DE10201956C1 - Schiebe-Dreh-Durchführung - Google Patents

Abstract

Die bekannten Schiebe-Dreh-Durchführungen sind mit den Bewegungen angepassten Lagern ausgerüstet, wobei Schmiermittel zum Einsatz kommen. Diese haben den Nachteil, dass sie das Vakuum negativ beeinflussen, Verschleiß durch anhaftende Staubpartikel erhöhen und die Reibung verschlechtern. DOLLAR A Erfindungsgemäß besteht die Durchführung aus zwei Teilen, einem kardanischen Gleitlager und einer zweistufigen Dichtung. Das kardanische Lager ist so ausgebildet, dass zwischen der Lagerbuchse und der Schubstange ein Luftpolster vorhanden ist. Der andere Teil, der am Rezipienten angeflanscht ist, besteht aus einem beweglichen Dichtkörper mit die Schubstange umschließenden Dichtelementen. Zwischen dem Lagerkörper und dem Dichtkörper ist ein Federbalg angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiebe-Dreh-Durchführung für Vakuum-Anlagen, insbesondere von Beschichtungsanlagen. Die Schiebe-Dreh-Durchführung dient dazu, um von außerhalb des Rezipienten eine Bewegung eines Substrates oder eines beliebigen Bauteils im Rezipienten durchzuführen.

Es sind eine Vielzahl von Schiebe-Dreh-Durchführungen und auch Dreh- oder Schiebedurchführungen bekannt, die im Wesentlichen aus einer Schubstange bestehen, die mittels einer üblichen Vakuumdurchführung im Rezipienten eine Dreh- und/oder Schiebebewegung ausführen. Zur Unterstützung sind außerhalb und/oder auch im Rezipienten Lager angeordnet. Werden mit der Schiebe-Dreh-Durchführung große und schwere Teile im Rezipienten bewegt, so sind aufwendige Lager erforderlich, um ein Durchbiegen der Schubstange zu verhindern, was den Druck in den Lagern erhöht.

Jedes Lager, ob in der Wand des Rezipienten oder auch im Rezipienten, erfordert eine Schmierung. Diese Schmierung erfordert ein besonderes im Vakuum geeignetes Schmiermittel, aber es ist nicht zu verhindern, dass besonders bei der Schiebebewegung die mit Schmiermittel bewegte Oberfläche im Rezipienten mit Staubpartikeln kontaminiert, was zum Verschleiß der Dichtungen führt. Außerdem stört das Schmiermittel den Vakuumprozess.

Es ist auch bekannt, die Bewegung des Substrats im Rezipienten auf Gleitschienen und einer fahrbaren Einrichtung durchzuführen, aber auch dabei sind Schmiermittel einzusetzen, die sich auf das Vakuum nachteilig auswirken. Im Allgemeinen sind die Vakuumdichtungen auch nicht ölfrei.

Insgesamt ist festzustellen, dass die bekannten Schiebe-Dreh-Durchführungen, selbst bei hohem mechanischem Aufwand den Nachteil haben, dass entweder das Schmiermittel das Vakuum negativ beeinflusst und den Verschleiß durch anhaftende Staubpartikel erhöht, oder Durchführungen ohne Schmiermittel eine höhere Reibung verursachen und damit auch den Verschleiß erhöhen.

Es ist eine Schiebe-Dreh-Durchführung (Schaftlager) bekannt, die eine Schiebe/Drehbewegung einer Schubstange, von außerhalb des Vakuums in einen Rezipienten überträgt. Diese Schubstange ist in zwei Lagern geführt, wobei das mit dem Rezipienten verbundene Lager aus einem feststehenden Stator besteht, in dessen Raum zwischen Schubstange und Lager eine magnetisierbare Emulsion als Dichtmittel eingebracht ist. Das andere Lager bildet ein Dichtring, der auf der Schubstange angeordnet ist und mittels eines Balges mit dem Stator verbunden ist. Ein Mitnehmer an der Schubstange begrenzt den Weg dieser in einer im Stator befindlichen Nut (DE 199 00 807 A1)

