DE10007831C1

DE10007831C1 - Arbeitskammer mit einer automatisch abdichtbaren Durchführung für einen in die Arbeitskammer eingreifenden Manipulatorarm

Info

Publication number: DE10007831C1
Application number: DE10007831A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Nadicksbernd
Original assignee: SCHLICK ROTO JET MASCHB GmbH; Schlick Roto-Jet Maschinenbau GmbH
Current assignee: Wheelabrator Group GmbH
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2001-08-09
Anticipated expiration: 2020-02-22
Also published as: DE50104920D1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Arbeitskammer (10) mit einer automatisch abdichtbaren Durchführung für einen in die Arbeitskammer eingreifenden Manipulatorarm, mit DOLLAR A - wenigstens einer mit einer Ausnehmung versehenen Arbeitskammerwandung (11); DOLLAR A - einem Durchführungsrohr (12), das in die Ausnehmung in der Arbeitskammerwandung (11) eingesetzt ist und mit dieser verbunden ist; DOLLAR A - einem hohlen, über ein Ventil mit Druckgas beaufschlagbaren flexiblen Dichtungselement (20), das mittels seiner wenigstens einen innenliegenden Ausnehmung dichtend auf einen Manipulatorarm aufzuziehen ist und das eine den Manipulatorarm vollumfänglich umhüllende Wandung aufweist, welche bei Beaufschlagung des Dichtungselements (20) mit Druckgas an die Innenwandung (23) des Durchführungsrohrs (12) anlegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Arbeitskammer mit einer automa tisch abdichtbaren Durchführung für einen in die Arbeitskam mer eingreifenden Manipulatorarm.

In vielen Bereichen der industriellen Fertigung werden auto matisch steuerbare Handhabungsgeräte (Manipulatoren) einge setzt, um bei Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren Werkstücke automatisch zu- und abzuführen. Für die Bestückung von Maschinen haben sich Portalroboter bewährt, die linear, in kartesischen Koordinaten verfahrbar sind, so dass Positio nieraufgaben einfach berechnet und unter schneller Beschleu nigung ausgeführt werden können. Schwierig ist jedoch der Einsatz solcher Portalroboter bei Bearbeitungszentren, die gegenüber der Umgebung durch eine Arbeitskammer abgeschottet sind, beispielsweise Lackierkabinen oder Strahlkammern. Um den Manipulator vor Verschmutzungen und/oder Beschädigungen zu schützen, ist es erforderlich, diesen außerhalb der Ar beitskammer anzuordnen und nur einzelne Glieder, beispiels weise den Greifer für das Werkstück, in die Kammer hineinragen zu lassen. Zugleich muss aber an der Durchführungsstelle der Austritt von Verunreinigungen aus der Kammer heraus durch Dichtungen verhindert werden.

Aus der US 4 882 881 ist eine Positioniervorrichtung bekannt, die an der Oberseite einer abgeschlossenen Kammer verfährt und von außen in diese eingreift, so dass Werkstücke inner halb der Kammer positioniert werden können. Um bei einer Be wegung der Positioniervorrichtung während der laufenden Werk stückbearbeitung den Austritt von Partikeln aus der Arbeits kammer in die Umgebung zu unterbinden, sind sehr aufwendige Dichtungsanordnungen vorgesehen. Die Positioniervorrichtung und die zugehörigen Dichtungsanordnungen sind jedoch nur in zwei Richtungen verfahrbar, so dass Positionierungen nicht in beliebiger Orientierung des Werkstücks im Raum ausgeführt werden können.

In der industriellen Fertigung werden auch Manipulatoren ein gesetzt, um während der Bearbeitung in abgeschirmten Arbeits kammern einzelne Werkstücke zu halten und/oder zu führen, wenn der Aufenthalt in diesen Arbeitskammern für Menschen ge sundheitsgefährdend oder aus sonstigen Gründen nicht ange zeigt ist. Mit mehrachsigen Manipulatoren ist es möglich, das Werkstück entlang einer räumlichen Bahn zu führen und dabei außerdem während der Bewegung die Orientierung des Werk stücks, z. B. in Bezug auf eine Strahl- oder Lackierdüse, zu verändern. Für die Führung von Werkstücken im Wirkungsbereich von Lackierdüsen, Strahlvorrichtungen für die abrasive Ober flächenbehandlung oder dergleichen haben sich Industrierobo ter mit einer 6-Achsen-Knickarm-Kinematik bewährt, die drei Knickachsen und drei Rotationsachsen umfasst. Mit einer sol chen Kinematik kann jeder Punkt im Arbeitsraum des Industrieroboters mit beliebiger räumlicher Orientierung der End achse angefahrenen werden.

