DE102015107833A1 - Vacuum arrangement and sealing structure - Google Patents
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Abstract
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumanordnung (100a, 500a, 800b, 900) Folgendes aufweisen: eine Vakuumkammer (100); einen Vakuumbereich, welcher sich zumindest teilweise im Inneren der Vakuumkammer (100) erstreckt; zwei zueinander beweglich gelagerte Elemente (110a, 110b), zwischen denen ein Spalt gebildet ist, in welchen sich der Vakuumbereich zumindest teilweise hinein erstreckt; eine in oder an dem Spalt (110s) angeordnete Dichtstruktur (102) zum Abdichten des Spalts; wobei ein erster Abschnitt (102a) der Dichtstruktur (102) ortsfest relativ zu einem Element der zwei Elemente (110a, 110b) (auch als erstes Element bezeichnet) eingerichtet und aus einem elektrisch isolierenden ersten Material gebildet ist; und wobei ein zweiter Abschnitt (102b) der Dichtstruktur (102) in physischem Kontakt mit dem anderen Element der zwei Elemente (110a, 110b) (auch als zweites Element bezeichnet) ist und aus einem elektrisch isolierenden zweiten Material gebildet ist; und wobei eine Shore-Härte des ersten Materials kleiner ist als eine Shore-Härte des zweiten Materials.According to various embodiments, a vacuum assembly (100a, 500a, 800b, 900) may include: a vacuum chamber (100); a vacuum region extending at least partially inside the vacuum chamber (100); two mutually movably mounted elements (110a, 110b) between which a gap is formed into which the vacuum region at least partially extends; a sealing structure (102) disposed in or at the gap (110s) for sealing the gap; wherein a first portion (102a) of the sealing structure (102) is fixedly positioned relative to an element of the two elements (110a, 110b) (also referred to as a first element) and formed of an electrically insulating first material; and wherein a second portion (102b) of the sealing structure (102) is in physical contact with the other element of the two elements (110a, 110b) (also referred to as a second element) and is formed of an electrically insulating second material; and wherein a Shore hardness of the first material is smaller than a Shore hardness of the second material.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vakuumanordnung und eine Dichtstruktur. The invention relates to a vacuum arrangement and a sealing structure.
Dichtungen können im Allgemeinen eingesetzt werden, um zwei Bereiche gegeneinander abzudichten und dabei Stoffübergänge zwischen den zwei Bereichen zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. In Vakuumanordnungen, z.B. Vakuumanlagen, eingesetzte Dichtungen (so genannte Vakuumdichtungen) sollten geeignet sein, unterschiedliche Vakuum-Bereiche vakuumdicht miteinander zu verbinden und/oder einen Vakuum-Bereich vakuumdicht von der Umgebung des Vakuum-Bereiches abzudichten. Eine Vakuumanordnung kann dabei einen Vakuum-Bereich oder mehrere Vakuum-Bereiche aufweisen, wobei ein Vakuum-Bereich jeweils mit einer Pumpen-Anordnung gekoppelt sein kann zum Evakuieren des Vakuum-Bereichs. Gaskets can generally be used to seal two areas against each other while preventing or at least reducing mass transfer between the two areas. In vacuum arrangements, e.g. Vacuum systems, seals used (so-called vacuum seals) should be suitable to vacuum-tightly connect different vacuum areas and / or to seal a vacuum area vacuum-tight from the environment of the vacuum area. A vacuum arrangement may have a vacuum area or a plurality of vacuum areas, wherein a vacuum area may each be coupled to a pump arrangement for evacuating the vacuum area.
An die im Vakuum verwendeten Materialien von Dichtungen werden im Allgemeinen zusätzliche Anforderungen gestellt. Beispielsweise sollten diese Druckunterschiede (z.B. zwischen Atmosphäre und Vakuum) und selbst geringe Druckunterschiede (z.B. zwischen verschiedenen Vakuumbereichen) zuverlässig abdichten (d.h. eine möglichst geringe Leckrate aufweisen), so wenig wie möglich gasdurchlässig sein und so wenig wie möglich ausgasen, um zu verhindern, dass das Vakuum verunreinigt wird. The materials of seals used in vacuum generally have additional requirements. For example, these pressure differences (eg between atmosphere and vacuum) and even small pressure differences (eg between different vacuum areas) should reliably seal (ie have the lowest possible leakage rate), be as gas permeable as possible and outgas as little as possible to prevent the vacuum is contaminated.
Beim Abdichten von zueinander beweglichen Bauteilen, z.B. an Drehdurchführungen, an Wellen oder Scharnieren, wirken zusätzliche Belastungen auf Dichtungen, welche diese verschleißen. So kann z.B. ein Abrieb der Dichtung erfolgen, welcher diese aufbraucht und/oder beschädigt und so deren Funktionsweise beeinträchtigt. Dies führt zu einem erhöhten Wartungsaufwand und verursacht zusätzliche Kosten und Produktionspausen. When sealing mutually movable components, e.g. On rotary unions, on shafts or hinges, additional loads on seals, which wear them. Thus, e.g. Abrasion of the seal done, which consumes these and / or damaged and thus affects their functioning. This leads to increased maintenance and causes additional costs and production breaks.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Vakuumdichtung bereitgestellt, welche anschaulich kostengünstig, montagefreundlich und einfach herzustellen ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Vakuumdichtung bereitgestellt, welche eine hohe Haltbarkeit aufweist. Eine solche Dichtung kann sowohl zwischen Atmosphäre und Vakuum (Grob- bis Hochvakuum), d.h. zum Trennen von Atmosphäre (d.h. Atmosphärebereich) und Vakuum (d.h. Vakuumbereich), wie auch zwischen einem Kühlmittel (d.h. Kühlmittelbereich) und Vakuum/Atmosphäre eingesetzt werden. Ferner weist die Vakuumdichtung anschaulich eine sehr geringe Leckrate auf und kann somit z.B. in Prozesskompartments von Vakuumbeschichtungsanlagen eingesetzt werden. According to various embodiments, a vacuum seal is provided, which is clearly inexpensive, easy to install and easy to manufacture. According to various embodiments, a vacuum seal is provided which has a high durability. Such a gasket can be used both between atmosphere and vacuum (coarse to high vacuum), i. for separating atmosphere (i.e., atmosphere area) and vacuum (i.e., vacuum area), as well as between a coolant (i.e., coolant area) and vacuum / atmosphere. Furthermore, the vacuum seal clearly has a very low leakage rate and can thus be used e.g. used in process compartments of vacuum coating systems.
Beispielsweise kann der abgedichtete (mittels der Dichtstruktur separierte) Druckunterschied, zwischen dem ein Stoffübergang verringert oder verhindert wird, einen Wert in einem Bereich von wenigen Millibar (mbar) bis mehreren Bar (bar) aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10 bar, z.B. in einem Bereich von kleiner als ungefähr 1 mbar (im Falle von Vakuum zu Vakuum), z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 bar (im Falle von Atmosphäre zu Vakuum) bis ungefähr 6 bar (im Falle von Kühlmittel zu Vakuum oder Atmosphäre). For example, the sealed (separated by the sealing structure) pressure difference, between which a mass transfer is reduced or prevented, have a value in the range of a few millibar (mbar) to several bar (bar), e.g. in a range from about 1 mbar to about 10 bar, e.g. in a range of less than about 1 mbar (in the case of vacuum to vacuum), e.g. in a range of about 1 bar (in the case of atmosphere to vacuum) to about 6 bar (in the case of coolant to vacuum or atmosphere).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Vakuumdichtung bereitgestellt, welche in Kombination mit Stromdurchführungen eingesetzt werden kann, da diese elektrisch isolierend ist. Mit anderen Worten kann die Vakuumdichtung weder elektrisch leitfähige noch magnetische Materialien aufweisen, so dass diese nur geringfügig bis gar nicht mit elektrischen Wechselfeldern (AC-Felder) wechselwirkt. Somit wird erreicht, dass in der Dichtung kaum oder keine Induktion von elektrischen Strömen erfolgt, so dass eine zusätzliche Wärmeentwicklung in der Vakuumdichtung vermieden werden kann. Anschaulich kann somit eine Überhitzung durch induzierte Ströme (und die damit verbundene Abwärme) bei AC-Feld Belastung vermieden werden, z.B. im Bereich mittlerer Frequenzen (MF), d.h. von weniger als 3000 kHz. According to various embodiments, a vacuum seal is provided, which can be used in combination with current feedthroughs, since this is electrically insulating. In other words, the vacuum seal can have neither electrically conductive nor magnetic materials, so that it interacts only slightly or not at all with alternating electric fields (AC fields). It is thus achieved that there is little or no induction of electric currents in the seal, so that additional heat generation in the vacuum seal can be avoided. Clearly, thus, overheating by induced currents (and the associated waste heat) in AC field loading can be avoided, e.g. in the range of medium frequencies (MF), i. of less than 3000 kHz.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumanordnung Folgendes aufweisen: eine Vakuumkammer; einen Vakuumbereich, welcher sich zumindest teilweise (d.h. teilweise oder vollständig) im Inneren der Vakuumkammer erstreckt; zwei zueinander beweglich gelagerte Elemente, zwischen denen ein Spalt gebildet ist, in welchen sich der Vakuumbereich zumindest teilweise hinein erstreckt; eine in oder an dem Spalt angeordnete Dichtstruktur zum Abdichten des Spalts; wobei ein erster Abschnitt der Dichtstruktur ortsfest relativ zu einem Element der zwei Elemente (auch z.B. als erstes Element oder als drittes Element bezeichnet) eingerichtet und aus einem elektrisch isolierenden ersten Material gebildet ist; und wobei ein zweiter Abschnitt der Dichtstruktur in physischem Kontakt mit dem anderen Element der zwei Elemente (auch als zweites Element bezeichnet) ist und aus einem elektrisch isolierenden zweiten Material gebildet ist; und wobei eine Shore-Härte des ersten Materials kleiner ist als eine Shore-Härte des zweiten Materials. According to various embodiments, a vacuum arrangement may include: a vacuum chamber; a vacuum region that extends at least partially (i.e., partially or completely) inside the vacuum chamber; two mutually movably mounted elements, between which a gap is formed, in which the vacuum region at least partially extends; a sealing structure disposed in or on the gap for sealing the gap; wherein a first portion of the sealing structure is fixedly positioned relative to an element of the two elements (also referred to, for example, as a first element or as a third element) and formed of an electrically insulating first material; and wherein a second portion of the sealing structure is in physical contact with the other element of the two elements (also referred to as a second element) and is formed of an electrically insulating second material; and wherein a Shore hardness of the first material is smaller than a Shore hardness of the second material.
