DD159088A1

DD159088A1 - DEVICE FOR REMOVING THE CRYSTAL IN THE MIRROR-FREE ZONES MELTING

Info

Publication number: DD159088A1
Application number: DD23017281A
Authority: DD
Inventors: Karlheinz Trompa; Horst Fischer
Original assignee: Karlheinz Trompa; Horst Fischer
Priority date: 1981-05-22
Filing date: 1981-05-22
Publication date: 1983-02-16

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Kristallzuechtungsanlagen. Ziel der Erfindung ist es, den Kristallzuechtungsprozess bei langen stabfoermigen Kristallen grosser Masse, die auf einem Duennhals aufwachsen, stoerungsfreier zu machen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die axiale und radiale Stuetzung des Kristalls praktisch impulsfrei unter Ausschluss subjektiver Einfluesse zu ermoeglichen. Erfindungsgemaess wird d. bei einer Anordnung mit einer schwimmenden Stuetzringanordnung auf einem koaxial zur Ziehspindel angeordneten Rohr fuer die axiale Stuetzung und drei Stuetzhebeln zur radialen Stuetzung dadurch erreicht, dass die Stuetzhebel ueber Koppelstangen mit Hebeln verbunden sind, die an der Stuetzringanordnung angelenkt sind, wodurch nach erfolgter axialer Stuetzung des Kristalls infolge der Abwaertsbewegung der Stuetzringanordnung die Stuetzhebel langsam an den Kristall herangeschwenkt werden.The invention relates to crystal growth systems. The aim of the invention is to make the Kristallzuechtungsprozess at long stabfoermigen crystals of large mass, which grow up on a Duennhals, trouble-free. The invention has for its object to allow the axial and radial support of the crystal virtually impulse-free under exclusion of subjective influences. According to the invention, d. in an arrangement with a floating Stuetzringanordnung arranged on a coaxial to the pulling spindle tube for axial support and three Stuetzhebeln for radial support achieved in that the Stuetzhebel are connected via coupling rods with levers which are hinged to the Stuetzringanordnung, whereby after completion of the axial support of the As a result of the downward movement of the support ring arrangement, the support levers are slowly swiveled towards the crystal.

Description

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Vorrichtung zum Abstützen des Kristalls beim tiegelfreien ZonenschmelzenDevice for supporting the crystal during crucible-free zone melting

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Srfindung ist beim tiegelfreien Zonenschmelzen von Halbleiterkristallen in Stabform auf einem Dünnhals anwendbar, wenn die Masse und die länge des Kristalls so groß werden, daß die Gefahr des Brechens des Dünnhalses besteht«The invention is applicable to the crucible-free zone melting of semiconductor crystals in a rod shape on a thin neck, when the mass and length of the crystal become so large that there is a risk of breakage of the thin neck. "

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist eine Lösung bekannt, bei der Elemente zur radialen Abstützung des Halbleiterkristallstabes mit Hilfe einer Vorrichtung an den Kristall herangeführt werden (DB-OS 2 515 850,. 2 548 050, 2 626 311, 2 626 377, 2 652 199). Diese Elemente in Form von Hebeln oder Stützringen werden durch Stellglieder betätigt, die entweder durch den Boden der Arbeitskammer oder koaxial und innerhalb der Arbeitsspindel durch deren Stirndeckel in die Arbeitskammer geführt werden. Da für das Verfahren Vakuumbetrieb oder Schutzgas erforderlich ist, müssen diese Durchführungen vakuum- und gasdicht sein_e Daher sind für die Axial- oder Drehdurchführung Gummielastische Dichtelemente erforderlich, die jedoch im Hinblick auf das ihnen eigene Losbrech- und Stick-slip-Verhalten zu einer Unstetigkeit der Stellbewegung führen und infolge der ungenügenden Jeinfühligkeit zur Störung des Kristallwachstums und zur Bruchhavarie führen können. Der Stützvorgang ist daher im hohen Maße vom Geschick des Operateurs abhängig. Das trifftjum so mehr zu, wenn nach einem Verfahren mit bewegter unterer Arbeitsspindel undA solution is known in which elements for the radial support of the semiconductor crystal rod are brought to the crystal by means of a device (DB-OS 2 515 850, 2 548 050, 2 626 311, 2 626 377, 2 652 199). These elements in the form of levers or support rings are actuated by actuators which are guided either through the bottom of the working chamber or coaxially and within the work spindle through the end cap in the working chamber. As is required for the process vacuum operation or inert gas, these bushings must vacuum and gas-tight his _e Therefore Elastic sealing elements are necessary for axial or rotary union, but in terms of their own breakaway and stick-slip behavior to a discontinuity cause the adjustment movement and due to the insufficient Jeinfühligkeit lead to disruption of crystal growth and Bruchhavarie. The support process is therefore highly dependent on the skill of the surgeon. This is more true when using a moving bottom work spindle method

