DE112005002148B4 - Method and apparatus for transporting long length objects through a vacuum chamber - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Transportieren von Objekten langer Länge (6) durch eine Vakuumkammer (5) einschließlich des Transports eines Objekts langer Länge (6) durch eine Eingangsdichtungseinheit, eine Vakuumkammer (5) und eine Ausgangsdichtungseinheit aus der Vakuumkammer (5), dadurch gekennzeichnet, dass als Dichtungsmaterial (2) monolithisches Material verwendet wird, welches Spannkraft und Elastizität unter Druck besitzt und so ausgewählt und gestaltet ist, dass es an seiner stationären Kontaktoberfläche zum bewegten Objekt (6) laufend verbraucht wird, und dass es im Laufe seines Verbrauchs den Eingangs- und Ausgangsdichtungseinheiten (1) unter einem Druck zugeführt wird, welcher unter Gleitkontakt mit dem Dichtungsmaterial (2) den Transport eines Objekts langer Länge (6) durch die Vakuumkammer (5) ohne Aufhebung des Vakuums ermöglicht, Abfall-Dichtungsmaterial (2, 8) von der Oberfläche des Objekts langer Länge (6), aus der Vakuumkammer (5), aus dem Hohlraum hinter der Eingangsdichtungseinheit (1) und aus dem Hohlraum vor der Ausgangsdichtungseinheit (1) entfernt wird, und Dichtungsmaterial (2) im Verlauf seines Verbrauchs laufend nachgeführt und ergänzt wird.A method of transporting long length objects (6) through a vacuum chamber (5) including transporting a long length object (6) through an input seal unit, a vacuum chamber (5) and an output seal unit from the vacuum chamber (5), characterized in that Sealing material (2) monolithic material is used, which has compressive force and elasticity under pressure and is selected and designed so that it is continuously consumed at its stationary contact surface to the moving object (6), and that in the course of its consumption the input and Starting sealing units (1) is supplied under a pressure which allows the transport of a long-length object (6) through the vacuum chamber (5) without lifting the vacuum under sliding contact with the sealing material (2), waste sealing material (2, 8) of the Surface of the object of long length (6), from the vacuum chamber (5), from the cavity behind the entrance processing unit (1) and from the cavity in front of the outlet sealing unit (1) is removed, and sealing material (2) continuously tracked and supplemented in the course of its consumption.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Transportieren von Objekten langer Länge durch eine Vakuumkammer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 6.The invention relates to a method and a device for transporting objects of long length through a vacuum chamber according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Verfahren zum Einsetzen von Objekten in eine Vakuumkammer und Vorrichtungen zur Ausführung eines solchen Einsetzens sind vielfach bekannt, beispielsweise aus den Dokumenten
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus dem Dokument
Gemäß dem bekannten Verfahren wird das Abziehen des Drahts durch Abwickeln der Drahtspule, Zusammenschweißen der nacheinander eingeführten Drahtenden zum Leeren der Spulen, Einsetzen des Drahts in das Dichtungseingangssegment der Vakuumkammer, Bewegen des Drahts durch die Zone einer Vakuumbogenentladung zwischen der Elektrodenanordnung und dem Draht, und Entfernen des abgezogenen Drahts aus der Kammer ohne Aufheben des Vakuums durchgeführt.According to the known method, stripping the wire by unwinding the wire spool, welding together the successively inserted wire ends to empty the spools, inserting the wire into the sealing inlet segment of the vacuum chamber, moving the wire through the zone of vacuum arc discharge between the electrode assembly and the wire, and removing of the withdrawn wire from the chamber without releasing the vacuum performed.
All vorstehend angesprochenen, bekannten Verfahren sind dazu vorgesehen, Rollrückstände (calx) und Rost von dem Stab bzw. der Stange und dem Draht abzuziehen (zu verarbeiten). Eine Technologie einer Wärmebehandlung durch Glühen oder Oberflächentemperieren in Vakuum ist kürzlich entworfen worden.All of the aforementioned known methods are intended to strip (process) rolling debris (calx) and rust from the rod or rod and wire. A technology of heat treatment by annealing or surface tempering in vacuum has recently been devised.
