CS198090B1 - Zařízení pro nanášení povlaků na reflektory ve vakuu - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro nanášení povlaků na reflektory ve vakuu.

V důsledku zvýšených požadavků na jakost reflektorů, zejména na odolnost proti korozi, vyvolávané možností působení agresivních prostředí při užívání vozidel za různých podmínek, provádí se v současné době výzkum zvýšení odolnosti reflektorů svétlometů proti korozi a příslušného prodloužení jejich životnosti.

Jsou známa stacionární, cyklicky pracující zařízení a zařízení pásová pro pokovování reflektorů ve vakuu, popsaná například v pat. spise USA č. 717 119, francouzském pat. spise č. 1 589 125, autorském osvědčení SSSR č. 285 441, sestávající z vakuové komory nebo vakuových komor, spojených se zařízením pro výrobu potřebného vakua, ze zařízení pro rozprašování kovu ve vakuové komoře a zařízeni k uchyceni a/nebo dopravě reflektorů nad místem odpařování kovu v komoře. Pásová zařízeni mají též uzavřený dopravník nebo otočný stůl pro dopravu vakuových komor, v nichž se reflektory pokovují, přičemž je každá komora vybavena odpařovačem kovu s zařízením k uchycení reflektorů. K přednostem pásových zařízení ve srovnání s cyklicky pracujícími zařízeními patři jednoduchost začlenění do automatické výrobní linky při hromadné výrobě a plynulá regulace výkonu změnou rychlosti doprav* niku. Kromě toho vypadnutí jednotlivých komor nemá vliv na výrobu v ostatních komorách a existuje možnost preventivní údržby všech komor postupně bez přerušení provozu celé linky.

198 090

198 099

Známo je rovněž vakuové pásové zařízení pro pokovování reflektorů světlometů, sestávající ze samostatných stanoviěl pro vakuové pokovováni, montovaných na vozících a posouvaných uzavřeným řetězovým dopravníkem, přičemž každé pokovovací místo představuje samostatné pokovovací zařízení, sestávající z vakuové komory, v níž je umístěn odpařovač hliníku a dva reflektory, dále ze zařízení pro napájení proudem, řídicí jednotky a vakuového zařízení s čerpadly (viz například technický prospekt firmy Sogev, Francie).

Odolnost povlaků reflektorů pokovovaných v uvedeném zařízení je však nedostatečná a neodpovídá moderním požadavkům, určovaným rozmanitými podmínkami využívání vozidel.

Kromě toho nezaručuje rozprašovač hliníku, představující ležatou spirálu z jednoduše vinutého wolframového drátu, který je používán v uvedeném zařízení, dostatečnou rovnoměrnost povlaku na reflektorech proti kapičkám rozstříknutého kovu. Navíc vyžaduje zavěšování kousků hliníkového drátu na spirálu před započetím každého cyklu poměrně mnoho času a snižuje produktivitu zařízení prodloužením doby jednoho cyklu. Životnost takového rozprašovače je rovněž nedostatečná.

Známa jsou rovněž zařízení pro vakuové pokovování reflektorů opatřená odpařovacim zařízením k nanášení ochranné vrstvy na odrazový povlak. V těchto cyklicky pracujících stacionárních zařízeních se pohybují reflektory, umístěné v rotující kazetě, nad odpařovacim zařízením, v němž se po sobě odpařují kov a materiál ochranné vrstvy, například kysličník křemnatý.

Odpařovač materiálu pro ochrannou vrstvu sestává v těchto zařízeních například ze svazku vinutých wolframových drátů, které se před zahájením cyklu potřou speciální pastou, nebo z lodičky z kovu o vysokém bodu tavení, do níž se periodicky vsypává kysličník křemnatý. Takto získaná ochranná vratva věak nezaručuje dostatečně účinnou ochranu proti působení agresivních prostředí v důsledku přítomnosti průchodných pórů v ochranné vrstvě.

Kromě toho je odpařovací zařízení objemné, energeticky náročné a vyvolává při provozu značné záření, což je věak nežádoucí například u pásového zařízení s poměrně malým objemem vakuových komor, malou vzdáleností mezi reflektory a odpařovacim zařízením a rovněž při bočním uspořádání reflektorů kolem odpařovače, umožňujícím automatické vysouvání reflektorů z komory.

Z uvedených důvodů nezaručují stávající zařízení bezpečnou ochranu reflektorů proti korozi a v pásových zařízeních s bočním uspořádáním reflektorů kolem odpařovače a malým prostorem mezi reflektory a odpařovacim zařízením není problém ochrany reflektorů proti korozi vůbec vyřešen.

