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Zum Ein- und Ausschleusen und zum Transport von Gegenständen in einem
Vakuumraum dienende Vorrichtung Die Hauptpatentannieldung betrifft eine zum Ein-und
Ausschleusen, zum Transport und zum Speichern von Fotoplatten dienende Vorrichtung,
die aus einer mit einem vakuum,dicht schließenden Deckel versehenen, für sich evakuierbaren
und belüftbaren Vorkammer und einer kreisförmigen Hauptkammer besteht, in der sich
eine als Werkstückträger dienende Scheibe befindet, die sich um ihre Achse drehen
läßt und die sich durch Verschiebung entlang dieser Achse gegen zwei Gummidichtungen
anpreßt.
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Diese Vorrichtung kann auch zum zeitweiligen Einführen anderer Gegenstände
in Vakuumapparaten dienen, in denen die Gegenstände z. B. mit metallischen oder
nichtmetallischen Schichten durch Vakuumverdampfung des betreffenden Materials Überzogen
oder in denen sie beispielsweise mit Elektronenstrahlen einer Bearbeitung unterworfen
werden sollen. Der letztgenannte Vorgang kann z. B. im Bohren feinster L5cher in
Metalle, Glas, Korund oder ähnliche Materialien mit Hilfe eines entsprechend gebündelten
Elektronenstrahles nach bekannten Verfahren bestehen. Es können jedoch auch grundsätzlich
andere Bearbeitungsverfahren im Hochvakuum oder bei sehr stark verminderten Drücken,
wie z. B. unter Verwendung von Glimmentladungen, ins Auge gefaßt werden.
Erfindungsgemäß wird die Vorrichtung nach der Hauptpatentannieldung zum Ein- und
Ausschleusen, zum Transport und zum Speichern von Werkstücken in Hochvakuumapparaturen
verwendet, wobei die eine Gummidichtung die zur Vo#rkammer führende öffnung, die
andere die als Zugang zum Vakuumgerät dienende Öffnung derart umsehließt, daß beide
Öffn#ungen hochvakuurndicht verschlossen sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematich
dargestellt.
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In der kreisförmigen Kammer i befindet sich eine Kreisscheibe 2, die
durch eine zentrale Achse 3 gedreht und gleichzeitig entlang dieser Achse
verschoben werden kann. Die dem Vakuumgerät zugewandte Seite der Kreiskammer i hat
zwei Öffnungen, von denen die eine, bezeichnet mit 4, als Verbindung zum Vakuumgerät,
die andere, bezeichnet mit 5, zur Beschickung der Vorrichtung mit Werkstücken
und zu deren Entnahme dient. Die beiden Öffnungen liegen innerhalb des Durchmessers
der als Werkstückträger dienenden Kreisscheibe2. Auf der inneren Seite der Kreiskammer
sind die beiden Öffnungen von den Gummidichtungen6 umgeben, gegen die die Kreisplatte:2
durch Verschiebung entlang der Drehachse 3 gepreßt werden kann. Hierdurch
werden der Vakuumraum des Bearbeitungsgerätes und die Beschickungs- bzw. Entnahmekammer
7 gleichzeitig hochvakuumdicht verschlossen. Die zur Beschickung bzw. Werkstückentnahme
dienende Öffnung5 kann von außen durch eine ebenfalls mit einem Dichtungsring abgedichtete
Tür verschlossen werden. Diese Tür besteht aus dem Deckel 8, dem Hebel 21
und dem Bügel 22. Das Schließen der Tür erfolgt dadurch, daß beim Anziehen des Greifers
21 der unter dem Bügel 2:2 liegende Teil:23 auf die Mitte des Deckels
8
drückt und der Deckel dadurch an die Deckplatte 9
angepreßt wird.
Das Anpressen des Werkstückträgers 2 gegen die Dichtungen 6 in der Deckplatte
9 der Kreiskammer geschieht über ein Trapezgewin#de geringer Steigung oder
durch eine ähnlich wirkende Vorrichtung, z. B. durch eine Exzenterscheibe oder einen
Nocken.
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Auf dem Querschnitt der Zentralachse 3 liegt der atmosphärische
Druck. Dieser wirkt be,im Lösen der Trapezgewindevorrichtung io der Abwärtsbewegung
der Achse 3 und des mit ihr verbundenen Werkstückträgers entgegen. Die auftretende
Kraft wird durch die Feder i i kompensiert. An Stelle der Feder können auch entsprechend
angebrachte Gewichte oder das Gewicht des Werkstückträgers selbst treten.
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Die Betätigung der Vorrichtung geschieht folgendermaßen: Durch Anziehen
der Trapezgewindevorrichtung io wird der Werkstückträger 2 gegen die Dichtung
6 gepreßt. Hierbei wird einerseits das Vakutimgerät und andererseits die
Entnahmekammer 7 gegenüber der Kreiskammer i hochvakuumdicht verschlossen.