Heutige Verfahren zum Abdichten des Eingangs und des Ausgangs von Objekten (Produkten) langer Länge in und aus eine(r) Vakuumkammer arbeiten in der Praxis schlecht. Ihr Hauptnachteil ist eine kurze Arbeitsdauer aufgrund einer sehr hohen Rate eines Verbrauchs von Dichtungsmaterial, falls die Härte eines solchen Dichtungsmaterials geringer als diejenige von Oxiden und von Stangen- oder Drahtmaterial ist. Falls die Härte des Materials einer Dichtungseinheit höher als diejenige von Oxiden und der Stange oder des Drahts ist, treten Grat- bzw. Riefenbildung bzw. Festfressen auf, welche die Stange oder den Draht zerreissen und den Prozess des Drahtabziehens unterbrechen. In diesem Fall muss der Prozess des Draht- oder Stangenabziehens vollständig angehalten werden, um die beschädigten Dichtungseinheiten zu ersetzen oder den Bruch zu beseitigen, was zu einem zusätzlichen Verbrauch von Zeit und Material und demzufolge einem geringeren Ertrag an abgezogenem Draht oder an abgezogener Stange führt.Today's methods of sealing the entrance and exit of long length objects into and out of a vacuum chamber are poorly performing in practice. Their main drawback is a short working life due to a very high rate of consumption of sealing material if the hardness of such a sealing material is lower than that of oxides and rod or wire material. If the hardness of the material of a seal unit is higher than that of oxides and the rod or wire, burrs occur which rupture the rod or wire and disrupt the process of wire stripping. In this case, the wire or bar peel process must be completely stopped to replace the damaged seal units or to eliminate the breakage, resulting in additional consumption of time and material and, consequently, a reduced yield of withdrawn wire or drawn bar.
Im übrigen wird das bekannte Verfahren nur zur Verarbeitung von Draht in der Vakuumkammer verwendet, ermöglicht aber nicht die Beschickung und Entnahme anderer Farmen von Objekten langer Länge wie etwa eines Metallbandes und anderer Arten aufgerollten Materials.Incidentally, the known method is used only for processing wire in the vacuum chamber, but does not allow the loading and unloading of other long-length objects such as a metal strip and other types of rolled material.
Es ist auch zu erwähnen, dass die Entwicklung von Dichtungseinheiten für Eingabe und Ausgabe von Objekten langer Länge in die und aus der Vakuumkammer eine komplizierte originär technische Aufgabe ist, deren Lösung die Auswahl Von teurem Material hoher Qualität und geeigneter Verfahren zu deren Erhaltung bei Verwendung über lange Zeiträume betrifft.It should also be noted that the development of sealing units for input and output of long-length objects in and out of the vacuum chamber is a complex original technical problem, the solution of which is the selection of expensive high quality material and suitable methods of preserving it when in use long periods of time.
In dem Dokument
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Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Bereich von Möglichkeiten des Verfahrens auszuweiten und Eingabe und Ausgabe von Objekten langer Lange in die und aus der Vakuumkammer zu ermöglichen, die Effizienz ihrer Verarbeitung zu erhöhen und die Standzeit von Dichtungseinheiten auf der Grundlage dieses Verfahrens zur Verarbeitung von Objekten langer Länge zu erhöhen.The technical object of the invention is to expand the range of possibilities of the method and to allow input and output of long-length objects in and out of the vacuum chamber, to increase the efficiency of their processing and the life of sealing units based on this method of processing of long-length objects.
Die gestellte Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Anspruch 6 gelöst.The stated object is achieved by the method according to
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Das Dichtungsmaterial kann als zusammenhängender Block vorliegen, oder auch in Partikelform, wobei es in diesem Fall vorab auf Partikelgröße reduziert wird, welche die Größe eines Spalts zwischen dem zu transportierenden Objekt langer Länge und dem Körper der Dichtungseinheit übersteigt.The sealing material may be present as a contiguous block, or else in particulate form, in which case it is in advance reduced to particle size that exceeds the size of a gap between the long-length object to be transported and the body of the sealing unit.
Vorzugsweise wird die Härte des Dichtungsmaterials erhöht, bevor es in Körper der Dichtungseinheiten befördert wird.Preferably, the hardness of the sealing material is increased before it is carried in the body of the sealing units.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das zu transportierende Objekt langer Länge geschmiert, bevor es in die Dichtungseinheiten eintritt.According to a further advantageous embodiment of the method, the long-length object to be transported is lubricated before it enters the sealing units.
Verbrauchtes Dichtungsmaterial kann mehrere Male wiederverwendet werden, nachdem es wiederaufbereitet wurde.Used sealing material can be reused several times after it has been recycled.