Aus der DD 234 823 A1 ist eine Strahlkammeranordnung bekannt, bei der eine Strahldüse mittels eines sechsachsigen Indu strieroboters geführt wird und auf ein stationär gehaltenes Werkstück wirkt, das auf einem verfahrbaren Wagen gehalten ist. Die Düse kann aufgrund der sechs Freiheitsgrade des In dustrieroboters beliebig in der Arbeitskammer positioniert werden, so dass die Werkstücke von allen Seiten behandelt werden können. Die Automatisierung ermöglicht einen großen Durchsatz. Nachteilig ist hier jedoch, dass die Anlage nicht für das großflächige Strahlen mit Schleuderrädern geeignet ist, da diese nur stationär betrieben werden können und schon aufgrund ihres hohen Gewichtes nicht für eine Positionierung mittels eines Manipulators geeignet sind. Da der Roboter durch eine fest montierte, jalousettenartige Dichtung gegen über der Arbeitskammer abgeschirmt ist, ist es bei dieser An lage wegen der nicht lösbaren Dichtung nicht möglich, das Werkstück mit dem Industrieroboter in die Kammer einzubrin gen, darin zu führen und wieder herauszunehmen.

Eine weitere Anlage dieser Art ist in der US 6 004 190 A offen bart. Auch hier ist der von außen in die abgeschottete Ar beitskammer eingreifende Industrieroboter, der eine Strahldü se führt, durch eine flexible, aber fest montierte Dichtung mit der Wandung der Arbeitskammer verbunden. Es können somit keine Werkstucke mit dem Industrieroboter in die Arbeitskam mer eingebracht und herausgeholt werden.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Arbeitskammer mit ei ner Durchführung anzugeben, durch die hindurch ein Manipula torarm in die Kammer eingreifen kann, wobei die Durchführung vor Beginn des Arbeitsbetriebs in der Kammer automatisch so abdichtbar ist, dass ein Austritt von Partikeln aus der Ar beitskammer während des Betriebs verhindert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Arbeitskammer mit einer automatisch abdichtbaren Durchführung für einen in die Ar beitskammer eingreifenden Manipulatorarm, mit

- wenigstens einer mit einer Ausnehmung versehenen Ar beitskammerwandung;
- einem Durchführungsrohr, das in die Ausnehmung in der Ar beitskammerwandung eingesetzt ist und mit dieser verbunden ist;
- einem hohlen, über ein Ventil mit Druckgas beaufschlagba ren flexiblen Dichtungselement, das mittels seiner wenigs tens einen innenliegenden Ausnehmung dichtend auf einen Manipulatorarm aufzuziehen ist und das eine den Manipula torarm vollumfänglich umhüllende Wandung aufweist, welche bei Beaufschlagung des Dichtungselements mit Druckgas an die Innenwandung des Durchführungsröhrenelements anlegbar ist.

Nachfolgend ist unter einem Torus ein Körper zu verstehen, der durch Rotation eines kreisförmigen Querschnitts entlang einer Kreisbahn definiert ist.

Unter einem Halbtorus soll ein Körper verstanden werden, der bei einem Torus in der Ebene der Kreisbahn ausgeführten Schnitt einen ringförmigen Körper mit halbkreisförmigem Quer schnitt ergibt.

Als Durchführungsrohr wird ein länglicher Körper mit einem kreisförmigen, ellipsoiden oder polygonalen Querschnitt be zeichnet.

