-
Einblickeinrichtung für Vakuumanlagen Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Einrichtung, die zum Einblick in evakuierte Räume dient, msbesondere in Vakuumschmelz-,
Glüh-, Gieß-, Destillations- oder Bedampfungsanlagen od. dgl.
-
Zur Beobachtung von beispielsweise Schmelz- oder Bedampfungsprozessen
sind in die Wand des Vakuumbehälters, meistens in den Deckel des Behälters, ein
oder mehrere Schaugläser eingebaut. Die während des Ablaufs der Prozesse entstehenden
Dämpfe, wie Metalldämpfe, schlagen sich auf der Innenwand des Vakuumbehälters und
auch auf der inneren Oberfläche der Schaugläser nieder. Hierdurch wird der Einblick
durch die Schaugläser stark behindert, und schon nach relativ kurzer Zeit ist eine
einwandfreie Beobachtung der im Vakuumbehälter ablaufenden Prozesse nicht mehr möglich.
-
Es ist eine Vielzahl von Mitteln bereits bekannt, mit deren Hilfe
es ermöglicht werden soll, daß während der Gesamtdauer des Prozesses ein möglichst
störungsfreier Einblick in den Vakuumbehälter gewährleistet ist. Hierzu hat man
vor ein Schauglas auswechselbare Schutzgläser gebracht. Mehrere Schutzgläser sind
dabei auf einem Drehteller angeordnet, der von außerhalb des Vakuumbehälters betätigt
wird. Wenn das eine Schutzglas durch den sich darauf niederschlagenden Dampf, beispielsweise
Metalldampf, undurchsichtig geworden ist, dann wird ein anderes noch nicht beschlagenes
Schutzglas vor das Schauglas gedreht. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Bedampfung
der Gläser relativ schnell, so daß bei einem längere Zeit dauernden Prozeß sehr
viele Schutzgläser erforderlich sind. Dies bedingt eine ziemlich aufwendige Vorrichtung
für die Reservehaltung von Schutzgläsern. Meistens reicht jedoch ihre Zahl wegen
der raschen Bedampfung nicht aus.
-
Ferner ist es bekannt, vor der Schauglasinnenseite fortwährend eine
durchsichtige Folie vorbeizuziehen nach Art eines Films, der von einer Vorratsspule
abgezogen und auf eine andere Spule aufgewickelt wird. Diese Methode der Schauglasfreihaltung
ist nicht geeignet für Vakuumschmelz-, Glüh- und Gießöfen, da die Folie infolge
der hohen Temperaturen innerhalb dieser Öfen sofort zerstört wird.
-
Man hat auch bereits eine schwenkbare kreissektorförmige Blende vor
der Schauglasinnenseite angeordnet. Diese Blende deckt das Schauglas völlig ab;
sie wird nur für den Augenblick der Beobachtung zur Seite geschwenkt. Nachteilig
bei dieser Anordnung ist, daß man nur während einer äußerst kurzen Zeit den in der
Anlage ablaufenden Prozeß beobachten kann. Eine länger dauernde Beobachtung
ist nicht
nötig, da dann die Innenseite des Schauglases wieder stark beschlagen würde.
-
Außerdem ist eine Einblickvorrichtung für Vakuumanlagen bekannt,
bei der zwei vor der Schauglasinnenseite mit festem Abstand hintereinander angeordnete,
synchron rotierende Schlitzblenden verwendet werden, um ein Bedampfen des Schauglases
zu verhindern. Die beiden Blenden sind in einem derartigen Abstand hintereinander
angeordnet, daß die in den Zwischenraum zwischen den Blenden eintretenden Dampfpartikel
nach Durch eilen desselben jeweils auf einen den Austritt hindernden Teil der der
Innenseite des Schauglases zugekehrten Blendenfläche auftreffen. Diese Einrichtung
erfordert einen großen Aufwand. Außerdem wird der Blickwinkel durch zwei hintereinander
angeordnete Blenden erheblich eingeschränkt. Abgesehen hiervon treten ererhebliche
Schwierigkeiten dadurch auf, daß zur Erzielung der oben erläuterten Wirkung bezüglich
des Abfangens von Dampfmolekülen, die beispielsweise in Vakuumschmelz- und Bedampfungsanlagen
eine sehr hohe Geschwindigkeit besitzen, eine außergewöhnlich hohe Umlaufgeschwindigkeit
der Trommel erforderlich ist.
