KR100662240B1

KR100662240B1 - 압력 변화시의 진공설비 작동방법

Info

Publication number: KR100662240B1
Application number: KR1020040103977A
Authority: KR
Inventors: 하인스테판; 클렘군터
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼즈 게엠베하 운트 컴퍼니 카게
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-12-28
Also published as: JP2005280995A; CN1672818A; RU2005108498A; TW200532122A; EP1580446B1; PT1580446E; DE502004000088D1; US20050211273A1; PL1580446T3; RU2308539C2; ATE306023T1; KR20050095538A; US7153372B2; EP1580446A1; TWI288804B; JP3965184B2; ES2249745T3

Abstract

작동 압력과 대기 압력 사이의 압력 변화 상태에서 진공 설비를 작동하는 방법으로서, 상기 진공 챔버(V)는 그룹 전자 부품, 트랜스포머, 모터, 롤러 베어링 및 안내 롤러로부터의 설치 부재(13, 13a)를 포함하며, 상기 설치 부재는 통기 가능한 덮개를 구비하며, 상기 안내 롤러(12)는 롤러 베어링(24)을 구비하며, 상기 롤러 베어링은 지지 본체(7, 8)상에서 상기 덮개 내에 고정된다. 진공 챔버(V)의 플러딩 중에 상기 고체 본체가 덮개 내로 침투하는 것으로부터 상기 안내 롤러(12) 및 그들의 롤러 베어링을 포함하는 상기 설치 부재(13, 13a)를 보호하기 위해, 진공 챔버(V)의 플러딩에 앞서서, 가스가 상기 덮개 내로 도입되며, 이를 통해 그룹 분진 및 기타 입자로부터의 고체 본체가 덮개로부터 송풍되며, 상기 고체 본체가 덮개 내로 침투하는 것을 방지한다. 이러한 해결방식은, 상기 진공 챔버(v)의 전체 플러딩 프로세스 중에, 가스가 상기 덮개를 통해 조절되어 안내되는 것이 바람직하다.

진공설비, 압력, 진공챔버

Description

압력 변화시의 진공설비 작동방법{METHOD FOR OPERATING VACUUM INSTALLATION UNDER PRESSURE CHANGES}

도 1 은 진공 챔버의 두 측벽들 사이에 배치된 익스펜더 롤러 장치의 축방향 단면도이다.

도 2 는 도 1 의 Ⅱ를 절취하여 확대 도시한 단면도이다.

본 발명은 작업 압력과 대기 압력 사이에서 압력이 변화할 때 진공 설비를 작동시키는 방법에 관한 것으로서, 상기 진공 설비는 통기가 가능한 덮개 및 지지 본체 상에서 상기 덮개 내에 고정된 롤러 베어링을 구비한 안내 롤러들을 구비한, 그룹 전자 부품들로부터의 설치 부재들, 트랜스포머, 모터, 롤러 베어링 및 안내 롤러들을 진공 챔버 내에 포함한다.

주로 고진공 범위에 있고 프로세스 조건에 의해 특정되는 작동 압력과 대기 압 또는 주변 압력 사이의 변화는 특히 기판의 변경, 코팅 물질의 공급 개시, 유지보수, 수리 또는 변경이 필요할 때 발생한다. 진공 챔버의 밀폐 장치가 개방되기에 앞서서 프로세스에 기인한 압력 상승("플러딩"이라고도 함)이 발생한다. 그러나, 적절한 크기의 플러딩 밸브를 통한 이러한 플러딩은 진공 챔버 내에 축적된 분진이나 기타 입자들이 소용돌이치게 그리고 현탁되게 한다.

일반적으로, 진공 챔버들 내에는 통기가 가능한 덮개, 예를 들어 하우징, 캡슐 등을 구비한 그룹 전자 부품들, 트랜스포머, 모터, 롤러 베어링 및 안내 롤러로부터의 부재가 배치된다.