Vorteilhaft bei der erfindungsgemäß Arbeitskammer ist insbe sondere, dass automatisch, also ohne Montagetätigkeiten oder andere manuelle Eingriffe, eine sichere Abdichtung des Manipulatorarms in der Durchführung hergestellt und wieder gelöst werden kann. Dabei kann der Manipulatorarm während des Be triebs unter Beibehaltung der Abdichtung innerhalb der Durch führung bewegt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Arbeitskammer können einzelne Werkstücke in die Arbeitskammer eingebracht werden. Die Abdichtung kann, unmittelbar bevor der Arbeitsvorgang in der Kammer beginnt, automatisch bewirkt werden, beispielswei se über eine Programmablaufsteuerung, die eine pneumatisches Ventil öffnet und so Druckgas in das Dichtungselement einlei tet, wodurch das flexible Dichtungselement aufgeblasen wird und sich von innen an das Durchführungsrohr anlegt. Ein Ein griff von Bedienpersonal ist nicht erforderlich.

Nach Beendigung des Arbeitsvorgangs in der Kammer kann die Abdichtung an dem Durchführungsrohr automatisch wieder gelöst werden, so dass der Manipulatorarm frei beweglich ist und mit dem Werkstück aus der Kammer heraus bewegt werden kann.

Von Vorteil ist auch, dass der Manipulatorarm nicht unbedingt koaxial zu dem Durchführungsrohr angeordnet sein muss und zu dem innerhalb dessen verschoben werden kann, so dass die Lage des Manipulatorarms in dem Durchführungsrohr nicht exakt de finiert oder justiert sein muss. Die Arbeitskammer der Erfin dung ermöglicht noch während des Arbeitsbetriebs in der Kam mer eine Bewegung des in dem Durchführungsrohr abgedichtet liegenden Manipulatorarms in bis zu fünf Freiheitsgraden, nämlich:

- eine translatorische Bewegung parallel zur Achse des Durchführungsrohrs,
- eine Rotation um die Längsachse des Manipulatorarms,
- eine zweidimensionale Verschiebung der Längsachse des Ma nipulatorarms gegenüber der Achse des Durchführungsrohrs, in der Querschnittsebene des Durchführungsrohrs, sowie
- eine Neigung des Manipulatorarms gegenüber der Mittelachse des Durchführungsrohrs.

Da nur das Endglied des Manipulators in die Kammer eingreifen braucht, können wichtige Baugruppen des Manipulators, die auch die elektrischen Antriebe enthalten, außerhalb der Kam mer und damit außerhalb des Schmutzbereichs angeordnet sein.

Erfindungswesentlich ist, dass das Dichtungselement zum einen wenigstens eine innere Ausnehmung aufweist, so dass das Dich tungselement auf den Manipulatorarm aufziehbar ist und Mani pulatorarm und Dichtungselement hierdurch schmutzdicht ver bunden sind. Zum anderen ist vorgesehen, dass das Dichtungs element hohl ist und über ein Ventil mit Druckgas beispiels weise Druckluft, aufblasbar ist. Solange das Gas aus dem durch das Dichtungselement gebildeten Hohlkörper abgelassen ist, kann der Manipulatorarm mit dem schlaffen Dichtungsele ment einfach durch das Durchführungsrohr geführt werden. Da nach wird das Dichtungselement durch Druckbeaufschlagung in seinem Volumen erweitert, bis es an das Durchführungsrohr an gepresst wird.

