DE9201639U1 - Rahmenkonstruktion zum Aufbau einer Reinraumdecke - Google Patents

Rahmenkonstruktion zum Aufbau einer Reinraumdecke

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Description

-1- Ü9201067
07.02.92 H92/04
Rahmenkonstruktion zum Aufbau einer Reinraumdecke
Die Erfindung betrifft eine Rahmenkonstruktion zum Aufbau einer Reinraumdecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bestimmte Produktionsverfahren, z.B. der Mikroelektronik, der Feinwerkmechanik, der Optik oder der Pharmazie, benötigen reine, staubfreie Atmosphären, d.h. sie benötigen sogenannte Reinräume. Reinräume werden z.B. mit Hilfe von reinraumtechnische Einrichtungen enthaltenen Zwischendecken, sogenannten Reinraumdecken, aufgebaut. Dabei wird angesaugte Luft in der Reinraumdecke hochgradig gefiltert und, zumindest in den hochreinen Zonen, in turbulenzarmer Verdrängungsströmung (Laminar-Flow-Technik) durch den Reinraum geführt.
Die bekannten Reinraumdecken weisen fliesenartig angeordneten Module
und eine die Module tragende Rahmenkonstruktion auf. Die Rahmenkon- — struktion besteht aus zu einem Raster zusammengesetzten Profilen, auf
denenjjie Module aufliegen und ggf. angepreßt sind. Sie ist über an den Oberseiten der Profile befestigte Aufhängungen, z.B. Gewindestangen, an der Gebäudedecke befestigt. Dazu weisen die Profile an ihren Decken Vorrichtungen zum Befestigen der Aufhängungen, z.B. durchgehende Schienen oder Nuten, oder auch einzelne Bohrungen, auf.
Die Module einer Reinraumdecke können z.B. Hochleistungs-Schwebstoff-Filter oder Einheiten, die neben einem Filter auch einen Ventilator beinhalten, sein. Sie können auch, je nach Raumaufteilung, unterschiedlich sein: z.B. Filtereinheiten, Rücklufteinheiten und Blindeinheiten, wie aus der EP-A1 0 196 33 bekannt.
Bei der in der EP-A2 0 202 110 beschriebenen Reinraumdecke sind die Module beispielsweise als Filter- oder Beleuchtungseinheiten ausgebildet. Die Rahmenkonstruktion besteht aus V-förmigen Profilen, die mit Hilfe vieler verschiedener Verbindungsteile zusammengesetzt sind. Die Reinraumdecke
-2- U9201O67
gehört zu einer fest installierten Reinraumanlage. Die Profile und die unterschiedlichen Verbindungsteile sind aufwendig herzustellen und aufwendig zu montieren. Eine solche Reinraumdecke ist nicht einfach ab- oder aufzubauen.
5
Eine weitere fest installierte Reinraumdecke ist aus der EP-B1 0 301 129 bekannt. Die Rahmenkonstruktion mit T-förmigen Profile, wobei die Module auf den Schenkeln des auf den Kopf gestellten T's liegen, benötigt ebenfalls Verbindungsteile.
Eine Reinraumdecke mit einer gattungsgemäßen Rahmenkonstruktion ohne Verbindungsteile ist aus der EP-A1 0 196 333 bekannt. In den Kreuzungspunkten sind die ebenfalls T-förmigen Profile mit Hilfe von außen an den Profilen angebrachterrWinkeln aneinandergeschraubt. Nachteil dieser Rahmenkonstruktion ist, daß ihre Profile, insbesondere die Schenkel des T's, nicht stark genug sind, auch schwerere Module mit einem Ventilator und Hochleistungsschwebstoff-Filter, wie sie z.B. der DE-A 41 22 582 beschrieben sind, zu tragen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rahmenkonstruktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu entwickeln, die einerseits stabil genug ist, auch schwerere Module zu tragen, die andererseits aber einfach zu montieren, einfach herzustellen und gleichzeitig dicht ist.
