1 und 70.3 sind vorzugsweise solche Sensoren angeordnet.In a starting position, in the top right in FIG. 7 lying pivot bolt element 70.1 is outlined Bow edge 73 of the swivel bolt element 70.1 completely outside the cantilever 82. By extending the piston rod of the actuating element 52 then the swivel bolt element 70.1 pivoted about the pivot point 72, which with a run-up slope 71 provided edge 73 under the cantilever 82 of the Cantilever elements 80 inserted on the feed-through tube 40 becomes. This position is in the swivel bolt element 70.2 shown. The sensor flag 78 also comes under Sensor holder element 90, attached to the known sensors are to the position of the sensor flag 78 and thus to detect the locking state of the swivel locking element. Also with the swivel bolt elements 70.1 and 70.3 such sensors are preferably arranged.

Im Allgemeinen wird mit drei Verriegelungspunkten eine zuverlässige Abdichtung und Verriegelung erreicht. Je nach Durchmesser des Durchführungsringelements 40 kann eine Verriegelung und Abdichtung auch mit weniger oder mehr Verriegelungspunkten erreicht werden.Generally, having three locking points makes it a reliable one Sealing and locking achieved. Depending on the diameter of the bushing ring element 40 can be locked and sealing with fewer or more locking points can be achieved.

Bevorzugt sind wenigstens zwei der am Umfang verteilten Schwenkriegelelemente in einer gegensätzlichen Drehorientierung angeordnet. So sind in Figur 7 die Schwenkriegelelemente 70.1 und 70. 2 im Ausgangszustand spiegelbildlich zueinander angeordnet. Dies hat den Effekt, dass im Falle einer Lockerung der Verriegelung und einer dadurch möglichen Drehung des gesamten Kupplungsflansches 50 eine Selbsthemmung eintritt. Egal in welche Richtung sich der gelockerte Kupplungsflansch 50 drehen sollte, so drückt er eines der gegensätzlich angeordneten Schwenkriegelelemente 70.1, 70.2 unter die Kragkante 82.At least two of those distributed around the circumference are preferred Swivel bolt elements in an opposite rotational orientation arranged. So are the swivel bolt elements in Figure 7 70.1 and 70.2 in the initial state in mirror image to each other arranged. This has the effect of being loosened the locking and a possible rotation of the entire coupling flange 50 occurs self-locking. No matter in which direction the loosened coupling flange is Should turn 50, he presses one of the opposite arranged swivel bolt elements 70.1, 70.2 under the Cantilever edge 82.

Als zusätzliche optische Kontrollmöglichkeit weist das Sensorhalterelement 90 eine Indikatorausnehmung 92 auf, um die Sensorfahne sichtbar werden zu lassen, wenn sich das Schwenkriegelelement 70.2 in der Verriegelungsstellung befindet.The sensor holder element has an additional optical control option 90 an indicator recess 92 to the Sensor flag to be visible when the swivel bar element 70.2 is in the locked position.

Bei der mit dem Schwenkriegelelement 70.3 skizzierten Stellung ist die Bogenkante 73 maximal unter die Kragkante 82 eingeschoben, wobei sich eine feste kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Durchführungsringelement 40 und dem Kupplungsaufnahmeflansch 50 ergibt. Diese Verriegelung ist bei einer umlaufenden Kragkante 82 in jeder Winkelstellung des Kupplungsaufnahmeflansches 50 mit dem Schwenkriegelelement 70.1...70.3 möglich. Es ist somit insbesondere nicht mehr erforderlich, den 6-Achsen-Knickarmroboter 200 mit seiner vierten Achse 204, die üblicherweise eine Rotationsachse ist, in eine bestimmt Winkellage für den Zweck der Verriegelung und Abdichtung zu bringen. Damit kann die fünfte Achse 205, eine Knickachse, im verriegelten und abgedichteten Zustand in beliebiger rotatorischer Orientierung in die Arbeitskammer 100 eingeschwenkt werden.In the position sketched with the swivel bolt element 70.3 the arch edge 73 is at most below the cantilever edge 82 inserted, whereby there is a firm non-positive connection between the bushing ring element 40 and the coupling receiving flange 50 results. This lock is on a circumferential cantilever 82 in each angular position of the Coupling mounting flange 50 with the swivel locking element 70.1 ... 70.3 possible. So in particular it is no longer required, the 6-axis articulated robot 200 with its fourth axis 204, which is usually an axis of rotation, in a certain angular position for the purpose of locking and bring sealing. The fifth axis 205, an articulated axis, in the locked and sealed state in any rotational orientation in the working chamber 100 can be swung in.

