Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitelementes gemäß dem Ober
begriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Beschichtung eines Gleitelementes ge
mäß den Oberbegriffen der Ansprüche 17 und 18.
Verfahren zur Abscheidung metallischer Schichten auf einem metallischen Substrat im Vaku
um sind schon seit längerem bekannt. So ist z. B. aus der DE 195 14 835 C1 bekannt, auf kon
kav gekrümmte Gleitelemente eine Schicht durch Vakuumaufdampfen aufzubringen. Dazu
wird zwischen dem Substrat und der Verdampferbadoberfläche ein bestimmter Abstand ein
gestellt. Das aufzudampfende Material ist in Verdampfertiegeln angeordnet und erfolgt die
Verdampfung mittels Elektronenbestrahlung. Das Substrat wird durch den sich ausbildenden
Partikelstrom in der Weise geführt, daß während des Aufdampfens der Schicht der Verdamp
fer und der Trägerkörper relativ zueinander mit ungleichförmiger Geschwindigkeit bewegt
werden. Die Geschwindigkeit der Linearbewegung erreicht ihre Maximalkomponente sowohl
beim Ein- als auch beim Austritt durch diese Dampfkeule. Um darüber hinaus zu erreichen,
daß die Abweichung der Schichtdicke der aufgedampften Schicht von der Maximalschicht
dicke weniger als 15% beträgt, werden Teile des Dampfstroms mit Hilfe von Blenden ausge
blendet.
Nachteilig an dieser Art der Bedampfung ist, daß die Schichtdicke durch mehrere aufeinander
abzustimmende Parameter festgelegt wird, sowie daß ein relativ komplexer Bewegungsablauf
vorgegeben und überwacht bzw. geregelt werden muß. Zusätzlich sind noch konstruktive
Maßnahmen zu setzen, um das gewünschte Schichtdickenverhältnis zu erreichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrich
tung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bzw. bei der auf konstruktive Maß
nahmen im Partikelstrom zur Erzeugung von Schichten mit bestimmten Schichtdickenverlauf
verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 1 gelöst. Von
Vorteil ist dabei, daß einerseits durch die Drehbewegung eine Flanke und insbesondere der
Scheitel der konkav gekrümmten Oberfläche des Gleitelementes durch das Gleitelement
selbst zumindest teilweise ausgeblendet bzw. abgeschattet werden und andererseits jeder Be
reich der gekrümmten Oberfläche des Gleitelementes während der Drehung zumindest annä
hernd die selbe Stellung zum Partikelstrom einnimmt, wodurch die niedergeschlagene Menge
auf den Flanken des Substrats an die Menge im Scheitelbereich des Gleitelementes angepaßt
und damit eine weitgehend gleichmäßige Schichtdicke erreicht werden kann. Damit kann auf
die zusätzliche Anordnung von Blenden im Zentrum des Partikelstroms verzichtet werden.
Vorteilhaft ist weiters gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, daß
mit diesem Verfahren auch sogenannte Großlager, welche in Motoren außerhalb der PKW-
Industrie verwendet werden, z. B. mit einem Radius größer 150 mm beschichtet werden kön
nen.
Von Vorteil sind weiters Ausführungsvarianten nach den Ansprüchen 2 und 3, da mit Hilfe
der Linearbewegung eine Verfahrensweise zur Beschichtung von Einzelteilen zur Verfügung
gestellt und durch deren Bewegungsrichtung optimal auf die Beschichtungsverhältnisse ange
paßt werden kann.
Es ist weiters von Vorteil, daß entsprechend Ansprach 4 die Linearbewegung kontinuierlich
und/oder gleichförmig durchgeführt wird, wodurch sich der technische Aufwand für dieses
Verfahren im Vergleich zum aus dem Stand der Technik bekannt gewordenen Verfahren ent
sprechend verringern läßt.
Vorteilhaft ist aber auch ein Verfahren nach Anspruch 5, da damit eine weitere Vereinheitli
chung der Schichtdicke der aufzudampfenden Schicht erreicht werden kann.
