DE4219268A1 - Anordnung zur Vakuumerzeugung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Vakuumerzeugung mit mehreren Druckstufen zur stufenweisen Verringerung des Druckes von der Höhe des Testdruckes vor der ersten Stufe auf Solldruck nach der letzten Stufe, in der jede Druckstufe mit einer Vaku­ umpumpe versehen ist, die einen Sauganschluß, mit dem die Vakuumpumpe mit der Druckstufe verbunden ist, und einen Druck­ anschluß aufweist.

Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Anordnung zur Vaku­ umerzeugung für Bandschleusensysteme in kontinuierlich arbei­ tenden Vakuumbeschichtungsanlagen mit mehreren Druckstufen auf der Beschickungsseite zur stufenweisen Verringerung des Druc­ kes von der Höhe des Istdruckes vor der in Bearbeitungsrich­ tung liegenden ersten Stufe auf Solldruck nach der Stufe vor der Vakuumbeschichtungsanlage und mit mehreren Druckstufen auf der Ausgabeseite zur stufenweisen Verringerung des Druckes von der Höhe des Istdruckes nach der in Bearbeitungsrichtung lie­ genden letzten Stufe auf Solldruck vor der Stufe nach der Vakuumbeschichtungsanlage, in der jede Druckstufe mit einer Vakuumpumpe versehen ist, die einen Sauganschluß, mit dem die Vakuumpumpe mit der Druckstufe verbunden ist, und einen Druck­ anschluß aufweist.

Es sind Anordnungen der genannten Art bekannt, deren Vakuumsy­ stem aus den einzelnen Stufen zugeordneten Vorpumpen und zu­ gehörigen Meß- und Steuerungseinrichtungen besteht.

Bei den Pumpen handelt es sich vorzugsweise um Drehschieber- oder Hubkolbenpumpen oder um Rootspumpen und Vorpumpen.

Diese Pumpen fördern Gas aus der jeweiligen Stufe an die Umge­ bung. Dabei hat sich gezeigt, daß der geförderte Gasstrom aus einer Stufe nur etwa 10 bis 20% des geförderten Gasstromes der vorhergehenden Stufe beträgt. Dadurch arbeiten derartige An­ ordnungen sehr uneffektiv, was insbesondere bei großen Saug­ leistungen sehr nachteilig zu tragen kommt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Vakuumerzeugung zu schaffen, die eine effektive Energie­ ausnutzung gewährleistet.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, indem der Druck­ anschluß mindestens einer Vakuumpumpe der auf die erste Stufe folgenden Stufen mit dem Sauganschluß der Vakuumpumpe einer vorhergehenden Stufe verbunden ist.

Eine derartige Lösung, die bei jedem stufenweisen Aufbau und zur Erhaltung eines Vakuums einsetzbar ist, kann auch als Kaskadenschaltung bezeichnet werden, bei der zumindest die Vakuumpumpe, die mit der vorhergehenden verbunden ist, nicht mehr gegen den Umgebungsdruck arbeiten muß. Sie hat nur noch die Druckdifferenz zwischen den beiden betreffenden Druckkam­ mern aufzubauen. Da die erforderliche Saugleistung dabei ge­ ringer ist, ist der erforderliche Energieverbrauch ebenfalls kleiner.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe auch für Bandschleusensysteme in kontinuierlich arbeitenden Vakuumbeschichtungsanlagen ge­ löst.

Bei Bandschleusensystemen der eingangs genannten Art ist dabei auf der Beschickungsseite der Druckanschluß mindestens einer Vakuumpumpe der auf die erste Stufe folgenden Stufen mit dem Sauganschluß einer oder mehrerer Vakuumpumpen einer der vor­ hergehenden Stufe verbunden. Auf der Ausgabeseite ist der Druckanschluß mindestens einer Vakuumpumpe der in Bearbei­ tungsrichtung vor der letzten Stufe liegenden Stufen mit dem Sauganschluß der Vakuumpumpe einer in Bearbeitungsrichtung nachfolgenden Stufe verbunden.