Diese Lösung hat den Nachteil, dass die axiale Bewegung der Schubstange begrenzt ist. Zur Dichtung wird ein Schmiermittel verwendet, welches wie bei anderen Lösungen das Vakuum negativ beeinflusst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schiebe-Dreh-Durchführung zu schaffen, die eine hohe Standzeit durch sehr geringen Verschleiß aufweist, die ohne Schmiermittel arbeitet, geringe Reibung hat und für große und schwere Substrate oder Bauteile im Rezipienten geeignet ist, um diese in ihm zu bewegen und positionieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. In den Ansprüchen 2 und 3 sind vorteilhafte Ausgestaltungen beschrieben.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Durchführung aus zwei Teilen besteht, in denen die Schubstange gelagert ist. Beide Teile sind miteinander verbunden und bilden eine Einheit. In dem einen Teil, welches unmittelbar am Rezipienten befestigt ist erfolgt die vakuumdichte Lagerung und im daran angeordneten Teil die kardanische Lagerung.

Der letztgenannte Teil des Lagers ist ein Gleitlager, das mit einem Werkstoff guter Notlaufeigenschaften, z. B. PTFE ausgekleidet ist. Der innere Durchmesser des Lagers ist so gewählt, dass zwischen diesem und dem äußeren Durchmesser der Schubstange ein sehr kleiner Spalt besteht. In diesem Spalt wird mit einen Überdruck von ca. 6 bar Luft gedrückt, so dass die Schubstange auf einem Luftpolster bewegt wird.

Damit sich das Luftkissen immer gleichmäßig ausbilden kann ist die Lagerschale kardanisch gelagert.

Um die nicht zu verhindernde Durchbiegung und axialen Abweichungen der Schubstange auszugleichen und die Dichtung zum Rezipienten zu gewährleisten, ist der am Rezipienten angeflanschte Teil des Lagers derart ausgebildet, dass ein metallischer Dichtkörper die Schubstange umschließend mit darin eingelagerten elastischen Vakuumdichtelementen in Grenzen beweglich, in einem Lagerkörper, der mit dem eigentlichen feststehendem Lagerflansch fest verbunden ist, gelagert. Zwischen dem entsprechend ausgebildeten Lagerkörper und einem an den Lagerkörper geometrisch angepassten Dichtkörper ist ein Federbalg angeordnet.

Der zwischen dem Dichtkörper und der Schubstange und den beiden Vakuumdichtelemente zwangsläufig vorhandene Hohlraum ist über eine Leitung mit der Vakuumpumpe verbunden, um die eintretende Luft abzusaugen. Diese Leitung ist an dem Lagerkörper angeschlossen.

Durch diesen frei beweglichen Dichtkörper wird die von dem Gewicht der im Rezipienten zu bewegenden Teile auftretende Durchbiegung und axialen Abweichungen der Schubstange der Schiebe-Dreh-Durchführung aufgenommen, ohne dass störende Kräfte auf das Lager wirken.

Diese mehrstufige Dichtung hat den Vorteil, dass die Durchführung selbst bei Durchbiegung der Schubstange vakuumdicht ist und das Lager in der Dichtung eine sehr geringe Haft- und Gleitreibung aufweist, wodurch der Verschleiß äußerst gering ist. Außerdem arbeitet diese Dichtung ohne Schmiermittel.

Das eigentliche Grundprinzip besteht darin, dass der eine Teil der Dichtung mit einem Luftpolster, d. h. mit Überdruck, arbeitet und der andere Teil beweglich gelagert ist und an ein Vakuumsystem angeschlossen ist.

Diese Schiebe-Dreh-Durchführung hat den Vorteil, dass durch das zweiteilige Lager in dem äußeren dem Rezipienten abgewandten Teil die Schubstange kardanisch gelagert ist und in dem anderen Teil die zwangsläufig auftretende Durchbiegung und axialen Abweichungen der Schubstange gefolgt wird, ohne die Dichtwirkung zum Rezipienten zu beeinflussen. Somit wirkt sich eine Durchbiegung und axialen Abweichungen der Schubstange auf die gesamte Durchführung nicht aus.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher beschrieben.

Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schiebe-Dreh-Durchführung im Längsschnitt.

An einen Rezipienten 1 ist in bekannter Weise ein Flansch 2 angebracht, an dem die Schiebe-Dreh-Durchführung montiert ist, die aus zwei Lagerteilen 3 und 4 besteht. Das Lagerteil 3 der Durchführung ist ein Gleitlager 5, in dem eine Lagerbuchse 6 aus PTFE eingesetzt ist, in der sich die Schubstange 7 bewegt. Zwischen der Schubstange 7 und der Lagerbuchse 6 ist ein geringer Spalt 8, in den über eine Leitung 9 Luft höheren Druckes zugeführt wird, so dass ein Luftpolster entsteht.

Das Lagerteil 3 ist über ein Kreuzgelenk 10 an dem Flansch 2 kardanisch befestigt. Durch den mit Luft gefüllten Spalt 8 ist die Schubstange 7 radial und linear reibungsarm beweglich.

Das Lagerteil 4, ist an den Flansch 2 angeflanscht und besteht aus dem Lagerkörper 11 an dem mit entsprechendem Spiel zur allseitigen radialen Bewegung ein Gleitring 12 angeordnet ist. Dieser Gleitring 12 ist mit dem Dichtkörper 13 fest verbunden. Der Dichtkörper 13 besitzt zur Schubstange 7 bekannte Dichtelemente 14, die die Schubstange 7 vakuumdicht umschließen.

Der Dichtkörper 13 und der Lagerkörper 11 sind so gestaltet, dass zwischen beiden ein Federbalg 15 so angeordnet ist, dass der Dichtkörper 13 beweglich ist, d. h. einer Durchbiegung oder axialer Abweichung der Schubstange 7 nachgibt, und dabei gegen den Dichtkörper 11 abdichtet.

Die Dichtelemente 14 sind doppelt ausgeführt und hintereinander im Lagerkörper 11 angeordnet. Der Zwischenraum beider Dichtelemente 14 ist über eine Leitung 16 mit einem Vakuumerzeuger zum Absaugen der eindringenden Luft angeschlossen.

Claims (3)

1. Schiebe-Dreh-Durchführung für Vakuumanlagen, bestehend aus einer rotationssymmetrischen Schubstange, die in den Rezipienten reicht und außerhalb dieses mit einem dem durchzuführenden Prozess angepassten Antrieb verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (7) in einem zweiteiligen Lager, dem Lagerteil (3) und dem Lagerteil (4), die miteinander verbunden sind, geführt ist, dass in dem Lagerteil (3), der zum Antrieb gerichtet ist, eine Lagerbuchse (6) aus einem Material mit guten Notlaufeigenschaften eingebracht ist, deren innerer Durchmesser geringfügig größer als der äußere Durchmesser der Schubstange (7) ist und in dem sich bildenden Spalt (8) durch Überdruck ein Luftposter erzeugt wird, dass das Lagerteil (3) mit einer Lagerbuchse (6) kardanisch gelagert ist, dass das an dem Lagerteil (3) fest verbundene Lagerteil (4), an dem Rezipienten (1) angeflanscht ist, dass in dem Lagerteil (4) ein Lagerkörper (11) fest angeordnet ist, in dem geringfügig beweglich ein Dichtkörper (13) mit eingelagerten Dichtelementen (14) die Schubstange (7) umschließend angeordnet ist, dass zwischen dem Dichtkörper (13) und dem Lagerkörper (11) ein Federbalg (15) angeordnet ist, und dass der Zwischenraum, der durch den Dichtkörper (13) und den beiden Dichtelementen (14) gebildet wird, über eine Leitung (16) mit einem Vakuumerzeuger verbunden ist.

2. Schiebe-Dreh-Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (13) aus Metall ist und in diesem ein Formkörper aus einem nichtmetallischen Werkstoff angeordnet ist, in dem die Dichtelemente (14) eingesetzt sind.

3. Schiebe-Dreh-Durchführung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (6) im Gleitlager (5) aus PTFE ist.