DE1621203C - Vakuumaufdampfvornchtung - Google Patents

Description

gestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Zeichnungen.

F i g. 1 zeigt in einer Schnittansicht einen Teil einer Vakuumaufdampfvorrichtung;

F i g. 2 zeigt in einer Schnittansicht den in F i g. 1 nicht dargestellten Teil der Vakuumaufdampfvorrichtung;

F i g. 3 zeigt eine Schnittansicht längs der in F i g. 2 eingetragenen Linie 3-3;

F i g. 4 zeigt schematisch in einer Schnittansicht eine Vakuumauf dampf vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 3.

Die Vakuumaufdampfvorrichtung weist in einer Teil eines Vakuumraums 13 bildenden Wand 12 eine Öffnung 11 auf. Der Vakuumraum 13 ist durch eine in den Zeichnungen nicht näher dargestellte Vakuumpumpe hoch evakuierbar. In dem betreffednen Vakuumraum 13 befindet sich ein in den Zeichnungen nicht näher dargestelltes Werkstück, auf das zu verdampfendes Material aufgedampft wird. Der Vakuumraum 13 kann eine beliebige geeignete Gestalt aufweisen und z. B. rechteckförmig, kugelförmig oder zylinderförmig ausgebildet sein.

Neben den betrachteten Elementen ist ein eine zylindrische Wandung 16 aufweisender Verdampfertiegel 14 vorgesehen. In der zylindrischen Wandung

16 befindet sich eine ringförmige Kühlmittelkammer 17. Der Verdampfertiegel 14 weist ein offenes und ein verschlossenes Ende auf; aus dem offenen Ende des Verdampfertiegels 14 tritt in diesem erzeugter Dampf als Dampfstrahl aus. Der Rand des betreffenden offenen Endes des Verdampfertiegels 14 weist eine Lippe 18 auf, in die sich die Kühlmittelkammer

17 hinein erstreckt. Eine Trennwand 19 teilt die Kühlmittelkammer 17 auf; sie ist nahezu über die gesamte Länge der Kühlmittelkammer 17 ausgerichtet, und zwar derart, daß zwischen dem Ende der betreffenden Trennwand 19 und der Innenwand des gebildeten Durchlasses, d. h. im Bereich der Lippe 18, nur ein kleiner Raum vorhanden ist. Ein in nachstehend beschriebener Weise in die Kammer 17 des Verdampfertiegels 14 eingeführtes Kühlmittel strömt unterhalb der inneren Seitenfläche der Trennwand 19 zu dem offenen Verdampfertiegelende hin und gelangt dann durch den zwischen dem betreffenden Trennwandende und der inneren Wand der Kammer 17 vorhandenen Raum in den von der äußeren Trennwandfläche begrenzten Raum und schließlich zu dem geschlossenen Verdampfertiegelende hin. Das geschlossene Verdampfertiegelende ist durch eine Rückwand 21 gebildet, welche eine Einlaßleitung 22 und eine Auslaßleitung 23 aufweist. Durch diese Leitungen wird das Kühlmittel zu der Kammer 17 hin- bzw. von dieser weggeleitet. Die Rückwand 21 enthält eine Öffnung 24, deren Achse mit der rotationssymmetrischen Achse des Verdampfertiegels 14 zusammenfällt. Die Öffnung 24 weist zwei Bereiche unterschiedlichen Durchmessers auf; der Bereich kleineren Durchmessers steht dabei mit dem Innenraum des Verdampfertiegels 14 in Verbindung. In dem Bereich größeren Durchmessers ist eine hohle Welle 26 lagegesichert angeordnet. Die Wände der Welle 26 enthalten zwei halbringförinige Durchgänge 27 und 28 für die Durclileitung von Kühlmittel. Der Durchgang 27 dient dabei zur Zuführung von Kühlmittel zn dem Verdampl'ertiegel; er ist über eine Öffnung 29 mit der in der iUickwaud 21 ile^ \ erdrmipfertiegels vorgesehenen lunlalileitimu 1 ':

verbunden. Der Durchgang 28 dient zur Rückführung des Kühlmittels von dem Verdampfertiegel; er ist über eine Öffnung 31 mit der Auslaßleitung 23 verbunden. Zur Vermeidung eines Kühlmittelaustritts sind beiderseits der Öffnungen 29 und 31 jeweils ein O-Ring 32 und eine entsprechende Ringdichtung 33 angeordnet.