Die Vakuumkammer kann zum Erzeugen eines Vakuums in dem Vakuumbereich, welcher sich zumindest teilweise im Inneren der Vakuumkammer erstreckt, eingerichtet sein. The vacuum chamber may be configured to create a vacuum in the vacuum region that extends at least partially inside the vacuum chamber.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Abdichten des Spalts verstanden werden, als dass ein Bereich (z.B. ein Atmosphärebereich, d.h. ein Bereich mit Atmosphärendruck) an oder in dem Spalt gegenüber einem Vakuum, d.h. gegenüber dem Vakuumbereich, abgedichtet ist oder wird. Der Vakuumbereich kann ein Bereich sein, in dem Vakuum erzeugt wird und/oder erzeugt werden kann. Der Vakuumbereich kann beispielsweise mehrere Vakuumteilbereiche aufweisen, welche miteinander vakuumtechnisch verbunden sind und kann gegenüber einem Äußeren (z.B. einem Äußeren der Vakuumkammer) vakuumdicht abgedichtet sein. Beispielsweise kann der Vakuumbereich (oder zumindest ein Vakuumteilbereich) zumindest teilweise durch ein Kammergehäuse der Vakuumkammer definiert sein oder werden, d.h. z.B. nach außen hin begrenzt werden. Die Vakuumkammer kann beispielsweise ein oder mehrere Kammergehäuse aufweisen und/oder kann zumindest ein Kammergehäuse mit einem oder mehreren Gehäuseabteilen (so genannte Prozesskompartments) aufweisen, wobei jedes Kammergehäuse und/oder jedes Gehäuseabteil jeweils einen Vakuumteilbereich definieren kann. According to various embodiments, the sealing of the gap may be understood as meaning that an area (eg an atmosphere area, that is, an atmospheric pressure region) at or in the gap against a vacuum, ie, sealed from the vacuum region. The vacuum region may be an area where vacuum is generated and / or generated. The vacuum region can, for example, have a plurality of vacuum subregions which are connected to one another by vacuum technology and can be sealed in a vacuum-tight manner with respect to an exterior (eg an exterior of the vacuum chamber). For example, the vacuum region (or at least one vacuum part region) can be or at least partially defined by a chamber housing the vacuum chamber, ie, for example, be limited to the outside. The vacuum chamber may, for example, have one or more chamber housings and / or may have at least one chamber housing with one or more housing compartments (so-called process compartments), wherein each chamber housing and / or each housing compartment may each define a vacuum partial area.
Das Abdichten eines Spalts (z.B. gegenüber einem Vakuum, bzw. Vakuumbereich) kann verstanden werden, als dass ein Stoffübergang, bzw. Stoffaustausch (z.B. Gasaustausch), durch die Dichtstruktur hindurch, z.B. durch den Spalt hindurch, verringert, begrenzt oder verhindert werden kann. Sealing a gap (e.g., to a vacuum) may be understood as meaning that mass transfer (e.g., gas exchange) through the sealing structure, e.g. through the gap, can be reduced, limited or prevented.
Beispielsweise kann ein Stoffübergang in das Vakuum hinein verringert, begrenzt oder verhindert werden. For example, a mass transfer into the vacuum can be reduced, limited or prevented.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Vakuumkammer zum Erzeugen eines Vakuums im Inneren der Vakuumkammer eingerichtet sein. Beispielsweise kann der Spalt, welcher zwischen den zwei zueinander beweglich gelagerten Elementen gebildet ist, mit dem Inneren der Vakuumkammer verbunden sein. Anschaulich kann beispielsweise eine Durchführung der Vakuumkammer abgedichtet werden. Beispielsweise kann sich der Spalt zumindest teilweise (d.h. teilweise oder vollständig) in die Vakuumkammer hinein erstrecken (d.h. in deren Inneres). According to various embodiments, the vacuum chamber may be configured to create a vacuum inside the vacuum chamber. For example, the gap, which is formed between the two mutually movably mounted elements, be connected to the interior of the vacuum chamber. Illustratively, for example, a passage of the vacuum chamber can be sealed. For example, the gap may extend at least partially (i.e., partially or completely) into the vacuum chamber (i.e., into its interior).
Beispielsweise können die zwei zueinander beweglich gelagerten Elemente im Inneren der Vakuumkammer angeordnet sein (dann kann der Spalt vollständig im Inneren der Vakuumkammer erstreckt sein). Beispielsweise können die zwei zueinander beweglich gelagerten Elemente zumindest teilweise durch ein Kammergehäuse (z.B. durch eine Kammerwand) der Vakuumkammer hindurch erstreckt sein (dann kann der Spalt zumindest teilweise im Inneren der Vakuumkammer erstreckt sein). For example, the two mutually movably mounted elements can be arranged inside the vacuum chamber (then the gap can be completely extended inside the vacuum chamber). For example, the two mutually movably mounted elements may be at least partially extended through a chamber housing (e.g., through a chamber wall) of the vacuum chamber (then the gap may be at least partially extended inside the vacuum chamber).
Die Härte (z.B. des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts) kann gemäß einer Shore-Härte-Skala angegeben werden, z.B. wenn diese gemäß einem Shore-Härte-Messverfahren gemessen wurde (z.B. mittels eines Durometers). Beispielsweise kann die Shore-Härte gemäß einer Shore-A-Skala, Shore-B-Skala, Shore-C-Skala oder Shore-D-Skala gemessen und/oder angegeben werden. Die Messbereiche der Shore-Härte-Skalen überlappen einander teilweise (d.h. stufenweise) und sind von der Shore-A-Skala (für weiche Materialien) ausgehend bis zur Shore-D-Skala (für harte Materialien) geeignet unterschiedliche Härtebereiche zu erfassen und miteinander vergleichen zu können. The hardness (e.g., the first portion and the second portion) may be given according to a Shore hardness scale, e.g. when measured according to a Shore hardness measurement method (for example, using a durometer). For example, the Shore hardness can be measured and / or reported according to a Shore A scale, Shore B scale, Shore C scale or Shore D scale. The measuring ranges of the Shore hardness scales overlap each other partially (ie stepwise) and are from the Shore A scale (for soft materials) starting to the Shore D scale (for hard materials) suitable to detect different hardness ranges and compare to be able to.
Beispielsweise kann eine Shore-A-Härte des ersten Materials kleiner sein als eine Shore-A-Härte des zweiten Materials. Damit kann beispielsweise auch eine Shore-D-Härte des ersten Materials kleiner sein als eine Shore-D-Härte des zweiten Materials, usw. For example, a Shore A hardness of the first material may be less than a Shore A hardness of the second material. Thus, for example, a Shore D hardness of the first material may be smaller than a Shore D hardness of the second material, etc.
Beispielsweise können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt aneinander (oder gegeneinander) gepresst sein oder werden, um diese in Kontakt zueinander zu bringen. For example, the first portion and the second portion may be pressed against each other (or against each other) to bring them into contact with each other.
Zumindest ein Element der zwei Elemente (z.B. das erste oder das zweite Element) kann in der Vakuumkammer angeordnet sein oder sich zumindest teilweise innerhalb der Vakuumkammer erstrecken, z.B. vollständig. Alternativ oder zusätzlich kann das andere Element der zwei Elemente (z.B. das erste oder das zweite Element) in der Vakuumkammer angeordnet sein oder sich zumindest teilweise innerhalb der Vakuumkammer erstrecken, z.B. vollständig. Beispielsweise können die zwei Elemente in der Vakuumkammer angeordnet sein oder sich zumindest teilweise innerhalb der Vakuumkammer erstrecken, z.B. vollständig. At least one element of the two elements (e.g., the first or second element) may be disposed in the vacuum chamber or at least partially extend within the vacuum chamber, e.g. Completely. Alternatively or additionally, the other element of the two elements (e.g., the first or second element) may be disposed in the vacuum chamber or at least partially extend within the vacuum chamber, e.g. Completely. For example, the two elements may be disposed in the vacuum chamber or at least partially extend within the vacuum chamber, e.g. Completely.