In einer besonders einfachen und kostengünstigen Ausführungs form ist das Dichtungselement torusförmig nach Art eines Schwimmreifens.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Dichtungselement röhrenförmig und besteht aus einem Außenschlauch, einem vor derseitigen Halbtorus, einem rückseitigen Halbtorus und einem dichtend auf den Manipulatorarm aufziehbaren Innenschlauch, wobei jeweils der Außenumfang des Halbtorus mit einem Ende des Außenschlauchs verbunden ist und jeweils der Innenumfang ist. Das flexible Dichtungselement hat, wenn es aufgepumpt zwischen Manipulatorarm und Durchführungsrohr liegt, die Form einer doppelwandigen Röhre. Vorteilhaft ist hierbei, dass sich eine längliche Form ergibt, wodurch die Berührungsfläche zwischen Durchführungsrohr und Dichtungselement erweitert und die Dichtwirkung, insbesondere bei Bewegungen des Manipula torarms in dem Durchführungsrohr verbessert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtungselement röhrenförmig aus einem Außenschlauch, einem vorderseitigen Halbtorus, einem rückseitigen Halbtorus und zwei auf den Ma nipulatorarm dichtend aufziehbaren Ringflanschen gebildet, wobei der Außenschlauch endseitig jeweils mit dem Außenumfang des Halbtorus verbunden ist und jeweils der Innenumfang des Halbtorus an einem Ringflansch befestigt ist. Auch hier be steht eine erhöhte Dichtwirkung. Die starre Verbindung des Dichtelements mit dem Manipulatorarm über die Ringflansche verhindert außerdem, dass das Dichtungselement durch die Be wegungen des Manipulatorarms im fortwährenden Betrieb abge streift wird.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der das Durch führungsrohr wenigstens eine in Richtung des Inneren der Ar beitskammer gerichtete Spüldüse und/oder Gasdüse aufweist. Die Spüldüse kann mit Flüssigkeiten und die Gasdüse mit Druckluft betrieben werden. Nach dem Ablassen des Gases aus dem Dichtungselement entsteht ein lichter Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Dichtungselements und dem Innenumfang des Durchführungsrohrs. Verunreinigungen, die während des Be triebs bis in diesen Ringspalt eingedrungen sind, können mit der wenigstens einen Düse in die Kammer zurückgeblasen oder -gespült werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Un teransprüchen sowie den nachfolgend erläuterten Beispielen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Strahlkammer mit einem von außen eingreifenden Industrieroboter in seitli cher Schnittansicht;

Fig. 2a eine automatisch abdichtbare Durchführung in der Arbeitskammer mit einem darin eingeführten Mani pulatorarm in schematischer Schnittansicht;

Fig. 2b-2d die Durchführung aus Fig. 2 mit verschiedenen Stellungen des Manipulatorm, jeweils in schemati scher Schnittansicht;

Fig. 3a, 3b eine teilbare Arbeitskammerwandung mit Schiebe türelementen in verschiedenen Positionene in einer Ansicht von vorn; und

Fig. 4 eine weitere Ausbildung einer automatisch ab dichtbare Durchführung und des darin eingeführten Manipulatorarm in schematischer Schnittansicht.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt einer Strahlkammer 10 darge stellt. In der Strahlkammer ist ein ausschnittsweise darge stelltes Schleuderrad 110 zur abrasiven Oberflächenbehandlung angeordnet. Am Boden der Strahlkammer 10 ist eine rotierende Förderschnecke 120 vorgesehen, um herabfallendes Strahlmittel zwecks Aufbereitung und Wiederverwertung aus der Strahlkammer 10 zu fördern. Ein Industrieroboter 30 ist außerhalb der Strahlkammer 10 angeordnet. Der Industrieroboter 30 weist sechs Achsen 31.1, 32.1, 33.1, 34.1, 35.1, 36.1 und damit sechs Freiheitsgrade auf. Die Hochachse 31.1 ist eine Rotati onsachse, um die der gesamte Industrieroboter 30 gegenüber dem Fundament 130 rotierbar ist. Aufeinander folgend sind zwei Knickachsen 32.1, 33.1 angeordnet, mit denen der so ge nannte Oberarm 32.2 und der Unterarm 33.2 geneigt werden kön nen. Hierüber ist das so genannte Handgelenk 35.1, das ein weiteres Knickgelenk ist, im Raum positionierbar. Die Orien tierung des Handgelenks 35.1 in Bezug auf den Unterarm 33.2 kann noch durch eine Rotationsachse 34.1 geändert werden. Über die Rotationshandachse 36.3 ist die Roboterhand 36.2 mit dem daran angebrachten Greifer 37 rotierbar. Der Greifer kann zwei oder, insbesondere für runde Werkstücke, mehrere Spann finger aufweisen und elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbar sein, wie es an sich bekannt ist.

Die Kurve 39 kennzeichnet den durch mit dem Handgelenk 35.1 des Industrieroboters 30 erreichbaren Arbeitsraum.

