DE9409980U1 - Device for the production of thermal insulation bodies - Google Patents
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Description
BeschreibungDescription
Vorrichtung zur Herstellung von thermischen IsolationskörpernDevice for producing thermal insulation bodies
Thermische Isolationskörper, wobei der Innenraum evakuiert wird, sind allgemein bekannt. So werden unter anderem in den Offenlegungs- bzw. Patentschriften DE OS 26 52 295, DE OS 34 14 665, DE PS 36 30 399, DE OS 37 41 239, DE OS 38 43 907, DE OS 3940 649, DE OS 38 28 669, DE OS 39 15 170, DE OS 40 19 870 und DE OS 42 14 002 derartige thermische Isolationskörper beschrieben. In ihrer Grundstruktur weisen diese Lösungen denselben prinzipiellen Aufbau auf. Die thermische Isolierung basiert darauf, daß ein in sich abgeschlossener Körper oder Behälter einen Füllstoff verschiedenster Art aufweist und evakuiert wurde. Der Füllstoff dient dabei der Stabilität des evakuierten Isolationskörpers. In der Art des Füllstoffes unterscheiden sich im wesentlichen die aufgeführten Schriften. Die Form der evakuierten Isolationskörper kann dabei unterschiedlicher Art sein.Thermal insulation bodies in which the interior is evacuated are generally known. For example, such thermal insulation bodies are described in the published patent documents DE OS 26 52 295, DE OS 34 14 665, DE PS 36 30 399, DE OS 37 41 239, DE OS 38 43 907, DE OS 3940 649, DE OS 38 28 669, DE OS 39 15 170, DE OS 40 19 870 and DE OS 42 14 002. In their basic structure, these solutions have the same basic design. Thermal insulation is based on the fact that a self-contained body or container has a filler of various types and has been evacuated. The filler serves to ensure the stability of the evacuated insulation body. The types of filler used differ essentially between the documents listed. The shape of the evacuated insulation bodies can be of different types.
Die Schriften US 4 175 162 und US 4 268 581 beinhalten wärmehemmende Panele in Form von feuerisolierenden Glasscheibenstrukturen und deren Herstellung. Diese zeichnen sich dabei durch einen Schichtaufbau aus. In der US 4 175 162 werden diese Strukturen in einer evakuierten Kammer zusammengeführt und durch ein weiteres Evakuieren in der Phase des Zusammenfügens der einzelnen Schichten zusammengeführt. Es wird dabei ein Mehrkammersystem vorgeschlagen, wobei in den Vorbereitungskammern dieseThe documents US 4 175 162 and US 4 268 581 contain heat-retardant panels in the form of fire-insulating glass pane structures and their manufacture. These are characterized by a layered structure. In US 4 175 162, these structures are brought together in an evacuated chamber and joined together by further evacuation in the phase of joining the individual layers. A multi-chamber system is proposed, whereby in the preparation chambers these
t ♦t ♦
Strukturen vorgewärmt werden.Structures are preheated.