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langen Stellwegen (größer 1,50 m) gearbeitet wird, weil die hier erforderlichen Getriebe zur Umlenkung und übersetzung der Stellbewegungen die Anzahl störender Einflußgrößen, wie Passungsspiel, Getriebelose, Schmierzustand usw. erhöhen«long travel ranges (greater than 1.50 m) is being worked on, because the gearboxes required here for deflecting and translating the positioning movements increase the number of disturbing influencing variables, such as clearance, gearless, lubrication, etc. «

Andere Lösungen verwenden Failleörper als Klemmkörper, die zwischen die mit dem Kristall rotierende Stützvorrichtung und den Kristall fallen und infolge selbsthemmender Auslegung den Kristall fixieren (DE-OS 2 833 615, 2 853 415)* In der DE-OS 2 853 416 ist zwischen dem Klemmkörper und dem Kristall noch ein zusätzlicher Schwenkhebel angeordnet. Um jedoch eine sichere Festlegung des Kristalls zu erzielen, muß der Fallkörper eine Mindestenergie im Antastmoment auf» weisen, die zu Erschütterungen führen kann_o Ein grundsätzliches und kaum lösbares Problem entsteht bei der Nutzung der bekannten Lösungen , wenn neben der Bedingung einer langen, axial bewegten unteren Arbeitsspindel nicht die Möglichkeit koaxialer, mechanischer Durchführungen in der Arbeitsspindel gegeben ist, z.B, wenn diese, aber auch der Rezipientenboden, durch ihre Antriebstechnik nach außen zu abgeschirmt ist, wie z.B. in der DD-PS 126 766.Other solutions use Failleörper as a clamping body, which fall between the rotating with the crystal support and the crystal and fix the crystal due to self-locking design (DE-OS 2,833,615, 2,853,415) * In DE-OS 2,853,416 is between the Clamping body and the crystal still arranged an additional pivoting lever. However, in order to achieve a secure fixing of the crystal, the case body must have a minimum energy in the probing moment », which can lead to vibrations _o A fundamental and hardly solvable problem arises when using the known solutions, in addition to the condition of a long, axially moving lower work spindle is not given the possibility of coaxial, mechanical feedthroughs in the work spindle, for example, if this, but also the recipient base, is shielded by their drive technology to the outside, as in DD-PS 126 766.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Kristallzüchtungsprozeß bei langen stabförmigen Kristallen großer Masse, die auf einem Dünnhals aufwachsen, störungsfreier zu machen«,The object of the invention is to make the crystal growth process more trouble-free for long rod-shaped crystals of large mass growing on a thin neck,

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die axiale und radiale Stützung des Kristalls praktisch impulsfrei unter Ausschluß subjektiver Einflüsse zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird das bei einer Anordnung, bei der eine schwimmende Stützringanordnung für die axiale Stützung des Kristailstabes mit einem Rohr in Verbindung steht, das koaxial auf der Ziehspindel gelagert ist und mit dieser synchron rotiert, und bei der drei Stützhebel zur radialsn Stützung des Kristalls angeordnet sind, die ebenfalls mitThe invention has for its object to enable the axial and radial support of the crystal virtually pulse-free, excluding subjective influences. According to the invention this is in an arrangement in which a floating support ring assembly for the axial support of the Kristailstabes connected to a tube which is coaxially mounted on the drawing spindle and rotates synchronously therewith, and in which three support levers for radialsn support of the crystal are arranged who also with

