DE4418383C2 - Vakuumschleuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumschleuse zum Ein- bzw. Ausschleusen band- oder tafel­ förmigen Materials von Atmosphärendruck in das Hochvakuum bzw. umgekehrt. Jede Vaku­ umschleuse stellt eine Druckstufe dar. Diese Druckstufen werden je nach der zu realisierenden Druckdifferenz zu einem Vakuumschleusensystem zusammengefaßt. Das Hauptanwendungs­ gebiet dieser Schleusensysteme bilden kontinuierlich arbeitende Vakuumbeschichtungsanla­ gen.

Bekannte Vakuumschleusen sind überwiegend nach dem Prinzip der Rollendruckstufen aufge­ baut. Da das Bandmaterial durch Vorbehandlungs- oder Beschichtungsprozesse höhere Tem­ peraturen annehmen kann, werden die Rollenachsen in Bandlaufrichtung meist versetzt zuein­ ander angeordnet, um trotz Dickenänderung infolge der Wärmedehnung des Substratmaterials einen störungsfreien Betrieb zu ermöglichen. Ein Nachteil dieser Bandschleusen ist der durch den Achsversatz verursachte Spalt zwischen den Rollen auf beiden Seiten des Bandes, da die Länge der Rollen aufgrund unvermeidbarer Lageschwankungen und Breitentoleranzen des Bandes größer als die Bandbreite sein muß. Die Höhe des Spaltes ist dabei immer größer als die Banddicke und bestimmt somit auch bei minimierter Spaltbreite wesentlich den Schleusen­ leitwert bzw. die Leckrate der Rollendruckstufe.

Es ist bereits vorgeschlagen worden (DD PS 148 794) den seitlichen Spalt durch ein keilför­ miges Formstück den wechselnden Bandbreiten anzupassen und so zu minimieren. Außerdem ist bereits vorgeschlagen worden (DD 289 296 A5 und DD 289 295 A5), die seitliche Abdichtung der Rollen durch Formstücke zu verbessern, die federnd in einem Schieber gehalten werden. Die Abdichtung zur Rollenoberfläche wird durch Anpassung der Formstücke an den Rollen­ durchmesser erreicht.

Vakuumschleusen für Substrate, bei denen keine wesentlichen Dickenänderungen durch Her­ stellungstoleranzen oder Temperaturänderungen vorhanden sind, können ohne Achsversatz der Rollendruckstufen aufgebaut werden. Der Spalt zwischen den über das Substrat hinaus­ stehenden Rollen ist dann gleich der Substratdicke, und im Extremfall, bei Verwendung von elastischen Werkstoffen für den Rollenmantel, gleich null. Bei diesem Schleusenaufbau ist der Anteil der seitlichen Rollenspalte auf die Gesamtleckrate der Druckstufe nur noch gering. Die verbleibende Leckrate wird durch die seitliche Abdichtung der Rollen verursacht. Die in den vorab genannten Druckschriften beschriebenen Maßnahmen wirken in derartigen Fällen nur ungenügend, da sowohl im Übergangsbereich dieser Formstücke zu den axialen Dichtleisten als auch im Einlaufbereich der Rollen zur Bandebene erhebliche Leckraten unvermeidlich sind. Ein weiterer Nachteil der Abdichtung durch Formstücke besteht in der Notwendigkeit zur An­ passung der Formstücke an den Rollendurchmesser, da sich dieser, besonders bei elastischen Rollenbelägen, durch Abrieb bzw. Nachschliff mehrfach ändern kann.

Auch die in der Patentschrift GB 823 022 beschriebene Anordnung zum Einschleusen von vorwiegend textilen Materialien in Druckbehälter liefert bezüglich des vorliegenden Problems keine befriedigende Lösung, da die seitlichen Spalte zwischen den Rollenenden und dem Ge­ häuse aus fertigungstechnischen Gründen nicht ausreichend klein gehalten werden können und somit zu Leckraten führen, die bei Vakuumanlagen wegen der erforderlichen hohen Pump­ leistung nicht akzeptabel sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumschleuse für Bänder oder plattenförmi­ ge Materialien zu schaffen, deren seitliche Abdichtung eine geringe Leckrate aufweist und un­ abhängig vom Rollendurchmesser ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird unter Verwendung einer Einrichtung, be­ stehend aus einem Rollenpaar und einer Dichtplatte mit federnd eingelegten Dichtleisten und seitlichen Formstücken, dadurch gelöst, daß die laterale Abdichtung der Rollen an deren stirn­ seitig überstehenden Mantelflächen mit der Breite e erfolgt, wobei diese Mantelflächen stirn­ seitig bearbeitet sind und zueinander planparallele Kreisringflächen bilden.

An beiden Rollenseiten sind gegenüber diesen planparallelen Kreisringflächen Formstücke paarweise und spiegelbildlich zur Transportebene des Substrates angeordnet, die sich unab­ hängig voneinander in Achsrichtung der Rollen verschieben und arretieren lassen. Damit kann an jeder Rolle ein minimaler Spalt, bzw. eine optimale Stellung zwischen bearbeiteter Mantel­ fläche und Formstück eingestellt werden. Es ist zweckmäßig, den Spalt d zwischen den Stirn­ flächen des Mantels ≦ 0,5 mm und das Verhältnis e/d < 10 zu wählen.