In den Schriften DE PS 40 40 144, EP 0 380 812 und US 3 996 725 werden Verfahren und Anordnungen beschrieben, die zu hermetischen Verpackungen von Substanzen führen, die nicht mit der Atmosphäre während des Füllvorganges in Berührung kommen sollen. In der DE PS 40 40 144 wird ein Verfahren zum Abfüllen von in einem Sammelbehälter befindlichen, staubförmigen Material in einen mit diesem verbindbaren Aufnahmebehälter, z.B. Beutel sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben. Der Hauptaugenmerk dieser Schrift gilt dem Abfüllen staubförmiger Materialien, ohne daß Teile dieser Materialien in die Umwelt entweichen. Gleichzeig wird der dabei gefüllte Kunststoffbeutel mit zwei gegenüberstehenden elektrisch beheizbaren und mechanisch aufeinander zubewegbaren Schweißschienen verschlossen. Nach Beendigung des Füllvorganges muß die Füllvorrichtung durch eine bewegbare Seitenwand geöffnet werden und der gefüllte Beutel wird durch einen leeren ausgetauscht. Ein ähnliches Verfahren und eine ähnliche Anordnung wird in der EP 0 380 812 beschrieben. Dabei werden Großverpackungen bis 100 Liter speziell für Milchpulver innerhalb von Evakuierkammern gefüllt und verschlossen. Diese Lösung beschreibt einen diskontinuierlichen Füll- und Evakuiervorgang, der durch den Einsatz mehrerer Kammern insgesamt dann kontinuierlich vonstatten geht.In the documents DE PS 40 40 144, EP 0 380 812 and US 3 996 725, processes and arrangements are described that lead to hermetic packaging of substances that should not come into contact with the atmosphere during the filling process. In DE PS 40 40 144, a process for filling dusty material in a collecting container into a receptacle that can be connected to it, e.g. a bag, as well as a device for carrying out this process are described. The main focus of this document is on filling dusty materials without parts of these materials escaping into the environment. At the same time, the filled plastic bag is sealed with two opposing electrically heated and mechanically movable welding rails. After the filling process has ended, the filling device must be opened by a movable side wall and the filled bag is replaced with an empty one. A similar process and a similar arrangement is described in EP 0 380 812. Large packaging of up to 100 liters, especially for milk powder, is filled and sealed within evacuation chambers. This solution describes a discontinuous filling and evacuation process, which then takes place continuously through the use of several chambers.
Die US 3 996 725 beinhaltet eine Vorrichtung zur Abfüllung von festen oder flüssigen Materialien unter Vakuum in thermoplastische Behältnisse. In einer Evakuierkammer werdenUS 3 996 725 contains a device for filling solid or liquid materials under vacuum into thermoplastic containers. In an evacuation chamber,
diese Behälter gefüllt und durch thermisches Verschmelzen Mittels eines Heizstabes verschlossen. Danach fallen diese aus der geöffneten Evakuierkammer heraus.These containers are filled and sealed by thermal fusion using a heating rod. They then fall out of the opened evacuation chamber.
Die aufgeführten Schriften beinhalten Isolationskörper an sich bzw. Verfahren und Anordnungen zum Evakuieren und Abfüllen von staubförmigen oder fließfähigen Materialien in Kunststoffbehälter. Die Größe dieser Behälter ist dabei durch die Verwendung von Evakuierkammern sehr begrenzt. Aufgeführt sind Behälter bis zu einer Aufnahmefähigkeit von 100 Litern. Damit sind diese Anordnungen nicht zur Herstellung von Isolationskörpern in Plattenform oder anderen Formaten mit größeren Abmessungen geeignet. Der Verschluß der Kunststoffbehälter basiert auf der thermischen Verschweißbarkeit des verwendeten Kunststoffes, so daß andere Materialien nicht bearbeitbar sind.The documents listed contain insulation bodies themselves or processes and arrangements for evacuating and filling dusty or flowable materials into plastic containers. The size of these containers is very limited by the use of evacuation chambers. Containers with a capacity of up to 100 liters are listed. These arrangements are therefore not suitable for producing insulation bodies in plate form or other formats with larger dimensions. The closure of the plastic containers is based on the thermal weldability of the plastic used, so that other materials cannot be processed.
Problemproblem
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit Hilfe einer Vorrichtung thermische Isolationskörper beliebiger Größe und Form mit evakuiertem und mindestens einem Füllkörper versehenen Innenraum an unterschiedlichsten Orten herzustellen.The invention specified in claim 1 is based on the problem of producing thermal insulation bodies of any size and shape with an evacuated interior provided with at least one filling body in a wide variety of locations using a device.
Erfindunginvention
Dieses Problem wird mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.This problem is solved by the measures of claim 1.