안내 롤러들 또는 그들의 세그먼트 자체가 내부에 배치된 롤러 베어링을 위한 덮개를 형성한다. 또한, 안내 롤러에 의해 안내되는 종이, 금속 및 합성 필름과 같은 웨브(web)가 가스 교환을 방해하거나 지연시키는 일종의 "덮개"를 형성한다.

일반적으로, 상기 덮개내의 압력 상승은 비교적 신속하게 플러딩되는 진공 챔버보다 서서히 이루어져서, 상기 현탁된 물질들이 개구부, 갭, 심지어는 덮개내의 불완전한 밀봉부를 통해 침투하는 경향이 있으며, 이는 손상을 유발할 수 있다.

DE 27 25 331 C2 에는 오일 미스트(mist) 압력 공급 윤활 설비를 구비한 챔버들 내에서 웨브를 이송하기 위한 소위 익스펜더 롤러의 롤러 베어링을 윤활하는 것이 기재되어 있으며, 오일 미스트 또는 잔류 공기를 내측 및 외측으로 유도하기 위해 두개의 채널이 원호형으로 만곡된 롤러 내에 배치되어 있다. 그러나, 상기 특허에 기재된 방법은 익스펜더 롤러가 챔버에 대해 밀봉되어 있는 경우에만 적절히 작동하며, 그러한 밀봉은 강성 원통형 롤러 세그먼트를 위한 엘라스토머 어댑터에 의해서 또는 롤러의 엘라스토머 외피를 통해서 달성될 수 있다. 그에 따라, 웨브의 프로세스 처리로부터 분진 및 기타 입자들을 제거하는 것 또는 롤러 주위를 플러싱(flushing)하는 것은 가능하지 않고, 특히 플러딩 중에 또는 플러딩 밸브로 설비를 플러딩하는 동안에 가능하지 않으며, 현탁 상태에 있는 동안에 플러딩에 기인한 압력 상승을 따라 밀봉되지 않은 빈 공간내로 침투하는 경향을 가지는 분진 및 기타 입자들은 소용돌이치게 된다.

DE 37 33 448 A1 에는 글리스 또는 오일을 이용한 압력 윤활부를 통한 웨브의 이송을 위한 소위 익스펜더 롤러의 개별적 윤활식 양측 밀봉형 롤러 베어링이 기재되어 있으며, 윤활제를 내측 및 외측으로 유도하기 위해 두개의 채널이 원호형으로 만곡된 롤러 내에 배치되어 있다. 그러나, 공기 또는 기타 가스의 부가가 해결되지 않아, 롤러 또는 기타 부품들의 내부 공간을 가스 플러싱하는 것과 주변을 가스로 플러싱하는 것이 거의 불가능하다.

DE 39 19 425 C2 에는 만곡되고 둘레가 폐쇄된 익스펜더 롤러의 각 롤러 베어링의 글리스 장입을 제어하면서 베이스 오일로 주기적으로 재윤활하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 공기 또는 기타 가스의 혼합이 해결되지 않아, 롤러 또는 기타 부품들의 내부 공간을 가스 플러싱하는 것과 주변을 가스로 플러싱하는 것이 쉽지 않다.

종래 기술의 집합적인 본체는 대기압 하에서의 웨브 교체를 목적으로 하는 경우에 주변 공기의 플러딩중에 진공 챔버 내에 분진 및 기타 입자들이 소용돌이 친다는 것을 고려하지 않고 있으며, 또한 그러한 소용돌이는 예를 들어 코팅 프로세스중에 유발될 수도 있고, 그러한 분진 및 기타 입자들의 소용돌이는 압력 상승으로 인해 모든 덮개, 하우징 또는 설치 부재의 유사 부분 내로 침투할 수 있고 작용에 상당한 손상을 입힐 수 있다. 이는 롤러 베어링을 가지는 익스펜더 롤러의 내 부 공간뿐만 아니라 전기 또는 전자 부품의 내부 공간에도 적용된다. 특히 위험한 것은 필름 코팅 중에 아연이 진공 중으로 증발할 때 발생하는 아연 분진의 형성이다. 아연은 진공 챔버 내부의 임의 표면상에서 응축하고, 공기 중의 산소와 함께 아연 산화물을 형성하고, 롤러 베어링 내의 그 아연 산화물의 축적은 그 베어링의 중단을 일으킬 수 있다.

