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Verfahren zum Einbringen von Gegenständen in evakuierte Räume
Zum Einbringen
von Gegenständen in evakuierte Räume zum Zwecke ihrer Bearbeitung sind Schleusenanlagen
bekannt, bei denen der Gegenstand unter Einbringen von möglichst wenig Luft in stetiger
Bewegung durch die Schleuse geführt und dabei die eingebrachte Luft abgesaugt wird.
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Hierzu wird der schädliche Raum, der von Arbeitsgliedern, z. B. Kolben,
umschlossen wird, vor dem Einbringen in die Schleusenanlage bei gewöhnlichem Luftdruck
so klein wie möglich gehalten, um die unerwünschte Luftmenge auf ein geringstmögliches
Maß herabzudrücken. Zu diesem Zweck hat man die Arbeitsglieder, zwischen die der
einzuführende Gegenstand gelegt wurde, in ihrer Form weitgehend diesem angepaßt.
Dadurch erreichte man zwar einen sehr kleinen schädlichen Raum, aber auch eine nachteilige
Enge in diesem Raum, so daß der Strömungswiderstand beim Nachströmen der Luft während
des Absaugens an den seitlich in den Schleusenwänden angebrachten Ciffnungen (Ringnuten)
nur eine verhältnismäßig langsame Bewegung durch die Schleusenanlage erlaubt. Durch
das stete Absaugen der Luft aus dem schädlichen Schleusenraum wird zwar das Druckgefälle
des Ringnutenraumes zum Schleusenraum sehr groß gehalten, aber die innere Reibung
der Luft im Schleusenraum wird hierdurch nicht verändert.
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Dieser Nachteils des großen Strömungswiderstandes wird durch ein
neues Verfahren zum Einbringen von Gegenständen in evakuierte Räume durch Schleusenanlagen
vermindert, bei welchem erfindungsgemäß der schädliche Raum, in dem sich
der
einzubringende Gegenstand- befindet, vor dem Einbringen in die Schleusenanlage bei
gewöhnlichem Luftdruck so klein wie möglich gehalten, aber während desEinschleusens
durchAuseinanderziehen der diesen Raum umschließenden Arbeitsglieder, z. B. Kolben,
vergrößert und die Luft aus diesem Raum durch seitlich in den Schleusenwänden angebrachte
Öffnungen abgesaugt wird.
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Durch das neue. Verfahren wird aber der Schleusenraum durch das Auseinanderziehen
der diesen Raum umschließenden Arbeitsglieder, z. B.
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Kolben, vergrö8ert, und die Luft expandiert in diesen größeren Raum,
wobei der Druck sinlçt und die innere Reibung herabgesetzt wird. Führt man einen
solchen vergrößerten Raum in der Schleusenanlage an eine Ringnut vorbei, so tritt
die Luft aus dem Schleusenraum erheblich schneller über, weil das Nachströmen im
Schleusenraum infolge der geringeren Reibung schneller vor sich gehen kann.
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Eine zweckmäßige Ausführung dieses Verfahrens ist, Idaß die Bewegung
zur Einführung des Gegenstandes in den e,'akuierten Bearbeitungsraum innerhalb der
Schleusenanlage unstetig ausgeführt wird, wobei der schädliche Raum vergrößert und
die schädliche Luft aus diesem Raum durch seitlich in den Schleusenwänden angebrachte
Offnungen abgesaugt wird.
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Durch eine Schleusenanlage lassen sich Gegenstände, z. B. Scheinwerferspiegel,
in den evakuierten Bearbeitungsraum führen, ohne daß das Vakuum in diesem Raum aufgehoben
oder beeinträchtigt wird.
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Der Gegenstand, z. B. Scheinwerferspiegel, wird z. B. zwischen zwei
bewegliche Kolben gelegt, und die zwischen dem Kolben und dem Gegenstand noch befindliohe
unvermeidbare Luftmenge wird beim Durchgang durch die Schleusenanlage an mehreren
seitlich in den z. B. zylindrischen Wänden hintereinander angeordneten Öffnungen
durch fortwährend laufende Pumpen abgesaugt. Der Gegenstand gelangt zuletzt in den
evakuierten Raum, ohne irgendwelche Außenluft mit einzuführen, und die Bearbeitung,
z. B. Bedampfung mit Metall, kann sofort vor sich gehen. Aufidem gleichen Wege durch
die Schleuse wird nach der Behandlung der Gegenstand wieder herausgeführt.
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Die Abb. I bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele des erfinduugsgemåßen
Verfåhrens.
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Die Abb.'I zeigt als Beispiel schematisch-im Querschnitt eine Schleusenanlage,
wie sie für die Metallisierung von Scheinwerferspiegeln benutzt werden kann. Durch
die Schleusenanlage I kann ein zu metallisierender Spiegel 2 mit Hilfe zweier beweglicher
Kolben 3 und 4 in den Bearbeitungsraum 5 eingeführt werden. Die beiden Kolben sind
an den Stirnseiten in ihrer Form dem Spiegel angepaßt, um einen möglichst geringen
Luftraum zwischen sich und dem Spiegel einzuschließen, sie sind in der Längsachse
durch Kolbenstangen beweglich und in einen Zylinder eingepaßt. In den Wänden des
letzteren sind Öffnungen, z. B. 6, 7 und 8, angebracht, welche mittels Saugleitungen
mit einer Vakuumpumpe verbunden sind.
