WO2011101316A1 - SCHLEUSE ZUM ÜBERFÜHREN EINES WERKSTÜCKS ZWISCHEN EINEM AUßENRAUM UND EINEM INNENRAUM EINES WERKSTÜCKBEHANDLUNGSBEREICHS - Google Patents

SCHLEUSE ZUM ÜBERFÜHREN EINES WERKSTÜCKS ZWISCHEN EINEM AUßENRAUM UND EINEM INNENRAUM EINES WERKSTÜCKBEHANDLUNGSBEREICHS Download PDF

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WO2011101316A1
WO2011101316A1 PCT/EP2011/052144 EP2011052144W WO2011101316A1 WO 2011101316 A1 WO2011101316 A1 WO 2011101316A1 EP 2011052144 W EP2011052144 W EP 2011052144W WO 2011101316 A1 WO2011101316 A1 WO 2011101316A1
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WO
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workpiece
inner chamber
lock
treatment area
chamber
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PCT/EP2011/052144
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Inventor
Wolf-Hasso Schaefer
Wolfgang Tobisch
Original Assignee
Dürr Systems GmbH
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    • F26B25/008—Seals, locks, e.g. gas barriers or air curtains, for drying enclosures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
    • F26B15/12—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
    • F26B15/122—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined the objects or batches of material being carried by transversely moving rollers or rods which may rotate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/14—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects using gases or vapours other than air or steam, e.g. inert gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2210/00—Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2210/12—Vehicle bodies, e.g. after being painted

Definitions

  • the present invention relates to a gate for transferring a workpiece from an outer space of a workpiece processing area of a workpiece processing apparatus into the workpiece processing area of the workpiece processing apparatus and / or out of the workpiece processing area into the outer space of the workpiece processing area.
  • the workpiece treatment area can be designed in particular as a dryer for drying painted workpieces.
  • Workpiece locks for known dryers are designed, for example, as so-called "A-locks", in which the workpieces to be coated are conveyed from an initial position below the dryer by means of lifting devices through a shaft into an inlet region of the dryer.
  • A-locks In this type of lock, the physical effect is utilized that warm air rises and therefore the hot air supplied to the dryer interior remains in the dryer.
  • a dryer with a fresh air lock in which a leakage of hot air from the dryer is reduced by the fact that in the lock area an air curtain from the lock supplied fresh air is generated. Heated fresh air is usually used as lock air in order to supply the dryer with fresh air at the same time and to protect the dryer inlet from condensate (from the dryer atmosphere).
  • a dryer with gate locks in which an inlet opening and / or an outlet opening of the dryer is closed by lifting or sliding gates.
  • the workpiece treatment area of the workpiece processing apparatus may be an area filled with an inert gas atmosphere.
  • the lock is used to minimize the consumption of inert gas during insertion and removal of the workpiece.
  • DE 10 2008 005 582 B3 and DE 10 2008 005 584 B3 disclose locks whose lock chambers can be evacuated by means of vacuum pumps.
  • the present invention has for its object to provide a lock for transferring a workpiece between the outer space and the interior of a workpiece treatment area of the type mentioned, which is simple and reliably separates the atmosphere of the interior of the workpiece treatment area from the atmosphere of the outer space.
  • the lock comprises an outer chamber with an outer space side workpiece passage opening and a treatment area side workpiece passage opening and an inner chamber with a workpiece passage opening,
  • a workpiece In the open position of the lock, a workpiece can thus be introduced from the outer space of the workpiece treatment area through the outer chamber-side workpiece passage opening of the outer chamber and the workpiece passage opening of the inner chamber into the interior of the inner chamber or out of the interior of the inner chamber in the outer space of the workpiece treatment area.
  • a workpiece can be brought from the interior of the inner chamber into the interior of the workpiece treatment area or introduced from the interior of the workpiece treatment area into the interior of the inner chamber through the treatment chamber side workpiece passage opening of the outer chamber and the workpiece passage opening of the inner chamber.
  • the treatment area-side workpiece passage opening of the outer chamber is closed by a closure wall of the inner chamber.
  • the outer-chamber-side workpiece passage opening of the outer chamber is preferably closed by a closure wall of the inner chamber.
  • the lock according to the invention only requires a movement device for moving the inner chamber relative to the outer chamber from the open position to the closed position (and back again from the closed position to the open position), but no elaborate conveyor technology with lifting stations in the inlet or outlet of the workpiece treatment area.
  • the lock according to the invention does not require an increased supply of fresh air in order to be able to ensure the fluid-tightness of the workpiece treatment area with respect to the environment.
  • the lock according to the invention requires no moving pistons and no plurality of lock chambers to be passed in succession from a workpiece to be inserted, which reduces the expenditure on equipment and the space required by the lock.
  • the lock according to the invention requires neither expensive equipment for evacuating a lock chamber nor a pressure-resistant lock chamber housing.
  • the lock according to the invention is preferably designed such that the movement of the inner chamber relative to the outer chamber from the open position to the closed position (or from the closed position to the open position) comprises a rotational movement of the inner chamber relative to the outer chamber.
  • the movement of the inner chamber relative to the outer chamber from the open position to the closed position (or from the closed position to the open position) is a rotational movement of the inner chamber (about a stationary axis of rotation).
  • an outer contour of the inner chamber interacts with an inner contour of the outer chamber such that there is no fluid connection between the outer-chamber-side workpiece passage opening and the treatment-area-side workpiece passage opening of the outer chamber.
  • the lock may comprise an air curtain generating device, by means of which an air curtain passing through such a gap can be generated, which prevents gas exchange through the gap. Since a direct gas exchange between the treatment area-side workpiece passage opening and the outer-side workpiece passage opening of the outer chamber is prevented in the lock according to the invention, a transport of gas between the inner space and the outer space of the workpiece treatment area can only take place indirectly via the inner space of the inner chamber.
  • the interior of the inner chamber should therefore be as small as possible and only large enough that the workpiece to be inserted or ejected can be easily inserted into the interior of the inner chamber and accommodated therein.
  • a free inner volume of the inner chamber remaining outside the workpiece accommodated in the interior of the inner chamber is at most approximately twice, preferably at most approximately 150%, of the volume occupied by the workpiece in the inner chamber.
  • the lock comprises at least one displacement body, through which a free inner volume of the inner chamber can be reduced.
  • Such a displacement body is preferably arranged in the interior of the inner chamber.
  • Such a lock gate can be designed for example as a lifting gate or as a sliding gate.
  • outside chamber gas contained in the interior chamber is replaced by interior gas during the movement of the interior chamber from the open position to the closed position.
  • the inner chamber has at least one gas passage opening through which a gas from a residual interior of the outer chamber, which is outside the inner chamber, can flow into the inner chamber.
  • outer space gas can flow into the inner chamber from an outer space-side residual inner space of the outer chamber.
  • the inner chamber has at least one gas passage opening through which a gas from an inner space of the inner chamber in a residual interior of the outer chamber, which is outside the inner chamber, can flow , In this way it can be achieved, in particular, that during the movement of the inner chamber from the open position into the closed position, outside gas escapes from the interior of the inner chamber.
  • the gas passage openings are preferably closed by means of a shut-off device, which comprises, for example, flaps, slides or sliding plates formed of perforated plates, temporarily, in particular during the movement of the inner chamber from the open position to the closed position or from the closed position to the open position.
  • a shut-off device which comprises, for example, flaps, slides or sliding plates formed of perforated plates, temporarily, in particular during the movement of the inner chamber from the open position to the closed position or from the closed position to the open position.
  • At least one gas passage opening is provided with a gas-permeable, but the flow resistance increasing material, such as a filter mat, so that a gas flow through the gas passage opening with a corresponding pressure build-up during movement of the inner chamber from the open position in the closed position or from the closed position is made possible in the open position.
  • At least one gas passage opening can be arranged on a side wall of the inner chamber.
  • At least two gas passage openings are arranged on opposite side walls of the inner chamber.
  • At least one gas passage opening is arranged in a ceiling wall or in a bottom wall of the inner chamber. This allows a flow through the interior of the inner chamber in a substantially vertical direction.
  • the gas exchange between the inner chamber and the outer chamber through the at least one gas passage opening of the inner chamber can be promoted, that at least one gas passage opening, a fan is arranged.
  • a fan is preferably arranged at each of these gas passage openings.
  • blowers are individually controllable in order to be able to compensate for local inhomogeneities, which are caused by the geometries of the inner chamber and the workpiece received therein, with volume flows adapted to these geometries.
  • a control device individually controls different fans with regard to their rotational speed during the rotational movement of the inner chamber such that a substantially homogeneous gas exchange can take place over the entire cross section of the inner chamber.
  • the control of the blower by the control device can be carried out in particular depending on the geometry of each recorded in the inner chamber workpiece when different types of workpieces pass through the lock.
  • blower or fans are then preferably in operation
  • the blower is preferably put into operation when such a sluice gate is closed.
  • Each blower arranged on a gas passage opening of the inner chamber can be configured in multiple stages, wherein the plurality of stages can be connected in parallel to one another or in series with one another.
  • the fan may be formed as an axial fan.
  • An axial fan has the advantage of a small size and can be used easily, since no large flow resistance must be overcome.
  • the fan may also be formed as a radial fan.
  • At least one fan is designed as an axial fan and at least one other fan as a radial fan.
  • the lock may comprise at least one measuring device for measuring at least one parameter of the atmosphere in the inner chamber.
  • the lock comprises at least one measuring device for measuring the oxygen content, the pressure, the humidity or the temperature of the atmosphere in the inner chamber.
  • a measurement made by the measuring apparatus reveals that the atmosphere in the inner chamber is not sufficiently adapted to the atmosphere in the inner space of the workpiece treatment area
  • a lock gate separating the inner space of the inner chamber from the inner space of the work piece treatment area may remain closed until the atmosphere in the inner chamber is better the atmosphere in the interior of the workpiece treatment area is adjusted.
  • flushing of the interior of the inner chamber with a gas in particular with the interior gas present in the interior of the workpiece treatment area, can take place in order to better adapt the atmosphere in the inner chamber to the atmosphere in the interior of the workpiece treatment area.
  • the lock according to the invention is particularly suitable for use in a workpiece treatment device comprising a workpiece treatment area and at least one lock according to the invention for transferring a workpiece from an outer space of the workpiece treatment area into the workpiece treatment area and / or out of the workpiece treatment area into the outer area of the workpiece treatment area.
  • the present invention further relates to a method for transferring a workpiece from an outer space of a workpiece treatment area of a workpiece treatment device into the workpiece treatment area and / or out of the workpiece treatment area into the outer area of the workpiece treatment area by means of a lock.
  • the present invention has the further object of providing such a method which requires only a simple construction of the lock used and allows a reliable separation of the atmosphere in the interior of the workpiece treatment area from the atmosphere in the outer space of the workpiece treatment area.
  • This object is achieved by a method for transferring a workpiece from an outer space of a workpiece treatment area of a workpiece treatment device into the workpiece treatment area and / or out of the workpiece treatment area into the outer area of the workpiece treatment area by means of a lock, comprising the following method steps:
  • the workpiece In the case of an input lock, the workpiece is transferred in the closed position of the lock from the interior of the inner chamber into the interior of the workpiece treatment area.
  • the lock according to the invention described above is particularly suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the lock according to the invention and the method according to the invention are particularly suitable for use with workpiece treatment areas which serve for drying or curing coatings on workpieces, in particular vehicle bodies.
  • the lock according to the invention and the method according to the invention are in principle also suitable for workpiece treatment areas in which a different treatment is performed on the workpieces, provided that only the interior atmosphere of the workpiece treatment area of the outside atmosphere with respect to their conditioning, in particular with respect to the temperature, humidity and / or Pressure, and / or with respect to their material composition deviates.
  • a pretreatment of the workpieces or a coating of the workpieces can be carried out in the workpiece treatment area.
  • the lock according to the invention and the method according to the invention are in principle suitable for introducing or removing any desired workpieces; they are particularly suitable for workpieces that are designed as vehicle bodies or parts of vehicle bodies.
  • the workpieces can be conveyed through the workpiece treatment area with any movement.
  • the workpieces can be conveyed through the workpiece treatment area substantially continuously or intermittently (ie with interruptions).
  • the lock itself (in particular its inner chamber) serves as a waiting place before entering the workpiece treatment box.
  • the lock according to the invention and the method according to the invention are particularly suitable for use with workpiece treatment areas which are filled with warm air heated in relation to the ambient temperature.
  • the lock according to the invention makes possible a substantial reduction of the energy required for the heating. Furthermore, the dirt entry from the exterior of the workpiece treatment area is reduced in the interior thereof because there are no gates at which the exterior of the workpiece treatment area directly adjoins the interior.
  • the lock according to the invention is also particularly suitable for dryers in which the curing of a coating takes place on a workpiece under an inert gas atmosphere, as for example in radiation curing, UV (ultraviolet) curing or in the curing of paints with thermal initiators of the case is.
  • the inner chamber of the lock Due to the rotational movement of the inner chamber, in particular in the case of the closed outer-space-side workpiece passage opening and / or in the case of a closed treatment-area-side workpiece passage opening of the outer chamber, the inner chamber of the lock can be flushed with inert gas.
  • the workpiece outer contour is adjusted with a Einschleusvorgang very little outside atmosphere is introduced into the interior of the workpiece treatment area.
  • the inner chamber can be purged during the movement from the open position to the closed position with the gas composition prevailing in the workpiece treatment area, for example with inert gas, or with fresh air.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a workpiece treatment device with a workpiece treatment area, an inlet lock adjacent to an inlet of the workpiece treatment area and an outlet lock adjacent to an outlet of the workpiece treatment area;
  • FIG. a schematic vertical cross-section through one of the locks of the workpiece treatment apparatus of Fig. 1; schematic plan views of the workpiece treatment device of FIGS.
  • FIG. 7 a schematic perspective view of a workpiece treatment device having a workpiece treatment area, an entrance lock adjacent to an inlet of the workpiece treatment area according to the second embodiment shown in FIG. 7 and an exit lock adjacent to an exit of the workpiece treatment area according to the embodiment shown in FIG several successive phases of a workpiece pass through the workpiece treatment device;
  • Fig. 12 is another schematic perspective view of the second embodiment of a lock of Figure 7, in which a first side wall of the inner chamber of the lock is provided in its ceiling region with a first gas passage opening and a second side wall of the inner chamber in its bottom region with a second gas passage opening.