이와 관련하여, 일반적으로 익스펜더 롤러가 자체의 구동 유닛을 가지는 대신에 확장되는 필름에 의해 드래그(drag)되어야 한다는 것을 고려할 필요가 있다. 이는 약 0.002mm 두께의 민감성 필름에 특히 부정적인 영향을 미친다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 종류의 방법을 더욱 개선하는 것으로서, 진공 챔버 또는 설비 내에 위치되고 그룹 전자 부품, 트랜스포머, 모터, 베어링 및 안내 롤러에 수반하는 공기-침투성 덮개 또는 하우징에 의해 둘러싸인 모든 설치 부재들을 작업 압력(진공)으로부터 대기 압력으로 플러딩하는 동안, 소용돌이의 침입 및 현탁된 분진 및 기타 입자들로부터 보호한다.

본 발명에 따라 제시된 목적은 전술한 방법에 따라 달성되며, 그에 따라 진공 챔버가 플러딩되기에 앞서서, 가스가 덮개내로 도입되고, 그룹 분진 및 기타 입자들의 고체 본체가 덮개로부터 송풍되며, 고체 본체가 덮개 내로 침투하는 것을 방지한다.

상기 제시된 과제는 이러한 수단을 통해 완전히 해결된다. 즉, 진공 챔버 또는 설비 내에 수용되고, 그룹 전자 부품, 트랜스포머, 모터, 베어링 및 안내 롤러 를 구성하는 공기-침투성 덮개 또는 하우징에 의해 둘러싸인 모든 설치 부재들은, 작업 압력(진공)으로부터 대기 압력으로의 플러딩 중에 소용 돌이 및 현탁된 분진 및 기타 입자들의 침투에 대해 보호된다. 가스 통과로 인해 보다 서서히 감소하는 설치 부재들 내의 진공은 유사 세정 수단 및 이물질의 침입에 대한 버퍼이다.

본 발명의 추가적인 실시 과정 중에, 다음에 기재된 각각의 내용 및 그 내용들의 조합에 의해 본 발명이 보다 바람직해진다.

- 덮개들이 중공 롤러들 또는 롤러 세그먼트를 포함하고, 상기 롤러들 또는 롤러 세그먼트 내에는 내측 레이스(race) 및 외측 레이스를 구비한 롤러 베어링이 위치되고 가스가 내측 레이스와 외측 레이스 사이의 환형 갭을 통해 송풍되거나,

- 진공 챔버의 전체 플러딩 프로세스 중에, 가스가 상기 덮개를 통해 안내된다.

이하에는, 본 발명의 청구 대상의 실시예를 설명하며, 그 작동 기구 및 이점들에 대해서는 도 1 및 도 2 를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1 은 익스펜더 롤러 장치(1)를 도시하며, 그 장치는 두개의 장착부(2, 3)에 의해 진공 챔버(V)의 두개의 평행 수직 챔버 벽(4, 5)의 내측부상에 유지된다. 롤러 장치의 온도 변화 및/또는 챔버 벽(4, 5)에서의 압력 변화에 의해 발생할 수 있는 위치 편차(원문은 보상)는 슬라이딩 안내부(6)를 통해 보상된다.