Der erste Abschnitt kann kraftschlüssig, stoffschlüssig oder formschlüssig mit dem ersten Element verbunden sein. Dies ermöglicht, dass die Dichtung zu dem ersten Element ortsfest verbleibt, wenn das erste Element und das zweite Element zueinander bewegt werden. Analog kann der zweite Abschnitt kraftschlüssig, stoffschlüssig oder formschlüssig mit dem ersten Abschnitt verbunden sein. Dies ermöglicht, dass die Dichtstruktur zu dem ersten Element ortsfest verbleibt, wenn das erste Element und das zweite Element zueinander bewegt werden. The first section may be non-positively, materially or positively connected to the first element. This allows the gasket to remain stationary with the first member when the first member and the second member are moved toward each other. Analogously, the second section may be non-positively, materially or positively connected to the first section. This allows the sealing structure to remain stationary with the first member when the first member and the second member are moved toward each other.
Mit anderen Worten kann die Dichtstruktur relativ zu dem ersten Element ortsfest verbleiben und relativ zu dem zweiten Element bewegt werden. In other words, the sealing structure may remain stationary relative to the first element and be moved relative to the second element.
Anschaulich kann der zweite Abschnitt (auch als Dichtelement bezeichnet) der Dichtstruktur eine Gleitfläche bilden, welche über das zweite Element gleitet. Je härter der zweite Abschnitt ist (d.h. umso größer dessen Härte ist), desto widerstandfähiger kann dieser gegenüber Abnutzungen (Verschleiß) und somit länger haltbar sein, z.B. wenn dieser über das zweite Element gleitet. Clearly, the second portion (also referred to as a sealing element) of the sealing structure form a sliding surface which slides over the second element. The harder the second section is (ie the greater its hardness), the more resistant it can be to wear (wear) and thus last longer, eg when it slides over the second element.
Anschaulich kann der erste Abschnitt der Dichtstruktur als Federelement dienen, welches den zweiten Abschnitt gegen das zweite Element presst (und somit einen Anpressdruck erzeugt) und z.B. eine Schwankung der Spaltbreite aufnimmt (d.h. kompensiert), ohne dass der zweite Abschnitt den Kontakt zu dem zweiten Element verliert. Eine Schwankung der Spaltbreite kann beispielsweise auftreten, wenn die zwei zueinander beweglich gelagerten Elemente ein Spiel zueinander aufweisen oder z.B. nicht exakt axialparallel (z.B. entlang einer Bewegungsachse, z.B. einer Drehachse) zueinander ausgerichtet sind oder durch Formabweichungen der Elemente oder Lageabweichungen der Elemente zueinander hervorgerufen werden. Je weicher, z.B. elastischer, der erste Abschnitt ist (d.h. je kleiner dessen Elastizitätsmodul und/oder je größer dessen Streckgrenze ist), desto größer kann die Veränderung der Spaltbreite sein, ohne dass die Dichtwirkung beeinträchtigt wird. Illustratively, the first section of the sealing structure may serve as a spring element which presses the second section against the second element (and thus produces a contact pressure) and e.g. absorbs (i.e., compensates) a gap width variation (i.e., compensates) without the second portion losing contact with the second element. A variation of the gap width may occur, for example, if the two elements mounted to each other in a movable manner have a mutual play, or e.g. are not exactly axially parallel (e.g., along a movement axis, e.g., a rotation axis) aligned with each other or caused by shape deviations of the elements or positional deviations of the elements to each other. The softer, e.g. more elastic, the first portion is (i.e., the smaller the modulus of elasticity thereof and / or the greater the yield strength thereof), the greater the gap width variation can be without compromising the sealing effect.
Zum Abdichten kann der zweite Abschnitt gegen eine Dichtfläche (z.B. des zweiten Elements) gepresst werden, wobei der zweite Abschnitt und die Dichtfläche eine gemeinsame Kontaktfläche bilden. Beim Anpressen an die Dichtfläche kann sich die Dichtstruktur verformen und sich an die Dichtfläche anpassen, wobei mit steigendem Anpressdruck eine größere Kontaktfläche resultieren kann. Die Dichtwirkung der Dichtstruktur, also die Reduktion eines Stoffübergangs entlang der Kontaktfläche, kann dabei von der Beschaffenheit der Dichtfläche, dem Anpressdruck und der Härte der Dichtstruktur beeinflusst werden. Im Allgemeinen ist die Dichtwirkung größer, je besser der zweite Abschnitt an der Dichtfläche anliegt. For sealing, the second portion may be pressed against a sealing surface (e.g., second member) with the second portion and the sealing surface forming a common contact surface. When pressed against the sealing surface, the sealing structure may deform and adapt to the sealing surface, with increasing contact pressure may result in a larger contact surface. The sealing effect of the sealing structure, ie the reduction of mass transfer along the contact surface, can be influenced by the nature of the sealing surface, the contact pressure and the hardness of the sealing structure. In general, the better the second portion abuts the sealing surface, the greater the sealing effect.
Je unebener die Dichtfläche oder je härter der zweite Abschnitt ist, desto größer kann der notwendige Anpressdruck sein, damit der zweite Abschnitt vollständig an der Dichtfläche anliegt oder eine vordefinierte Dichtwirkung erreicht wird. Ferner kann eine größere abzudichtende Dichtfläche eine größere Kraft erfordern mit welcher der zweite Abschnitt angepresst wird, damit eine vordefinierte Dichtwirkung oder ein vordefinierter Anpressdruck erreicht werden kann. The more uneven the sealing surface or the harder the second portion, the greater the necessary contact pressure can be, so that the second portion is fully applied to the sealing surface or a predefined sealing effect is achieved. Furthermore, a larger sealed sealing surface may require a greater force with which the second portion is pressed so that a predefined sealing effect or a predefined contact pressure can be achieved.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann optional ein Schmiermittel zwischen der Dichtstruktur und dem zweiten Element angeordnet sein. According to various embodiments, a lubricant may optionally be arranged between the sealing structure and the second element.
Eine solche Dichtstruktur (auch als Dichtungssystem bezeichnet) kann als so genannte Vakuum-Rotationsdichtung eingesetzt werden, z.B. als radial wirkende Rotationsdichtung für die Schnittstelle zwischen Atmosphäre und Vakuum bei langsamen Drehzahlen (z.B. kleiner als 120 U/min). Such a sealing structure (also referred to as a sealing system) can be used as a so-called vacuum rotary seal, e.g. as a radially acting rotary seal for the interface between atmosphere and vacuum at slow speeds (e.g., less than 120 rpm).
Die Drehzahl kann eine Umdrehungsgeschwindigkeit definieren, welche auf einen Durchmesser (Bezugsdurchmesser) eines sich drehenden (d.h. eines rotierenden) Elements (z.B. eine Welle oder ähnliches) bezogen ist. Der Bezugsdurchmesser kann durch den Abstand eines Punktes auf oder an dem rotierenden Element von dessen Rotationsachse definiert sein oder werden, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit (d.h. dessen Geschwindigkeit) angegeben wird oder werden soll. Mit anderen Worten kann die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Punktes (welcher um eine Rotationsachse rotiert) von dem Abstand des Punktes von der Rotationsachse und der Drehzahl definiert sein. Beispielsweise kann der Punkt auf einer äußeren Fläche des Elements liegen (anschaulich auf dessen Umfang an dem Bezugsdurchmesser), z.B. auf dessen Mantelfläche. In diesem Fall kann die Umdrehungsgeschwindigkeit auch als Umfangsgeschwindigkeit bezeichnet werden. The rotational speed may define a rotational speed which is related to a diameter (reference diameter) of a rotating (i.e., a rotating) member (e.g., a shaft or the like). The reference diameter may be defined by the distance of a point on or on the rotating element from its axis of rotation, the speed of rotation of which (i.e., its speed) is or is to be indicated. In other words, the rotational speed of a point (which rotates about a rotational axis) may be defined by the distance of the point from the rotational axis and the rotational speed. For example, the point may lie on an outer surface of the element (illustratively on its circumference at the reference diameter), e.g. on its lateral surface. In this case, the rotational speed may also be referred to as peripheral speed.
Bei einem Bezugsdurchmesser von ungefähr 100 mm (und/oder einem Abstand des Punktes von der Rotationsachse von ungefähr 50 mm) und einer Drehzahl von ungefähr 60 U/min (entspricht 1 U/s) kann die Umdrehungsgeschwindigkeit ungefähr 0,3 m/s betragen. With a reference diameter of about 100 mm (and / or a distance of the point from the axis of rotation of about 50 mm) and a speed of about 60 rpm (corresponding to 1 U / s), the rotational speed may be about 0.3 m / s ,
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Material ein Elastomer aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. einen elastischen Kunststoff, z.B. ein elastisches Polymer. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Material vakuumtauglich und/oder prozessverträglich sein. According to various embodiments, the first material may include or be formed from an elastomer, e.g. an elastic plastic, e.g. an elastic polymer. Alternatively or additionally, the first material may be vacuum-compatible and / or process-compatible.
Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Material ein Plastomer und/oder Duromer aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. einen duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoff, z.B. ein duroplastisches oder thermoplastisches Polymer. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Material vakuumtauglich und/oder prozessverträglich sein. Alternatively or additionally, the second material may include or be formed from a plastomer and / or duromer, e.g. a thermosetting or thermoplastic plastic, e.g. a thermoset or thermoplastic polymer. Alternatively or additionally, the second material may be vacuum-compatible and / or process-compatible.
Das Elastomer kann z.B. ein weiches und/oder vakuumtaugliches Elastomer aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. Kautschuk (wie z.B. Silikonkautschuk, fluorierter Silikonkautschuk, Fluorkautschuk, Natur-Kautschuk oder Nitrilkautschuk (NBR)). The elastomer may e.g. having or being formed from a soft and / or vacuum suitable elastomer, e.g. Rubber (such as silicone rubber, fluorinated silicone rubber, fluororubber, natural rubber or nitrile rubber (NBR)).