-
Alle diese Nachteile werden bei einer Einblickeinrichtung für Vakuumanlagen
mit einem vakuumdicht in die Wand eines Vakuumbehälters eingebauten
Einblickfenster
und einer vor dem Einblickfenster innerhalb des Vakuumbehälters angeordneten, beweglichen,
durchsichtigen Scheibe, beispielsweise einer Glasscheibe, dadurch vermieden, daß
hinter der Scheibe, in Einblickrichtung gesehen, ein scheibenförmiger Rotor mit
einem Loch oder einer andersartig ausgebildeten Öffnung angeordnet ist. Durch diese
kombinierte Anordnung wird erreicht, daß das Einblickfenster selbst nicht bedampft
wird, sondern jeweils nur ein Teil der zwischen dem Einblickfenster und dem Rotor
angeordneten durchsichtigen Scheibe. Durch den vor der durchsichtigen Scheibe bewegten
Rotor mit Loch oder beispielsweise schlitzförmiger Öffnung wird die Bedampfung der
durchsichtigen Scheibe hinausgezögert. Die Dampfteilehen können nur für den Augenblick
durch die Öffnung im Rotor auf die durchsichtige Scheibe gelangen, in dem die Öffnung
an der durchsichtigen Scheibe vorbeistreicht. Der Verzögerungsfaktor für die Bedampfung
der durchsichtigen Scheibe ist beim Vorhandensein einer einzigen Öffnung in der
Nähe des Randes des Rotors gegeben durch das Verhältnis vom Umfang des Rotorscheibenkreises.
der die Einblickachse schneidet, zur Öffnungsbreite. Verzögerungsfaktoren der Größenordnung
von etwa 300 sind unschwer zu erreichen. In der Praxis bedeutet dies also, daß man
an Stelle einer Einblickzeit von einer Minute nunmehr 5 Stunden zur Verfügung hat,
bis die Beobachtung durch das Einblickfenster infolge vollständiger Bedampfung eines
Teils der durchsichtigen Scheibe unmöglich wird.
-
Um die Beobachtungszeit nun noch weiter zu verlängern, ist die durchsichtige
Scheibe, die die Metalldämpfe abfängt, beweglich angeordnet, und zwar so, daß nur
dasjenige Feld dieser Scheibe bedampft wird, das, in Einblickrichtung gesehen, sich
vor dem Einblickfenster befindet und an dem die Öffnung des Rotors vorbeistreicht.
Der übrige Teil der durchsichtigen Scheibe ist vor direkter Bedampfung mittels eines
Schirmes geschützt. Wenn ein Feld der durchsichtigen Scheibe bedampft ist, wird
die Scheibe um ein solches Maß weiterbewegt, daß ein unbedampftes Feld der Scheibe
an die Stelle des bedampften tritt.
-
Die Zahl der benutzbaren Scheibenstellungen hängt natürlich von der
Größe der Scheibe und dem Durchmesser der für den Einblick nötigen Öffnung ab.
-
Es ist das Ziel, den Verlängerungsfaktor möglichst groß zu machen.
Hierzu wird vorgeschlagen, außerhalb des Vakuumbehälters an das Einblickfenster
ein Sehrohr anzusetzen, wie es beispielsweise als »Schlüssellochgucker« an sich
bekannt ist. Dies ermöglicht, daß man mit sehr kleinen Einblickfenstern auskommt,
deren Durchmesser etwa 10 mm beträgt.