Die Antriebsverbindung zwischen der Welle 26 und dem Verdampfertiegel 14 erfolgt über einen

ίο Keil 34, der in eine Keilnut der Welle 26 eingreift und der mittels eines mit der Rückwand des Verdampfertiegels 14 verschraubten Flansches 36 mit der Verdampfertiegelrückwand verbunden ist. Der betreffende Keil 34 ist durch einen geteilten Ring 37 und einen Haltering 38 mit dem Flansch 36 lagegesichert verbunden. Der Haltering 38 ist dabei in einer in dem Flansch 36 gebildeten Ausnehmung mit dem Flansch 36 verschraubt.

Das in dem Verdampfertiegel 14 befindliche zu verdampfende Material bzw. Verdampfungsgut wird durch einen oder mehrere hochenergetische Elektronenstrahlen geschmolzen. Diese Elektronenstrahlen werden durch in den Zeichnungen nicht näher dargestellte Elektronenstrahlkanonen erzeugt und auf das in dem Verdampfertiegel 14 befindliche Verdampfungsgut gerichtet. Bei Drehung des Verdampfertiegels 14 wird unter der Wirkung der dadurch auftretenden Zentrifugalkraft das geschmolzene Verdampfungsgut gegen die zylindrische Wandung 16 geführt.

Die zum Antrieb des Verdampfertiegels 14 dienende Welle 26 verläuft durch die in der Wand 12 befindliche Öffnung 11 hindurch; sie ist in einem Gehäuse 47 gelagert. Das Gehäuse 47 umgibt den überwiegenden Teil der Welle 26; es erstreckt sich durch die Öffnung 11 hindurch, in der es durch einen mit dem Gehäuse verschweißten ringförmigen Flansch 45 gehalten wird. Der Flansch 45 ist in geeigneter Weise verschraubt, und außerdem schließt er die Öffnung 11 vakuumdicht ab. Das Gehäuse 47 enthält einen vorderen zylindrischen Teil 48, der mit dem Flansch 45 verschweißt ist. Ein ringförmiger vorderer Halteflansch 49 ist mit dem vorderen Ende des' Teils 48 verschraubt, das in den Vakuumraum 13 eingreift. Zur vakuumdichten Verbindung des Flansches 49 mit dem zylindrischen Teil 48 dient ein O-Ring 51. Das dem betrachteten Ende entgegengesetzte Ende des Teils 48 weist einen ringförmigen Flansch 52 auf, der über einen O-förmigen Dichtungsring 53 mit dem zylindrischen Teil 48 verschraubt ist.

Der Verdampfertiegel 14 wird in dem Vakuumraum 13 gedreht. Zur Erzielung eines gleichen elektrischen Potentials für den sich drehenden Verdampfertiegel 14, die Welle 26, die sich nicht drehende Wand 12 und das Gehäuse 47 in der Weise, daß ein Abfließen von Strahlstrom über Kugellager und sonstige Antriebselemente vermieden wird, besteht zwischen dem Verdampfertiegel 14 und dem Flansch 45 eine elektrische Verbindung. Diese elektrische Verbindung wird durch eine Bürsteneinrichtung geschaffen, die eine mit der Rückwand 21 des Verdampfertiegels elektrisch verbundene Bürste 39 aufweist. Diese Bürste 39 ist von einem Bürstenhalter H aufgenommen, der auf einem mit dem Flansch 45 verschraubten Haltearm 42 angeordnet ist. Die Hülste Λ') wird mil··¹ der Wirkung einer Feiler Π gei'.eu die Riiekwan-I '. 1 ivprelU. Die