Ein Plastomer oder Duromer kann beispielsweise ein Polyurethan, ein Tetrafluoroethylen (TFE), z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE, auch als Teflon bezeichnet), oder hochmolekurares Polyethylen, aufweisen oder daraus gebildet sein. For example, a plastomer or duromer may be a polyurethane, a tetrafluoroethylene (TFE), e.g. Polytetrafluoroethylene (PTFE, also referred to as Teflon), or high molecular weight polyethylene, or be formed from it.
Das erste Material und/oder das zweite Material können weitere Zusätze (zugesetzte Materialien) aufweisen, welche die Härte oder Elastizität beeinflussen können. Beispielsweise können das erste Material und/oder das zweite Material als Kompositmaterial (so genanntes Compound-Material) ausgebildet sein (wird auch als Modifikation des ersten Materials bzw. des zweiten Materials bezeichnet). Ein Kompositmaterial kann zwei oder mehr (z.B. voneinander unterschiedliche, z.B. chemisch oder strukturell unterschiedliche) Komponenten aufweisen, welche z.B. stoffschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Die Komponenten können als Teilchen, Fasern, Schichten oder als Netzwerk (auch als Matrix bezeichnet) ausgebildet sein. The first material and / or the second material may have further additives (added materials), which may influence the hardness or elasticity. For example, the first Material and / or the second material may be formed as a composite material (so-called compound material) (is also referred to as a modification of the first material or the second material). A composite material may have two or more (eg different from each other, for example, chemically or structurally different) components, which are connected to each other, for example, cohesively and / or positively. The components may be formed as particles, fibers, layers or as a network (also referred to as a matrix).
Ein Kompositmaterial kann z.B. eine Matrix (erste Komponente) aus einem Material aufweisen, in welches Teilchen (zweite Komponente, welche der ersten Komponente zugesetzt ist) aus einem anderen Material eingebettet sind. Beispielsweise kann das zweite Material eine Matrix aus PTFE aufweisen, in welches Teilchen, Fasern und/oder Schichten aus Glas, Graphit und/oder Kohle eingebettet sind, z.B. mit einem maximalen Gewichtsanteil von weniger als 25%, z.B. weniger als 15%, z.B. weniger als 10%, z.B. weniger als 5%, z.B. weniger als 2%, z.B. weniger als 1%. A composite material may e.g. a matrix (first component) of a material into which particles (second component added to the first component) of another material are embedded. For example, the second material may comprise a matrix of PTFE in which particles, fibers and / or layers of glass, graphite and / or carbon are embedded, e.g. with a maximum weight fraction of less than 25%, e.g. less than 15%, e.g. less than 10%, e.g. less than 5%, e.g. less than 2%, e.g. less than 1%.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumanordnung ferner einen in der Vakuumkammer angeordneten Endblock zum drehbaren Lagern einer rohrförmigen Elektrode aufweisen, wobei die zwei Elemente Teil des Endblocks sind. According to various embodiments, a vacuum assembly may further comprise an end block disposed in the vacuum chamber for rotatably supporting a tubular electrode, the two elements being part of the end block.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Element (z.B. das erste oder das zweite Element) der zwei Elemente als Gehäuseelement oder Wandelement ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das andere Element der zwei Elemente als Welle ausgebildet sein, welche das erste Element durchdringt. Beispielsweise kann sich das zweite Element durch eine Durchgangsöffnung des ersten Elements hindurch erstrecken. According to various embodiments, a member (e.g., the first or second member) of the two members may be formed as a housing member or wall member. Alternatively or additionally, the other element of the two elements may be formed as a shaft which penetrates the first element. For example, the second element may extend through a through opening of the first element.
Die Welle kann beispielsweise mit einer Drehzahl von kleiner als ungefähr 50 Umdrehungen pro Minute (U/min) gedreht werden, z.B. von kleiner als ungefähr 40 U/min, z.B. von kleiner als ungefähr 30 U/min, z.B. von kleiner als ungefähr 20 U/min, z.B. von kleiner als ungefähr 10 U/min. Mit anderen Worten kann die Dichtstruktur für langsam drehende Wellen eingesetzt werden, z.B. für eine Drehzahl (wird auch als Umdrehungsfrequenz bezeichnet) in einem Bereich von ungefähr 15 U/min bis ungefähr 30 U/min. For example, the shaft may be rotated at a speed of less than about 50 revolutions per minute (RPM), e.g. less than about 40 rpm, e.g. less than about 30 rpm, e.g. less than about 20 rpm, e.g. less than about 10 rpm. In other words, the sealing structure can be used for slowly rotating shafts, e.g. for a speed (also referred to as a revolution frequency) in a range of about 15 rpm to about 30 rpm.
Bei einem Durchmesser (Außendurchmesser) der Welle von ungefähr 0,1 m kann die Umfangsgeschwindigkeit (d.h. die Geschwindigkeit der Mantelfläche der Welle) dann kleiner sein als ungefähr 0,3 m/s, z.B. kleiner als ungefähr 0,2 m/s, z.B. kleiner als ungefähr 0,15 m/s, z.B. kleiner als ungefähr 0,1 m/s, z.B. kleiner als ungefähr 0,05 m/s. Mit anderen Worten kann die Dichtstruktur für langsam drehende Wellen eingesetzt werden, z.B. mit einer Umfangsgeschwindigkeit in einem Bereich von ungefähr 0,05 m/s bis ungefähr 0,15 m/s. With a diameter (outer diameter) of the shaft of about 0.1 m, the peripheral speed (i.e., the speed of the lateral surface of the shaft) may then be less than about 0.3 m / s, e.g. less than about 0.2 m / s, e.g. less than about 0.15 m / s, e.g. less than about 0.1 m / s, e.g. less than about 0.05 m / s. In other words, the sealing structure can be used for slowly rotating shafts, e.g. at a peripheral speed in a range of about 0.05 m / s to about 0.15 m / s.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das eine Element der zwei Elemente (z.B. das Element, welches mit dem ersten Abschnitt verbunden ist, z.B. das erste Element) Teil der Dichtstruktur sein, und z.B. als Träger ausgebildet sein zum Versteifen der Dichtstruktur. Ferner können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt Teil einer Dichtlippe sein, welche an dem Träger befestigt ist und sich von dem Träger weg erstreckt. According to various embodiments, the one element of the two elements (e.g., the element connected to the first portion, e.g., the first element) may be part of the sealing structure, and e.g. be designed as a carrier for stiffening the sealing structure. Further, the first portion and the second portion may be part of a sealing lip which is attached to the carrier and extends away from the carrier.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Abschnitt als Vorspannring ausgebildet sein und der zweite Abschnitt kann als Gleitring ausgebildet sein. According to various embodiments, the first portion may be formed as a biasing ring and the second portion may be formed as a sliding ring.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt miteinander verbunden sein, z.B. lösbar, z.B. gesteckt oder verpresst (d.h. nicht stoffschlüssig). Beispielsweise können der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt als voneinander separierbare Körper eingerichtet sein. According to various embodiments, the first portion and the second portion may be interconnected, e.g. detachable, e.g. plugged or pressed (i.e., not materially bonded). For example, the first section and the second section may be configured as separable bodies.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt formschlüssig in einer Aussparung in dem ersten Element aufgenommen sein, z.B. in einer Nut. Somit kann erreicht werden, dass die Dichtstruktur ortsfest gegenüber dem ersten Element eingerichtet ist. According to various embodiments, the first portion and / or the second portion may be positively received in a recess in the first member, e.g. in a groove. It can thus be achieved that the sealing structure is fixed in relation to the first element.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Gleitreibungskoeffizient zwischen dem ersten Material und dem anderen Element der zwei Elemente größer sein als ein Gleitreibungskoeffizient zwischen dem zweiten Material und dem anderen Element. Beispielsweise kann das Verhältnis des Gleitreibungskoeffizient zwischen dem ersten Material und dem anderen Element zu dem Gleitreibungskoeffizient zwischen dem zweiten Material und dem anderen Element größer sein als ungefähr 100%, z.B. größer als ungefähr 150%, z.B. größer als ungefähr 200%, z.B. größer als ungefähr 300%, z.B. größer als ungefähr 400%, z.B. größer als ungefähr 500%, z.B. größer als ungefähr 1000%. According to various embodiments, a sliding friction coefficient between the first material and the other element of the two elements may be greater than a coefficient of sliding friction between the second material and the other element. For example, the ratio of the sliding friction coefficient between the first material and the other element to the sliding friction coefficient between the second material and the other element may be greater than about 100%, e.g. greater than about 150%, e.g. greater than about 200%, e.g. greater than about 300%, e.g. greater than about 400%, e.g. greater than about 500%, e.g. greater than about 1000%.
Alternativ oder zusätzlich kann der Gleitreibungskoeffizient auch auf einen anderen Körper bezogen sein oder werden, z.B. einen Testkörper einer Messaparatur, welche dazu dient, die Dichtstruktur zu charakterisieren. Dazu kann beispielsweise der Gleitreibungskoeffizient bezüglich einer Oberfläche des Testkörpers (Testoberfläche) gemessen und/oder angegeben sein oder werden, z.B. analog zu dem vorangehend beschriebenen Verhältnissen. Beispielsweise kann die Testoberfläche eine polierte Stahloberfläche sein und trocken (ohne Schmiermittel) oder geschmiert (mit Schmiermittel) verwendet werden, um die Dichtstruktur zu charakterisieren. Alternatively or additionally, the sliding friction coefficient can also be related to another body, for example a test body of a measuring apparatus, which serves to characterize the sealing structure. For this purpose, for example, the coefficient of sliding friction with respect to a surface of the test body (test surface) can be measured and / or specified, for example analogously to the conditions described above. For example, the test surface may be a be polished steel surface and dry (without lubricant) or lubricated (with lubricant) used to characterize the sealing structure.
