DE10201956C1

DE10201956C1 - Sliding and rotating penetration for vacuum plant, includes double bearing- and sealing assembly, with air cushion and extracted seal interspace

Info

Publication number: DE10201956C1
Application number: DE2002101956
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Heinrich; Karl-Heinz Helling
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority date: 2002-01-19
Filing date: 2002-01-19
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2022-01-20

Abstract

The thrust rod (7) is guided by a two-part bearing (3, 4). In the first part (3), designed for rotary drive, the bearing bush insert (6) is made of a material with good emergency running characteristics. Its internal diameter slightly exceeds the outer diameter of the thrust rod (7). In the gap (8) between them, excess pressure sets up an air cushion. The first part (3) of the bearing and its bush (6), are carried in universal bearings. The second part (4) is flanged to the vacuum chamber (1). It includes bearing- (11) and seal- (13) sections, the latter able to move slightly. The seal section has inlaid seals (14) around the thrust rod (7). Between the seal- and bearing sections a resilient bellows (15) is located. The intermediate space formed by the seals is connected by a line (16) to the vacuum chamber.

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.The invention relates to a slide-turn implementation for vacuum systems, especially of coating systems. The slide-turn bushing is used to in order to move a substrate or one from outside the recipient any component in the recipient.

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.There are a large number of sliding and rotating bushings and also rotary or Sliding bushings are known, which essentially consist of a push rod consist of a rotating vacuum in the recipient and / or perform a sliding movement. To support are outside and / or also arranged in the recipient camp. Are with the slide-turn bushing large and heavy parts are moved in the recipient, so expensive storage is required, to prevent the push rod from bending, which causes pressure in the bearings elevated.

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.Every camp, whether in the wall of the recipient or in the recipient, requires one Lubrication. This lubrication requires a special one that is suitable in a vacuum Lubricant, but it cannot be prevented, especially at the Sliding movement with the surface moved with lubricant in the recipient Dust particles contaminated, which leads to wear of the seals. It also bothers the lubricant the vacuum process.

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.It is also known to move the substrate in the recipient on slide rails and a mobile device, but also lubricants use that adversely affect the vacuum. Generally they are Vacuum seals also not oil-free.

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. Overall, it should be noted that the well-known push-turn bushings, themselves with high mechanical effort have the disadvantage that either Lubricants negatively affect the vacuum and wear due to sticking Dust particles increased, or bushings without lubricants increased friction cause and thus increase wear.

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)A push-turn bushing (shaft bearing) is known, the one Pushing / rotating movement of a push rod, from outside the vacuum into one Transmits recipients. This push rod is guided in two bearings, the one with the bearing connected to the recipient consists of a fixed stator, in whose space between the push rod and the bearing is a magnetizable emulsion Sealant is introduced. The other bearing forms a sealing ring on the Push rod is arranged and is connected to the stator by means of a bellows. A driver on the push rod limits the path of this in one in the stator located groove (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.This solution has the disadvantage that the axial movement of the push rod is limited. A lubricant is used for the seal other solutions negatively affect the vacuum.

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.The invention has for its object to perform a slide-turn create that has a long service life due to very little wear without Lubricant works, has low friction and for large and heavy substrates or Components in the recipient is suitable to move and position them in it.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. In den Ansprüchen 2 und 3 sind vorteilhafte Ausgestaltungen beschrieben.According to the invention the object is achieved according to the features of claim 1. In the claims 2 and 3 advantageous embodiments are described.

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.The essence of the invention is that the implementation consists of two parts exists in which the push rod is mounted. Both parts are connected and form a unit. In one part, which is directly on the recipient is attached the vacuum-tight storage and in the part arranged on it gimbal mounting.

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.The latter part of the bearing is a plain bearing that is good with a material Emergency running properties, e.g. B. PTFE is lined. The inner diameter of the bearing is chosen so that between this and the outer diameter of the push rod there is a very small gap. In this gap there is an overpressure of approx. 6 bar Air pressed so that the push rod is moved on an air cushion.

Damit sich das Luftkissen immer gleichmäßig ausbilden kann ist die Lagerschale kardanisch gelagert.The bearing shell is so that the air cushion can always form evenly gimbal mounted.

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.To avoid the unavoidable deflection and axial deviations of the Compensate the push rod and ensure the seal to the recipient the part of the bearing flanged onto the recipient is designed such that a metallic sealing body enclosing the push rod with embedded therein elastic vacuum sealing elements movable within limits, in a bearing body that is firmly connected to the actual fixed bearing flange. Between the correspondingly designed bearing body and one on the bearing body A bellows is arranged in a geometrically adapted sealing body.