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dem genannten Rohr verbunden sind, dadurch erreicht, daß am oberen Ende des Rohres ein Ring befestigt ist, an dessen äußerem Rand auf seiner Unterseite den Stützhebeln zugeordnete zweiarmige Hebel angelenkt sind, wobei der dem Rohr zugewandte Hebelarm der zweiarmigen Hebel und der dem Kristall zugewandte Teil der Stützhebel mit einer Koppelstange verbunden sind, und wobei über dem anderen Ende des zweiarmigen Hebels ein .Anschlag angeordnet ist, daß dem Ring ein oberer Anschlag zugeordnet ist, daß verschiebbare, den Ring gegen den oberen Anschlag ziehende Massen angeordnet sind und daß den Stützhebeln drehmomentenbelastete Sperrexzenter zur Verriegelung der Stützhebel in der Stützstellung zugeordnet sind.._.connected to said tube, achieved in that at the upper end of the tube, a ring is fixed, are hinged to the outer edge on its underside of the support levers associated two-armed lever, wherein the pipe facing lever arm of the two-armed lever and the crystal facing part the support lever are connected to a coupling rod, and wherein above the other end of the two-armed lever .An stop is arranged, that the ring is associated with an upper stop, that slidable, the ring against the upper stop pulling masses are arranged and that the support levers torque loaded Locking eccentric are assigned to lock the support lever in the support position .._.

Die den Ring gegen den oberen Anschlag ziehenden Hassen sind zweckmäßig in drei Führungsrohren angeordnet, und mit Hilfe von Bändern, z.B. aus Stahl, über Umlenkrollen am Ring befestigt. Die Führungsrohre sind unten starr mit einer Grundplatte verbunden, die ihrerseits konzentrisch zur Ziehspindel angeordnet ist. Die Führungsröhre sind oben durch einen Anschlagring untereinander verbunden.The hatreds pulling the ring against the top stop are conveniently located in three guide tubes, and by means of straps, e.g. made of steel, attached to the ring via pulleys. The guide tubes are rigidly connected at the bottom to a base plate, which in turn is arranged concentrically to the pulling spindle. The guide tube are connected at the top by a stop ring with each other.

Ss ist zweckmäßig, daß die Baugruppen zur axialen und radialen Stützung des Kristalls auf einem Stützkäfig angeordnet sind, der aus dem Ring mit dem zweiarmigen Hebel und zwei im Abstand voneinander über dem Ring koaxial angeordneten weiteren Ringen besteht» wobei alle Ringe an ihrem äußeren Rand durch Verbindungsstäbe verbunden sind, daß auf dem · mittleren Ring die schwimmende Stützringanordnung zur axialen Stützung angeordnet ist und daß auf dem oberen Ring die Stützhebel für die radiale Stützung und die zugehörigen Sperrexzenter angeordnet sind.It is expedient that the assemblies for axial and radial support of the crystal are arranged on a support cage consisting of the ring with the two-armed lever and two spaced apart from each other over the ring coaxially arranged further rings »all rings at its outer edge by Connecting rods are connected, that on the · middle ring, the floating support ring assembly is arranged for axial support and that on the upper ring, the support arms for the radial support and the associated locking eccentric are arranged.

Die Sperrexzenter weisen eine Kurvenform auf, die sur Unterstützung der Stellbewegung der Stützhebel zu Beginn ihrer Bewegung in einem Bereich als Hebel mit Radien in den Berührungspunkten mit den Stützhebeln ausgeführt sind, und in einem anschließenden Bereich, der kurz vor der Verriegelung der Stützhebel wirksam wird, als selbsthemmende Exzenterkurven ausgeführt sind.The locking eccentrics have a curved shape, which are carried out in support of the adjusting movement of the support levers at the beginning of their movement in a region as a lever with radii in the contact points with the support levers, and in a subsequent region which is active just before the locking of the support lever, are designed as self-locking eccentric cams.

