ES2249745T3 - Procedimiento para hacer funcionar instalaciones de vacio con cambios de presion. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para hacer funcionar instalaciones de vacío con cambios de presión entre la presión de trabajo y la presión del entorno, existiendo en una cámara de vacío (V) componentes (12, 13, 13a, 24) del grupo de elementos electrónicos, transformadores, motores, rodamientos y rodillos de guía, que están provistos con recubrimientos ventilables, estando los rodillos de guía (12) provistos de rodamientos de rodillos (24) que son sostenidos dentro de los recubrimientos sobre cuerpos de apoyo (7, 8), caracterizado por el hecho de que antes de admitir aire en la cámara de vacío (V) se introduce un gas en los recubrimientos, mediante el cual se soplan fuera, a través de los recubrimientos los cuerpos sólidos del grupo, polvo y partículas y se evita la penetración de cuerpos sólidos en los recubrimientos.

Description

Procedimiento para hacer funcionar instalaciones de vacío con cambios de presión.

El invento hace referencia a un procedimiento para hacer funcionar instalaciones de vacío con cambios de presión entre la presión de trabajo y la presión del entorno, existiendo en una cámara de vacío componentes del grupo de elementos electrónicos, transformadores, motores, rodamientos y rodillos de guía, que están provistos con recubrimientos ventilables, siendo sostenidos dentro de los recubrimientos mediante cuerpos de apoyo.

El cambio entre la presión de trabajo, que generalmente se encuentra en el sector del alto vacío y que viene dada por las condiciones del procedimiento, y de la presión del entorno o presión atmosférica, respectivamente, tiene lugar especialmente cuando se requiere un cambio de substrato, un aprovisionamiento de material de recubrimiento, un mantenimiento, reparación o cambio del equipamiento. El incremento de presión tiene lugar mediante un proceso, también conocido como "admisión de aire", antes de poder abrir un dispositivo de cierre de la cámara de vacío. No obstante, esta admisión de aire a través de una correspondiente válvula de admisión hace que se arremolinen el polvo u otras partículas existentes en la cámara de vacío y que adopten un estado de
suspensión.

Ahora, normalmente encontramos en las cámaras de vació numerosos componentes del grupo de elementos electrónicos, transformadores, motores, rodamientos y rodillos de guía, que están provistos de recubrimientos ventilables, como por ejemplo carcasas, cápsulas o similares. Los rodillos de guía o sus tramos forman a su vez recubrimientos para los rodamientos de rodillo que llevan en su interior. Las cinta guiadas por los rodillos de guía, como papel, folios de metal o de plástico, forman asimismo una especie de "envolvente" que reduce y retrasa el intercambio gaseoso.

El aumento de presión en los citados recubrimientos suele producirse más lentamente que en la cámara de vacío con admisión de aire, que es relativamente más rápida, por lo que las citadas materias en suspensión tiene tendencia a penetrar a través de aberturas, rendijas, y también a través de juntas incompletas, dentro de los recubrimientos y allí causan daños.

A través de la patente DE-2.725.331 C2 se conoce el sistema de lubrificar los rodamientos de rodillos de los denominados rodillos de extensión ancha para un transporte de cinta dentro de cámaras a través de una instalación de lubrificación a presión por neblina de aceite, de modo que dentro de los rodillos, curvados en forma de arco, existen dos canales para la tubería de ida y vuelta de la neblina de aceite y del aire restante, respectivamente. No obstante, el procedimiento descrito tan solo funciona cuando los rodillos de extensión ancha están herméticamente cerrados hacia la cámara, lo cual se consigue bien mediante un recubrimiento del rodillo con elastómero o bien con piezas de unión de elastómero de los tramos cilíndricos rígidos de los rodillos. Por tanto, no es posible un enjuagado del entorno de los rodillos y la eliminación del polvo y otras partículas fuera del sistema de tratamiento de la cinta, sobre todo cuando en la admisión de aire o durante la admisión de aire de la instalación a través de una válvula de admisión se arremolina polvo y otras partículas que, en estado de suspensión, tienen la tendencia de penetrar en todos los espacios huecos sin cerrar, debido al aumento de presión generada por la admisión de aire.

