MX2011004968A - Aparato de ignicion para fuentes de arco. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de ignición para iniciar una descarga de alta tensión de un evaporador de arco eléctrico en una instalación de recubrimiento al vacío. La ignición se realiza al cerrar y abrir mecánicamente un contacto entre el cátodo y el ánodo. El contacto se realiza mediante un vástago de ignición móvil sobre una trayectoria forzada. Gracias a la trayectoria forzada puede moverse el vástago de ignición mediante una impulsión mecánica sencilla a una posición estacionaria protegida del recubrimiento y además puede utilizarse para la ignición de un segundo objetivo.

Description

APARATO DE IGNICIÓN PARA FUENTES DE ARCO Campo de la Invención La presente invención se refiere a un dispositivo de ignición para iniciar una descarga de alta tensión de un evaporador de arco eléctrico en una instalación de recubrimiento al vacío de acuerdo con la idea principal de la reivindicación 1.

Un evaporador de arco eléctrico como el antes mencionado también llamado fuente de arco o de chispas, se utiliza para el tratamiento de piezas de trabajo al alto vacío, en especial para corroer con plasma y/o para recubrir.

Antecedentes de la Invención Dispositivos de ignición para fuentes de evaporación de arcos pueden esencialmente dividirse en 3 grupos: a) Cerrar y abrir mecánicamente un contacto entre el cátodo y el ánodo, en donde la corriente a través de una resistencia en serie se limita típicamente a aproximadamente 5A. Tal mecanismo se representa en la figura 1. Aquí mediante un movimiento de avance de 'la punta del vástago de un vástago accionador 7 entra en contacto con el cátodo 5 y con esto se cierra el circuito. En la figura 1 se muestra el circuito de forma punteada. El generador 3 se encuentra durante la marcha en vacio a una tensión de marcha en vacío de típica de 60-120 V. La corriente a través del vástago accionado 7 se limita mediante la resistencia 9 a una orden de magnitud de aproximadamente 5A. Mediante la apertura del circuito mediante por ejemplo otro movimiento, en el cual se retira la punta del vástago del cátodo, se produce una chispa en la superficie del cátodo. Este es el plasma inicial que se transmite mediante el generador 3 extremadamente dinámico. El circuito correspondiente se muestra con líneas discontinuas. b) Iniciar la descarga del arco mediante una descarga eléctrica disruptíva.

Esto por ejemplo se obtiene mediante un dispositivo de acuerdo con la figura 2. Así la descarga eléctrica disruptiva producida mediante un pulso de alta tensión de un generador de pulsos 13 produce un chisporroteo inicial sobre el objetivo 5. El circuito activado por el generador de pulso se muestra punteado. El chisporroteo inicial se continua medíante la fuente de energía de arco 3. El circuito correspondiente se muestra con líneas discontinuas. La etapa de salida de la fuente de energía del arco pór lo regular debe estar protegida del impulso de alta tensión mediante un circuito 11. c) Ignición mediante un puente conductor eléctrico.

Esto se obtiene mediante un dispositivo de acuerdo con la figura 3. Durante la operación de la fuente de arco se recubre un aislante 17 el cual se encuentra entre el ánodo y el cátodo 5. En caso de un recubrimiento de una capa conductora se coloca un puente de resistencia 15 entre el ánodo y el cátodo. Mediante un impulso de alta tensión superpuesto a la fuente de arco (de hasta 500 V) a través de esa resistencia se conduce corriente del cátodo al ánodo, que hace que la capa conductora 19 se funda localmente. Así se inicia la descarga del arco. Esta capa conductora siempre se renueva durante la operación de la fuente. En el caso de una fuente virgen el proceso se inicializa mediante una capa de placa aplicada con pincel. Este método sin embargo no funciona al evaporar capas aislantes.

Hasta ahora se describieron métodos que principalmente permitían iniciar el chisporroteo en un cátodo o en un objetivo. En el estado de la técnica se conoce un dispositivo en el cual el vástago de accionamiento además del movimiento de avance también realiza un movimiento de rotación. Medíante el movimiento de rotación puede moverse el vástago accionador de un primero objetivo a cuando menos un segundo objetivo.

Tal dispositivo se describe en el documento US6998034. Aquí se describe un vástago disparador giratorio y desplazable para accionar uno a o más fuentes de arco. En el caso del dispositivo allí descrito mediante un movimiento giratorio y de avance se cambia del objetivo 1 al objetivo N (en el ejemplo hasta cuatro objetivos). Aquí sin embargo la desventaja es que se requiere un concepto de impulsión complicado.