Zur Steigerung der Zuverlässigkeit und der Lebensdauer der Vorrichtung zur Vakuumbogenverarbeitung von Produkten langer Länge können an dem Eingang und dem Ausgang mehrere Dichtungseinheiten nacheinander eingebaut sein. In diesem Fall sind die Spalte zwischen Dichtungseinheiten abgedichtet, und abfallendes Dichtungsmaterial wird ständig aus den Spalten zwischen den Dichtungseinheiten von der Oberfläche des zu transportierenden Objekts langer Länge und aus der Vakuumkammer entfernt. Dieses Dichtungsmaterial kann in Abhängigkeit von seinen Eigenschaften mehrfach wiederverwendet werden.To increase the reliability and life of the long-length product vacuum arc processing apparatus, a plurality of seal units may be sequentially installed at the entrance and exit. In this case, the gaps between sealing units are sealed, and sloping sealing material is constantly removed from the gaps between the sealing units from the surface of the long-length object to be transported and from the vacuum chamber. This sealing material can be reused several times depending on its properties.
Das Dichtungsmaterial kann einstückig (Schnur bzw. Strang, Platte, etc.) oder in der Form zerkleinerter Partikel oder Fasern vorliegen, oder es kann ursprünglich gasförmig oder flüssig sein, aber vor Beförderung in den Gehäusekörper einer Dichtungseinheit gehärtet werden, wie es in der Fundstelle Physical Encyclopaedia, Moskau, Academic Publishing House „Comprehensive Russian Encyclopaedia”, 1995, Seite 506 beschrieben wird. Die Härte des Dichtungsmaterials wird mittels Kühlung, Polymerisation, Vulkanisierung oder Zusatz von Zusatzstoffen etc. erhöht, was in der Vorrichtung zur Erhöhung der Härte des Dichtungsmaterials durchgeführt wird.The sealing material may be in one piece (string, plate, etc.) or in the form of shredded particles or fibers, or it may be originally gaseous or liquid, but hardened prior to transport into the housing body of a sealing unit, as in the reference Physical Encyclopaedia, Moscow, Academic Publishing House "Comprehensive Russian Encyclopaedia", 1995, page 506. The hardness of the sealing material is increased by means of cooling, polymerization, vulcanization or addition of additives, etc., which is carried out in the apparatus for increasing the hardness of the sealing material.
Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Figuren dargestellt, welche Aufbauschemata von Vorrichtungen zeigen, die das vorgeschlagene Verfahren von in die Vakuumkammer eingegebenen Objekten langer Länge verwirklichen:
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Dichtungseinheitskörper.Seal unit body.
- 22
- Verbrauchbares Dichtungsmaterial.Consumable sealing material.
- 33
- Dichtungsmaterialzufuhrmechanismus.Sealing material supply mechanism.
- 44
- Dichtungsmaterialhärtungsvorrichtung.Dichtungsmaterialhärtungsvorrichtung.
- 55
- Vakuumkammer.Vacuum chamber.
- 66
- Zu transportierendes Objekt (Draht, Band etc.).Object to be transported (wire, tape, etc.).
- 77
- Abfalldichtungsmaterialsammelvorrichtung.Waste seal material collection device.
- 88th
- Abfall-Dichtungsmaterial.Drop-sealing material.
- 99
- Vorrichtung zum Entfernen des Dichtungsmaterials von dem zu transportierenden Objekt.Device for removing the sealing material from the object to be transported.
- 1010
- Schleusenkammer zur Entfernung des abfallenden Dichtungsmaterials aus der Vakuumkammer.Lock chamber for removing the sloping seal material from the vacuum chamber.
- 1111
- Zufuhrbehälter für granuliertes Dichtungsmaterial.Supply container for granulated sealing material.
- 1212
- Objektschmiereinheit.Object lubrication unit.
- 1313
- Dichtungsmaterialgranulierungsmechanismus.Dichtungsmaterialgranulierungsmechanismus.
- AA
- Spalt zwischen dem Objekt und dem Dichtungseinheitskörper.Gap between the object and the sealing unit body.
- CC
- Zufuhr von plastischem, flüssigem oder gasförmigem Dichtungsmaterial.Supply of plastic, liquid or gaseous sealing material.
Ein transportierbares bzw. zu transportierendes Objekt
Bei dem Prozess eines Verbrauchs von Dichtungsmaterial
Beim Verbrauch von granuliertem Dichtungsmaterial wird zusätzliches Material durch den Zufuhrmechanismus
Plastisches, flüssiges oder gasförmiges Dichtungsmaterial läuft durch die Dichtungsmaterialhärtungsvorrichtung
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind experimentell unter Verwendung von Test-Einrichtungen der Kapitalgesellschaft „Klaster” (St. Petersburg, Russland) bestätigt worden. Es wurden zwei Vorrichtungen geprüft – eine zum Transportieren einer Stahlstange von 6,5 mm im Durchmesser durch eine Vakuumkammer, und die andere für ein Stahlband mit einem Profil von 200 × 2,5 mm. Beide Vorrichtungen wurden gemäß dem in
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