4 Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung 4 Advantageous effects of the invention
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Isolationskörper beliebiger Größe und Form mit einem evakuierten Innenraum herstellbar sind. Der Isolationskörper sollte dabei aus einem thermisch nichtleitenden Rahmen, metallischen Wänden und einem der Stabilität des evakuierten Innenraumes dienenden vorzugsweise als Panel ausgeführten und aus einem thermisch nichtleitenden Material aufgebautem Füllstoff bestehen. Diese Füllstoffe sollten dabei vorzugsweise aus einem mikroporösen Material bestehen. Mit dem evakuierten Innenraum ergeben sich vor allem Vorteile dahingehend, daß die Lebensdauer des Isolationskörpers durch den Einsatz der Füllstoffe in einer evakuierten und hermetisch gegen die Umwelt abgeschlossenen Kammer wesentlich höher ist, wie es sich bei dem Einsatz von verschäumten Materialien durch ihre Feuchtigkeitsaufnahme aus der Umwelt derzeit darstellt. Gleichbedeutend ist damit natürlich eine wesentlich längere Lebensdauer des thermischen Isolationskörpers an sich bei gleichbleibenden Isolationsdaten. Zwangsläufig ergeben sich daraus weitere Vorteile, die vor allem darin bestehen, daß langfristig ein Energieeinspareffekt durch die gleichbleibenden Isolationsbedingungen auftritt, daß verschäumte Materialien nicht mehr zum Einsatz kommen und sich damit eine wesentliche Einsparung hinsichtlich ökologisch kritischer Chemikalien ergibt und daß sich die mit dieser Vorrichtung hergestellten thermischen Isolationskörper leicht entsorgen lassen. Die eingesetzten Füllstoffe können jederzeit wiederverwendetThe advantages achieved with the invention are in particular that insulation bodies of any size and shape can be produced with an evacuated interior. The insulation body should consist of a thermally non-conductive frame, metal walls and a filler that serves to stabilize the evacuated interior, preferably designed as a panel and made of a thermally non-conductive material. These fillers should preferably consist of a microporous material. The evacuated interior has the main advantages that the service life of the insulation body is significantly longer due to the use of the fillers in an evacuated chamber that is hermetically sealed against the environment, as is currently the case with the use of foamed materials due to their moisture absorption from the environment. This of course means that the thermal insulation body itself has a significantly longer service life with the same insulation data. This inevitably results in further advantages, which primarily consist in the fact that in the long term energy savings occur due to the consistent insulation conditions, that foamed materials are no longer used and thus a significant saving in terms of ecologically critical chemicals and that the thermal insulation bodies produced with this device can be easily disposed of. The fillers used can be reused at any time
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werden und die metallischen Wände sind jederzeit durch das Wiedereinbringen in den Rohstoffkreislauf wiederaufbereitbar. Diese Vorrichtung zeichnet sich weiterhin durch einen einfachen Aufbau aus, ist somit leicht in eine bestehende oder aufzubauende Fertigungslinie integrierbar und technologisch leicht zu beherrschen.and the metallic walls can be recycled at any time by returning them to the raw material cycle. This device is also characterized by a simple structure, making it easy to integrate into an existing or to-be-built production line and technologically easy to control.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in claims 2 to 11.
Der Anspruch 2 enthält eine Ausgestaltung des Deckelmagazins und dessen Befestigung auf einen durch einen translatorischen Antrieb verfahrbaren Schlitten.Claim 2 contains a design of the cover magazine and its fastening to a carriage that can be moved by a translatory drive.
Die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 3 bis 5 beinhalten die speziellen Ausführungen des Handhabesystems für die Deckel. Dieses Handhabesystem besteht dabei entsprechend Anspruch 3 zweckmäßigerweise aus einem Greifer und einer vertikal bewegbaren Hubeinheit. Wie im Anspruch 4 aufgeführt, besteht der Greifer selbst aus zwei u-förmigen Halbschalen, die den Deckel im vollen Umfang umfassen, so daß dieser eindeutig auf der Wand des Isolationskorpers plaziert werden kann. Nach Anspruch 5 sind die u-förmigen Halbschalen dabei über mindestens zwei translatorische Antriebssysteme miteinander verkoppelt.The further developments according to claims 3 to 5 contain the special designs of the handling system for the lids. This handling system consists, according to claim 3, suitably of a gripper and a vertically movable lifting unit. As stated in claim 4, the gripper itself consists of two U-shaped half-shells that completely enclose the lid so that it can be clearly placed on the wall of the insulation body. According to claim 5, the U-shaped half-shells are coupled to one another via at least two translatory drive systems.