Besonders günstig ist es bei beiden vorstehend genannten Lö­ sungen, den Druckanschluß einer Vakuumpumpe mit dem Saugan­ schluß der Vakuumpumpe der Stufe mit dem am nähestliegend niedrigeren Druck zu verbinden.

Wie oben dargelegt, ist bei Bandschleusensystemen sowohl das Ein- als auch das Ausgangsschleusensystem stufenartig aufge­ baut. Dabei ist es zweckmäßig, mindestens ein Druckstufenpaar, bestehend aus einer Druckstufe auf der Beschickungsseite und einer annähernd isobaren Druckstufe auf der Ausgabeseite, mit ein und derselben Vakuumpumpe zu versehen.

Neben der Einsparung von Vakuumpumpen bei einer derartigen Ausführung ergibt sich der Vorteil, daß diese besser ausge­ nutzt werden.

Um das Eindringen von Verschmutzungen in die Vakuumanlage zu vermeiden ist es zweckmäßig, vor der Stufe mit dem höchsten Druck eine Vordruckstufe anzuordnen, deren Druck über dem Umgebungsdruck liegt.

Dadurch werden Verschmutzungen, die sich auf dem zu beschich­ tenden Material befinden, vor dem Eintritt desselben durch Wegblasen infolge des Überdruckes entfernt. Die erfindungs­ gemäße Kaskadenschaltung läßt eine derartige Ausgestaltung, die natürliche eine zusätzlich Pumpleistung erfordert, ver­ tretbar werden.

Eine besonders günstige Ausgestaltung sieht dabei vor, daß die Vordruckstufe ständig mit Inertgas gefüllt ist, um prozeßbe­ dingte Veränderungen des zu beschichtenden Materials, bei­ spielsweise Oxydationsvorgänge, weitgehend auszuschließen.

In einer Form der erfindungsgemäßen Anordnung sind die Vakuum­ pumpen druckabhängig automatisch einschaltbar.

Dabei ist es zweckmäßig, daß jede Vakuumpumpe mit einer Druck­ überwachung versehen ist.

Es kann auch zweckmäßig sein, die Vakuumpumpe der Druckstufe mit dem niedrigsten Druck mit einer Drucküberwachung zur Rege­ lung der anderen Vakuumpumpen zu versehen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung eines sechsstufigen Bandschleusensystems mit teilweiser Kaskadenschaltung,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung in zwei parallelge­ schalteten sechsstufigen Bandschleusensystemen mit teilweiser Kaskadenschaltung,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Anordnung eines sechsstufigen Bandschleusensystems in Kaskadenschaltung,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Anordnung in zwei parallelge­ schalteten sechsstufigen Bandschleusensystemen in Kas­ kadenschaltung,

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Anordnung eines sechsstufigen Bandschleusensystems mit Sammelleitung und

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Anordnung für zwei parallelge­ schaltete sechsstufige Bandschleusensysteme mit Sam­ melleitung.

Bandschleusensysteme, die mit erfindungsgemäßen Anordnungen zur Vakuumerzeugung versehen sind, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, werden beispielsweise zum Beschichten von Blechbändern in Vakuumbeschichtungsanlagen eingesetzt, die nach dem Durchlaufprinzip arbeiten.

Dabei wird das Band 1 über Transportrollen 2 in Transportrich­ tung gefördert. Es sind Stufen 0 bis 6 vorgesehen, die gegen­ seitig weitestgehend abgedichtet sind, und der stufenweisen Erzeugung des Vakuums dienen. Die 0. Stufe weist einen Druck von annähernd 1000 mbar auf. Es ist dabei auch möglich, eine nicht näher dargestellte Vorstufe vorzusehen, in der ein leichter Überdruck von vorzugsweise Schutzgas eingestellt ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die 1. und die 2. Stufe mit je einer Vorvakuumpumpe 3.1 und 3.2 ausgestattet, die druckseitig mit der freien Atmosphäre verbunden sind.

Die nachfolgenden Stufen 3 bis 6 sind jeweils mit Rootspumpe 4.3 bis 4.6 als Feinvakuumpumpe versehen.