Úkolem vynálezu je vytvořit takové zařízení k nanášení povlaků na reflektory ve vakuu, v němž konstrukce odpařovacího zařízení umožňuje po nanesení odrazového kovového povlaku nanesení průhledného ochranného filtru bez průchozích pórů, zaručujícího bezpečnou ochranu odrazového povlaku proti korozi.

198 090

Shora uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro nanášení povlaků na reflektory ve vakuu podle vynálezu, sestávající z vakuové komory a v ní umístěných odpařovačů pro kov a materiál ochranného filmu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že odpařovaci zóna v odpařovač i materiálu pro ochranný film je obklopena kuželovitou drátěnou spirálou, jejíž středová osa probíhá podél reflektorů, přičemž oba uvedené odpařovače jsou uspořádány vzájemně souose a ve stejné vzdálenosti od reflektorů.

Pomocí zařízení podle vynálezu lze získat povlaky reflektorů s velkou odolností proti korozi. Dosáhne se toho nanesením průhledného ochranného filmu bez pórů na odrazový povlak. Vzájemné uspořádání odpařovašů pro kov a materiál pro ochranný film ve vakuové komoře e vzhledem k reflektorům umožňuje stejnoměrné nanesení kovového povlaku a ochranného filmu na reflektory a zabraňuje vzájemnému stínění odpařovašů.

Je účelné, aby stoupání závitů vinutí kuželovité drátěné spirály nebylo konstantní, nýbrž aby se ve směru od vrcholu kužele zvětšovalo. Zvětšení stoupáni závitů vinutí spirály ve směru od vrcholu kužele je nutné pro propustnost částic rozprášeného materiálu mezi závity kuželovité drátěné spirály a jejich ukládání na povrchu reflektorů. Při rovnoměrném stoupání závitů vinutí kuželovité drátěné spirály nepronikne značný podíl částic odpařeného materiálu mezi závity spirály, zatímco příliš velké zvětšení stoupání závitů vinutí kuželovité drátěné spirály ve směru od vrcholu kužele způsobuje oddělování makročástic odpařovaného materiálu, které by mohly ochranný film reflektorů prorazit.

Z toho důvodu je vhodné, aby kuželovité drátěná spirála sestávala ze dvou zón a aby každá z nich měla vlastní stoupání závitů vinutí, přičemž se rozprašovaný materiál pro ochranný film umísťuje v zóně přilehlé k vrcholu kužele.

V obměně vynálezu leží osa kuželovité drátěné spirály odpařovače materiálu souběžně s reflektory za účelem rovnoměrného nanášení povlaku.

Kuželovité drátěná spirála neplní jen úkol kelímku a ohřívače, nýbrž také úkol žhavicí mřížky se speciálně voleným stoupáním závitů vinutí. Jakmile spirálou prochází proud, ohřeje se rozprašovaný materiál pro ochranný film a odpaří vzhůru mezerami mezi ohřátými závity spirály. Částice odlétající vzhůru nedopadají na reflektory, neboť jsou uspořádány podél spirály. Zároveň zadrží ohřáté závity, vytvářející stíriici mřížku, makročéetiee, které by mohly prorazit vznikající ochranný film. Tímto způsobem vznikne ochranný film bez pórů z mikročástic odpařeného materiálu, které prolétnou mezi ohřátými závity. Závity, ležící v zóně přilehlé k základně kužele, zabraňuji rozstřikování odpařovaného materiálu během provozu odpařovacího zařízení a přispívají k větší rovnoměrnosti vznikajícího ochranného filmu, jakož i k úsporné spotřebě odpařovaného materiálu.

Ke zvýšení rovnoměrnosti a čistoty povrchu povlaku a k zabránění rozstřikování odpařovaného kovu, například hliníku, při jeho tavení, a znečišťování pokrývaného povrchu kapkami kovu je odpařovač pro kov proveden ve tvaru bifilémí válcové cívky, vytvořené ze svazku dvou drátů stejného průměru, ovinutých třetím drátem o menším průměru z kovu o vy4 j

198 090 sokém bodu tavení, například wolframu. Odpařovač pro kov je v odpařovacím zařízení uspořádán svisle a odpařovaný kov se do odpařovače vpravuje ve formě kousku drátu. Ovinutí drátem o menším průměru napříč k hlavnímu svazku, sestávajícím za dvou drátů, zaručuje lepěí smáčení odpařovače roztaveným kovem, jenž nestéká, nýbrž smáčí rovnoměrně spirálu a obklopuje dráty, což prakticky zabraňuje rozstřikování kovu a dopadání kapek sia reflektory. Geometrický tvar odpařovače zajiěluje velkou odpařovací plochu a rovnoměrná rozděleni roztaveného kovu, což vede k prodloužení životnosti odpařovače a zvýšené rovnoměrnosti kovového povlaku.