Der Verriegelungszustand ist in Fig. 8 schematisch im Schnitt dargestellt. Mit dem Eingreifen der Riegelelemente 70.1...70.3 in das Kragrandelement 80 erfolgt zugleich eine Abdichtung zwischen der in Figur 8 nicht detailliert abgebildeten Roboterhand 216 und dem Durchführungsringelement 40. Hierzu ist der Kupplungsaufnahmeflansch 150 wenigstens teilweise mit einem flexiblen Dichtungsmaterial 58 belegt. Die Auflaufschrägen 81, 71 an den Schwenkriegelelementen 70.1...70.3 bzw. an der Kragkante 82 des Kragrandelements 80 bewirken, dass mit dem Einschieben der Schwenkriegelelemente 70.1...70.3 der Kupplungsaufnahmeflansch 50 mit der damit verbundenen Roboterhand 216 auf das Durchführungsringelement 40 aufgepresst wird.The locking state is schematically in section in Fig. 8 shown. With the engagement of the locking elements 70.1 ... 70.3 in the cantilever element 80 there is also a seal between the robot hand not shown in detail in FIG. 8 216 and the bushing ring element 40 the coupling receiving flange 150 at least partially with a flexible sealing material 58 occupied. The ramp 81, 71 on the swivel bolt elements 70.1 ... 70.3 or the cantilever 82 of the cantilever element 80 cause that with the insertion of the swivel bolt elements 70.1 ... 70.3 the Coupling mounting flange 50 with the associated robot hand 216 pressed onto the bushing ring element 40 becomes.

Die Form der mit dem erfindungsgemäßen Arbeitskammersystem handhabbaren Werkstücke ist nahezu beliebig und nur durch die lichte Weite des Durchführungsringelements begrenzt, so dass kam Umrüstzeiten anfallen.The shape of the working chamber system according to the invention manageable workpieces is almost arbitrary and only by clear width of the bushing ring element limited, so that came changeover times.

Claims (26)

Arbeitskammersystem bestehend aus einer Arbeitskammerwandung mit wenigstens einer Ausnehmung, einer durch die Ausnehmung in die Arbeitskammer eingreifenden Roboterhand, und einer Abdichtungsvorrichtung, mittels der eine Abdichtung der Ausnehmung gegenüber der eingreifenden Roboterhand fernbetätigbar herzustellen und zu lösen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungsvorrichtung umfasst: ein flexibles Dichtungselement (20), durch welches ein innenliegendes Durchführungsringelement (40,40',40") mit dem Rand der Ausnehmung (120) verbunden ist, wenigstens zwei Kupplungselemente (46; 80), die an dem Durchführungsringelement (40,40',40") befestigt sind, und wenigstens ein Riegelelement (54; 60; 70.1...70.3), das mit der Roboterhand (216) verbunden ist und das mittels Stellelementen (52; 152) zur Kupplung der Roboterhand (216) mit dem Durchführungsringelement (40,40',40") in den Eingriff mit den Kupplungselementen (46) zu bringen ist. Working chamber system consisting of a working chamber wall with at least one recess, a robot hand engaging through the recess in the working chamber, and a sealing device by means of which a sealing of the recess from the engaging robot hand can be remotely produced and released, characterized in that the sealing device comprises: a flexible sealing element (20), by means of which an internal lead-through ring element (40, 40 ', 40 ") is connected to the edge of the recess (120), at least two coupling elements (46; 80) which are fastened to the bushing ring element (40, 40 ', 40 "), and at least one locking element (54; 60; 70.1 ... 70.3) which is connected to the robot hand (216) and which is used by means of adjusting elements (52; 152) for coupling the robot hand (216) to the bushing ring element (40, 40 ', 40 ") is to be brought into engagement with the coupling elements (46). Arbeitskammersystem bestehend aus einer Arbeitskammerwandung mit wenigstens einer Ausnehmung, einer durch die Ausnehmung in die Arbeitskammer eingreifenden Roboterhand, und einer Abdichtungsvorrichtung, mittels der eine Abdichtung der Ausnehmung gegenüber dem eingreifenden Roboterhand fernbetätigbar herzustellen und zu lösen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungsvorrichtung umfasst: ein flexibles Dichtungselement (20), durch welches ein innenliegendes Durchführungsringelement (40,40',40") mit dem Rand der Ausnehmung (120) verbunden ist, wenigstens zwei Kupplungselemente (46), die an der Roboterhand (216) befestigt sind, und wenigstens ein Riegelelement (54; 60), das mit dem Durchführungsringelement (40, 40',40") verbunden ist und