Die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 6 bis 11 enthalten Varianten für die der festen und hermetischen Verbindung des Deckels mit dem thermischen Isolationskörper dienende Einrichtungen. Diese Einrichtung kann nach Anspruch 6 eineThe developments according to claims 6 to 11 contain variants for the devices serving the firm and hermetic connection of the cover with the thermal insulation body. This device can, according to claim 6, be a
Elektronenstrahlkanone, nach Anspruch 8 eine Laserstrahschweißanlage oder nach Anspruch 10 eine elektrische Schweißvorrichtung darstellen.Electron beam gun, according to claim 8 a laser beam welding system or according to claim 10 an electric welding device.
Beim Einsatz einer Elektronenstrahlkanone entsprechend Anspruch 6 wird gleichzeitig in die Bearbeitungskammer eine Einrichtung zur Elektronenstrahlüberwachung integriert. Zweckmäßigerweise wird die Elektronenstrahlkanone entsprechend Anspruch 7 mit einer weiteren vakuumerzeugenden Einrichtung versehen, da der Druck in der Bearbeitungskammer höher gewählt werden kann.When using an electron beam gun according to claim 6, a device for electron beam monitoring is simultaneously integrated into the processing chamber. The electron beam gun according to claim 7 is expediently provided with a further vacuum-generating device, since the pressure in the processing chamber can be selected to be higher.
Der Laserstrahl muß entsprechend des Anspruches 9 über ein Spiegelsystem so geführt werden, daß die Außenkontur des Deckels mit der Wand des Isolationskörpers verbunden wird. Nach Anspruch 11 kann zur Verschließung auch eine elektrisch betriebene Kontaktelektrode zum Verschweißen des Deckels mit dem thermischen Isolationskörpers zum Einsatz kommen.According to claim 9, the laser beam must be guided via a mirror system in such a way that the outer contour of the lid is connected to the wall of the insulation body. According to claim 11, an electrically operated contact electrode can also be used to seal the lid and weld it to the thermal insulation body.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 die Vorrichtung zur Herstellung von thermischenFig. 1 the device for producing thermal
Isolationskörpern an einem Gestell fest montiert, Fig. 2 die Vorrichtung in einer Seitenansicht, Fig. 3 die geöffnete Bearbeitungskammer in einer Seitenansicht mit dem Deckelmagazin und demInsulation bodies firmly mounted on a frame, Fig. 2 the device in a side view, Fig. 3 the opened processing chamber in a side view with the cover magazine and the
dazugehörigem Handhabesystem, Fig. 4 die Draufsicht der geöffneten Bearbeitungskammer undassociated handling system, Fig. 4 the top view of the opened processing chamber and
Fig. 5 der Greifer für den Deckel mit dem dazugehörigem Hubsystem und die Anordnung der translatorischen Antriebssysteme für die u-förmigen Halbschalen. Nachstehend wird an Hand der Figuren 1 bis 5 ein erstes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Diese zeigen dabei den Grundaufbau der Vorrichtung zur Herstellung von thermischen Isolationskörpern in Form von mehrschichtig aufgebauten Körpern, die vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden Rahmen, metallischen Wänden und einem wärmeisolierenden Füllstoff, der weiterhin vorzugsweise im verpreßten Zustand als Panel lose zwischen den metallischen Wänden angeordnet ist, bestehen. An einem Gestell 21 ist eine evakuierbare und über einen Stellantrieb 19 vertikal bewegbare Bearbeitungskammer 1 befestigt. Das Vakuum wird dabei durch eine über eine Schleuse 18 angekoppelten Turbomolekularpumpe 16 erzeugt. Die Schleuse 18 und die Bearbeitungskammer 1 werden durch den Anschluß einer Drehschieberpumpe 17 mit einem Vorvakuum evakuiert. Dabei werden Evakuierzeiten von ca. 4 min pro 1 m2 Isolationsfläche des thermischen Isolationskörpers erreicht. Die Dicke dessen liegt in der Größenordnung von 20 ... 30 mm.Fig. 5 of the gripper for the lid with the associated lifting system and the arrangement of the translatory drive systems for the U-shaped half-shells. A first embodiment is explained in more detail below with reference to Figures 1 to 5. These show the basic structure of the device for producing thermal insulation bodies in the form of multi-layered bodies, which preferably consist of a heat-insulating frame, metal walls and a heat-insulating filler, which is also preferably arranged loosely between the metal walls as a panel in the pressed state. A processing chamber 1 which can be evacuated and moved vertically via an actuator 19 is attached to a frame 21. The vacuum is generated by a turbomolecular pump 16 coupled via a lock 18. The lock 18 and the processing chamber 1 are evacuated with a pre-vacuum by connecting a rotary vane pump 17. Evacuation times of approximately 4 minutes per 1 m 2 of insulation surface of the thermal insulation body are achieved. The thickness of this is in the order of 20 ... 30 mm.