Es sind aber auch Verfahren nach den Ansprüchen 6, 7 oder 8 möglich, da damit eine voll
ständige Überstreichung der für derartige Gleitelemente vorzugsweise verwendeten konkaven
Oberfläche erreicht werden kann und zudem die Drehung der Gleitelemente an das Gleitele
ment angepaßt werden kann. Durch die wahlweise Drehung um mehr oder weniger als 180°
ist eine benutzerspezifische Ausbildung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
möglich.
Von Vorteil bei der Weiterbildung nach Anspruch 9 ist, daß die Zeiten für die Drehbewegung
optimiert werden können und sich somit einer Verkürzung der Taktzeiten und damit auch eine
Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erreichen läßt.
Weiters ist eine Ausführungsvariante nach Ansprruch 10 möglich, bei der von Vorteil ist, daß
mehrere Gleitelemente wirtschaftlich während eines Herstellungsschrittes beschichtet werden
können.
Von Vorteil ist dabei auch eine Ausführungsvariante nach Anspruch 11, wonach eine gegen
seitige Beeinträchtigung der einzelnen Gleitelemente vermieden werden kann.
Vorteilhaft ist weiters eine Variante des Verfahrens nach Anspruch 12, da damit ein kontinu
ierlicher Produktionsprozeß ermöglicht wird.
Mit einer weiteren Ausführungsvariante gemäß Anspruch 13 kann als Vorteil erreicht werden,
daß Gleitelemente unterschiedlichster Größen beschichtet werden können.
Vorteilhaft ist aber auch eine Verfahrensvariante nach Anspruch 14, da damit unterschiedli
che Schichtdicken erreichbar sind.
Es ist aber auch eine Ausführungsvariante nach Anspruch 15 von Vorteil, wonach eine ge
zielte Schichtdickenverteilung über die zu beschichtende Oberfläche in einem breiten Bereich
variiert werden kann.
Von Vorteil ist auch eine Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 16, da damit auf ein
fache Weise eine Mehrfachbeschichtung und/oder eine Legierungsbildung für die aufzubrin
gende Schicht bzw. eine Beschichtung in mehreren Schritten erreicht werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch die Merkmale des Kennzeichenteils in An
spruch 17 gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß durch die Anordnung eines Drehelementes im Be
schichtungsbehälter eine einfache Halterung für die zu beschichtenden Teile zur Verfügung
gestellt werden kann und daß darüber hinaus der Antrieb für dieses Drehelement mit einfa
chen, aus dem Stand der Technik bekannten Mitteln gesteuert werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiters durch die Merkmale des Kennzeichenteils in An
spruch 18 gelöst. Von Vorteil ist dabei, daß mit dlieser Vorrichtung mit einfachen Mitteln auf
kundenspezifische Wünsche schnell reagiert werden kann, da diese Vorrichtung diskontinu
ierlich für die Beschichtung verschiedenster Größen von Gleitelementen verwendet und da
mit ein weitgehend gleichmäßiger Schichtdickenverlauf erreicht werden kann.
Vorteilhaft ist dabei weiters eine Ausgestaltung der Vorrichtung nach Anspruch 19, wonach
eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung für die Herstellung von Gleitelementen zur Verfü
gung gestellt werden kann.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 20 kann der konstruktive Aufwand für die Vorrich
tung verringert werden.
Schließlich sind aber auch Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 21 oder 22 möglich, wo
durch eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden kann, die an unterschiedlichste Be
schichtungsverhältnisse für unterschiedliche Gleitelemente angepaßt werden kann.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren näher er
läutert.
Es zeigen:
Fig. 1 das erfindungsgemäße Verfahren, schematisch vereinfacht dargestellt;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verfahrens nach dem Stand der Technik;
Fig. 3 das erfindungsgemäße Verfahren mit flächig ausgebildeter Verdampferbadober
fläche, schematisch vereinfacht dargestellt;
Fig. 4 eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematisch ver
einfachter Darstellung.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer
den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei
che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer
den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, un
ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind
bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch
Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unter
schiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsge
mäße Lösungen darstellen.