das mittels Stellelementen (52) zur Kupplung der Roboterhand (216) mit dem Durchführungsringelement (40,40',40") in den Eingriff mit den Kupplungselementen (46) zu bringen ist. Working chamber system consisting of a working chamber wall with at least one recess, a robot hand engaging through the recess in the working chamber, and a sealing device by means of which a sealing of the recess from the engaging robot hand can be remotely produced and released, characterized in that the sealing device comprises: a flexible sealing element (20) by means of which an internal lead-through ring element (40, 40 ', 40 ") is connected to the edge of the recess (120), at least two coupling elements (46) attached to the robot hand (216), and at least one locking element (54; 60) which is connected to the lead-through ring element (40, 40 ', 40 ") and which by means of adjusting elements (52) for coupling the robot hand (216) to the lead-through ring element (40, 40', 40") is to be brought into engagement with the coupling elements (46). Arbeitskammersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente (52) an einem Kupplungsaufnahmeflansch (50) befestigt sind, der mit einem flexiblen Dichtungsmaterial (58) beschichtet ist.Working chamber system according to claim 1 or 2, characterized in that the adjusting elements (52) are attached to a coupling receiving flange (50) which is coated with a flexible sealing material (58). Arbeitskammersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaufnahmeflansch (50) radförmig ausgebildet ist und der einen Nabenabschnitt und einen Ringabschnitt aufweist, welche durch wenigstens zwei Speichenabschnitte verbunden sind.Working chamber system according to claim 3, characterized in that the coupling receiving flange (50) is wheel-shaped and which has a hub section and a ring section which are connected by at least two spoke sections. Arbeitskammersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (46) als Bolzen ausgebildet sind, die einen Zylinderbereich (46.1) und einen vorderen Kopfbereich (46.3) aufweisen, welche über eine radiale Nut (46.2) verbunden sind, wobei wenigstens der Übergang vom Kopfbereich (46.3) zur Nut (46.2) mit einer Auflaufschräge (46.4) versehen ist.Working chamber system according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling elements (46) are designed as bolts which have a cylinder region (46.1) and a front head region (46.3) which are connected via a radial groove (46.2), at least the Transition from the head area (46.3) to the groove (46.2) is provided with a ramp (46.4). Arbeitskammersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Kupplungselement (46) wenigstens der Übergang vom Kopfbereich (46.3) zur Nut (46.2) mit einer Auflaufschräge (46.4) versehen ist.Working chamber system according to claim 5, characterized in that in the coupling element (46) at least the transition from the head region (46.3) to the groove (46.2) is provided with a run-up slope (46.4). Arbeitskammersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente (52) Riegelelemente (54) mit zwei parallel beabstandeten Gabelzinken aufweisen, zwischen denen das Kupplungselement (46) mit seiner Nut (46.2) einführbar ist.Working chamber system according to claim 5 or 6, characterized in that the adjusting elements (52) have locking elements (54) with two parallel spaced fork tines, between which the coupling element (46) with its groove (46.2) can be inserted. Arbeitskammersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabelzinken mit einer Auflaufschräge versehen sind.Working chamber system according to claim 7, characterized in that the fork tines are provided with a ramp. Arbeitskammersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (60) zur Ausbildung eines Bajonettverschlusses wenigstens zwei Riegelausnehmungen (62) aufweist, welche jeweils eine Bolzendurchgangsausnehmung (62.1) und eine sich daran anschließende Bolzenriegelausnehmung (62.2) umfassen. Working chamber system according to one of the preceding claims, characterized in that the locking element (60) for forming a bayonet lock has at least two locking recesses (62) which each comprise a bolt passage recess (62.1) and an adjoining bolt locking recess (62.2). Arbeitskammersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente Elektromagnete sind und die Kupplungselemente als ferromagnetische Magnetkopplungsbereiche