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.The one between the sealing body and the push rod and the two Vacuum sealing elements inevitably existing cavity is via a line with the Vacuum pump connected to extract the incoming air. This line is on connected to the bearing body.

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.Through this freely movable sealing body, the weight of the in Recipient to be moved parts occurring and axial Deviations of the push rod of the push-turn bushing included without that disturbing forces act on the bearing.

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.This multi-stage seal has the advantage that the implementation itself Deflection of the push rod is vacuum tight and the bearing in the seal one has very low static and sliding friction, which means that wear is extremely low. This seal also works without lubricants.

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.The real basic principle is that one part of the seal with one Air cushion, d. H. with overpressure, works and the other part is movably supported and is connected to a vacuum system.

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.This slide-turn implementation has the advantage that the two-part bearing in the push rod is gimbally mounted on the outer part facing away from the recipient is and in the other part the inevitable deflection and axial Deviations of the push rod are followed without the sealing effect to the recipient to influence. This affects deflection and axial deviations of the Push rod not on the entire bushing.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher beschrieben.The invention is described in more detail using an exemplary embodiment.

Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schiebe-Dreh-Durchführung im Längsschnitt.The accompanying drawing shows a slide-turn implementation in longitudinal section.

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.In a known manner, a flange 2 is attached to a recipient 1 , on which the slide-turn bushing is mounted, which consists of two bearing parts 3 and 4 . The bearing part 3 of the bushing is a slide bearing 5 , in which a bearing bush 6 made of PTFE is inserted, in which the push rod 7 moves. Between the push rod 7 and the bearing bush 6 there is a small gap 8 into which air of higher pressure is fed via a line 9 , so that an air cushion is created.

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. The bearing part 3 is gimbal-mounted on the flange 2 via a universal joint 10 . Due to the air-filled gap 8 , the push rod 7 is movable radially and linearly with low friction.

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.The bearing part 4 is flanged to the flange 2 and consists of the bearing body 11 on which a sliding ring 12 is arranged with corresponding play for all-round radial movement. This slide ring 12 is firmly connected to the sealing body 13 . The sealing body 13 has the push rod 7 known sealing elements 14, the vacuum-tight manner, the push rod 7 enclosing.

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.The sealing body 13 and the bearing body 11 are designed such that a bellows 15 is arranged between the two in such a way that the sealing body 13 is movable, ie yields to a deflection or axial deviation of the push rod 7 , and thereby seals against the sealing body 11 .

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.The sealing elements 14 are designed in duplicate and arranged one behind the other in the bearing body 11 . The space between the two sealing elements 14 is connected via a line 16 to a vacuum generator for extracting the penetrating air.

Claims

1. Push-turn implementation for vacuum systems, consisting of a rotationally symmetrical push rod that extends into the recipient and outside this is connected to a drive adapted to the process to be carried out, characterized in that the push rod ( 7 ) in a two-part bearing, the bearing part ( 3 ) and the bearing part ( 4 ), which are connected to each other, is guided in that in the bearing part ( 3 ), which is directed to the drive, a bearing bush ( 6 ) made of a material with good emergency running properties is introduced, the inner diameter of which is slight is larger than the outer diameter of the push rod ( 7 ) and an air poster is generated in the gap ( 8 ) which is formed by overpressure, so that the bearing part ( 3 ) is gimbally mounted with a bearing bush ( 6 ), so that the bearing part ( 3 ) fixedly connected bearing part ( 4 ) on which the recipient ( 1 ) is flanged that a bearing body ( 11 ) is fixedly arranged in the bearing part ( 4 ), in which a slightly movable sealing body ( 13 ) with embedded sealing elements ( 14 ) surrounds the push rod ( 7 ), that a bellows ( 15 ) is arranged between the sealing body ( 13 ) and the bearing body ( 11 ), and that the intermediate space, which is formed by the sealing body ( 13 ) and the two sealing elements ( 14 ), is connected via a line ( 16 ) to a vacuum generator.

2. Push-turn implementation according to claim 1, characterized in that the sealing body ( 13 ) is made of metal and a molded body made of a non-metallic material is arranged in this, in which the sealing elements ( 14 ) are used.

3. sliding-rotating implementation according to claim 1 and 2, characterized in that the bearing bush ( 6 ) in the slide bearing ( 5 ) is made of PTFE.