DE102017223778A1

DE102017223778A1 - Barometric fluid locks

Info

Publication number: DE102017223778A1
Application number: DE102017223778.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Schwerdt; Andreas Montkowski
Original assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG; ThyssenKrupp AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG; ThyssenKrupp AG
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2037-12-23
Also published as: WO2019122131A1; DE102017223778B4; EP3728687A1

Abstract

Es werden eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Einschleusen und/oder Ausschleusen von Materialbändern in Vakuumanlagen und ein Verfahren zum kontinuierlichen Einschleusen und/oder Ausschleusen von Materialbändern in Vakuumanlagen vorgeschlagen.There are proposed an apparatus for the continuous introduction and / or removal of material strips in vacuum systems and a method for the continuous introduction and / or removal of material strips in vacuum systems.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Schleusenvorrichtung für Materialbänder in Vakuumkammern zur Behandlung der Materialbänder im Vakuum. Das Ein- und Ausschleusen von Materialbändern, zumeist in Form von Spulen aufgewickelt, ist arbeits-, zeit- und energieintensiv. Für den Schleusenvorgang muss das Vakuum an der Vakuumkammer gebrochen und anschließend die Vakuumkammer erneut evakuiert werden. Zudem ist es insbesondere bei der Verarbeitung von Metallbändern wünschenswert, diese kontinuierlich zu behandeln und so Verschnitt am Anfang und am Ende zu verhindern und die Verarbeitungsprozesse langzeitstabil betreiben zu können.The present invention is based on a lock device for material strips in vacuum chambers for the treatment of the material strips in a vacuum. The inflow and outfeed of material bands, usually wound up in the form of coils, is labor-intensive, time-consuming and energy-intensive. For the lock process, the vacuum at the vacuum chamber must be broken and then the vacuum chamber evacuated again. In addition, it is particularly desirable in the processing of metal strips to treat them continuously and thus prevent waste at the beginning and at the end and to be able to operate the processing processes long-term stable.

