DE19653088A1 - Vibrationswendelfördereinrichtung und Verwendung derselben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vibrationswendelför­ dereinrichtung mit einem das zu fördernde Gut aufnehmenden Topf, der

• - an einer Innenseite eine Förderwendel aufweist,
• - in Schwingungen mittels einer Schwingungsvorrichtung mit Erregermagnet und Schwinganker zu versetzen ist und
• - in einem von einer Vakuumwand umgebenen Vakuumraum angeord­ net ist.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer solchen Fördereinrichtung.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer solchen Fördereinrichtung.

Vibrationswendelfördereinrichtungen sind seit langem im Ein­ satz insbesondere im Maschinenbau zur Förderung, Sortierung oder Ausrichtung von metallischen Teilen wie z. B. Schrauben. Solche Fördereinrichtungen weisen im allgemeinen einen Me­ talltopf auf, an dessen Wandinnenseite sich eine wendelförmi­ ge Förderrinne befindet. Der Topf ist dabei auf leicht schräg gestellten Blattfedern montiert und wird durch einen Schwing­ magneten in axiale Schwingungen versetzt. Neben der Federbe­ festigung wird eine zusätzliche Drehbewegung erzeugt. Im Me­ talltopf befindliches zu förderndes Gut wie z. B. ein Granulat folgt gezwungenermaßen der Hubbewegung, hebt vom Topf ab, so­ bald die Hubgeschwindigkeit abnimmt und befindet sich während der Senkrechtbewegung im freien Flug. Die zusätzliche Drehbe­ wegung des Topfes bewirkt dabei, daß sich während der Zeit des Fluges der Förderer dreht und das Gut somit an einer an­ deren Azimutalposition landet als es abgesprungen ist. Durch die entsprechenden Sprünge wird so das zu fördernde Gut in der Innenwendel zum Topfrand hochbefördert und ausgeworfen.

Es sind auch Vakuum-Vibrationswendelfördereinrichtungen zum Nachfüllen von Verdampferquellen bekannt. Hierzu muß die För­ dereinrichtung im Vakuum betrieben werden. Die mechanischen Komponenten wie die Federn oder der Topf sind allesamt aus vakuumtauglichen Materialien herstellbar. Schwierigkeiten be­ reitet der antreibende Schwingmagnet in Form eines Elektroma­ gneten, der auf einen lose aufgehängten Anker eine oszillie­ rende Kraft ausübt. Einerseits gasen die Zwischenräume der Spulenwicklungen des Magneten nur langsam aus und bilden so­ mit ein virtuelles Leck im Vakuumraum. Andererseits ist die Kühlung der Magnetwicklungen (Erregerwicklungen) gegenüber Atmosphärenbetrieb drastisch reduziert, so daß die Gefahr ei­ ner Überhitzung der Erregerwicklung besteht, wobei die elek­ trische Leistung und damit die Größe und Funktion der gesam­ ten Fördereinrichtung stark limitiert werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Vibra­ tionswendelfördereinrichtung mit den eingangs genannten Merk­ malen dahingehend zu verbessern, daß die genannten Probleme verringert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vakuumwand mit einem dünnwandigen, aus nicht-magnetischem Ma­ terial bestehenden Teilstück sich durch den zwischen dem in dem Vakuumraum befindlichen Schwinganker und dem außerhalb des Vakuumraums befindlichen Erregermagneten vorhandenen Zwi­ schenraum erstreckt.

Die mit dieser Ausgestaltung der Fördereinrichtung verbunde­ nen Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß aufgrund der Anordnung des Erregermagneten außerhalb des Vakuumraums die von diesem Magneten verursachten vakuumtechnischen Schwierigkeiten sowie dessen Kühlprobleme nicht mehr gegeben sind. Der zwischen dem Erregermagneten und dem Schwinganker vorhandene Zwischenraum kann vorteilhaft gering gehalten wer­ den, da durch ihn nur ein dünnwandiges Teilstück der Vakuum­ wand verläuft. Die Ausbildung zumindest dieses Teilstücks aus einem nicht-magnetischen Material stört dabei die magnetische Wechselwirkung zwischen Erregermagnet und Schwinganker nicht.

Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Förderein­ richtung zur Nachfüllung einer Verdampferquelle in einer Ap­ paratur vorgesehen werden, mit der insbesondere oxidische und/oder hochschmelzende Materialien und/oder chemisch unbe­ ständige Stoffe abzuscheiden sind. Vorzugsweise kann das ab­ zuscheidende Material ein metalloxidisches Supraleitermate­ rial mit hoher Sprungtemperatur T_c von insbesondere über 77 K sein. Mit der Fördereinrichtung werden dann entweder Aus­ gangskomponenten zur Herstellung des Supraleitermaterials oder ein im Hinblick auf das auszubildende Supraleitermate­ rial als ein Vormaterial (sogenanntes "Precursor-Material") anzusehendes Material der jeweiligen Verdampferquelle zuge­ führt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Förderein­ richtung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung noch wei­ ter erläutert, in deren einziger Figur schematisch die we­ sentlichsten Teile einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung im Schnitt veranschaulicht sind.

Die in der Figur allgemein mit 2 bezeichnete Vibrationsför­ dereinrichtung nach der Erfindung befindet sich im wesentli­ chen in einem Vakuumraum 3 eines entsprechenden Gehäuses, in dem ein vorbestimmter Unterdruck p₀ herrscht. Über eine Ge­ häuse- oder Vakuumwand 4 ist der Vakuumraum 3 von einem auf einem Außendruck p_a befindlichen, das Gehäuse umgebenden Au­ ßenraum 5 getrennt. In dem Vakuumraum befindet sich minde­ stens eine Verdampferquelle, die mittels der Fördereinrich­ tung mit einem zu verdampfenden Material als zu förderndem Gut versorgt wird. In der Figur ist von dieser Verdampfer­ quelle lediglich ein Schiffchen oder Tiegel 6 angedeutet, dem über eine Rinne oder Rutsche 7 das zu verdampfende Material 8 zugeführt wird. In diese Rinne gelangt das Material 8 aus ei­ nem Schwingtopf 10 der Fördereinrichtung 2. Dieser Schwing­ topf weist auf seiner Wandinnenseite eine rinnenförmige För­ derwendel 11 auf. Der Schwingtopf ist mittels einer in der Figur nicht dargestellten federnden Halterung federnd in dem Vakuumraum 3 angeordnet. Beispielsweise kann er sich über Blatt- oder Schraubenfedern an der Vakuumwand 4 abstützen. An dem Schwingtopf 10 ist starr ein Schwinganker 12 einer Schwingvorrichtung 13 angeordnet, der mit Hilfe eines elek­ trischen Erregermagneten 14 in Vibration mit Frequenzen von beispielsweise 50 bis 100 Hz versetzt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung 2 soll sich der Schwinganker 12 in dem Vakuumraum 3 und der Erregermagnet 14 vorteilhaft in dem Außenraum 5 befinden. Hierzu ist die Va­ kuumwand 4 im Bereich eines nicht-magnetischen Teilstücks 4a dünnwandig ausgebildet. Dieses Teilstück erstreckt sich durch einen zwischen dem Elektromagneten 14 und dem Schwinganker 12 vorhandenen Zwischenraum oder Spalt 15. Bei dem Teilstück 4a kann es sich insbesondere um einen ausgefrästen Vakuumflansch handeln, der aus einem nicht-magnetischen Material wie z. B. aus einem Edelstahl besteht. Der Spalt 15 kann eine Weite w von etwa 1 mm haben und der Edelstahl-Flansch 16 kann im Be­ reich des Teilstücks 4a lokal auf etwa 0,5 mm Dicke abgedünnt sein. Da die Wirbelstromverluste in dem Material des Teil­ stücks 4a bei Frequenzen von 50 bis 100 Hz nicht nennenswert sind, ergibt sich dann praktisch dieselbe Funktionsfähigkeit der Schwingvorrichtung 13 wie bei einem entsprechenden Luft­ spalt ohne Teilstück.