Ein Werkstück 200 ist in dem Greifer 37 des Industrieroboters 30 gehalten und wird hiermit durch den Wirkungsbereich des Schleuderrads 110 geführt. Das Handgelenk 35.1 und die Robo terhand 36.2 mit dem Greifer 37 befinden sich bei der in Fig. 1 dargestellten Arbeitssituation innerhalb eines durch die Arbeitskammerwandung 11 hindurch geführten Durchführungs rohrs 12. Auf die Roboterhand 36.2 ist ein hohles, flexibles Dichtungselement 20 aufgezogen, das mit Druckluft aufgepumpt ist und an die Innenwandung des Durchführungsrohrs 12 ange presst ist, so dass ein Austritt von Schmutz aus dem Inneren der Arbeitskammer 10 unterbunden wird.

Die Abdichtung der Roboterhand 36.2 am Durchtritt durch die Arbeitskammerwandung 11 und die unter Abdichtung möglichen Bewegungen innerhalb des Durchführungsrohrs 12 sind in den Fig. 2a bis 2d dargestellt.

In dem in Fig. 2a abgebildeten Ausgangszustand befindet sich die Roboterhand 36.2 innerhalb des in die Arbeitskammerwan dung 11 eingesetzten Durchführungsrohrs 12. Die Mittelachsen der Roboterhand 36.2 und des Durchführungsrohrs 12 fluchten. Auf die Roboterhand 36.2 ist ein Dichtungselement 20 aufgezo gen. Dieses ist mit Druckluft aufgepumpt worden, so dass es sich an die Innenwandung des Dichtungselement 20 anlegt und den Ringspalt zwischen der Roboterhand 36.2 und dem Dich tungselement 20 über den gesamten Umfang ausfüllt.

Die Roboterhand 36.2 kann erfindungsgemäß innerhalb des Dich tungselements 20 und unter Aufrechterhaltung der durch das Dichtungselement 20 bewirkten Abdichtung wie folgt bewegt werden:

- Verschiebung parallel zur Mittelachse des Dichtungsele ments 20 entlang einer mit 41 bezeichneten Roboterhand- Verschiebungsrichtung;
- zweidimensionale Verschiebung der Roboterhand 36.2 in der Querschnittsebene des Durchführungsrohrs 12, entweder in einer mit 42 bezeichneten, vertikalen Handgelenk-Ver schiebungsrichtung oder in einer mit 45 (vgl. Fig. 3c) be zeichneten horizontalen Handgelenk-Verschiebungsrichtung;
- Rotation der Roboterhand 36.2 um die Roboterhandachse 36.3 (vgl. Fig. 2c) in der mit 43 bezeichneten Roboterhandach sen-Rotationsrichtung; und
- Neigung der Roboterhand 36.2 gegenüber der Rohrmittelachse des Durchführungsrohrs 12 durch Schwenken des Handgelenks 35.1 in der mit 44 bezeichneten Handgelenk-Schwenk richtung.

Wie Fig. 2b zeigt, ist die Roboterhand 36.2 durch eine trans latorische Verschiebung in Richtung des Pfeils 41 in die Ar beitskammer 10 hinein geschoben worden. Dabei ist das Dich tungselement 20 teilweise aus dem Durchführungsrohr 12 ausge treten. Es liegt jedoch mit einem ausreichenden Teil seines Volumens noch innerhalb des Durchführungsrohrs 12, so dass die Abdichtung aufrecht erhalten bleibt.

Das Dichtungselement 20 besteht aus einem vorderen Halbtorus 21 und einem hinteren Halbtorus 22, deren äußere Umfänge durch einen Außenschlauch 23 verbunden sind, sowie aus zwei Ringflanschen 26, 27, über die eine feste Kopplung des jewei ligen inneren Umfangs des Halbtorus 21, 22 mit der Roboter hand 36.2 hergestellt ist.

In Fig. 2c ist eine Position dargestellt, in der die Roboter hand 36.2 durch eine Verschiebung des Handgelenks 35.1 in der Handgelenk-Verschiebungsrichtung 42 angehoben worden ist. Die Roboterhandachse 36.3 liegt oberhalb der, nicht dargestell ten, Mittelachse des Durchführungsrohrs 12. In der abgebilde ten Position hat das Dichtungselement 20 oberhalb der Robo terhand 36.2 ein geringeres Volumen. Aufgrund der allseitigen Druckausbreitung in dem hohlen Dichtungselement 20 ist mit der Aufwärtsbewegung der Roboterhand 36.2 eine größere Menge Druckluft in den unteren Bereich gedrückt worden, so dass die Abdichtung dort aufrecht erhalten bleibt.