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Feder 43 ist durch eine verschraubte Federn al terung verklebt. In der Zeichnung nicht dargestellte Nasen 44 mit dem Haltearm 42 verbunden. Die Feder 39 od. dgl. erstrecken sich von dem Gehäusering in ist mit dem betreffenden Haltearm 42 durch eine ebenfalls nicht dargestellte Aufnahmeschlitze des elektrische Verbindung 245 elektrisch leitend ver- Dichtungsrings 80 und gewährleisten, daß sich der bunden. 5 Dichtungsring mit der Antriebswelle dreht. Zwischen Für die Lagerung der Welle 26 sind zwei inner- dem geschlossenen Ende des Gehäuseringes 70 und halb des zylindrischen Teils 48 des Gehäuses 47 an- dem mit dem Dichtungsring 80 verbundenen ergeordnete Kugellager 54 und 61 vorgesehen. Der weiterten Ende des Verschlusses 75 ist eine äußere Laufring des Kugellagers 54 ist mit einem Schraubenfeder vorgesehen. Unter der Wirkung Teil der Innenfläche des zylindrischen Teils 48 ver- io dieser Schraubenfeder wird der Dichtungsring 80 im bunden; er Hegt an einer Anschlagschulter 56 des Bereich der Grenzfläche 83 gegen den Ring 82 gebetrefTenden Teils 48 an. Das Kugellager 54 ist durch drückt, wodurch die gewünschte Dichtung erhalten eine Schulter 58 und eine Anlageschulter 56 lage- Das Gehäuse der Welle weist neben den begesichert. Der äußere Laufring des Kugellagers 61 trachteten Elementen einen rückwärtigen zylinliegt an der rückseitigen Kante der Schulter 56 an. 15 drischen Teil 88 auf, der Einrichtungen zum Trans-Die inneren Laufringe beider Kugellager sind durch port eines Kühlmittels zu bzw. von den in der Welle einen Abstandshalter 63 und einen Stützring 64 von- 26 ausgerichteten Durchgängen 27 und 28 enthält, einander getrennt. Ein ringförmiges Kegelrad 65, Das Teil 88 ist mit seinem als Flansch 85 ausgedessen Aufgabe noch erläutert werden wird, ist zwi- bildeten vorderen Ende über den Halteflansch 52 sehen dem Abstandshalter 63 und der Innenlauffläche 20 mit dem zylindrischen Teil 48 verschraubt. Eine des Kugellagers 54 auf der Welle 26 befestigt. Das Stirnkappe 96 ist über einen ringförmigen BeKugellager 61 wird durch eine Gegendichtung 67 festigungsteil 93 und einen ringförmigen Halteflansch ^ und eine Gegenmutter 68, die mit einem Teil der 89 mit dem als Flansch 90 ausgebildeten rück- - C Außenfläche der Welle 26 verschraubt ist, in seiner wärtigen Ende des zylindrischen Teils 88 verschraubt Lage gehalten. 25 und unter der Wirkung eines O-Ringes 97 vakuum-

Die Welle 26 ist durch ein Kegelrad 69 antreibbar, dicht mit dem Befestigungsteil 93 verbunden,

das mit dem einen Ende einer Antriebswelle bzw. Zwischen den miteinander im Eingriff stehenden

Welle 71 verbunden ist. Das Kegelrad 69 steht mit Flächen des Teils 88 und der Flansche 52 und 89

dem ringförmigen Kegelrad 65 im Eingriff, welches sind jeweils zur Dichtung dienende O-Ringe 91 und

mittels eines in eine Keilnut 70 eingreifenden Teils 30 92 vorgesehen. Zwischen dem Befestigungsteil 93

72 mit der Welle 26 in Antriebsverbindung steht. und dem Flansch 89 ist ebenfalls eine O-förmige

Ausgehend von dem Gehäuse 47, erstreckt sich die Ringdichtung 94 vorgesehen.

senkrecht zur Achse der Welle 26 ausgerichtete Zur Ergänzung des in dem Verdampfertiegel 14 Welle 71 durch einen zylindrischen Ansatz 73, der enthaltenen Verdampfungsgutes ist am rückwärtigen auf eine in dem Teil 48 gebildete Öffnung 74 auf- 35 Ende der Vakuumaufdampfvorrichtung eine Angeschraubt und unter der Wirkung eines O-Ringes Ordnung vorgesehen, mittels der durch die hohle 76 vakuumdicht mit dem Teil 48 verbunden ist. Das Welle 26 ein zur Ergänzung des Verdampfungsgutes hierzu entgegengesetzte Ende des Ansatzes 73 ist dienendes Material zu dem Verdampfertiegel 14 hin unter der Wirkung eines O-Ringes 78 vakuumdicht geleitet werden kann. Der Hohlraum der Welle 26 mit einer Kappe 77 verschraubt. Die Welle 71 wird 40 bildet daher eine zu dem Verdampfertiegel 14 hindurch einen Motor 84 (s. Fig. 4) angetrieben und führende Durchführung 100. Die zur Zufuhr des durch zwei Kugellager 86.87 in dem Ansatz 73 ge- Verdampfungsgutes dienende Anordnung kann belagert, liebige Gestalt aufweisen, die im wesentlichen durch

Die Welle bzw. Antriebswelle 71 ragt mittels einer die Beschaffenheit des zur Ergänzung des Ver- ;■ Stirndichtung 79 vakuumdicht durch eine in der 45 dampfertiegelinhalts zuzuführenden Verdampfungs- ^ Kappe 77 angeordnete Öffnung. Die Stirndichtung 79 gutes bestimmt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel enthält eine mit der Welle bzw. Antriebswelle 71 ist das als Ergänzungsmaterial zu bezeichnende, in verbundene bewegbare Ringanordnung 81 und einen den Verdampfertiegel 14 einzuführende Verdampfesten Ring 82. Der Ring 82 ist mit einer ring- fungsgut drahtförmig ausgebildet; es wird mittels förmigen Dichtung 95 aus Gummi verbunden, die in 50 eines Walzenpaares 97 von einer nicht dargestellten einer Ausnehmung der Kappe 77 angeordnet ist. Die Vorratsspule abgewickelt. Das Walzenpaar 97 ist Dichtung 95 und der Ring 82 sind vorzugsweise mit- auf einem Rahmen 98 befestigt, der mit der Außeneinander und mit der Kappe 77 verklebt; sie schaffen seite der stirnseitigen Kappe 96 verbunden ist. Der eine einwandfreie Dichtung zwischen der Kappe und durch das Walzenpaar 97 transportierte Draht wird dem Ring. Die Grenzfläche zwischen der Stirn- 55 durch in der Zeichnung nicht dargestellte Vakuumdichtung 79 ist bei 83 angedeutet. dichtungen in einen länglichen Rüssel 99 eingeführt,