Stand der Technik sind hierzu unterschiedliche Schleusenkonzepte, welche aber alle auf Kombinationen aus Rollen, Dichtelementen und kalkuliert akzeptierten Leckagen und Strömungswiderständen beruhen. EP 2 13 23 54 offenbart ein konventionelles Schleusenkonzept. Gemein sind ihnen somit Undichtigkeiten, welche permanent durch eine Vielzahl von energie- und wartungsintensiven Vakuumpumpen kompensiert werden müssen. Sowohl bei Bandbreiten- als auch bei Dickenänderungen des durchgesetzten Materials müssen die Schleusen aufwendig angepasst oder Undichtigkeiten durch zusätzliche weitere Pumpleistung kompensiert werden. Zudem bedeutet der vielfache, teilweise mit Druck beaufschlagte Rollenkontakt in einer Schleuse Probleme für die Produktqualität.State of the art for this purpose are different lock concepts, but all based on combinations of roles, sealing elements and calculated accepted leaks and flow resistance. EP 2 13 23 54 discloses a conventional lock concept. Thus, leaks are common to them, which must be permanently compensated by a large number of energy- and maintenance-intensive vacuum pumps. Both in bandwidth and thickness changes of the material passed through the locks must be adapted consuming or leaks compensated by additional pumping power. In addition, the multiple, partially pressurized roller contact in a lock means problems for product quality.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Schleusen von Materialbändern in Vakuumkammern bereitzustellen, welche nach der Evakuierung der Vakuumkammer nur noch wenig oder gar kein weiteres Vakuumpumpen nötig werden lässt, welche unabhängig von Banddicken und/oder Bandbreiten der Materialbandes arbeitet und welche nur wenige einseitige Rollenkontakte des Materialbandes benötigt. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Einschleusen und/oder Ausschleusen von Materialbändern in Vakuumanlagen, wobei die Vorrichtung eine Schleusenstufe aufweist, wobei die Schleusenstufe einen Siphon aufweist, wobei der Siphon in der durch die Vertikale und die Horizontale aufgespannten Ebene eine Kehre aufweist, wobei die Kehre so platziert ist, dass das Materialband vor dem Durchlaufen der Kehre eine Bewegungskomponente nach unten besitzt und dass das Materialband nach dem Durchlaufen der Kehre eine Bewegungskomponente nach oben besitzt, wobei die Kehre mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, wobei der Siphon einen Verbindungsbereich aufweist, wobei der Siphon einen ersten Bereich der Vorrichtung mit einem zweiten Bereich der Vorrichtung verbindet. Der Siphon weist eine, vorzugsweise U-förmige, Kehre und einen Verbindungsbereich auf. Der Verbindungsbereich schließt sich der Kehre auf einer Seite der Kehre an und ist vorzugsweise senkrecht nach oben ausgerichtet. Die Kehre ist mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gefüllt. Denkbar wäre hier auch eine andere Flüssigkeit wie eine Säure, vorzugsweise Salzsäure, oder ein Öl. Der Siphon verbindet einen ersten Bereich mit einem zweiten Bereich. Dadurch, dass die Kehre mit der Flüssigkeit gefüllt ist, ist der erste Bereich vom zweiten Bereich durch den Siphon gasdicht abgetrennt. Ein Materialband kann durch den Siphon vom ersten Bereich in den zweiten Bereich geführt werden.It is therefore an object of the present invention to provide a device for the continuous sluice of material bands in vacuum chambers, which after evacuation of the vacuum chamber only little or no further vacuum pumps will be necessary, which works independently of tape thickness and / or bandwidths of the material band and which only a few one-sided roller contacts of the material band needed. This object is achieved by a device for the continuous introduction and / or removal of material strips in vacuum systems, wherein the device comprises a lock stage, wherein the lock stage has a siphon, wherein the siphon has a turn in the plane defined by the vertical and the horizontal plane, wherein the turn is placed so that the material band before moving through the turn has a component of movement downwards and that the material band after passing through the turn has a component of movement upwards, wherein the turn is filled with a liquid, the siphon has a connecting portion wherein the siphon connects a first portion of the device to a second portion of the device. The siphon has a, preferably U-shaped, turn and a connection area. The connecting region joins the turn on one side of the turn and is preferably oriented vertically upwards. The turn is filled with a liquid, preferably water. Conceivable here would be another liquid such as an acid, preferably hydrochloric acid, or an oil. The siphon connects a first area to a second area. Characterized in that the turn is filled with the liquid, the first region is separated from the second region by the siphon gas-tight. A strip of material can be passed through the siphon from the first area to the second area.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.Advantageous embodiments and modifications of the invention are the dependent claims, as well as the description with reference to the drawings.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Siphon die einzige durchlässige Verbindung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ist. Damit wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass kein Gasaustausch zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich stattfinden kann und so die Pumpleistung nach der Evakuierung des zweiten Bereiches mindestens deutlich reduziert werden kann.According to a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the siphon is the only permeable connection between the first region and the second region. This ensures advantageously that no gas exchange between the first region and the second region can take place and thus the pumping power can be at least significantly reduced after the evacuation of the second region.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Bereich eine Vakuumpumpe aufweist. Damit kann im zweiten Bereich der Druck abgesenkt werden. Denkbar sind hier Druckabsenkungen auf den Bereich des Grobvakuums, also etwa 300 mbar bis 1 mbar. Wird im zweiten Bereich der Druck abgesenkt, so drückt der Luftdruck im ersten Bereich auf die Oberfläche der Flüssigkeit im Siphon, so dass diese auf der Seite des ersten Bereiches absinkt und auf der Seite des zweiten Bereiches im Verbindungsbereich ansteigt. Im Verbindungsbereich entsteht eine Flüssigkeitssäule, welche so hoch ausgebildet ist, dass ihr hydrostatischer Druck den Druck auf die Oberfläche der Flüssigkeit auf der Seite des ersten Bereiches ausgleicht. Ist ein Betriebsvakuum im zweiten Bereich erreicht, bleibt dieser Zustand bestehen. Die Vakuumpumpe kann ausgeschaltet werden und durch den Siphon kann dem zweiten Bereich kontinuierlich ein Materialband aus dem ersten Bereich zugeführt werden. Die Steighöhe der Flüssigkeitssäule hängt von der Dichte der verwendeten Flüssigkeit und von der Druckdifferenz zwischen erstem und zweitem Bereich ab. Bei einem Druckunterschied von 1 bar und der Verwendung von Wasser als Flüssigkeit wäre die Steighöhe der Flüssigkeitssäule circa 10 m, bei einem Druckunterschied von 1 bar und der Verwendung von Quecksilber als Flüssigkeit wäre die Steighöhe der Flüssigkeitssäule 733 mm. Der mit der Vorrichtung erreichbare Enddruck im zweiten Bereich entspricht dem Partialdampfdruck der eingesetzten Flüssigkeit. Wird dieser erreicht, beginnt die Flüssigkeit im zweiten Bereich zu kochen und bei einer weiteren Evakuierung würde nur noch der Dampf der kochenden Flüssigkeit abgepumpt. Setzt man als Flüssigkeit Wasser bei Raumtemperatur ein, so liegt der Partialdampfdruck bei 33 mbar.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the second region has a vacuum pump. This can be lowered in the second area of the pressure. Conceivable here are pressure drops to the range of rough vacuum, ie about 300 mbar to 1 mbar. If the pressure is lowered in the second region, the air pressure in the first region presses on the surface of the liquid in the siphon so that it sinks on the side of the first region and rises on the side of the second region in the connection region. In the connection region, a liquid column is formed, which is formed so high that its hydrostatic pressure equalizes the pressure on the surface of the liquid on the side of the first region. If an operating vacuum in the second range is reached, this state remains. The vacuum pump can be switched off and the siphon can be used to continuously feed a band of material from the first area to the second area. The height of rise of the liquid column depends on the density of the liquid used and on the pressure difference between the first and the second region. At a pressure difference of 1 bar and the use of water as a liquid would be the rise height the liquid column about 10 m, with a pressure difference of 1 bar and the use of mercury as a liquid, the height of rise of the liquid column would be 733 mm. The achievable with the device end pressure in the second region corresponds to the partial vapor pressure of the liquid used. If this is achieved, the liquid begins to boil in the second area and in a further evacuation, only the steam of the boiling liquid would be pumped out. If water is used as the liquid at room temperature, the partial vapor pressure is 33 mbar.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Siphon eine Umlenkeinrichtung zum Umlenken des Materialbandes in der Kehre aufweist. Damit kann das Materialband im Umkehrpunkt der Kehre des Siphons in seiner Laufrichtung umgelenkt werden. Denkbar ist hier die Verwendung einer Umlenkrolle. Denkbar ist, dass die Umlenkrolle angetrieben ist und so Abrieb des Materialbandes verhindert. Weiterhin ist denkbar, dass die Umlenkrolle mit einem Profil versehen ist, durch das Flüssigkeit zwischen Materialband und Rolle vorteilhaft abgeführt werden kann.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the siphon has a deflection device for deflecting the material strip in the turn. Thus, the material band can be deflected at the reversal point of the turn of the siphon in its direction. Conceivable here is the use of a pulley. It is conceivable that the deflection roller is driven and thus prevents abrasion of the material strip. Furthermore, it is conceivable that the deflection roller is provided with a profile, can be advantageously dissipated by the liquid between the material strip and roll.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Umlenkrolle nur teilweise in die Flüssigkeit eingetaucht ist und so den inneren Teil der Kehre bildet. Damit wäre es in vorteilhafter Weise möglich, die Umlenkrolle außerhalb der Flüssigkeit aufzuhängen. Der obere Teil der Umlenkrolle würde so eine Zwischenwand zwischen erstem Bereich und dem Verbindungsbereich oder dem zweiten Bereich bilden. Denkbar ist eine Abdichtung eines entstehenden Durchgangs zwischen dem ersten Bereich und dem Verbindungsbereich oder dem zweiten Bereich am oberen Teil der Umlenkrolle und seitlich vakuumseitig der Aufhängung durch eine oder mehrere Schaberleisten. Leichte Undichtigkeiten dieser bevorzugten Ausführungsform könnten durch Vakuumpumpen im zweiten Bereich kompensiert werden.It is preferably provided that the deflection roller is only partially immersed in the liquid and thus forms the inner part of the turn. Thus, it would be possible in an advantageous manner to hang the pulley outside of the liquid. The upper part of the deflection roller would thus form an intermediate wall between the first region and the connection region or the second region. It is conceivable to seal a resulting passage between the first region and the connecting region or the second region at the upper part of the deflection roller and laterally from the vacuum side of the suspension by one or more scraper strips. Slight leaks in this preferred embodiment could be compensated for by vacuum pumps in the second area.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung eine halbkreisförmige Fläche ist, wobei die halbkreisförmige Fläche Bohrungen aufweist. Denkbar ist, dass innerhalb der halbkreisförmigen Fläche eine Pumpe zum Pumpen der Flüssigkeit verbaut ist. Diese Pumpe ist mit den Bohrungen in der halbkreisförmigen Fläche so verbunden, dass sie die Flüssigkeit durch die Bohrungen mit leichtem Überdruck in die Kehre gegen das Materialband drückt und so ein Flüssigkeitspolster zwischen der halbkreisförmigen Fläche und dem Materialband entsteht. Damit ist es möglich, das Materialband ohne Kontakt mit einer festen Oberfläche in seiner Richtung umzukehren. So können Beschädigungen oder Abrieb am Materialband vermieden werden.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the deflection device is a semicircular surface, wherein the semicircular surface has bores. It is conceivable that within the semicircular surface, a pump for pumping the liquid is installed. This pump is connected to the holes in the semicircular surface so that it presses the liquid through the holes with slight overpressure in the turn against the band of material and thus creates a fluid cushion between the semicircular surface and the material band. Thus, it is possible to reverse the material band in its direction without contact with a solid surface. Damage or abrasion on the material band can thus be avoided.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in Durchlaufrichtung des Materialbandes nach dem Siphon Abquetschrollen/Abquetschwalzen angebracht sind. Am Materialband haftende Flüssigkeit aus dem flüssigkeitsgefüllten Bereich des Siphons könnte Einfluss auf den Verarbeitungsprozess haben, welcher am Materialband ausgeführt wird. Abquetschwalzen dienen hier dem Entfernen von makroskopischen Flüssigkeitsrückständen auf dem Materialband.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that in the direction of passage of the material strip after the siphon squeezing rollers / squeeze rollers are mounted. Liquid adhering to the material band from the liquid-filled region of the siphon could have an influence on the processing process which is carried out on the material band. Squeegee rollers serve to remove macroscopic liquid residues on the material band.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Siphon einen mit der Flüssigkeit gefüllten Ausgleichsbehälter aufweist. Herrscht im zweiten Bereich ein Druck, welcher niedriger ist als der Druck im ersten Bereich, so bildet sich eine Flüssigkeitssäule im Verbindungsbereich aus. According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the siphon has a reservoir filled with the liquid. If a pressure which is lower than the pressure in the first region prevails in the second region, a liquid column forms in the connection region.