A través de la patente DE-3.733.448 A1 se conoce el modo de lubrificar un rodamiento de rodillo cerrado por ambos costados, de los denominados de rodillos de extensión ancha, para una cinta de transporte, mediante la lubrificación a presión con grasa o aceite, de modo que dentro del rodillo curvado en forma de arco hay dos canales para las tuberías de ida y vuelta del lubrificante. Sin embargo, no se habla de una mezcla con aire u otro gas, de modo que tampoco es posible un enjuagado del entorno con gases, tal como un enjuagado gaseoso del espacio interior del rodillo o de otros componentes.

A través de la patente DE-3.919.425 C2 se conoce el llenado de grasa de los rodamientos de rodillos individuales de rodillos de extensión ancha curvados cerrados periféricamente, llevado a cabo periódicamente con aceite básico. Sin embargo no se trata de una mezcla de aire u otro gas, de manera que tampoco es posible un enjuagado del entorno mediante gases, como una enjuagado gaseoso del espacio interior del rodillo o de otros componentes.

A través del documento EP-A-0.470.332 se conoce un procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

En todo el actual estado de la técnica no se tiene en cuenta que, en una cámara de vacío, al admitir aire del entorno, con objeto de cambiar una cinta, a presión atmosférica se arremolinan polvo y otras partículas, que por ejemplo también pueden proceder de un proceso de recubrimiento previo, y que con el aumento de presión pueden penetrar en envolventes, carcasas o similares de los componentes y perjudicar notablemente su funcionamiento. Esto vale tanto para los espacios interiores de rodillos de extensión ancha con rodamientos de rodillos, así como también para los espacios interiores de componentes eléctricos o electrónicos. En este caso resulta especialmente peligroso el polvo de cinc, que al recubrir folios por evaporación de cinc permanece en el vacío. El cinc se condensa en el interior de la cámara de vacío sobre ciertas superficies y forma, junto con el oxigeno del aire, oxido de cinc, cuya acumulación en los rodamientos de rodillos pueden causar su paro.

En este caso hay que tener muy en cuenta que los rodamientos de extensión ancha generalmente no disponen de accionamiento propio, sino que deben ser "arrastrados" por el folio en extensión, lo cual tiene un efecto especialmente negativo en los sensibles folios de plástico con espesores del orden de 0,002 mm.

Por tanto, el invento tiene por objeto desarrollar un procedimiento del tipo mencionado al inicio que permita proteger todos los componentes encerrados en la cámara de vacío o instalación, respectivamente, y circundados por una envoltura permeable al aire o una carcasa, del grupo de elementos electrónicos, transformadores, motores, cojinetes y rodillos de guía, contra la penetración de polvo y otras partículas arremolinadas y en suspensión al admitir aire desde la presión de funcionamiento (vacío) a la presión del entorno.

La solución del objeto planteado se consigue mediante el procedimiento citado inicialmente, por el hecho de que antes de admitir aire en la cámara de vacío se introduce un gas en los envolventes, mediante el cual se soplan fuera de los envolventes los cuerpos sólidos del grupo polvo y partículas, evitándose la penetración de cuerpos sólidos en los envolventes.

De esta manera se resuelve por completo el objeto planteado, es decir, se protegen todos los componentes encerrados en la cámara de vacío o instalación, respectivamente, y circundados por una envoltura permeable al aire o una carcasa, del grupo de elementos electrónicos, transformadores, motores, cojinetes y rodillos de guía, contra la penetración de polvo y otras partículas arremolinadas y en suspensión al admitir aire desde la presión de funcionamiento (vacío) a la presión del entorno. La disminución de vacío en los componentes, más lenta debido al paso de gas, resulta en cierto modo durante largo tiempo un medio de limpieza y un amortiguador contra la penetración de materias extrañas.