Eine Nachfüllung von großen industriellen Verdampferquellen unter Verwendung von Metall-Schiffchen, z. B. für eine Alumi­ niumbeschichtung von Folien, erfolgt vielfach durch einen Nachschub von einem Draht aus dem zu verdampfenden Material in den Dampfer, wenn eine Grobdosierung ausreicht. Ein Nach­ teil einer solchen Drahtnachführung ist der hohe Wärmeeintrag vom Schiffchen über den Draht, der quasi im Schiffchen endet, auf eine Drahtvorratsspule sowie auf deren Antriebsmechanik. Der Einsatz einer erfindungsgemäßen Vibrationswendelförder­ einrichtung erlaubt hingegen das Dosieren von insbesondere granularen Materialien und Pulvern aus größerer Entfernung z. B. über die Rinne 7 und vereinfacht somit den konstruktiven Aufbau.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vibrationswendelför­ dereinrichtung zur Nachfüllung von Materialien vorgesehen, die nicht in Drahtform erhältlich oder einsetzbar sind. Dies betrifft insbesondere Oxide, hochschmelzende Metalle, die sich nicht zu Draht ziehen lassen, oder chemisch sehr unbe­ ständige oder aggressive Stoffe, die bei einem Ziehprozeß z. B. oxidieren würden. Vorteilhaft läßt sich die erfindungs­ gemäße Fördereinrichtung zum Nachfüllen unter Vakuumbedingun­ gen von mindestens einer Verdampferquelle einer Abscheidevor­ richtung für metalloxidisches Supraleitermaterial mit hoher Sprungtemperatur T_c von insbesondere über 77 K verwenden. Bei diesen Supraleitermaterialien handelt es sich im allgemeinen um Cuprate, z. B. auf Basis der Stoffsysteme Y-Ba-Cu-O oder Bi-Sr-Ca-Cu-O. Diese Materialien lassen sich z. B. durch ther­ misches Verdampfen abscheiden bzw. ausbilden, wobei eine oder mehrere Verdampferquellen vorgesehen werden können. Bei dem sogenannten Co-Verdampfen werden die einzelnen Komponenten des Materials gleichzeitig unter Ausbildung des Supraleiter­ materials oder eines diesbezüglichen Vormaterials (soge­ nanntes "Precursor-Material") abgeschieden. Auch die Verdamp­ fung eines entsprechenden Vormaterials aus einer einzigen Verdampferquelle ist möglich. Die jeweils zu verdampfenden Materialien werden dann von einer entsprechenden Förderein­ richtung der jeweiligen Verdampferquelle zugeführt.

Claims (5)

1. Vibrationswendelfördereinrichtung mit einem das zu för­ dernde Gut aufnehmenden Topf, der

• - an seiner Innenseite eine Förderwendel aufweist,
• - in Schwingungen mittels einer Schwingungsvorrichtung mit Erregermagnet und Schwinganker zu versetzen ist und
• - in einem von einer Vakuumwand umgebenen Vakuumraum angeord­ net ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vaku­ umwand (4) mit einem dünnwandigen, aus nicht-magnetischem Ma­ terial bestehenden Teilstück (4a) sich durch den zwischen dem in dem Vakuumraum (3) befindlichen Schwinganker (12) und dem außerhalb des Vakuumraums befindlichen Erregermagneten (14) vorhandenen Zwischenraum (15) erstreckt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das dünnwandige Teilstück (4a) der Vakuumwand (4) Teil eines Vakuumflansches (16) ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vakuumflansch (16) aus einem Edelstahl besteht.

4. Verwendung der Vibrationswendelfördereinrichtung nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 3 zum Nachfüllen einer Verdampfer­ quelle (Schiffchen 6) einer Apparatur zur Abscheidung eines oxidischen und/oder hochschmelzenden und/oder chemisch unbe­ ständigen Materials.

5. Verwendung nach Anspruch 4 zur Abscheidung eines oxidi­ schen Supraleitermaterials mit hoher Sprungtemperatur.