Die Abdichtung bleibt bei der erfindungsgemäß abgedichteten Durchführung für einen in die Arbeitskammer eingreifenden Ma nipulatorarm selbst dann bestehen, wenn nach der in Fig. 2c dargestellten Verschiebung 42 die Roboterhand 36.2 noch zu sätzlich durch eine mit 44 bezeichnete Handgelenk-Schwenk bewegung um die Handgelenksachse 35.1 geschwenkt wird, so dass die Roboterhandachse 36.3 schräg gegenüber der Mittelachse des Durchführungsrohrs 12 geneigt ist, wie in Fig. 2d dargestellt ist.

Vorzugsweise ist, wie Fig. 3b zeigt, die Arbeitskammerwandung zweiteilig, in Form von zwei gegeneinander verschiebbaren Schiebetürelementen 11.1, 11.2 ausgeführt. Auch das Durchfüh rungsrohr 12 ist zweiteilig aus zwei Halbschalen 12.1, 12.2 gebildet, die jeweils im Bereich der Stoßkante 14 in die Schiebetürelemente 11.1, 11.2 eingesetzt sind. Liegen die Schiebetürelemente 11.1, 11.2 an der Stoßkante 14 aneinander, so ergänzen sich die Halbschalen 12.1, 12.2 zu dem Durchfüh rungsrohr 12. Durch die Teilung kann die Arbeitskammer 10 zwischen den auseinander geschobenen Schiebetürelementen 11.1, 11.2 so weit geöffnet werden, dass auch große Werkstüc ke mit dem Industrieroboter 30 in die Kammer eingebracht wer den können, die nicht mehr durch ein einteiliges Durchfüh rungsrohr 12 hindurch zu führen sind. Außerdem kann die Zy kluszeit verkürzt werden, da nicht mehr das vollständige Er schlaffen des Dichtungselements 20 durch Ablassen von Druck gas abgewartet werden braucht. Durch Auffahren der Schiebetü relemente 11.1, 11.2 wird die Roboterhand 36.2 mitsamt dem Dichtungselement 20 schlagartig freigelegt. Die Roboterhand 36.2 kann sofort mit dem in dem Greifer 37 gehaltenen Werk stück 200 aus der Arbeitskammer 10 heraus zu einer Entladepo sition transportiert werden. Während des Transports des schon bearbeiteten Werkstücks und der Aufnahme eines weiteren Werk stücks kann der Druck aus dem Dichtungselement 20 allmählich abgelassen werden, damit das Dichtungselement 20 zur Herstel lung der Abdichtung im nächsten Fertigungszyklus vorbereitet ist.

Das Zusammenwirken des Industrieroboter 30 mit den Schiebe türelementen 11.1, 11.2 sei unter Bezug auf die Fig. 3a bis 3c erläutert.

Fig. 3a zeigt die geöffnete Stellung der Schiebetürelemente 11.1, 11.2 mit den Halbschalen 12.1, 12.2, nachdem die hier nicht dargestellte Roboterhand etwa im Bereich der Mittelli nie 15 in die Arbeitskammer 10 eingeschwenkt ist.

Jedes der Schiebetürelemente 11.1, 11.2 kann über einen Pneu matikzylinder 50 verschoben werden. Hierzu ist jeweils am En de einer Kolbenstange 51 des Pneumatikzylinders 50 ein fern betätigbarer Kupplungsstift 52 angebracht, der im ausgefahre nen Zustand in eine entsprechende Kupplungsaufnahme 54 an der Oberkante des Schiebetürelements 11.1, 11.2 eingreift. Durch Druckbeaufschlagung des Pneumatikzylinders 50 werden die Schiebetürelemente 11.1, 11.2 zur Mittellinie 15 hin gescho ben, bis sie an einer Stoßkante 14 aneinanderstoßen und eine geschlossene Arbeitskammerwandung 11 ausbilden, wie insbeson dere Fig. 3b zeigt. Die Halbschalen 12.1, 12.2 ergänzen sich gleichzeitig zu einem geschlossenen Durchführungsrohr 12, das die Roboterhand umhüllt. Die beiden Schiebetürelemente 11.1, 11.2 werden noch durch eine nicht dargestellte, fernbetätig bare Kupplungsvorrichtung miteinander verbunden.