Die Aufgabe ist durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Rahmenkonstruktion liegen die Module auf den Decken der zu einem Raster zusammengesetzten, rechteckigen Profile auf. Dabei verlaufen die längeren Seiten der rechteckigen Profile je nach Anforderungen des Reinraumes, wie Rastergröße, Gewicht der Module, Größe des benötigten Montageraumes oder Strömungsbedingungen horizontal oder vertikal. Auf der Decke der Profile befinden sich bekannte Vorrichtungen zum Befestigen der Aufhängungen, z.B. durchgehende Schienen oder Nuten, wie in der EP-A2 0 202 110 und in der EP-B1 0 196 333 beschrieben, oder auch einzelne in einen Hohlraum mündende Bohrungen, wie in der EP-B1 0 301
-3- U9201067
129, auf. Wichtig ist dabei, daß über die gesamte Breite der Profile eine durch die Auflagefläche der Profile auf den Oberseiten führende Dichtfläche, die den Raum oberhalb der Reinraumdecke, das sogenannte Plenum, und den Reinraum luftdicht voneinander trennen, gewährleistet ist. 5
Die Vorteile eines rechteckigen Querschnitt sind, daß die Profile bei annähernd gleichem Gewicht wesentlich stabiler und damit tragfähiger sind als solche mit T-förmigen Querschnitt. Die Rahmenkonstruktion kann auch schwerere Module mit Hochleistungsschwebstoff-Filtern und Ventilatoren tragen. Ein geringes Gewicht der Profile vereinfacht z.B. die Montage der Reinraumdecke.
Ein weiterer Vorteil des rechteckigen Querschnittes ist, daß die Profile schmal ausgebildet sind und die Module durch die Auflage auf den Oberflächen der Profile verhältnismäßig dicht zueinander angeordnet werden können. Dadurch ist eine hohe Filterbelegung der Reinraumdecke möglich. Außerdem verursachen die Profile kaum Störungen des Verlaufes der laminaren Strömung im Reinraum.
Der rechteckige Querschnitt der Profile ermöglicht, an den Böden der Profile abnehmbare Platten vorzusehen. Dadurch kann der annähernd rechteckige Hohlraum im Inneren der Profile als Montageraum, z.B. zum Verlegen von Versorgungsleitungen vor allem für Strom, evtl. auch für Druckluft oder Gas, genutzt werden. Auch senkrechte Durchführungen von Rohren oder Kabeln, z.B. Sprinklerdurchführungen, sind bei einem rechteckigen Querschnitt möglch, bei einem T-förmigen jedoch nicht.
Gemäß Anspruch 2 weisen die Profile im oberen Viertel je eine horizontal verlaufende, mindestens einen oberen Hohlraum vom Montageraum abgrenzende Zwischenwand auf. Diese Zwischenwand ermöglicht zusammen mit der abnehmbaren Platte eine einfache Verbindung von Profilen durch im Innern der Profile angeordnete, einfach zu montierende Winkel.
Bei einer Verbindung zweier Profile stößt z.B. ein als Querträger angeordnetes, erstes Profil mit seiner ggf. mit einer Dichtung versehenen Vorderseite
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auf eine Seitenfläche eines als Längsträger angeordneten, zweiten Profiles. Die Profile werden durch einen im Montageraum des ersten Profiles befindlichen Winkel, dessen waagerecht angeordneter Schenkel an der Zwischenwand des ersten Profiles und dessen senkrecht angeordnete Schenkel an der Seitenwand des zweiten auf Höhe des Montageraumes mit normalen Schrauben befestigt ist, verbunden. Diese Montage der Profile ist bei abgenommener Platte mit einfachen Werkzeugen zur Befestigung der Schrauben durchführbar.
Die Schrauben ragen in den Montageraum des zweiten Profiles bzw. in den durch die Zwischenwand gebildeten oberen Hohlraum des ersten Profiles. Durch die Zwischenwand wird daher eine einfache Montage ohne Beeinträchtigung der Dichtfläche zwischen Plenum und Reinraum gewährleistet.
Besonders vorteilhaft ist auch, daß im montierten Zustand, wenn die Platte den Boden abdeckt, keine Teile der Schraubverbindung in den Reinraum ragen. Turbulenzen und damit Ablagerungen werden vermieden.
- Die Seitenwände der Profile weisen gemäß Anspruch 3 je eine Vertiefung zur
Aufnahme der Winkel auf. Bei der Befestigung eines Profiles an einem anderen wird der Winkel in dieser Vertiefung geführt, wodurch die Montage weiter vereinfacht wird. Die Seitenfläche der Seitenwand oberhalb der Vertiefung dient als Dichtfläche für das anstoßende Profil.