  • FIG. 13 to 16 a schematic plan view of a workpiece treatment device with a workpiece treatment area, an inlet of the workpiece treatment area adjacent entrance lock according to a third embodiment, in which an outer space side workpiece passage opening and a treatment area side workpiece passage opening of an outer chamber of the lock closed by a respective lock gate and an outlet lock adjacent to an outlet of the work piece treatment area according to the third embodiment, wherein the outside-side work passage opening and the work area side work passage opening of the outside chamber are closable by one lock gate, respectively, in a plurality of successive phases of work pass through the work piece treatment apparatus; a schematic plan view from above of a fourth embodiment of a lock, wherein a top wall and a bottom wall of an inner chamber of the lock are provided with gas passage openings; a schematic perspective view of the fourth imple mentation of a lock of Fig. 17; a further schematic perspective view of the fourth embodiment of a lock of FIGS. 17 and 18;
  • FIG. 20 is a schematic plan view from above of a fifth embodiment of a lock, wherein a top wall and a bottom wall of an inner chamber of the lock are provided with gas passage openings, in which fans are arranged to promote the gas exchange; and
  • Fig. 21 is a schematic perspective view of a sixth
  • Embodiment of a lock in which a first side wall of the inner chamber of the lock is provided in its ceiling area with a plurality of gas passage openings, in each of which a fan is arranged, and a second side wall of the inner chamber is provided in its bottom region with a plurality of gas passage openings, in each of which a blower for promoting the gas exchange between the inner chamber and the inner chamber located outside the inner chamber of the outer chamber is arranged.
  • FIGS. 1 to 6 designated as a whole by 100, includes a workpiece treatment area 102 having an interior space 106 surrounded by a housing 104 and extending in a longitudinal direction 108.
  • a treatment of workpieces 110 takes place, which are conveyed from an outer space 114 of the workpiece treatment area 102 through an entry lock 116 into an inlet 118 of the workpiece treatment area 102.
  • the workpieces 110 are conveyed by means of a conveying device, which may comprise, for example, roller conveyors, in a conveying direction 120 extending parallel to the longitudinal direction 108 up to an outlet 122 of the workpiece treatment region 102.
  • a conveying device which may comprise, for example, roller conveyors
  • the treated workpieces 110 pass through an exit lock 124 back into the outer space 114 of the workpiece treatment area 102.
  • the workpieces 110 undergo a treatment, for example a drying or curing of a coating arranged on the surface of the workpieces 110, in particular a coating.
  • the workpieces 110 are provided in the interior 106 of the workpiece treatment area 102 with a coating or treated in any other way.
  • the atmosphere in the inner space 106 of the workpiece treatment area 102 differs from the atmosphere in the outer area 114 of the workpiece treatment area 102. This difference may, for example, consist in a deviating conditioning of a gas mixture forming the atmosphere, in particular with regard to the temperature, the atmospheric humidity and / or the pressure.
  • the atmosphere in the inner space 106 of the workpiece treatment area 102 differs from the atmosphere in the outer area 114 of the workpiece treatment area 102 with regard to the material composition.
  • the inner space 106 may be filled with an inert gas or an inert gas mixture while ordinary air is located in the outer space 114 of the workpiece treatment area 102.
  • the entrance lock 116 and the exit lock 124 are basically of the same design, therefore, in the following, both are simply referred to as
  • Sluices 125 and are shown in FIG. 2 individually shown in a vertical cross section.
  • Each of the locks 125 comprises an outer chamber 126 with a treatment-area-side workpiece passage opening 128 and a further, for example, the workpiece treatment area 102 facing away from the outside space-side workpiece passage opening 130th
  • the treatment area-side workpiece passage opening 128 of the outer chamber 126 is connected in a fluid-tight manner to a lock-side workpiece passage opening 132 of the workpiece treatment area 102.
  • the interior 136 of the outer chamber 126 can be connected to the outer space 114 of the workpiece treatment area 102 via the outer-chamber-side workpiece passage opening 130.
  • the treatment area-side workpiece passage opening 128 and the outer-space-side workpiece passage opening 130 of the outer chamber 126 are connected to one another by two side walls 134 which are approximately circular arcuately curved in a horizontal cross section.
  • the interior 136 of the outer chamber 126 is bounded by a ceiling wall 138 and downwardly by a bottom wall 140.
  • a lower edge of the side walls 134 of the outer chamber 126 is connected to the bottom wall 140 of the outer chamber 126 via a hall floor 142 of a workshop in which the workpiece treatment apparatus 100 is arranged.
  • top of the bottom wall 140 of the outer chamber 126 is then slightly lower than the top of the hall floor 142nd
  • an inner chamber 144 is arranged, which comprises a workpiece passage opening 146, one of the workpiece passage opening 146, for example, opposite closure wall 148 and two the workpiece passage opening 146 with the closure wall 148 connecting substantially parallel to each other side walls 150 ,
  • An interior 152 of the inner chamber 144 is bounded above by a top wall 154 and down through a bottom wall 156.
  • a workpiece holder 158 is provided, which can accommodate a workpiece 110 to be treated, in particular a vehicle body 112.
  • the inner chamber 144 is supported by a rotating device 160 shown schematically in FIG. 2, by means of which the inner chamber 144 is rotatable about a vertically oriented axis of rotation 162 relative to the outer chamber 126, preferably at any angle and with any desired direction of rotation.
  • the axis of rotation 162 is preferably arranged substantially coaxially with respect to the substantially hollow cylindrical outer chamber 126.
  • the inner chamber 144 has a plan view which is formed substantially point-symmetrically to the intersection of the rotation axis 162 with the floor plan.
  • the closure wall 148 of the inner chamber 144 is convexly outwardly curved so as to be movable along the inner side of the side walls 134 of the outer chamber 126 with little play as the inner chamber 144 is rotated about the rotation axis 162.
  • the height of the inner chamber 144 with the rotating device 160 substantially corresponds to the clear height of the inner space 136 of the outer chamber 126, so that the inner space 136 of the outer chamber 126 is divided by the inner chamber 144 into two partial inner spaces 164a and 164b.
  • the above-described workpiece processing apparatus 100 functions as follows.
  • the input lock 116 of the workpiece treatment device 100 is in an open position, in which the workpiece passage opening 146 of the inner chamber 144 of the entrance lock 116 communicates with the outer side workpiece passage opening 130 of the outer chamber 126 of the entrance lock 116, so that a workpiece 110 a from the outer space 114 of the workpiece treatment area 102 (by means of a conveyor, not shown) in the interior 152 of the inner chamber 144 can be introduced.
  • the inner space 152 of the inner chamber 144 is filled in this open position with an atmosphere corresponding to the atmosphere of the outer space 114 of the workpiece treatment area 102.
  • the partial inner spaces 164a and 164b of the entrance lock 116 which are separated from one another by the inner chamber 144, are filled with an atmosphere corresponding to the atmosphere of the inner space 106 of the workpiece treatment area 102.
  • the outlet lock 124 in a closed position, in which the closure wall 148 of the inner chamber 144 of the exit lock 124 closes the outer-side workpiece passage opening 130 of the outer chamber 126 of the exit lock 124 with respect to the outer space 114 of the workpiece treatment area 102, while the workpiece passage opening 146 of the inner chamber 144 of the exit lock 124 communicates with the treatment area side workpiece passage opening 128 of the associated outer chamber 126 such that a workpiece 110b can be introduced from the inner space 106 of the workpiece treatment area 102 into the inner space 152 of the inner chamber 144 by means of the conveyor device of the workpiece treatment device 100.
  • the inner space 152 of the inner chamber 144 of the output lock 124 is filled in this state with an atmosphere corresponding to the atmosphere of the inner space 106 of the workpiece treatment area 102, while the separated by the inner chamber 144 partial interiors 164a and 164b of the outer chamber 126 of the output lock 124 in this closed position the exit lock 124 are filled with an atmosphere corresponding to the atmosphere of the outer space 114 of the workpiece treatment area 102.
  • the inner chambers 152 of the inner chambers 144 of the entrance lock 116 and / or the exit lock 124 can each contain at least one displacement body, which is adapted to the outer contour of the respectively received workpiece 110, that a free inner volume of the respective inner chamber 144 remaining outside of the received workpiece 110 is reduced and kept as small as possible.
  • the free inner volume of the respective inner chamber 144 is at most about twice, preferably at most about 150%, of the volume occupied by the workpiece 110 in the inner chamber 144.
  • Such a displacement body is preferably adapted to the outer contour of the workpiece 110.
  • a displacer may at least partially fill the space remaining above the hood in the interior chamber 144 and / or the space remaining in the interior chamber 144 above the decklid.
  • the inner chambers 144 of the entrance lock 116 and the exit lock 124 preferably substantially simultaneously, rotated by the respective associated rotary device 160 by 180 ° about the respective axis of rotation 162.
  • the entrance lock 116 goes from the in Fig. 4 in the closed position shown in FIG. 5, in which the closure wall 148 of the inner chamber 144 closes the outer-side workpiece passage opening 130 of the outer chamber 126 and the workpiece passage opening 146 of the inner chamber 144 with the treatment-area-side workpiece passage opening 128 the outer chamber 126 communicates that the workpiece 110a can be moved in the closed position from the interior 152 of the inner chamber 144 into the inner space 106 of the workpiece treatment area 102.
  • the exit lock 124 is transferred from the closed position shown in FIG. 4 into the open position shown in FIG. 5, in which the closure wall 148 of the inner chamber 144 closes the treatment area-side workpiece passage opening 128 of the associated outer chamber 126 and the workpiece passage opening 146 of the inner chamber 144 communicates with the outer-side workpiece passage opening 130 of the outer chamber 126 so that the workpiece 110 b can be moved out of the inner space 152 of the inner chamber 144 into the outer space 114 of the workpiece treatment area 102.
  • the workpiece 110 b is conveyed from the inner space 152 of the inner chamber 144 of the exit lock 124 through the workpiece passage opening 146 of the inner chamber 144 and through the outer space side workpiece passage opening 130 of the outer chamber 126 of the exit lock 124 into the outer space 114 of the workpiece treatment area 102, so that the 6, the state of the workpiece processing apparatus 100 shown in FIG. 6 is achieved.
  • the workpiece treatment apparatus 100 is in the in Figs. 3 output state by the input lock 116 by rotation of its inner chamber 144 by 180 ° in the in Fig. 3. 3 open position and the output lock 124 by rotation of its inner chamber 144 by 180 ° in the in Fig. 3 shown closed position is transferred.
  • the respectively in the interior 152 of the inner chamber 144 of the entrance lock 116 and the exit lock 124 entrained gas volumes are so small that the mixing and the small volume of gas from the inner chamber 144 of the entrance lock 116 with the gas volume in the interior 106 of the workpiece treatment area 102, the conditioning and material Composition of the atmosphere in the interior 106 of the workpiece treatment area 102 is possibly slightly changed.
  • the rotational direction in which the inner chambers 144 of the input lock 116 or the output lock 124 are rotated from the open position to the closed position and from the closed position to the open position is arbitrary.
  • the transfer of the inner chamber 144 from the closed position to the open position with the same direction of rotation as the transfer of the inner chamber 144 from the open position to the closed position, or the direction of rotation in the transfer of the inner chamber 144 from the closed position to the open position, the direction of rotation the transfer of the inner chamber 144 may be opposite from the open position to the closed position.
  • the volume of the two partial inner spaces 164a and 164b of the outer chamber 126, which are separated from each other by the inner chamber 144, remains substantially constant.
  • This embodiment of a workpiece treatment apparatus 100 is particularly suitable for those workpiece treatment areas 102 whose interior atmosphere has substantially the same material composition as the atmosphere of the exterior space 114 and the atmosphere of the exterior space 114 only by their conditioning, for example, in terms of temperature, the humidity and / or pressure.
  • the entrance lock 116 and the exit lock 124 serve, for example, as thermal locks, and a loss of gas from the interior 106 of the workpiece treatment area 102 in its exterior 114 is tolerable.
  • the interior 106 of the workpiece treatment area 102 is filled with a gas which is materially different from the outside atmosphere, for example with an inert gas, it is favorable if, during the transfer of an entry lock 116 and / or an exit lock 124, from the open position into the closed position the exterior space gas initially located in the interior 152 of the interior chamber 144 is at least partially, preferably substantially completely, replaced by the interior gas located in the interior 106 of the workpiece treatment area 102.
  • a gas which is materially different from the outside atmosphere for example with an inert gas
  • the workpiece treatment area 102 in this second embodiment is formed identically as in the first embodiment described above.
  • the outer chambers 126 and the inner chambers 144 of the gates 125 are not formed symmetrically to the rotation axis 162 of the respective inner chamber 144.
  • the outer chamber 126 has a first side wall 166a with a (viewed from the outer space 114) convex central portion 168a, which - with respect to the axis of rotation 162 - has a radius of curvature R and short sidewall portions 170a with the treatment area side workpiece passage opening 128th the outer chamber 126 and the outer side workpiece through opening 130 of the outer chamber 126 is connected, and further to the first side wall 166 a opposite second side wall 166 b, which (seen from the outer space 114 ago) convexly curved central portion 168 b includes, which - the axis of rotation 162 has a radius of curvature r and is connected via long side wall portions 170b to the treatment-area-side workpiece passage opening 128 of the outer chamber 126 or to the outer-side workpiece passage opening 130 of the outer chamber 126.
  • the radius of curvature R of the central portion 168a of the first side wall 166a is greater than the radius of curvature r of the central portion 168b of the second side wall 166b.
  • the closure wall 148 of the inner chamber 144 is also convexly curved (as viewed from the interior 136 of the outer chamber 126) and has a radius of curvature substantially equal to the radius of curvature r of the central portion 168b of the second side wall 166b of the outer chamber 126 so that the closure wall 148 can be moved past the central axis 168b with rotation of the inner chamber 144 about the rotation axis 162 with a slight clearance between the outside of the closure wall 148 and the inside of the middle portion 168b of the second side wall 166b of the outer chamber 126.
  • the side walls 150 of the inner chamber 144 are inwardly in this embodiment relative to the ends 172 of the closure wall 148 inwardly, i. to the axis of rotation 162 toward each other and connected via vertical connecting walls 174 with the ends 172 of the closure wall 148, so that the inner chamber 144 in this embodiment has a total of a mushroom-shaped horizontal cross section, with a rectangular cross-section, the workpiece passage opening 146 of Inner chamber 144 facing inlet portion 176 and a cross-section in Vietnamesesegmentförmi- gene, the workpiece passage opening 146 of the inner chamber 144 facing away from end portion 178th
  • the inner chamber 144 in this embodiment does not divide the inner chamber 136 of the outer chamber 126 into two equal part inner spaces, their respective volumes in the rotational movement of the inner chamber 144 about the rotation axis 162 remains constant, but in a treatment area side part-inner space 180a, which communicates only with the treatment area side workpiece passage opening 128 of the outer chamber 126, but not with the outer space side workpiece passage opening 130, and in an outer space side part-inner space 180b, which only with the outer space side Workpiece passage opening 130 of the outer chamber 126 communicates, but not with the treatment area-side workpiece passage opening 128th
  • the treatment area-side partial interior space 180a has its maximum volume and the outer space-side partial interior 180b its minimum volume.