In Fig. 1 ist eine schematisch vereinfachte Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens
gezeigt. Zur Durchführung des Verfahrens kann in einem Tiegel 1 ein entsprechender, zu ver
dampfender Werkstoff 2, z. B. ein Metall oder eine Legierung, vorgelegt werden. Die Ver
dampfung erfolgt bevorzugt durch Beaufschlagung des Werkstoffes 2 mit Elektronenstrahlen,
jedoch sind auch andere Methoden zur Verdampfung, z. B. durch Wärmeeinwirkung, Laser
strahlen oder dgl., möglich. In der Folge breitet sich vom Tiegel 1, d. h. einer Verdampferba
doberfläche 3 ein Partikelstrom 4, beispielsweise in Form einer Dampfkeule, in Richtung ei
ner Partikelstromlängsmittelachse 5 zu einem zu bedampfenden Werkstück hin, z. B. einem
Gleitelement 6, aus. Derartige Verfahren werden üblicherweise unter Vakuum durchgeführt,
sodaß die eben beschriebene Anordnung in einem geschlossenen Behälter (in Fig. 1 nicht dar
gestellt) umfassen soll.
Zur seitlichen Begrenzung des Partikelstroms 4 bzw. zur Begrenzung des Durchmessers des
Partikelstroms 4 können, wie bekannt, seitliche Aperturblenden (in Fig. 1 nicht dargestellt)
angeordnet sein und ist es möglich, diese Begrenzung auch mit nur einer Aperturblende, z. B.
einer Ringblende, zu erreichen.
Da das Verfahren des Elektronenstrahlbedampfens dem Fachmann hinlänglich aus dem ein
schlägigen Stand der Technik bekannt ist, soll an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen
werden. Insbesondere sind die Grundlagen bzgl. der Winkelabhängigkeit der Konzentration
der Partikel im Partikelstrom 4 bestens untersucht.
Die zu beschichtenden Werkstücke, wie beispielsweise die Gleitelemente 6, können als
Gleitlagerhalbschalen ausgeführt sein. Diese Gleitlagerhalbschalen können einen ein- oder
mehrschichtigen Aufbau aufweisen, wobei eine der Schichten durch eine Stützschicht 7 (in
Fig. 1 strichliert dargestellt) gebildet wird, auf der weitere Schichten, beispielsweise eine
Zwischenschicht 8 und/oder eine Diffusionssperrschicht 9, aufgebracht werden. Die Stütz
schicht 7 bildet üblicherweise die in bezug auf die konvex gekrümmte Oberfläche 10 äußerste
Schicht des Gleitelementes 6 und kann z. B. aus Stahl gefertigt sein. Auf diesem ein- bzw.
mehrschichtigen Aufbau wird in der Folge mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine
Gleitschicht 11 (in Fig. 1 im rechten Teil der Darstellung gezeigt), beispielsweise aus einer
Aluminium-Zinnlegierung aufgedampft. Selbstverständlich können aber auch andere Legie
rungen bzw. Metalle, wie z. B. mit Sputterverfahren üblicherweise verarbeitete Legierungen,
Aluminiumbasislegierungen mit Blei und/oder Wismut und/oder Indium und/oder Zinn als
Legierungselemente, Kupferbasis sowie Silberbasislegierungen mit Blei und/oder Wismut
und/oder Indium und/oder Zinn, Kupfer-Blei-, Silber-Blei-Legierungen oder dgl., aufge
dampft werden. Die Aufzählung der möglichen zu verwendenden Legierungen ist nicht er
schöpfend und können selbstverständlich auch andere als die genannten Legierungen bzw.
Gemische verarbeitet werden.
Derartige Legierungen können Aluminium im Bereich zwischen 50 Gew.-% bis 90 Gew.-%,
beispielsweise im Bereich zwischen 55 Gew.-% und 80 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich
zwischen 60 Gew.-% und 79 Gew.-%, insbesondere im Bereich zwischen 64 Gew.-% und 70
Gew.-% sowie Zinn im Bereich zwischen 5 Gew.-% und 45 Gew.-%, beispielsweise im Be
reich zwischen 10 Gew.-% und 39 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich zwischen 12 Gew.-%
und 32 Gew.-%, insbesondere im Bereich zwischen 17 Gew.-% und 20 Gew.-% enthalten.
