EP1957179B1 - Sonderprofil für leichtbau-lüfter/filter-module - Google Patents

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EP1957179B1
EP1957179B1 EP05783455A EP05783455A EP1957179B1 EP 1957179 B1 EP1957179 B1 EP 1957179B1 EP 05783455 A EP05783455 A EP 05783455A EP 05783455 A EP05783455 A EP 05783455A EP 1957179 B1 EP1957179 B1 EP 1957179B1
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EP
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bar
outer bar
gasket
base surface
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EP05783455A
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Rüdiger EBERHARDT
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Ludwig Joachim
Original Assignee
Ludwig Joachim
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/28—Arrangement or mounting of filters

Definitions

  • the invention relates to a special profile for lightweight fan / filter modules to create local clean rooms with defined environmental conditions by generating a decontaminated, low-turbulence displacement flow and for use in clean room ceilings using prefabricated suspended solids filter inserts according to the preamble of patent claim 1.
  • Clean rooms are known in the semiconductor industry, but also clean room techniques are required in other industrial manufacturing and research processes. In many industries, production must be carried out under clean environmental conditions. For example, here are the food industry, environmental technology, pharmacy, precision mechanics, optics and so on.
  • Creating active mini-environments creates a low-turbulence displacement flow. As a rule, there is an active flow through which pure air from the clean room itself can be used. For this filter / fan modules are used.
  • the generic DE 197 09 834 A1 relates to a modular generating unit for purified gases, where there is a special extruded profile is used, which is designed as a hollow profile.
  • the groove should extend to the inside.
  • the object of the invention is achieved by a special profile for lightweight fan / filter modules according to the feature combination according to claim 1, wherein the dependent claims represent at least expedient refinements and developments.
  • the profile forming the side walls of the module has a flat, essentially flat base surface.
  • a first and a second web are designed as outer webs located in the edge region of the longitudinal edges of the base.
  • An inner web closely adjacent the first outer web forms a further component of the profile, with the webs running substantially parallel.
  • the opposite inner sides of the first outer web and the inner web have fastening surfaces or a special fastening structure, specifically for receiving a prefabricated filter insert.
  • outer sides of the outer webs comprise a recess for receiving a seal, in particular a sealing profile, wherein in the second outer web, extending substantially parallel to the longitudinal axis of the flat, flat base, a narrow groove for driving screws or the like fastening means is provided.
  • the recess for receiving the seal in the second outer land is, starting from the surface plane behind the groove for the drive screws, i. arranged in the direction of the end of the bridge.
  • the recesses for the seals may have a rectangular or similar cross section and preferably run parallel to one another and with their broad side substantially perpendicular to the base surface plane.
  • the second outer bridge protrudes in height from the first outer bridge.
  • An outer edge of the second outer web is designed as a stop for a module cover plate, wherein this module cover plate can be fastened by means of the drive screws on profile.
  • the narrow groove may have in one embodiment of the invention in its Nutö Stamms Symposium Series a conical cross-section or a one- or two-sided chamfer, so that the fastening means can be safely guided and introduced even with unavoidable tolerances without undue effort.
  • the mounting structure for receiving the prefabricated filter insert can be formed as a profile groove, in particular T-profile groove.
  • the module cover plate comprises air inlet openings, wherein the fans of the module are fastened to the cover plate.
  • the distance between the first outer web and the inner web is approximately in the range between one third to one quarter of the total profile width.
  • the total profile width in turn is in the range between 150mm to 250mm, preferably at substantially 200mm, the profile width basically determines the height of the module.
  • the prefabricated filter insert forms part of the module outer housing, wherein further housing parts represent the profile itself and the cover plate.
  • fans / filter modules of different width and length dimensions but also of different shape, eg as cuboid, rectangle or polygon, depending on be realized the available pre-assembled suspended matter filter cartridge.
  • the figure shows a cross section of the special profile as well as details of the webs extending from the profiled surface and the grooves or recesses provided there.
  • the special profile according to the figure initially comprises a flat, flat base surface 1, wherein a plurality of webs extend from the base surface 1 in each case in the same direction.
  • a first web 2 and a second web 3 are formed as located in the edge region of the longitudinal edges of the base 1 outer webs.
  • the webs 2 to 4 are substantially parallel and extend substantially perpendicular to the surface of the base 1.
  • the opposite inner sides of the first outer web 2 and the inner web 4 have attachment surfaces 5 or a mounting structure for receiving the prefabricated filter insert 6 shown symbolically.