Durch die Aufteilung des oberen Hohlraumes mit Hilfe zweier Zwischenwände in drei Hohlräume gemäß Anspruch 4, von denen der mittlere durch einen Schlitz als Vorrichtung zur Befestigung der Aufhängungen ausgebildet ist, ermöglicht sowohl eine einfache Form dieser Vorrichtung als auch eine einfache Verbindung der Profile über Winkel ohne Beeinträchtigung der Abdichtung. Die Schrauben zur Befestigung der Winkel ragen dabei in die beiden äußeren Hohlräume.
Gemäß Anspruch 5 weisen die Profile an ihren Seitenwänden im Montageraum und an ihren horizontal verlaufenden Zwischenwänden Verdickungen zur Befestigung der Schrauben auf. Die Verdickungen verlaufen über die ge-
-5- U92iÖ1067
samte Länge der Profile. Die Verdickungen gewährleisten eine sichere Befestigung und erhöhen die Stabilität der Profile.
Außerdem können die Profile gemäß Anspruch 6 an den Seitenwänden und den Zwischenwänden mit Anrißrillen zur Befestigung der Schrauben versehen sein. Sie erleichtern das Zentrieren von Bohrungen für die Befestigung der Winkel mittels Schrauben.
Die abnehmbaren Platten gemäß Anspruch 7 mit vorstehenden Federn zu versehen, erleichtert das Abnehmen und Anbringen der Platten.
Gemäß Anspruch 8 sind Breite und Höhe der Profile etwa gleich groß. Aufgrund dieser Geometrie wird eine besonders hohe Tragfähigkeit erreicht. Die Profile sind auch für schwerere Module besonders gut geeignet.
Die Profile können auch, wie in Anspruch 9 beschrieben, abgedichtete Sprinklerdurchführungen aufweisen. Dabei werden die Sprinklerdurchführungen durch wie bei den Winkeln angeordnete, in die beiden äußeren — Hohlräume ragende Schrauben befestigt. Auch die Montage von Sprinkler-
durchführungen ist daher bei den erfindungsgemäßen Profilen einfach möglich. ~~
Statt mit einer abnehmbaren Platte kann der Boden des Profils auch, wie in Anspruch 10 beschrieben, z.B. mit abnehmbaren Leuchten oderTrennwänden für den Reinraum, die dann ebenfalls einfach montiert werden können, versehen sein.
In der folgenden Zeichnung wird die Erfindung anhand schematischer Darstellungen weiter erläutert.
30
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Profil; derselbe Querschnitt ist in Figur 2 dargestellt, wobei jedoch die untere Platte abgenommen ist.
-6- Ü920T067
In den Figuren 3 und 4 ist eine Verbindung der Profile dargestellt.
Figur 5 zeigt eine Sprinklerdurchführung durch ein Profil, Figur 6 ein Profil mit einer Zwischenwand und Figur 7 ein Profil mit einer strömungsgünstigen Reinraumleuchte in Tropfenform.
Die Anordnung der Module auf der Rahmenkonstruktion ist in den Figuren 8 bis 10 dargestellt, wobei Figur 8 der Querschnitt eines Profiles, Figur 9 einen Rasterausschnitt der Rahmenkonstruktion mit einem Modul und Figur 10 eine Reinraumdecke zeigt.
Eine Rahmenkonstruktion zum Aufbau einer Reinraumdecke aus Modulen 1 weist Profile auf, die zu einem Raster zusammengesetzt sind. Der, z.B. in den Figuren 1 und 2 dargestellte Querschnitt eines Profiles ist rechteckig. In diesem Beispiel ist der Querschnitt annähernd quadratisch mit einer etwas größeren Breite als Höhe, d.h. die Breite einer Decke 2 bzw. eines Bodens 3 ist etwas größer als die Höhe von Seitenwänden 4, 5 des Profiles.
— Im oberen Viertel des Profiles befindet sich eine über die gesamte Breite des
Profiles, horizontal verlaufende Zwischenwand 6, die einen oberen Hohlraum von einem darunter liegenden Montageraum 7 abgrenzt. Der obere Hohlraum wird durch zwei vertikal verlaufende Zwischenwände 8, 9 in drei etwa gleichgroße Hohlräume 10,11,12 aufgeteilt. Der mittlere Hohlraum 11 weist einen in der Mitte der Decke 2 verlaufenden Schlitz 13 auf. Die Breite des Schlitzes 13 beträgt etwa die Hälfte der Breite des mittleren Hohlraumes 11. Durch den Schlitz 13 bildet der mittlere Hohlraum 11 eine Nut zur Befestigung von Aufhängungen, z.B. von Gewindestangen 14.