Die bewegbare Ringanordnung 81 enthält einen der über die Kappe 96 hinausgreift und sich im Gehäusering 70, dessen Querschnitt etwa J-förmige wesentlichen in der gesamten Länge der DurchGestalt aufweist. Der kurze Schenkel des .Gehäuse- führung 100 in den hohlen Innenraum der Welle 26 ringes 70 ist mit der Antriebswelle 71 durch einen 60 erstreckt. Der Rüssel 99 ist durch einen nicht darringförmigen Verschluß 75 aus Gummi verbunden, gestellten Kühlmittelstrom kühlbar; er leitet den der um die Antriebswelle gespannt und zwischen Draht durch die Welle 26 in den Innenraum des dem Umfang dieser Welle und dem kurzen Schenkel Verdampfertiegels 14 hinein. In Abweichung von des Gehäuseringes 70 gequetscht ist. Der Verschluß der gerade betrachteten Zufuhr des Ergänzungs-75 schafft die Gewähr, daß der Gehäusering mit der 65 materials in den Verdampfertiegel können beispiels-Antricbswcllc rotiert und mit dieser dicht verbunden weise bei Zufuhr von körnigem Material zu dem ist. Das eine Ende des Verschlusses 75 ist nach Verdampfertiegel eine langgestreckte Leitung und außen erweitert und mit einem Dichtungsring 80 Einrichtungen zur Vibration dieser Leitung vorgc-

sehen sein, auf deren Vibration hin das betreffende Die Stirndichtung 111 ist in entsprechender Weise