Con respecto a otras formas de realización del invento, resulta especialmente ventajoso sí - bien individualmente o en combinación:

-

los recubrimientos consisten en rodillos o tramos de rodillo huecos, dentro de los cuales se encuentran los rodamientos de rodillos con anillos interiores y exteriores, y si el gas se sopla a través de hendeduras anulares entre los anillos interiores y exteriores, y/o bien si

-

el gas se hace pasar a través de los citados recubrimientos durante todo el proceso de admisión de aire de la cámara de vacío.

A continuación, con ayuda de las figuras 1 y 2, se explica con detalle un ejemplo de forma de realización del objeto del invento, su funcionamiento y ventajas

En las mismas:

La figura 1 es una sección axial a través de una disposición de rodillos de extensión ancha colocada entre dos paredes laterales de una cámara de vacío; y

La figura 2 es una sección del cuadro II de la figura 1, en una escala muy ampliada.

En la figura 1 se ha representado una disposición de rodillos de extensión ancha 1, que se sostiene por medio de dos soportes 2 y 3 en los costados internos de dos costados de cámara perpendiculares paralelos 4 y 5 de una cámara de vacío V representada sólo de manera esquemática. Puede existir un compensador de rodamiento, a través de una guía deslizante 6, para compensar los cambios de temperatura de la disposición de rodamientos y/o de los cambios de presión en las paredes de la cámara 4 y 5.

La disposición de rodillos anchos 1 posee dos cuerpos de apoyo en forma de tubo 7 y 8, que están unidos entre sí por sus extremos, separados de las paredes, fijados por un plano medio E-E a través de una pieza de acoplamiento 9. En dichos cuerpos de apoyo 7 y 8 hay dos grupos 10 y 11 de siete tramos de rodillos 12 cada uno con superficies simétricas al giro 12a, formados como superficies circulares de tronco de cono y están montados en serie sin escalonamientos entre sí. Los relativamente pequeños círculos periféricos de las superficies de cobertura están orientados en el plano medio E-E en cada grupo 10 y 11, respectivamente, teniendo orientados sus correspondientes círculos periféricos mayores de las superficies básicas en cada grupo 10 y 11, respectivamente, a las paredes de la cámara 4 y 5, respectivamente. Las líneas envolventes superiores M1 y M2, en al figura 1, corren linealmente y forman una línea de desarrollo común para una cinta aquí no representada. Esto hace necesario que los ejes A1 y A2 de ambos grupos 10 y 11 forman un ángulo agudo de por ejemplo 0,8 grados uno respecto al otro.

Los cuerpos de apoyo 7 y 8 poseen orificios longitudinales concéntricos 14 y 15, respectivamente, de los cuales salen orificios radiales 16 a cada uno de los cojinetes de rodillos, lo cual en la figura 2 tan solo se ha representado con detalle para el grupo derecho 11 de los tramos de rodillos 12, pero también es válido para el grupo izquierdo 10. El orificio longitudinal derecho 15 conduce a una pieza tubular 17, también hueca, que presenta una pieza de conexión lateral 17a. Con ello se da la siguiente circunstancia:

A fin de proceder a un cambio de cinta, hay que admitir aire en la cámara de vacío a la presión del entorno, lo cual para ahorrar tiempo se realiza a través de una válvula de admisión de gran sección transversal. Aun cuando dicha válvula cuente con un filtro de polvo, se produce no obstante un arremolinado de polvo que se haya depositado en algún lugar, como consecuencia de la fuerte corriente de aire. Dicho polvo tiende pues a penetrar en la disposición de rodillos de extensión ancha y a bloquear sus rodamientos, siendo necesarios frecuentes desmontajes y limpiezas de la disposición de rodillos de extensión ancha. Resulta especialmente peligrosa la formación de polvo de cinc que se produce al recubrir cintas con cinc, puesto que forma óxido de cinc con el oxigeno, depositándose tanto en los rodamientos como también en hendeduras y carcasas de componentes.