Im Rahmen dieser Anmeldung kann als Gleitreibungskoeffizient der Reibungskoeffizient zwischen zwei Körpern verstanden werden, welche in physischen Kontakt zueinander stehen und relativ zueinander bewegt werden, d.h. aneinander abgleiten. Der Gleitreibungskoeffizient kann verstanden werden, als Reibungskraft zwischen den Körpern im Verhältnis zur Anpresskraft (Normalkraft) zwischen den zwei Körpern, d.h. als Kraft, welche notwendig ist, um die zwei Körper relativ zueinander zu bewegen, im Verhältnis zur Kraft, mit der die zwei Körper aneinander (oder gegeneinander) gepresst werden. For the purposes of this application, the coefficient of friction may be understood to mean the coefficient of friction between two bodies which are in physical contact with each other and are moved relative to each other, i.e., in the case of sliding friction coefficients. slide off each other. The coefficient of sliding friction can be understood as a frictional force between the bodies in relation to the contact force (normal force) between the two bodies, i. as the force necessary to move the two bodies relative to each other in proportion to the force with which the two bodies are pressed together (or against each other).
Der Reibungskoeffizient kann auf eine bestimmte Oberfläche (mit einer bestimmten Beschaffenheit), eine bestimmte Geschwindigkeit zwischen dem Körper und der Oberfläche (z.B. die Dichtfläche oder auch ein Testoberfläche) und eine bestimmten Temperatur bezogen sein, z.B. Raumtemperatur. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Reibungskoeffizient trocken, d.h. ohne Einsatz eines Schmiermittels, definiert sein oder gemessen werden. The coefficient of friction may be related to a particular surface (of a certain nature), a certain velocity between the body and the surface (e.g., the sealing surface or even a test surface), and a particular temperature, e.g. Room temperature. According to various embodiments, the coefficient of friction may be dry, i. be defined or measured without the use of a lubricant.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Gleitreibungskoeffizient zwischen dem zweiten Material und dem zweiten Element (d.h. dem Element mit welchem der zweite Abschnitt physisch in Kontakt steht) kleiner sein als ungefähr 0,5, z.B. kleiner als ungefähr 0,1, z.B. kleiner als ungefähr 0,05, z.B. kleiner als ungefähr 0,02. According to various embodiments, the coefficient of sliding friction between the second material and the second element (i.e., the element with which the second portion physically contacts) may be less than about 0.5, e.g. less than about 0.1, e.g. less than about 0.05, e.g. less than about 0.02.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Verschleißwiderstand des ersten Materials gegenüber dem anderen Element (z.B. dem zweiten Element) kleiner sein als ein Verschleißwiderstand des zweiten Materials gegenüber dem anderen Element. Beispielsweise kann das Verhältnis des Verschleißwiderstands des ersten Materials gegenüber dem anderen Element zu dem Verschleißwiderstand des zweiten Materials gegenüber dem anderen Element kleiner als ungefähr 50%, z.B. kleiner als ungefähr 40%, z.B. kleiner als ungefähr 30%, z.B. kleiner als ungefähr 20%, z.B. kleiner als ungefähr 10%, z.B. kleiner als ungefähr 5%. Alternatively or additionally, a wear resistance of the first material with respect to the other element (e.g., the second element) may be less than a wear resistance of the second material over the other element. For example, the ratio of the wear resistance of the first material over the other element to the wear resistance of the second material over the other element may be less than about 50%, e.g. less than about 40%, e.g. less than about 30%, e.g. less than about 20%, e.g. less than about 10%, e.g. less than about 5%.
Der Verschleißwiderstand (wird auch als Verschleißfestigkeit oder Verschleißbeständigkeit bezeichnet) beschreibt anschaulich die Widerstandsfähigkeit eines Körpers gegenüber Verschleiß, mit anderen Worten gegenüber einem Materialabtrag, d.h. z.B. gegenüber mechanischem Abrieb. Wear resistance (also referred to as wear resistance or wear resistance) vividly describes a body's resistance to wear, in other words, to material removal, i. e.g. against mechanical abrasion.
Im Rahmen dieser Anmeldung kann als Verschleißwiderstand das Reziproke der Verschleißkonstante verstanden werden. Die Verschleißkonstante beschreibt den Materialabtrag des Körpers pro Strecke, entlang welcher der Körper über die verschleißende Oberfläche (z.B. über das zweite Element) bewegt wird. Dieser Zusammenhang lässt sich ebenso als Materialabtrag pro Zeiteinheit ausdrücken, in welchen dann die Geschwindigkeit einfließt, mit dem der Körper über die verschleißende Oberfläche bewegt wird. Die Verschleißkonstante beschreibt demnach das Volumen des Körpers, welches pro Strecke (Länge) und pro Kraft abgetragen wird. In das abgetragene Volumen des Körpers fließt die Kontaktfläche des Körpers mit der verschleißenden Oberfläche ein und der Verlust an Dicke des Körpers senkrecht zur verschleißenden Oberfläche, welche aufgrund des Materialabtrags auftritt. Die Verschleißkonstante wird somit als Fläche pro Kraft, d.h. als reziproker Druck angegeben. In the context of this application, the reciprocal of the wear constant can be understood as wear resistance. The wear constant describes the removal of material by the body per stretch along which the body is moved over the wear surface (e.g., via the second member). This relationship can also be expressed as material removal per unit time, in which then enters the speed at which the body is moved over the wear surface. The wear constant thus describes the volume of the body, which is removed per distance (length) and per force. Into the ablated volume of the body flows the contact surface of the body with the wear surface and the loss of thickness of the body perpendicular to the wear surface which occurs due to the material removal. The wear constant is thus expressed as the area per force, i. indicated as reciprocal pressure.
Der Verschleißwiderstand (reziproke Verschleißkonstante) des zweiten Abschnitts kann größer sein als ungefähr 5·106 MPa, z.B. größer als ungefähr 107 MPa, z.B. größer als ungefähr 2·107 MPa, z.B. größer als ungefähr 5·107 MPa. The wear resistance (reciprocal wear constant) of the second portion may be greater than about 5 x 10 6 MPa, eg, greater than about 10 7 MPa, eg, greater than about 2 x 10 7 MPa, eg, greater than about 5 x 10 7 MPa.
Die Verwendung von Zusätzen (wie Glas oder Kohle) im zweiten Material kann den Verschleißwiderstand des zweiten Materials erhöhen. Somit kann der Verschleißwiderstand größer sein als ungefähr 108 MPa, z.B. größer als ungefähr 2·108 MPa, z.B. größer als ungefähr 5·108 MPa, z.B. größer als ungefähr 109 MPa, z.B. größer als ungefähr 2·109 MPa. The use of additives (such as glass or carbon) in the second material can increase the wear resistance of the second material. Thus, the wear resistance may be greater than about 10 8 MPa, eg greater than about 2 x 10 8 MPa, eg greater than about 5 x 10 8 MPa, eg greater than about 10 9 MPa, eg greater than about 2 x 10 9 MPa.
Beispielsweise kann der Verschleißwiderstand des zweiten Materials in einem Bereich von ungefähr 107 MPa bis ungefähr 5·109 MPa liegen. For example, the wear resistance of the second material may be in a range of about 10 7 MPa to about 5 x 10 9 MPa.
Der Verschleißwiderstand kann auf eine bestimmte verschleißende Oberfläche (und deren Beschaffenheit), eine bestimmte Geschwindigkeit zwischen dem Körper und der verschleißenden Oberfläche (z.B. die Dichtfläche oder eine Testoberfläche) und einer bestimmten Temperatur bezogen sein, z.B. Raumtemperatur. The wear resistance may be related to a particular wear surface (and its nature), a particular velocity between the body and the wear surface (e.g., the sealing surface or a test surface), and a particular temperature, e.g. Room temperature.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Dichtstruktur (auch als Vakuumdichtung bezeichnet) zum Abdichten eines Spalts zwischen einem Element und einer Dichtfläche gegenüber (z.B. in) einem Vakuum Folgendes aufweisen: einen Träger, wobei der Träger ein Verbundmaterial zum Versteifen der Dichtstruktur und eine Schicht aufweist, deren Gaspermeabilität kleiner ist, als die des Verbundmaterials; eine Dichtlippe, welche sich von dem Träger weg erstreckt; wobei ein erster Abschnitt der Dichtlippe an dem Träger befestigt ist und aus einem elektrisch isolierenden ersten Material gebildet ist; wobei ein zweiter Abschnitt der Dichtlippe in einem Abstand zu dem Träger an dem ersten Abschnitt befestigt ist und aus einem elektrisch isolierenden zweiten Material gebildet ist; und wobei eine Shore-Härte des ersten Materials (bzw. des ersten Abschnitts) kleiner ist als eine Shore-Härte des zweiten Materials (bzw. des zweiten Abschnitts). According to various embodiments, a sealing structure (also referred to as a vacuum seal) for sealing a gap between an element and a sealing surface from (eg) a vacuum may comprise: a carrier, wherein the carrier comprises a composite material for stiffening the sealing structure and a layer whose Gas permeability is smaller than that of the composite material; a sealing lip extending away from the carrier; wherein a first portion of the sealing lip is fixed to the carrier and is formed of an electrically insulating first material; wherein a second portion of the sealing lip is secured to the first portion at a distance from the support and made of an electrically insulating material second material is formed; and wherein a Shore hardness of the first material (or the first portion) is smaller than a Shore hardness of the second material (or the second portion).