Material transportiert wird. Zum Transport eines ausgebildet; sie weist einen feststehenden Ring 21, stab- oder stangenförmigen Materials zu dem Ver- eine Gummidichtung 122 und eine sich bewegende dampfertiegel hin ist eine dem Rüssel 99 ent- Ringanordnung 123 auf. Die Grenzfläche der Stirnsprechende Anordnung verwendbar. Vorzugsweise 5 dichtung 111 ist bei 127 angedeutet. Der Raum zwiwird an dem dem Verdampfertiegel zugewandten sehen den Stirndichtungen 10? und 111 und zwischen Ende der Durchführung 100 ein in der Zeichnung der inneren Umfangsfläche des Flansches 49 und der nicht dargestellter Schutzschinn od. dgl. vorgesehen, äußeren Umf angsfläche der Well 26 wird durch eine der verhindert, daß Dampf aus dem Verdampfertiegel Vakuumpumpe 132 (F i g. 4), durch einen Durchlaß zu der betreffenden Durchführung hingelangt und io 129 und einen Schlauch 131 evakuiert. Die Evazugeführtes Verdampfungsgut sowie Teile der Vor- kuierung des Raumes zwischen den beiden Stirnrichtung bedampft werden. . dichtungen 109 und 111 schafft eine Vakuumsperre, Die Ausbildung der hohlen Welle 26, die un- durch die der Vakuumraum 13 gegen Drücke isoliert mittelbar mit dem in dem Vakuumraum 13 arige- wird, die auf der entgegengesetzten Seite der Dichordneten Verdampfertiegel in Verbindung steht, be- 15 tungseinrichtung 101 herrschen, dingt, daß ein Hochvakuum nicht nur an dem Die in axialem Abstand zur Dichtungseinrichtung vorderen Ende der Welle 26, sondern auch an dem 101 angeordnete Dichtungseinrichtung 103 befindet dem Verdampfertiegel zugewandten Ende der Welle sich auf der von den Kugellagern 54 und 61 sowie 26 herrscht Dieses Hochvakuum herrscht in dem der von den Kegelrädern 65 und 69 für die Welle 26 Gehäuse 47 am rückwärtigen Ende der Welle 26. ao abgekehrten Seite. Die Dichtungseinrichtungen 101 Für die Lager der Welle 26 und die zum Antrieb und 103 bilden mit den entsprechenden Wänden des dieser Welle dienenden Getriebeelemente muß eine Gehäuses 47 und der Außenumfangsfläche der Welle Schmierung vorgesehen werden. Darüber hinaus muß 26 eine Schmiermittelkammer, in der ein Schmier-' eine Einrichtung zum Transport eines Kühlmittels zu mittelöl aufbewahrt werden kann, um die Wellenbzw, von den in der Welle 26 gebildeten Durch- 25 lager und Antriebskegelräder für die Welle 26 zu gangen geschaffen werden. Längs der Grenzfläche schmieren. Für die Schmierung der Lager bzw. zwischen der Welle und den zur Halterung dieser Kugellager 86 und 87 für die Antriebswelle 71 kann Welle ortsfest angeordneten Elementen sind somit das Schmiermittel in geeigneter Weise zu diesen wenigstens vier Bereiche unterschiedlichen Drucks Lagern hingeführt werden. Die Stirndichtung 79 vorgesehen. Die betreffenden unterschiedlichen 30 dient daher ebenfalls zur Bildung der Schmiermittel-Drücke sind das Hochvakuum, das an beiden Enden kammer. In dieser Kammer kann durch eine Einlaßder Welle herrscht, und die Drücke des Schmier- öffnung 128 öl zu- und durch eine Auslaßöffnung mittels, des EMaßldihhnittels und des Auslaß- 130 abgeführt werden. Zur Veranschaulichung sind kühlmittels. Es ist daher erforderlich, daß die beim gezeigten Ausführungsbeispiel (F i g. 2) die Ein-Schmier- und Kühlmittelbereiche gegen die an den 35 und Auslaßöffnungen 128,130 auf der gleichen Seite Wellenenden herrschenden Hochvakua und gegen- des Gehäuses 47 angeordnet. Tatsächlich sind jedoch, einander isoliert sind. Die Grenzfläche zwischen der wie in Fig. 4 gezeigt, diese öffnungen auf einander Welle und ihren Halteelementen erschwert die gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses vorgesehen, Schaffung einer geeigneten Dichtung, während gleich- um den Schmiermittelfluß durch die Kammer zu erzeitig die Lebensdauer der Dichtungselemente unter- 40 leichtern. Das ölbad dient zur Kühlung der verhalb eines vertretbaren Werts absinkt schiedenen bewegten Teile des in der Kammer an-Durch die nachgenannten Dichtungseinrichtungen geordneten Systems, wobei durch das in der hohlen ist jedoch eine wirkungsvolle Beschränkung der ver- Welle 26 fließende Kühlmittel Wärme abgeführt wird, schiedenen Druckbereiche bei ausreichender Lebens- Die Dichtungseinrichtung 103 weist eine einzelne dauer erzielt. Zur Isolierung der verschiedenen 45 Stirndichtung auf, die in ihrem Aufbau den Stirn-Druckbereiche sind längs der Welle 26 vier im Ab- dichtungen 109 und 111 entspricht. Die Stirndichtung stand voneinander ausgerichtete Dichtungseinrichtun- der Dichtungseinrichtung 103 enthält einen ortsfest gen vorgesehen. Diese Dichtungsemrichtungen sind angeordneten Ring 133 und eine ringförmige Dicheine vordere Dichtungseinrichtung 101, eine hintere tung 134 aus Gummi, die mit einer Schulter 145 ver-Dichtungseinrichtung 107 und dazwischen ange- 50 bunden ist, welche von dem Flansch 52 nach innen ordnete Dichtungseinrichtungen 103 und 105. Diese gerichtet ist. Die Stirndichtung weist darüber hinaus Dichtungsemrichtungen bewirken zwischen den ver- eine auf der Welle 126 aufgebrachte, sich drehende schiedenen Hauptdruckbereichen eine einwandfreie Ringanordnung 135 auf, welche an einer Schulter Isolierung, obwohl zwischen diesen Bereichen extrem eines ringförmigen Flansches 136 anliegt. Dieser hohe Druckunterschiede herrschen. 55 Flansch ist durch einen Sperring 141 und eine Be-Die Dichtungseinrichtung 101 weist zwei in festigungsschraube 143 mit der Welle 26 verbunden, axialem Abstand zueinander angeordnete ringförmige In dem mit 139 bezeichneten Bereich der Grenz-Stirndichtungen 109 und 111 auf. Die Stirndichtung fläche zwischen dem Ring 133 und der Ring-109 entspricht der Stirndichtung 79; sie enthält einen anordnung 135 wird der geeignete Druck durch feststehenden Ring 113, eine ringförmige Dichtung 60 Justierung des Sperringes 141 erzeugt. 114 aus Gummi und eine rotierende Ringanordnung Die längs der Welle 26 in axialem Abstand zur 115. Die Ringanordnung 115 entspricht in ihrem Dichtungseinrichtung 103 angeordnete Dichtungs-Aufbau der beschriebenen Ringanordnung 81. Bei einrichtung 105 bildet (mit der Dichtungseinrichtung 119 befindet sich zwischen der Ringanordnung 115 103) eine Kühlmitteleinlaßkammer 146 für das durch und dem feststehenden Ring 113 eine dichtende 65 die Welle 26 zu dem Verdampfertiegel 14 hin-Grenzfläche. Einem auf die Ringanordnung 115 aus- strömende Kühlmittel. Die Dichtungseinrichtung geübten Axialdruck wirkt eine auf der Welle 26 vor- besteht aus einer mit einem ortsfest angeordneten gesehene Schulter 116 entgegen. Ring 147 versehenen Stirndichtung, der mit der

