ES2249745T3 - Procedimiento para hacer funcionar instalaciones de vacio con cambios de presion. - Google Patents
Procedimiento para hacer funcionar instalaciones de vacio con cambios de presion.Info
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- B65H2404/10—Rollers
- B65H2404/17—Details of bearings
Abstract
Procedimiento para hacer funcionar instalaciones de vacío con cambios de presión entre la presión de trabajo y la presión del entorno, existiendo en una cámara de vacío (V) componentes (12, 13, 13a, 24) del grupo de elementos electrónicos, transformadores, motores, rodamientos y rodillos de guía, que están provistos con recubrimientos ventilables, estando los rodillos de guía (12) provistos de rodamientos de rodillos (24) que son sostenidos dentro de los recubrimientos sobre cuerpos de apoyo (7, 8), caracterizado por el hecho de que antes de admitir aire en la cámara de vacío (V) se introduce un gas en los recubrimientos, mediante el cual se soplan fuera, a través de los recubrimientos los cuerpos sólidos del grupo, polvo y partículas y se evita la penetración de cuerpos sólidos en los recubrimientos.
Description
Procedimiento para hacer funcionar instalaciones
de vacío con cambios de presión.
El invento hace referencia a un procedimiento
para hacer funcionar instalaciones de vacío con cambios de presión
entre la presión de trabajo y la presión del entorno, existiendo en
una cámara de vacío componentes del grupo de elementos electrónicos,
transformadores, motores, rodamientos y rodillos de guía, que están
provistos con recubrimientos ventilables, siendo sostenidos dentro
de los recubrimientos mediante cuerpos de apoyo.
El cambio entre la presión de trabajo, que
generalmente se encuentra en el sector del alto vacío y que viene
dada por las condiciones del procedimiento, y de la presión del
entorno o presión atmosférica, respectivamente, tiene lugar
especialmente cuando se requiere un cambio de substrato, un
aprovisionamiento de material de recubrimiento, un mantenimiento,
reparación o cambio del equipamiento. El incremento de presión tiene
lugar mediante un proceso, también conocido como "admisión de
aire", antes de poder abrir un dispositivo de cierre de la cámara
de vacío. No obstante, esta admisión de aire a través de una
correspondiente válvula de admisión hace que se arremolinen el polvo
u otras partículas existentes en la cámara de vacío y que adopten un
estado de
suspensión.
suspensión.
Ahora, normalmente encontramos en las cámaras de
vació numerosos componentes del grupo de elementos electrónicos,
transformadores, motores, rodamientos y rodillos de guía, que están
provistos de recubrimientos ventilables, como por ejemplo carcasas,
cápsulas o similares. Los rodillos de guía o sus tramos forman a su
vez recubrimientos para los rodamientos de rodillo que llevan en su
interior. Las cinta guiadas por los rodillos de guía, como papel,
folios de metal o de plástico, forman asimismo una especie de
"envolvente" que reduce y retrasa el intercambio gaseoso.
El aumento de presión en los citados
recubrimientos suele producirse más lentamente que en la cámara de
vacío con admisión de aire, que es relativamente más rápida, por lo
que las citadas materias en suspensión tiene tendencia a penetrar a
través de aberturas, rendijas, y también a través de juntas
incompletas, dentro de los recubrimientos y allí causan daños.
A través de la patente
DE-2.725.331 C2 se conoce el sistema de lubrificar
los rodamientos de rodillos de los denominados rodillos de extensión
ancha para un transporte de cinta dentro de cámaras a través de una
instalación de lubrificación a presión por neblina de aceite, de
modo que dentro de los rodillos, curvados en forma de arco, existen
dos canales para la tubería de ida y vuelta de la neblina de aceite
y del aire restante, respectivamente. No obstante, el procedimiento
descrito tan solo funciona cuando los rodillos de extensión ancha
están herméticamente cerrados hacia la cámara, lo cual se consigue
bien mediante un recubrimiento del rodillo con elastómero o bien con
piezas de unión de elastómero de los tramos cilíndricos rígidos de
los rodillos. Por tanto, no es posible un enjuagado del entorno de
los rodillos y la eliminación del polvo y otras partículas fuera del
sistema de tratamiento de la cinta, sobre todo cuando en la admisión
de aire o durante la admisión de aire de la instalación a través de
una válvula de admisión se arremolina polvo y otras partículas que,
en estado de suspensión, tienen la tendencia de penetrar en todos
los espacios huecos sin cerrar, debido al aumento de presión
generada por la admisión de aire.