익스펜더 롤러 장치(1)는 두개의 튜브형 지지 본체(7, 8)를 포함하며, 상기 벽에서 멀리 떨어진 튜브형 지지 본체의 단부들은 커플링 부재(9)에 의해 중앙 평면(E-E)내에서 서로 연결되어 위치가 고정된다. 이러한 지지 본체(7, 8)상에는 두 그룹(10, 11)이 지지되며, 회전 대칭 표면(12a)을 가지는 7개의 롤러 세그먼트(12)의 각각은 원형 절두원추형 면들로 전개되고 서로 직렬로 단차 없이 정렬된다. 각 그룹(10 또는 11)내의 상단 표면의 특히 작은 둘레 원은 중심 평면(E-E)을 향해 배향된다. 베이스 표면의 특히 큰 둘레 원은 각 그룹(10 또는 11)내에서 챔버 벽(4 또는 5)을 향해서 각각 배향된다. 도 1 의 상부에 표시된 쉘 라인(shell line)(M1, M2)은 선형적으로 정렬되고 웨브(도시되지 않음)를 위한 공통의 하강 라인을 형성한다. 이것은 양 그룹(10 및 11)의 축선(A1 및 A2)이 예각, 예를 들어 0.8 도를 형성하는 것을 전제로 한다.

지지 본체(7, 8)는 동심적인 종방향 보어(14 또는 15)를 각각 가지며, 상기 보어로부터 방사상 보어(16)들이 각 롤러 베어링까지 연장하며, 비록 도 2 에는 롤러 세그먼트(12)의 우측 그룹(11)에 대해서만 상세히 도시하였으나, 이는 좌측 그룹(10)에도 적용될 것이다. 우측 종방향 보어(15)는 마찬가지로 중공 상태인 튜브형 피스(17)까지 연장하며, 그 피스는 측방향 연결 부재(17a)를 구비한다. 이는 다음에서 보다 상세히 설명된다.

웨브를 교환하여야 한다면, 진공 챔버는 대기압까지 플러딩되어야 하며, 이는 시간절약을 위해 큰 단면적의 플러딩 밸브를 통해 실시된다. 이러한 밸브가 분진 필터를 구비하더라도, 강력한 공기 흐름은 소정 위치에 안착되어 있던 분진을 소용돌이치게 할 수 있다. 이러한 분진은 익스펜더 롤러 장치 내로 침투하는 경향이 있고 베어링을 막음으로써, 익스펜더 롤러 장치를 보다 자주 분해하고 청소하게 만든다. 특히 위험한 것은 웨브를 아연으로 코팅하는 중에 발생하는 아연 분진의 형성이다. 산소가 존재할 때 이러한 아연 분진은 아연 산화물을 형성하고, 그 아연 산화물은 설치된 부재들의 하우징 및 갭 내에 그리고 베어링 내에 안착하게 된다.

이는 본 발명에 의해 다음과 같은 방식으로 상쇄될 수 있다. 중단 상태 이전에, 즉 진공 챔버의 개방 및 환기를 시작하기 전에 소량의 주변 공기(18)가 필터(19), 윤활제 공급원(20)(예를 들어, 오일 분무기), 셋팅 또는 도징밸브(dosing valve)(21) 및 연결 부재(17a)로의 라인(22)을 통해 공급된다. 이러한 소량은 다음의 웨브 처리 사이클을 위해 필요한 적량이다. 오일 미스트를 위한 이러한 유동 경로들 중 하나는 도 2 에 라인(23)으로 표시되어 있다. 압력 및 도징(dosing)은 서로 매칭되어, 오일의 적어도 대부분이 롤러 베어링 내에 잔류한다.

이는 다음과 같은 추가적인 이점을 가진다. 즉, 챔버의 플러딩 중에 익스펜더롤러 장치로 공급되는 공기는 분진 및 기타 입자들이 익스펜더 롤러 장치 내로 침투하는 것을 방지한다. 이러한 플러딩의 과정 중에, 윤활제 첨가 역시 중단될 수 있고 또는 윤활제 공급원이 우회될 수 있다.

필터(19)의 뒤쪽은 진공 챔버(V)내의 설치된 두 개의 부재(13, 13a)로 연결된 분지 라인(22a)에 연결된다. 공기량의 조정은 펌프(도시되지 않음)를 통해서 또는 조정 밸브(도시되지 않음)를 통해서, 또는 유동 제한기를 통해서 이루어질 수 있다.

