DE2220244A1 - Vorrichtung, in der ein Unterdruck herrscht oder die mit einer speziellen Atmosphäre gefüllt ist, und durch die längliche Materialien hindurchgeführt werden - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. ΝΥειοκ^.-,ν, 22202ΑΑ

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K.Fincke Dipl.-Ing. RA-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

<983921/22>

N.V. BEMERT S.A.
B-8550 Zwevegem
Belgien
Leo Bekaertstraat 1

Vorrichtung, in der ein Unterdi'uck herrscht oder die mit einer speziellen Atmosphäre gefüllt ist, und durch die längliche Materialien hindurchgeführt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, in der ein geringer Druck herrscht, wie z.B. eine Vakuumverdampfungsonlage, oder die mit einer speziellen Atmosphäre wie z.B. Argon oder Stickstoff gefüllt ist, wobei diese Vorrichtung mit Transportmitteln wie z.B. Antriebsrollen versehen ist, um längliche Materialien bzw. Substrate, wie z.B. Drähte, Streifen usw. durch diese Vorrichtung zu fördern. Diese Apparate sind meistens mit Eingangs- und Ausgangskammern ausgerüstet, wobei die länglichen Materialien durch die Eingangskummer aus der Atmosphäre in die Vorrichtung gebracht v/erden, wo sie einem oder mehreren Ax^beitsvorgängen unterworfen sind, und wonach g:i ο durch die Ausgr-ngskammer wieder in die Attüoupiuieo heraun^eführt worden.

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Solche Vorrichtungen sind bekannt. Diese Vorrichtungen besitzen bei einer industriellen oder halbindustrieilen Anwendung eine Länge, die zwischen einigen wenigen Metern und etwa. 10 bis 20 Metern liegt.

Bei solchen Vorrichtungen bereitet das Einführen bzw. Durchziehen der länglichen Materialien durch die Vorrichtung Schwierigkeiten, da man den Apparat öffnen und die lcänglichen Materialien von Hand durch ihn hindurchführen muss. Hieraus resultieren u.a. die folgenden Nachteile:

- der geringe Druck oder die spezielle Atmosphäre .in dem Apparat kann nur erreicht werden, nachdem die länglichen Materialien durch den Apparat eingeführt wurden. Dies bedeutet einen grossen Zeitverlust beim Anlaufen der Vorrichtung.

- oft sind in der Vorrichtung Materialien mit hoher Temperatur enthalten, deren Abkühlung- erst abgewartet werden muss, bevor es möglich ist, die Vorrichtung zu öffner·. Dies bedeutet einen sehr grossen Zeitverlust, wenn eines der zu behandelnden länglichen Materialien während des Betriebs der Vorrichtung bricht. Sollten die länglichen Materialien aus einer Reihe von Drähten bestehen, die gleichzeitig durch die Vorrichtung laufen, ist es notwendig, die ganze Vorrichtung stillzusetzen, wenn nur einer der Drähte bricht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese rir.chteile zu vermeiden. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der es rac'flich ist, die länglichen Materialien durch den Apparat einzuführen ohne ihn zu öffnen, wobei d:?ho:? in diesem Apparat Materialien mit hohen

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Temperaturen anwesend sein können oder eine spezielle Atmosphäre oder ein Unterdruck beibehalten v/erden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass diese Vorrichtung mit trichterförmigen Führungselementen versehen ist, die hintereinander angeordnet sind.

Wenn die länglichen Materialien während.der Vorwärt sb erregung durch den Apparat mittels Führungsradern oder -rollen wesentlichen Richtungsänderungen unterworfen werden, so sind die Führungsräder oder -rollen zweckmässigerweise mit einer Umlenk- bzw· Leitplatte versehen, derart, dass jedes Führungsrad oder jede Führungsrolle und eine solche Umlenkplatte zusammen ein trichterförmiges Führungselement darstellen.

Ist die Vorrichtung mit einem Satz von in zick-zack-fÖrmiger Anox'dnung eingebauten Kühlungsrollen versehen, deren Mittellinien parallel zueinander verlaufen, so können die aufein-, ander folgenden Rollen abwechselnd ortsfest und verschiebbar sein und jede verschiebbar bzw. bewegbar angeordnete Kühlungsrolle kann mit einer beweglichen Führungsplatte verbunden sein, die zwischen den beiden benachbarten fest angeordneten Kühlungsrollen bewegbar ist; die PIr-tte und die "bewegbare Kühlungsrolle sind der Wirkung einer Feder ausgesetzt und mit einem Stab verbunden, der von atisserhalb betr.tigbar ist, um die Kühlungsrollen und die Führungsplatte entgegen der Federv/irkung derart zu bewegen, da&s mit der Wirkung der Feder allein oder in der offenen Stellung der Kühlungsrollen die Kühlungsrollen und die Führungsplatten zusammen eine trichterförmige Führuiigsspur bilden.