A través de la patente
DE-3.733.448 A1 se conoce el modo de lubrificar un
rodamiento de rodillo cerrado por ambos costados, de los denominados
de rodillos de extensión ancha, para una cinta de transporte,
mediante la lubrificación a presión con grasa o aceite, de modo que
dentro del rodillo curvado en forma de arco hay dos canales para las
tuberías de ida y vuelta del lubrificante. Sin embargo, no se habla
de una mezcla con aire u otro gas, de modo que tampoco es posible un
enjuagado del entorno con gases, tal como un enjuagado gaseoso del
espacio interior del rodillo o de otros componentes.
A través de la patente
DE-3.919.425 C2 se conoce el llenado de grasa de los
rodamientos de rodillos individuales de rodillos de extensión ancha
curvados cerrados periféricamente, llevado a cabo periódicamente con
aceite básico. Sin embargo no se trata de una mezcla de aire u otro
gas, de manera que tampoco es posible un enjuagado del entorno
mediante gases, como una enjuagado gaseoso del espacio interior del
rodillo o de otros componentes.
A través del documento
EP-A-0.470.332 se conoce un
procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1.
En todo el actual estado de la técnica no se
tiene en cuenta que, en una cámara de vacío, al admitir aire del
entorno, con objeto de cambiar una cinta, a presión atmosférica se
arremolinan polvo y otras partículas, que por ejemplo también pueden
proceder de un proceso de recubrimiento previo, y que con el aumento
de presión pueden penetrar en envolventes, carcasas o similares de
los componentes y perjudicar notablemente su funcionamiento. Esto
vale tanto para los espacios interiores de rodillos de extensión
ancha con rodamientos de rodillos, así como también para los
espacios interiores de componentes eléctricos o electrónicos. En
este caso resulta especialmente peligroso el polvo de cinc, que al
recubrir folios por evaporación de cinc permanece en el vacío. El
cinc se condensa en el interior de la cámara de vacío sobre ciertas
superficies y forma, junto con el oxigeno del aire, oxido de cinc,
cuya acumulación en los rodamientos de rodillos pueden causar su
paro.
En este caso hay que tener muy en cuenta que los
rodamientos de extensión ancha generalmente no disponen de
accionamiento propio, sino que deben ser "arrastrados" por el
folio en extensión, lo cual tiene un efecto especialmente negativo
en los sensibles folios de plástico con espesores del orden de 0,002
mm.
Por tanto, el invento tiene por objeto
desarrollar un procedimiento del tipo mencionado al inicio que
permita proteger todos los componentes encerrados en la cámara de
vacío o instalación, respectivamente, y circundados por una
envoltura permeable al aire o una carcasa, del grupo de elementos
electrónicos, transformadores, motores, cojinetes y rodillos de
guía, contra la penetración de polvo y otras partículas
arremolinadas y en suspensión al admitir aire desde la presión de
funcionamiento (vacío) a la presión del entorno.
La solución del objeto planteado se consigue
mediante el procedimiento citado inicialmente, por el hecho de que
antes de admitir aire en la cámara de vacío se introduce un gas en
los envolventes, mediante el cual se soplan fuera de los envolventes
los cuerpos sólidos del grupo polvo y partículas, evitándose la
penetración de cuerpos sólidos en los envolventes.
De esta manera se resuelve por completo el objeto
planteado, es decir, se protegen todos los componentes encerrados en
la cámara de vacío o instalación, respectivamente, y circundados por
una envoltura permeable al aire o una carcasa, del grupo de
elementos electrónicos, transformadores, motores, cojinetes y
rodillos de guía, contra la penetración de polvo y otras partículas
arremolinadas y en suspensión al admitir aire desde la presión de
funcionamiento (vacío) a la presión del entorno. La disminución de
vacío en los componentes, más lenta debido al paso de gas, resulta
en cierto modo durante largo tiempo un medio de limpieza y un
amortiguador contra la penetración de materias extrañas.