Por lo tanto sería deseable tener disponible un dispositivo de ingnición útil para uno o varios objetivos a base de abrir y cerrar mecánicamente un contacto el cual se produzca sin un concepto complicado.

Breve Descripción de la Invención Por lo tanto es la tarea de la presente invención el presentar un dispositivo de ignición que puede colocarse en el grupo de apertura y cierre mecánica de un contacto, que puede estar dispuesto para varios objetivos y/o durante el proceso de recubrimiento protege de un recubrimiento a la parte de contacto utilizada para la ignición. Aquí se provee un vástago accionador móvil de tal forma que un movimiento de la punta del vástago por lo esencial es posible en una trayectoria forzada, en donde la trayectoria forzada intercepta y/o interseca al objetivo que se va activar cuando menos en un punto. La punta del vástago en este caso es la parte de contacto utilizada para la ignición. De acuerdo con la invención este después de la ignición puede moverse a lo largo de la trayectoria forzada hasta una posición estacionaria alejada de la zona de acción del objetivo, de tal forma que durante el proceso de recubrimiento en lo esencial no se recubre. Ya que la punta del vástago pueden utilizarse tiempos de permanencia mayores. Además se eleva significantemente la fiabilidad de la ignición. Esto se aplica en especial para procesos en los cuales las capas aislantes y en especial las capas de óxido.

En una primera forma de realización el vástago accionado se monta en un eje giratorio el eje giratorio está colocado inclinado entre el objeto, de tal forma que durante la rotación del eje giratorio la punta del vástago se mueve a lo largo de un segmento circular, en donde el plano del segmento circular corta el plano en el cual están colocados dos objetivos.

En una segunda modalidad el vástago accionador se mueve de forma lineal a lo largo de un bastidor. El bastidor produce un descenso de la punta del vástago sobre el objetivo en cuestión, así como la elevación de la punta del vástago del objetivo .

Una tercera modalidad de la presente invención representa una combinación de la primera y la segunda modalidad. Esto es el vástago está otra vez montado en un eje giratorio. Este sin embargo está montado móvil con respecto al eje de giro de tal forma que puede rotar alrededor del eje perpendicular al eje de giro y perpendicular al eje del vástago. Esta rotación otra vez está limitada por el bastidor. Si el ej de giro gira, entonces se mueve la punta del vástago correspondientemente a la rotación predeterminada y correspondientemente a io establecido por el bastidor.

La invención se describirá con la ayuda de las figuras y de diferentes modalidades ejemplares.

Breve Descripción de las Figuras La figura 1 muestra un mecanismo para abrir y cerrar un contacto; La figura 2 muestra un mecanismo para producir una descarga; La figura 3 muestra un mecanismo de ignición mediante un puente conductor eléctrico; La figura 4 muestra una primera modalidad de' la invención; La figura 5 muestra una segunda modalidad de la invención .

La figura 6 muestra otra modalidad de la invención.

Descripción Detallada de la Invención La figura 4 muestra una primera modalidad de la invención con una parte de una cámara de vacío 21 en el segundo objetivo 23, 25 mostrado esencialmente en un primer plano. Además se muestra un dispositivo de ignición 27 con un vástago accionador 29 y una punta de vástago 31. El dispositivo de ignición presenta además un árbol 33 en el cual está colocado fijamente el vástago accionador 20. De acuerdo con la invención, el eje del árbol 33 forma con la normal de un primer plano, un ángulo diferente a cero, de tal forma que el arco de circulo en el cual se mueve la punta del vástago 31 al girar el árbol 33, se encuentra en un plano en el cual corta el plano definido por el objetivo en la zona del objetivo. Con esto puede la punta 31 del vástago accionador 29 mediante un único movimiento giratorio puede moverse de forma reversible de una superficie objetivo 23 a otra superficie objetivo 25.

Mediante el árbol inclinado 33 el vástago accionador mediante el movimiento giratorio sobre la superficio objetivo puede formar un contacto. En la forma de realización mostrada el dispositivo de ignición funciona simétricamente y por lo tanto puede utilizarse para dos fuentes de arco (objetivos) colocadas una junto a la otra. Es especialmente ventajoso que el vástago accionador 29 después de la ignición puede girarse al zenit del arco de círculo en una posición estacionaria fuera de la zona objetivo. Con esto durante la operación de recubrimiento de las fuentes de arco, el vástago accionador solo se ensucia reducidamente lo que permite un tiempo útil prolongado sin limpieza. Otra ventaja de esta modaldiad es que los puntos de accionamiento, esto es los puntos en los cuales las puntas de los vástagos 31 tocan automáticamente las superficies de los objetivos 23, 25 mediante el movimiento del vástago accionador. Al modificar las superficies objetivo, en especial mediante la erosión del objetivo debido al proceso de recubrimiento no se requiere ajustar las distancias o el movimiento de avance.