Der den Montageraum 7 begrenzende Boden 3 des Profiles weist eine abnehmbare Platte 15 auf. Die Platte 15 erstreckt sich über die gesamte Breite des Profiles und weist im Bereich ihrer seitlichen Ränder ins Innere des Montageraumes 7 vorstehende Federn 16 zur Befestigung der Platte 15 am Profil auf. Die Federn 16 sind mit kleinem Abstand zu den Rändern der Platte 15 angeordnet. Entsprechend weist der Boden 3 zwei schmale, an den
-7- &udigr;920&Idigr;067'
Rändern verlaufende Streifen auf, die mit Federn 16 entsprechenden Vorsprüngen 17 zum Einrasten dieser Federn 16 versehen sind.
Bei der in Figur 3 dargestellten Verbindung stoßen zwei als Querträger 18 angeordnete, erste Profile mit ihren Vorderseiten auf die äußeren Flächen der Seitenwände 4 und 5 eines als Längsträger 19 angeordneten, zweiten Profiles. Die Profile werden durch je einen in den Montageräumen 7 der Querträger 18 angeordneten Winkel aneinander befestigt. Dabei ist jeweils der vertikal angeordnete Schenkel 20 an den Seitenwänden 4 und 5 der Längsträger 19 mit einer in den Montageraum 7 des Längsträgers 19 ragenden Schraube 21 und der horizontal angeordnete Schenkel 22 des Winkels an den Zwischenwänden 6 der Querträger 18 mit insgesamt vier, je zwei in die beiden äußeren Hohlräume 10 und 12 ragenden Schrauben 23 befestigt. Dazu weisen die Winkel an den Befestigungsstellen der Schrauben 21, 23 Bohrungen und entsprechend die Zwischenwände 6 und die Seitenwände 4, 5 Bohrungen auf.
Die Seitenwände 4, 5 der Profile weisen an ihren äußeren Flächen Ver-— tiefungen zur Aufnahme und Justierung der Winkel auf. Diese beginnen mit einer kleinen Stufe 24 auf Höhe der Unterkante der Zwischenwand 6 und enden mit einer entsprechenden Stufe 25 in der Nähe des Bodens 3. Die Höhe der Vertiefung entspricht der Höhe der vertikalen Schenkel 20 der Winkel.
Die Befestigungsstellen der Schrauben 21 befinden sich auf mittlerer Höhe der Vertiefungen. Im Bereich um diese mittlere Höhe der Vertiefungen weisen die Seitenwände 4 und 5 des Profiles jeweils an ihrer inneren Fläche eine Verdickung 26 und an ihrer äußeren Fläche genau auf der mittleren Höhe eine Anrißrille 27 auf. ,
Auch die Zwischenwand 6 weist auf ihrer Decke in den beiden Hohlräumen 10,12 im Bereich der etwas zur Mitte versetzten Befestigungsstellen der Schrauben 23 Verdickungen 28 und auf ihrer Unterseite entsprechende Anrißrillen 29 auf.
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Zur Abdichtung ist jeweils die Vorderseite der anstoßenden Querträger 18, zumindest entlang der Decke 2, der vertikalen Zwischenwände 8 und 9 und der Zwischenwand 6 des mittleren Hohlraumes 11 mit einer Dichtung 30, z.B. auf Teflon, versehen.
5
Wie in Figur 5 dargestellt, können in der Rahmenkonstruktion Sprinklerdurchführungen vorgesehen sein. Dazu ist das Profil mit einem in der Mitte, vertikal angeordneten Rohr 31, das durch Bohrungen 32 in der Decke 2, der Zwischenwand 6, den Seitenwänden 8 und 9 und der Platte 15 geführt ist, versehen. Der Durchmesser der Bohrungen liegt zwischen dem inneren und äußeren Abstand der beiden vertikalen Zwischenwände 8 und 9. Zur sicheren Abdichtung muß bei den Bohrungen immer ein Teil der Zwischenwände 8 und 9 stehenbleiben.
Abgedichtet wird das Rohr 31 mit Hilfe einer an der Zwischenwand 6 festgeschraubten Platte 33, die einen Dichtring 34 an den Umfang des Rohres 31 und die Zwischenwand 6 drückt. Die Befestigungsstellen der Schrauben 35 dieser Platte 33 entsprechen denen der Winkel. Das Rohr 31 ragt etwas — durch die Platte 15 und mündet in einem Sprinkler 36.