Con respecto a otras formas de realización del
invento, resulta especialmente ventajoso sí - bien individualmente o
en combinación:
- -
- los recubrimientos consisten en rodillos o tramos de rodillo huecos, dentro de los cuales se encuentran los rodamientos de rodillos con anillos interiores y exteriores, y si el gas se sopla a través de hendeduras anulares entre los anillos interiores y exteriores, y/o bien si
- -
- el gas se hace pasar a través de los citados recubrimientos durante todo el proceso de admisión de aire de la cámara de vacío.
A continuación, con ayuda de las figuras 1 y 2,
se explica con detalle un ejemplo de forma de realización del objeto
del invento, su funcionamiento y ventajas
En las mismas:
La figura 1 es una sección axial a través de una
disposición de rodillos de extensión ancha colocada entre dos
paredes laterales de una cámara de vacío; y
La figura 2 es una sección del cuadro II de la
figura 1, en una escala muy ampliada.
En la figura 1 se ha representado una disposición
de rodillos de extensión ancha 1, que se sostiene por medio de dos
soportes 2 y 3 en los costados internos de dos costados de cámara
perpendiculares paralelos 4 y 5 de una cámara de vacío V
representada sólo de manera esquemática. Puede existir un
compensador de rodamiento, a través de una guía deslizante 6, para
compensar los cambios de temperatura de la disposición de
rodamientos y/o de los cambios de presión en las paredes de la
cámara 4 y 5.
La disposición de rodillos anchos 1 posee dos
cuerpos de apoyo en forma de tubo 7 y 8, que están unidos entre sí
por sus extremos, separados de las paredes, fijados por un plano
medio E-E a través de una pieza de acoplamiento 9.
En dichos cuerpos de apoyo 7 y 8 hay dos grupos 10 y 11 de siete
tramos de rodillos 12 cada uno con superficies simétricas al giro
12a, formados como superficies circulares de tronco de cono y están
montados en serie sin escalonamientos entre sí. Los relativamente
pequeños círculos periféricos de las superficies de cobertura están
orientados en el plano medio E-E en cada grupo 10 y
11, respectivamente, teniendo orientados sus correspondientes
círculos periféricos mayores de las superficies básicas en cada
grupo 10 y 11, respectivamente, a las paredes de la cámara 4 y 5,
respectivamente. Las líneas envolventes superiores M1 y M2, en al
figura 1, corren linealmente y forman una línea de desarrollo común
para una cinta aquí no representada. Esto hace necesario que los
ejes A1 y A2 de ambos grupos 10 y 11 forman un ángulo agudo de por
ejemplo 0,8 grados uno respecto al otro.
Los cuerpos de apoyo 7 y 8 poseen orificios
longitudinales concéntricos 14 y 15, respectivamente, de los cuales
salen orificios radiales 16 a cada uno de los cojinetes de rodillos,
lo cual en la figura 2 tan solo se ha representado con detalle para
el grupo derecho 11 de los tramos de rodillos 12, pero también es
válido para el grupo izquierdo 10. El orificio longitudinal derecho
15 conduce a una pieza tubular 17, también hueca, que presenta una
pieza de conexión lateral 17a. Con ello se da la siguiente
circunstancia:
A fin de proceder a un cambio de cinta, hay que
admitir aire en la cámara de vacío a la presión del entorno, lo cual
para ahorrar tiempo se realiza a través de una válvula de admisión
de gran sección transversal. Aun cuando dicha válvula cuente con un
filtro de polvo, se produce no obstante un arremolinado de polvo que
se haya depositado en algún lugar, como consecuencia de la fuerte
corriente de aire. Dicho polvo tiende pues a penetrar en la
disposición de rodillos de extensión ancha y a bloquear sus
rodamientos, siendo necesarios frecuentes desmontajes y limpiezas de
la disposición de rodillos de extensión ancha. Resulta especialmente
peligrosa la formación de polvo de cinc que se produce al recubrir
cintas con cinc, puesto que forma óxido de cinc con el oxigeno,
depositándose tanto en los rodamientos como también en hendeduras y
carcasas de componentes.