La figura 5 muestra una segunda modalidad de la presente invención. Aquí hay un vástago accionador 501 montado de forma móvil en un riel 503 de tal forma que puede moverse a lo largo de los rieles, Además el vástago accionador podría rotar alrededor del riel 503, si no estuviera el bastidor 505 que permite que el vástago accionador sobre la trayectoria forzada cuando es empujado a lo largo del riel 503. En la figura 4 se muestran también 3 objetivos 507, 509, 511. EL bastidor 505 está conformado de tal forma que al desplazar el vástago accionador 501 a lo largo del riel 503 la trayectoria de la punta del vástago toca la superficie del objetivo. El técnico puede ver que esta modalidad puede ampliarse al número deseado de objetivos. Además es ventajoso que el. vástago accionador 501 después de realizar la ignición pueda moverse a una posición estacionaria fuera de las regiones objetivo.

La figura 6 muestra otra modalidad de la presente invención que en cierta forma es una combinación de las modalidades primera y segunda. . El bastidor mencionado en la segunda modalidad aquí se ha transformado en un manguito cilindrico 601. El vástago accionador 603 puede rotarse alrededor de un eje paralelo al eje cilindrico y en esencial rotarse en el punto medio del cilindro. El vástago accionador se conduce a través del bastidor del manguito sobre una trayectoria forzada.

La invención se describió mediante ejemplos con varios objetivos. Debe observarse que el aspecto en el cual el vástago de ignición se mueve a una posición estacionaria protegida del recubrimiento, cuando se trate principalmente de poder accionar un objetivo con el vástago de ignición.

Lista de referencia 1 cámara de vacío 3 generador 5 cátodo u objetivo 7 vástago de accionamiento 9 resistencia 11 circuito de protección 13 generador de pulsos 15 puente de resistencias 17 aislante 19 capa conductora 21 parte de la cámara de vacío 23 objetivo 25 objetivo 27 dispositivo de ignición 29 vástago de accionamiento 31 punta del vástago 33 árbol 501 vástago de accionamiento 503 riel 505 bastidor 507 objetivo 509 objetivo 511 objetivo 601 manguito 603 vástago de accionamiento

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Una fuente de arco con un primer objetivo y un segundo objetivo en donde el primero y el segundo objetivo esencialmente se encuentran en un primer plano, y un dispositivo de ignición para producir una chispa en un primer objetivo y en un segundo objetivo, en la cual el dispositivo de ignición abarca un vástago accionador montado de manera móvil de tal forma que presenta los medios para mover la punta del vástago accionador hacia la superficie del primer objetivo y hacia la superficie del segundo objetivo, caracterizada porque los medios para realizar el movimiento incluyen una impulsión del grupo de las impulsiones lineales o las impulsiones giratorias y la impulsión colabora de tal forma con los medios guía que la punta del vástago durante el funcionamiento se mueve en una trayectoria forzada que intercepta y/o interseca el objetivo.

2. La fuente de arco de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los medios para realizar el movimiento incluyen un árbol cuyo eje está inclinado en relación a la normal del primer plano y el vástago accionador está colocado fijo en el árbol y la impulsión es una impulsión giratoria, la cual hace girar al árbol y la trayectoria forzada consiste de un arco de circulo cuyos extremos están en el primero y en el segundo objetivo.

3. La fuente de arco de acuerdo con la rei indicación 1, caracterizada porque los medios para realizar el movimiento incluyen un Árbol y el vastago accionador está colocado en el árbol de tal forma que la altura de la punta del vastago definida mediante la proyección perpendicular de la punta del vástago en el árbol, es variable y los medios guía están formados como bastidores que se encuentran separados radialmente del árbol y la impulsión es una impulsión giratoria.

4. La fuente de arco de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los medios para realizar el movimiento incluyen un riel en el cual el vástago de accionamiento está montado desplazable de forma lineal y los medios de conducción están formados como bastidores.

5. Fuente de arco de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la impulsión es una impulsión lineal.

6. Fuente de arco de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la impulsión es una impulsión giratoria con la cual se hace girar los rieles.

7. Un dispositivo para tratar piezas de trabajo al vació con una fuente de arco de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.

8. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7 que es una instalación de recubrimiento.

9. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7 que es una instalación de corrosión por plasma.