Durch das Ansteigen des Flüssigkeitspegels auf der Seite des zweiten Bereiches wird der Seite des ersten Bereiches Flüssigkeit entzogen, was zu einem Absinken des Flüssigkeitspegels auf dieser Seite führt. Um zu verhindern, dass der Flüssigkeitspegel bei Druckschwankungen zu stark schwankt oder gar unter das untere Niveau der Kehre fällt und damit Luft in den zweiten Bereich eingesogen wird, ist am Siphon auf der Seite des ersten Bereiches ein Ausgleichsbehälter angebracht, welcher ein Flüssigkeitsreservoir ist. Wird der zweite Bereich belüftet, kann dieser Ausgleichsbehälter ebenfalls das Volumen der Flüssigkeitssäule des Verbindungsbereichs aufnehmen. So werden Schwankungen des Flüssigkeitspegels auf der Seite des ersten Bereiches vorteilhaft minimiert.Due to the increase in the liquid level on the side of the second area, liquid is withdrawn from the side of the first area, which leads to a drop in the liquid level on this side. In order to prevent the liquid level fluctuates too much under pressure fluctuations or even falls below the lower level of the turn and thus air is sucked into the second area, the siphon on the side of the first area a surge tank is attached, which is a liquid reservoir. If the second area is ventilated, this expansion tank can also accommodate the volume of the liquid column of the connection area. Thus, fluctuations of the liquid level on the side of the first region are advantageously minimized.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Siphon eine Vorrichtung zum Regeln der Temperatur der Flüssigkeit aufweist. Das mögliche Endvakuum im zweiten Bereich ist abhängig vom Partialdampfdruck der Flüssigkeit, welcher wiederum abhängig ist von der Temperatur der Flüssigkeit. Weist beispielsweise Wasser bei Raumtemperatur einen Partialdampfdruck von 33 mbar auf, so liegt dieser bei 0°C noch bei 10 mbar. Mit einer Kühlung der Flüssigkeit lässt sich so in vorteilhafter Weise das mögliche Endvakuum im zweiten Bereich verbessern. Denkbar wäre aber auch ein Heizen der Flüssigkeit, um beispielsweise chemische Prozesse zwischen dem Materialband und der Flüssigkeit beim Durchlaufen zu steuern.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the siphon has a device for regulating the temperature of the liquid. The possible final vacuum in the second range depends on the partial vapor pressure of the liquid, which in turn depends on the temperature of the liquid. If, for example, water at room temperature has a partial vapor pressure of 33 mbar, then it is still at 10 mbar at 0 ° C. With a cooling of the liquid, the possible end vacuum in the second region can be improved in an advantageous manner. It would also be conceivable, however, to heat the liquid in order, for example, to control chemical processes between the material band and the liquid as it passes through.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Bereich ein Element zum Heizen des Materialbandes aufweist. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, mikroskopische Anhaftungen der Flüssigkeit am Materialband zu verdampfen und so vor der Verarbeitung des Materialbandes zu entfernen.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the second region has an element for heating the material strip. This advantageously makes it possible to evaporate microscopic adherences of the liquid to the strip of material and so to remove before processing the material band.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Bereich ein Element zum Heizen von Wänden des zweiten Bereiches aufweist. Vom Materialband in den zweiten Bereich eingetragene Flüssigkeit könnte an den Wänden des zweiten Bereiches kondensieren. Passiert dies, lässt sich kaum vermeiden, dass die Flüssigkeit wieder auf das Materialband tropft und damit Probleme bei der Verarbeitung des Materialbandes entstehen. Ein Aufheizen der Wände des zweiten Bereiches über den Taupunkt der eingesetzten Flüssigkeit bei gegebenem Partialdruck im zweiten Bereich verhindert in vorteilhafter Weise das Kondensieren der Flüssigkeit an den Wänden.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the second region has an element for heating walls of the second region. Liquid introduced from the web of material into the second region could condense on the walls of the second region. If this happens, it is difficult to prevent the liquid from dripping back onto the material band and thus causing problems when processing the material strip. Heating the walls of the second area above the dew point of the liquid used at a given partial pressure in the second area advantageously prevents condensation of the liquid on the walls.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Bereich einen Kondensator aufweist. Dieser Kondensator könnte als Bauteil ausgelegt werden, dessen Temperatur so geregelt wird, dass sie stets die niedrigste Temperatur im zweiten Bereich ist. Wird in den zweiten Bereich Flüssigkeit eingetragen und verdampft, so lässt sich die Stelle an der der Flüssigkeitsdampf kondensiert, vorteilhaft mit der Platzierung des Kondensators beherrschen. Denkbar wäre, eine Stelle für den Kondensator im Inneren des zweiten Bereiches zu wählen, an welcher herabtropfende Flüssigkeit keinen Schaden anrichtet, sondern gesammelt und abgeführt werden kann. Alternativ wird dieser in Form einer Abpumpvorrichtung analog einer Evakuierungseinrichtung ausgeführt, in der das Gas dem Kondensator über ein Rohrleitungssystem zugeführt wird.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the second region has a capacitor. This capacitor could be designed as a component whose temperature is controlled so that it is always the lowest temperature in the second range. If liquid is introduced into the second region and evaporated, then the point at which the liquid vapor condenses can advantageously be governed by the placement of the capacitor. It would be conceivable to choose a location for the condenser in the interior of the second area, at which dripping liquid causes no damage, but can be collected and removed. Alternatively, this is carried out in the form of an exhaust pump analogous to an evacuation device, in which the gas is supplied to the condenser via a piping system.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Hintereinanderreihung einer Mehrzahl von Schleusenstufen aufweist. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, ein, in einem vorherigen Verarbeitungsschritt, erwärmtes Materialband einzuschleusen. Dabei kann die Flüssigkeit einer ersten Schleusenstufe einen großen Teil der Wärme des Materialbandes aufnehmen und sich auf beispielsweise 60°C erwärmen. Denkbar wäre hier die Ableitung der Wärme mittels eines Kühlturms. Der evakuierte Bereich der ersten Schleusenstufe weist hierbei wiederrum einen Restgasdruck unterhalb des Partialdampfdrucks der Flüssigkeit der ersten Schleusenstufe auf und muss daher nur permanent abgepumpt werden, wenn Gase durch das Materialband eingeschleppt oder in einer Reaktion mit der Flüssigkeit entstehen. Die Flüssigkeit einer zweiten Schleusenstufe muss somit nur noch deutlich weniger Wärme aufnehmen. Denkbar wäre hier auch das Abkühlen eines Materialbandes auf unter Raumtemperatur.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the device has a series arrangement of a plurality of lock stages. This advantageously makes it possible to introduce a heated strip of material in a previous processing step. In this case, the liquid of a first lock stage can absorb a large part of the heat of the material band and heat to, for example, 60 ° C. Conceivable here would be the dissipation of heat by means of a cooling tower. The evacuated area of the first lock stage in this case again has a residual gas pressure below the partial vapor pressure of the liquid of the first lock stage and therefore only has to be pumped off permanently if gases are introduced through the material band or occur in a reaction with the liquid. The liquid of a second lock stage thus only needs to absorb significantly less heat. It would also be conceivable to cool down a strip of material below room temperature.

Weiterhin denkbar wäre die Nutzung einer ersten Schleusenstufe zur Reinigung des Materialbandes. So könnte die Flüssigkeit einer ersten Schleusenstufe beispielweise eine Säure zur Dekapierung des Materialbandes, vorzugsweise Salzsäure, sein, die Flüssigkeit einer zweiten Schleusenstufe könnte warmes Wasser zum Spülen des Materialbandes sein und die Flüssigkeit einer dritten Schleusenstufe könnte kaltes Wasser zur Druckabsenkung sein. Denkbar ist auch, zwischen den Schleusenstufen Abquetschwalzen zum Einsatz zu bringen.It would also be conceivable to use a first lock stage for cleaning the material strip. Thus, for example, the liquid of a first lock stage could be an acid for picking the strip of material, preferably hydrochloric acid, the liquid of a second lock stage could be warm water for rinsing the strip of material and the liquid of a third lock stage could be cold water to reduce the pressure. It is also conceivable to use squeeze rollers between the lock stages.