Andere Legierungselemente, wie z. B. Mangan, Eisen, Kobalt oder dgl. können selbstver
ständlich zur Bildung bestimmter Legierungsphasen, z. B. Hartstoffe enthalten sein.
Die Verfahren bzgl. der Vorbehandlung der Stützschicht 7, beispielsweise der Entfettung mit
Hilfe diverser Lösungsmittel sowie die Aufbringung diverser Einzelschichten, wie beispiels
weise der Zwischenschicht 8 oder der Diffusionssperrschicht 9, z. B. durch galvanische Ver
fahren oder durch Plattier- bzw. Walzverfahren, Sputterverfahren sind ebenfalls aus dem
Stand derTechnik bekannt. Als Werkstoffe können z. B. Bleibronze oder dgl. für die Zwi
schenschicht 8 oder Nickel, Nickel-Chrom-, Nickel-Kupfer-Legierungen für die Diffusions
sperrschicht 9 verwendet werden. Es können auch hier wiederum andere aus dem Stand der
Technik bekannte Legierungen verwendet werden.
Selbstverständlich ist aber auch ein anderer als der hier beschriebene mehrschichtige Aufbau
des Gleitelementes 6 möglich.
Um nun die erfindungsgemäße Verfahrensweise nach Fig. 1 zu erläutern, ist in Fig. 2 ein Ver
fahren nach dem Stand der Technik, z. B. der eingangs erwähnten DE-C1 schematisch ange
deutet.
Das Gleitelement 6 wird bei dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren in der Richtung gemäß
Pfeil 12 über den Tiegel 1 bewegt und wird dabei dessen zu beschichtende, konkav ge
krümmte Gleitelementoberfläche 13 vom Partikelstrom 4 überstrichen. Zur Vereinfachung
wird letzterer als punktförmige Dampfquelle mit mehreren Abschnitten 14, 15 gleicher Breite
betrachtet, von der sich die Dampfkeule in Richtung des Gleitelementes 6 ausbreitet. Durch
diese Vereinfachung ist sofort ersichtlich, daß die Abschnitte 14 unter einem anderen Winkel
als der Abschnitt 15 auf die Gleitelementoberfläche 13 auftreffen. Die Konsequenz davon ist,
daß in einem Scheitelbereich 16 des Gleitelementes 6, der in etwa senkrecht zur Verdampfer
badoberfläche ausgerichtet ist, eine größere Menge an aufzudampfendem Werkstoff 2 abge
schieden wird als in den beiden Flankenbereichen 17. Um trotzdem eine zumindest annähernd
gleiche Schichtdicke zu erreichen, wird nach der DE-C1 eine beheizte Blende 18 im Zentrum
des Partikelstroms 4 angeordnet, mit der ein Teil des Partikelstroms 4 ausgeblendet wird und
zudem eine ungleichförmige Linearbewegung des Gleitelementes 6 durchgeführt, wodurch
der Nachteil entsteht, daß zusätzliche Herstellkosten infolge der längeren Beschichtungsdauer
und der zusätzlichen Energiekosten - um nur einige zu nennen -, sowie ein komplexerer Be
wegungsablauf zu bewerkstelligen ist.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend Fig. 1 kann auf die Anordnung einer
zusätzlichen Blende 18 verzichtet werden. Dazu führt das Gleitelement 6 während seiner Li
nearbewegung in Richtung Pfeil 12 über die Verdampferbadoberfläche 3 eine Drehbewegung
aus. Die Linearbewegung wird kontinuierlich und/oder gleichförmig durchgeführt. Vorzugs
weise wird das Gleitelement 6 vor dem Eintritt in den Partikelstrom 4 so ausgerichtet, daß
Stirnflächen 19 zumindest annähernd parallel zur Partikelstromlängsmittelachse 5 ausgerich
tet sind. Andererseits ist es natürlich möglich, daß diese Stirnflächen 19 zumindest annähernd
parallel zu einer gedachten Verlängerung einer äußeren Umhüllenden 20 des Partikelstroms 4
ausgerichtet sind.