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In der Abb. 2 ist der Augenbliclç dargestellt, wo der zwischen den
Kolben 3 und 4 liegende Spiegel 2 beim Durchführen durch die Schleuse I gerade an
der ersten (unteren) Öffnung 6 angelangt ist. Durch diese Offnung wird nach belçanntem
Verfahren während der Bewegung des Spiegels und der beiden Kolben nach oben ein
Teil der eingebrachten Außenluft zwischen den Kolben abgesaugt, wobei die beiden
Kolben im gleichen Abstand voneinander verbleiben. Ein Teil der Luft bleibt noch
in diesem schädlichen Raum und wird beim Vorbeibewegen an der nächsten Öffnung 7
abgesaugt und schließlich, falls noch ein I,uftrest vorhanden, dieser an der Öffnung
8 entfernt.
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Obschon der Raum zwischen dem Kolben und dem Spiegel verhältnismäßig
klein ist, z. B. 250 ccm, braucht die Pumpe eine gewisse Zeit, um ihn durcb die
Öffnungen 6, 7 und 8 zu evakuieren. Das Einfahren des Spiegels muß daher nach dem
bekannten Verfahren verhältnismäßig langsam vor sich gehen, da der Strömungswiderstand
in dem abzusaugenden Raum dem Absaugen entgegenwirkt.
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Dieser Nachteil wird nun aber erfindungsgemäß dadurch vermieden,
daß man den Raum zwischen den Kolben und dem Spiegel innerhalb der Schleusenanlage
vergrößert und die schädliche Luft mit viel kleinerer Reibung aus diesem Raum beim
Absaugen schneller nachströmt.
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Jedesmal nun, wenn der abzusaugende Luftraum zwischen den beiden
Kolben und dem Spiegel eine Absaugöffnung, z. B. 6, erreicht hat, bleibt der untere
Kolben 3 zweckmäßig stehen und der obere 4 geht noch ein Stück weiter nach oben,
bis er gerade noch die nächstfolgende Absaugöffnung 7 verdeckt.
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Der schädliche Luft enthaltende Raum ist dann so vergrößert, daß der
Strömungswiderstand der abzusaugenden Luft unerheblich klein geworden ist.
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Abb. 3 zeigt diese Stellung. Zweckmäßig wird hierbei der zu bearbeitende
Gegenstand (Spiegel) durch Federn oder Hebel, die an den Kolben angebracht sind,
so gehalten, daß er frei im Raum zwischen den Kolben schwebt und nicht auf dem unteren
Kolben aufliegt, wie es der Einfachheit halber in den Zeichmingen dargestellt ist.
Nach kurzem Verharren der beiden Kolben werden sie beide gleichen aber größeren
Abstand als zu Anfang haltend weiter nach oben bewegt und bleiben beim Erreichen
der Offnung-7 durch den oberen Rand des Kolbens 3 auch eine kurze Zeit stehen. Abb.
4 zeigt diese Stellung. Danach wiederholt sich dieses Spiel nochmals an der Absaugöffnung
8.
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Damit die kleinen Querschnitte der Absaugöffnungen gleichfalls kleine
Strömungswiderstände haben, ist es vorteilhaft, die Absaugöffnungen, wie bekannt,
als Ringnuten bei zylindrischer Schleusenwand auszubilden. Der Albströmraum für
die Luft ist damit erheblich vergrößert gegenüber einzelnen Löchern in der Schleusenwand.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, das Absaugen der schädlichen Luft nicht
direkt durch Anschließen der Pumpe an die Saugleitung vorzunehmen, sondern große
evalçuierte Gefäße, z. B. von 251 Inhalt, dazwischenzuschalten. Damit ist die Möglichkeit
einer
sehr schnellen Expansion der Luft in diese großen Räume hinein gegeben.
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Das unstetige Einfahren kann außer in der beschriebenen auch noch
in abgewandelten Formen erfolgen. Es ist z. B. nicht notwendig. daß beide Kolben
einen Augenblick gemeinsam stillstehen; der obere, 4, kann kontinuierlich weitergehen,
dann muß der untere, 3, so lange verharren, ohne eine Absaugöffnung zu verdecken,
bis der obere, 4, die Stellung in Abb. 3 erreicht hat; zu diesem Zeitpunkt geht
der untere Kolben auch weiter nach oben. Beide Kolben gehen nachdem in dem Ahstand,
wie ihn Abb. 3 und 4 zeigen, weiter oder der untere Kolben 3 rückt schneller nach,
um vor der nächsten Absaugöffnungwiederum zu verharren.
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Es ist nicht unbedingt notwendig, daß immer nur durch eine Ringnut
abgesaugt wird. Die Bewegungen können auch so erfolgen, daß zwei Ringnuten kurzzeitig
zugleich so passiert werden, daß durch beide der schädliche Raum evakuiert wird.
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Nach dem ersten (unstetigen) Anhalten des unteren Kolbens kann dann
die Weiterbewegung beider Kolben stetig vor sich gehen.