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Innenseite des rückwärtigen zylindrischen Teils 88 Spiralfedern 189, 191 werden Dichtungsringe 185,

verbunden ist. Das andere Element der Stirn- 187 gegen entsprechende Flächen der Ringe 182,184

dichtung besteht aus einem bewegbaren Ring 149, gedrückt. Die Ringe 185 und 182 bilden daher bei

der auf der Welle 26 aufgeschoben und durch einen 193 und die Ringe 187 und 184 bei 195 jeweils eine

O-Ring 151 dicht mit dieser Welle 26 verbunden ist. 5 Dichtungsfläche. Die Ringe 181,182 und 184 um-

Ein Haltering 153 ist durch eine Schulter 155 auf fassen den sich drehenden Teil der Stirndichtungen

dem Ring 147 gehalten. Die Dichtungseinrichtung 169 und 171, während die Ringe 185 und 187 die

105 befindet sich auf der von der Dichtungseinrich- festliegenden Elemente umfassen. Die Ringe 185 und

tung 103 abgewandten Seite der öffnung 159 der 187 sind jeweils durch O-Ringe 192,194 gegen das

Welle 26. Die öffnung 159 ermöglicht eine Fließ- io Befestigungsteil 93 abgedichtet. Der Raum zwischen

verbindung zwischen der Kühlmitteleinlaßkammer dem Ring 181 und dem als Dichtungshalterung

146 und dem in der Welle 26 angeordneten Einlaß- wirkenden Befestigungsteil 93 wird mittels einer

kanal bzw. Durchgang27. Eine Einlaßleitung bzw. Vakuumpumpe 198 (Fig. 4) durch einen Durchlaß

Wasser-Einlaßleitung 161 schafft durch den rück- 197 und eine Vakuumleitung 199 evakuiert. Das so

wärtigen zylindrischen Teil 88 eine Verbindung mit 15 geschaffene Vakuum unterstützt die Isolierung des

einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kühl- · am rückwärtigen Ende der Welle 26 herrschenden

mittelquelle. Die öffnung 159 steht daher selbst bei Hochvakuums gegen die Kühlmittelauslaßkammer

sich drehender Welle 26 mit der Kühlmitteleinlaß- 162.

kammer 146 in Flüssigkeitsvefbindung. Infolge des zwischen dem Vakuumbereich zwi-

Die Dichtungseinrichtung 105 trennt die Kühl- 20 sehen den Stirndichtungen 169 und 171 und der mitteleinlaßkammer 146 von der Kühlmittelauslaß- Kühlmittelauslaßkammer 162 herrschenden äußerst kammer 162. Die Kühlmittelauslaßkammer steht über hohen Druckunterschiedes besteht die Gefahr, daß die in der Welle gebildete öffnung 163 mit dem in das Kühlmittel aus der betreffenden Kammer 162 in ■ der betreffenden Welle ausgerichteten Durchgang 28 diesen Vakuumbereich.hineinströmt. Wenn das Kühlin Flüssigkeitsverbindung. Das Kühlmittel wird durch 35 mittel in den Durchlaß 197 gelangt, kann die die am rückwärtigen zylindrischen Teil 88 ange- Vakuumpumpe 198 beschädigt werden. Durch die ordnete Auslaßleitung 165 aus der Kühlmittel- beiden Stirndichtungen 167 und 169 wird die Bekammer abgeführt. Das aus dem System entfernte Schädigung der Vakuumpumpe jedoch vermieden. Kühlmittel kann durch in der Zeichnung nicht dar- Zusätzlich ist ein Abzug 201 vorgesehen, der mit gestellte Einrichtungen gekühlt und wieder zurück- 30 dem in dem Bereich der Mantelfläche der Welle 26 geführt werden. Die Dichtungseinrichtung 105 dient zwischen den Stirndichtungen 169 und 167 gebildeten zur Aufrechterhaltung der zwischen der Kühlmittel- Raum in Verbindung steht. In dem Abzug 201 einlaßkammer und Kühlmittelauslaßkammer herr- herrscht Atmosphärendruck, der zwischen dem in sehenden Druckunterschiede, durch die der Betrag der Kühlmittelauslaßkammer und dem in dem des durch die Welle und den Verdampfertiegel 35 Vakuumraum zwischen den Dichtungen 169 und 171 fließenden Kühlmittelstroms bestimmt ist. herrschenden Druck liegt. Demgemäß wird jedes an