Jis ist ferner ρον.*ähnlich wünschenswert, dass die trichterförmigen Führungselemente mittels eines Kugelgelenks mit einen

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Stab verbunden sind, der von ausserhalb des Apparates betätigt wird, so dass das trichterförmige Führungselement in der Richtung der zu bewegenden Materialien bewegt bzw.· verschoben werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand scheraatischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Pig. 1 einen Schnitt in Längsrichtung durch die erfindungsgemässe Vorrichtung;

Fig. 2a in perspektivischer Darstellung ein trichterförmiges Führungselement zum Führen von Draht zwischen zwei aufeinander folgenden Kammern,

Fig. 2b in perspektivischer Darstellung trichterförmige Führungselemente zum Führen einer Platte in einem ausgedehnten Raum;

Fig. 3a einen Längsschnitt durch einen Satz von Kühlungarollen und die zugehörigen Führungsplatten in offener Stellung, um die länglichen Materialien hierdurch einzuführen , und

Fig. 3b ähnlich zu Fig. Ja den Kühlungsrollonsatz in der geschlossenen Stellung bzw. während des Betriebs der Vorrichtung. ·

Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, sind die länglichen Materialien einer· grossen Zahl von Hindernissen auf ihrem Wog durch z.B. eine Vükuumverdampf messvorrichtung 2 mit einem Vivkuumverdcmp-

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fungstigel 3 ausgesetzt. Die häufigsten Hindernisse in solchen Anlagen, in denen eine spezie3.1e Atmosphäre oder ein geringer Druck herrschen, wie z.B. in Vakuumverdarnpfungsanlagen, Anlagen zur Aufbringung von Lagen durch Eintauchen 'in ein Bad mit geschmolzenem Metall usw. sind:

- der Übergang zwischen den Kammern oder Räumen, in denen ein verschiedener Druck herrscht, die auch als Schleusenkammern bezeichnet werden können,

- der Abstand zwischen den verschiedenen Bearbeitungsstufen

- die beträchtlichen Richtungsänderungen oder Kurven

- die wiederholten Biegungen, die das Material durchlaufen muss, z.B. in einer Kühlungsvorrichtung mit wassergekühlten Rollen

- der Durchgang durch die eigentlichen Bearbeitungsstufent z.B. der Durchgang durch eine Zone mit hoher Temperatur, usw.

Die Vakuumverdampfungsanlage 2 ist mit Einrichtungen wie den Antriebsrollen 4 versehen, um die länglichen Materialien durch den Apparat vorwärtszubewegen.

Figur 2a ζoigt wie das Material von einer Schleusenkammer 5 zu einer Schleusenkammer 7 durch die dazwischen liegende Schleusenkammer 6 geführt wird. Die Schleusenkammer 6 ist daher mit einem trichterförmigen Führungselement 8 versehen. Das aus der Kammer 5 austretende Material bzw. Werkstück wird durch das sich allmählich verengende Element 8 der Schleusenkammer 7 zugeführt. Das trichterförmige Führungselement 8 kann auch bewegbar einge-

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baut sein. Die Bewegung dieses Elements 8 wird in diesem Fall von ausserhslb der Vorrichtung mittels bekannter Elemente zur Übertragung einer Bewegung wie z.B. mittels eines Kugelgelenks bewirkt. Ferner ist offensichtlich, dass solche ' Führungselemente 8 mit Erfolg zur Führung des länglichen Materials 1 zwischen den verschiedenen Verfahrens- bzw. Beerbeitungsstufen in der Vorrichtung dienen können, wie .ζ·Β«. in Figur 1 die drei Elemente 8, die nshe benachbart zueinander zwischen der Erhitzungsvorrichtung 9 und der Kühlungnvorrichtung 10 eingebaut sind. Die Verwendung einer- Anzahl von kleinen Trichtern anstelle eines langen Trichters ist hier vorteilhaft, um mit Leichtigkeit eine Entgasung des Materials zu erreichen.

Figur 2b zeigt eine Ausführungsform zweier Führungselemente 8, die benachbart zueinander eingebaut sind, um ein Band oder einen Streifen 1 über eine lange Entfernung zu führen. Wenn das Material 1 mittels Führungsrollen 4 durch die geschlossene Vorrichtung 2 eingeführt wird, muss das Material 1 mit Leichtigkeit die Abstände zwischen den verschiedenen Verfahrensstufen überbrücken, ohne die richtige Spur zu verlassen. Hierzu werden die Führungselemente 8 verwendet. Es ist möglich, nur ein Führungselement zu verwenden, das dann die ganze Lr'nge zwischen zwei aufeinander folgenden Verfahrensstufen überbrückt, andererseits können verschiedene kleinere Führunp;selemente verwendet werden, die nahe zueinander angeordnet sind, und die ineinander münden.