Beispielsweise kann eine Shore-A-Härte des ersten Materials kleiner sein als eine Shore-A-Härte des zweiten Materials. Damit kann auch eine Shore-D-Härte des ersten Materials kleiner sein als eine Shore-D-Härte des zweiten Materials. For example, a Shore A hardness of the first material may be less than a Shore A hardness of the second material. Thus, a Shore D hardness of the first material may be smaller than a Shore D hardness of the second material.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Schicht das Verbundmaterial zumindest teilweise (d.h. teilweise oder vollständig) abdecken, z.B. teilweise oder vollständig ummanteln. According to various embodiments, the layer may cover the composite material at least partially (i.e., partially or completely), e.g. partially or completely encase.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Dichtstruktur zum Abdichten eines Spalts gegenüber einem Vakuum (z.B. in einem Vakuum) verwendet, wobei der Spalt zwischen zwei drehbar zueinander gelagerten Elementen gebildet ist, wobei ein erster Abschnitt der Dichtstruktur, welcher eingerichtet ist mit einem Element der zwei Elemente verbunden zu werden, aus einem elektrisch isolierendem ersten Material gebildet ist und ein zweiter Abschnitt der Dichtstruktur, welcher eingerichtet ist über eine Dichtfläche des anderen Elements der zwei Elemente zu gleiten, aus einem elektrisch isolierendem zweiten Material gebildet ist; und wobei eine Shore-Härte des ersten Materials kleiner ist als eine Shore-Härte des zweiten Materials (analog zum vorangehend beschriebenen). According to various embodiments, a sealing structure is used for sealing a gap from a vacuum (eg in a vacuum), the gap being formed between two rotatably mounted elements, wherein a first portion of the sealing structure, which is arranged, is connected to one element of the two elements is formed of an electrically insulating first material and a second portion of the sealing structure, which is adapted to slide over a sealing surface of the other element of the two elements, is formed of an electrically insulating second material; and wherein a Shore hardness of the first material is less than a Shore hardness of the second material (analogous to that described above).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Abschnitt der Dichtlippe einen ersten Kunststoff aufweisen, welcher eingerichtet ist einem Auslenken des ersten Abschnitts durch Erzeugen einer Rückstellkraft entgegenzuwirken, z.B. ein Elastomer. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Abschnitt der Dichtlippe einen zweiten Kunststoff zum Abgleiten an einem Element (z.B. dessen Oberfläche, z.B. dessen Mantelfläche) aufweisen. According to various embodiments, the first portion of the sealing lip may comprise a first plastic which is adapted to counteract a deflection of the first portion by generating a restoring force, e.g. an elastomer. Alternatively or additionally, the second portion of the sealing lip may comprise a second plastic for sliding against an element (e.g., its surface, e.g., its lateral surface).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Dichtstruktur zum Abdichten eines Spalts in der Vakuumkammer, welcher zwischen zueinander beweglich gelagerten Elementen erstreckt ist, Folgendes aufweisen: einen ersten Abschnitt, welcher einen ersten Kunststoff zum (federelastischen) Aufnehmen einer auf einen zweiten Abschnitt der Dichtstruktur wirkenden Kraft aufweist; und den zweiten Abschnitt, welcher einen zweiten Kunststoff zum Abgleiten an einem der Elemente aufweist. According to various embodiments, a sealing structure for sealing a gap in the vacuum chamber that is extended between mutually movably mounted elements may include: a first portion having a first plastic for (resiliently) receiving a force acting on a second portion of the sealing structure; and the second section having a second plastic for sliding against one of the elements.
Die Dichtstruktur kann einen gasdichten Träger und eine Dichtlippe aufweisen, welche mit einem ersten Abschnitt an dem gasdichten Träger befestigt ist und welche mit einem zweiten Abschnitt in physischen Kontakt zu einem relativ zu der Dichtstruktur beweglich gelagerten Element aufweist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Material des ersten Abschnitts federelastisch verformbar sein, so dass der zweite Abschnitt entgegen einer von dem ersten Abschnitt erzeugten Rückstellkraft ausgelenkt wird, wenn dieser gegen ein Element gepresst wird. The sealing structure may comprise a gas-tight support and a sealing lip, which is fastened with a first portion to the gas-tight support and which has a second portion in physical contact with a member movably mounted relative to the sealing structure. According to various embodiments, the first material of the first section may be resiliently deformable, such that the second section is deflected against a restoring force generated by the first section when it is pressed against an element.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich der erste Abschnitt zwischen dem zweiten Abschnitt und dem Träger erstrecken, wobei der erste Abschnitt an den zweiten Abschnitt angrenzt. According to various embodiments, the first portion may extend between the second portion and the carrier, wherein the first portion is adjacent to the second portion.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann als Gaspermeabilität (auch als Gaspermeation oder Gasdurchlässigkeit bezeichnet) ein Maß verstanden werden, welches die Durchlässigkeit des Körpers oder eines Teils des Körpers für ein Gas beschreibt, mit anderen Worten in welcher Menge pro Zeiteinheit ein Gas den Körper oder einen Teil des Körpers durchdringt oder durchwandert. Die Gaspermeabilität kann auf ein bestimmtes Gas bei einem bestimmten Druckunterschied und einer bestimmten Temperatur bezogen sein. In the context of this description gas permeability (also referred to as gas permeation or gas permeability) may be understood as a measure which describes the permeability of the body or a part of the body to a gas, in other words in what quantity per unit of time a gas is the body or a part of the body penetrates or permeates. The gas permeability may be related to a particular gas at a given pressure differential and temperature.
Die Gaspermeabilität entspricht dem auf die Dicke eines Körpers, entlang welcher dieser von dem Gas durchdrungen wird, normierten Permeationskoeffizienten, welcher beschreibt wieviel Volumen eines Gases bezogen auf 0°C (Gastemperatur) und 1 bar (101325 Pa) pro Zeiteinheit durch einen Körper mit einer Dicke und einer Oberfläche quer zur Dicke bei einer Partialdruckdifferenz des Gases bei der Temperatur T permeieren (hindurchdringen), z.B. entlang der Dicke. Die Gaspermeabilität der Schicht kann beispielsweise im Wesentlichen der Gaspermeabilität des ersten Abschnitts oder des zweiten Abschnitts entsprechen. The gas permeability corresponds to the permeation coefficient normalized to the thickness of a body along which it is penetrated by the gas, which describes how much volume of a gas relative to 0 ° C (gas temperature) and 1 bar (101325 Pa) per unit time through a body with a Thickness and a surface transverse to the thickness at a partial pressure difference of the gas at the temperature T permeate (penetrate), eg along the thickness. For example, the gas permeability of the layer may substantially correspond to the gas permeability of the first portion or the second portion.
Die Gaspermeabilität der Schicht (bzw. des ersten Abschnitts und/oder des zweiten Abschnitts) kann in einem Bereich von ungefähr bis ungefähr 1·10–18 m2s–1 Pa bis 150·10–18 m2s–1 Pa liegen, z.B. kleiner als ungefähr 100·10–18 m2s–1, z.B. kleiner als ungefähr 50·10–18 m2s–1, z.B. kleiner sein als ungefähr 10·10–18 m2s–1, beispielsweise für ein Gas aus der Folgenden Gruppe an Gasen: Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Helium, Wasserstoff oder Chlor. The gas permeability of the layer (or the first portion and / or the second portion) may be in a range of approximately to approximately 1 × 10 -18 m 2 s -1 Pa to 150 × 10 -18 m 2 s -1 Pa, eg less than about 100 x 10 -18 m 2 s -1 , eg less than about 50 x 10 -18 m 2 s -1 , eg less than about 10 x 10 -18 m 2 s -1 , for example for a gas from the following group of gases: oxygen, nitrogen, argon, helium, hydrogen or chlorine.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann die Shore-Härte als Maß für die Härte eines Körpers, bzw. Materials, verstanden werden. Die Shore-Härte ist eine typische Messgröße für verschiedene Materialien (beispielsweise Kunststoffe oder Metalle), z.B. Körpern, welche aus diesen gebildet sind, wobei je nach Härte des Körpers, bzw. Materials, verschiedene Skalen (z.B. Shore-A, Shore-B, Shore-C und Shore-D) verwendet werden, welche sich ineinander umrechnen lassen. In the context of this description, the Shore hardness can be understood as a measure of the hardness of a body or material. Shore hardness is a typical measure of various materials (eg, plastics or metals), e.g. Bodies formed therefrom, using different scales (e.g., Shore-A, Shore-B, Shore-C and Shore-D) depending on the hardness of the body or material, which can be converted into each other.