In der Bearbeitungskammer l sind für die Deckel 7 ein Magazin 2 und ein Handhabesystem angeordnet. Das Magazin 2 nimmt eine Vielzahl von Deckeln 7 in loser Folge übereinandergestapelt auf. Es befindet sich auf einem Schlitten 4, der über eine Stangenführung 5 in horizontaler Richtung mittels eines translatorischem Stellmotors 6 zum Handhabesystem hin bewegt wird. Die Bearbeitungskammer 1 besitzt an der Seitenwand, dieA magazine 2 and a handling system are arranged for the lids 7 in the processing chamber 1. The magazine 2 holds a large number of lids 7 stacked on top of one another in a loose sequence. It is located on a carriage 4, which is moved in a horizontal direction via a rod guide 5 by means of a translatory servomotor 6 towards the handling system. The processing chamber 1 has on the side wall, the
der Stangenführung 5 gegenüber liegt, eine Schleuse 18, so daß das leere Magazin 2 entnommen und das bestückte eingebracht werden kann.opposite the rod guide 5, a lock 18, so that the empty magazine 2 can be removed and the loaded one can be inserted.
Das Handhabesystem besteht aus einem Greifer 8, einer vertikal verstellbaren Hubeinheit 13 und zwei translatorischen Antrieben 11 und 12 für den Greifer 8. Dieser besteht aus zwei u-förmigen Halbschalen 9 und 10, die mittels der beiden translatorischen Antriebe 11 und 12 zueinander hin oder voneinder weg bewegt werden. Die Deckel 7 werden mit dem gesamten Magazin 2 unter den Greifer 8 gefahren, wobei sich die vertikale Hubeinheit 13 an der oberen Position befindet. Danach erfolgt durch den Greifer 8 die Entnahme eines Deckels 7 vom Magazin 2, wobei die vorher geöffneten u-förmigen Halbschalen 9 und 10 zusammengeführt werden. Diese weisen an der Unterkante über den gesamten Umfang eine Aussparung auf, so daß der Deckel 7 an der Kante horizontal vixiert und durch die u-förmigen Halbschalen 9 und 10 über den gesamten Umfang des Deckels 7 umfaßt wird. Die vertikale Hubeinheit 13 besteht dabei aus einer Führung 14 und einem translatorischen Antrieb 15. Dadurch ist eine eindeutige Positionierung des Deckels 7 gewährleistet und dieser wird somit eindeutig auf der an der Bearbeitungskammer 1 fixierten metallischen Wand des thermischen Isolationskörpers abgesetzt. Die Länge des Greifers 8 entspricht dabei mindestens der Dicke des Bodens der Bearbeitungskammer 1 einschließlich einer an der Öffnung angebrachten Flansches 19 für das Andrücken des thermischen Isolationskörpers. Damit erfolgt eine lösbare Ankopplung des thermischen Isolationskörpers an die Br -\rbeitungskammer 1.The handling system consists of a gripper 8, a vertically adjustable lifting unit 13 and two translatory drives 11 and 12 for the gripper 8. This consists of two U-shaped half-shells 9 and 10, which are moved towards or away from each other by means of the two translatory drives 11 and 12. The lids 7 are moved with the entire magazine 2 under the gripper 8, with the vertical lifting unit 13 in the upper position. The gripper 8 then removes a lid 7 from the magazine 2, bringing the previously opened U-shaped half-shells 9 and 10 together. These have a recess on the lower edge over the entire circumference, so that the lid 7 is horizontally rotated at the edge and is enclosed by the U-shaped half-shells 9 and 10 over the entire circumference of the lid 7. The vertical lifting unit 13 consists of a guide 14 and a translatory drive 15. This ensures that the cover 7 is clearly positioned and is thus clearly placed on the metal wall of the thermal insulation body fixed to the processing chamber 1. The length of the gripper 8 corresponds to at least the thickness of the floor of the processing chamber 1, including a flange 19 attached to the opening for pressing the thermal insulation body. This results in a detachable coupling of the thermal insulation body to the processing chamber 1.