In den meisten Vorrichtungen sind die Materialien beträchtlichen Richtungsanderungen während ihres Durchgangs durch die Vorrichtung unterworfen, wobei diese Richtungsänderungen mittels Führungsrädern oder -rollen wie in Figur 1 anhand des Führmigsrades 11 gezeigt bewirkt werden. In der erfindungsgeraüssen Vor-

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richtung gemäss Figur 1 ist das Führungsrad 11 mit einer Umlenk- bzw. Führungsplatte 12 versehen, so dass dieses . Führungsrad 11 und diese Platte 12 zusammen ein trichterförmiges Führungselement bilden.

In der in Figur 1 gezeigten Kühlungsvorrichtung 10 v/ird das Material 1 dadurch gekühlt, dass es durch eine Batterie von wassergekühlten Rollen 13 geführt v/ird. Die Figuren 3a und 3b zeigen,wie das Material 1 durch die Kühlvorrichtung 10 in der erfindungsgemässen Vorrichtung geführt werden kann, ohne dass letztere geöffnet wird. Figur 3a zeigt die Stellung der Batterie von Kühlungsrollen 13.; während des Einführens bzu. Einziehens von Material 1 durch diese Batterie. Hierzu sind die oberen Kühlungsi'ollen 13 in Bezug auf ihre normale Arbeitsstellung bzw. geschlossene Stellung (s, Figur 3b) nach oben bewegt bzw. verschoben. Die oberen- bzw, beweglichen Kühlungsrollen sind jeweils mit einer bewegbaren Führungsplatte 14 versehen, die jeweils zwischen den zwei benachbarten fest eingebauten Kühlungsrollen angeordnet ist. Die Kühlungsrollen 13» die so eingebaut sind, dass sie mit ihren Platten 14 beweglich sind, sind der Wirkung einer Feder 15 ausgesetzt und mit einem Stab 16 verbunden, wobei sie mittels dieses Stabes 16 von ausserhalb der Vorrichtung betätigbar sind, um die Kühlungsrollen 13 und die Führungsplatt;en 14 gegen die Wirkung der Feder 15 zu verschieben.

Wenn allein die Feder wirkt, d.h. in der offenen Stellung (s. Figur 3a) der Kühlungsrollen, bilden die Kühlungsrollen 13 und die Führungsplatten 14 zusammen eine trichterförmige Führungsspur zur Führung des länglichen Materials 1. Das nach unten Bewegen der oberen Kühlungsrollen von ausserhalb der Vorrichtung kann mittels bekannter Einrichtungen zur übertragung von translatorischer Bewegung bewirkt werden." Der

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8tab 16 drückt die Kühlungsrollen 15 und die zugehörigen Führungen 14· zur gleichen Zeit nach unten. Natürlich werden die oberen Hollen nicht abgesenkt, bevor das Material 1 nicht durch die ganze Vorrichtung eingeführt ist. Ein weiterer Vorteil hier ist, dass die Kühlwirkung durch Regelung der Stellung der oberen Kühlungsrollen in Bezug auf die unteren fest montierten Kühlungsrollen IJ gesteuert werden kann.

Figur 1 zeigt ein Beispiel des Durchgangs durch die eigentliche Bearbeitungsstufe, insbesondere den Durchgang des Materials 1 durch einen Verdampfungstiegel 3» in dem eine hohe Temperatur herrscht. In diesem verdampfungstiegel 2 wird das zu verdampfende Metall durch Induktionserhitzung geschmolzen und verdampft. Um den Hutzeffekt bzw. Wirkungsgrad der Verdampfung zu erhöhen, ist dieser Tiegel 3 &it sehr kleinen Ein- und Ausgangsöffnungen versehen.Dies bewirkt natürlich Schwierigkeiten beim Einziehen eines solchen länglichen Materials. Um das Material 1 durch den tiegel 3 zu führen, wird wieder ein bewegliches Führungselement 8 wie es in Figur 2* gezeigt ist, verwendet, wobei die Länge des Körpers des frichtors in etwa gleich der Höhe des !Tiegels 3 ist. Um das Material 1 durch den Tiegel 3 einzuziehen, wird dieses Führungselement zwischen den beiden Öffnungen des !Tiegels angeordnet. Durch eine Bewegung, die von ausserhalb der Vorrichtung z.B. mittels eines Kugelgelenks bewirkt v/erden kenn, wird das Führungselement 8 in eine Stellung ausserhalb des Tiegels 3 gebracht, nachdem das Material völlig durch den Apparat eingezogen ist. Da die !Temperatur in dem Tiegel 3 bei normalem Betrieb sehr hoch ist, muss dieses Führungselement in der Lage sein, sehr hohe Temperaturen auszuhtilten. Demgeraäss ist dieses Führungselement 8 aus einem feuerfesten Material hergestellt.