Esto puede contrarrestarse del siguiente modo, de acuerdo con el invento: Antes de la fase de detención, es decir antes de iniciar la ventilación y la abertura de la cámara de vacío, se alimenta aire del entorno 18 a través de un filtro 19, una fuente de lubrificante 20 (por ejemplo un nebulizador de aceite) y una válvula ajustable o de regulación 21, así como una tubería 22, a la pieza de conexión 17a, en una pequeña cantidad, que sirva justo para el siguiente ciclo de tratamiento de cinta. En la figura 2 se ha representado mediante la línea 23 uno de estos conductos de paso para la neblina de aceite. En tal caso, la presión y la dosificación se determinan de tal modo que por lo menos la mayor parte del aceite quede en los rodamientos de rodillos.

Esto tiene la ventaja adicional de que el aire alimentado a la disposición de rodillos de extensión ancha, durante la admisión de aire dentro de la cámara, impide el paso de polvo y otras partículas en la disposición de rodillos de extensión ancha. Por otra parte, también puede interrumpirse la adición de lubrificantes o prescindir de la fuente de lubrificación.

Detrás del filtro 19 hay conectado un conducto de derivación 22a, que lleva a dos componentes 13 y 13a dentro de la cámara de vacío V. Puede llevarse a cabo una regulación de la cantidad de aire a través de una bomba, aquí no representada, y/o también a través de una válvula de regulación o un diafragma de dosificación, tampoco representados.

Utilizando las mismas referencias que hasta ahora, de la figura 2 se desprende lo siguiente: La pieza de acoplamiento 9 consta de una brida anular 9a con dos superficies laterales planas 9b y 9c, de cada una de las cuales sale, en sentido perpendicular, un correspondiente apéndice roscado 9d y 9e. Las superficies laterales 9b y 9c forman el mismo ángulo agudo entre sí, por ejemplo de 0,8 grados, que los ejes A1 y A2. En los apéndices roscados 9d y 9e van atornillados los cuerpos de apoyo en forma de tubo 7 y 8 hasta hacer tope en las superficies laterales 9d y 9e. Así el grupo constructivo consistente en la pieza de acoplamiento 9 y los cuerpos de apoyo 7 y 8 forma una unidad de soporte fija y rígida a la flexión para ambos grupos 10 y 11 del tramo de rodillos 12 y la orientación lineal de las líneas envolventes M1 y M2. La pieza de acoplamiento 9 posee un orificio pasante 9f para conectar los orificios longitudinales 14 y 15.

Sobre dicho grupo constructivo formado por la pieza de acoplamiento 9 y los cuerpos de apoyo 7 y 8, se introducen por cada uno de ambos extremos una disposición en serie de rodamientos de rodillos 24 con anillos interiores 24a y anillos exteriores 26b, anillos separadores con orificios 25 de pequeño diámetro exterior y anillos separadores sin orificios 26 de mayor diámetro exterior, siendo apretados entre sí por medio de tuercas 27 y 28 (figura 1). Sobre cada dos rodamientos de rodillos 24 los tramos de rodillos 12 van fijados para que no puedan desplazarse, y por cierto con las respectivas bridas internas 12b dirigidas radialmente hacia adentro, que se apoyan lateralmente sobre los anillos exteriores 24b de los rodamientos de rodillos 24. Vistos desde los diámetros internos de los anillos separadores 26 sus paredes laterales retroceden escalonadamente hacia afuera, y el diámetro exterior es menor que el de los anillos externos 26b, de manera que la periferia externa del anillo separador fijo 26 no puede tener ningún contacto con los componentes rotativos próximos, especialmente con los tramos de los rodillos 12.

Las dimensiones axiales se eligen de tal modo que entre los tramos de rodillos 12 se formen hendeduras anulares 29 con anchuras "s" de por ejemplo 0,2 mm, de manera que sean posibles movimientos giratorios relativos entre los respectivos tramos de rodillos 12. Con respecto a puntos fijos imaginarios situados en oposición de ambos tramos de rodillos 12 situados próximos entre sí, ambos grupos 10 y 11 en la zona de la pieza de acoplamiento 9, los puntos citados se mueven de manera que la anchura de la hendedura 30 en la zona de la pieza de acoplamiento 9 oscila periódicamente al girar, por ejemplo entre 0,89 mm (parte inferior de la figura 2) y 1,53 mm (parte superior). La orientación lineal de las líneas envolventes M1 y M2 permanece inamovible durante el giro de los tramos de rodillo. En tal caso es importante que gracias a esta construcción a modo de puente, la velocidad periférica de los tramos de rodillos 12 en la zona de sus líneas envolventes M1 y M2 sea idéntica a ambos costados de la pieza de acoplamiento 9.