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Ss ist zweckmäßig, daß die Lagerungen der vorzugsweise aus austenitischem Stahl bestehenden Wellen für die Stutzhebel und die Sperrexzenter aus Buchsen aus PTPE oder nachverdichteter reiner Kohle bestehen. Die Gleitbahnen der Sperrexzenter sollten ebenfalls mit temperaturfestern Material mit günstigem Reibverhalten beschichtet sein.It is expedient that the bearings of the shafts, which are preferably made of austenitic steel, for the stub levers and the locking eccentrics are made of bushings of PTPE or post-compressed pure coal. The slideways of the locking eccentric should also be coated with temperature-resistant material with favorable friction behavior.

Die Stützhebel können als Keramikstifte ausgeführt sein, die in einer Halterung in ihrer Achsrichtung verstellbar sind«.The support levers may be designed as ceramic pins that are adjustable in a holder in its axial direction «.

Bei dieser Anordnung wird der Kristall im Verlauf des Ziehvorganges zunächst im Bereich des kegeligen Abschnittes durch die an sich bekannte schwimmende Stützringanordnung axial gestützt. Die Masse des Kristalls drückt dann im Verlauf des weiteren Ziehvorganges, bei dem der Kristall weiter nach unten bewegt wird, über den Stützring den Ring abwärts. Dadurch werden die Anlenkpunkte der zweiarmigen Hebel ebenfalls nach unten bewegt. Die mit dem zweiarmigen Hebel verbundenen Koppelstangen werden dabei ebenfalls nach unten bewegt und ziehen ihrerseits die Stützhebel gegen den Kristall. Die Abwärtsbewegung des Ringes infolge des Druckes des Kristallstabes auf den Stützring erfolgt solange, bis die Stützhebel am Kristall anliegen,,In this arrangement, the crystal is initially supported axially in the course of the drawing process in the region of the conical section by the known per se known floating support ring assembly. The mass of the crystal then presses down the ring via the support ring in the course of the further drawing process, in which the crystal is moved further downwards. As a result, the articulation points of the two-armed lever are also moved down. The coupling rods connected to the two-armed lever are also moved downwards and in turn pull the support levers against the crystal. The downward movement of the ring due to the pressure of the crystal rod on the support ring is carried out until the support lever abut the crystal,

Innerhalb der Z leitspindel sollte eine Vorrichtung zur Arretierung des Rohres gegenüber der Ziehspindel angeordnet sein, die einen nach unten verjüngten Doppelkeil hat, dessen Keilflächen Spannbacken zugeordnet sind, die in der Wandung der Ziehspindel geführt sind und gegen die Innenwandung des Rohres andrückbar sind, wobei zwischen den Keilflächen und den Spannbacken Nadellager angeordnet sind. Diese Vorrichtung zur Arretierung des Rohres verhindert für den Pall des Brechens des Dünnhalses eine Havarie.Within the Z lead screw, a device for locking the tube relative to the pulling spindle should be arranged, which has a downwardly tapered double wedge, the wedge surfaces are assigned clamping jaws, which are guided in the wall of the pulling spindle and pressed against the inner wall of the tube, wherein between the wedge surfaces and the jaws needle roller bearings are arranged. This device for locking the tube prevents for the Pall of breaking the thin neck an accident.

Die Anordnung hat den Vorteil, daß der gesamte direkte Stützprozeß durch die Bewegung der Ziehspindel selbst gesteuert wird und daß keine mechanischen Durchführungen durch den Rezipienten nach außen erforderlich sind· Der weitere Vorteil besteht darin, daß die Antastkräfte definiert und genügend klein sind, so daß der Kristall nicht erschüttert wird.The arrangement has the advantage that the entire direct support process is controlled by the movement of the pulling spindle itself and that no mechanical openings are required by the recipient to the outside · The further advantage is that the probing forces are defined and sufficiently small, so that the Crystal is not shaken.