Der Kupplungsstift 52 wird anschließend jeweils fernbetätigt aus der Kupplungsaufnahme 54 heraus gezogen, so dass die Schiebetürelemente 11.1, 11.2 von ihrem Antrieb 50 entkoppelt sind. Damit ist das Paket der untereinander verbundenen Schiebetürelemente 11.1, 11.2 allein durch die Bewegung des Industrieroboters 30 in der mit 45 in Fig. 3c bezeichneten Richtung verschiebbar. Die Roboterhand 37 mit dem gehaltenen Werkstück 200 kann innerhalb der Arbeitskammer 10 über eine noch größere Distanz bewegt werden, als durch die Bewegung der Roboterhand innerhalb des Durchführungsrohrs 12.

Um die Roboterhand 36.2 und den flexiblen Dichtungsbalg des Dichtungselements 20 vor Verschmutzungen und/oder vor Beschä digungen zu schützen, beispielsweise durch Strahlmittel, kann eine Prallplatte 60 zwischen der Roboterhand 36.2 und dem Greifer 37 angeordnet sein, wie Fig. 4 zeigt. Strahlmittel, das in Richtung des Durchführungsrohrs 12 mit dem darin ge führten Roboter 30 wirkt, wird durch die Prallplatte 60 zu rückgehalten. Bei Arbeitsvorgängen, bei denen das Werk stück 200 nur um die Roboterhandachse 36.3 rotiert werden braucht, ohne dass eine weitere Bewegung der Roboterhand 36.2 innerhalb des Durchführungsrohrs 12 notwendig ist, kann durch die Prallplatte 60 bereits eine ausreichende Abdichtung er reicht werden. Hierzu weist die Prallplatte 60 einen Ringka nal 62 auf, der einen entsprechenden Vorsprung 13 an dem Durchführungsrohr 12 umgibt. Die so ausgebildete Laby rinthdichtung hält bereits einen großen Teil des Schmutzes aus der Arbeitskammer 10 zurück. Durch Aufblasen des Dich tungselements 20 kann unabhängig von der Labyrinthdichtung eine zusätzliche, hermetisch wirkende Dichtung hergestellt werden.

Eine Labyrinthdichtung kann auch durch eine Prallplatte er zielt werden, die randseitig einen ringförmigen Kragen auf weist, welcher in einer Ausgangsstellung des Industrierobo ters das ins Innere gerichtete Ende des Durchführungsrohrs 12 umgibt. Die Prallplatte schützt dann den Eintritt des Durch führungsrohrs 12 wie ein Deckel auf einer Schüssel. Damit wird eine für viele Anwendungsfälle ausreichende Dichtwirkung erzielt.

Bezugszeichenliste

10

Arbeitskammer

11

Arbeitskammerwandung

11.1

,

11.2

Schiebetüren

12

Durchführungsrohr

13

Vorsprung

14

Stoßkante

15

Türenmittelachse

20

Dichtungselement

21

vorderseitiger Halbtorus

22

rückseitiger Halbtorus

23

Außenschlauch

26

,

27

Ringflansch

31.1

Hochachse

32.1

Knickachse

31.2

Oberarm

33.1

Knickachse

33.2

Unterarm

34.1

Rotationsachse

35.1

Handgelenk

36.1

Rotationsachse

36.2

Roboterhand

36.3

Roboterhandachse

37

Greifer

39

Arbeitsraum

41

Roboterhand-Verschiebungsrichtung

42

Handgelenk-Verschiebungsrichtung

43

Roboterhandachsen-Rotationsrichtung

44

Handgelenk-Schwenkrichtung

50

Pneumatikzylinder

51

Kolbenstange

52

Kupplungsstift

54

Kupplungsaufnahme

60

Prallplatte

62

Ringkanal

110

Schleuderrad

120

Förderschnecke

130

Fundament

200

Werkstück

Claims

1. Arbeitskammer (10) mit einer automatisch abdichtbaren Durchführung für einen in die Arbeitskammer eingreifen den Manipulatorarm mit