Zur Abdichtung des gesamten seitlichen Bereiches zwischen Rollenpaar, Dichtplatte und Dichtleisten weisen die Formstücke drei rechtwinklig zueinander stehende Dichtflächen auf. Zur Abdichtung der Formstücke untereinander berühren sich diese in der Transportebene mit ihrer ersten Dichtfläche. Mit der zweiten Dichtfläche liegen die Formstücke auf der Dichtplatte auf und dichten somit gegenüber der Dichtplatte ab. Mit der dritten Dichtfläche, die der Rolle parallel zur bearbeiteten Mantelfläche gegenüber liegt, erfolgt die seitliche Abdichtung zur Rolle hin.

In Anpassung an unterschiedliche Rollenwerkstoffe können die Formstücke aus metallischen oder nichtmetallischen Werkstoffen oder aus einer Kombination dieser Werkstoffe bestehen. Es ist zweckmäßig, die Rollen des Rollenpaares mit einem Mantel aus elastischem Material zu umgeben, so daß die seitlichen Spalte zwischen den Rollen vermieden werden können. In die­ sem Fall werden die über den Rollenkern hinausragenden Mantelflächen aus dem elastischen Material des Rollenmantels gebildet.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das elastische Material des Rollenmantels einen maximalen Reibwert von 0,5 gegenüber dem Werkstoff sowohl der Dichtleisten als auch der Formstücke aufweist.

Die Stirnflächen der Rollenmäntel können trocken laufen oder mit einem Gleitmittel benetzt sein.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt die

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Vakuumschleuse und

Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1.

In Fig. 2 ist vor einer Dichtplatte 3 mit federnd eingelegten Dichtleisten 4 ein Rollenpaar mit elastischen Mänteln der Dicke e, bestehend aus den Rollen 1 und 2 angeordnet. Die Rollen be­ rühren sich sowohl in der Transportebene des Substrates 9 als auch in den neben dem Substrat liegenden Bereichen. Das elastische Material 7, mit dem die Rollen ummantelt sind, steht auf beiden Enden um den Betrag a über den Rollenkern hinaus und ist stirnseitig ge­ schliffen (Fig. 1). Zwischen den Dichtleisten 4 sind an den Stirnseiten der Rollen die aus Stahl gefertigten Formstücke 5 und 6 auf der Dichtplatte als Schieber angeordnet. Diese Form­ stücke können in Achsrichtung der Rollen unabhängig voneinander mit der Dichtfläche 12 an den stirnseitig überstehenden und geschliffenen Rollenmantel um unterschiedliche Beträge b bzw. c angestellt und danach arretiert werden. Der Abstand d zwischen Rollenmantel und Dichtfläche 12 beträgt 0,3 mm, das Verhältnis e/d = 20.

Bezugszeichenliste

1

,

2

Rolle

3

Dichtplatte

4

Dichtleiste

5

,

6

Formstücke

7

Rollenmantel

8

Rollenkern

9

Transportebene des Substrates

10

bis

12

Dichtflächen der Formstücke

Claims (5)

1. Vakuumschleuse, bestehend aus einem Rollenpaar (1, 2), einer Dichtplatte (3) mit federnd eingelegten Dichtleisten (4) und seitlichen Formstücken (5, 6), dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Rollenmäntel (7) der Rollen (1, 2) um den Betrag a über den Rollenkern (8) hinaus stehen und deren stirnseitige Mantelflächen mit der Breite e planparallel bearbeitet sind,
• - daß an beiden Stirnseiten der Rollen (1, 2) Formstücke (5, 6) paarweise und spiegelbildlich zur Transportebene des Substrates (9) angeordnet sind, die unabhängig voneinander in Achsrichtung der Rollen um die Beträge b bzw. c verschiebbar und arretierbar sind,
• - daß die Formstücke (5, 6) je drei Dichtflächen aufweisen, deren Ebenen (10 bis 12) senkrecht zueinander stehen,
• - daß die Dichtflächen (11) der Formstücke (5, 6) in der Transportebene spaltfrei aufeinander liegen, die Dichtflächen (10) auf der Dichtplatte (3) dicht aufliegen, die Dichtflächen (12) den Stirnseiten der Rollenmäntel (7) mit der Breite e in einem Abstand d < 0,5 mm parallel gegenüber stehen und das Verhältnis e/d < 10 beträgt.

2. Vakuumschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke (5, 6) aus einem metallischen und/oder nichtmetallischen Werkstoff bestehen.

3. Vakuumschleuse nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenmäntel (7) aus einem elastischen Werkstoff bestehen und in dem über die Substratfläche hinausstehenden Randbereichen ohne Spalt aufeinanderliegen.

4. Vakuumschleuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Rollenmäntel (7) einen Reibwert von ≦ 0,5 sowohl gegenüber dem Werkstoff der Dichtleisten (4) als auch gegenüber dem Werkstoff der Formstücke (5, 6) aufweist.

5. Vakuumschleuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Rollenmäntel (7) trocken oder mit Gleitmittel benetzt sind.