DE1965086B2 - Vorrichtung zur Durchführung von Behandlungsvorgängen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von Behandlungsvorgängen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung nach FR-PS 13 31 413 wird die Behandlungskammer gegenüber der Umgebungsluft entweder mittels eines an dem zu behandelnden Teil befestigten Band oder durch Dichtungen, beispielsweise aus elastomerem Material, abgedichtet. Die dabei verwendeten Dichtungen werden sehr rasch durch die Reibung an dem bewegten Teil und gegebenenfalls durch die bei der Behandlung entstehenden Wärme beschädigt oder zerstört. Dadurch wird es häufig erforderlich, die Dichtungen auszuwechseln, so daß längere Stillstandszeiten der gesamten Behandlungsvorrichtungen auftreten. Dazu kommt, daß es bei derartigen Vorrichtungen nicht möglich ist, den im Behandlungsraum herrschenden Druck stabil zu halten. Insbesondere bei Elektronenstrahlschweißen ergeben die Änderungen der Strahlfokkusierung infolge von Druckschwankungen Schweißraupen, die heterogen sind und eine schlechte mechanische Qualität besitzen.

Ferner ermöglichen die bekannten Vorrichtungen lediglich die Behandlung von ebenen oder rotationssymmetrischen Teilen wie Bändern bzw. Zylindern. Die Behandlung von komplexeren Teilen, z. B. Teilen mit profilierten Oberflächen, Winkelteilen und dgl. ist nur unter Schwierigkeiten oder überhaupt nicht möglich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine homogene und qualitativ hochwertige Behandlung durchgeführt werden kann und die die Behandlung von Teilen gestattet, die verschiedene Formen, Profile und Winkelstri'.kturen aufweisen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Damit wird nicht mehr die Druckdifferenz durch an dem zu behandelnden Teil anliegende und daran entlanggleitende Dichtungen aufrechterhalten, sondern es wird ein bestimmter Durchflußwiderstand eingestellt, der also eine vorgegebene Undichtheit in Anpassung an die jeweils vorhandene Pumpenleistung darstellt. Damit ist eine Vorrichtung geschaffen, die keine Verschleißteile mehr aufweist und dennoch eine gegenüber den bekannten Vorrichtungen überlegene Konstanz des Druckes in der Behandlungskammer ermöglicht. Dabei können die durch Fertigungstoleranzen und verschiedenartige Oberflächenbeschaffenheiten auftretenden Schwankungen des Durchflußwiderstandes des Durchlaufweges auf einfache Weise ausgeglichen und ihre Auswirkung damit beseitigt werden.

Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2. Es entstehen zwischen den erfindungsgemäß eingesetzten elastischen Ringmembranen Durchlaufwegabschnitte mit hohem und darauf folgende Kammern mit geringerem Durchlaufwiderstand, indem zwischen den aufeinanderfolgenden Ringmembranen Kammern ausgebildet sind, die einen Ausgleich für kleinere Änderungen des Durchflußwiderstandes ergeben. Dadurch wird eine durch eine Oberflächen- oder Gestaltänderung etwa auftretende plötzliche Änderung

des örtlichen Durchflußwiderstandes abgemildert und gedämpft. Dadurch ist eine Beruhigung des Regelvorganges sehr einfach zu erzielen.

Eine besonders wirksame und trägheitsarm verlaufende Regelung ist durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 gewährleistet, wobei eine Weiterbildung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 sich als besonders vorteilhaft erweist.

Zur Durchführung einer kontinuierlichen Elektronen- iu strahlschweiitung eines beliebig langen Teiles erweist sich eine Vorrichtung nach Anspruch 5 als besonders vorteilhaft Die Regelung wird noch weiterhin verbessert, wenn die Elektronenstrahlschweißvorrichtung nach Anspruch 6 weiter ausgestaltet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Elektronenstrahlschweißvorrichtung unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Elektronenstrahlschweißen von Rohrteilen, und