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Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail in an embodiment with reference to a drawing.

Ein an sich bekanntes Rohr 2 ist auf einer Ziehspindel 1 mittels Lagerelementen 3 aus Polytetrafluorethylen in Dreipunktanordnung gelagert. Ein lagerelement 3 ist radial durch eine Feder 4 "belastet, so daß das Rohr 2 spielfrei gelagert ist. Auf dem Rohr 2 ist ein flachkegeliger Ring 5 "befestigt, an dessen Rändern koaxial Yerbindungsstäbe 6 angeordnet sind» An diesen sind koaxial über dem Ring 5 und im Abstand zu diesen ein Ring 7 und über diesem im Abstand ein Ring 8 befestigt» Die Ringe 5_t 7» 8 liegen also in drei Ebenen übereinander·A per se known tube 2 is mounted on a pulling spindle 1 by means of bearing elements 3 made of polytetrafluoroethylene in three-point arrangement. A bearing element 3 is radially loaded by a spring 4 ", so that the tube 2 is mounted free of play." A flat conical ring 5 "is fastened to the tube 2, on the edges of which coaxial connecting rods 6 are arranged and at a distance to these a ring 7 and above this at a distance a ring 8 attached »The rings 5 _t 7» 8 are thus in three levels on each other ·

Am äußeren Rand des Ringes 5 sind 120 versetzt zueinander drei zweiarmige Hebel 9 angeordnet. Auf dem Ring 7 ist eine an sich bekannte Stützringanordnung 10 koaxial zur Ziehspindel 1 vorhanden und auf dem oberen Ring 8 sind drei mit den zweiarmigen Hebelm 9 in vertikaler Richtung fluchtende Stützhebel 11 für die radiale Stützung angeordnet« Die aus den Ringen 5» 7, 8 und den Verbindungsstäben 6 bestehende Anordnung, die nachfolgend als Stützkäfig 12 bezeichnet ist, wird durch Gewichte 13» die z.B. 5 kg schwerer sind als der Stützkäfig 12, über Stahlfolienbänder 14 und Umlenkrollen 16 gegen einen mit der Ziehspindel 1 rotierenden, aber axial festen Anschlag 15 gezogen. Zur Erzielung dieses rotierenden Anschlages 15 ist eine koaxial zur Ziehspindel 1 angeordnete und mit dieser rotierende, im Rezipientenboden axial starr gelagerte und nach innen und außen vakuumdichte Hülse 18 mit einer Grundplatte 19 fest verbunden. Mindestens drei Führungssäulen oder -rohre 20 sind im gleichmäßigen Abstand zueinander am Umfang der Grundplatte 19 angeordnet und fest mit dieser verbunden.At the outer edge of the ring 5 120 offset from each other three two-armed lever 9 are arranged. On the ring 7 a known support ring assembly 10 coaxial with the pulling spindle 1 is present and on the upper ring 8 are arranged with the two-armed Hebelm 9 vertically aligned support lever 11 for the radial support «from the rings 5» 7, 8 and the connecting rods 6 existing arrangement, which is hereinafter referred to as a support cage 12 is by weights 13 »eg 5 kg are heavier than the support cage 12, pulled over steel foil bands 14 and pulleys 16 against a rotating with the pulling spindle 1, but axially fixed stop 15. To achieve this rotating stop 15 is a coaxial with the pulling spindle 1 and arranged with this rotating, in the recipient bottom axially rigidly mounted and inwardly and outwardly vacuum-tight sleeve 18 with a base plate 19 is firmly connected. At least three guide columns or tubes 20 are arranged at a uniform distance from each other on the circumference of the base plate 19 and fixedly connected thereto.