Další výhody vynálezu jsou zřejmé z následujícího popisu příkladu provedení na přiložených výkresech, kde obr. 1 znázorňuje celkový pohled pásového zařízení k nanášení povlaků na reflektory světlometů podle vynálezu, obr. 2 celkový pohled na stanoviště pro vakuové pokovování a obr. 3 odpařovací zařízení v bočním pohledu.

Obr. 1 znázorňuje pásové zařízení pro nanášení povlaků na reflektory 1 světlometů ve vakuu, sestávající ze stanovišt 2 pro vakuové pokovování, unášených řetězovým dopravníkem 2, opatřeným pohonem £. Každé stanoviště 2 obsahuje vakuovou komoru χ (obr. 2), spojenou s odsávacím zařízením 6, sestávajícím z čerpadla 2 pro předvakuum a čerpadla 8 pro vysoké vakuum s příslušnými vakuovými ventily a potrubími. Vakuová komora χ, odsávací zařízení 6 a řídicí jednotka £ zařízení jsou montovány na pojízdném rámu 10. Ve vakuové komoře χ je umístěno odpařovací zařízení 11 a zařízení 12 k uchycení reflektorů 1.

Odpařovací zařízení 11 představuje blokovou konstrukci, upevněnou na společné základové desce 13 (obr. 3) z tepluvzdorného izolačního materiálu, upevněné svorníky, vsazenými do kleštinových svorek 14 vodičů 15 proudu ve vakuové komoře χ. Uchycení odpařovačů 16 pro kov, například hliník, je provedeno vzpěrami 12, upevněnými na základové deeee 13. přičemž odpařovač 16 pro kov je na vzpěrách 17 uchycen pružinami 18 a hřídelkáni 19 tak, že nožky odpařovače 16 pro kov, zasunuté do vyhrání hřídelek 19. jsou přitlačovány ke vzpěrám 17. v nichž jsou provedeny svislé žlábky k upevnění odpařovače 16 pro kov· Jeden konec odpařovače 20 materiálu pro ochranný film, například kysličníku křemnatého, ležícího souose k odpařovači 16 pro kov, například hliník, je uchycen pružinou 18. přitahující hřídélku 19 tak, že nožka odpařovače 20 materiálu pro ochranný film, zasunutá do svislého vybrání hřídálky 19. je přitlačována ke vzpěře 12· Druhý konec odpařovače 20 materiálu pro ochranný film je zastrčen do kleštinové svorky 21 na základové deeee 13.

Reflektory 1 jsou umístěny v odklápěcích víkách 22, upevněných sávěey 23 na vakuová komoře χ. Víka 22 mají těsnicí kroužky z vakuové pryže. Reflektory 1 jsou ve víkách 22 přidržovány opěrami 25 a 26.

Odpařovač 16 pro kov, například hliník, představuje bifilární válcovou cívku, vinutou ze svazku dvou wolframových drátů 27 stejného průměru, ovinutého třetím drátem 27 o menším průměru, rovněž z wolframu. Dvěma svislými nožkami se zasouvá do vybrání v hřídelkách 19. Rozprašovaný kov 29 ve formě kousku hliníkového drátu se před započetím pokovování zasune do spirálové cívky. Odpařovač 20 materiálu pro ochranný film kysličníku křemnatého, představuje kuželovitou drátěnou spirálu o proměnlivém stoupání závitů vinutí jenž se směrem od vrcholu zvětšuje. Spirála je z kovu s vysokým bodem tavení a má tvar ko· molého kužele, skládajícího ee z horní a spodní zóny, z nichž každá má vlastní stoupání závitů vinutí. Středová osa kuželovité drátěné spirály probíhá souběžně s reflektory 1. Rozprašovaný materiál 30 se vpravuje do spodní zóny odpařovače 20 ve formě zrnka nebo tabletky.

Zařízení podle vynálezu pracuje následujícím způsobem: Vakuová komory 5. se pohybují plynule na pojízdných rámech 10 pomocí uzavřeného řetězového dopravníku J. V místě obsluhy se do každé vakuová komory J, vloží reflektory 1 s povrchem připraveným pro nanesení od* rezová vrstvy a do odpařovačů 16 a 20 ee vpraví hliník, popřípadě kysličník křemnatý.