Dann wird der Raum 7 belüftet. Die Belüftung erfolgt automatisch beim öffnen,
und zwar auf folgende Art: Der Deckel 8 enthält in der Mitte eine feine Bohrung,
die mit 24 bezeichnet ist. Bei geschlossener Tür hat der unterhalb des Bügels :22
liegende Teil 23 des HebeIS 21 nicht nur die Aufgabe,
den
Deckel anzupressen, sondern er schließt auch gleichzeitig die Bohrung24 vakutundicht.
Beim Losdrehen des Greifers 21 hebt sich der Verschluß :23
und gibt die Bohrung
24 frei, wobei die Luft durch sie in den Ratirn 7 eindringen kann. Dann wird
der Deckel 8 abgenommen.
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Das in die Apparatur einzuführende Werkstück wird sodann in der in
den Vertiefungen 4o befindlichen \FOrrichtung41 befestigt. Die Außentür wird nunmehr
geschlossen und der Raum 7 auf VOrvakUum gebracht. Das Volumen dieses Raumes
ist sehr gering und bringt dadurch den Vorteil mit sich, daß die Pumpzeiten sehr
kurz sind. Wenn das erforderliche Vakuum erreicht ist, wird durch Lösen der Trapezgewin.devorrichtung
io der Werkstückträger 2 urn 3 bis 4 mm gesenkt und um iSo' gedreht. Nach
Wiederanziehen der Trapezgewindevorrichtung io befindet sich das Werkstück in Bearbeitungsstellung,
und das Vakuumgerät sowie der Entnahmeraurn 7
sind gegenüber der Kreiskammer
i wieder vaktiumdicht verschlossen. Die Entnahme des Werkstückes nach der Bearbeitung
erfolgt sinngemäß, wobei gleichzeitig ein neues Werkstück. in die Schleuse eingebracht
wird. An Stelle der Trapezgewindevorrichtung io kann ein hydraulischer oder pneurnatischer
Kolben treten, durcl; dessen Betätigung ebenfalls das Anpressen des Werkstückträgers
2 an die Dichtung 6
erfolgen kann.
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Das Drehen des Werkstückträgers zum Zweck des Werkstückwechsels kann
von Hand oder mit Hilfe eines Federwerkes ider durch einen elektrischen "lntrieb
erfolgen.
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Das Evakuieren der Kreiskanimer i und des Beschielzungs- bzw. Entnahmeraumes
7 geschieht vorzugsweise durch ein und dieselbe Pumpe. In der gel# r> meinsainen
Leitung befindet sich das M.agnetventil 31, das über einen Hilfsschalter
(nicht gezeichnet), der mit dem Verschlußhebel 21 gekoppelt ist, für die Dauer der
öffnung des Entnahmerauines 7 geschlossen wird. Hierdurch wird das Ansaugen
von Luft während des Werkstückwechsels vermieden. Hinter dem Ventil 3 1 teilt
sich die Pumpleitung in die beiden Äste 32 und 33. Die Leitung
32 führt zur Kreiskammer i, die Leitung 33 zum Entnahmeraum
7. In dem zur Kreiskamnier i führenden Zweig 32 befindet sich ein
zweites Magnetventil, bezeichnet mit 34, das sich gemeinsam mit dem Ventil 31 schließt.
Hierdurch wird der Unterdruck in der Kreiska,mmer i während des Werkstückwechsels
aufrechterhalten. Durch eine elektrische Verzögerungsschaltung wird dafür gesorgt,
daß sich das Ventil 34 erst 15 bis 30 Sekunden nach dem Öffnen des Ventils
31 wieder öffnet. Während dieses Verzögerungsintervalls wirkt die Pumpe allein
zum Auspumpen der belüfteten Entnahmekarniner 7 nach dem Werkstückwechsel.
Erst nach der Vorpumpzeit werden Kreiskammer und Entnahmeraum wieder gemeinsam abgepumpt.
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Die in den Aussparungen 40 des Werkstückträgers eingebauten Halterungen
für die Werkstücke können beweglich ausgeführt werden. Sie werden nach dem Einbringen
des Werkstückes in den Bearbeitungsraurn mit einer Bewegungsvorrichtung 42, die
von außerhalb des Vakuumraumes bedient werden kann, verbunden.
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Die Kopplung zwischen der Halterung für das Werkstück und der Bewegungsvorrichtung
kann z. B. so geschehen, daß die Halterung eine konische Bohrung trägt, in die im
Vakti,umraum ein entsprechend ausgebildeter Stift der Bewegungsvorrichtung eingeführt
wird.
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Besteht die Haltevorrichtung für das Werkstück z. D. aus einem Kreuztisch,
so kann auf die geschilderte NVeise das Werkstück im Hochvakuum zentriert und, z.
B. für das Bohren nebeneinandergelegener Löcher in Düsensteine u. dgl., sinngemäß
verschoben werden.
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Nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges wird die Bewegungsvorrichtung
von der Werkstückhalterung gelöst und das Werkstück in der beschriebenen Weise ausgeschletist
und durch ein neues ersetzt.
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Das Auswechseln des Werkstückes ohne Belüftung des Hauptvakuumraumes
in kürzester Zeit verringert die für die Arbeitsvorbereitung erforderliche Zeitspanne
auf ein Minimum und erhöht damit die wirtschaftliche Ausnutzung derartiger Vakuumvorrichtungen
bedeutend.