Al funcionar, los tramos de rodillo 12 de ambos grupos 10 y 11 giran a través de la formación en puente de los grupos constructivos constituido por la pieza de acoplamiento 9 y los cuerpos de apoyo 7 y 8 absolutamente con la misma velocidad periférica, con lo cual se reducen al mismo tiempo los movimientos de deslizamiento y roce de la cinta en el sentido periférico sobre los tramos de rodillo en forma de cono 12. Estos movimientos locales de deslizamiento y roce se van reduciendo cada vez más a medida que aumenta el número de tramos de rodillo 12 por unidad de longitud de la disposición de rodillos de extensión

\hbox{ancha
1.}

Mediante la disposición en serie de los tramos de rodillos 12 y sus rodamientos de rodillos 24 y anillos separadores 25 y 26 se forma un espacio intermedio de paso 34 respecto a los cuerpos de apoyo 7 y 8, siendo soplado y mantenido libre a través de la alimentación de gas.

Lista de referencias

1

Disposición de rodillos de extensión ancha

2

Soporte

3

Soporte

4

Pared de la cámara

5

Pared de la cámara

6

Guía deslizante

7

Cuerpo de apoyo

8

Cuerpo de apoyo

9

Pieza de acoplamiento

9a

Brida anular

9b

Superficie lateral

9c

Superficie lateral

9d

Tubo roscado

9e

Tubo roscado

9f

Orificio pasante

10

Grupo

11

Grupo

12

Tramo de rodillo

12a

Superficies

12b

Brida interna

13

Componente

13a

Componente

14

Orificio longitudinal

15

Orificio longitudinal

16

Orificios

17

Trozo de tubo

17a

Pieza de conexión

18

Aire del entorno

19

Filtro

20

Fuente de lubrificante

21

Válvula de ajuste y dosificación

22

Tubería

22a

Ramal

23

Línea

24

Rodamiento de rodillos

24a

Anillo interno

25

Anillo separador

26

Anillo separador

27

Tuerca

28

Tuerca

29

Abertura anular

30

Hendedura

34

Espacios intermedios

A1

Eje

A2

Eje

E-E

Plano medio

L

Línea de salida

M1

Líneas envolventes

M2

Líneas envolventes

``s''

Anchuras de hendedura

V

Cámara de vacío.

Claims (4)

1. Procedimiento para hacer funcionar instalaciones de vacío con cambios de presión entre la presión de trabajo y la presión del entorno, existiendo en una cámara de vacío (V) componentes (12, 13, 13a, 24) del grupo de elementos electrónicos, transformadores, motores, rodamientos y rodillos de guía, que están provistos con recubrimientos ventilables, estando los rodillos de guía (12) provistos de rodamientos de rodillos (24) que son sostenidos dentro de los recubrimientos sobre cuerpos de apoyo (7, 8), caracterizado por el hecho de que antes de admitir aire en la cámara de vacío (V) se introduce un gas en los recubrimientos, mediante el cual se soplan fuera, a través de los recubrimientos los cuerpos sólidos del grupo, polvo y partículas y se evita la penetración de cuerpos sólidos en los recubrimientos.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los recubrimientos consisten en rodillos o tramos de rodillo huecos (12), dentro de los cuales se encuentran los rodamientos de rodillos (24) con anillos interiores (24a) y exteriores (24b), y que el gas se sopla a través de hendeduras anulares entre los anillos interiores (24a) y exteriores (24b).

3. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que el gas se hace pasar a través de los citados recubrimientos durante todo el proceso de admisión de aire de la cámara de vacío (V).

4. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que se regula la cantidad de gas alimentado.