Esto puede contrarrestarse del siguiente modo, de
acuerdo con el invento: Antes de la fase de detención, es decir
antes de iniciar la ventilación y la abertura de la cámara de vacío,
se alimenta aire del entorno 18 a través de un filtro 19, una fuente
de lubrificante 20 (por ejemplo un nebulizador de aceite) y una
válvula ajustable o de regulación 21, así como una tubería 22, a la
pieza de conexión 17a, en una pequeña cantidad, que sirva justo para
el siguiente ciclo de tratamiento de cinta. En la figura 2 se ha
representado mediante la línea 23 uno de estos conductos de paso
para la neblina de aceite. En tal caso, la presión y la dosificación
se determinan de tal modo que por lo menos la mayor parte del aceite
quede en los rodamientos de rodillos.
Esto tiene la ventaja adicional de que el aire
alimentado a la disposición de rodillos de extensión ancha, durante
la admisión de aire dentro de la cámara, impide el paso de polvo y
otras partículas en la disposición de rodillos de extensión ancha.
Por otra parte, también puede interrumpirse la adición de
lubrificantes o prescindir de la fuente de lubrificación.
Detrás del filtro 19 hay conectado un conducto de
derivación 22a, que lleva a dos componentes 13 y 13a dentro de la
cámara de vacío V. Puede llevarse a cabo una regulación de la
cantidad de aire a través de una bomba, aquí no representada, y/o
también a través de una válvula de regulación o un diafragma de
dosificación, tampoco representados.
Utilizando las mismas referencias que hasta
ahora, de la figura 2 se desprende lo siguiente: La pieza de
acoplamiento 9 consta de una brida anular 9a con dos superficies
laterales planas 9b y 9c, de cada una de las cuales sale, en sentido
perpendicular, un correspondiente apéndice roscado 9d y 9e. Las
superficies laterales 9b y 9c forman el mismo ángulo agudo entre sí,
por ejemplo de 0,8 grados, que los ejes A1 y A2. En los apéndices
roscados 9d y 9e van atornillados los cuerpos de apoyo en forma de
tubo 7 y 8 hasta hacer tope en las superficies laterales 9d y 9e.
Así el grupo constructivo consistente en la pieza de acoplamiento 9
y los cuerpos de apoyo 7 y 8 forma una unidad de soporte fija y
rígida a la flexión para ambos grupos 10 y 11 del tramo de rodillos
12 y la orientación lineal de las líneas envolventes M1 y M2. La
pieza de acoplamiento 9 posee un orificio pasante 9f para conectar
los orificios longitudinales 14 y 15.
Sobre dicho grupo constructivo formado por la
pieza de acoplamiento 9 y los cuerpos de apoyo 7 y 8, se introducen
por cada uno de ambos extremos una disposición en serie de
rodamientos de rodillos 24 con anillos interiores 24a y anillos
exteriores 26b, anillos separadores con orificios 25 de pequeño
diámetro exterior y anillos separadores sin orificios 26 de mayor
diámetro exterior, siendo apretados entre sí por medio de tuercas 27
y 28 (figura 1). Sobre cada dos rodamientos de rodillos 24 los
tramos de rodillos 12 van fijados para que no puedan desplazarse, y
por cierto con las respectivas bridas internas 12b dirigidas
radialmente hacia adentro, que se apoyan lateralmente sobre los
anillos exteriores 24b de los rodamientos de rodillos 24. Vistos
desde los diámetros internos de los anillos separadores 26 sus
paredes laterales retroceden escalonadamente hacia afuera, y el
diámetro exterior es menor que el de los anillos externos 26b, de
manera que la periferia externa del anillo separador fijo 26 no
puede tener ningún contacto con los componentes rotativos próximos,
especialmente con los tramos de los rodillos 12.
Las dimensiones axiales se eligen de tal modo que
entre los tramos de rodillos 12 se formen hendeduras anulares 29 con
anchuras "s" de por ejemplo 0,2 mm, de manera que sean posibles
movimientos giratorios relativos entre los respectivos tramos de
rodillos 12. Con respecto a puntos fijos imaginarios situados en
oposición de ambos tramos de rodillos 12 situados próximos entre sí,
ambos grupos 10 y 11 en la zona de la pieza de acoplamiento 9, los
puntos citados se mueven de manera que la anchura de la hendedura 30
en la zona de la pieza de acoplamiento 9 oscila periódicamente al
girar, por ejemplo entre 0,89 mm (parte inferior de la figura 2) y
1,53 mm (parte superior). La orientación lineal de las líneas
envolventes M1 y M2 permanece inamovible durante el giro de los
tramos de rodillo. En tal caso es importante que gracias a esta
construcción a modo de puente, la velocidad periférica de los tramos
de rodillos 12 en la zona de sus líneas envolventes M1 y M2 sea
idéntica a ambos costados de la pieza de acoplamiento 9.