Fig.2 eine teilweise aufgeschnitten dargestellte Vorrichtung zur automatischen Druckregulierung der Kammern der Vorrichtung nach F i g. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform einer Elektronenstrahlschweißvorrichtung zum kontinuierlichen Schweißen von Rohren, die relativ große Fertigungsunregelmäßigkeiten aufweisen können, zeigt einen Durchlaufweg 1 für das Rohr 10, der durch eine Außenwand 2 und eine Innenwand 3 begrenzt ist. Dieser Durchlaufweg mündet in eine Schweißkammer (Behandlungskammer) 4, welche mit einem Elektronenstrahlerzeuger 5 in ihrem Mittelteil ausgerüstet ist. Längs des Durchlaufweges sind eine die Einlaßschleuse bildende Ringkammer (Meßkammer) 6, eine die Auslaßschleuse bildende Ringkammer (Meßkammer) 9 sowie weitere Riiigkammern 7 und 8 symmetrisch zur Schweißkammer 4 angeordnet. Die Schweißkammer 4 ist mit einer ersten nichtdargestellten Pumpengruppe verbunden, während die Kammern 7 und 8 sowie die Schleusenkammern 6 und 9 jeweils mit gleichfalls nicht dargestellten Pumpengruppen verbunden sein können. Die in den am weitesten von der Behandlungskammer 4 entfernten Kammern 6 und 9 herrschenden Drücke liegen zwischen denen der Kammern 7 und 8 und dem Atmosphärendruck und die Drücke der Kammern 7 und 8 liegen zwischen denen der Schweißkammer und denen der Kammern 6 und 9. Das Rohr 10 wird in Richtung des Pfeiles 11 mittels nichtdargestellter Rollenanordnungen bewegt.

Die Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise:

Nach Einschalten der Pumpengruppen und des Elektronenstrahlerzeugers 5 wird das Rohr 10 im Durchlaufweg 1 durchgezogen. Die Bewegung des Rohres 10 mittels Rollengruppen wird später anhand F i g. 2 beschrieben. Dann erfolgt ein kontinuierliches Schweißen durch den von dem Elektronenstrahlerzeuger 5 ausgesandten Elektronenstrahl, und während dieses Vorgangs wird der in der Behandlungskammer (Schweißkammer) 4 herrschende Druck durch eine Druckregelvorrichtung konstant gehalten, von der eine Ausführung in F i g. 2 dargestellt ist.

Die Vorrichtung nach F i g. 2 besteht im wesentlichen aus einem Druckregler (Manostat) 20, der mit der ersten Meßkammer (Eingangsschleusenkammer) 6 verbunden ist, die unmittelbar auf die Regelvorrichtung folgt. Der Druckregler 5 steuert zwei Elektroventile, nämlich ein Druckfluid-Zulaufventil 21 und ein Fluid-Entlastungsventil 22, welche durch eine (nichtdargestellte) Fluidquelle über eine Leitung 23 gespeist sind und mit einem Fhiiddruckumsetzer 24 über eine Leitung 25 verbunden sind.

Der Fluiddruckumsetzer 24 besteht aus zwei miteinander verbundenen koaxialen Zylinderräumen 26 und 30. Im Inneren des Zylinderraumes 26 ist ein Kolben 27 gleitend beweglich eingebracht, der mit einer Kolbenvergrößerung fest verbunden ist, die den Querschnitt des Zylinderraumes 26 erfüllt Zwischen der Kolbenvergrößerung und dem Boden des Zylinders 26 ist eine Feder 29 angeordnet. An dem Boden des Zylinders 26 beginnt ein weiterer Zylinderraum 30, der den gleichen Durchmesser wie der Kolben 27 aufweist und in den dieser Kolben eintaucht. Der restliche Zylinderraum 30 ist mit einer Flüssigkeit gefüllt

In den Wänden 2 und 3 des Durchlaufweges 1 sind an sich bekannte elastische Ringmembranen 31 angebracht, die über Leitungen 32 mit Ringsammeiräumen 33 und 34 verbunden sind Diese Ringsammeiräume sind mit dem Zylinderraum 30 des Fluiddruckumsetzers 24 durch Leitungen 35 verbunden. In Fig. 2 ist außerdem das zu schweißende Rohr 10 dargestellt, dessen Antrieb und Führung in dem Durchlaufweg 1 durch eine Gruppe von Eingangsrollen 36 und eine Gruppe von Ausgangsrollen 37 bewirkt wird.

Die Druckregeleinrichtung arbeitet auf folgende Weise:

Falls der Druck in der ersten Meßkammer (Einlaßschleusenkammer) 6 höher als der erforderliche Druck ist, gibt der Druckregler 20 ein Signal ab, das die Öffnung des Druckfluid-Zulaufventils 21 bewirkt. Es wird dann Fluid zu dem Zylinderraum 26 des Fluiddruckumsetzers zugeleitet. Auf der Primärseite 28 des Fluiddruckumsetzers wird ein höherer Druck aufgebaut und der Kolben 27 in den Zylinderraum 30 getrieben. Dadurch werden die elastischen Ringmembranen 31 vergrößert, da die im Zylinderraum 30 des Fluiddruckumsetzers enthaltene Flüssigkeit in die Ringmembranen 31 eingedrückt wird. Die Volumenvergrößerung der Membranen 31 ergibt eine Erhöhung des Durchflußwiderstandes des Durchlaufweges 1, und deshalb wird der Druck in der Meßkammer 6 erniedrigt.