전술한 참조부호들을 적용하면, 도 2 는 다음을 나타낸다. 커플링 부재(9)는 두 개의 편평한 측면(9b 및 9c)을 구비한 환형 플랜지(9a)로 구성되며, 상기 각각의 측면으로부터 수직 방향의 하나의 나사식 연결 피팅(9d 및 9e)이 돌출한다. 상 기 측면(9b 및 9c)은 축선(A1 및 A2)에 대해 동일한 예각 예를 들어, 0.8 도를 형성한다. 나사식 연결 피팅(9d 및 9e)상에는 상기 측면(9b 및 9c)상의 정지부까지 튜브형 지지 본체(7 및 8)가 나사식으로 끼워진다. 그에 따라, 롤러 세그먼트(12)의 두 그룹(10 및 11) 및 쉘 라인(M1 및 M2)의 선형 정렬을 위해, 커플링 부재(9)와 지지 본체(7 및 8)의 조립체는 위치적인 고정부 및 휘어짐에 대해 저항하는 베어링 유닛을 형성한다. 커플링 부재(9)는 종방향 보어(14 및 15)의 연결을 위한 관통-보어(9f)를 구비한다.

커플링 부재(9)와 지지 본체(7 및 8)의 상기 조립체상에는, 내측 레이스(race)(24a) 및 외측 레이스(24b)를 가지는 일련의 롤러 베어링(24) 장치, 작은 외경의 천공된 스페이서 링(25) 및 보다 큰 외경의 비천공형 스페이서 링(26)이 양 단부로부터 슬라이딩되며, 너트(27 및 28)에 의해 서로에 대해 조여진다(도 1 참조). 각 경우에, 두 개의 롤러 베어링(24)상에는 롤러 세그먼트(12)가 지지됨으로써, 그 세그먼트들은 특히 내측 플랜지(12b)에 의해서 확실하게 변위되지 않으며, 상기 내측 플랜지는 방사상 내측을 향하고 롤러 베어링(24)의 외측 레이스(24b)상에 측면이 접하고 있다. 스페이서 링(26)의 내경은 별도로 하고, 그 측벽들은 외측을 향해 단계적으로 후퇴되고 외경은 외측 레이스(24b)의 외경 보다 작아서, 고정형 스페이서 링(26)의 외측 둘레가 인접 회전 구조 부분, 특히 롤러 세그먼트(12)와의 접촉이 불가능하다.

롤러 세그먼트(12)들 사이에 예를 들어 0.2mm 폭의 환형 갭(29)이 형성되도록 축방향 크기가 결정된다.

그에 따라, 각 롤러 세그먼트(12)들 사이의 상대적인 회전 운동이 가능해진다. 커플링 부재(9)에 인접하여 두개의 서로 인접한 두 그룹(10, 11)의 롤러 세그먼트(12)의 반대로 배치된 가상의 고정 점들을 참조하면, 커플링 부재(9)에 인접한 갭(30)의 폭이 회전 중에 요동하도록, 예를 들어 0.89 mm(도 2 의 하부)와 1.53mm(도 2 의 상부) 사이에서 주기적으로 요동하도록 상기 고정점들이 이동한다. 쉘 라인(M1 및 M2)의 선형 정렬은 롤러 세그먼트의 회전 중에도 변화되지 않고 유지된다. 여기서, 브릿지-형 구조화를 통해, 쉘 라인(M1 및 M2)에 인접한 롤러 세그먼트(12)의 원주방향 속도가 커플링 부재(9)의 양측에서 서로 동일하다는 것이 중요하다.

작동 중에, 커플링 부재(9)와 지지 본체(7 및 8)의 조립체의 브릿지 형성으로 인해 양 그룹(10 및 11)의 롤러 세그먼트(12)가 동일한 원주방향 속도로 회전하며, 그에 따라 원뿔형 롤러 세그먼트(12)상에서 원주방향을 따른 웨브의 슬립 및 마찰 이동이 최소로 감소된다. 이러한 국부적인 슬립 및 마찰 이동은 익스펜더 롤러 장치의 단위 길이 당 롤러 세그먼트(12)의 수를 증대시키면 더욱 감소된다.