Für weiche Materialien, z.B. Kunststoffe, z.B. Elastomere, kann beispielsweise die Shore-A-Härte verwendet werden, welche auch im Rahmen dieser Beschreibung verwendet wird. Die Shore-Härte bezieht sich dabei auf die Materialeigenschaften bei Raumtemperatur, z.B. 20°C. Zum Messen der Shore-Härte kann beispielsweise ein Shore-/IRHD-Härteprüfer (IRHD = International Rubber Hardness Degree) verwendet werden, z.B. gemäß den Anforderungen der
Zur Ermittlung der Shore-Härte kann mit Hilfe einer Tiefenmeßuhr eine Stahlspitze mit bestimmter Form und mit definierter Federkraft in die Oberfläche eines Körpers oder eines Materials eingedrückt werden. Die Eindringtiefe wird mittels einer Härteskala der Tiefenmessuhr einem Härtewert zwischen 0 und 100 Einheiten zugeordnet. Dabei entspricht 0 Shore der kleinsten und 100 Shore der größten Härte. Das Einstellen der Federkraft erfolgt beispielsweise durch aufgelegte Gewichte, so dass diese ungefähr 12,5 ± 0,5 N bei Shore-A, bzw. 50 ± 0,5 N bei Shore-D, beträgt. To determine the Shore hardness can be pressed with the help of a depth gauge a steel tip with a certain shape and with a defined spring force in the surface of a body or a material. The penetration depth is assigned to a hardness value between 0 and 100 units by means of a hardness scale of the depth gauges. 0 shore corresponds to the smallest and 100 shore to the highest hardness. The adjustment of the spring force, for example, by applied weights so that it is about 12.5 ± 0.5 N at Shore-A, and 50 ± 0.5 N at Shore-D.
Die Shore-Härte ist mit dem Elastizitätsmodul des Material, bzw. Körpers, verknüpft und steht mit diesem im Zusammenhang, so dass einer Shore-Härte (z.B. einem Shore-A-Härtewert) ein Elastizitätsmodul zugeordnet werden kann. Je kleiner das Elastizitätsmodul ist (d.h. desto weicher das Material ist), desto kleiner ist die Shore-Härte. The Shore hardness is related to and is related to the modulus of elasticity of the material, or body, such that a Shore hardness (e.g., a Shore A hardness value) can be assigned a Young's modulus. The smaller the modulus of elasticity (i.e., the softer the material), the lower the Shore hardness.
Die Shore-Härten der verschiedenen Skalen können ineinander umgerechnet werden, wie im Folgenden noch beschrieben wird (vergleiche z.B.
Die Shore-A-Härte des ersten Abschnitts, bzw. des ersten Materials, kann z.B. in einem Bereich von ungefähr 40 Shore-A bis ungefähr 95 Shore-A (entspricht einem Bereich von ungefähr 5 Shore-D bis ungefähr 47 Shore-D) liegen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 50 Shore-A bis ungefähr 80 Shore-A (entspricht einem Bereich von ungefähr 10 Shore-D bis ungefähr 25 Shore-D). The Shore A hardness of the first portion, or first material, may be e.g. in a range from about 40 Shore A to about 95 Shore A (corresponding to a range from about 5 Shore D to about 47 Shore D), e.g. in a range of about 50 Shore-A to about 80 Shore-A (corresponding to a range of about 10 Shore-D to about 25 Shore-D).
Die Shore-A-Härte des zweiten Abschnitts, bzw. des zweiten Materials, kann z.B. größer sein als ungefähr 100 Shore-A. Daher kann es sinnvoll sein, die Shore-Härte des zweiten Abschnitts, bzw. des zweiten Materials, in Shore-D anzugeben, wobei 100 Shore-A ungefähr 50 Shore-D entsprechen. Die Shore-D-Härte des zweiten Abschnitts, bzw. des zweiten Materials, kann z.B. in einem Bereich von ungefähr 50 Shore-D bis ungefähr 75 Shore-D liegen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 60 Shore-D bis ungefähr 70 Shore-D. The Shore A hardness of the second portion, or second material, may be e.g. greater than about 100 Shore-A. Therefore, it may be useful to specify the Shore hardness of the second section, or of the second material, in Shore-D, where 100 Shore A corresponds to approximately 50 Shore-D. The Shore D hardness of the second portion, or second material, may be e.g. are in a range from about 50 Shore D to about 75 Shore D, e.g. in a range of about 60 Shore-D to about 70 Shore-D.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigen Show it
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "rear", etc. is used with reference to the orientation of the described figure (s). Because components of embodiments can be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is illustrative and is in no way limiting. It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It should be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise. The following detailed description is therefore not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist. As used herein, the terms "connected," "connected," and "coupled" are used to describe both direct and indirect connection, direct or indirect connection, and direct or indirect coupling. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference numerals, as appropriate.
Herkömmlicherweise werden folgende Rotationsdichtungen für Vakuumanwendungen bei geringer Umdrehungszahl verwendet: Conventionally, the following rotary seals are used for low speed vacuum applications:
Radialwellendichtring: Radial shaft seal:
Eine solche Rotationsdichtung ist kostengünstig und weit verbreitet, weist eine geringe Gaspermeation (im Fall diese ist aus Kautschuk-basierten Material gebildet) auf und kann elastisch verformbar sein, so dass diese Form- & Lageabweichungen einer Welle ausgleichen kann. Such a rotary seal is inexpensive and widely used, has low gas permeation (in case it is formed of rubber-based material) and may be elastically deformable so that it can compensate for shape and positional deviations of a shaft.
Allerdings weisen solche Dichtungen in der Regel einen hohen Verschleiß auf und müssen häufig gewechselt werden, d.h. diese haben eine geringe bis mittlere Standzeit. However, such seals typically have high wear and must be changed frequently, i. These have a low to medium service life.
Magnetfluiddichtung: Magnetic fluid seal:
Eine solche Rotationsdichtung ist verschleißfrei und reibungsarm. Such a rotary seal is wear-free and low-friction.
Allerdings wird diese durch magnetische Felder beeinflusst, und kann daher in der Nähe von elektrischen Strömen Fehlfunktionen aufweisen. Mit anderen Worten kann die Funktionalität der Dichtung durch Stromfluss im Umfeld dieser nicht gewährleistet werden. Weist die Welle ein Lagerspiel auf oder schwingt sogar, kann es zu Pumpeffekten kommen und das Ferrofluid wird von der Dichtstelle entfernt. However, it is affected by magnetic fields, and therefore may malfunction near electrical currents. In other words, the functionality of the seal can not be guaranteed by the flow of current in the vicinity of this. If the shaft has a bearing clearance or even oscillates, pumping effects can occur and the ferrofluid is removed from the sealing point.
PTFE-Lippendichtung: PTFE lip seal:
Eine solche Rotationsdichtung ermöglicht hohe Standzeiten. Allerdings ist eine solche Rotationsdichtung durch ihre Härte sehr steif. Dadurch kann diese Formabweichungen und Lageabweichungen der Welle nur ungenügend oder gar nicht ausgleichen. Ferner weist eine solche Rotationsdichtung eine hohe Gaspermeation durch den Dichtungskörper hindurch auf und ist daher nur beschränkt in einem Vakuum einsetzbar. Die hohen Anforderungen an das Material führen bei diesen Rotationsdichtung zu großen Schwankungen in der Qualität. Such a rotary seal allows a long service life. However, such a rotary seal is very stiff due to its hardness. As a result, these form deviations and positional deviations of the shaft can only be compensated insufficiently or not at all. Furthermore, such a rotary seal on a high gas permeation through the seal body through and is therefore only limited use in a vacuum. The high demands on the material lead to large fluctuations in the quality of this rotary seal.
Laufwerkdichtung: Drive seal:
Eine solche Rotationsdichtung ermöglicht sehr hohe Standzeiten, ist ferner mechanisch robust und kann Formabweichungen und Lageabweichungen der Welle ausgleichen. Such a rotary seal allows very long service life, is also mechanically robust and can compensate for deviations in shape and positional deviation of the shaft.
Allerdings weist eine solche Rotationsdichtung metallische Komponenten (z.B. Dichtungskörper) auf, welche nur schwer zu kühlen sind, da diese schwer an ein Kühlmedium angebunden werden können. Dies führt gerade durch die metallischen Komponenten zu einer schwer zu kompensierenden Wärmeentwicklung (z.B. durch Induktion in dem Metall) an der Rotationsdichtung, welche deren Wirkungsweise beeinträchtigt und sogar zur Beschädigung der Rotationsdichtung führen kann. However, such a rotary seal has metallic components (e.g., seal bodies) which are difficult to cool since they are difficult to be bonded to a cooling medium. This leads to a difficult to compensate for heat development (for example, by induction in the metal) on the rotary seal, which can affect their operation and even lead to damage of the rotary seal just by the metallic components.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Dichtstruktur bereitgestellt, welche als Rotationsdichtung eingesetzt werden kann. Die bereitgestellte Dichtstruktur kann nichtmetallische Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. das erste Material oder das zweite Material. Ferner kann die bereitgestellte Dichtstruktur eine kostengünstige Herstellung ermöglichen und in großer Stückzahl gefertigt werden. According to various embodiments, a sealing structure is provided which can be used as a rotary seal. The provided sealing structure may include or be formed from non-metallic materials, e.g. the first material or the second material. Furthermore, the provided sealing structure can enable cost-effective production and be manufactured in large numbers.
Die gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellte Dichtstruktur kann in unterschiedlichen Endblocktypen eingesetzt werden. Somit können beispielsweise vorhandene Anlagen kostengünstig umgerüstet werden. The sealing structure provided according to various embodiments may be used in different types of end blocks. Thus, for example, existing equipment can be converted inexpensively.
Die Vakuumanordnung
Die Vakuumkammer
Beispielsweise kann der Vakuumkammer
Ferner kann die Vakuumanordnung
Beispielsweise kann nur eines der zwei Elemente
Ferner kann die Vakuumanordnung
In dem Fall, dass der erste Abschnitt
Eine formschlüssige Verbindung kann beispielsweise erreicht werden, indem der erste Abschnitt
Eine kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise erreicht werden, indem der erste Abschnitt
Der erste Abschnitt
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein zweiter Abschnitt
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Abschnitt
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Material weicher sein als das zweite Material. Mit anderen Worten kann eine Shore-Härte des ersten Materials (bzw. des ersten Abschnitts
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Material ein Elastomer aufweisen und das zweite Material kann ein Plastomer und/oder Duromer aufweisen. According to various embodiments, the first material may comprise an elastomer and the second material may comprise a plastomer and / or duromer.