-
Es werden dann auch jeweils nur kleine Felder der Scheibe zum Durchblick
in den Vakuumraum benötigt. Ohne großen Aufwand lassen sich dann leicht etwa 30
Einstellmöglichkeiten für die durchsichtige Scheibe verw7irklichen. Der Verlängerungsfaktor
für die Beobachtungszeit wird dadurch nochmals vergrößert, so daß beispielsweise
sich insgesamt ein Verlängerungsfaktor von der Größenordnung von 10 000 ohne Schwierigkeiten
und ohne großen apparativen Aufwand realisieren läßt. Das bedeutet also, daß man
die Einblickeinrichtung mehrere Wochen benutzen kann, bevor die durchsichtige Scheibe
einmal ausgewechselt werden muß.
-
Es ist zweckmäßig, die Drehzahl des scheibenförmigen Rotors so zu
wählen, daß dem Auge des
Beobachters mindestens 20 Bildeindrücke pro Sekunde dargeboten
werden. Dann fügen sich die Einzelbilder, wie an sich bekannt, zu einem kontinuierlichen
Bildeindruck zusammen.
-
Die erfindungsgemäße Einblickeinrichtung ist sehr einfach in ihrem
Aufbau und kann für alle Vakuumanlagen benutzt werden, bei denen Beobachtungsschwierigkeiten
infolge Bedampfung des Einblickfensters auftreten. Außerdem gestattet die Einblickeinrichtung
eine Beobachtung von Vorgängen innerhalb eines Vakuumbehälters. ohne daß der Blickwinkel
in erheblichem Maße eingeschränkt ist.
-
In der F i g. ist schematisch eine Ausführungsform der Einblickeinrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt.
-
In die Wand des Vakuumbehälters 1 ist in an sich bekannter Weise
das Einblickfenster2 vakuumdicht eingesetzt. Zur Erzielung des vakuumdichten Verschlusses
dienen die Abdichtungsmittel 3. An das Einblickfenster ist außerhalb des Vakuumbehälters
ein Sehrohr 4 angesetzt. Mit der Bezugsziffer 5 ist die Einblickachse bezeichnet.
Innerhalb des Vakuumbehälters ist vor dem Einblickfenster eine durchsichtige Scheibe
6 angeordnet, die mit einer Bewegungsvorrichtung 7 - im Ausführungsbeispiel ist
eine vakuumdicht durch Dichtungsmittel 7 a nach außen geführte Drehvorrichtung eingezeichnet
-verbunden ist. Die Scheibe 6 ist mit Ausnahme des den Durchblick gewährenden Feldes
mit einem fest angeordneten Schutzschirm 8 abgedeckt, der eine Aussparung oder Öffnung
besitzt. In Einblickrichtung gesehen befindet sich hinter diesem Schutzschirm ein
scheibenförmiger Rotor 9, der eine Öffnung 10 besitzt. Der Rotor 9 ist an einer
Drehwelle 11 befestigt, die vakuumdicht über Dichtungsmittel 3 durch den Behälter
1 hindurchgeführt und mit einem außerhalb des Behälters angeordneten Antriebsmotor
12 verbunden ist. Die Arbeitsweise und die Vorteile dieser Einblickeinrichtung sind
oben beschrieben.
-
Es ist selbstverständlich auch möglich, den Motor 12 innerhalb des
Vakuumbehälters anzuordnen; hierdurch fällt dann die vakuumdichte Durchführung der
Drehwelle 11 fort. Außerdem ist es noch möglich, auch bei der Bewegung der Scheibe
6 eine Vakuumdurchführung zu vermeiden. Dies kann beispielsweise in der Art erfolgen,
daß man ein auf der Drehachse der durchsichtigen Scheibe 6 angeordnetes Zahnrad
mittels der Ankerbewegung eines kleinen Elektromagneten schrittweise weiterdreht,
wobei die Drehachse nur innerhalb des Vakuumbehälters gelagert ist. Es sind dann
in beiden Fällen nur einfache vakuumdichte Stromdurchführungen notwendig.
-
An Stelle des scheibenförmigen Rotors können auch andere technisch
äquivalente Mittel benutzt werden, beispielsweise ein Oszillator, der aus einem
hin- und herbewegten scheibenförmigen Segment mit schlitzförmiger oder andersartiger
Öffnung besteht.
-
Der Antrieb eines solchen Oszillators ist sehr einfach zu verwirklichen.