Der Rootspumpe 4.3 der 3. Stufe ist druckseitig eine Vorvaku­ umpumpe 3.3 vorgeschaltet, die wiederum druckseitig ebenfalls an der freien Atmosphäre liegt.

Die Rootspumpe 4.4 der 4. Stufe ist mit ihrer Saugleitung mit der 4. Stufe verbunden. Die Druckleitung weist eine Verbindung zur Saugleitung der vorhergehenden Stufe, also der 3. Stufe auf. In gleicher Art und Weise ist die Rootspumpe 4.5 der 5. und die Rootspumpe 4.6 der 6. Stufe angeordnet.

Damit sind die 3. bis 6. Stufe kaskadenartig miteinander ver­ schaltet, wodurch sich die erfindungsgemäßen Vorteile ergeben.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Bandschleusensystemen ist auf der Beschickungsseite 5 der gleiche Aufbau gewählt, wie er in Fig. 1 dargestellt wurde. In gleicher Art und Weise ist auch die Ausgabeseite 6 als Teilkaskade ausgeführt. Zur Vereinfa­ chung des Aufbaues weisen die Rootspumpen 4.3 der 3. Stufe der Beschickungsseite und der Ausgabeseite eine gemeinsame Vor­ vakuumpumpe 3.3 auf. Ebenso sind die 2. und 1. Stufe jeweils der Beschickungs- und der Ausgabeseite mit je einer gemein­ samen Vorvakuumpumpe 3.1 oder 3.2 versehen.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung zur Vakuumerzeugung eines sechs­ stufigen Bandschleusensystems in Kaskadenschaltung, in dem der Druckanschluß jeder Vakuumpumpe 4 mit dem Sauganschluß der vorhergehenden verbunden ist. Nur die Vakuumpumpe 4.1 der 1. Stufe arbeitet gegen Atmosphärendruck.

In Fig. 4 ist die Anordnung zur Vakuumerzeugung aus Fig. 3 in für zwei parallelgeschaltete sechsstufige Bandschleusensysteme gezeigt. Sowohl das Ein- als auch das Ausgangsschleusensystem ist stufenartig aufgebaut. Dabei ist das 1. und das 2. Druck­ stufenpaar, bestehend aus der 1. oder der 2. Druckstufe auf der Beschickungsseite 5 und der annähernd isobaren 1. oder 2. Druckstufe auf der Ausgabeseite 6, mit ein und derselben Vaku­ umpumpe 3.1 bzw. 3.2 versehen. Diese Vakuumpumpen 3 sind als Kaskade geschaltet, d. h. der Druckanschluß der Vakuumpumpe 3.2 liegt am Sauganschluß der Vakuumpumpe 3.1.

Die 3. bis 6. Stufen der Beschickungsseite 5 und der Ausgabe­ seite 6 sind mit je einer Vakuumpumpe 4.3 bis 4.6 versehen. In bereits dargestellter Art und Weise ist jede der Vakuumpumpen 4.3 bis 4.6 druckseitig mit dem Sauganschluß der Vakuumpumpe 3.2 oder 4.3 bis 4.5 der vorhergehenden Stufe mit dem nächst­ niedrigeren Druck verbunden. Zusätzlich sind die Vakuumpumpen 4.3 bis 4.6 der annähernd isobaren Stufen der Beschickungs­ seite 5 und der Ausgabeseite 6 miteinander verbunden.

In der Anordnung gemäß Fig. 5 ist die 1. und 2. Stufe jeweils mit separaten Vakuumpumpen 3.1 und 3.2 ausgerüstet, während die Vakuumpumpen 4.3 bis 4.6 der Stufen 3 bis 6 aufeine ge­ meinsame Vorvakuumpumpe 3.3 arbeiten. Mit dieser Vorvakuumpum­ pe 3.3 sind sie über eine gemeinsame Sammelleitung 7 mitein­ ander verbunden.

In Fig. 6 ist die Anordnung entsprechend Fig. 5 mit einer Sammelleitung 7 der 3. bis 6. Stufe für zwei parallele Anord­ nungen auf der Beschickungsseite 5 und der Ausgabeseite 6 dargestellt.