  • the attachment surfaces 5 or the attachment structure may be formed as a T-shaped groove, as shown in the detailed illustrations.
  • outer sides of the outer webs 2 and 3, but at least the outer side of the web 3 has a recess 7 for receiving a seal 8 or a corresponding sealant.
  • the indicated module cover plate 10 can be connected to the special profile.
  • the recess 7 for receiving the seal in the second outer web 3 is arranged starting from the base plane behind the narrow groove 9 in the direction of the free end of the outer web 3. With inserted seal 8 and mounting the cover plate 10 by means of propellers in the narrow groove 9 is ensured by this arrangement that may accumulate chips do not get into the interior of the fan / filter module and possibly contaminate it.
  • the recesses 7 for the seals have a substantially rectangular cross-section and are oriented parallel to each other.
  • the second outer web 3 projects beyond the height of the first outer web 2 and has an outer edge 11 as a stop for the module cover plate 10th
  • the narrow groove 9 has at its Nutö réelles Society a conical cross section 12 and a corresponding chamfer, so that the fastening means, in particular the propeller screws can be easily introduced on the thus resulting guide section.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Ventilation (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sonderprofil für Leichtbau-Lüfter/Filter-Module zur Schaffung lokaler Reinräume mit definierten Umgebungsbedingungen durch Erzeugung einer dekontaminierten, turbulenzarmen Verdrängungsströmung sowie zum Einsatz in Reinraumdecken unter Verwendung vorkonfektionierter Schwebstoff-Filtereinsätze gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Die Reinraumtechnik konnte sich in den letzten Jahren sehr schnell weiterentwickeln. Beginnend mit ersten Reinräumen im Bereich der Pharmazie und Medizin hat die Anzahl der Anwendungen dieser Technologie erheblich zugenommen. Bekannt sind Reinräume in der Halbleiter-Industrie, wobei aber auch Reinraumtechniken in anderen industriellen Fertigungs- und Forschungsprozessen erforderlich sind. In vielen Industriezweigen muss nämlich die Produktion unter reinen Umgebungsbedingungen durchgeführt werden. Nur beispielsweise sei hier die Lebensmittelindustrie, Umwelttechnik, Pharmazie, Feinmechanik, Optik und so weiter genannt.
  • Grundsätzlich bestehen verschiedene Möglichkeiten, reine Fertigungsbedingungen zu schaffen, die auch in Kombination angewendet werden können. Hier sei der konventionelle Reinraum, die Schaffung modularer Reinraumsysteme, das Gestalten reiner Arbeitszonen in Form von Arbeitsbänken und Kabinen und die so genannte Mini-Environment-Technologie, d.h. die Schaffung lokaler Reinräume mit definierten Umgebungsbedingungen genannt.
  • Bei der Schaffung aktiver Mini-Environments wird eine turbulenzarme Verdrängungsströmung erzeugt. Im Regelfall erfolgt eine aktive Durchströmung, wobei Reinstluft aus dem Reinraum selbst genutzt werden kann. Hierfür kommen Filter/Lüfter-Module zum Einsatz.
  • Beispielsweise besteht die Möglichkeit, eine Mini-Environment-Anordnung mit Lüfter/Filter-Modul an der Reinraumdecke über dem Equipment aufzuhängen. Die Luftversorgung kann hier von der Reinraumdecke aus erfolgen. Die unter der Reinraumdecke herrschende Reinraumklasse wird so bis zum Equipment aufrechterhalten. Bei der vorstehend kurz geschilderten Mini-Environment-Technologie werden also kostspielige hochwertige Reinräume durch kleine lokale Einheiten abgelöst, wobei in verstärktem Maße auch ein Monitoring im Mini-Environment erfolgt. Die Lüfter/Filter-Module, die Bestandteil des Mini-Environments sind, weisen jeweils je nach Anwendungsfall einen spezifischen Aufbau und spezifische Abmaße auf. Die Fertigung der Lüfter/Filter-Module, je nach den speziellen Anforderungen des zu schaffenden lokalen Reinraums, zieht aufgrund der nicht oder nur begrenzt möglichen Standardisierung hohe Kosten nach sich.