Zur Bildung der Kühlmitteläuslaßkammer trägt der Dichtung 167 vorbeiströmende Kühlmittel, wie darüber hinaus die rückwärtige Dichtungseinrichtung z.B. Wasser, durch den Abzug201 abgeführt und 107 bei. Diese Dichtungseinrichtung 107 weist drei somit am Eintritt in den Durchlaß 197 gehindert. Ein ringförmige Stirndichtungen 167,169 und 171 auf. 40 derartiger Ausweg wird normalerweise zwischen dem Die mit den Stirndichtungen 79,109 und 111 iden- Hochvakuumraum und ^: der Schmiermittelkammer tische Stirndichtung 167 ist der Kühlmittelauslaß- nicht benötigt, da die höhere Viskosität des Schmierkammer benachbart angeordnet; sie enthält einen mittels eine Durchströmung unwahrscheinlich erfeststehenden Ring 173, eine in einer Ausnehmung scheinen läßt und — sollte diese Durchströmung tatdes Flansches 89 angeordnete ringförmige Dichtung 45 sächlich auftreten — zu keiner Beschädigung der

174 aus Gummi und eine mit der Welle 26 dicht Vakuumpumpe führt. Sofern erwünscht, kann jedoch verbundene bewegbare Ringanordnung 175. Die ein Abzug vorgesehen'sein. ^: - ·
dichtende Grenzfläche zwischen der Ringanordnung Im Hinblick auf die längs der Mantelfläche der

175 und dem Ring 173 ist bei 179 angedeutet. Welle 26 auftretenden Pruckunterschiede können Wie bereits erwähnt, weist die Dichtungseinrich- 50 folgende Werte z. B. vorhanden sein: /

tung 107 darüber hinaus zwei ringförmige Stirn- Ein absoluter Druck von 10—⁸ Torr an beiden dichtungen 169 und 171 auf. Die Stirndichtungen Enden der Welle 26, ein Druck von 10—¹ToIT in 169 und 171 weisen ein gemeinsames als Ring aus- den zum Schutz vorgesehenen Unterdruckbereichen, gebildetes Mittenelement 181 auf, das auf der Welle , etwa Atmosphärendruck in der Schrniermittelkammer 26 aufgebracht und durch einen O-Ring 183 mit 55 und ein Druck von 3,5 bis 7 kg/cm² in der Kühldieser verbunden ist. Mit 182 und 184 bezeichnete mitteleinlaßkammer, wobei von der Kühlmittel-Ringe sind in Ausnehmungen beider Seiten des einlaßkammer. zu der Kühlmitteläuslaßkammer ein Ringes 181 angeordnet; sie.liegen an Ringdichtungen Kühlmitteldruckabfall yon etwa 1,4 bis 2,1 kg/fcm² 186, 188 aus Gummi an. Unter der Wirkung von auftritt. . ',.,'. :■<■■