  • the volume of the outside-space part interior 180b continuously increases from the minimum volume to the maximum volume, while at the same time the volume of the treatment-area-side part interior 180a is increased to the same extent from its maximum volume to the minimum volume decreases.
  • the treatment area-side partial interior space 180a which communicates with the treatment area-side workpiece passage opening 128 is always filled predominantly with the interior gas.
  • the outer-space-side partial space 180b communicating with the outer-side workpiece passage opening 130 of the outer chamber 126 is always filled mainly with the outer space gas.
  • the side walls 150 of the inner chamber 144 each provided with at least one gas passage opening 182.
  • the treatment area side side wall 150a of the inner chamber 144 facing the treatment area side partial space 180a is preferably provided with a treatment area side gas passage opening 182a in its upper end portion
  • the outer space side partial space 180b facing the outer side wall 150b of the inner chamber 144 is preferably provided in its lower end region with an outer space side gas passage opening 182b.
  • the interior gas has a higher density than the outside gas
  • the treatment area side side wall 150a is provided with a treatment area side gas passage opening 182a and the outside space side wall 150b is provided with an outside gas passage opening 182b in its upper end area.
  • the gas passage openings 182 are preferably closed by means of suitable shut-off devices, which are preferably automatically actuated, fluid-tight manner.
  • shut-off devices may in particular include flaps, slides or push plates formed, for example, from perforated plates.
  • the gas passage openings 182 are provided with a gas-permeable but flow-increasing material, for example with a filter mat, so that a gas flow through the gas passage openings 182 only by a pressure build-up during rotation the inner chamber 144 is allowed.
  • the gas passage openings 182 may also extend over substantially the entire respectively associated side wall 150 of the inner chamber 144.
  • the shut-off device of the treatment-area-side gas passage opening 182a is operated to open the treatment-area-side gas passage opening 182a, so that indoor gas from the treatment-area-side partial space 180a becomes lower (due to its density as the density of the external gas) is concentrated in the upper wall portion, flows through the treatment area side gas passage opening 182a in the inner space 152 of the inner chamber 144 when the inner chamber 144 rotates into the treatment area side part of the inner space 180a.
  • the shut-off device of the outer-space-side gas passage opening 182b is actuated to open the outer space-side gas passage opening 182b, so that gas from the inner space 152 of Inner chamber 144 can flow through the outside space-side gas passage opening 182b in the outer space-side part-inner space 180b, whose volume increases during the rotational movement of the inner chamber 144 from the open position to the closed position.
  • the outside space gas in the inner space 152 of the inner chamber 144 is ideally replaced by the indoor gas from the treatment area side sub-space 180 a.
  • the workpiece 110 can be conveyed out of the inner space 152 of the inner chamber 144 into the workpiece treatment area 102, without external space gas entering the inner space 106 of the workpiece treatment area 102.
  • gas is extracted from the interior 152 of the inner chamber 154, in particular from a lower region of this inner space 152, and passed through a measuring probe.
  • the existing residual concentration of outdoor gas, in particular the existing oxygen concentration, in the closed position of the inner chamber 144 is still too high, it is possible to promote additional indoor gas through the interior 152 of the inner chamber 144 until the desired residual concentration of the outer space gas, in particular the desired residual concentration at oxygen, is reached.
  • the exit lock 124 is preferably simultaneously moved from the closed position to the open position, wherein the interior gas from the interior 152 of Inner chamber 144 is displaced in the treatment area side part-inner space 180 a of the outer chamber 126 of the exit lock 124.
  • This synchronous, but opposite operation of the entrance lock 116 and the exit lock 124 ensures that the total volume available for filling with the interior gas (that is to say the sum of the volumes of the interior 106 of the workpiece treatment area 102 and the treatment area side Interior spaces 180a of the two locks 125) remains substantially constant, so that the gas pressure in the interior 106 of the workpiece treatment area 102 remains essentially unaffected by the gas exchange in the locks 125.
  • FIGS. 7 to 12 illustrated second embodiment of a workpiece treatment apparatus 100 with respect to structure and function with the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6, the above description of which reference is made.
  • FIGS. 13 to 16 illustrated third embodiment of a workpiece treatment device 100 differs from that shown in FIGS. 7-12 illustrated second embodiment in that for each of the locks 125 each have a treatment area side lock gate 184 for closing the treatment area side workpiece passage opening 128 of the respective outer chamber 126 and a predominantlyraum workedes lock gate 186 for closing the outer side workpiece passage opening 130 of the respective outer chamber 126 are present ,
  • the lock gates 184 and 186 may be designed, for example, as lifting gates or as sliding gates. It is preferably provided that the lock gates 184 and 186 close the respective associated workpiece passage openings 128 and 130 in a substantially fluid-tight manner.
  • the outer-chamber-side lock gate 186 of the entrance lock 116 is opened when the inner chamber 144 of this lock is in the open position to allow the introduction of a workpiece 110a into the inner space 152 of the inner chamber 144 (see FIG. 13).
  • the treatment area-side lock gate 184 of the entrance lock 116 is also closed during this phase.
  • the treatment area-side lock gate 184 of the entrance lock 116 is opened so that the workpiece 110a from the interior 152 of the inner chamber 144 into the interior 106 of the workpiece treatment area 102 can be transferred.
  • the treatment area-side lock gate 184 of the entrance lock 116 is closed again, and the inner chamber 144 is rotated back into the open position, whereupon a new insertion process with a further workpiece 110 is performed.
  • the treatment area-side lock gate 184 of the exit lock 124 is in the in Fig. In FIG. 13 shown closed position of the exit lock 124 is opened in order to be able to transfer a workpiece 110b from the interior 106 of the workpiece treatment area 102 into the interior 152 of the inner chamber 144 of the exit lock 124. Subsequently, the treatment area-side lock gate 184 of the exit lock 124 is closed (see FIG. 14).
  • the outside chamber-side lock gate 186 of the exit lock 124 is also closed in this phase.
  • the outer-chamber lock gate 186 of the exit lock 124 is opened so that the workpiece 110b moves from the inner space 152 of the inner chamber 144 into the outer space 114 of the workpiece treatment area 102 can be transferred (see Fig. 16).
  • Figs. 13 to 16 illustrated third embodiment of a workpiece treatment apparatus 100 with respect to structure and function with the second embodiment shown in FIGS. 7 to 12, the above description of which reference is made in this regard.
  • the entrance lock 116 and / or the exit lock 124 has only one lock area gate 184 on the treatment area or only one lockgate 186 on the outside.
  • FIGS. 17 to 19 illustrated fourth embodiment of a workpiece treatment device 100 differs from that shown in FIGS. 7 to 12 illustrated in that the gas passage openings for the gas exchange between the interior 152 of the inner chamber 144 on the one hand and the partial cavities 180a and 180b of the outer chamber 126 on the other hand are not provided in the side walls 150a, 150b of the inner chamber 144, but instead at least one, preferably a plurality of, ceiling-side gas passage openings 188a in the top wall 154 of the inner chamber 144 are arranged and at least one, preferably a plurality of bottom gas passage openings 188b in the bottom wall 156 of the inner chamber 144 are arranged.
  • the outer chamber 126 of each lock 125 has a clear height H, which is greater than the height h of the inner chamber 144 (see FIG. 18), so that interior gas can be obtained from an upper region 190 of the inner space 136 located above the inner chamber 144
  • the gas passage openings 188a and 188b are, as in the second and third embodiment of a workpiece treatment apparatus 100 by means of suitable shut-off devices, which include, for example, flaps, preferably automatically opened and closed.
  • the side walls 150a and 150b of the inner chamber 144 are preferably closed in this embodiment.
  • the various cover-side gas passage openings 188a and the various bottom gas openings 188b can be opened to different degrees and / or during different periods of time to occupy individual areas of the interior 152 of the inner chamber 144 more intensively with the flow and so the rinse complex workpiece geometries within the inner chamber 144th to enable.
  • Figs. 17 to 19 illustrated fourth embodiment of a workpiece treatment device 100 in terms of structure and function with the in Figs. 7 to 12 illustrated third embodiment, to the above description in this respect reference is made.
  • the locks 125 can also be provided with treatment-area-side lock gates 184 and with outside-space lock gates 186.
  • the fifth embodiment of a workpiece treatment apparatus 100 illustrated in FIG. 20 differs from the fourth embodiment in that the ceiling-side gas passage openings 188a of the ceiling wall 154 of the inner chamber 144 and / or in the bottom gas passage openings 188b in the bottom wall 156 of the inner chamber 144th in each case a fan 194 is arranged in order to promote the gas exchange between the inner space 152 of the inner chamber 144 and the inner chamber 136 of the outer chamber 126 lying outside the inner chamber 144.
  • the fans 194 are preferably designed as axial fans, but may in principle also be designed as radial fans.
  • the fans 194 are controlled by a control device of the workpiece treatment device 100 so that they generate a gas flow through the interior 152 of the inner chamber 144 from top to bottom during the rotational movement of the inner chamber 144 from the open position to the closed position.
  • the blower 194 are controlled by the control device so that they generate a gas flow through the interior 152 of the inner chamber 144 in the opposite direction, that is from bottom to top.
  • the treatment area-side sluice gate 184 and the outer space-side sluice gate 186 of the lock 125 are preferably closed while the blower 194 are in operation.
  • the various blowers 194 can be individually controlled by the control device with respect to their rotational speed so that local inhomogeneities in the volume flow through the interior 152 of the inner chamber 144, which arise due to the geometry of the inner chamber 152 and the respective workpiece 110 received therein, are substantially compensated. so that a substantially homogeneous gas flow through the interior 152 of the inner chamber 144 takes place.
  • the gas passage openings 188a, 188b in this embodiment preferably have a circular cross section, so that substantially the entire cross section of the gas passage openings 188a, 188b of the
  • Blower wheels of the fan 194 is detected.
  • the in Fig. 20 illustrated fifth embodiment of a workpiece treatment device 100 in structure and function with the in Figs. 17 to 19 illustrated fourth embodiment, the above description of which reference is made.
  • FIG. 21 differs from the fifth embodiment shown in FIG. 20 in that the gas passage openings for gas exchange between the inner space 152 of the inner chamber 144 on the one hand and the partial inner spaces 180a and 180b of the outer chamber 126 on the other hand are not in the ceiling wall 154 and the bottom wall 156 of the inner chamber 144 are provided, but instead in each case a plurality of treatment-area-side gas passage openings 182a in the upper end region of the treatment area side side wall 150a of the inner chamber 144 facing the treatment area-side partial inner space 180a and a plurality of outer gas passages 182b in the lower End region of the outer space-side part-inner space 180b facing the outer-side side wall 150b of the inner chamber 144 are arranged.
  • a blower 194 for promoting gas exchange between the inner space 152 of the inner chamber 144 and the inner chamber 136 of the outer chamber 126 located outside the inner chamber 144 is arranged ,
  • blowers 194 By means of these blowers 194, a gas flow through the interior 152 of the inner chamber 144 is generated in an oblique direction from the upper treatment area side gas passage openings 182a to the lower outer space side gas passage openings 182b when the inner chamber 144 moves from the open position to the closed position, and a gas flow in reversed direction generated when the inner chamber 144 moves back from the closed position to the open position.
  • the in Fig. 21 illustrated sixth embodiment of a workpiece treatment device 100 in structure and function with the in FIG. 20 illustrated fifth embodiment, the above description of which reference is made.

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Abstract

Um eine Schleuse (125) zum Überführen eines Werkstücks (110) aus einem Außenraum (114) eines Werkstückbehandlungsbereichs (102) einer Werkstückbehandlungsvorrichtung (100) in den Innenraum (106) des Werkstückbehandlungsbereich (102) der Werkstückbehandlungsvorrichtung (100) und/oder aus dem Innenraum (106) in den Außenraum (114) des Werkstückbehandlungsbereichs (102), zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist und die Atmosphäre des Innenraums (106) des Werkstückbehandlungsbereichs (102) zuverlässig von der Atmosphäre des Außenraums (114) trennt, wird vorgeschlagen, dass die Schleuse eine Außenkammer (126) mit einer außenraumseitigen Werkstück- Durchtrittsöffnung (130) und einer behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung (128) und eine Innenkammer (144) mit einer Werkstück-Durchtrittsöffnung (146) umfasst, wobei die Innenkammer (144) relativ zu der Außenkammer (126) von einer Offenstellung, in welcher die außenraumseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung (130) der Außenkammer (126) und die Werkstück-Durchtrittsöffnung (146) der Innenkammer (144) miteinander kommunizieren, in eine Schließstellung bewegbar ist, in welcher die behandlungsbereichseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung (128) der Außenkammer (126) und die Werkstück-Durchtrittsöffnung (146) der Innenkammer (144) miteinander kommunizieren.

Description

Schleuse zum Überführen eines Werkstücks zwischen einem Außenraum und einem Innenraum eines
Werkstückbehandlungsbereichs
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleuse zum Überführen eines Werkstücks aus einem Außenraum eines Werkstückbehandlungsbereichs einer Werkstückbehandlungsvorrichtung in den Werkstückbehandlungsbereich der Werkstückbehandlungsvorrichtung und/oder aus dem Werkstückbehandlungsbereich in den Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs.
Der Werkstückbehandlungsbereich kann dabei insbesondere als ein Trockner zur Trocknung lackierter Werkstücke ausgebildet sein.
Werkstückschleusen für bekannte Trockner werden beispielsweise als sogenannte "A-Schleusen" ausgeführt, bei welcher die zu lackierenden Werkstücke aus einer Ausgangsposition unterhalb des Trockners mittels Hebevorrichtungen durch einen Schacht in einen Einlaufbereich des Trockners gefördert werden. Bei dieser Schleusenart wird der physikalische Effekt genutzt, dass warme Luft aufsteigt und deshalb die dem Trockner-Innenraum zugeführte Warmluft im Trockner verbleibt.
Ferner ist es bekannt, einen Trockner mit einer Frischluft-Schleuse zu versehen, bei der ein Austreten von Warmluft aus dem Trockner dadurch reduziert wird, dass im Schleusenbereich ein Luftvorhang aus der Schleuse zugeführter Frischluft erzeugt wird. Als Schleusenluft wird dabei üblicherweise erwärmte Frischluft verwendet, um den Trockner gleichzeitig mit Frischluft zu versorgen und um den Trockner-Einlauf vor Kondensat (aus der Trockneratmosphäre) zu schützen. Ferner ist es bekannt, einen Trockner mit Tor-Schleusen zu versehen, bei denen eine Eintrittsöffnung und/oder eine Austrittsöffnung des Trockners durch Hub- oder Schiebetore geschlossen wird .