Die Führung sr öhre 20 dienen der Führung der Gewiciite 13 und der Umlenkrollen 16 und sie sind an ihrem oberen Snde durch einen Anschlagring 21 fest miteinander verbunden. Der Anschlagring 21 hat Anschlagbolzen 15 für den Ring 5 und An-The guide sröhre 20 serve to guide the Gewiciite 13 and the guide rollers 16 and they are connected at their upper Snde by a stop ring 21 firmly together. The stop ring 21 has stop bolts 15 for the ring 5 and

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schlagbolzen 23 für das der Zishspindel 1 abgewandte Ende der zweiarmigen Hebel 9.striker 23 for the Zishspindel 1 facing away from the end of the two-armed lever. 9

Das der Ziehspindel 1 zugewandte Ende der zweiarmigen Hebel 9 ist mit je einer Koppelstange 24 verbunden. Das andere Ende der Koppelstangen 24 ist an der dem Kristall zugewandten Seite des jeweils zugeordneten Stützhebels 11 angelenkt. Dem Kristall abgewandten Hebelarm der Stützhebel 11 ist je ein Sperrexzenter 25 zugeordnet, der durch eine Feder oder eine Masse drehmomentbelastet ist. Der zweiarmige Hebel 9 trägt auf seinem Hebelarm, der der Ziehspindel abgewandt ist, eine verschiebbare Masse 33» mit der die mindest erforderliche bzw. maximal zulässige Kraft für die Antastung des Stützhebels 11 an den Kristall einstellbar ist.The pulling spindle 1 facing the end of the two-armed lever 9 is connected to a coupling rod 24 each. The other end of the coupling rods 24 is articulated on the side facing the crystal of each associated support lever 11. The crystal facing away from the lever arm of the support lever 11 is associated with a respective locking eccentric 25 which is torque-loaded by a spring or a mass. The two-armed lever 9 carries on its lever arm, which faces away from the pulling spindle, a displaceable mass 33 »with the minimum required or maximum allowable force for the probing of the support lever 11 is adjustable to the crystal.

Im oberen Ende der Ziehspindel 1 ist eine hydraulisch betätigbare, radial ausfahrbare Spannvorrichtung 26 angeordnet, die einen axial verschiebbaren Doppelkeil 27 hat, dem in der Wand der Ziehspindel 1 radial verschiebbare Spannbacken 29 augeordnet sind . Zwischen dem Doppelkeil und den Spannbacken sind Nade!führungen 28 vorhanden. Die Spannbacken 29 drücken bei einer entsprechenden Stellung des Doppelkeiles 27 gegen die Innenwand des Rohres 2 und arretieren es damit an der Ziehspindel 1 .In the upper end of the pulling spindle 1, a hydraulically actuated, radially extendable clamping device 26 is arranged, which has an axially displaceable double wedge 27, in the wall of the pulling spindle 1 radially displaceable clamping jaws 29 are ahnenordnet. Nade guides 28 are present between the double wedge and the clamping jaws. The clamping jaws 29 press at a corresponding position of the double wedge 27 against the inner wall of the tube 2 and thus lock it to the pulling spindle. 1

Die Stützringanordnung 10 enthält einen lose aufliegenden Stützring 30, dessen Innendurchmesser kleiner als der Durchmesser der Ziehspindel 1 und des Kristalls 32, aber größer als der Durchmesser einer fest mit dieser verbundenen Keimhalterung 31 ist.The support ring assembly 10 includes a loosely-lying support ring 30, whose inner diameter is smaller than the diameter of the pulling spindle 1 and the crystal 32, but larger than the diameter of a fixedly connected with this germ support 31.