Denkbar ist auch, zum Ausschleusen eines in der Vakuumkammer erhitzten Materialbandes eine erste Schleusenstufe einzusetzen, in der die Flüssigkeit kaltes Wasser ist und eine zweite Schleusenstufe einzusetzen, in der die Flüssigkeit warmes Wasser ist. Durch den Leidenfrost-Effekt nimmt die Flüssigkeit der ersten Schleusenstufe kaum Wärme auf. Die Wärmeabgabe durch die Benetzung der Oberfläche des Bandmaterials, welche zur massiven Dampfbildung führt, erfolgt erst in der zweiten Schleusenstufe. Denkbar ist, dass die zweite Schleusenstufe mit starken Vakuumpumpen zum Aufrechterhalten des Vakuums und/oder mit einem Kondensator versehen ist.It is also conceivable to use for discharging a heated in the vacuum chamber material band, a first lock stage, in which the liquid is cold water and to use a second lock stage, in which the liquid is warm water. Due to the Leidenfrost effect, the fluid of the first lock stage hardly absorbs any heat. The heat release by the wetting of the surface of the strip material, which leads to the massive formation of steam, takes place only in the second lock stage. It is conceivable that the second lock stage is provided with strong vacuum pumps for maintaining the vacuum and / or with a condenser.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Einschleusen und/oder Ausschleusen von Materialbändern in Vakuumanlagen mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Materialband durch eine Schleusenstufe geführt wird, wobei das Materialband durch einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Siphon geführt wird, wobei das Materialband vor dem Durchlaufen des Siphons nach unten geführt wird und nach dem Durchlaufen des Siphons nach oben geführt wird, wobei das Materialband durch den Siphon von einem ersten Bereich in einen zweiten Bereich geführt wird. Das Verfahren ermöglicht es, kontinuierlich Materialbänder in Vakuumkammern ein- und auszuschleusen, wobei nach der Evakuierung der Vakuumkammer nur noch wenig oder gar kein weiteres Vakuumpumpen nötig ist. Ferner ist das Verfahren unabhängig von Banddicken und/oder Bandbreiten des Materialbandes und ermöglicht es, mit nur wenigen einseitigen Rollenkontakten des Materialbandes auszukommen. Zum Schleusen von einem ersten Bereich in einen zweiten Bereich wird das Materialband vom ersten Bereich durch einen flüssigkeitsgefüllten Siphon, dessen Kehre vorzugsweise U-förmig gestaltet ist, in einen zweiten Bereich geführt. Dadurch, dass das Materialband durch eine flüssigkeitsgefüllte Verbindung geführt wird, wird verhindert, dass Gas zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ausgetauscht wird.Another object of the present invention to solve the problem initially set is a method for the continuous introduction and / or removal of material straps in vacuum systems with a device according to one of the preceding claims, wherein the material band is passed through a lock stage, wherein the material band by a with a liquid-filled siphon is passed, wherein the strip of material is passed before passing through the siphon down and is passed after passing through the siphon upwards, wherein the material band is guided by the siphon from a first region to a second region. The method makes it possible to continuously feed in and out of material bands in vacuum chambers, after the evacuation of the vacuum chamber little or no further vacuum pumping is necessary. Furthermore, the method is independent of strip thicknesses and / or bandwidths of the material strip and makes it possible to manage with only a few one-sided roller contacts of the material strip. For sluicing from a first area to a second area, the material band is guided from the first area through a liquid-filled siphon, the turn of which is preferably U-shaped, into a second area. The fact that the material band is guided through a liquid-filled compound prevents gas from being exchanged between the first region and the second region.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Bereich evakuiert wird. Durch das Evakuieren des zweiten Bereiches wird eine Behandlung des Materialbandes im zweiten Bereich unter Vakuum ermöglicht. Der gasdichte Abschluss im Siphon ermöglicht es, den zweiten Bereich auf ein Betriebsvakuum, vorzugsweise im Bereich des Grobvakuums zu pumpen und die Vakuumpumpen dann abzustellen, ohne dass das Vakuum im zweiten Bereich einbricht.According to another preferred embodiment of the present invention provided that the second area is evacuated. By evacuating the second area, a treatment of the material band in the second area is made possible under vacuum. The gas-tight closure in the siphon makes it possible to pump the second region to an operating vacuum, preferably in the region of the rough vacuum, and then to shut off the vacuum pumps without the vacuum breaking in the second region.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Materialband im Siphon von einer Umlenkreinrichtung umgelenkt wird. Hierbei wird die Laufrichtung des Materialbandes entlang der Form des Siphons geführt. Der Siphon hat vorzugsweise am tiefsten Punkt eine U-förmige Kehre, durch die das Materialband geführt werden muss, das heißt, es wird von einer Abwärtsbewegung in eine Aufwärtsbewegung umgelenkt.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the material band in the siphon is deflected by a deflection device. In this case, the running direction of the material strip is guided along the shape of the siphon. The siphon preferably has a U-shaped turn at the lowest point, through which the material band must be guided, that is, it is deflected by a downward movement in an upward movement.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Materialband an einer halbkreisförmigen Umlenkeinrichtung mit Bohrungen, wobei aus den Bohrungen die Flüssigkeit mit leichtem Überdruck gepresst wird, umgelenkt wird. Denkbar ist, dass von einer Pumpe im Inneren der Umlenkreinrichtung Flüssigkeit durch die Bohrungen nach Außen in die Kehre gepresst wird. Wird das Materialband entlang der Umlenkeinrichtung geführt, so bildet sich ein Flüssigkeitspolster zwischen Umlenkeinrichtung und Materialband. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise das Materialband ohne Kontakt mit einer festen Oberfläche umzulenken.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the material strip is deflected on a semicircular deflection device with bores, wherein the liquid is pressed out of the bores with slight overpressure. It is conceivable that liquid is pressed through the bores outward into the turn by a pump in the interior of the deflection device. If the material strip is guided along the deflection device, a liquid cushion is formed between the deflection device and the material strip. This advantageously makes it possible to redirect the strip of material without contact with a solid surface.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Materialband im zweiten Bereich außerhalb der Flüssigkeit von Abquetschrollen getrocknet wird. Das ermöglicht es, das Materialband von makroskopischen Flüssigkeitsanhaftungen zu befreien, welche sich beim Durchgang des Materialbandes durch den flüssigkeitsgefüllten Teil des Siphons am Materialband anlagern können.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the material strip is dried in the second area outside the liquid of squeezing rollers. This makes it possible to free the material band of macroscopic fluid adherence, which can accumulate on the material band during the passage of the material band through the liquid-filled part of the siphon.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Temperatur der Flüssigkeit geregelt wird. Dies ermöglicht es, dass der Partialdampfdruck der Flüssigkeit herabgesetzt wird. Die Qualität des Vakuums im zweiten Bereich ist abhängig vom Partialdampfdruck der Flüssigkeit. Wird diese gekühlt, so fällt der Partialdampfdruck und damit wird es ermöglicht, ein besseres Vakuum im zweiten Bereich einzustellen. Ferner ist es denkbar, dass die Flüssigkeit geheizt wird, um mögliche chemische Prozesse zwischen Flüssigkeit und Materialband zu steuern. So ist es denkbar, dass als Flüssigkeit eine warme Säure zum gleichzeitigen Reinigen des Materialbandes während des Einschleusens eingesetzt wird.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the temperature of the liquid is regulated. This allows the partial vapor pressure of the liquid to be reduced. The quality of the vacuum in the second range depends on the partial vapor pressure of the liquid. If this is cooled, then the partial vapor pressure falls and thus it is possible to set a better vacuum in the second range. Furthermore, it is conceivable that the liquid is heated in order to control possible chemical processes between liquid and material band. Thus, it is conceivable that the liquid used is a warm acid for simultaneous cleaning of the material band during insertion.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Materialband im zweiten Bereich geheizt wird. Auf diese Weise können auf vorteilhafte Weise mikroskopische Flüssigkeitsanhaftungen vom Materialband verdampft werden. Denkbar wäre beispielsweise, dass das Materialband über beheizte Rollen geführt wird oder dass das Materialband von einer Infrarotlampe oder einem Laser beleuchtet wird. Ist das Materialband leitend, bietet es sich an, vorzugsweise eine angepasste induktive Heizung einzusetzen. Um Überschläge aufgrund des Vakuums zu verhindern, arbeitet diese vorzugsweise bei kleiner Spannung < 200 V.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the material strip is heated in the second region. In this way, microscopic liquid adhesions can advantageously be evaporated from the material band. It would be conceivable, for example, that the material band is guided over heated rollers or that the material band is illuminated by an infrared lamp or a laser. If the material band is conductive, it is advisable to use preferably an adapted inductive heating. To prevent flashovers due to the vacuum, this works preferably at low voltage <200 V.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Temperatur von Wänden des zweiten Bereiches geregelt wird. Damit ist es möglich, das Kondensieren von Flüssigkeitsdämpfen an den Wänden des zweiten Bereiches und damit das unkontrollierte Herabtropfen der kondensierten Flüssigkeit zu unterbinden. Damit kann eine Beeinträchtigung der Verarbeitung des Materialbandes durch ein Herabtropfen der an den Wänden des zweiten Bereiches kondensierten Flüssigkeit auf das Materialband vermieden werden.According to a further preferred embodiment of the present invention it is provided that the temperature is controlled by walls of the second region. This makes it possible to prevent the condensation of liquid vapors on the walls of the second region and thus the uncontrolled dripping of the condensed liquid. Thus, an impairment of the processing of the strip of material can be avoided by dripping the liquid condensed on the walls of the second region onto the strip of material.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Materialband durch eine Hintereinanderreihung von einer Mehrzahl von Schleusenstufen geführt wird. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, ein, in einem vorherigen Verarbeitungsschritt, erwärmtes Materialband einzuschleusen. Dabei kann die Flüssigkeit einer ersten Schleusenstufe einen großen Teil der Wärme des Materialbandes aufnehmen und sich auf beispielsweise 60°C erwärmen. Denkbar wäre hier die Ableitung der Wärme mittels eines Kühlturms. Der evakuierte Bereich der ersten Schleusenstufe weist hierbei wiederrum einen Restgasdruck unterhalb des Partialdampfdruckes der Flüssigkeit der ersten Schleusenstufe auf und muss daher nur permanent abgepumpt werden, wenn Gase durch das Materialband eingeschleust oder in einer Reaktion mit der Flüssigkeit entstehen. Die Flüssigkeit einer zweiten Schleusenstufe muss somit nur noch deutlich weniger Wärme aufnehmen. Denkbar wäre hier auch das Abkühlen eines Materialbandes auf unter Raumtemperatur.According to a further preferred embodiment of the present invention, it is provided that the material band is guided by a series arrangement of a plurality of lock stages. This advantageously makes it possible to introduce a heated strip of material in a previous processing step. In this case, the liquid of a first lock stage can absorb a large part of the heat of the material band and heat to, for example, 60 ° C. Conceivable here would be the dissipation of heat by means of a cooling tower. The evacuated area of the first lock stage in this case again has a residual gas pressure below the partial vapor pressure of the liquid of the first lock stage and therefore only has to be pumped off permanently if gases are introduced through the material band or in a reaction with the liquid. The liquid of a second lock stage thus only needs to absorb significantly less heat. It would also be conceivable to cool down a strip of material below room temperature.