Falls der Druck in der Meßkammer 6 niedriger als der gewünschte Druckwert ist, gibt der Druckregler 20 ein Signal ab, das die Öffnung des Entlastungsventils 22 bewirkt. Der Druck in der Zylinderkammer 26 nimmt ab, die auf die Primärseite 28 des Fluiddruckwandlers 24 wirkende Druckkraft nimmt ab und die Feder 29 zieht den Kolben 27 aus dem Zylinderraum 30. Dadurch wird das Volumen der elastischen Ringmembranen 31 verkleinert und der Durchflußwiderstand des Durchlaufweges 1 erniedrigt. Infolgedessen erhöht sich der Druck in der Meßkammer 6.

Eine gleichartig aufgebaute Regelvorrichtung ist mit der zweiten Meßkammer (Auslaßschleusenkammer) 9 verbunden und befindet sich zwischen dieser Kammer und dem Austrittsende des Druchlaufweges 1.

Die in F i g. 2 dargestellte Druckregelvorrichtung kann weiterhin dazu benutzt werden, direkt auf den Dme!; in den beiden Meßkammern einzuwirken, indem der Druckregler 20 auf das Abpumpen durch die den Meßkammern zugeordneten Pumpengruppen bzw. auf das Belüften dieser Meßkammern einwirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchführung von Behandlungsvorgängen an einem beliebig langen Teil mit im wesentlichen konstantem Querschnitt während dessen Durchlauf durch eine Behandlungskammer, in welcher ein geregelter Unterdruck gehalten wird, wobei das zu behandelnde Teil durch einen Durchlaufweg von der Außenseite der Vorrichtung durch die Behandlungskammer wieder zur Außenseite durchtritt und Pumpeinrichtungen, die durch den Durchlaufweg eindringende Umgebungsluft abpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußwiderstand eines Teils des Durchlaufwegs (1) in Abhängigkeit von der Abweichung des Druckwertes in einer innerhalb des zu ände/nden Durchlaufwegteils gelegenen Kammer (6, 9) von einem Drucksollwert änderbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußwiderstand mittels Formänderung an sich bekannter elastischer Ringmembranen (31) durch Änderung des in den Membranen herrschenden Innenfluiddrucks änderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Abhängigkeit von der in der Meßkammer (6, 9) festgestellten Druckabweichung beaufschlagbarer Fluiddruckumsetzer (24) für die Steuerung des Fluiddruckes in den Ringmenibranen (31) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß pro Meßkammer (6,9) ein Druckregler (20) vorgesehen ist, mit dessen Ausgängen je ein Druckfluid-Zulaufventil (21) und ein Entlastungsventi! (22) für die Primärseite (28) des Fluiddruckumsetzers (24) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für die kontinuierliche Elektronenstrahlschweißung eines beliebig langen Teiles, mit einem Durchlaufweg, der durch eine Außen- und eine Innenwand begrenzt und mit Führungsrollen ausgestattet ist, mit einer unter abgesenktem Druck stehenden Schweißkammer, die mit einem Elektronenstrahlerzeuger ausgestattet und mit einer Pumpgruppe verbunden ist und mit einer den Druck in der Schweißkammer konstant haltenden Trennanordnung, die aus jeweils in bezug auf die Schweißkammer symmetrisch angeordneten Eingangs- und Ausgangs-Schleusenkammern (Meßkammern) und je einer weiteren Ringkammer besteht, wobei die Kammern jeweils durch elastische Ringmembranen begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck durch eine Veränderung des Durchflußwiderstandes des Durchlaufweges regelbar ist, daß der Zustand der Schwellung der elastischen Ringmembranen verändert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 mit Pumpgruppen, die jeweils mit jeder Schleusenkammer (Meßkammer) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck durch eine gleichzeitige Einwirkung auf die den Schleusenkammern zugeordneten Pumpgruppen und auf die elastischen Ringmembranen regelbar ist, wenn der Druck, der in der Schweißkammer herrscht, größer als ein vorher bestimmter Wert ist und nur durch das Abschwellen der elastischen Ringmembranen regelbar ist, wenn der Druck, der in der Schweißkammer herrscht, einen Wert erreicht hat, der kleiner als ein vorher bestimmter Wert ist.