Selbst mit sehr guten Führungselementen 8 und anderen Einrichtungen wie z.B. der Umlenk- bzw. Führungsplatte 12 ist es

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nicht immer möglich, Material 1 durch eine sehr lange Vorrichtung mit vielen ttichtungsänderungen allein durch Schieben z.B.. mittels der Führungsrollen 4 am Eingang der Vorrichtung zu befördern. Wenn das Material 1 auf einen grösseren Widerstand auf seinem Weg trifft, z.B. an dem Führungsrad 11, dann können in diesem Fall Schwierigkeiten auftreten. Daher ist es not-· notwendig, innerhalb des Apparates nahe den Orten mit einem grossen Widerstand Einrichtungen vorzusehen, um das Material vorwärts zu bewegen, ohne dass der Apparat geöffnet wird. Dies kann mittels eines im folgenden beschriebenen Mechanismus ausgeführt v/erden. Von zwei benachbarten Rädern 4, vergl. in Figur 1 den Satz von Rädern hinter dem Führungsrad 11 und der Umlenkplatte, ist ein Rad von einem ausserhaib der Vorrichtung angeordneten Motor angetrieben. Die Übertragung der Drehbewegung von der Achse des Motors zu dem angetriebenen Rad M-durch die Wand der Anlage wird mit Hilfe bekannter Einrichtungen bewirkt. Mit einem von ausserhalb der Vorrichtung z.B. mittels eines Kugelgelenks betätigten Handgriffs ist es möglich, das nicht angetriebene Rad von dem angetriebenen Rad und umgekehrt zu entfernen. Wenn das vordere Ende des Materials zwischen den beiden Rollen oder Rädern 4 ist, werden die beiden Räder aufeinander zu bewegt und gegen das längliche Material 1 gepresst und der Motor wird in Betrieb gesetzt, so dass das längliche Material 1 bis zu dem folgenden Antriebsmechanismus oder bis zu dem Ausgang des Apparates geschoben wird.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt die mögliche Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung für die Vakuum Aufdampfung einer oberen Metallschicht auf Draht mittels eines ■ Verdampfungstiegels 3> sie kann jedoch bei den verschiedensten ähnlichen Einrichtungen verwendet werden.

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Claims (2)

Patentansprüche

1. Vorrichtung, in der ein niedriger Druck herrscht, oder die mit einer speziellen Atmosphäre gefüllt ist und die mit Fördereinrichtungen wie Antriebsrollen zum Vorwärtsbev/egen länglicher Materialien wie z.B. Drähten, Bändern usw. durch diese Vorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie trichterförmigo Führungselemente (8; 11, 12; 13, 14) umfasst, die hintereinander angeordnet sind, um die länglichen Materialien (1) durch die Vorrichtung (2) zu führen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die trichterförmigen Führungselemente FührungsrÖder bzw. -rollen (11) zur Richtungsänderung der länglichen Materialien

(1) bei deren Vorwärtsbewegung durch- die Vorrichtung (2) umfassen, die jeweils mit einer Umlenkplatte (12) versehen sind und mit dieser zusammen ein trichterförmiges Führungselement bilden. ·

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die trichterförmigen Führungselemente einen Satz von mit ihren Achsen parallel zueinander, zickzackförniig angeordneten Kühlungsrollen (13) sowie damit verbundene Führungs« platten (14) umfassen, wobei aufeinanderfolgende Kühlungsrollen (13) abwechselnd ortsfest und verschiebbar sind und jede verschiebbare Kühlungsrolle (13) mit einer zwisehen den zv/ei benachbarten, ortsfesten Kühlungsrollen (13) verschiebbaren Führungsplatte (14) verbunden ist und zusammen mit letzterer mittels einer von ausserhalb der Vorrichtung

(2) betätigbaren Stange (16) gegen die Wirkung einer Feder (15) bewegbar ist, wobei, trenn im Wesentlichen die Feder (15) allein wirkt und der Satz von Kühlungsrollen sich in seiner

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geöffneten Stellung befindet, die Kühlungsrollen (13) und 3?ührungsplatten (14) zusammen eine trichterförmige !Führungsbahn bilden»

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-durch gekennzeichnet, dass die trichterförmigen Führungselemente (8) mittels eines Kugelgelenkes mit einer Stange verbunden sind, die von ausserhalb der Vorrichtung (2) betätigbar ist, um die trichterförmigen führungselemente (δ) in der Bewegungsrichtung des länglichen Materials zu beivegen.

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