  • Die gattungsbildende DE 197 09 834 A1 betrifft eine modulare Erzeugungseinheit für gereinigte Gase, wobei dort ein Sonder-Strangpressprofil zur Anwendung kommt, welches als Hohlprofil ausgeführt ist. Bezüglich der Verbindung von Profilteilen wird auf den gleichzeitigen Einsatz von Montagewinkeln aufmerksam gemacht, die auf der Innenseite der Strangpressprofile eingesetzt und von außen mit den zusammenstoßenden Strangpressprofilabschnitten verschraubt werden. Darüber hinaus ist vorgesehen, an den Stellen des Strangpressprofiles, an denen Montagewinkel angesetzt werden sollen, jeweils eine hinterschnittende Längsnut vorzusehen, in die jeweils ein Schenkel des Montagewinkels einsteckbar ist, sodass diese auch im unverschraubten Zustand in der jeweiligen Nut gehalten wird. Dabei soll sich die Nut zur Innenseite erstrecken. Es ergibt sich auch die Notwendigkeit, in Höhe der einzelnen Nuten zur Markierung der Nutenlängsachse jeweils eine durchgehende Einkerbung auf der Außenseite des Strangpressprofiles vorzusehen, damit erforderliche Bohrungen für die Verschraubungen in der richtigen Höhe angebracht werden können.
  • Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Sonderprofil für Leichtbau-Lüfter/Filter-Module zur Schaffung lokaler Reinräume mit definierten Umgebungsbedingungen durch Erzeugung einer dekontaminierten, turbulenzarmen Verdrängungsströmung sowie zum Einsatz in Reinraumdecken unter Verwendung vorkonfektionierter Schwebstoff-Filtereinsätze anzugeben, mit dem es möglich ist, ohne umfangreiche Vorrats- und Lagerhaltung eine Vielzahl von speziellen Lüfter/Filter-Modulen bei gleichzeitig geringen Kosten fertigen zu können, ohne dass grundsätzliche Einschränkungen bei der Erfüllung kundenspezifischer Anforderungen bestehen.
  • Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch ein Sonderprofil für Leichtbau-Lüfter/Filter-Module gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
  • Erfindungsgemäß besitzt das die Seitenwandungen des Moduls bildende Profil eine flache, im Wesentlichen ebene Grundfläche.
  • Von der Grundfläche erstrecken sich jeweils in eine gleiche Richtung mehrere Stege.
  • Ein erster und ein zweiter Steg sind als im Randbereich der Längskanten der Grundfläche befindliche Außenstege ausgeführt. Ein dem ersten Außensteg eng benachbarter Innensteg bildet einen weiteren Bestandteil des Profils, wobei die Stege im Wesentlichen parallel verlaufen.
  • Weiterhin besitzen die sich gegenüberliegenden Innenseiten des ersten Außenstegs und des Innenstegs Befestigungsflächen oder eine spezielle Befestigungsstruktur, und zwar zur Aufnahme eines vorkonfektionierten Filtereinsatzes.
  • Die Außenseiten der Außenstege umfassen eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Dichtung, insbesondere eines Dichtprofils, wobei im zweiten Außensteg, im Wesentlichen parallel zur Längsachse der flachen, ebenen Grundfläche verlaufend, eine Schmalnut für Treibschrauben oder dergleichen Befestigungsmittel vorgesehen ist.
  • Die Ausnehmung zur Aufnahme der Dichtung im zweiten Außensteg ist ausgehend von der Grundflächenebene hinter der Schmalnut für die Treibschrauben, d.h. in Richtung des Endes des Steges angeordnet.
  • Die Ausnehmungen für die Dichtungen können einen rechteckigen oder ähnlichen Querschnitt aufweisen und verlaufen bevorzugt zueinander parallel und mit ihrer Breitseite im Wesentlichen senkrecht zur Grundflächenebene.
  • Der zweite Außensteg überragt höhenmäßig den ersten Außensteg.
  • Eine äußere Kante des zweiten Außenstegs ist als Anschlag für eine Moduldeckplatte ausgebildet, wobei diese Moduldeckplatte mittels der Treibschrauben am-Profil befestigbar ist.
  • Dadurch, dass der Schmalnut in Richtung Ende des zweiten Außenstegs die Ausnehmung zur Aufnahme der Dichtung wie vorerwähnt nachgeordnet ist, kann beim Aufsetzen und mittels Treibschraubenbefestigen der Moduldeckplatte keine Verschmutzung des Modulinnenraums eintreten, da möglicherweise anfallende spanartige Materialien beim Eindrehen der Treibschrauben zurückgehalten werden. Damit verhindert die im zweiten Außensteg eingelegte Dichtung nicht nur das Auftreten parasitärer Strömungen beim Betrieb des Lüfter/Filter-Moduls, sondern stellt auch sicher, dass während oder nach der Befestigung der Moduldeckplatte keine Kontamination des Modulinnenvolumens eintritt.