Ferner kann es sich bei dem Werkstückbehandlungsbereich der Werkstückbehandlungsvorrichtung um einen mit einer Inertgasatmosphäre gefüllten Bereich handeln. In diesem Fall dient die Schleuse dazu, den Verbrauch an Inertgas beim Ein- und Ausschleusen des Werkstücks zu minimieren.
Die DE 10 2007 007 478 B3 offenbart eine solche Schleuse, bei welcher das Volumen der Schleusenkammer zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert mittels einer Kolbentechnik verändert wird .
Die DE 10 2008 005 582 B3 und die DE 10 2008 005 584 B3 offenbaren Schleusen, deren Schleusenkammern mittels Vakuumpumpen evakuierbar sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleuse zum Überführen eines Werkstücks zwischen dem Außenraum und dem Innenraum eines Werkstückbehandlungsbereichs der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist und die Atmosphäre des Innenraums des Werkstückbehandlungsbereichs zuverlässig von der Atmosphäre des Außenraums trennt.
Diese Aufgabe wird bei einer Schleuse mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schleuse eine Außenkammer mit einer außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung und einer behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung und eine Innenkammer mit einer Werkstück-Durchtrittsöffnung umfasst,
wobei die Innenkammer relativ zu der Außenkammer von einer Offenstellung, in welcher die außenraumseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer und die Werkstück-Durchtrittsöffnung der Innenkammer miteinander kommunizieren, in eine Schließstellung bewegbar ist, in welcher die behand- lungsbereichseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer und die Werkstück-Durchtrittsöffnung der Innenkammer miteinander kommunizieren.
In der Offenstellung der Schleuse kann somit ein Werkstück aus dem Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs durch die außenraumseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer und die Werkstück-Durchtrittsöffnung der Innenkammer in den Innenraum der Innenkammer eingebracht oder aus dem Innenraum der Innenkammer in den Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs ausgebracht werden .
In dieser Offenstellung besteht keine Fluidverbindung zwischen der außen- raumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer und der be- handlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer, so dass kein Gas aus dem Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs direkt in den Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs eindringen oder aus dem Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs direkt in den Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs gelangen kann.
In der Schließstellung der Schleuse kann ein Werkstück durch die behand- lungsbereichseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer und die Werkstück-Durchtrittsöffnung der Innenkammer aus dem Innenraum der Innenkammer in den Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs gebracht oder aus dem Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs in den Innenraum der Innenkammer eingebracht werden.
Auch in dieser Schließstellung besteht keine Fluidverbindung zwischen der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer und der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer, so dass auch in der Schließstellung kein Gas direkt aus dem Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs in den Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs eindringen oder direkt aus dem Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs in den Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs entweichen kann.
Vorzugsweise ist in der Offenstellung der Schleuse die behandlungsbereich- seitige Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer durch eine Verschlusswand der Innenkammer verschlossen.
Ferner ist vorzugsweise in der Schließstellung der Schleuse die außenraum- seitige Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer durch eine Verschlusswand der Innenkammer verschlossen.
Die erfindungsgemäße Schleuse benötigt lediglich eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Innenkammer relativ zu der Außenkammer von der Offenstellung in die Schließstellung (und wieder zurück von der Schließstellung in die Offenstellung), aber keine aufwändige Fördertechnik mit Hubstationen im Einlauf oder im Auslauf des Werkstückbehandlungsbereichs.
Somit scheiden solche Hubstationen als eine produktionsbeeinträchtigende Störquelle aus.
Ferner erfordert die erfindungsgemäße Schleuse keine erhöhte Frischluftzufuhr, um die Fluiddichtheit des Werkstückbehandlungsbereichs gegenüber der Umgebung gewährleisten zu können.
Da die Innenraum-Atmosphäre des Werkstückbehandlungsbereichs bei der erfindungsgemäßen Schleuse durch die Innenkammer von der Außenraum- Atmosphäre des Werkstückbehandlungsbereichs getrennt ist, fällt beim Einschleusen oder Ausschleusen eines Werkstücks kein Kondensat an, was unvermeidlich wäre, wenn der Innenraum und der Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs unmittelbar aneinander angrenzen würden und nur durch ein Schleusentor voneinander getrennt wären. Die erfindungsgemäße Schleuse benötigt keine beweglichen Kolben und keine Mehrzahl von nacheinander von einem einzuschleusenden Werkstück zu passierenden Schleusenkammern, was den apparativen Aufwand und den Raumbedarf der Schleuse reduziert.
Ferner benötigt die erfindungsgemäße Schleuse weder eine aufwändige Ausrüstung zur Evakuierung einer Schleusenkammer noch ein druckfestes Schleusenkammergehäuse.
Die erfindungsgemäße Schleuse ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die Bewegung der Innenkammer relativ zu der Außenkammer von der Offenstellung in die Schließstellung (bzw. von der Schließstellung in die Offenstellung) eine Drehbewegung der Innenkammer relativ zu der Außenkammer umfasst.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bewegung der Innenkammer relativ zu der Außenkammer von der Offenstellung in die Schließstellung (bzw. von der Schließstellung in die Offenstellung) eine Drehbewegung der Innenkammer (um eine stationäre Drehachse) ist.
Um eine besondere gute Abdichtwirkung der Schleuse zu erzielen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine Außenkontur der Innenkammer derart mit einer Innenkontur der Außenkammer zusammenwirkt, dass keine Fluidverbin- dung zwischen der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung und der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer besteht.
Um zu verhindern, dass Gas durch einen Spalt zwischen einer Außenkontur der Innenkammer und einer Innenkontur der Außenkammer hindurch gelangt, kann die Schleuse eine Luftschleiererzeugungsvorrichtung umfassen, mittels welcher ein einen solchen Spalt durchsetzender Luftschleier erzeugbar ist, welcher einen Gasaustausch durch den Spalt hindurch verhindert. Da bei der erfindungsgemäßen Schleuse ein direkter Gasaustausch zwischen der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung und der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer verhindert wird, kann ein Transport von Gas zwischen dem Innenraum und dem Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs nur indirekt über den Innenraum der Innenkammer erfolgen.
Der Innenraum der Innenkammer sollte daher möglichst klein und nur so groß sein, dass das einzuschleusende oder auszuschleusende Werkstück einfach in den Innenraum der Innenkammer eingebracht und darin aufgenommen werden kann.
Besonders günstig ist es, wenn ein außerhalb des in dem Innenraum der Innenkammer aufgenommenen Werkstücks verbleibendes freies Innenvolumen der Innenkammer höchstens ungefähr das Doppelte, vorzugsweise höchstens ungefähr 150 %, des von dem Werkstück in der Innenkammer eingenommenen Volumens beträgt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schleuse mindestens einen Verdrängungskörper umfasst, durch den ein freies Innenvolumen der Innenkammer verringerbar ist.
Ein solcher Verdrängungskörper ist vorzugsweise im Innenraum der Innenkammer angeordnet.
Durch die Verringerung des freien Innenvolumens der Innenkammer kann nur wenig Gas durch den Innenraum der Innenkammer vom Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs in den Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs oder vom Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs in den Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs transportiert werden. Um den ungewünschten Gasaustausch zwischen dem Innenraum und dem Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs durch die Schleuse weiter zu verringern, kann vorgesehen sein, dass die außenraumseitige Werkstück- Durchtrittsöffnung und/oder die behandlungsbereichseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer mittels eines Schleusentores, insbesondere im Wesentlichen fluiddicht, verschließbar ist.
Ein solches Schleusentor kann beispielsweise als ein Hubtor oder als ein Schiebetor ausgebildet sein.
Um den unerwünschten Gasaustausch zwischen dem Innenraum und dem Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs durch die Schleuse zu minimieren, kann ferner vorgesehen sein, dass in der Innenkammer enthaltenes Außenraumgas während der Bewegung der Innenkammer von der Offenstellung in die Schließstellung durch Innenraumgas ersetzt wird .
Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass die Innenkammer mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung aufweist, durch welche ein Gas aus einem Rest-Innenraum der Außenkammer, der außerhalb der Innenkammer liegt, in die Innenkammer strömen kann.
Ferner kann durch diese Maßnahme erreicht werden, dass bei der Bewegung der Innenkammer von der Schließstellung in die Offenstellung Außenraumgas aus einem außenraumseitigen Rest-Innenraum der Außenkammer in die Innenkammer einströmen kann.
Um einen Austausch der Gasfüllung des Innenraums der Innenkammer zu ermöglichen, kann ferner vorgesehen sein, dass die Innenkammer mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung aufweist, durch welche ein Gas aus einem Innenraum der Innenkammer in einen Rest-Innenraum der Außenkammer, der außerhalb der Innenkammer liegt, strömen kann. Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass bei der Bewegung der Innenkammer von der Offenstellung in die Schließstellung Außenraumgas aus dem Innenraum der Innenkammer entweicht.
Ferner kann hierdurch erreicht werden, dass bei der Bewegung der Innenkammer von der Schließstellung in die Offenstellung Innenraumgas aus dem Innenraum der Innenkammer in einen behandlungsbereichseitigen Rest- Innenraum der Außenkammer entweichen kann.
Die Gasdurchtrittsöffnungen sind vorzugsweise mittels einer Absperrvorrichtung, die beispielsweise Klappen, Schieber oder aus Lochblechen gebildete Schiebebleche umfasst, zeitweise, insbesondere während der Bewegung der Innenkammer von der Offenstellung in die Schließstellung bzw. von der Schließstellung in die Offenstellung, verschließbar.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, dass mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung mit einem gasdurchlässigen, aber den Strömungswiderstand erhöhenden Material, beispielsweise mit einer Filtermatte, versehen ist, so dass eine Gasströmung durch die Gasdurchtrittsöffnung bei entsprechendem Druckaufbau während der Bewegung der Innenkammer von der Offenstellung in die Schließstellung bzw. von der Schließstellung in die Offenstellung ermöglicht ist.
Dabei kann mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung an einer Seitenwand der Innenkammer angeordnet sein.
Vorzugsweise sind mindestens zwei Gasdurchtrittsöffnungen an einander gegenüberliegenden Seitenwänden der Innenkammer angeordnet.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung in einer Deckenwand oder in einer Bodenwand der Innenkammer angeordnet ist. Dies ermöglicht eine Durchströmung des Innenraums der Innenkammer in im Wesentlichen vertikaler Richtung . Der Gasaustausch zwischen der Innenkammer und der Außenkammer durch die mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung der Innenkammer kann dadurch gefördert werden, dass an mindestens einer Gasdurchtrittsöffnung ein Gebläse angeordnet ist.
Wenn mehrere Gasdurchtrittsöffnungen vorhanden sind, so ist vorzugsweise an jeder dieser Gasdurchtrittsöffnungen jeweils ein Gebläse angeordnet.
Wenn mehrere Gebläse vorhanden sind, so kann vorgesehen sein, dass die Gebläse individuell regelbar sind, um lokale Inhomogenitäten, die durch die Geometrien der Innenkammer und des darin aufgenommenen Werkstücks verursacht sind, mit an diese Geometrien angepassten Volumenströmen ausgleichen zu können.
Dabei kann auch vorgesehen sein, dass eine Steuereinrichtung verschiedene Gebläse hinsichtlich ihrer Drehzahl während der Drehbewegung der Innenkammer individuell so ansteuert, dass ein im Wesentlichen homogener Gasaustausch über den gesamten Querschnitt der Innenkammer hinweg stattfinden kann.
Die Ansteuerung der Gebläse durch die Steuereinrichtung kann insbesondere in Abhängigkeit von der Geometrie des jeweils in der Innenkammer aufgenommenen Werkstücks erfolgen, wenn unterschiedliche Typen von Werkstücken die Schleuse passieren.
Das Gebläse bzw. die Gebläse werden vorzugsweise dann in Betrieb
genommen, wenn die Innenkammer sich relativ zu der Außenkammer von der Offenstellung in die Schließstellung oder von der Schließstellung in die Offenstellung bewegt, um den Gasaustausch zwischen der Innenkammer und dem außerhalb der Innenkammer liegenden Innenraum der Außenkammer zu forcieren. Wenn die außenraumseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung und/oder die behandlungsbereichseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer mittels eines Schleusentores verschließbar ist, so wird das Gebläse vorzugsweise dann in Betrieb genommen, wenn ein solches Schleusentor geschlossen ist.
Jedes an einer Gasdurchtrittsöffnung der Innenkammer angeordnete Gebläse kann mehrstufig ausgebildet sein, wobei die mehreren Stufen parallel zueinander oder in Reihe zueinander geschaltet sein können.
Das Gebläse kann als ein Axialgebläse ausgebildet sein. Ein Axialgebläse bietet den Vorteil einer geringen Baugröße und kann ohne weiteres eingesetzt werden, da kein großer Strömungswiderstand überwunden werden muss.
Alternativ hierzu kann das Gebläse auch als ein Radialgebläse ausgebildet sein.
Bei Vorhandensein von mehreren Gebläsen kann auch vorgesehen sein, dass mindestens ein Gebläse als ein Axialgebläse und mindestens ein anderes Gebläse als ein Radialgebläse ausgebildet ist.
Um nachprüfen zu können, ob bei der Bewegung der Innenkammer von der Offenstellung in die Schließstellung bzw. von der Schließstellung in die Offenstellung ein ausreichender Gasaustausch erfolgt ist, kann die Schleuse mindestens eine Messvorrichtung zum Messen mindestens eines Parameters der Atmosphäre in der Innenkammer umfassen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schleuse mindestens eine Messvorrichtung zum Messen des Sauerstoffgehalts, des Drucks, der Luftfeuchtigkeit oder der Temperatur der Atmosphäre in der Innenkammer umfasst. Wenn eine mittels der Messvorrichtung durchgeführte Messung ergibt, dass die Atmosphäre in der Innenkammer nicht ausreichend an die Atmosphäre im Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs angepasst ist, kann ein den Innenraum der Innenkammer vom Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs trennendes Schleusentor geschlossen bleiben, bis die Atmosphäre in der Innenkammer besser an die Atmosphäre im Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs angepasst ist.
Ferner kann eine Durchspülung des Innenraums der Innenkammer mit einem Gas, insbesondere mit dem im Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs vorhandenen Innenraumgas, erfolgen, um die Atmosphäre in der Innenkammer besser an die Atmosphäre im Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs anzupassen.