_'
Der Boden 3 der Profile kann mit weiteren Einrichtungen des Reinraumes, wie z.B. einer in Figur 6 dargestellten Trennwand 37 versehen sein. Zur Befestigung der Trennwand 37 stößt ein weiteres, auf den Kopf gestelltes, rechteckiges U-Profil 38 gleicher Breite an den Boden 3 und ist mit Hilfe zweier Befestigungsplatten 39, 40 daran befestigt.
Die beiden Befestigungsplatten 39, 40 verlaufen parallel zur Zwischenwand 6. Die obere Befestigungsplatte 39 befindet sich im Montageraum 7, wo sie auf inneren Vorsprüngen 41 der Seitenwände 4 und 5 aufliegt. Die Vor-Sprünge 41 befinden sich auf Höhe der unteren Stufe 25.
Die untere Befestigungsplatte 39 befindet sich im Hohlraum 42 des zweiten Profiles 38 und liegt unterhalb dessen Decke an. Untere und obere Befestigungsplatte 39, 40 sind mit in der Mitte angeordneten, durch die Decke des zweiten Profiles 38 ragende Schrauben 43 miteinander verbunden.
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Das zweite Profil 38 weist in den unteren Ecken Dichtungslippen 44 zur in den Hohlraum 42 ragenden Trennwand 37 auf.
Der Boden 3 kann auch mit einer unterhalb der Platte 15 befestigten Leuchte 45 versehen sein. In dem in Figur 7 dargestellten Beispiel ist eine tropfenförmige Leuchte 45 über ein weiteres, rechteckiges Profil 46 mit gleicher Breite an der Zwischenwand 6 mittels Schrauben 47 befestigt.
Figur 7 zeigt auch eine Gewindestange 14 zur Befestigung der Rahmenkonstruktion an der Gebäudedecke.
Im montierten Zustand liegen die Module 1 auf den Decken 2 der Profile auf. Die Hochleistungs-Schwebstoff-Filter werden von der Reinraumseite her eingebaut und mit Speziäl-Dichtmittel 48 abgedichtet.

Claims (10)

-10- &Ogr;92&Oacgr;&Idigr;&Ogr;67 Schutzansprüche:
1. Rahmenkonstruktion zum Aufbau einer Reinraumdecke aus Modulen mit zu einem Raster zusammengesetzten Profilen, auf denen die Module aufliegen, wobei die Profile an ihren Decken Vorrichtungen zur Befestigung von Aufhängungen aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Querschnitt der Profile rechteckig ist, wobei Montageräume (7) begrenzende Böden (3) der Profile abnehmbare Platten (15) aufweisen. 10
2. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile im oberen Viertel je eine horizontal verlaufende, mindestens einen oberen Hohlraum vom Montageraum (7) abgrenzende Zwischenwand (6) aufweisen und zwei aufeinanderstoßende Profile durch im Montageraum
(7) angebrachte Winkel verbunden sind.
3. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Seitenwände (4, 5) der Profile je eine auf Höhe der Zwischenwand (6)
__ beginnende Vertiefung zur Aufnahme der Winkel aufweisen.
4. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Hohlraum durch zwei senkrechte Zwischenwände (8, 9) in drei etwa gleichgroße Hohlräume (10,11,12) aufgeteilt ist, wobei der mittlere Hohlraum (11) durch einen Schlitz (13) in der Decke (2) der Profile als Vorrichtung zur Befestigung von Aufhängungen ausgebildet ist.
5. Rahmenkonstruktion Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile an ihren Seitenwänden (4, 5) im Montageraum (7) und an ihren Zwischenwände (6) in den Hohlräumen (10,12) Verdickungen (26, 28) aufweisen.
6. Rahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile an ihren Seitenwänden (4, 5) im Montageraum (7) und an ihren Zwischenwänden (6) in den Hohlräumen (10,12) mit Anrißrillen (27, 29) versehen sind.
-11- U92Ö1Ö67
7. Rahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die abnehmbaren Platten (15) vorstehenden Federn (16) aufweisen.
8. Rahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Breite und Höhe der Profile etwa gleich groß ist.
9. Rahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie Sprinklerdurchführungen aufweisen.
10. Rahmenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Boden des Profils mit einer abnehmbaren Reinraumeinrichtung, z.B. Reinraumleuchte (45) oder Trennwand (37), versehen ist.
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