Über eine Öffnung in einer Wand des thermischen Isolationskörpers, die durch den Flansch 19 an der Bearbeitungskammer 1 aufgenommen wird und die kleiner als der Deckel 7 ausgeführt ist, wird dessen Innenraum mit dem der Bearbeitungskammer 1 verbunden. Mit der Evakuierung der Bearbeitungskammer 1 erfolgt somit eine gleichzeitige Evakuierung des Innenraumes des thermischen Isolationskörpers. In der oberen Deckenplatte der Bearbeitungskammer 1 und in der Symmetrieachse des positionierten Deckels 7 befindet sich eine weitere Öffnung. Darüber wird eine Elektronenstrahlkanone angekoppelt. Dadurch wird der positionierte Deckel 7 mit dem thermischen Isolationskörper unter Vakuum verschweißt. Der Deckel 7 schließt die Öffnung in der Wand des thermischen Isolationskörpers und damit ist der Innenraum evakuiert. In der Bearbeitungskammer 1 ist an dem verfahrbaren Magazin 2 gleichzeitig eine Einrichtung zur Elektronenstrahluberwachung 31 angebracht. Diese Überwachung erfolgt entweder über eine Meßdose, die außerhalb der Bearbeitungskammer 1 ausgewertet wird, oder über eine direkte Strahlbeobachtung mittels einer CCD-Kamera.The interior of the thermal insulation body is connected to that of the processing chamber 1 via an opening in a wall of the thermal insulation body, which is accommodated by the flange 19 on the processing chamber 1 and is smaller than the cover 7. The evacuation of the processing chamber 1 thus simultaneously evacuates the interior of the thermal insulation body. There is another opening in the upper ceiling plate of the processing chamber 1 and in the axis of symmetry of the positioned cover 7. An electron beam gun is coupled to this. This welds the positioned cover 7 to the thermal insulation body under vacuum. The cover 7 closes the opening in the wall of the thermal insulation body and the interior is thus evacuated. In the processing chamber 1, a device for electron beam monitoring 31 is simultaneously attached to the movable magazine 2. This monitoring is carried out either via a load cell that is evaluated outside the processing chamber 1 or via direct beam observation using a CCD camera.
Die Elektronenstrahlkanone besteht prinzipiell aus den Einrichtungen Katodenwechselpatrone 25, Steuerelektrode 26, Anode 27, Fokussierlinie 28 und Ablenksystem 29. An diese ist eine weitere Vakuumpumpe 24 angeschlossen. Die Elektronenstrahlkanone arbeitet mit einer Beschleunigungsspannung von min. 30 kV und max. 60 kV. Damit wird eine Elektronenstrahlstromleistung von 4 ... 6 kW erreicht.The electron beam gun basically consists of the following devices: cathode cartridge 25, control electrode 26, anode 27, focusing line 28 and deflection system 29. A further vacuum pump 24 is connected to this. The electron beam gun works with an acceleration voltage of min. 30 kV and max. 60 kV. This achieves an electron beam current output of 4 ... 6 kW.