Al funcionar, los tramos de rodillo 12 de ambos
grupos 10 y 11 giran a través de la formación en puente de los
grupos constructivos constituido por la pieza de acoplamiento 9 y
los cuerpos de apoyo 7 y 8 absolutamente con la misma velocidad
periférica, con lo cual se reducen al mismo tiempo los movimientos
de deslizamiento y roce de la cinta en el sentido periférico sobre
los tramos de rodillo en forma de cono 12. Estos movimientos locales
de deslizamiento y roce se van reduciendo cada vez más a medida que
aumenta el número de tramos de rodillo 12 por unidad de longitud de
la disposición de rodillos de extensión
\hbox{ancha
1.}
Mediante la disposición en serie de los tramos de
rodillos 12 y sus rodamientos de rodillos 24 y anillos separadores
25 y 26 se forma un espacio intermedio de paso 34 respecto a los
cuerpos de apoyo 7 y 8, siendo soplado y mantenido libre a través de
la alimentación de gas.
- 1
- Disposición de rodillos de extensión ancha
- 2
- Soporte
- 3
- Soporte
- 4
- Pared de la cámara
- 5
- Pared de la cámara
- 6
- Guía deslizante
- 7
- Cuerpo de apoyo
- 8
- Cuerpo de apoyo
- 9
- Pieza de acoplamiento
- 9a
- Brida anular
- 9b
- Superficie lateral
- 9c
- Superficie lateral
- 9d
- Tubo roscado
- 9e
- Tubo roscado
- 9f
- Orificio pasante
- 10
- Grupo
- 11
- Grupo
- 12
- Tramo de rodillo
- 12a
- Superficies
- 12b
- Brida interna
- 13
- Componente
- 13a
- Componente
- 14
- Orificio longitudinal
- 15
- Orificio longitudinal
- 16
- Orificios
- 17
- Trozo de tubo
- 17a
- Pieza de conexión
- 18
- Aire del entorno
- 19
- Filtro
- 20
- Fuente de lubrificante
- 21
- Válvula de ajuste y dosificación
- 22
- Tubería
- 22a
- Ramal
- 23
- Línea
- 24
- Rodamiento de rodillos
- 24a
- Anillo interno
- 25
- Anillo separador
- 26
- Anillo separador
- 27
- Tuerca
- 28
- Tuerca
- 29
- Abertura anular
- 30
- Hendedura
- 34
- Espacios intermedios
- A1
- Eje
- A2
- Eje
- E-E
- Plano medio
- L
- Línea de salida
- M1
- Líneas envolventes
- M2
- Líneas envolventes
- ``s''
- Anchuras de hendedura
- V
- Cámara de vacío.
Claims (4)
1. Procedimiento para hacer funcionar
instalaciones de vacío con cambios de presión entre la presión de
trabajo y la presión del entorno, existiendo en una cámara de vacío
(V) componentes (12, 13, 13a, 24) del grupo de elementos
electrónicos, transformadores, motores, rodamientos y rodillos de
guía, que están provistos con recubrimientos ventilables, estando
los rodillos de guía (12) provistos de rodamientos de rodillos (24)
que son sostenidos dentro de los recubrimientos sobre cuerpos de
apoyo (7, 8), caracterizado por el hecho de que antes de
admitir aire en la cámara de vacío (V) se introduce un gas en los
recubrimientos, mediante el cual se soplan fuera, a través de los
recubrimientos los cuerpos sólidos del grupo, polvo y partículas y
se evita la penetración de cuerpos sólidos en los
recubrimientos.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que los recubrimientos
consisten en rodillos o tramos de rodillo huecos (12), dentro de los
cuales se encuentran los rodamientos de rodillos (24) con anillos
interiores (24a) y exteriores (24b), y que el gas se sopla a través
de hendeduras anulares entre los anillos interiores (24a) y
exteriores (24b).
3. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una
de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de
que el gas se hace pasar a través de los citados recubrimientos
durante todo el proceso de admisión de aire de la cámara de vacío
(V).
4. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de
que se regula la cantidad de gas alimentado.
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