Weiterhin denkbar wäre die Nutzung einer ersten Schleusenstufe zur Reinigung des Materialbandes. So könnte als Flüssigkeit einer ersten Schleusenstufe beispielweise eine Säure zur Dekapierung des Materialbandes, vorzugsweise Salzsäure, verwendet werden, als Flüssigkeit einer zweiten Schleusenstufe könnte warmes Wasser zum Spülen des Materialbandes verwendet werden und als Flüssigkeit einer dritten Schleusenstufe könnte kaltes Wasser zur Druckabsenkung verwendet werden. Denkbar ist auch, zwischen den Schleusenstufen Abquetschwalzen zum Einsatz zu bringen.It would also be conceivable to use a first lock stage for cleaning the material strip. Thus, for example, an acid for pickling the material strip, preferably hydrochloric acid, could be used as the liquid of a first lock stage, as a liquid of a second one Hot water could be used to flush the web of material at the lock level, and cold water could be used to reduce the pressure as a third level liquid. It is also conceivable to use squeeze rollers between the lock stages.

Weiterhin ist denkbar, zum Ausschleusen eines in der Vakuumkammer erhitzten Materialbandes eine erste Schleusenstufe einzusetzen, in der als Flüssigkeit kaltes Wasser verwendet wird und eine zweite Schleusenstufe einzusetzen, in der als Flüssigkeit warmes Wasser verwendet wird. Durch den Leidenfrost-Effekt nimmt die Flüssigkeit der ersten Schleusenstufe kaum Wärme auf. Die Wärmeabgabe durch die Benetzung der Oberfläche des Materialbandes, welche zur massiven Dampfbildung führt, erfolgt erst in der zweiten Schleusenstufe. Denkbar ist, dass die zweite Schleusenstufe mit starken Vakuumpumpen zum Aufrechterhalten des Vakuums und/oder mit einem Kondensator versehen ist.Furthermore, it is conceivable to use for discharging a heated in the vacuum chamber material band, a first lock stage in which cold water is used as a liquid and to use a second lock stage, is used in the liquid as warm water. Due to the Leidenfrost effect, the fluid of the first lock stage hardly absorbs any heat. The heat release by the wetting of the surface of the material strip, which leads to the massive formation of steam, takes place only in the second lock stage. It is conceivable that the second lock stage is provided with strong vacuum pumps for maintaining the vacuum and / or with a condenser.

Ferner ist denkbar, nach dem Ausschleusen aus dem Vakuum in einer weiteren Schleusenstufe das Materialband zu spülen. Denkbar ist auch, das Materialband in einer weiteren Schleusenstufe zu passivieren, beispielsweise zu phosphatieren. It is also conceivable, after discharging from the vacuum in a further lock stage to rinse the material band. It is also conceivable to passivate the material strip in a further lock stage, for example to phosphate.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Die Zeichnung illustriert dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the drawing, as well as from the following description of preferred embodiments with reference to the drawing. The drawing illustrates only exemplary embodiments of the invention, which do not limit the essential inventive idea.

Figurenlistelist of figures

1 shows a schematic illustration of the apparatus for continuously introducing and / or discharging material bands in vacuum systems according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 shows a schematic illustration of the apparatus for the continuous introduction and removal of material straps in vacuum systems according to another exemplary embodiment of the present invention.
3 shows a schematic illustration of the deflection in vacuum systems according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 shows a schematic illustration of the deflection in vacuum systems according to another exemplary embodiment of the present invention

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually named or mentioned only once in each case.