Zwei unterschiedliche Vakuumpumpsysteme 16 und 17 bzw. 24 sind notwendig, da der Druck in der Elektronenstrahlkanone um zwei 10er Potenzen geringer, als der für die Bearbeitungskammer 1 notwendige ist. Die Elektronenstrahlkanone weist einen Arbeitsdruck von 5 * 10"4 mbar und die Bearbeitungskammer 1 einschließlich des thermischen Isolationskörpers von 5 * 10"2 mbar auf. Diese unterschiedlichen Druckverhältnisse dienen in der Elektronenstrahlkanone als Strahlerzeugerraum zum Katodenoxidationsschutz und der elektrischen Isolation zwischen Katode und Anode 27. Bis der Elektronenstrahl 30 durch Stoßvorgänge mit den Luftmolekülen gestreut wird, reicht ein höherer Druck in der Bearbeitungskammer 1 einschließlich der Strahlauftreffstelle aus.Two different vacuum pump systems 16 and 17 or 24 are necessary because the pressure in the electron beam gun is two orders of magnitude lower than that required for the processing chamber 1. The electron beam gun has a working pressure of 5 * 10" 4 mbar and the processing chamber 1 including the thermal insulation body has a working pressure of 5 * 10" 2 mbar. These different pressure conditions serve in the electron beam gun as a beam generator chamber for cathode oxidation protection and electrical insulation between the cathode and anode 27. Until the electron beam 30 is scattered by collisions with the air molecules, a higher pressure in the processing chamber 1 including the beam impact point is sufficient.
Durch den Einsatz der Elektronenstrahlschweißanlage werden korrosionsbeständige Eisen- bzw. Stahlwerkstoffe miteinander verschweißt, so daß sich die Lebensdauer des thermischen Isolationskörpers wesentlich erhöht.By using the electron beam welding system, corrosion-resistant iron or steel materials are welded together, so that the service life of the thermal insulation body is significantly increased.
An der gesamten Vorrichtung bestehend aus Bearbeitungskammer und Elektronenstrahlkanone ist die für das Betreiben der Elektronenstrahlkanone notwendige elektrische und elektronische Ansteuerung 23 integriert.The electrical and electronic control 23 required for operating the electron beam gun is integrated into the entire device consisting of the processing chamber and the electron beam gun.
Ein zweites Ausführungsbeispiel wird realisiert, indem an Stelle der Elektronenstrahlkanone eine Laserstrahlschweißanlage an die Bearbeitungskammer angekoppelt wird. Diese besteht prinzipiell aus dem lasererzeugenden Medium - in Form eines CO2- Lasers - , Fokussier- und Führungsspiegelsystemen. Eine Kühlung dieser SpiegelsystemeA second embodiment is implemented by coupling a laser beam welding system to the processing chamber instead of the electron beam gun. This basically consists of the laser-generating medium - in the form of a CO 2 laser -, focusing and guide mirror systems. Cooling of these mirror systems
erfolgt über thermisch an diese angekoppelte und rohrförmige Kühlschlangen, die mit einem Kühlmedium - z.B. Wasser durchströmt werden. Der Aufbau der restlichen Vorrichtung gleicht dem ersten Ausführungsbeispiel. Damit erfolgt eine Verschweißung zwischen dem thermischen Isolationskörper und dem Deckel 7 mittels Laserstrahlen.is carried out via tubular cooling coils that are thermally coupled to them and through which a cooling medium - e.g. water - flows. The structure of the rest of the device is similar to the first embodiment. This means that a welding takes place between the thermal insulation body and the cover 7 using laser beams.
In einem dritten Ausführungsbeispiel wird eine elektrische Schweißvorrichtung für das Fügen des Deckels 7 auf einer metallischen Wand des thermischen Isolationskörpers eingesetzt. Dazu wird eine auf dem positionierten Deckel 7 aufsetzbare Bügelelektrode, die als Widerstand in einem Stromkreis geschalten ist, mittels eines vertikal verfahrbaren Schlittens aufgesetzt. Mit der Schließung des Stromkreises erwärmt sich die Bügelelektrode bis zum Schmelzpunkt der eingesetzten Metalle für den Deckel 7 und der Wand des thermischen Isolationskörpers und es erfolgt eine Verschweißung'dieser Teile.In a third embodiment, an electric welding device is used to join the cover 7 to a metal wall of the thermal insulation body. For this purpose, a bracket electrode that can be placed on the positioned cover 7 and is connected as a resistor in an electrical circuit is placed on it using a vertically movable carriage. When the electrical circuit is closed, the bracket electrode heats up to the melting point of the metals used for the cover 7 and the wall of the thermal insulation body and these parts are welded together.