Die erfindungsgemäße Schleuse eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Werkstückbehandlungsvorrichtung, die einen Werkstückbehandlungsbereich und mindestens eine erfindungsgemäße Schleuse zum Überführen eines Werkstücks aus einem Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs in den Werkstückbehandlungsbereich und/oder aus dem Werkstückbehandlungsbereich in den Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs umfasst.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Überführen eines Werkstücks aus einem Außenraum eines Werkstückbehandlungsbereichs einer Werkstückbehandlungsvorrichtung in den Werkstückbehandlungsbereich und/oder aus dem Werkstückbehandlungsbereich in den Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs mittels einer Schleuse.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zu schaffen, welches nur einen einfachen Aufbau der verwendeten Schleuse erfordert und eine zuverlässige Trennung der Atmosphäre im Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs von der Atmosphäre im Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Überführen eines Werkstücks aus einem Außenraum eines Werkstückbehandlungsbereichs einer Werkstückbehandlungsvorrichtung in den Werkstückbehandlungsbereich und/oder aus dem Werkstückbehandlungsbereich in den Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs mittels einer Schleuse gelöst, welches folgende Verfahrensschritte umfasst:
Überführen eines Werkstücks zwischen dem Außenraum und dem Innenraum einer Innenkammer der Schleuse in einer Offenstellung der
Schleuse, in der eine Werkstück-Durchtrittsöffnung der Innenkammer mit einer außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung einer Außenkammer der Schleuse kommuniziert;
Bewegen der Innenkammer relativ zu der Außenkammer von der Offenstellung in eine Schließstellung der Schleuse, in welcher die Werkstück- Durchtrittsöffnung der Innenkammer mit einer behandlungsbereichseiti- gen Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer kommuniziert;
Überführen eines Werkstücks zwischen dem Innenraum der Innenkammer und dem Werkstückbehandlungsbereich in der Schließstellung der Schleuse.
Im Falle einer Eingangsschleuse wird dabei das Werkstück in der Schließstellung der Schleuse von dem Innenraum der Innenkammer in den Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs überführt.
Im Falle einer Ausgangsschleuse wird das Werkstück in der Schließstellung der Schleuse von dem Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs in den Innenraum der Innenkammer überführt.
Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Schleuse eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die erfindungsgemäße Schleuse und das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich insbesondere zur Verwendung mit Werkstückbehandlungsbereichen, die zum Trocknen oder Aushärten von Beschichtungen an Werkstücken, insbesondere Fahrzeugkarosserien, dienen.
Die erfindungsgemäße Schleuse und das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich aber grundsätzlich auch für Werkstückbehandlungsbereiche, in denen eine andere Behandlung an den Werkstücken durchgeführt wird, sofern nur die Innenraumatmosphäre des Werkstückbehandlungsbereichs von der Außenatmosphäre hinsichtlich ihrer Konditionierung, insbesondere hinsichtlich der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und/oder des Drucks, und/oder hinsichtlich ihrer stofflichen Zusammensetzung abweicht.
Insbesondere kann in dem Werkstückbehandlungsbereich eine Vorbehandlung der Werkstücke oder eine Beschichtung der Werkstücke (beispielsweise durch Spritzlackierung) durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Schleuse und das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich grundsätzlich zum Einschleusen bzw. Ausschleusen von beliebig ausgebildeten Werkstücken; sie sind besonders geeignet für Werkstücke, die als Fahrzeugkarosserien oder Teile von Fahrzeugkarosserien ausgebildet sind.
Die Werkstücke können grundsätzlich mit einem beliebigen Bewegungsablauf durch den Werkstückbehandlungsbereich hindurch gefördert werden. Insbesondere können die Werkstücke im Wesentlichen kontinuierlich oder aber intermittierend (d .h. mit Unterbrechungen) durch den Werkstückbehandlungsbereich gefördert werden.
Ferner ist es möglich, dass die Werkstücke nach dem Einschleusen in den Werkstückbehandlungsbereich auf einem Behandlungsplatz stillgesetzt, dort behandelt und erst nach Abschluss der Behandlung wieder von dem Behandlungsplatz wegbewegt und aus dem Werkstückbehandlungsbereich ausgeschleust werden (sogenanntes "Boxenkonzept"). Ein gemäß diesem "Boxenkonzept" ausgebildeter Werkstückbehandlungsbereich wird im Taktbetrieb betrieben, so dass die Werkstücke vor der Eingangsschleuse nicht zusätzlich vereinzelt werden müssen .
In diesem Fall dient die Schleuse selbst (insbesondere deren Innenkammer) als Warteplatz vor dem Einlauf in die Werkstückbehandlungsbox.
Insbesondere beim "Boxenkonzept" ist es auch möglich, ein- und dieselbe Schleuse sowohl zum Einschleusen des Werkstücks in den Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs als auch zum Ausschleusen des Werkstücks aus dem Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs, nach erfolgter Behandlung, zu verwenden.
Die erfindungsgemäße Schleuse und das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich besonders zur Verwendung mit Werkstückbehandlungsbereichen, die mit gegenüber der Umgebungstemperatur erwärmter Warmluft gefüllt sind.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schleuse ist eine wesentlich geringere Frischluftmenge zum dichten Abschließen eines solchen warmluftgefüllten Werkstückbehandlungsbereichs gegenüber der Außenraumatmosphäre erforderlich.
Dies ist vor allem bei relativ kurzen Werkstückbehandlungsbereichen (mit geringem Werkstückdurchsatz) von Vorteil, wo sonst, bei Verwendung einer Frischluftschleuse, eine erhöhte Frischluftmenge zugeführt werden muss, um eine ausreichende Abdichtwirkung der Frischluftschleuse zu erreichen.
Durch die erfindungsgemäße Schleuse wird eine wesentliche Reduzierung der für die Beheizung benötigten Energie ermöglicht. Ferner wird der Schmutzeintrag aus dem Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs in dessen Innenraum verringert, da keine Tore vorhanden sind, an denen der Außenraum des Werkstückbehandlungsbereichs direkt an den Innenraum angrenzt.
Der Falschlufteintrag in den Werkstückbehandlungsbereich wird minimiert.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schleuse ist im Einlaufbereich des Werkstückbehandlungsbereichs keine Luftbewegung erforderlich.
Äußere Einflüsse auf die Atmosphäre im Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs sind ausgeschlossen, da keine Tore vorhanden sind, an denen der Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs direkt an dessen Außenraum angrenzt.
Die erfindungsgemäße Schleuse eignet sich insbesondere auch für Trockner, in denen die Aushärtung einer Beschichtung an einem Werkstück unter einer Inertgasatmosphäre stattfindet, wie dies beispielsweise bei einer Strahlungshärtung, einer UV(Ultraviolett)-Härtung oder auch bei der Aushärtung von Lacken mit thermischen Initiatoren der Fall ist.
Durch die Drehbewegung der Innenkammer, insbesondere bei verschlossener außenraumseitiger Werkstück-Durchtrittsöffnung und/oder bei verschlossener behandlungsbereichseitiger Werkstück-Durchtrittsöffnung der Außenkammer, kann die Innenkammer der Schleuse mit Inertgas gespült werden.
Insbesondere dann, wenn das außerhalb des Werkstücks verbleibende freie Innenvolumen der Innenkammer möglichst klein gehalten wird und vorzugsweise auch, beispielsweise durch geeignet geformte Verdrängungskörper, der Werkstückaußenkontur angepasst wird, wird mit einem Einschleusvorgang sehr wenig Außenatmosphäre in den Innenraum des Werkstückbehandlungsbereichs eingebracht. Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung zwischen der Innenatmosphäre und der Außenatmosphäre kann die Innenkammer während der Bewegung von der Offenstellung in die Schließstellung mit der Gaszusammensetzung, die im Werkstückbehandlungsbereich vorherrscht, also beispielsweise mit Inertgas, oder mit Frischluft gespült werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen : eine schematische Draufsicht auf eine Werkstückbehandlungsvorrichtung mit einem Werkstückbehandlungsbereich, einer an einen Einlauf des Werkstückbehandlungsbereiches angrenzenden Eingangsschleuse und einer an einen Auslauf des Werkstückbehandlungsbereichs angrenzenden Ausgangsschleuse; einen schematischen vertikalen Querschnitt durch eine der Schleusen der Werkstückbehandlungsvorrichtung aus Fig. 1; schematische Draufsichten auf die Werkstückbehandlungsvorrichtung aus den Fig . 1 und 2 während mehrerer aufeinanderfolgender Phasen eines Werkstückdurchlaufs durch die Werkstückbehandlungsvorrichtung; eine schematische perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Schleuse einer Werkstückbehandlungsvorrichtung, wobei eine Innenkammer der Schleuse unsymmetrisch bezüglich einer Drehachse der Innenkammer ausgebildet ist; Fig. 8 bis 11 schematische Draufsichten auf eine Werkstückbehandlungsvorrichtung mit einem Werkstückbehandlungsbereich, einer an einen Einlauf des Werkstückbehandlungsbereichs angrenzenden Eingangsschleuse gemäß der in Fig. 7 dargestellten zweiten Ausführungsform und einer an einen Auslauf des Werkstückbehandlungsbereichs angrenzenden Ausgangsschleuse gemäß der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform, in mehreren aufeinanderfolgenden Phasen eines Werkstückdurchlaufs durch die Werkstückbehandlungsvorrichtung;
Fig. 12 eine weitere schematische perspektivische Darstellung der zweiten Ausführungsform einer Schleuse aus Fig. 7, bei welcher eine erste Seitenwand der Innenkammer der Schleuse in ihrem Deckenbereich mit einer ersten Gasdurchtrittsöffnung und eine zweite Seitenwand der Innenkammer in ihrem Bodenbereich mit einer zweiten Gasdurchtrittsöffnung versehen ist;
Fig. 13 bis 16 eine schematische Draufsicht auf eine Werkstückbehandlungsvorrichtung mit einem Werkstückbehandlungsbereich, einer an einen Einlauf des Werkstückbehandlungsbereichs angrenzenden Eingangsschleuse gemäß einer dritten Ausführungsform, bei welcher eine außenraumseitige Werkstück- Durchtrittsöffnung und eine behandlungsbereichseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung einer Außenkammer der Schleuse mittels jeweils eines Schleusentors verschließbar sind, und einer an einen Auslauf des Werkstückbehandlungsbereichs angrenzenden Ausgangsschleuse gemäß der dritten Ausführungsform, bei welcher die außenraumseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung und die behandlungsbereichseitige Werkstück- Durchtrittsöffnung der Außenkammer mittels jeweils eines Schleusentors verschließbar sind, in mehreren aufeinanderfolgenden Phasen eines Werkstückdurchlaufs durch die Werkstückbehandlungsvorrichtung; eine schematische Draufsicht von oben auf eine vierte Ausführungsform einer Schleuse, wobei eine Deckenwand und eine Bodenwand einer Innenkammer der Schleuse mit Gasdurch- trittsöffnungen versehen sind; eine schematische perspektivische Darstellung der vierten Aus führungsform einer Schleuse aus Fig. 17; eine weitere schematische perspektivische Darstellung der vierten Ausführungsform einer Schleuse aus den Fig. 17 und 18;
Fig. 20 eine schematische Draufsicht von oben auf eine fünfte Ausführungsform einer Schleuse, wobei eine Deckenwand und eine Bodenwand einer Innenkammer der Schleuse mit Gasdurch- trittsöffnungen versehen sind, in denen Gebläse zur Förderung des Gasaustausches angeordnet sind; und
Fig. 21 eine schematische perspektivische Darstellung einer sechsten
Ausführungsform einer Schleuse, bei welcher eine erste Seitenwand der Innenkammer der Schleuse in ihrem Deckenbereich mit mehreren Gasdurchtrittsöffnungen versehen ist, in denen jeweils ein Gebläse angeordnet ist, und eine zweite Seitenwand der Innenkammer in ihrem Bodenbereich mit mehreren Gasdurchtrittsöffnungen versehen ist, in denen jeweils ein Gebläse zur Förderung des Gasaustausches zwischen der Innenkammer und dem außerhalb der Innenkammer liegenden Innenraum der Außenkammer angeordnet ist.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Eine in den Fig . 1 bis 6 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Werkstückbehandlungsvorrichtung umfasst einen Werkstückbehandlungsbereich 102 mit einem von einem Gehäuse 104 umgebenen Innenraum 106, der sich in einer Längsrichtung 108 erstreckt.
In dem Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 findet eine Behandlung von Werkstücken 110, beispielsweise von Fahrzeugkarosserien 112, statt, welche von einem Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 durch eine Eingangsschleuse 116 in einen Einlauf 118 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 gefördert werden.
Von dem Einlauf 118 werden die Werkstücke 110 mittels einer Fördervorrichtung, die beispielsweise Rollenbahnen umfassen kann, in einer parallel zur Längsrichtung 108 verlaufenden Förderrichtung 120 bis zu einem Auslauf 122 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 gefördert.
Von dem Auslauf 122 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 gelangen die behandelten Werkstücke 110 durch eine Ausgangsschleuse 124 wieder in den Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102.
Während ihres Aufenthalts im Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 werden die Werkstücke 110 einer Behandlung, beispielsweise einer Trocknung oder Aushärtung einer an der Oberfläche der Werkstücke 110 angeordneten Beschichtung, insbesondere einer Lackierung, unterzogen.
Ferner ist auch denkbar, dass die Werkstücke 110 im Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 mit einer Beschichtung versehen oder in irgendeiner anderen Weise behandelt werden.
Die Atmosphäre im Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 unterscheidet sich von der Atmosphäre im Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102. Dieser Unterschied kann beispielsweise in einer abweichenden Konditionierung eines die Atmosphäre bildenden Gasgemisches, insbesondere hinsichtlich der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und/oder des Druckes, bestehen.
Alternativ oder ergänzend hierzu ist auch denkbar, dass sich die Atmosphäre im Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 von der Atmosphäre im Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 hinsichtlich der stofflichen Zusammensetzung unterscheidet.
Insbesondere kann der Innenraum 106 mit einem Inertgas oder einer Inertgasmischung gefüllt sein, während sich gewöhnliche Luft im Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 befindet.
Um zu vermeiden, dass beim Einbringen der Werkstücke 110 in den Werkstückbehandlungsbereich 102 und beim Ausbringen der Werkstücke 110 aus dem Werkstückbehandlungsbereich 102 zu viel Gas aus dem Außenraum 114 in den Innenraum 106 oder aus dem Innenraum 106 in den Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 gelangt, erfolgt das Einbringen der Werkstücke 110 in den Werkstückbehandlungsbereich 102 über die Eingangsschleuse 116 und das Ausbringen der Werkstücke 110 aus dem Werkstückbehandlungsbereich 102 über die Ausgangsschleuse 124.
Die Eingangsschleuse 116 und die Ausgangsschleuse 124 sind grundsätzlich gleich aufgebaut, werden daher im Folgenden beide auch einfach als
Schleusen 125 bezeichnet und sind in Fig . 2 in einem vertikalen Querschnitt einzeln dargestellt.
Jede der Schleusen 125 umfasst eine Außenkammer 126 mit einer behand- lungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 und einer weiteren, beispielsweise dem Werkstückbehandlungsbereich 102 abgewandten außen- raumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 130. Die behandlungsbereichseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 der Außenkammer 126 ist fluiddicht mit einer schleusenseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 132 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 verbunden.
Über die außenraumseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 ist der Innenraum 136 der Außenkammer 126 mit dem Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 verbindbar.