  • Die Schmalnut kann bei einer Ausführungsform der Erfindung in ihrem Nutöffnungsbereich einen konischen Querschnitt oder eine ein- oder beidseitige Fase aufweisen, so dass die Befestigungsmittel auch bei unausweichlichen Toleranzen ohne unnötigen Kraftaufwand sicher geführt und eingebracht werden können.
  • Die Befestigungsstruktur für die Aufnahme des vorkonfektionierten Filtereinsatzes kann als Profilnut, insbesondere T-Profilnut ausgebildet werden.
  • Die Moduldeckplatte umfasst Lufteintrittsöffnungen, wobei die Lüfter des Moduls an der Deckplatte befestigbar sind.
  • Der Abstand zwischen dem ersten Außensteg und dem Innensteg liegt etwa im Bereich zwischen einem Drittel bis einem Viertel der Gesamtprofilbreite.
  • Die Gesamtprofilbreite wiederum liegt im Bereich zwischen 150mm bis 250mm, bevorzugt bei im Wesentlichen 200mm, wobei die Profilbreite grundsätzlich die Bauhöhe des Moduls bestimmt.
  • Aus den vorstehenden beispielhaften Maßangaben ist ersichtlich, dass es sich um einen sehr flachbauenden Lüfter/Filter-Modul handelt, der die Größe des zu schaffenden lokalen Reinraums bzw. des hier notwendigen Arbeitsvolumens nicht unnötig einschränkt.
  • Der vorkonfektionierte Filtereinsatz bildet einen Teil des Modulaußengehäuses, wobei weitere Gehäuseteile das Profil selbst und die Deckplatte darstellen.
  • Über ein entsprechendes Ablängen des Sonderprofils können Lüfter/Filter-Module unterschiedlicher Breiten- und Längenabmessungen, aber auch unterschiedlicher Form, z.B. als Quader, Rechteck oder Vieleck, je nach dem zur Verfügung stehenden vorkonfektionierten Schwebstoff-Filtereinsatz realisiert werden.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.
  • Die Figur zeigt hierbei einen Querschnitt des Sonderprofils sowie Details der sich von der Profilgründfläche erstreckenden Stege und den dort vorhandenen Nuten bzw. Ausnehmungen.
  • Das Sonderprofil gemäß der Figur umfasst zunächst eine flache ebene Grundfläche 1, wobei von der Grundfläche 1 sich jeweils in eine gleiche Richtung mehrere Stege erstrecken.
  • Ein erster Steg 2 und ein zweiter Steg 3 sind als im Randbereich der Längskanten der Grundfläche 1 befindliche Außenstege ausgebildet.
  • Dem ersten Außensteg 2 eng benachbart befindet sich ein Innensteg 4.
  • Die Stege 2 bis 4 verlaufen im Wesentlichen parallel und erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Grundfläche 1.
  • Die sich gegenüberliegenden Innenseiten des ersten Außenstegs 2 und des Innenstegs 4 besitzen Befestigungsflächen 5 oder eine Befestigungsstruktur für die Aufnahme des symbolisch dargestellten vorkonfektionierten Filtereinsatzes 6.
  • Die Befestigungsflächen 5 bzw. die Befestigungsstruktur kann, wie in den Detaildarstellungen gezeigt, als T-förmige Nut ausgebildet sein.
  • Die Außenseiten der Außenstege 2 und 3, mindestens jedoch die Außenseite des Steges 3 besitzt eine Ausnehmung 7 zur Aufnahme einer Dichtung 8 oder einer entsprechenden Dichtmasse.
  • Im zweiten Außensteg 3, im Wesentlichen parallel zur Längsachse der flachen, ebenen Grundfläche 1 verlaufend, ist eine Schmalnut 9 für die Aufnahme von Treibschrauben oder dergleichen Befestigungsmittel vorgesehen. Mit Hilfe der Befestigungsmittel kann die angedeutete Moduldeckplatte 10 mit dem Sonderprofil verbunden werden.