Die Dichtstruktur
Das Verbundmaterial (auch als Verbundwerkstoff bezeichnet) kann eine Matrix aus einem Kunststoff aufweisen und ein Füllmaterial, welches in der Matrix eingebettet ist. Mit anderen Worten kann Verbundmaterial die Matrix und das Füllmaterial aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Füllmaterial kann ein faserförmiges Material sein, z.B. eine Glasfaser, eine Kohlenstofffaser oder eine Naturfaser, wie z.B. eine Baumwollfaser, oder eine Mischfaser, z.B. eine Polyester-Baumwoll-Mischfaser. Die Matrix kann ein Harz aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Epoxidharz. The composite material (also referred to as a composite material) may comprise a matrix of a plastic and a filler material embedded in the matrix. In other words, composite material may include or be formed from the matrix and the filler material. The filling material may be a fibrous material, e.g. a glass fiber, a carbon fiber or a natural fiber, e.g. a cotton fiber, or a mixed fiber, e.g. a polyester-cotton blended fiber. The matrix may include or be formed from a resin, e.g. an epoxy resin.
Mit anderen Worten kann das Verbundmaterial als Faserverbundmaterial ausgebildet sein, z.B. als Faser-Kunststoff-Verbund, wie ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK), ein glasfaserverstärkter Kunststoff (GfK), ein aramidfaserverstärkter Kunststoff (AFK) oder eine naturfaserverstärkter Kunststoff (NFK). In other words, the composite material may be formed as a fiber composite material, e.g. as a fiber-plastic composite, such as a carbon fiber reinforced plastic (CFRP), a glass fiber reinforced plastic (GRP), an aramid fiber reinforced plastic (AFK) or a natural fiber reinforced plastic (NFK).
Der Träger
Die Schicht
Die Dichtstruktur
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein erster Abschnitt
Der erste Abschnitt
Die Schicht
Alternativ kann der Träger
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Abschnitt
Beispielsweise kann der erste Abschnitt
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Abschnitt
Beispielsweise kann der erste Abschnitt
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Element
Alternativ oder zusätzlich kann das erste Element
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das zweite Element
In der Durchgangsöffnung
Beispielsweise kann die Dichtstruktur für eine Vakuumdrehdurchführung verwendet werden. For example, the sealing structure can be used for a vacuum rotary feedthrough.
Die Dichtstruktur
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Element
Das erste Element
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Abschnitt
Der O-Ring kann Teil einer vorgespannten Rotationsdichtung (kann auch als Rotodichtung bezeichnet werden) sein. Dazu kann der O-Ring das Dichtelement gegen eine Dichtfläche anpressen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der O-Ring z.B. NBR oder Fluorkautschuk (FKM) aufweisen oder daraus gebildet sein. The O-ring may be part of a preloaded rotary seal (may also be referred to as a red seal). For this purpose, the O-ring can press the sealing element against a sealing surface. According to various embodiments, the O-ring may e.g. NBR or fluororubber (FKM) or be formed therefrom.
Das Dichtelement kann einen Kunststoff aufweisen, z.B. Polyurethan (PU), Polyethylen (PE) und/oder PTFE (bzw. deren Modifikationen) aufweisen oder daraus gebildet sein. The sealing element may comprise a plastic, e.g. Polyurethane (PU), polyethylene (PE) and / or PTFE (or their modifications) or be formed therefrom.
Das Material der Dichtfläche
Weist das zweite Material beispielsweise PTFE auf oder ist daraus gebildet, kann die Dichtfläche
Wird für den O-Ring ein nicht ausreichend elastisches (federelastisches) Material eingesetzt, wie beispielsweise ein Duromer oder Plastomer (beispielsweise PTFE), kann dieser nach einer Belastung nicht wieder vollständig in seiner Ausgangsform zurückkehren (Memoryeffekt), wodurch die Dichtwirkung beeinträchtigt werden kann. If a non-elastic (spring-elastic) material is used for the O-ring, such as a duromer or plastomer (for example PTFE), this can not return completely to its original shape after a load (memory effect), whereby the sealing effect can be impaired.
Das Dichtelement kann unterschiedliche geometrische Formen aufweisen. Beispielsweise kann das Dichtelement einen Vorsprung
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Dichtelement in verschiedene Breiten gebildet sein oder werden (z.B. mit mehreren Vorsprüngen
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zwischen die Dichtfläche und die Dichtstruktur
Vakuumverträglich (auch als vakuumtauglich bezeichnet) kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen verstanden werden, als dass ein Material (auch als Stoff bezeichnet) einen geringen Dampfdruck aufweist (mit anderen Worten so wenig wie möglich ausgast), z.B. einen Dampfdruck (gemessen bei Raumtemperatur) von weniger als ungefähr 10–13 mbar, z.B. weniger als ungefähr 10–7 mbar, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10–5 mbar bis ungefähr 10–15 mbar. Ferner kann der Dampfdruck auch bei erhöhter Temperatur gering sein, z.B. bei 200°C weniger als ungefähr 10–5 mbar betragen. Vacuum-compatible (also referred to as vacuum-compatible) can be understood, according to various embodiments, as having a low vapor pressure (in other words, as little as possible outgassing), eg a vapor pressure (measured at room temperature) of less than about 10 -13 mbar, eg less than about 10 -7 mbar, eg in a range of about 10 -5 mbar to about 10 -15 mbar. Furthermore, the vapor pressure may be low even at elevated temperature, eg at 200 ° C less than about 10 -5 mbar.
Zusätzlich kann das Schmiermittel prozessverträglich, mit anderen Worten inert gegenüber einem in der Vakuumkammer
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Element
Die Kartusche (kann auch als Dichtungskartusche bezeichnet werden) kann zwischen einem Abschnitt eines Gehäuses
Die Kartusche kann ein Auswechseln aller Dichtungen ermöglichen und bereits vorkonfiguriert (d.h. mit eingelegten Dichtstrukturen
Die Kartusche kann ein Metall aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. Edelstahl oder Aluminium. The cartridge may comprise or be formed of a metal, e.g. Stainless steel or aluminum.
Das zweite Element
In der Kartusche kann eine Durchgangsöffnung
Die Welle kann eine Dichtfläche
Die Dichtfläche
Die Welle kann sich in der Dichtstruktur
Die in
Alternativ zu der in
Die in
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Kartusche einen Kunststoff aufweisen oder daraus gebildet sein, z.B. ein Duromer oder Plastomer, z.B. PTFE. Damit kann erreicht werden, dass die Dichtfläche
Die Dichtstruktur
Alternativ zu der in
Analog zu der in
Die in
Alternativ kann jede dieser Vakuumanordnungen
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Abschnitt
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Träger
Das Grundmaterial kann vakuumtauglich und elektrisch nichtleitend (mit anderen Worten elektrisch isolierend) sein. Damit der Träger
Die Schicht
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Abschnitt
Analog dazu kann der erste Abschnitt
Der erste Abschnitt
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist ein geschmierter Einsatz der Dichtstruktur
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in dem Basiskörper
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann in dem Basiskörper
Die in
Die Vakuumanordnung
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Dichtstruktur
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Dichtfläche
Eine solche Anordnung ermöglicht es beispielsweise die Dichtstruktur einfach und schnell, d.h. kostensparend zu warten, z.B. auszutauschen, zu montieren oder zu demontieren. Dazu kann die Dichtstruktur
Alternativ oder zusätzlich kann der Träger
Die Schicht
Alternativ zu der Tandemanordnung können breitere Dichtlippen
Die Vakuumanordnung
Die Welle kann mittels eines Lagers
Zwischen der Welle und dem Gehäuse kann die Dichtungskartusche eingesteckt sein, analog zu der in
Die mittels der Dichtungskartusche gelagerten Dichtstrukturen
Zwischen der Welle und der Einsteckkartusche kann eine oder können zwei Dichtstrukturen
In diesem Fall kann die Welle für alle Dichtstrukturen
Die Welle kann über eine Kontaktstruktur
Die Endblockanordnung
Ferner kann die mindestens eine Endblockanordnung
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Endblockanordnung
Es versteht sich, dass die Vakuumkammer
Dazu kann eine Vakuumpumpenanordnung (nicht dargestellt) an die Vakuumprozesskammer
Ferner kann die Vakuumanordnung
Wie in
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gelenkkupplung
Anschaulich kann die Gelenkkupplung
Mittels der Gelenkkupplung
Mit anderen Worten kann die Gelenkkupplung
Beispielsweise kann die rohrförmig Elektrode
Wie in Diagramm
Dabei erschöpft sich der Wertebereich der Shore-A-Skala bei ungefähr 50 Shore-D. Darüber hinaus (für Shore-A-Härtewerte über 100) kann es allerdings als eine ausreichend genaue Näherung angesehen werden, die Shore-A-Skala linear über der Shore-D-Skala zu extrapolieren. Somit kann jeder Shore-D-Härte eine Shore-A-Härte zugeordnet werden. The value range of the Shore A scale is exhausted at about 50 Shore D. In addition (for Shore A hardness values above 100), however, it may be considered a sufficiently accurate approximation to extrapolate the Shore A scale linearly over the Shore D scale. Thus, each Shore D hardness can be assigned a Shore A hardness.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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- ASTM D 2240 [0067] ASTM D 2240 [0067]
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