Wird nun in der Folge das Gleitelement 6 über den Partikelstrom 4 bewegt, so vollzieht das
Gleitelement 6 zusätzlich eine Drehbewegung entsprechend den Pfeilen 21 und 22, sodaß
während der Bedampfung eine konkav gekrümmte Oberfläche 23 des Gleitelementes 6 dem
Partikelstrom 4 zugewandt wird, um schließlich beim Verlassen des Partikelstroms 4 zumin
dest annähernd zur Partikelstromlängsmittelachse 5 bzw. zur Umhüllenden 20 zumindest an
näherungsweise parallele Stirnflächen 19 aufzuweisen.
Der Vorteil, der durch diese zusätzliche Drehbewegung erzielt werden kann, ist die teilweise
Ausblendung des Partikelstroms 4 im Eintritts- sowie Austrittsbereich durch das Gleitelement
6, insbesondere durch den Bereich in der Nähe der Stirnflächen 19. Insbesondere ist damit
gemeint, daß vorerst lediglich der Flankenbereich 17 vom Partikelstrom 4 überstrichen wird.
Aufgrund der Stellung des Gleitelementes 6 beim Eintritt in den Partikelstrom 4 sowie der
geometrischen Verhältnisse des Gleitelementes 6 überstreicht der Partikelstrom 4 den Flan
kenbereich 17 so, daß die Krümmung im wesentlichen jener im Scheitelbereich 15 entspricht.
Es werden damit also zumindest annähernd immer dieselben Verhältnisse für die Beschich
tung geschaffen, d. h. jeder Punkt der Oberfläche 23 des Gleitelementes 6 nimmt im Verlauf
der Bedampfung dieselbe relative Position zur Quelle, d. h. eine zur Verdampferbadoberfläche
parallele Stellung ein.
Eine Ausnahme kann lediglich die Beschichtung im Zentrum des Partikelstroms 4 bilden,
sofern dieser in seinen Abmessungen sehr breit ist, da in diesem Fall sowohl der Flankenbe
reich 17 als auch der Scheitelbereich 15 gleichzeitig beschichtet werden. Dies kann aber inso
fern umgangen werden, indem ein Öffnungswinkel 24 des Partikelstroms 4 so gewählt wird,
daß im Zentrum, d. h. im Scheitelbereich 15, lediglich dieser und nicht der Flankenbereich 17
beschichtet werden (der große Öffnungswinkel 24 in Fig. 1 dient lediglich der schematischen
Darstellung und Erläuterung der Erfindung und stellt nicht die realen Verhältnisse dar).
Damit wird also das Gleitelement 6 vom Eintritt in den Partikelstrom 4 bis zum Verlassen
desselben um zumindest nahezu 180° (oder geringfügig mehr) gedreht, sodaß also das Glei
telement 6 beim Verlassen des Partikelstroms 4 im wesentlichen spiegelverkehrt zur Orientie
rung während der Eintrittsphase ausgerichtet ist.
Der Drehwinkel des Gleitelementes 6 kann aber auch weniger als 180° betragen, wenn das
Gleitelement 6, wie in Fig. 1 oben dargestellt, in zur vorherigen Variante spiegelverkehrt an
geordnet wird.
In bezug auf die Ausrichtung der oben erwähnten Achsen sei bemerkt, daß, wie in Fig. 3 dar
gestellt, die Drehachse des Gleitelementes 6 im Fall der Ausbildung des Tiegels 1 als längli
ches Schiffchen auch parallel zu dessen Länge bzw. zu der durch den Partikelstrom 4 aufge
spannten, in Fig. 3 strichliert dargestellten Ebene ausgerichtet sein kann.