지지 본체(7 및 8)에 대해 롤러 세그먼트(12) 및 그들의 롤러 베어링(24) 그리고 스페이서 링(25 및 26)을 일렬로 배치함으로써, 하나의 연속적인 중간 공간(34)이 각각 형성되며, 그 중간 공간은 가스의 도입 중에서 바람이 일지 않고 유지된다.

* 도면 부호의 설명 *

1 : 익스펜더 롤러 장치

2 : 장착부

3 : 장착부

4 : 챔버 벽

5 : 챔버 벽

6 : 슬라이드 안내부

7 : 지지 본체

8 : 지지 본체

9 : 커플링 부재

9a : 환형 플랜지

9b : 측면

9c : 측면

9d : 나사형 연결 피팅

9e : 나사형 연결 피팅

9f : 관통구

10 : 그룹

11 : 그룹

12 : 롤러 세그먼트

12a : 표면

12b : 내측 플랜지

13 : 설치 부재

13a : 설치 부재

14 : 종방향 보어

15 : 종방향 보어

16 : 보어

17 : 튜브형 단편

17a : 연결 부재

18 : 주변 공기

19 : 필터

20 : 윤활제 공급원

21 : 셋팅 또는 투입 밸브

22 : 라인

22a : 분지 라인

23 : 라인

24 : 롤러 베어링

24a : 내측 레이스

24b : 외측 레이스

25 : 스페이서 링

26 : 스페이서 링

27 : 너트

28 : 너트

29 : 환형 갭

30 : 갭

34 : 중간 공간

A1 : 축선

A2 : 축선

E-E : 중앙 평면

L : 하강 라인

M1 : 쉘 라인

M2 : 쉘 라인

"s" : 갭 폭

V : 진공 챔버

본 발명에 따르면, 진공 챔버 또는 설비 내에 위치되고 그룹 전자 부품, 트랜스포머, 모터, 베어링 및 안내 롤러에 수반하는 공기-침투성 덮개 또는 하우징에 의해 둘러싸인 모든 설치 부재들을 작업 압력(진공)으로부터 대기 압력으로 플러딩하는 동안, 소용돌이의 침입 및 현탁된 분진 및 기타 입자들로부터 보호한다.

Claims

작동 압력과 대기 압력 사이의 압력 변화 상태에서 진공 설비를 작동하는 방법으로서, 상기 진공 챔버(V)는 그룹 전자 부품, 트랜스포머, 모터, 롤러 베어링 및 안내 롤러로부터의 설치 부재(12, 13, 13a, 24)를 포함하며, 상기 설치 부재는 통기가능한 덮개를 구비하며, 상기 안내 롤러(12)는 롤러 베어링(24)을 구비하며, 상기 롤러 베어링은 지지 본체(7, 8) 상에서 상기 덮개 내에 유지되는 진공 설비 작동 방법에 있어서, 진공 챔버(V)의 플러딩에 앞서서, 가스가 상기 덮개 내로 도입되며, 이를 통해 그룹 분진 및 기타 입자로부터의 고체 본체가 덮개로부터 송풍되며, 상기 고체 본체가 덮개 내로 침투하는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 진공 설비 작동 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 덮개들은 중공 롤러들 또는 롤러 세그먼트(12)를 포함하고, 상기 롤러들 또는 롤러 세그먼트 내에는 내측 레이스(24a) 및 외측 레이스(24b)를 구비한 롤러 베어링(24)이 위치되고, 가스가 내측 레이스(24a)와 외측 레이스(24b) 사이의 환형 갭을 통해 송풍되는 것을 특징으로 하는 진공 설비 작동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공 챔버(v)의 전체 플러딩 프로세스 중에, 가스가 상기 덮개를 통해 안내되는 것을 특징으로 하는 진공 설비 작동 방법.
제1항에 있어서, 상기 공기의 공급량이 조정되는 것을 특징으로 하는 진공 설비 작동 방법.