Zu Beginn des Züchtungsprozesses wächst aus dem Keimkristall der Dünnhals. Im weiteren Prozeßverlauf wird der kegelige Übergang gebildet, der schließlich in den zylindrischen Kristall übergeht. Während des Züchtungsprozesses wird der Kristall mittels der Ziehspindel 1 nach unten bewegt. Nach Erreichen der Stützfähigkeit des wachsenden Kristalls wird zunächst der auf der Stirnseite der Ziehspindel 1 aufliegende Stützring 30 auf der federelastischen Schwimmringanordnung 10 abgelegt, wonach der kegelige Teil des Kristalls mit der Wachstumsgeschwindigkeit den Stützring 30 und danach den Stützkäfig 12 antastet bzw. belastet» Dabei wird zunächst derAt the beginning of the breeding process, the seed crystal grows into the thin neck. In the further course of the process, the conical transition is formed, which finally merges into the cylindrical crystal. During the growth process, the crystal is moved downwards by means of the pulling spindle 1. After reaching the supporting ability of the growing crystal resting on the front side of the pulling spindle 1 support ring 30 is placed on the elastic floating ring assembly 10, after which the conical part of the crystal with the growth rate the support ring 30 and then the support cage 12 touches or loaded first of all

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Stützring 30 nach unten gedrückt, wobei die Stützringanordnung eine radiale Dämpfungskraft aufbaut und eine axiale Stützkraft auf den Ring 7 überträgt· Hierdurch wird der Kristall zunächst axial gestützt. Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Kristalls wird der Stützkäfig 12 ebenfalls abwärts· bewegt, wobei sich der Ring 5 vom Anschlag 15 löst. Die Gewichte bewirken hierbei über die Stahlfolienbänder 14 und die Uralenkrollen 16 eine definierte axiale Antastkraft auf den Kristall, was auch eine kristallseitige Gewichtsentlastung für den Dünnhals bedeutet·Support ring 30 is pressed down, wherein the support ring assembly builds a radial damping force and transmits an axial support force to the ring 7 · This is the first axial support of the crystal. During the further downward movement of the crystal, the support cage 12 is also moved downwards, with the ring 5 coming off the stop 15. The weights in this case bring about the steel foil strips 14 and the Uralenkrollen 16 a defined axial contact force on the crystal, which also means a crystal-side weight relief for the thin neck ·

lach dem Abrücken des Stützkäfigs 12 vom Anschlag 15 bleiben die der Ziehspindel 1 abgewandten Hebelarme der zweiarmigen Hebel 9 am Anschlag 23» so daß infolge der Drehung der zweiarmigen. Hebel 9 eine relative Abwärtsbewegung der Koppelstangen 24 erfolgt. Dabei bewegen sich die Stützhebel 11 sehr langsam auf den Kristall zu bis sie an diesem anliegen. Gleichzeitig liegen die Sperrexzenter 25 infolge der Peder- und Massenbelastung auch weiterhin an den Stützhebeln 11 an, d„h. sie folgen deren Bewegungsbahn und verriegeln sie in ihrer Endlage. Die Verriegelung ist erforderlich, weil der Stützhebel 11 allein den Kristall 32 nicht seIbsthemmend spannt. Hierzu wären sehr genaue Endlagen des Hebelwinkels erforderlich, die auch wegen eventueller DurchmesserSchwankungen des Kristalls nicht realisierbar sind· Das Hebelsystera und damit auch die Stützhebel 11 wären so frei beweglich und die Stützhebel würden nicht als solche wirken, sonde'rn jede 'Taumelbewegung des Kristalls mitmachen.After the removal of the support cage 12 from the stop 15 remain the pulling spindle 1 facing away lever arms of the two-armed lever 9 on the stop 23 »so that due to the rotation of the two-armed. Lever 9, a relative downward movement of the coupling rods 24 takes place. In this case, the support levers 11 move very slowly on the crystal until they rest against this. At the same time, the locking eccentrics 25 continue to rest on the support levers 11 as a result of the peder and mass loading. They follow their trajectory and lock them in their final position. The locking is required because the support lever 11 alone does not stress the crystal 32 self-locking. For this purpose, very precise end positions of the lever angle would be required, which are not feasible because of possible diameter variations of the crystal · The lever oyster and thus the support lever 11 would be so freely movable and the support levers would not act as such, but join any 'tumbling motion of the crystal ,