Mit Hilfe dieser Verfahrensweise ist es möglich, auch größere Gleitelemente 6 zu beschich
ten, z. B. mit Durchmessern bzw. Radien, die größer als 150 mm sind.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, wobei der
Partikelstrom 4 wiederum unmaßstäblich vergrößert dargestellt ist.
Bei dieser Variante sind bevorzugt mehrere Gleitelemente 6, für die selbstverständlich wie
derum obige Ausführungen gelten können, auf einem Drehelement 25, beispielsweise einer
Drehtrommel, einem Drehteller oder dgl., angeordnet. Die gesamte Verdampferanordnung ist
wiederum in einem vakuumdichten, nicht dargestellten Behälter untergebracht. Eine Drehach
se 26 des Drehelementes 25 ist dabei senkrecht auf die Partikelstromlängsmittelachse 5 ausge
richtet und kann die Drehung des Drehelementes 25 z. B. in Richtung eines Pfeils 27 erfolgen.
Aufgrund der Drehung des Drehelementes 25 werden die einzelnen, zu beschichtenden Glei
telemente 6 nacheinander in den Partikelstrom 4 verbracht, womit wiederum der zu Fig. 1
beschriebene Effekt hinsichtlich der Abschattung bzw. der Beschichtung sowie der Ausrich
tung der Gleitelemente 6 hinsichtlich Ihrer Krümmung auf den Partikelstrom 4 erreicht wer
den kann. Dieses Verfahren nach Fig. 4 ermöglicht also mit Vorteil die Beschichtung mehre
rer Gleitelemente 6, ohne daß der Beschichtungsprozeß unterbrochen werden müßte.
Wie in Fig. 4 strichliert dargestellt, können die Gleitelemente 6 in einzelnen Kammern 28
angeordnet und somit voneinander getrennt sein. Diese Kammern 28 können so am Drehele
ment 25 angebracht werden, daß z. B. ein herausziehen einzelner Kammern 28 aus dem
Drehelement 25 möglich ist. Damit kann erreicht werden, daß, wenn eine beispielsweise an
deutungsweise gezeigte Schleuse 29, welche z. B. in Richtung der Partikelstromlängsmitte
lachse 5 der Verdampferbadoberfläche 3 gegenüberliegend angeordnet ist - selbstverständlich
sind auch andere Plazierungen möglich - mit Hilfe einer Einrichtung 30 (in Fig. 3 strichliert
dargestellt) innerhalb der Schleuse 29 zumindest eine Kammer 28 samt dem sich darauf be
findenden Gleitelement 6 vom Drehelement 25 abgezogen werden. Es kann damit ein konti
nuierlicher Produktionsprozeß erzielt werden, wenn die Schleuse 29 z. B. einen seitlich ange
ordneten Eingang 31 sowie einen Ausgang 32 aufweist, sodaß während der Bedampfung ein
fertig bedampftes Gleitelement 6 in die Schleuse 29 verbracht wird und dort - gemäß Pfeil 33
- aus der Schleuse entfernt sowie anschließend - gemäß Pfeil 34 - ein neues, unbeschichtetes
Gleitelement 6 in die Schleuse 29 eingeführt und in der Folge auf das Drehelement 25 durch
die Einrichtung 30 verbracht wird.
Um bei dieser Ausführungsvariante wiederum eine möglichst gleichmäßige Schichtdicke
bzw. einen bestimmten Schichtdickenverlauf über die konkave Oberfläche des Gleitelementes
6 zu erreichen, ist es möglich, den Durchmesser des Drehelementes 25 auf den Radius des
Gleitelementes 6, z. B. den Radius der konkav gekrümmten Oberfläche 23, abzustimmen, so
daß in der Folge günstige Voraussetzungen hinsichtlich der Stellung der Gleitelemente 6 in
bezug auf den Partikelstrom 4, d. h. im wesentlichen einer optimalen, oben beschriebenen
Ausrichtung der gekrümmten, konkaven Oberfläche auf den Partikelstrom 4, erreicht werden
können. Es ist selbstverständlich in diesem Zusammenhang möglich, den Durchmesser des
Drehelementes 25 so zu wählen, daß Gleitelemente 6 mit verschiedenen Radien beschichtet
werden können.