ausgebildet sind.Working chamber system according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting elements are electromagnets and the coupling elements are designed as ferromagnetic magnetic coupling areas. Arbeitskammersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente durch wenigstens ein Kragrandelement (80) gebildet sind, das wenigstens abschnittsweise am Umfang des Durchführungsringelements (40) befestigt ist und das eine zum Mittelpunkt des Durchführungsringelements (40) ausgerichtete Kragkante (82) aufweist, und dass die Riegelelemente (70.1...70.3) jeweils durch Einschieben mittels Stellelementen (52) unter die Kragkante (82) in den Eingriff mit dem wenigstens einen Kragrandelement (80) zu bringen sind. Working chamber system according to claim 1 or 2, characterized in that that the coupling elements are formed by at least one cantilever edge element (80) which is attached at least in sections to the circumference of the lead-through ring element (40) and which has a cantilever edge (82) aligned with the center of the lead-through ring element (40), and that the locking elements (70.1 ... 70.3) are to be brought into engagement with the at least one cantilever edge element (80) by pushing in by means of adjusting elements (52) under the cantilever edge (82). Arbeitskammersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kragrandelement (80) das Durchführungsringelement (40) vollständig umfasst und dass die Kragkante (82) eine Auflaufschräge (81) aufweist.Working chamber system according to claim 11, characterized in that the cantilever edge element (80) completely surrounds the lead-through ring element (40) and that the cantilever edge (82) has a run-up slope (81). Arbeitskammersystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente jeweils als Schwenkriegelelement (70.1...70.3) mit einer Bogenkante (73) ausgebildet sind, welche Bogenkante (73) eine Auflaufschräge (71) aufweist und wenigstens teilweise unter die Auflaufschräge (81) der Kragkante (82) einschwenkbar ist.Working chamber system according to claim 11 or 12, characterized in that the coupling elements are each designed as a swivel locking element (70.1 ... 70.3) with an arch edge (73), which arch edge (73) has a run-up slope (71) and at least partially under the run-up slope ( 81) the cantilever edge (82) is pivotable. Arbeitskammersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Angriffspunkt (76) des Stellelements (152) an jedem Schwenkriegelelement (70.1...70.3) exzentrisch zu dessen Drehpunkt (72) angeordnet ist.Working chamber system according to claim 3, characterized in that the point of attack (76) of the actuating element (152) on each swivel bolt element (70.1 ... 70.3) is arranged eccentrically to its pivot point (72). Arbeitskammersystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenkante (73) kreisbogenförmig ausgebildet ist und die Symmetrieachse (74) der Bogenkante (73) von dem Drehpunkt (72) des Schwenkriegelelements (70.1...70.3) versetzt ist.Working chamber system according to claim 13 or 14, characterized in that the arc edge (73) is designed in the form of a circular arc and the axis of symmetry (74) of the arc edge (73) is offset from the pivot point (72) of the swivel locking element (70.1 ... 70.3). Arbeitskammersystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegelelemente als Schieberiegelelemente ausgebildet sind und eine Auflaufschräge aufweisen, welche wenigstens teilweise unter die angefaste Kragkante einschiebbar ist.Working chamber system according to claim 11 or 12, characterized in that the locking elements are designed as sliding locking elements and have a run-up slope which can be at least partially inserted under the chamfered cantilever edge. Arbeitskammersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Arbeitskammerwandung (110) wenigstens eine Haltevorrichtung zum Halten des Durchführungsringelements (40,40',40") in einer Ausgangsstellung angeordnet ist.Working chamber system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one holding device for holding the lead-through ring element (40, 40 ', 40 ") is arranged on the working chamber wall (110) in a starting position. Arbeitskammersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung besteht aus: wenigstens zwei Betätigungselementen (30), die an der Ausnehmung gegenüberliegend angeordnet sind, mit aus schiebbaren