Es ist zweckmäßig, kurze Zeit nach der Verriegelung der radialen Stütahebel 11 das Rohr 2 mittels des Doppelkeils 27. an der Zeihspindel 1 zu arretieren. Dadurch kann beim Bruch des Dünnhalses eine Havarie vermieden werden. Wäre nämlich bei einem solchen Bruch der Kristall schon schwerer als die Gewichte 13, würde der Kristall nach unten sinken und die nicht dargestellte flüssige Zone würde auseinandergerissen und auslaufen«It is expedient to lock the tube 2 by means of the double wedge 27 at the Zeihspindel 1 shortly after the locking of the radial Stutahebel 11. As a result, an accident can be avoided when the thin neck breaks. If the crystal were already heavier than the weights 13 in such a fracture, the crystal would sink downwards and the liquid zone (not shown) would be torn apart and run off. "

Claims

23Ό] 72 claim for invention

A device for supporting the crystal in crucible-free zone melting, with a floating support ring for the axial support of the rod-shaped crystal, with a tube which is coaxially mounted on the pulling spindle and with which the support ring is connected and synchronously with the pulling spindle rotated, as well as with three support levers for radial support of the crystal, which are also connected to said tube, characterized in that at the upper end of the tube (2) a ring (5) is fixed, at the outer edge on its underside of the support levers (11) associated with two-armed lever (9) are hinged, wherein the tube (2) facing the lever arm of the two-armed lever (9) and the crystal (32) facing part of the support lever (11) are connected to a coupling rod (24), and wherein above the other end of the two-armed lever (9) a stop (23) is arranged, that the ring (5) is associated with an upper stop (15) that displaceable, the ring ( 5) against the upper stop (15) pulling masses are arranged and that the support levers (11) torque-loaded locking eccentric (25) for locking the support lever (11) are assigned in the support position.

2. Arrangement according to item 1, characterized in that the the ring (5) against the upper stop (15) pulling masses in three guide tubes (20) are arranged and with the aid of bands, z.Bo steel, over pulleys (16 ) are attached to the ring (5), that the guide tube (20) are rigidly connected at the bottom to a base plate (19), which in turn is arranged coaxially to the pulling spindle, and that the Pührrohre (20) above by a stop ring (21) interconnected are·

Arrangement according to items 1 and 2, characterized in that the assemblies for axial and radial support of the crystal (32) on a support cage (12) are arranged, consisting of the ring (5) with the two-armed lever (9) and two at a distance

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from each other above the hinge (5) coaxially arranged further rings (7, 8) ", all rings being connected at their outer edge by connecting rods (6), that on the middle ring (7) the floating supporting ring assembly (10) is arranged for axial support and that on the upper ring (8) the support lever (11) for the radial support and the associated locking eccentric (25) are arranged.

4. Arrangement according to item 1 to 3, characterized by,

in that the locking eccentrics (25) have a curved shape designed to support the adjusting movement of the supporting levers at the beginning of their movement in an area with a radius of curvature in the points of contact with the supporting levers and in a subsequent area which is effective shortly before the locking of the supporting levers is executed as self-locking Xxzenterkurven.

5. Arrangement according to item 1 to 4, characterized in that the bearings of the existing preferably austenitic steel shafts for the support lever (11) and the locking eccentric (25) consist of sockets of PTPE or post-compacted pure coal.

6. Arrangement according to item 1 to 5, characterized in that the slideways of the locking eccentric (25) are coated with temperature-resistant material with favorable friction behavior.

7. Arrangement according to item 1 to 6, characterized in that the support lever (11) are designed as ceramic pins which are adjustable in 'a holder in its axial direction.

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8. Arrangement according to item 1 to 7, characterized in that within the drawing spindle (1) a device for locking the tube (2) relative to the drawing spindle (1) is arranged, which has a downwardly tapered double wedge (27) whose wedge surfaces Clamping jaws (29) are aordnetordnet, which are guided in the wall of the pulling spindle (1) and against the inner wall of the tube (2) are pressed, wherein between the wedge surfaces and the jaws needle roller bearings are arranged »

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