Bezugszeichenliste.

1 Band
2 Transportrolle
0. bis 6. Stufe Druckstufe
3.n Vorvakuumpumpe an der n-ten Stufe
4.n Rootspumpe an der n-ten Stufe
5 Beschickungsseite
6 Ausgabeseite
7 Sammelleitung

Claims (9)

1. Anordnung zur Vakuumerzeugung mit mehreren Druckstufen zur stufenweisen Verringerung des Druckes von der Höhe des Istdruckes vor der ersten Stufe auf Solldruck nach der letzten Stufe, in der jede Druckstufe mit einer Vakuumpum­ pe versehen ist, die einen Sauganschluß, mit dem die Vaku­ umpumpe mit der Druckstufe verbunden ist, und einen Druck­ anschluß aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Druckanschluß mindestens einer Vakuumpumpe (4) der auf die erste Stufe (1.) folgenden Stufen (2.- 6.) mit dem Sauganschluß der Vakuumpumpe (4) einer vorher­ gehenden Stufe verbunden ist.

2. Anordnung zur Vakuumerzeugung für Bandschleusensysteme in kontinuierlich arbeitenden Vakuumbeschichtungsanlagen mit mehreren Druckstufen auf der Beschickungsseite zur stufen­ weisen Verringerung des Druckes von der Höhe des Istdruc­ kes vor der in Bearbeitungsrichtung liegenden ersten Stufe auf Solldruck nach der Stufe vor der Vakuumbeschichtungs­ anlage und mit mehreren Druckstufen auf der Ausgabeseite zur stufenweisen Verringerung des Druckes von der Höhe des Istdruckes nach der in Bearbeitungsrichtung liegenden letzten Stufe auf Solldruck vor der Stufe nach der Vakuum­ beschichtungsanlage, in der jede Druckstufe mit einer Vakuumpumpe versehen ist, die einen Sauganschluß, mit dem die Vakuumpumpe mit der Druckstufe verbunden ist, und einen Druckanschluß aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Beschickungsseite (5) der Druckanschluß mindestens einer Vakuumpumpe (4) der auf die erste Stufe (1.) folgenden Stufen mit dem Saugan­ schluß einer oder mehrerer Vakuumpumpen (4) einer der vor­ hergehenden Stufe verbunden ist und daß auf der Ausgabe­ seite (6) der Druckanschluß mindestens einer Vakuumpumpe (4) der in Bearbeitungsrichtung vor der letzten Stufe (1.) liegenden Stufen (6.-2.) mit dem Sauganschluß der Vaku­ umpumpe (4) einer in Bearbeitungsrichtung nachfolgenden Stufe verbunden ist.

3. Anordnung zur Vakuumerzeugung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckanschluß mit dem Sauganschluß der Vakuumpumpe der Stufe mit dem am nähestliegend niedrigeren Druck verbunden ist.

4. Anordnung zur Vakuumerzeugung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Druckstufenpaar, bestehend aus einer Druckstufe (1.- 6.) auf der Beschickungsseite (5) und einer annähernd isobaren Druckstufe (1.-6.) auf der Ausgabeseite (6), mit ein und derselben Vakuumpumpe (3; 4) versehen ist.

5. Anordnung zur Vakuumerzeugung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Stufe (0.) mit dem höchsten Druck eine Vordruck­ stufe angeordnet ist, deren Druck über dem Umgebungsdruck liegt.

6. Anordnung zur Vakuumerzeugung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vor­ druckstufe ständig mit Inertgas gefüllt ist.

7. Anordnung zur Vakuumerzeugung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpen (3; 4) druckabhängig automatisch ein­ schaltbar sind.

8. Anordnung zur Vakuumerzeugung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Vakuum­ pumpe (3; 4) mit einer Drucküberwachung versehen ist.

9. Anordnung zur Vakuumerzeugung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vakuum­ pumpe der Druckstufe mit dem niedrigsten Druck (6.) mit einer Drucküberwachung zur Regelung der anderen Vakuumpum­ pen versehen ist.