Des weiteren kann der Drehwinkel der Gleitelemente 6 an den Öffnungswinkel der Aper
turblenden angepaßt sein.
Weiters ist es bei beiden Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich,
die Geschwindigkeit der Drehbewegung in Abhängigkeit der gewünschten Schichtdicke fest
zulegen und ist es beispielsweise möglich, beim Eintritt des Gleitelementes 6 in den Partikel
strom 4 eine höhere Geschwindigkeit vorzugeben als für die Geschwindigkeit der Drehbewe
gung im Zentrum des Partikelstroms bzw. sind auch umgekehrte Geschwindigkeitsverhältnis
se möglich. Dabei kann eine größere Schichtdicke durch eine geringere Geschwindigkeit der
Dreh- und/oder Linearbewegung erreicht werden.
Insbesondere ist es dabei möglich, daß sich die Geschwindigkeit der Drehbewegung während
der Drehung ändert.
Selbstverständlich können auch für die Linearbewegung des Gleitelementes 6 unterschied
lichste Bewegungsabläufe vorgegeben werden.
Bei beiden Ausführungsvarianten ist es weiters möglich, insbesondere bei der Ausführungs
variante nach Fig. 4 Mehrfachbeschichtungen durchzuführen, beispielsweise durch zwei- oder
mehrmalige Umdrehung des Drehelementes 25. Dabei kann auch mit Vorteil erreicht werden,
daß, wenn zwei Tiegel 1 im Behälter angeordnet werden, bei einer ersten Umdrehung ein er
ster Werkstoff 2 auf die Gleitelemente 6 aufgedampft wird und während einer zweiten Bewe
gung ein zweiter Werkstoff 2 über diesen angeordnet wird bzw. sind damit auch Legierungs
bildungen an den Gleitelementen 6 während des Beschichtungsvorganges möglich. Es ist
selbstverständlich möglich, eine Schicht in Raten infolge mehrere Umdrehungen aufzubrin
gen.
Vorteilhaft ist weiters, wenn der Abstand der Gleitelemente 6 von der Verdampferbadoberflä
che im Bereich zwischen 30 mm und 250 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 40 mm und
200 mm, insbesondere im Bereich zwischen 50 mm und 150 mm, jeweils zuzüglich des Radi
us des Gleitelementes 6 beträgt. Die unteren Grenzen des Abstandes werden vorzugsweise für
Gleitelemente 6 mit größeren Radien verwendet.
Abschließend sei erwähnt, daß bei den beschriebenen Ausführungsvarianten der Drehpunkt
der Gleitelemente 6 oberhalb des Tiegels 1 angesetzt wurde. Es ist aber selbstverständlich
auch möglich, den Drehpunkt unterhalb des Tiegels 1 vorzusehen bzw. den Tiegel 1 in den
Drehpunkt zu setzen. Durch diese Varianten können z. B. auf vorteilhafte Weise Großlager
beschichtet werden.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des
Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaß
stäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Be
schreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 3; 4 gezeigten Ausführungen den Gegenstand
von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungs
gemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entneh
men.
Bezugszeichenaufstellung
1
Tiegel
2
Werkstoff
3
Verdampferbadoberfläche
4
Partikelstrom
5
Partikelstromlängsmittelachse
6
Gleitelement
7
Stützschicht
8
Zwischenschicht
9
Diffusionssperrschicht
10
Oberfläche
11
Gleitschicht
12
Pfeil
13
Gleitelementoberfläche
14
Abschnitt
15
Abschnitt
16
Scheitelbereich
17
Flankenbereich
18
Blende
19
Stirnfläche
20
Umhüllende
21
Pfeil
22
Pfeil
23
Oberfläche
24
Öffnungswinkel
25
Drehelement
26
Drehachse
27
Pfeil
28
Kammer
29
Schleuse
30
Einrichtung
31
Eingang
32
Ausgang
33
Pfeil
34
Pfeil