Die behandlungsbereichseitige Werkstücks- Durchtrittsöffnung 128 und die außenraumseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 der Außenkammer 126 sind durch zwei in einem horizontalen Querschnitt ungefähr kreisbogenförmig gekrümmte Seitenwände 134 miteinander verbunden.
Nach oben ist der Innenraum 136 der Außenkammer 126 durch eine Deckenwand 138 und nach unten durch eine Bodenwand 140 begrenzt.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, kann vorgesehen sein, dass ein unterer Rand der Seitenwände 134 der Außenkammer 126 über einen Hallenboden 142 einer Werkhalle, in welcher die Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 angeordnet ist, mit der Bodenwand 140 der Außenkammer 126 verbunden ist.
Dabei liegt die Oberseite der Bodenwand 140 der Außenkammer 126 dann etwas tiefer als die Oberseite des Hallenbodens 142.
Im Innenraum 136 der Außenkammer 126 ist eine Innenkammer 144 angeordnet, welche eine Werkstück-Durchtrittsöffnung 146, eine der Werkstück- Durchtrittsöffnung 146 beispielsweise gegenüberliegende Verschlusswand 148 und zwei die Werkstück-Durchtrittsöffnung 146 mit der Verschlusswand 148 verbindende, im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtete Seitenwände 150 umfasst. Ein Innenraum 152 der Innenkammer 144 ist nach oben durch eine Deckenwand 154 und nach unten durch eine Bodenwand 156 begrenzt.
Im Innenraum 152 der Innenkammer 144 ist eine Werkstückaufnahme 158 vorgesehen, welche ein zu behandelndes Werkstück 110, insbesondere eine Fahrzeugkarosserie 112, aufnehmen kann.
Die Innenkammer 144 wird von einer in Fig. 2 schematisch dargestellten Drehvorrichtung 160 getragen, mittels welcher die Innenkammer 144 um eine vertikal ausgerichtete Drehachse 162 relativ zu der Außenkammer 126, vorzugsweise um beliebige Winkel und mit beliebiger Drehrichtung, drehbar ist.
Die Drehachse 162 ist vorzugsweise im Wesentlichen koaxial in Bezug auf die im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildete Außenkammer 126 angeordnet.
Die Innenkammer 144 weist einen Grundriss auf, der im Wesentlichen punktsymmetrisch zum Schnittpunkt der Drehachse 162 mit dem Grundriss ausgebildet ist.
Die Verschlusswand 148 der Innenkammer 144 ist so konvex nach außen gekrümmt, dass sie mit nur geringem Spiel an der Innenseite der Seitenwände 134 der Außenkammer 126 entlang bewegbar ist, wenn die Innenkammer 144 um die Drehachse 162 gedreht wird .
Die Höhe der Innenkammer 144 mit der Drehvorrichtung 160 entspricht im Wesentlichen der lichten Höhe des Innenraums 136 der Außenkammer 126, so dass der Innenraum 136 der Außenkammer 126 durch die Innenkammer 144 in zwei Teil-Innenräume 164a und 164b unterteilt wird .
Die vorstehend beschriebene Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 funktioniert wie folgt: In der in Fig. 3 dargestellten Ausgangsstellung befindet sich die Eingangsschleuse 116 der Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 in einer Offenstellung, in welcher die Werkstück-Durchtrittsöffnung 146 der Innenkammer 144 der Eingangsschleuse 116 mit der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 der Außenkammer 126 der Eingangsschleuse 116 kommuniziert, so dass ein Werkstück 110a vom Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 (mittels einer nicht dargestellten Fördereinrichtung) in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 eingebracht werden kann.
Der Innenraum 152 der Innenkammer 144 ist in dieser Offenstellung mit einer der Atmosphäre des Außenraums 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 entsprechenden Atmosphäre gefüllt.
Die durch die Innenkammer 144 voneinander getrennten Teil-Innenräume 164a und 164b der Eingangsschleuse 116 sind mit einer der Atmosphäre des Innenraums 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 entsprechenden Atmosphäre gefüllt.
Ferner befindet sich in der in Fig . 3 dargestellten Ausgangsstellung der Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 die Ausgangsschleuse 124 in einer Schließstellung, in welcher die Verschlusswand 148 der Innenkammer 144 der Ausgangsschleuse 124 die außenraumseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 der Außenkammer 126 der Ausgangsschleuse 124 gegenüber dem Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 verschließt, während die Werkstück-Durchtrittsöffnung 146 der Innenkammer 144 der Ausgangsschleuse 124 so mit der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 der zugehörigen Außenkammer 126 kommuniziert, dass ein Werkstück 110b aus dem Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 mittels der Fördervorrichtung der Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 eingebracht werden kann . Der Innenraum 152 der Innenkammer 144 der Ausgangsschleuse 124 ist in diesem Zustand mit einer der Atmosphäre des Innenraums 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 entsprechenden Atmosphäre gefüllt, während die durch die Innenkammer 144 voneinander getrennten Teil-Innenräume 164a und 164b der Außenkammer 126 der Ausgangsschleuse 124 in dieser Schließstellung der Ausgangsschleuse 124 mit einer der Atmosphäre des Außenraums 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 entsprechenden Atmosphäre gefüllt sind .
Die Innenräume 152 der Innenkammern 144 der Eingangsschleuse 116 und/oder der Ausgangsschleuse 124 können dabei jeweils mindestens einen Verdrängungskörper enthalten, der so an die Außenkontur des jeweils aufgenommenen Werkstücks 110 angepasst ist, dass ein außerhalb des aufgenommenen Werkstücks 110 verbleibendes freies Innenvolumen der jeweiligen Innenkammer 144 verringert und möglichst klein gehalten wird .
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das freie Innenvolumen der jeweiligen Innenkammer 144 höchstens ungefähr das Doppelte, vorzugsweise höchstens ungefähr 150 %, des von dem Werkstück 110 in der Innenkammer 144 eingenommenen Volumens beträgt.
Ein solcher Verdrängungskörper ist vorzugsweise an die Außenkontur des Werkstücks 110 angepasst.
Wenn das Werkstück 110 eine Fahrzeugkarosserie 112 ist, kann ein Verdrängungskörper beispielsweise den über der Motorhaube in der Innenkammer 144 verbleibenden Raum und/oder den über dem Kofferraumdeckel in der Innenkammer 144 verbleibenden Raum zumindest teilweise ausfüllen.
Wenn das Werkstück 110a vollständig in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 der Eingangsschleuse 116 hinein bewegt und an der Werkstückaufnahme 158 dieser Innenkammer 144 aufgenommen ist und wenn das Werkstück 110b vollständig in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 der Ausgangsschleuse 124 eingebracht und an der Werkstückaufnahme 158 dieser Innenkammer 144 aufgenommen ist, ist der in Fig . 4 dargestellte Zustand der Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 erreicht.
Nun werden die Innenkammern 144 der Eingangsschleuse 116 und der Ausgangsschleuse 124, vorzugsweise im Wesentlichen gleichzeitig, mittels der jeweils zugeordneten Drehvorrichtung 160 um jeweils 180° um die jeweilige Drehachse 162 gedreht.
Hierbei geht die Eingangsschleuse 116 von der in Fig . 4 dargestellten Offenstellung in die in Fig. 5 dargestellte Schließstellung über, in welcher die Verschlusswand 148 der Innenkammer 144 die außenraumseitige Werkstück- Durchtrittsöffnung 130 der Außenkammer 126 verschließt und die Werkstück- Durchtrittsöffnung 146 der Innenkammer 144 so mit der behandlungsbereich- seitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 der Außenkammer 126 kommuniziert, dass das Werkstück 110a in der Schließstellung aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 in den Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 bewegt werden kann.
Gleichzeitig wird die Ausgangsschleuse 124 von der in Fig. 4 dargestellten Schließstellung in die in Fig. 5 dargestellte Offenstellung überführt, in welcher die Verschlusswand 148 der Innenkammer 144 die behandlungsbereichseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 der zugehörigen Außenkammer 126 verschließt und die Werkstück-Durchtrittsöffnung 146 der Innenkammer 144 so mit der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 der Außenkammer 126 kommuniziert, dass das Werkstück 110b aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 in den Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 bewegt werden kann. Anschließend wird das Werkstück 110a aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 der Eingangsschleuse 116 durch die Werkstück-Durchtrittsöffnung 146 der Innenkammer 144 und die behandlungsbereichseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 der Außenkammer 126 der Eingangsschleuse 116 und die schleusenseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung 132 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 in den Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 gefördert.
Gleichzeitig wird das Werkstück 110b aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 der Ausgangsschleuse 124 durch die Werkstück-Durchtrittsöffnung 146 der Innenkammer 144 und durch die außenraumseitige Werkstück- Durchtrittsöffnung 130 der Außenkammer 126 der Ausgangsschleuse 124 in den Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 gefördert, so dass der in Fig. 6 dargestellte Zustand der Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 erreicht wird.
Aus dem in Fig. 6 dargestellten Zustand wird die Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 in den in Fig . 3 dargestellten Ausgangszustand zurückgeführt, indem die Eingangsschleuse 116 durch Drehung ihrer Innenkammer 144 um 180° in die in Fig . 3 dargestellte Offenstellung und die Ausgangsschleuse 124 durch Drehung ihrer Innenkammer 144 um 180° in die in Fig . 3 dargestellte Schließstellung überführt wird.
Da durch die Innenkammern 144 der Eingangsschleuse 116 und der Ausgangsschleuse 124 eine direkte Fiuidverbindung zwischen der außenraumseiti- gen Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 und der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 der jeweils zugeordneten Außenkammer 126 verhindert wird, kann beim Einschleusen des Werkstücks 110a kein Gasvolumen direkt von dem Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 in dessen Innenraum 106 hinein gelangen. Entsprechend kann beim Ausschleusen des Werkstücks 110b kein Gasvolumen direkt aus dem Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 in den Außenraum 114 desselben gelangen.
Die jeweils im Innenraum 152 der Innenkammer 144 der Eingangsschleuse 116 bzw. der Ausgangsschleuse 124 mitgeführten Gasvolumina sind so gering, dass durch die Vermischung des kleinen Gasvolumens aus der Innenkammer 144 der Eingangsschleuse 116 mit dem Gasvolumen im Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 die Konditionierung und die stoffliche Zusammensetzung der Atmosphäre im Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 allenfalls geringfügig verändert wird.
Ferner geht durch das Entweichen des geringen in der Innenkammer 144 der Ausgangsschleuse 124 mitgeführten Gasvolumens in den Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 nur ein sehr geringer Anteil der Gasfüllung des Innenraums 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 verloren, so dass durch den Austrag dieses geringen Gasvolumens die Konditionierung und die stoffliche Zusammensetzung der Atmosphäre im Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 allenfalls geringfügig verändert wird .
Bei der vorstehend beschriebenen Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 ist die Drehrichtung, in welcher die Innenkammern 144 der Eingangsschleuse 116 oder der Ausgangsschleuse 124 von der Offenstellung in die Schließstellung bzw. von der Schließstellung in die Offenstellung gedreht werden, beliebig . Insbesondere kann die Überführung der Innenkammer 144 von der Schließstellung in die Offenstellung mit der gleichen Drehrichtung erfolgen wie die Überführung der Innenkammer 144 von der Offenstellung in die Schließstellung, oder die Drehrichtung bei der Überführung der Innenkammer 144 von der Schließstellung in die Offenstellung kann der Drehrichtung bei der Überführung der Innenkammer 144 von der Offenstellung in die Schließstellung entgegengesetzt sein. Bei der Überführung der Innenkammer 144 von der Offenstellung in die Schließstellung oder von der Schließstellung in die Offenstellung bleibt das Volumen der beiden Teil-Innenräume 164a und 164b der Außenkammer 126, welche durch die Innenkammer 144 voneinander getrennt sind, im Wesentlichen konstant.
Zwischen den Teil-Innenräumen 164a und 164b des Innenraums 136 der Außenkammer 126 einerseits und dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 andererseits findet während dieser Drehbewegungen kein Gasaustausch statt.
Diese Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 eignet sich insbesondere für solche Werkstückbehandlungsbereiche 102, deren Innenraum-Atmosphäre im Wesentlichen dieselbe stoffliche Zusammensetzung aufweist wie die die Atmosphäre des Außenraums 114 und sich von der Atmosphäre des Außenraums 114 lediglich durch ihre Konditionierung, beispielsweise hinsichtlich der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und/oder des Drucks, unterscheidet.
In diesem Fall dienen die Eingangsschleuse 116 und die Ausgangsschleuse 124 beispielsweise als thermische Schleusen, und ein Verlust von Gas aus dem Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 in dessen Außenraum 114 ist tolerabel.
Wenn hingegen der Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 mit einem von der Außenraum-Atmosphäre stofflich verschiedenen Gas, beispielsweise mit einem Inertgas, befüllt ist, ist es günstig, wenn bei der Überführung einer Eingangsschleuse 116 und/oder einer Ausgangsschleuse 124 von der Offenstellung in die Schließstellung das zunächst im Innenraum 152 der Innenkammer 144 befindliche Außenraum-Gas zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, durch das im Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 befindliche Innenraum-Gas ersetzt wird. Eine in den Fig . 7 bis 12 dargestellte zweite Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 ermöglicht einen solchen Gasaustausch zwischen der Innenkammer 144 und der Außenkammer 126 der Schleusen 125.
Der Werkstückbehandlungsbereich 102 bei dieser zweiten Ausführungsform ist identisch ausgebildet wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.
Die Außenkammern 126 und die Innenkammern 144 der Schleusen 125 sind bei dieser Ausführungsform jedoch nicht symmetrisch zur Drehachse 162 der jeweiligen Innenkammer 144 ausgebildet.
Vielmehr weist bei dieser Ausführungsform die Außenkammer 126 eine erste Seitenwand 166a mit einem (vom Außenraum 114 aus gesehen) konvex gekrümmten Mittelabschnitt 168a, der - bezogen auf die Drehachse 162 - einen Krümmungsradius R aufweist und über kurze Seitenwandabschnitte 170a mit der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 der Außenkammer 126 bzw. mit der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 der Außenkammer 126 verbunden ist, und ferner eine der ersten Seitenwand 166a gegenüberliegende zweite Seitenwand 166b auf, die einen (vom Außenraum 114 her gesehen) konvex gekrümmten Mittelabschnitt 168b umfasst, welcher - bezogen auf die Drehachse 162 - einen Krümmungsradius r aufweist und über lange Seitenwandabschnitte 170b mit der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 der Außenkammer 126 bzw. mit der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 der Außenkammer 126 verbunden ist.