- wenigstens einer mit einer Ausnehmung versehenen Ar beitskammerwandung (11);
- einem Durchführungsrohr (12), das in die Ausnehmung in der Arbeitskammerwandung (11) eingesetzt ist und mit dieser verbunden ist;
- einem hohlen, über ein Ventil mit Druckgas beaufschlagbaren flexiblen Dichtungselement (20), das mittels seiner wenigstens einen innenliegenden Aus nehmung dichtend auf einen Manipulatorarm aufzuziehen ist und das eine den Manipulatorarm vollumfänglich umhüllende Wandung aufweist, welche bei Beaufschla gung des Dichtungselements (20) mit Druckgas an die Innenwandung (23) des Durchführungsrohrs (12) anleg bar ist.

2. Arbeitskammer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Dichtungselement (20) torusförmig ist.

3. Arbeitskammer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Dichtungselement (20) röhrenförmig ist und aus einem Außenschlauch (23), einem vorderseitigen Halb torus (21), einem rückseitigen Halbtorus (22) und zwei auf den Manipulatorarm dichtend aufziehbaren Ringflan schen (26, 27) gebildet, wobei der Außenschlauch (23) endseitig jeweils mit dem Außenumfang des Halbtorus (21, 22) verbunden ist und jeweils der Innenumfang des Halbtorus (21, 22) an einem Ringflansch (26, 27) befes tigt ist.

4. Arbeitskammer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Dichtungselement (20) röhrenförmig ist und aus einem Außenschlauch (23), einem vorderseitigen Halb torus (21), einem rückseitigen Halbtorus (22) und einem dichten auf den Manipulatorarm aufziehbaren Innen schlauch gebildet ist, wobei jeweils der Außenumfang des Halbtorus (21, 22) jeweils mit einem Ende des Außen schlauchs verbunden ist und jeweils der Innenumfang des Halbtorus (21, 22) mit einem Ende des Innenschlauchs verbunden ist.

5. Arbeitskammer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass das Durchführungsrohr (12) zweiteilig aus zwei Halbschalen (12.1, 12.2) gebildet ist und die Arbeitskammerwandung (11) an einer Stoßkante (14) teilbar ist und zwei gegeneinander verschiebbare Schiebetürelemente (11.1, 11.2) mit jeweils einer Halb schale (12.1, 12.2) an der Stoßkante (14) umfasst, wobei sich bei den an der Stoßkante (14) aneinanderliegenden Schiebetürelementen (11.1, 11.2) die Halbschalen (12.1, 12.2) zu dem Durchführungsrohr (12) ergänzen.

6. Arbeitskammer (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass die Schiebetürelemente (11.1, 11.2) über ein Kupplungselement mit einem translatorischen Antrieb koppelbar sind.

7. Arbeitskammer (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass das Kupplungselement ein Kupplungsstift (52) ist und der translatorische Antrieb mittels eines Pneu matikyzlinders (50) bewirkt wird.

8. Arbeitskammer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, dass das Durchführungsrohr (12) wenigstens eine in Richtung des Inneren der Arbeitskam mer (10) gerichtete Spüldüse aufweist.

9. Arbeitskammer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ge kennzeichnet durch eine Prallplatte (60), die zwischen einer Roboterhand (36.2) und einem Greifer (37) des in die Arbeitskammer (10) eingreifenden Manipulararms be festigbar ist und die den flexiblen Dichtungsbalg des Dichtungselements (20) zur Arbeitskammer hin abdeckt.

10. Arbeitskammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatte (60) randseitig einen ringförmigen Kragen aufweist, welcher das ins Innere gerichtete Ende des Durchführungsrohrs (12) umgibt.

11. Arbeitskammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatte (60) einen Ringkanal (62) aufweist und das Durchführungsrohr (12) einen zu dem Ringkanal (62) kompatiblen Vorsprung (13) aufweist, wobei in einer Ausgangsstellung des Manipulatorarms der Ringkanal (62) und der Vorsprung (13) ineinander greifen und eine Laby rinthdichtung ausbilden.