In 1 ist schematisch das Grundprinzip des kontinuierlichen Einschleusen und/oder Ausschleusen von Materialbändern in Vakuumanlagen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Materialband 7 wird von oben kommend in eine Schleusenstufe 1 geführt. Die Schleusenstufe weist einen Siphon 20 auf, welcher eine Kehre 2 und einen Verbindungsbereich 40 aufweist. In der Kehre 2 wird das Materialband 7 in einer Kurve geführt, so dass die Bewegungsrichtung des Materialbandes 7 vor der Kehre 2 eine Richtungskomponente nach unten und nach der Kehre 2 eine Richtungskomponente nach oben hat. In der Kehre 2 wird das Materialband 7 von einer Umlenkeinrichtung 6 umgelenkt. Der Siphon 20 ist mit einer Flüssigkeit 3 gefüllt. Der Siphon 20 verbindet einen ersten Bereich 4 mit einem zweiten Bereich 4', wobei der Siphon 20 der einzige Durchgang zwischen dem ersten Bereich 4 und dem zweiten Bereich 4' ist. Wird der zweite Bereich 4' evakuiert, so steigt der Pegel der Flüssigkeit 3 im Verbindungsbereich 40 bis zu der Höhe an, bei der der hydrostatische Druck der Flüssigkeitssäule im Verbindungsbereich 40 dem Unterschied des Drucks im ersten Bereich 4 und des Drucks im zweiten Bereich 4' entspricht. Dabei kann der zweite Bereich 4' nur soweit evakuiert werden, bis der Druck im zweiten Bereich 4' dem Partialdampfdruck der Flüssigkeit 3 entspricht. Wird der zweite Bereich 4' weiter evakuiert, so fängt die Flüssigkeit 3 im zweiten Bereich 4' an zu kochen und aus dem zweiten Bereich 4' wird lediglich der Dampf der Flüssigkeit 3 abgepumpt. Die Flüssigkeit 3 ist Wasser. Das Wasser ist auf 0,1 °C gekühlt. Damit lässt sich der zweite Bereich auf circa 10 mbar evakuieren. Das Wasser im Siphon 20 schließt den zweiten Bereich 4' gegenüber dem ersten Bereich 4 gasdicht ab. Beim Erreichen des Endvakuums von 10 mbar kann das Evakuieren eingestellt werden und das Vakuum im zweiten Bereich 4' bleibt erhalten. Um Pegelschwankungen des Wassers im ersten Bereich 4 zu minimieren, weist der Siphon 20 auf der Seite des ersten Bereiches 4 einen Ausgleichsbehälter 9 auf. Dieser Ausgleichsbehälter 9 ist ein Reservoir, welches die Flüssigkeit 3 enthält. Im Falle der Belüftung des zweiten Bereichs 4' kann dieser auch das rückströmende Wasser aus dem Verbindungsbereich 40 aufnehmen bzw. beim Evakuieren bereitstellen. Das Materialband 7 wird nun vom ersten Bereich 4 durch die Flüssigkeit 3 in den Siphon 20 geführt, dort mit einer Umlenkeinrichtung 6 umgelenkt und durch den Verbindungsbereich 40 in den zweiten Bereich 4' eingeschleust. Zum Entfernen von Flüssigkeitsanhaftungen durchläuft das Materialband 7 nach Verlassen der Flüssigkeit 3 Abquetschwalzen 8.In 1 schematically the basic principle of the continuous introduction and / or discharge of material straps in vacuum systems according to an exemplary embodiment of the present invention is shown. A material band 7 is coming from the top into a lock level 1 guided. The lock stage has a siphon 20 on which a turn 2 and a connection area 40 having. In the bend 2 becomes the material band 7 guided in a curve, so that the direction of movement of the material band 7 before the turn 2 a direction component down and after the turn 2 has a directional component upwards. In the bend 2 becomes the material band 7 from a deflection device 6 diverted. The siphon 20 is with a liquid 3 filled. The siphon 20 connects a first area 4 with a second area 4 ' , where the siphon 20 the only passage between the first area 4 and the second area 4 ' is. Becomes the second area 4 ' evacuated, so the level of the liquid increases 3 in the connection area 40 up to the level at which the hydrostatic pressure of the liquid column in the connection area 40 the difference of the pressure in the first area 4 and the pressure in the second area 4 ' equivalent. In this case, the second area 4 ' only be evacuated until the pressure in the second area 4 ' the partial vapor pressure of the liquid 3 equivalent. Becomes the second area 4 ' further evacuated, so the liquid catches 3 in the second area 4 ' to cook and from the second area 4 ' only becomes the vapor of the liquid 3 pumped out. The liquid 3 is water. The water is cooled to 0.1 ° C. This allows the second area to be evacuated to around 10 mbar. The water in the siphon 20 closes the second area 4 ' opposite the first area 4 gastight. When reaching the final vacuum of 10 mbar, the evacuation can be adjusted and the vacuum in the second range 4 ' remains. To level fluctuations of the water in the first area 4 To minimize, the siphon points 20 on the side of the first area 4 a surge tank 9 on. This reservoir 9 is a reservoir containing the liquid 3 contains. In case of ventilation of the second area 4 ' This can also be the backflowing water from the connection area 40 take or provide during evacuation. The material band 7 will now be from the first area 4 through the liquid 3 in the siphon 20 guided, there with a deflector 6 deflected and through the connection area 40 in the second area 4 ' introduced. To remove Liquid adhesions passes through the material band 7 after leaving the liquid 3 squeeze rolls 8th ,