Potom se dveře vakuová komory 2 zavřou a všechny ostatní operace proběhnou automaticky.

3ěhem posuvu na dopravníku J vznikne ve vakuových komorách nejdříve předvakuum asi 1,33 Pa a pak vakuum 1,33 mPa až 0,133 mPa, při němž se provádí pokovování. Potom se na odpařovač 16 pro kov, zejména hliník, přiloží napětí, ten se zahřeje nejprve na teplotu 900 až 1000 °C a pak až na 1200 až 1250 °C. Přitom se závěs z hliníku roztaví a tekutý hliník se rozteče rovnoměrně po odpařovači 16 a smočí při protečení mezi dráty kuželovitou drátěnou spirálu. Přitom je prakticky vyloučeno rozstřikování kovu a dopad kapiček kovu na reflektory 1. Na povrchu spirály ee hliník odpaří a na povrchu každého reflektoru kondenzují jeho páry a vytvářejí rovnoměrně odrazový povlak vysoké jakosti.

Po ukončení odpařování hliníku se přiloží napětí na odpařovač 20 materiálu pro ochranný film, do něhož byl předtím vložen rozprašovaný materiál JO, kysličník křemnatý, ve formě zrnka nebo tabletky určitá velikosti. Při teplotě 1250 až 1350 °C ee kysličník křemnatý odpaří a jeho páry kondenzuji na povrchu reflektorů 1.

Protože reflektory 1 jsou uloženy podélně k odpařovači 20 a rovnoběžně k jeho ose, to jest ke středové ose kuželovité spirály, dosáhnou povrchu reflektorů 1 pouze molekulové částioe, zatím co ae dopadu makročástic, které by mohly prorazit vznikající film, zabraňuje ohřátou spirálovou mřížkou s určitým stoupáním závitů vinutí (spodní zóna odpařovače 20). Na povrchu každého reflektoru 1 tímto způsobem vznikne bezpórový, bezbarvý film kysličníku křemnatého. Jakost ochranného filmu závisí na správné volbě režimu odpařování a jakosti odpařovaného materiálu. Po nanesení ochranného filmu na reflektory 1 se vpustí do vakuové komory £ vzduch a pokovené reflektory 1 ee z vakuové komory 2 automaticky vysunou, načež ee vakuová komora *> opět zastaví v místě obsluhy a cyklus se opakuje. Reflektory 1 s naneseným odrazovým povlakem se odešlou k montáži.

Zkoušky ukázaly, že použití popsaného zařízeni podle vynálezu podstatně zvyšuje odolnost odrazového povlaku reflektorů světlometů proti korozi a životnost optických prvků světlometů ee příslušně prodlouží. Odolnost odrazového povlaku reflektoru proti působení alkalického roztoku ae zvýší oproti odrazovému povlaku bez ochranného filmu ne méně než Seetináeobně.

Claims (5)

1. Zařízení pro nanášení povlaků na reflektory ve vakuu, sestávající z vakuové komory a V ní umístěných odpařovačů kovu a materiálu pro ochranný film, vyžadující se tím, že v odpařovaSi (20) materiálu pro ochranný film je odpařovaeí zóna obklopena kuželovitou drátěnou spirálou, jejíž středová osa probíhá podél reflektorů (1), přičemž odpařovad (16) pro kov a odpařovaě (20) materiálu pro ochranný film jeou vzájemně uspořádány souose ve stejné vzdálenosti od reflektorů (1).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že kuželovitá drátěná spirála odpařovače (20) materiálu pro ochranný film má proměnlivé stoupání závitů vinutí, které ee směrem od vrcholu kužele zvětšuje.

3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že ee kuželovitá drátěná spirála odpařovače (20) materiálu pro ochranný film skládá ze dvou zón, z nichž každá má vlastní stoupání závitů vinutí, přičemž materiál (30) pro ochranný film, určený k rozprašování, je v zóně přilehlé k vrcholu kužele.

4. Zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačené tím, že OSO kuželovité drátěné spirály odpařovače (20) materiálu pro ochranný film probíhá Souběžně a reflektory (1).

5. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že odpařoVač (16) pro kov je proveden ve tvaru bifilámí válcové cívky, vinuté ze svazku dvou drátů (27) stejného průměru, ovinutých třétím drátem (28) o menším průměru, přičemž bifilérní Válcová Cívka má dva vodiče (15) proudu souběžné a její osou, které tvoří pokračování kuželovité drátěné spirály, a bifilámí válcová cívka je na jedné z čelních stran omezena přímým úsekem svazku cívky ležícím v diametrální rovině kolmo k ose cívky.