Schubstangen (32); Zentrierelementen (34), die an den Schubstangen (32) der Betätigungselemente (30) angeordnet sind, und Aufnahmeelementen (44), die an dem Durchführungsringelement (40,40',40") angeordnet sind, zur Aufnahme der Zentrierelemente (34) in der Ausgangsstellung. Working chamber system according to claim 17, characterized in that the holding device consists of: at least two actuating elements (30), which are arranged opposite one another at the recess, with pushable push rods (32); Centering elements (34) which are arranged on the push rods (32) of the actuating elements (30), and Receiving elements (44), which are arranged on the lead-through ring element (40, 40 ', 40 "), for receiving the centering elements (34) in the starting position. Arbeitskammersystem nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungselemente (30) Pneumatikzylinder sind.Working chamber system according to claim 17 or 18, characterized in that the actuating elements (30) are pneumatic cylinders. Arbeitskammersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Außenumfangs des Durchführungsringelements (40,40',40") zu dem Innenumfang der Ausnehmung (120) in der Arbeitskammerwandung (110) 1:2 bis 1:5 beträgt.Working chamber system according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of the outer circumference of the lead-through ring element (40, 40 ', 40 ") to the inner circumference of the recess (120) in the working chamber wall (110) is 1: 2 to 1: 5. Arbeitskammersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboterhand (216) einen Werkstückgreifer (220) mit einem schraubzwingenartigen, U-förmigen Bügel aufweist, welcher an seinem einen Ende mit einem verschiebbaren Klemmelement (226) versehen ist und an seinem anderen Ende ein Stützelement (222) aufweist.Working chamber system according to one of the preceding claims, characterized in that the robot hand (216) has a workpiece gripper (220) with a screw clamp-like, U-shaped bracket which is provided at one end with a displaceable clamping element (226) and at its other end has a support element (222). Arbeitskammersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführungsringelement (40) einen ersten Dichtungsring und die Roboterhand (216) einen zweiten Dichtungsring trägt, durch welche Dichtungsringe nach dem Ankuppeln von Durchführungsringelement (40) und Roboterhand (216) eine Labyrinthdichtung ausgebildet ist.Working chamber system according to one of the preceding claims, characterized in that the bushing ring element (40) carries a first sealing ring and the robot hand (216) carries a second sealing ring, by means of which sealing rings a labyrinth seal is formed after the coupling of the bushing ring element (40) and the robot hand (216) , Dichtigkeitsüberwachungseinrichtung für eine Abdichtung ein Arbeitskammersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus einem zweiteiligen Dichtungselement (20), das eine flexible Innenlage (22) und eine flexiblen Außenlage (21) umfasst, welche unter Ausbildung eines Innenbehälters randseitig verbunden sind, wobei der Innenbehälter wenigstens eine im unteren Bereich des Dichtungselements (20) angeordnete Austrittsöffnung (94) mit wenigstens einem Partikelsensor (96) aufweist.Leakage monitoring device for a seal a working chamber system according to one of the preceding Claims consisting of a two-part sealing element (20), which has a flexible inner layer (22) and a flexible outer layer (21), which under training of an inner container are connected at the edge, wherein the inner container at least one in the lower area of the sealing element (20) arranged outlet opening (94) with at least one particle sensor (96). Dichtigkeitsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelsensor (96) ein magnetischer Sensor ist.Leakage monitoring device according to claim 23,
characterized in that the particle sensor (96) is a magnetic sensor. Dichtungselement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelsensor (96) ein optischer Sensor ist.Sealing element according to claim 23, characterized in that the particle sensor (96) is an optical sensor. Dichtungselement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelsensor (96) ein thermischer Sensor ist.Sealing element according to claim 23, characterized in that the particle sensor (96) is a thermal sensor.
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