In 2 ist schematisch das Grundprinzip des kontinuierlichen Einschleusens und Ausschleusens von Materialbändern in Vakuumanlagen gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Hierbei sind eine Mehrzahl von Schleusenstufen 1 hintereinandergeschaltet. Das Materialband 7 läuft von einem ersten Bereich 4 durch einen Siphon 20 in einen zweiten Bereich 4'. Die Flüssigkeit des Siphons 20 zwischen dem ersten Bereich 4 und dem zweiten Bereich 4' ist beispielsweise 60°C warme Säure. Die Säure dekapiert das Materialband 7 zur weiteren Verarbeitung. Im zweiten Bereich 4' wird das Materialband 7 von Abquetschrollen 8 getrocknet. Vom zweiten Bereich 4' läuft das Materialband 7 durch einen zweiten Siphon 21 in einen dritten Bereich 41. Die Flüssigkeit im zweiten Siphon 21 ist beispielsweise 60°C warmes Wasser. Durch das 60°C warme Wasser wird das Materialband 7 gespült. Der zweite Bereich 4' ist auf 0,6 bar evakuiert. Um diesen Druck trotz des im Siphon 21 entstehenden Wasserstoffs aufrecht zu erhalten, muss dieser dauerhaft geregelt evakuiert werden. Durch den gasdichten Abschluss des zweiten Bereichs 4' ist die Bildung einer explosiven Atmosphäre ausgeschlossen und der abgepumpte Wasserstoff kann als Reinstoff am Pumpenausgang gesammelt und anderweitig wirtschaftlich verwertet werden. Der dritte Bereich 41 ist auf 0,3 bar evakuiert. Hier wird das Materialband 7 von zweiten Abquetschrollen 80 getrocknet. Vom dritten Bereich 41 wird das Materialband 7 durch ein drittes Siphon 22 in einen vierten Bereich 42 geführt. Der dritte Siphon 22 ist mit 4°C kaltem Wasser gefüllt. Eine Wärmepumpe 16 führt energiesparend die durch das Materialband 7 permanent vom zweiten Siphon 21 in den dritten Siphon 22 verschleppte Wärmeenergie von der Flüssigkeit des dritten Siphons 22 der Flüssigkeit des zweiten Siphons 21 zu. Das Materialband 7 wird im vierten Bereich 42 von dritten Abquetschrollen 81 von makroskopischen Flüssigkeitsanhaftungen befreit und von einer beheizten Umlenkrolle 122 aufgeheizt und so von mikroskopischen Flüssigkeitsanhaftungen befreit. Der Druck im vierten Bereich 42 ist bis auf den Partialdampfdruck der Flüssigkeit im dritten Siphon 22 abgesenkt. Der vierte Bereich 42 weist eine Prozesskammer 17 auf, in der ein Beschichtungsprozess am Materialband 7 vollzogen und das Materialband 7 stark erhitzt wird. Die Wände des vierten Bereiches 42 sind aufgeheizt. Ferner befindet sich abseits der Prozesskammer 17 entfernt vom Materialband 7 ein Kondensator (nicht gezeigt). Am Kondensator (nicht gezeigt) kondensiert Flüssigkeitsdampf, welcher vom aufgeheizten Materialband 7 stammt. Um das Eindringen von Wasserstoff aus dem vierten Bereich 42 in die Prozesskammer 17 zu verhindern, wird beispielsweise eine permanente Gasströmung eines Inertgases aus der Prozesskammer 17 aufrechterhalten. Beispielsweise kann dies, wie in der DE 10 2017 221 346.9 beschrieben, mit dem nicht gezeigten Kondensator als Filterelement erfolgen. Eine beispielhafte zweite Ausführung, wie in der DE 10 2017 221 346.9 beschrieben, kann das Eindringen von Prozessrückständen aus der Prozesskammer 17 in den vierten Bereich 42 verhindern. Die kondensierte Flüssigkeit wird kontrolliert abgeführt, so dass der Beschichtungsprozess nicht von Tropfen der kondensierten Flüssigkeit beeinflusst wird. Vom vierten Bereich 42 wird das Materialband 7 durch einen vierten Siphon 23 in einen fünften Bereich 43 geführt. Die Flüssigkeit im vierten Siphon 23 ist 4°C kaltes Wasser. Das in der Prozesskammer 17 stark erhitzte Materialband wird in das 4°C kalte Wasser geführt. Durch den großen Temperaturunterschied zwischen Materialband 7 und Wasser des vierten Siphons 23 kommt es zu einem Leidenfrost-Effekt zwischen Materialband 7 und der Flüssigkeit des vierten Siphons 23. Eine dünne Dampfschicht verhindert, dass das Materialband 7 benetzt und größere Mengen Wärme an die Flüssigkeit des vierten Siphons 23 abgibt und so große Mengen Dampf im vierten Siphon 23 entstehen, welche in den vierten Bereich 42 gelangen könnten und durch den nicht gezeigten Kondensator nicht mehr beherrscht werden könnten. Durch einen fünften Siphon 24 wird das Materialband 7 vom fünften Bereich 43 in einen sechsten Bereich 44 geführt. Der Druck des sechsten Bereiches 44 ist 1 bar. Die Flüssigkeit im fünften Siphon 24 ist eine Passivierungsflüssigkeit, die das Materialband 7 beim Ausschleusen passiviert. Die dort beim Benetzen und Kühlen des Metallbandes 7 durch die Flüssigkeit entstehenden Dämpfe gelangen in den fünften Bereich 43, wo sie einem nicht gezeigten Kondensator zugeführt werden. Der dort mögliche deutlich höhere Dampfdruck ermöglicht dessen Beherrschung durch den nicht gezeigten Kondensator. Da sich die Flüssigkeit in Siphon 24 deutlich erwärmen kann, ohne dass der erlaubte Partialdruck im fünften Bereich 43 überschritten wird, ist eine einfache Rückkühlung der Flüssigkeit über ein Kühlmedium möglich. Um eine Verunreinigung der Passivierungsflüssigkeit im offenen Kühlturm zu verhindern, wird ein Wärmetauscher zwischengeschaltet.In 2 schematically shows the basic principle of continuous introduction and removal of material straps in vacuum systems according to another exemplary embodiment of the present invention. Here are a plurality of lock levels 1 connected in series. The material band 7 runs from a first area 4 through a siphon 20 in a second area 4 ' , The liquid of the siphon 20 between the first area 4 and the second area 4 ' is, for example, 60 ° C warm acid. The acid dekapiert the material band 7 for further processing. In the second area 4 ' becomes the material band 7 of squeezing rolls 8th dried. From the second area 4 ' the material band is running 7 through a second siphon 21 in a third area 41 , The liquid in the second siphon 21 is for example 60 ° C warm water. Through the 60 ° C warm water is the material band 7 rinsed. The second area 4 ' is evacuated to 0.6 bar. In spite of the pressure in the siphon 21 To maintain the resulting hydrogen, it must be evacuated permanently controlled. By the gas-tight completion of the second area 4 ' the formation of an explosive atmosphere is excluded and the pumped hydrogen can be collected as a pure substance at the pump outlet and otherwise used economically. The third area 41 is evacuated to 0.3 bar. Here is the material band 7 from second squeezing rollers 80 dried. From the third area 41 becomes the material band 7 through a third siphon 22 in a fourth area 42 guided. The third siphon 22 is filled with 4 ° C cold water. A heat pump 16 Energy-saving leads through the material band 7 permanently from the second siphon 21 in the third siphon 22 retarded heat energy from the liquid of the third siphon 22 the liquid of the second siphon 21 to. The material band 7 will be in the fourth area 42 from third squeezing rollers 81 freed from macroscopic liquid attachments and a heated pulley 122 heated and thus freed from microscopic fluid adhesion. The pressure in the fourth area 42 is up to the partial vapor pressure of the liquid in the third siphon 22 lowered. The fourth area 42 has a process chamber 17 in which a coating process on the material band 7 completed and the material band 7 is heated strongly. The walls of the fourth area 42 are heated. Furthermore, it is located away from the process chamber 17 removed from the material band 7 a capacitor (not shown). At the condenser (not shown) condenses liquid vapor, which of the heated material band 7 comes. To prevent hydrogen from entering the fourth area 42 in the process chamber 17 To prevent, for example, a permanent gas flow of an inert gas from the process chamber 17 maintained. For example, this may, as in the DE 10 2017 221 346.9 described, done with the capacitor, not shown, as a filter element. An exemplary second embodiment, as in the DE 10 2017 221 346.9 can be described, the penetration of process residues from the process chamber 17 in the fourth area 42 prevent. The condensed liquid is discharged in a controlled manner, so that the coating process is not influenced by drops of the condensed liquid. From the fourth area 42 becomes the material band 7 through a fourth siphon 23 in a fifth area 43 guided. The liquid in the fourth siphon 23 is 4 ° C cold water. That in the process chamber 17 Heavily heated belt of material is led into the 4 ° C cold water. Due to the large temperature difference between the material band 7 and water of the fourth siphon 23 There is a Leidenfrost effect between the material band 7 and the liquid of the fourth siphon 23 , A thin layer of steam prevents the material band 7 wetted and larger amounts of heat to the liquid of the fourth siphon 23 gives off and so large amounts of steam in the fourth siphon 23 arise, which in the fourth area 42 could reach and could not be controlled by the capacitor, not shown. Through a fifth siphon 24 becomes the material band 7 from the fifth area 43 in a sixth area 44 guided. The pressure of the sixth area 44 is 1 bar. The liquid in the fifth siphon 24 is a passivation fluid that is the material band 7 Passivated during discharge. The there when wetting and cooling the metal strip 7 vapors generated by the liquid enter the fifth zone 43 where they are fed to a capacitor, not shown. The significantly higher vapor pressure possible there enables its control by the capacitor, not shown. As the liquid in siphon 24 can heat significantly without the allowed partial pressure in the fifth range 43 is exceeded, a simple recooling of the liquid via a cooling medium is possible. In order to prevent contamination of the passivation fluid in the open cooling tower, a heat exchanger is interposed.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Umlenkeinrichtung 6 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Materialband 7 wird von einer Umkehrrolle 12 umgelenkt. Die Umkehrrolle 12 bildet gleichzeitig eine Kehre 2 eines Siphons 20. Auf der linken Seite der Umkehrrolle 12 ist ein Ausgleichsbehälter 9 des Siphons 20 und auf der rechten Seite der Umkehrrolle 12 ist ein Verbindungsbereich 40 des Siphons 20. Die Umkehrrolle 12 ist so platziert, dass die Aufhängung 13 der Umkehrrolle 12 nicht in Kontakt mit der Flüssigkeit 3 kommt. Dies wird erreicht, indem die rechte Seite der Umkehrrolle 12 von der linken Seite der Umkehrrolle 12 oberhalb der Flüssigkeit im Bereich 4 und der Umkehrrolle 12 gasdicht mit einer Wand 15 und einer Schaberleiste 14 getrennt wird. Diese Schaberleiste wird seitlich (nicht gezeigt) fortgesetzt, so dass die Wand 15, die Schaberleiste 14 und Umlenkeinrichtung 6 eine gasdichte Abschottung bzw. eine Verlängerung der Wand 15 darstellen 3 shows a schematic representation of a deflection device 6 according to a preferred embodiment of the present invention. The material band 7 is from a reversing role 12 diverted. The reversing roller 12 at the same time forms a turn 2 a siphon 20 , On the left side of the reverse pulley 12 is a surge tank 9 of the siphon 20 and on the right side of the reversing pulley 12 is a connection area 40 of the siphon 20 , The reversing roller 12 is placed so that the suspension 13 the reverse pulley 12 not in contact with the liquid 3 comes. This is achieved by the right side of the reversing pulley 12 from the left side of the reverse pulley 12 above the liquid in the area 4 and the reverse pulley 12 gas-tight with a wall 15 and a scraper bar 14 is disconnected. This scraper bar is continued laterally (not shown), leaving the wall 15 , the scraper bar 14 and deflection device 6 a gas-tight foreclosure or an extension of the wall 15 represent