Weitere Ausführungsbeispiele zeichnen sich dadurch aus, daß die Lösungen entsprechend der drei aufgeführten Ausführungsbeispiele nicht an einem festen Gestell 21, sondern an einer verfahrbaren Einrichtung befestigt sind. Am effektivsten ist dabei die Montage der gesamten Vorrichtung zur Herstellung von thermischen Isolationskörpern an einem Industrieroboterarm. Damit ist es möglich, daß bereits montierte thermische Isolationskörper bzw. solche mit beliebigem Aussehen evakuiert verschlossen werden.Further embodiments are characterized by the fact that the solutions according to the three embodiments listed are not attached to a fixed frame 21, but to a movable device. The most effective way is to mount the entire device for producing thermal insulation bodies on an industrial robot arm. This makes it possible for already mounted thermal insulation bodies or those with any appearance to be sealed by evacuation.
9 jt 09 9809 j t 09 980
In weiteren Ausführungsbeispielen sind die Einrichtungen 22 zur festen und hermetischen Verbindung des Deckels 7 mit dem thermischen Isolationskörper an einer verfahrbaren EinrichtungIn further embodiments, the devices 22 for the fixed and hermetic connection of the cover 7 with the thermal insulation body are on a movable device
- z.B. einem Roboterarm - befestigt. In einer technologischen Bearbeitungskette werden mindestens drei Bearbeitungskammern angeordnet, wobei die Bearbeitungsschritte:- e.g. a robot arm. At least three processing chambers are arranged in a technological processing chain, whereby the processing steps:
- Entfernung eines evakuierten thermischen Isolationskörpers und Ankopplung eines nichtevakuierten,-- Removal of an evacuated thermal insulation body and coupling of a non-evacuated,
- Vorevakuierung und- Pre-evacuation and
- Verschweißung des Deckels 7 mit dem evakuierten thermischen Isolationskörper- Welding of the cover 7 with the evacuated thermal insulation body
gestaffelt nacheinander ablaufen.run staggered one after the other.
In dieser einfachsten technologischen Kette ist nur eine der in den ersten Ausführungsbeispielen aufgeführten Einrichtung 22 zur festen und hermetischen Verbindung des Deckels 7 mit dem thermischen Isolationskörper notwendig und diese kann kontinuierlich und damit effektiv eingesetzt werden.In this simplest technological chain, only one of the devices listed in the first embodiments 22 for the firm and hermetic connection of the cover 7 to the thermal insulation body is necessary and this can be used continuously and thus effectively.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9409980U DE9409980U1 (en) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Device for the production of thermal insulation bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9409980U DE9409980U1 (en) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Device for the production of thermal insulation bodies |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9409980U1 true DE9409980U1 (en) | 1994-09-08 |
Family
ID=6910102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9409980U Expired - Lifetime DE9409980U1 (en) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Device for the production of thermal insulation bodies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9409980U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2744155A1 (en) * | 1996-01-27 | 1997-08-01 | Thyssen Vakuum Isolationstechn | CONSTRUCTION ELEMENT AND DEVICE FOR CLOSING THE SAME |
-
1994
- 1994-06-21 DE DE9409980U patent/DE9409980U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2744155A1 (en) * | 1996-01-27 | 1997-08-01 | Thyssen Vakuum Isolationstechn | CONSTRUCTION ELEMENT AND DEVICE FOR CLOSING THE SAME |
| DE19602940B4 (en) * | 1996-01-27 | 2007-06-21 | Thyssenkrupp Tempsafe Gmbh | Component with coverable access opening |
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