  • Die Ausnehmung 7 zur Aufnahme der Dichtung im zweiten Außensteg 3 ist ausgehend von der Grundflächenebene hinter der Schmalnut 9 in Richtung des freien Endes des Außenstegs 3 angeordnet. Bei eingelegter Dichtung 8 und Montage der Deckplatte 10 mittels Treibschrauben in der Schmalnut 9 wird durch diese Anordnung sichergestellt, dass möglicherweise anfallende Späne nicht in den Innenraum des Lüfter/Filter-Moduls gelangen und diesen womöglich kontaminieren.
  • Die Ausnehmungen 7 für die Dichtungen weisen einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und sind parallel zueinander orientiert.
  • Der zweite Außensteg 3 überragt höhenmäßig den ersten Außensteg 2 und besitzt eine äußere Kante 11 als Anschlag für die Moduldeckplatte 10.
  • Die Schmalnut 9 weist an ihrem Nutöffnungsbereich einen konischen Querschnitt 12 bzw. eine dementsprechende Fase auf, so dass die Befestigungsmittel, insbesondere die Treibschrauben über den derartig entstandenen Führungsabschnitt leicht eingebracht werden können.

Claims (8)

  1. Sonderprofil für Leichtbau-Lüfter/Filter-Module zur Schaffung lokaler Reinräume mit definierten Umgebungsbedingungen durch Erzeugung einer dekontaminierten, turbulenzarmen Verdrängungsströmung sowie zum Einsatz in Reinraumdecken unter Verwendung vorkonfektionierter Schwebstoff-Filtereinsätze,
    wobei die Seitenwandungen des Moduls bildende Profil eine flache, ebene Grundfläche (1) aufweist, sich von der Grundfläche (1) jeweils in eine gleiche Richtung mehrere Stege erstrecken, hierbei ein erster (2) und ein zweiter (3) Steg als im Randbereich der Längskanten der Grundfläche (1) befindliche Außenstege und ein dem ersten Außensteg (2) benachbarter Innensteg (4) vorgesehen ist und die Stege (2 bis 4) parallel verlaufen, weiterhin die sich gegenüberliegenden Innenseiten des ersten Außenstegs (2) und des Innenstegs (4) Befestigungsflächen oder eine Befestigungsstruktur (5) für den vorkonfektionierten Filtereinsatz (6) besitzen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Außenseiten der Außenstege (2 und 3), mindestens jedoch des zweiten Außenstegs (3) eine Ausnehmung (7) zur Aufnahme einer Dichtung (8) umfassen, wobei in der Außenseite im zweiten Außensteg (3), im Wesentlichen parallel zur Längsachse der flachen, ebenen Grundfläche (1) verlaufend, eine Schmalnut (9) für Treibschrauben oder dergleichen Befestigungsmittel vorgesehen und die Ausnehmung (7) zur Aufnahme der Dichtung (8) im zweiten Außensteg (3) ausgehend von der Grundflächenebene hinter der Schmalnut (9) für die Treibschrauben angeordnet ist, derart, dass bei eingelegter Dichtung (8) und Aufsetzen und mittels Treibschraubenbefestigen einer Moduldeckplatte (10) keine Verschmutzungen des Modulinnenraumes durch spanartige Materialien auftreten.
  2. Sonderprofil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ausnehmungen (7) für die Dichtungen (8) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und zueinander parallel sowie mit ihrer Breitseite im Wesentlichen senkrecht zur Grundflächenebene verlaufen.
  3. Sonderprofil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite Außensteg (3) in seiner Höhe den ersten Außensteg (2) überragt und eine äußere Kante (11) des zweiten Außenstegs (3) als Anschlag für die Moduldeckplatte (10) ausgebildet ist.
  4. Sonderprofil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schmalnut (9) in ihrem Nutöffnungsbereich einen konischen Querschnitt (12) oder eine ein- oder beidseitige Fase aufweist.
  5. Sonderprofil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Befestigungsstruktur (5) für den vorkonfektionierten Filtereinsatz (6) als Profilnut, insbesondere als T-Profilnut ausgebildet ist.
  6. Sonderprofil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Abstand zwischen dem ersten Außensteg (2) und dem Innensteg (4) etwa im Bereich zwischen einem Drittel bis einem Viertel der Gesamtprofilbreite liegt.
  7. Sonderprofil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Gesamtprofilbreite im Bereich zwischen 150mm bis 250mm, bevorzugt bei im Wesentlichen 200mm liegt, wobei die Profilbreite die Bauhöhe des Lüfter/Filter-Moduls bestimmt.
  8. Sonderprofil nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Dichtung (8) als Dichtstreifen oder Dichtprofil ausgebildet ist.
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