4 zeigt ein schematisches Schnittbild einer Umlenkeinrichtung 6 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Umlenkeinrichtung 6 ist als halbkreisförmige Fläche 10 ausgeführt. Die halbkreisförmige Fläche 10 weist eine Mehrzahl von Bohrungen auf, welche ein inneres Volumen 100, welches von der halbkreisförmigen Fläche 10 und einer Wand 15 umschlossen wird, und ein äußeres Volumen 1000 verbinden. Die halbkreisförmige Fläche 10 bildet eine Kehre 2 eines Siphons 20 und ist in eine Flüssigkeit 3 des Siphons 20 eingetaucht. Eine Pumpe 11 pumpt die Flüssigkeit 3 durch die Bohrungen der halbkreisförmigen Fläche 10 so, dass ein Flüssigkeitspolster zwischen einem Materialband 7, welches durch das äußere Volumen 1000 an der halbkreisförmigen Fläche 10 vorbeigeführt wird, entsteht, dessen Druck den Bandzug des Materialbandes 7 mindestens kompensiert. 4 shows a schematic sectional view of a deflecting device 6 according to another preferred embodiment of the present invention. The deflection device 6 is as a semi-circular surface 10 executed. The semicircular surface 10 has a plurality of holes, which an inner volume 100 which is from the semicircular surface 10 and a wall 15 is enclosed, and an outer volume 1000 connect. The semicircular surface 10 makes a turn 2 a siphon 20 and is in a liquid 3 of the siphon 20 immersed. A pump 11 pumps the liquid 3 through the holes of the semicircular surface 10 so that a fluid cushion between a band of material 7 passing through the outer volume 1000 on the semicircular surface 10 is passed, arises whose pressure the strip tension of the material strip 7 at least compensated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schleusenstufelock step
22: Kehreturn
2020: Siphonsiphon
33: Flüssigkeitliquid
44: Erster BereichFirst area
4'4 ': Verbindungsbereichconnecting area
4040: Zweiter BereichSecond area
4141: Dritter BereichThird area
4242: Vierter BereichFourth area
4343: Fünfter BereichFifth area
4444: Sechster BereichSixth area
66: Umlenkreinrichtungdeflection device
77: MaterialbandBracelet material
8, 80, 818, 80, 81: Abquetschrollenwringers
99: Ausgleichsbehältersurge tank
1010: Halbkreisförmige FlächeSemicircular surface
100100: Inneres VolumenInner volume
10001000: Äußeres VolumenOuter volume
1111: Pumpepump
1212: Umkehrrollerole reversal
122122: Beheizte UmlenkrolleHeated diverting pulley
1313: Aufhängungsuspension
1414: Schaberschienescraper rail
1515: Wandwall
1616: Wärmepumpeheat pump
1717: Prozesskammerprocess chamber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2132354 [0002]
DE 102017221346 [0035]

Claims

Device for continuous introduction and / or removal of material strips (7) in vacuum installations, the device having a lock step (1), the lock stage having a siphon (20), the siphon (20) having a turn (2) in the plane defined by the vertical and the horizontal plane, wherein the turn (2) is placed so that the material band (7) before moving through the turn (2) has a component of movement downwards and that the material band (7) after passing through the turn (2) has a component of movement upwards, wherein the turn (2) is filled with a liquid (3), wherein the siphon (20) has a connection region (40), wherein the siphon (20) connects a first region (4) of the device to a second region (4 ') of the device.

Device after Claim 1 wherein the siphon (20) is the only permeable connection between the first region (4) and the second region (4 ').

Device according to one of the preceding claims, wherein the second region (4 ') comprises a vacuum pump.

Device according to one of the preceding claims, wherein the siphon (20) has a deflection device (6) for deflecting the material strip (7) in the turn (2).

Device according to one of the preceding claims, wherein the deflection device (6) is a semicircular surface (10), wherein the semicircular surface (10) has bores.

Device according to one of the preceding claims, wherein in the direction of passage of the material strip (7) after the siphon (20) squeezing rollers (8) are mounted.

Device according to one of the preceding claims, wherein the siphon (20) has a with the liquid (3) filled reservoir.

Device according to one of the preceding claims, wherein the siphon (20) has a device for regulating the temperature of the liquid (3).

Device according to one of the preceding claims, wherein the second region (4 ') comprises an element for heating the material strip (7).

Device according to one of the preceding claims, wherein the second region (4 ') comprises an element for heating walls of the second region (4').

Device according to one of the preceding claims, wherein the second region (4 ') comprises a capacitor.

Device according to one of the preceding claims, wherein the device comprises a series of a plurality of lock levels (1).

Method for continuously introducing and / or removing material strips (7) in vacuum installations with a device according to one of the preceding claims, wherein the material band (7) is passed through a lock stage (1), wherein the material band is passed through a siphon (20) filled with a liquid (3), wherein the material band (7) is guided downwards before passing through the siphon (20) and is guided upward after passing through the siphon (20), wherein the material band (7) is guided by the siphon (20) from a first region (4) into a second region (4 ').

Method according to Claim 13 wherein the second area (4 ') is evacuated.

Method according to one of Claims 13 to 14 , wherein the material band (7) in the siphon (20) is deflected by a deflecting device (6).

Method according to Claim 13 , wherein the material band (7) on a semicircular deflection device with holes, wherein the liquid is pressed from the holes with slight overpressure, is deflected.

Method according to one of Claims 13 to 16 , wherein the material band (7) in the second region (4 ') outside the liquid (3) is dried by squeezing rollers.

Method according to one of Claims 13 to 17 , wherein the temperature of the liquid (3) is regulated.

Method according to one of Claims 13 to 18 , wherein the material band (7) in the second region (4 ') is heated.

Method according to one of Claims 13 to 19 wherein the temperature is controlled by walls of the second region (4 ').

Method according to one of Claims 13 to 20 , wherein the material band (7) is guided by a series of rows of a plurality of lock stages (1).