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vakuumauf dampf vorrichtung mit einem mit hoher Geschwindigkeit im Vakuumraum um seine horizontale Achse rotierenden, kühlbaren Verdampfertiegel, der mittels Elektronenstrahlen beheizt und über eine Durchgänge für Kühlmittel aufweisende, durch eine Vakuumdichtung geführte, außerhalb des Vakuumraumes angetriebene Welle bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (26) im Abstand von einem Gehäuse (47) umgeben ist, daß ringförmige Dichtungseinrichtungen (101, 103, 105, 107), voneinander beabstandet, längs der Welle (26) zwischen deren Außenseite und dem Gehäuse (47) vorgesehen sind und Druckkammern unterschiedlicher Drücke bilden, daß die Welle (26) hohl ist und mit der Vakuumkammer (13) verbunden ist und daß zwei der Dichtungseinrichtungen an gegenüberliegenden Enden der Welle (26) eine Vakuumabdichtung bewirken und damit den zwischen ihnen liegenden Bereich bei höheren Drücken zu betreiben erlauben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtungen (101, 103, 105, 107) jeweils zwei axial beabstandete Ringdichtungsteile aufweisen und daß Pumpen (132,198) vorgesehen sind, die den Zwischenraum zwischen den axial beabstandeten Ringdichtungsteilen zu evakuieren erlauben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge-, kennzeichnet, daß die durch die Dichtungseinrichtungen (101, 103, 105, 107) begrenzten Kammern zur Aufnahme eines Schmier- und Kühlmittels für die Welle (26) dienen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Dichtungseinrichtungen (101,103,105,107) eine ringförmige Flächendichtung mit einem an der Welle (26) befestigten drehbaren Dichtungsring und einem an dem Gehäuse (47) befestigten festen Dichtungsring enthalten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (26) einen Kühlmitteldurchgang (27) aufweist, der mit am Umfang der Welle (26) vorgesehenen öffnungen verbunden ist, und daß die durch die Dichtungseinrichtungen (101, 103, 105, 107) gebildeten ringförmigen Kammern an den öffnungen vorgesehen sind und bei sich drehender Welle (26) eine kontinuierliche Fluidmittelverbindung zwischen dem Kühlmitteldurchgang und den Kammern schaffen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmitteldurchgang (27) in der Welle (26) einen im wesentlichen halbringförmigen Querschnitt aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehung der Welle (26) zwischen deren Enden eine Antriebseinrichtung (84, 71, 69, 65) vorgesehen ist und daß die Dichtungseinrichtungen (101, 103, 105, 107) im Bereich der Antriebseinrichtung (84,71,69,65) eine Schmiermittelkammer begrenzen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumaufdampfvorrichtung mit einem mit hoher Geschwindigkeit im Vakuum um seine horizontale Achse rotierenden, kühlbaren Verdampfertiegel, der mittels Elektronenstrahlen beheizt und über eine Durchgänge für Kühlmittel aufweisende, durch eine Vakuumdichtung geführte, außerhalb des Vakuumraums angetriebene Welle bewegt wird.

Eine Vorrichtung der vorstehend betrachteten Art

ίο ist bereits bekannt (britische Patentschrift 1 031 963, deutsche Patentschrift 1 521 525). Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt die Ergänzung des jeweils zu verdampfenden Materials dadurch, daß in den Verdampfertiegel von dessen offener Seite her .ein aus dem zu verdampfenden Material bestehender Draht eingeführt wird. Der betreffende Draht wird dabei von einer Stelle außerhalb des Vakuumraums, in welchem sich der Verdampfertiegel befindet, durch eine gesonderte Vakuumdichtung in den betreffenden Vakuumraum eingeführt. Neben dieser Vakuumdichtung ist noch eine weitere Vakuumdichtung für die Aufnahme der den Verdampfertiegel antreibenden Welle erforderlich, die von einer Stelle außerhalb des Vakuumraums angetrieben wird. Damit ist aber bei der bekannten Vorrichtung ein relativ hoher Dichtungsaufwand erforderlich, und außerdem dürfte die Zuführung des jeweils zu verdampfenden Materials nicht ganz einfach sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie bei einer Vakuumauf dämpfvorrichtung der eingangs genannten Art auf besonders einfache Weise eine Zuführung des jeweils zu verdampfenden Materials und eine besonders einfache Abdichtung des den Verdampfertiegel enthaltenden Vakuumraums erreicht werden können.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Welle im Abstand von einem Gehäuse umgeben ist, daß ringförmige Dichtungseinrichtungen, voneinander beabstandet, längs der Welle zwischen deren Außenseite und dem Gehäuse vorgesehen sind und Druckkammern unterschiedlicher Drücke bilden, daß die Welle hohl ist und mit der Vakuumkammer verbunden ist und daß zwei der Dichtungseinrichtungen an gegenüberliegenden Enden der Welle eine Vakuumabdichtung bewirken und damit den zwischen ihnen liegenden Bereich bei höheren Drücken zu betreiben erlauben. Die Erfindung bringt gegenüber der oben betrachteten bekannten Vakuumaufdampfvorrichtung den Vorteil mit sich, daß sie mit besonders geringem konstruktiven Aufwand sowohl eine wirksame Abdichtung der in die Vakuumkammer hineinführenden, den Verdampfertiegel antreibenden Welle als auch eine besonders einfache Zuführung des jeweiligen zu verdampfenden Materials in den Verdampfertiegel ermöglicht. Durch die Erfindung ist eine Vorrichtung geschaffen, die selbst bei Verwendung verschiedener Flüssigkeiten und Drücke eine zuverlässige Dichtung gewährleistet. Die Art der verwendeten Dichtungseinrichtungen bzw. Dichtungselemente, ihre Anordnung und die grundsätzliche Ausbildung der Vorrichtung ermöglichen eine einwandfreie Betriebsweise der Vakuumaufdampfvorrichtung, und ferner ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Abdichtungsfehlern stark herabgesetzt.

Weitere Merkmale und zweckmäßige Aus-