Der Krümmungsradius R des Mittelabschnitts 168a der ersten Seitenwand 166a ist dabei größer als der Krümmungsradius r des Mittelabschnitts 168b der zweiten Seitenwand 166b. Die Verschlusswand 148 der Innenkammer 144 ist ebenfalls (vom Innenraum 136 der Außenkammer 126 aus gesehen) konvex gekrümmt und weist (bezogen auf die Drehachse 162) einen Krümmungsradius auf, welcher im Wesentlichen dem Krümmungsradius r des Mittelabschnitts 168b der zweiten Seitenwand 166b der Außenkammer 126 entspricht, so dass die Verschlusswand 148 bei einer Drehung der Innenkammer 144 um die Drehachse 162 mit einem geringen Spiel zwischen der Außenseite der Verschlusswand 148 und der Innenseite des Mittelabschnitts 168b der zweiten Seitenwand 166b der Außenkammer 126 an dem Mittelabschnitt 168b vorbeibewegt werden kann.
Die Seitenwände 150 der Innenkammer 144 sind bei dieser Ausführungsform relativ zu den Enden 172 der Verschlusswand 148 nach innen, d.h. zu der Drehachse 162 hin und aufeinander zu versetzt und über vertikale Verbindungswände 174 mit den Enden 172 der Verschlusswand 148 verbunden, so dass die Innenkammer 144 bei dieser Ausführungsform insgesamt einen pilzförmigen horizontalen Querschnitt aufweist, mit einem im Querschnitt rechteckigen, der Werkstück-Durchtrittsöffnung 146 der Innenkammer 144 zugewandten Eintrittsabschnitt 176 und einem im Querschnitt kreissegmentförmi- gen, der Werkstück-Durchtrittsöffnung 146 der Innenkammer 144 abgewandten Endabschnitt 178.
Durch die vorstehend beschriebene Konfiguration der Innenkammer 144 und der Außenkammer 126 jeder Schleuse 125 unterteilt die Innenkammer 144 bei dieser Ausführungsform den Innenraum 136 der Außenkammer 126 nicht in zwei gleich große Teil-Innenräume, deren jeweiliges Volumen bei der Drehbewegung der Innenkammer 144 um die Drehachse 162 konstant bleibt, sondern in einen behandlungsbereichseitigen Teil-Innenraum 180a, der nur mit der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 der Außenkammer 126 kommuniziert, nicht aber mit der außenraumseitigen Werkstück- Durchtrittsöffnung 130, und in einen außenraumseitigen Teil-Innenraum 180b, der nur mit der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 der Außenkammer 126 kommuniziert, aber nicht mit deren behandlungsbereich- seitiger Werkstück-Durchtrittsöffnung 128. In der in den Fig . 8 und 9 für die Eingangsschleuse 116 und in den Fig . 10 und 11 für die Ausgangsschleuse 124 dargestellten Offenstellung der Schleuse 125 weist der behandlungsbereichseitige Teil-Innenraum 180a sein maximales Volumen und der außenraumseitige Teil-Innenraum 180b sein minimales Volumen auf.
Wird die Innenkammer 144 von dieser Offenstellung in die Schließstellung gedreht, welche in den Fig . 8 und 9 für die Ausgangsschleuse 124 und in den Fig . 10 und 11 für die Eingangsschleuse 116 dargestellt ist, so wächst bei dieser Drehbewegung das Volumen des außenraumseitigen Teil-Innenraums 180b kontinuierlich von dem minimalen Volumen bis auf ein maximales Volumen an, während gleichzeitig im selben Umfang das Volumen des behandlungsbereich- seitigen Teil-Innenraums 180a von seinem maximalen Volumen auf das minimale Volumen abnimmt.
Der mit der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 kommunizierende behandlungsbereichseitige Teil-Innenraum 180a ist stets überwiegend mit dem Innenraumgas gefüllt.
Der mit der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 der Außenkammer 126 kommunizierende außenraumseitige Teil-Innenraum 180b ist stets überwiegend mit dem Außenraumgas gefüllt.
Um einen Gastaustausch zwischen den Teil-Innenräumen 180a und 180b der Außenkammer 126 einerseits und dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 andererseits zu ermöglichen, sind die Seitenwände 150 der Innenkammer 144, wie in Fig. 12 dargestellt, mit jeweils mindestens einer Gasdurchtrittsöffnung 182 versehen. Wenn das Innenraumgas eine niedrigere Dichte aufweist als das Außenraum- gas, so ist die dem behandlungsbereichseitigen Teil-Innenraum 180a zugewandte behandlungsbereichseitige Seitenwand 150a der Innenkammer 144 vorzugsweise in ihrem oberen Endbereich mit einer behandlungsbereichseitigen Gasdurchtrittsöffnung 182a versehen, während die dem außenraumseiti- gen Teil-Innenraum 180b zugewandte außenraumseitige Seitenwand 150b der Innenkammer 144 vorzugsweise in ihrem unteren Endbereich mit einer außen- raumseitigen Gasdurchtrittsöffnung 182b versehen ist.
Wenn hingegen das Innenraumgas eine höhere Dichte aufweist als das Außen- raumgas, so ist es günstig, wenn die behandlungsbereichseitige Seitenwand 150a in ihrem unteren Endbereich mit einer behandlungsbereichseitigen Gasdurchtrittsöffnung 182a und die außenraumseitige Seitenwand 150b in ihrem oberen Endbereich mit einer außenraumseitigen Gasdurchtrittsöffnung 182b versehen ist.
Die Gasdurchtrittsöffnungen 182 sind vorzugsweise mittels geeigneter Absperrvorrichtungen, die vorzugsweise automatisch betätigbar sind, fluiddicht verschließbar.
Solche Absperrvorrichtungen können insbesondere Klappen, Schieber oder beispielsweise aus Lochblechen gebildete Schiebebleche umfassen.
Alternativ oder ergänzend zur Verwendung einer fluiddicht verschließenden Absperrvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Gasdurchtrittsöffnungen 182 mit einem gasdurchlässigen, aber den Strömungswiderstand erhöhenden Material, beispielsweise mit einer Filtermatte, versehen sind, so dass eine Gasströmung durch die Gasdurchtrittsöffnungen 182 erst durch einen Druckaufbau während der Drehung der Innenkammer 144 ermöglicht wird . In diesem Fall können sich die Gasdurchtrittsöffnungen 182 auch über im Wesentlichen die gesamte jeweils zugeordnete Seitenwand 150 der Innenkammer 144 erstrecken.
Der Gasaustausch bei der Überführung einer Schleuse 125 von der Offenstellung in die Schließstellung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 12 am Beispiel der Eingangsschleuse 116 erläutert:
Wenn sich die Eingangsschleuse 116 in der in den Fig . 8 und 9 dargestellten Offenstellung befindet, in welcher ein Werkstück 110a vom Außenraum 114 in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 einbringbar ist, ist der Innenraum 152 der Innenkammer 144 mit dem Außenraumgas und der behandlungsbe- reichseitige Teil-Innenraum 180a der Außenkammer 126 mit dem Innenraum- gas (also beispielsweise dem Inertgas) gefüllt.
Mit dem Start der Drehbewegung, durch welche die Innenkammer 144 von der Offenstellung in die in den Fig . 10 und 11 dargestellte Schließstellung überführt wird, wird die Absperrvorrichtung der behandlungsbereichseitigen Gas- durchtrittsöffnung 182a betätigt, um die behandlungsbereichseitige Gasdurch- trittsöffnung 182a zu öffnen, so dass Innenraumgas aus dem behandlungsbereichseitigen Teil-Innenraum 180a, das sich (aufgrund seiner Dichte, die niedriger ist als die Dichte des Außengases) im oberen Wandbereich aufkonzentriert, durch die behandlungsbereichseitige Gasdurchtrittsöffnung 182a in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 einströmt, wenn sich die Innenkammer 144 in den behandlungsbereichseitigen Teil-Innenraum 180a hineindreht.
Gleichzeitig mit oder kurz nach der Öffnung der behandlungsbereichseitigen Gasdurchtrittsöffnung 182a wird auch die Absperrvorrichtung der außenraum- seitigen Gasdurchtrittsöffnung 182b betätigt, um die außenraumseitige Gasdurchtrittsöffnung 182b zu öffnen, so dass Gas aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 durch die außenraumseitige Gasdurchtrittsöffnung 182b in den außenraumseitigen Teil-Innenraum 180b strömen kann, dessen Volumen während der Drehbewegung der Innenkammer 144 von der Offenstellung in die Schließstellung zunimmt.
Somit wird durch die Öffnung der Gasdurchtrittsöffnungen 182a und 182b und durch die Drehbewegung der Innenkammer 144 um die Drehachse 162 und den über diese Drehbewegung erzeugten Druckaufbau eine Durchströmung des Innenraums 152 der Innenkammer 144 samt des darin aufgenommenen Werkstücks 110 in schräger Richtung von der oben liegenden behandlungsbereichseitigen Gasdurchtrittsöffnung 182a bis zu der unten liegenden außenraumseitigen Gasdurchtrittsöffnung 182b erzeugt.
Dabei wird in demselben Maße, wie Innenraumgas aus dem behandlungsbereichseitigen Teil-Innenraum 180a in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 nachströmt, Außenraumgas aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 in den außenraumseitigen Teil-Innenraum 180b transportiert.
Wenn sich die Innenkammer 144 der Eingangsschleuse 116 um 180° gedreht hat und die in den Fig. 10 und 11 dargestellte Schließstellung erreicht hat, ist idealerweise das Außenraumgas im Innenraum 152 der Innenkammer 144 durch das Innenraumgas aus dem behandlungsbereichseitigen Teil-Innenraum 180a ersetzt.
Darauf werden die Gasdurchtrittsöffnungen 182a und 182b in den Seitenwänden 150a bzw. 150b der Innenkammer 140 geschlossen.
Nun kann das Werkstück 110 aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 in den Werkstückbehandlungsbereich 102 gefördert werden, ohne dass hierbei Außenraumgas in den Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 gelangt. Um die Qualität des Gasaustauschvorgangs während der Drehbewegung der Innenkammer 144 überprüfen zu können, besteht die Möglichkeit, nach dem Drehvorgang oder auch während des Drehvorgangs die Konzentration eines oder mehrerer Gase, insbesondere die Sauerstoffkonzentration, im Innenraum 152 der Innenkammer 144 zu messen.
Hierzu wird Gas aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 154, insbesondere aus einem unteren Bereich dieses Innenraums 152, abgesaugt und über eine Messsonde geführt.
Sollte die vorhandene Restkonzentration von Außenraumgas, insbesondere die vorhandene Sauerstoffkonzentration, in der Schließstellung der Innenkammer 144 noch zu hoch sein, besteht die Möglichkeit, zusätzliches Innenraumgas durch den Innenraum 152 der Innenkammer 144 zu fördern, bis die gewünschte Restkonzentration des Außenraumgases, insbesondere die gewünschte Restkonzentration an Sauerstoff, erreicht ist.
Beim Zurückbewegen der Innenkammer 144 von der Schließstellung in die Offenstellung werden erneut die Gasdurchtrittsöffnungen 182a und 182b in den Seitenwänden 150a bzw. 150b der Innenkammer 144 geöffnet, und der vorstehend beschriebene Gasaustausch findet in umgekehrter Richtung statt, so dass der Innenraum 152 der Innenkammer 144 wieder im Wesentlichen mit Außenraumgas gefüllt ist, wenn die Innenkammer 144 die in den Fig . 8 und 9 dargestellte Offenstellung der Schleuse 125, im Beispielfall der Eingangsschleuse 116, erreicht hat.
Während die Eingangsschleuse 116 von der Offenstellung in die Schließstellung bewegt wird, wobei der Innenraum 152 der Innenkammer 144 der Eingangsschleuse 116 mit Innenraumgas befüllt wird, wird vorzugsweise gleichzeitig die Ausgangsschleuse 124 von der Schließstellung in die Offenstellung bewegt, wobei das Innenraumgas aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 in den behandlungsbereichseitigen Teil-Innenraum 180a der Außenkammer 126 der Ausgangsschleuse 124 verdrängt wird. Durch diese synchrone, aber gegenläufige Betriebsweise der Eingangsschleuse 116 und der Ausgangsschleuse 124 wird erreicht, dass das gesamte für die Befüllung mit dem Innenraumgas zur Verfügung stehende Volumen (d .h. die Summe aus den Volumina des Innenraums 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 und der behandlungsbereichseitigen Teil-Innenräume 180a der beiden Schleusen 125) im Wesentlichen konstant bleibt, so dass der Gasdruck im Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 von dem Gasaustausch in den Schleusen 125 im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt.
Im Übrigen stimmt die in den Fig . 7 bis 12 dargestellte zweite Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Eine in den Fig . 13 bis 16 dargestellte dritte Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den Fig . 7 bis 12 dargestellten zweiten Ausführungsform dadurch, dass für jede der Schleusen 125 jeweils ein behandlungsbereichseitiges Schleusentor 184 zum Verschließen der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 128 der jeweiligen Außenkammer 126 und ein außenraumseitiges Schleusentor 186 zum Verschließen der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung 130 der jeweiligen Außenkammer 126 vorhanden sind .
Durch diese Schleusentore 184, 186 läuft der Gasaustausch zwischen dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 und den Teil-Innenräumen 180a, 180b der Außenkammer 126 besonders effizient ab.
Die Schleusentore 184 und 186 können beispielsweise als Hubtore oder als Schiebetore ausgebildet sein. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schleusentore 184 und 186 die jeweils zugeordneten Werkstück-Durchtrittsöffnungen 128 bzw. 130 im Wesentlichen fluiddicht verschließen.
Das außenraumseitige Schleusentor 186 der Eingangsschleuse 116 wird geöffnet, wenn sich die Innenkammer 144 dieser Schleuse in der Offenstellung befindet, um das Einbringen eines Werkstücks 110a in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 zu ermöglichen (siehe Fig . 13) .
Wenn das Werkstück 110a in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 eingebracht worden ist, wird das außenraumseitige Schleusentor 186 der Eingangsschleuse 116 geschlossen (siehe Fig . 14).
Das behandlungsbereichseitige Schleusentor 184 der Eingangsschleuse 116 ist während dieser Phase ebenfalls geschlossen.
Nachdem die Innenkammer 144 der Eingangsschleuse 116 von der Offenstellung in die in Fig. 15 dargestellte Schließstellung gedreht worden ist, wird das behandlungsbereichseitige Schleusentor 184 der Eingangsschleuse 116 geöffnet, so dass das Werkstück 110a aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 in den Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 überführt werden kann .
Anschließend wird das behandlungsbereichseitige Schleusentor 184 der Eingangsschleuse 116 wieder geschlossen, und die Innenkammer 144 wird in die Offenstellung zurückgedreht, worauf ein neuer Einschleusvorgang mit einem weiteren Werkstück 110 durchgeführt wird .
Das behandlungsbereichseitige Schleusentor 184 der Ausgangsschleuse 124 ist in der in Fig . 13 dargestellten Schließstellung der Ausgangsschleuse 124 geöffnet, um ein Werkstück 110b aus dem Innenraum 106 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 der Ausgangsschleuse 124 überführen zu können. Anschließend wird das behandlungsbereichseitige Schleusentor 184 der Ausgangsschleuse 124 geschlossen (siehe Fig . 14).
Das außenraumseitige Schleusentor 186 der Ausgangsschleuse 124 ist in dieser Phase ebenfalls geschlossen.
Nachdem die Innenkammer 144 der Ausgangsschleuse 124 von der Schließstellung in die in Fig. 15 dargestellte Offenstellung bewegt worden ist, wird das außenraumseitige Schleusentor 186 der Ausgangsschleuse 124 geöffnet, damit das Werkstück 110b aus dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 in den Außenraum 114 des Werkstückbehandlungsbereichs 102 überführt werden kann (siehe Fig . 16).
Anschließend wird das außenraumseitige Schleusentor 186 der Ausgangsschleuse 124 geschlossen, und die Innenkammer 144 der Ausgangsschleuse 124 wird von der Offenstellung in die Schließstellung zurückbewegt, worauf ein neuer Ausschleusvorgang mit einem weiteren Werkstück 110 durchgeführt wird .
Im Übrigen stimmt die in den Fig . 13 bis 16 dargestellte dritte Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig. 7 bis 12 dargestellten zweiten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Grundsätzlich könnte auch vorgesehen sein, dass die Eingangsschleuse 116 und/oder die Ausgangsschleuse 124 nur ein behandlungsbereichseitiges Schleusentor 184 oder nur ein außenraumseitiges Schleusentor 186 aufweist.
Eine in den Fig . 17 bis 19 dargestellte vierte Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den Fig . 7 bis 12 dargestellten zweiten Ausführungsform dadurch, dass die Gasdurchtritts- öffnungen für den Gasaustausch zwischen dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 einerseits und den Teil-Innenräumen 180a und 180b der Außenkammer 126 andererseits nicht in den Seitenwänden 150a, 150b der Innenkammer 144 vorgesehen sind, sondern stattdessen mindestens eine, vorzugsweise mehrere, deckenseitige Gasdurchtrittsöffnungen 188a in der Deckenwand 154 der Innenkammer 144 angeordnet sind und mindestens eine, vorzugsweise mehrere, bodenseitige Gasdurchtrittsöffnungen 188b in der Bodenwand 156 der Innenkammer 144 angeordnet sind .
Die Außenkammer 126 jeder Schleuse 125 weist bei dieser Ausführungsform eine lichte Höhe H auf, welche größer ist als die Höhe h der Innenkammer 144 (siehe Fig. 18), so dass Innenraumgas aus einem oberhalb der Innenkammer 144 liegenden oberen Bereich 190 des Innenraums 136 der Außenkammer 126 durch die deckenseitigen Gasdurchtrittsöffnungen 188a, wenn diese geöffnet sind, in den Innenraum 152 der Innenkammer 144 einströmen kann und in dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 vorhandenes Gas durch die bodenseitigen Gasdurchtrittsöffnungen 188b, wenn diese geöffnet sind, in einen unterhalb der Innenkammer 144 liegenden unteren Bereich 192 des Innenraums 136 der Außenkammer 126 ausströmen kann.
Die Gasdurchtrittsöffnungen 188a und 188b sind ebenso wie bei der zweiten und dritten Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 mittels geeigneter Absperrvorrichtungen, die beispielsweise Klappen umfassen, vorzugsweise automatisch offen- und schließbar.
Die Seitenwände 150a und 150b der Innenkammer 144 sind bei dieser Ausführungsform vorzugsweise geschlossen.
Während der Drehbewegung der Innenkammer 144 von der Offenstellung in die Schließstellung findet, bei geöffneten Gasdurchtrittsöffnungen 188a und 188b, eine gezielte Durchströmung des Innenraums 152 der Innenkammer 144 mit Innenraumgas von oben nach unten statt, wodurch ein möglichst effizienter Austausch des im Innenraum 152 der Innenkammer 144 enthaltenen Außenraumgases durch das Innenraumgas erreicht wird .
Dabei können die verschiedenen deckenseitigen Gasdurchtrittsöffnungen 188a und die verschiedenen bodenseitigen Gasdurchtrittsöffnungen 188b in unterschiedlichem Maß und/oder während unterschiedlicher Zeitdauern geöffnet werden, um einzelne Bereiche des Innenraums 152 der Innenkammer 144 intensiver mit der Durchströmung zu belegen und so die Spülung komplexer Werkstückgeometrien innerhalb der Innenkammer 144 zu ermöglichen.
Im Übrigen stimmt die in den Fig . 17 bis 19 dargestellte vierte Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig . 7 bis 12 dargestellten dritten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .
Ferner können auch bei dieser vierten Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 die Schleusen 125 mit behandlungsbereichseitigen Schleusentoren 184 und mit außenraumseitigen Schleusentoren 186 versehen sein.
Eine in Fig . 20 dargestellte fünfte Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den Fig. 17 bis 19 dargestellten vierten Ausführungsform dadurch, dass in den deckenseitigen Gasdurchtrittsöffnungen 188a der Deckenwand 154 der Innenkammer 144 und/oder in den bodenseitigen Gasdurchtrittsöffnungen 188b in der Bodenwand 156 der Innenkammer 144 jeweils ein Gebläse 194 angeordnet ist, um den Gasaustausch zwischen dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 und dem außerhalb der Innenkammer 144 liegenden Innenraum 136 der Außenkammer 126 zu fördern. Die Gebläse 194 sind vorzugsweise als Axialgebläse ausgebildet, können aber grundsätzlich auch als Radialgebläse ausgebildet sein.
Die Gebläse 194 werden von einer Steuereinrichtung der Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 so angesteuert, dass sie während der Drehbewegung der Innenkammer 144 von der Offenstellung in die Schließstellung eine Gasströmung durch den Innenraum 152 der Innenkammer 144 von oben nach unten erzeugen.
Während der Drehbewegung der Innenkammer 144 von der Schließstellung in die Offenstellung werden die Gebläse 194 von der Steuereinrichtung so angesteuert, dass sie eine Gasströmung durch den Innenraum 152 der Innenkammer 144 in entgegengesetzter Richtung, das heißt von unten nach oben, erzeugen.
Das behandlungsbereichseitige Schleusentor 184 und das außenraumseitige Schleusentor 186 der Schleuse 125 sind dabei vorzugsweise geschlossen, während die Gebläse 194 in Betrieb sind.
Die verschiedenen Gebläse 194 können von der Steuereinrichtung hinsichtlich ihrer Drehzahl individuell so angesteuert werden, dass lokale Inhomogenitäten im Volumenstrom durch den Innenraum 152 der Innenkammer 144, welche aufgrund der Geometrie der Innenkammer 152 und des jeweils darin aufgenommenen Werkstücks 110 entstehen, im Wesentlichen ausgeglichen werden, so dass eine im Wesentlichen homogene Gasströmung durch den Innenraum 152 der Innenkammer 144 stattfindet.
Die Gasdurchtrittsöffnungen 188a, 188b weisen bei dieser Ausführungsform vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, damit im Wesentlichen der gesamte Querschnitt der Gasdurchtrittsöffnungen 188a, 188b von den
Gebläserädern der Gebläse 194 erfasst wird. Im Übrigen stimmt die in Fig . 20 dargestellte fünfte Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig . 17 bis 19 dargestellten vierten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
Eine in Fig . 21 dargestellte sechste Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in Fig. 20 dargestellten fünften Ausführungsform dadurch, dass die Gasdurchtrittsöffnungen für den Gasaustausch zwischen dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 einerseits und den Teil-Innenräumen 180a und 180b der Außenkammer 126 andererseits nicht in der Deckenwand 154 und der Bodenwand 156 der Innenkammer 144 vorgesehen sind, sondern stattdessen jeweils mehrere behandlungsbereich- seitige Gasdurchtrittsöffnungen 182a im oberen Endbereich der dem behand- lungsbereichseitigen Teil-Innenraum 180a zugewandten behandlungsbereich- seitigen Seitenwand 150a der Innenkammer 144 und mehrere außenraum- seitige Gasdurchtrittsöffnungen 182b im unteren Endbereich der dem außen- raumseitigen Teil-Innenraum 180b zugewandten außenraumseitigen Seitenwand 150b der Innenkammer 144 angeordnet sind .
Wie bereits im Zusammenhang mit der fünften Ausführungsform beschrieben, ist in jeder der behandlungsbereichseitigen und außenraumseitigen Gasdurchtrittsöffnungen 182a bzw. 182b jeweils ein Gebläse 194 zur Förderung des Gasaustausches zwischen dem Innenraum 152 der Innenkammer 144 und dem außerhalb der Innenkammer 144 liegenden Innenraum 136 der Außenkammer 126 angeordnet.
Mittels dieser Gebläse 194 wird eine Gasströmung durch den Innenraum 152 der Innenkammer 144 in schräger Richtung von den oben liegenden behandlungsbereichseitigen Gasdurchtrittsöffnungen 182a zu den unten liegenden außenraumseitigen Gasdurchtrittsöffnungen 182b erzeugt, wenn die Innenkammer 144 sich von der Offenstellung in die Schließstellung bewegt, und eine Gasströmung in umgekehrter Richtung erzeugt, wenn die Innenkammer 144 sich von der Schließstellung in die Offenstellung zurück bewegt. Im Übrigen stimmt die in Fig . 21 dargestellte sechste Ausführungsform einer Werkstückbehandlungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 20 dargestellten fünften Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Claims

Patentansprüche
Schleuse zum Überführen eines Werkstücks (110) aus einem Außenraum (114) eines Werkstückbehandlungsbereichs (102) einer Werkstückbehandlungsvorrichtung (100) in den Werkstückbehandlungsbereich (102) der Werkstückbehandlungsvorrichtung (100) und/oder aus dem Werkstückbehandlungsbereich (102) in den Außenraum (114) des Werkstückbehandlungsbereichs (102), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schleuse (125)
eine Außenkammer (126) mit einer außenraumseitigen Werkstück- Durchtrittsöffnung (130) und einer behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung (128) und
eine Innenkammer (144) mit einer Werkstück-Durchtrittsöffnung (146) umfasst,
wobei die Innenkammer (144) relativ zu der Außenkammer (126) von einer Offenstellung, in welcher die außenraumseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung (130) der Außenkammer (126) und die Werkstück-Durchtrittsöffnung (146) der Innenkammer (144) miteinander kommunizieren, in eine Schließstellung bewegbar ist, in welcher die behandlungsbereich- seitige Werkstück-Durchtrittsöffnung (128) der Außenkammer (126) und die Werkstück-Durchtrittsöffnung (146) der Innenkammer (144) miteinander kommunizieren.
Schleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Innenkammer (144) relativ zu der Außenkammer (126) von der Offenstellung in die Schließstellung eine Drehbewegung der Innenkammer (144) umfasst.
Schleuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkontur der Innenkammer (144) derart mit einer Innenkontur der Außenkammer (126) zusammenwirkt, dass keine Fluidver- bindung zwischen der außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung (130) und der behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung (128) der Außenkammer (126) besteht.
Schleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein freies Innenvolumen der Innenkammer (144) höchstens ungefähr das Doppelte des von dem Werkstück (110) in der Innenkammer (144) eingenommenen Volumens beträgt.
Schleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse (125) mindestens einen Verdrängungskörper umfasst, durch den ein freies Innenvolumen der Innenkammer (144) verringerbar ist.
Schleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die außenraumseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung (130) und/oder die behandlungsbereichseitige Werkstück-Durchtrittsöffnung (128) der Außenkammer (126) mittels eines Schleusentores (184, 186) verschließbar ist.
Schleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkammer (144) mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung (182; 188) aufweist, durch welche ein Gas aus einem Rest-Innenraum der Außenkammer (126), der außerhalb der Innenkammer (144) liegt, in die Innenkammer (144) strömen kann.
8. Schleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkammer (144) mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung (182; 188) aufweist, durch welche ein Gas aus einem Innenraum (152) der Innenkammer (144) in einen Rest-Innenraum der Außenkammer (126), der außerhalb der Innenkammer (144) liegt, strömen kann.
9. Schleuse nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung (182; 188) mittels einer Absperrvorrichtung zeitweise verschließbar ist.
10. Schleuse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung (182a, 182b) in einer Seitenwand (150a, 150b) der Innenkammer (144) angeordnet ist.
11. Schleuse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung (188a, 188b) in einer Deckenwand (154) oder in einer Bodenwand (156) der Innenkammer (144) angeordnet ist.
12. Schleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse (125) mindestens eine Messvorrichtung zum Messen mindestens eines Parameters der Atmosphäre in der Innenkammer (144) umfasst.
13. Schleuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse (125) mindestens eine Messvorrichtung zum Messen des Sauerstoffgehalts, des Drucks, der Luftfeuchtigkeit oder der Temperatur der Atmosphäre in der Innenkammer (144) umfasst.
14. Werkstückbehandlungsvorrichtung, umfassend einen Werkstückbehandlungsbereich (102) und mindestens eine Schleuse (125) zum Überführen eines Werkstücks (110) aus einem Außenraum (114) des Werkstückbehandlungsbereichs (102) in den Werkstückbehandlungsbereich (102) und/oder aus dem Werkstückbehandlungsbereich (102) in den Außenraum (114) des Werkstückbehandlungsbereichs (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
15. Verfahren zum Überführen eines Werkstücks (110) aus einem Außenraum (114) eines Werkstückbehandlungsbereichs (102) einer Werkstückbehandlungsvorrichtung (100) in den Werkstückbehandlungsbereich (102) und/oder aus dem Werkstückbehandlungsbereich (102) in den Außenraum (114) des Werkstückbehandlungsbereichs (102) mittels einer Schleuse (125), insbesondere mittels einer Schleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend folgende Verfahrensschritte :
Überführen eines Werkstücks (110) zwischen dem Außenraum (114) und dem Innenraum (152) einer Innenkammer (144) der Schleuse (125) in einer Offenstellung der Schleuse (125), in der eine Werkstück-Durchtrittsöffnung (146) der Innenkammer (144) mit einer außenraumseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung (130) einer Außenkammer (126) der Schleuse (125) kommuniziert;
Bewegen der Innenkammer (144) relativ zu der Außenkammer (126) von der Offenstellung in eine Schließstellung der Schleuse (125), in welcher die Werkstück-Durchtrittsöffnung (146) der Innenkammer (144) mit einer behandlungsbereichseitigen Werkstück-Durchtrittsöffnung (128) der Außenkammer (126) kommuniziert;
Überführen eines Werkstücks (110) zwischen dem Innenraum (152) der Innenkammer (144) und dem Werkstückbehandlungsbereich (102) in der Schließstellung der Schleuse (125).
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