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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen eines Heizdrahtes
an einer Position in einem Ofen, besonders in einem horizontalen
Ofen.
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In
einem elektrischen Ofen werden Heiz- oder Glühdrähte verwendet, um das Innere
des Ofens zu beheizen. Die Heizdrähte werden aus einem Metall
hergestellt, das in der Lage ist, Elektrizität zu leiten und auf die gewünschte Temperatur
erhitzt werden kann, wobei es sich möglichst wenig verformen soll.
Die Heizdrähte
müssen
in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten werden, um die Temperatur
innerhalb des gesamten Ofens so gleichmäßig wie möglich zu halten. Deshalb werden
die Heizdrähte
unter Verwendung von Abstandshalterstücken oder -streifen gehalten.
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Je
heißer
die Heizdrähte
jedoch werden, desto weicher wird das Material, aus dem die Heizdrähte hergestellt
sind. In einem horizontalen Ofen, in dem die Heizdrähte gewunden
oder helikal vor- und zurücklaufend
angeordnet sind, erweichen die Drähte mit steigender Temperatur
und das Risiko nimmt zu, dass die Drähte unter ihrem eigenen Gewicht durchhängen. Als
Folge wird einerseits der Ofen nicht mehr gleichmäßig im Inneren
erhitzt, und andererseits können
die durchhängenden
Heizdrähte
mit Materialien, die in dem Ofen sind, in Kontakt kommen. Deshalb
müssen
die Heizdrähte
in einem horizontalen Ofen, insbesondere wenn die Heizdrähte an der
Oberseite des Ofens angebracht sind, so befestigt werden, dass die
Drähte
nicht mehr durchhängen können, wenn
sie aufgrund der Erhitzung weich werden.
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Es
muß jedoch
darauf geachtet werden, dass die Heizdrähte nicht eingeklemmt werden,
da sich die Drähte
bei Erhitzung ausdehnen und deshalb genügend Raum vorhanden sein muß, da ansonsten die
Gefahr des Abreißens
der Drähte
besteht.
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Dies
ist von besonderer Wichtigkeit für
horizontale Öfen,
in denen Halbleitermaterialien behandelt werden, da hierfür hohe Temperaturen
nötig sind, was
zu einer Erweichung und zum Durchhängen der Heizdrähte führen kann.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung bereitzustellen,
mit der es möglich
ist, einen Heizdraht in einem horizontalen Ofen in der weise zu halten,
dass der Heizdraht so fixiert ist, dass er an seinem Platz bleibt,
ohne dass der Draht jedoch eingeklemmt wird. Eine weitere Aufgabe
ist es, dass durch Verwendung der erfindungsgemä ßen Vorrichtung die Heizdrähte einfach
installiert und bevorzugt in Stufen befestigt werden können, was
zu einer Zeitersparnis führt.
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Diese
Aufgaben werden durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst, in der
die Vorrichtung eine Stange und eine Mehrzahl von Abstandhalterelementen
aufweist, wobei jedes Abstandhalterelement aus einem stangenförmigen Teil
besteht, an dem ein Y-förmiger
Teil in die Nähe
der Mitte des stangenförmigen
Teils angebracht ist wobei der stangenförmige Teil im rechten Winkel
zu der Ebene durch den Y-förmigen
Teil steht, und dass der V-förmige
Teil des Y-förmigen Teils
die Stange teilweise umfassen kann.
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Auf
diese Weise kann ein Heizdraht in Stufen, Windung für Windung,
angebracht werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Heizdraht
als Folge der mit der Erwärmung
einhergehenden Erweichung durchhängt.
Da der Heizdraht erfindungsgemäß vollständig von
der Vorrichtung an einem Befestigungspunkt umfaßt wird, ohne dass der Heizdraht eingeklemmt
wird, ist genügend
Raum vorhanden, wenn sich der Heizdraht thermisch ausdehnt. Als
Folge der Fixierung des Heizdrahtes ist es möglich, eine gleichmäßige Hitzeverteilung
in dem gesamten Ofen bei jeder Temperatur zu erzielen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist jedes Abstandhalterelement in der Nähe eines der beiden Enden des
stangenförmigen
Teils mit einem Querteil, der im rechten Winkel zu dem stangenförmigen Teil
steht und parallel zu dem Y-förmigen
Teil verläuft,
versehen. So wird eine U-förmige
Vertiefung ausgebildet, in der der Heizdraht aufgenommen werden
kann. Die andere Seite des Y-förmigen
Teils und der stangenförmige
Teil bilden wiederum zusammen eine L-förmige Vertiefung, in der der
Heizdraht ebenfalls aufgenommen werden kann.
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Die
Stange und die Abstandhalterelemente können aus einem keramischen
Material bestehen.
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Das
eine Ende des stangenförmigen
Teils eines Abstandhalterelements kann mit einem Vorsprung, der
in Linie mit dem stangenförmigen
Teil angeordnet ist, versehen sein und in dem anderen Ende des stangenförmigen Teils
kann eine Aussparung vorhanden sein, so dass der Vorsprung des einen Abstandhalterelements
in die Aussparung, die in dem anderen Ende des stangenförmigen Teils
eines ihm gegenüber
angeordneten Abstandhalterelements vorhanden sein, eingreifen kann.
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Wenn
eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Abstandhalterelementen
an einer keramischen Stange angeordnet werden, bilden die Abstandhalterelemente
gemeinsam eine feste Einheit. Auf diese Weise besteht eine Verbindung
zwischen aufeinanderfolgenden Abstandhalterelementen.
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Die
Stange kann eine zylindrische Form haben und entweder massiv oder
hohl ausgeführt
sein. Die Verwendung einer hohlen Stange führt zu einer Gewichtseinsparung.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen detaillierter beschrieben,
in diesen zeigt:
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1 eine
Ansicht eines Teils der Heizdrähte
eines horizontalen Ofens, die mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
gehalten sind;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Abstandhalterelements;
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3 das
Abstandhalterelement aus 2 in Vorderansicht mit daran
fixierter Stange;
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4 einen
Längsschnitt
durch das Abstandhalterelement entlang der Linie IV-IV aus 3;
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5 im
Querschnitt eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Abstandhalterelements
mit einer keramischen Stange und zwei weitere Abstandhalterelemente,
die durch gestrichelte Linien dargestellt sind;
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6 im
Querschnitt eine weitere mögliche Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Abstandselements.
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Die 1 zeigt
einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit Abschnitten eines Heizdrahtes 2. Die Vorrichtung besteht
aus einer keramische Stange 3 und einer Mehrzahl von keramischen Abstandhalterelementen 4,
wobei die Abschnitte des Heizdrahtes 2 zwischen den keramischen
Abstandhalterelementen 4 und der keramische Stange 3 eingefaßt sind.
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Die 2 zeigt
eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Abstandhalterelements 4.
Das Abstandhalterelement 4 besteht aus einem stangenförmigen Teil 5,
an dem ein Y-förmiger Teil 6 in
der Nähe der
Mitte des stangenförmigen
Teils 5 angebracht ist. Der stangenförmige Teil 5 steht
im rechten Winkel zu der Ebene durch den Y-förmigen Teil 6.
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Die 3 zeigt
in Vorderansicht das Abstandhalterelement 4 aus 2.
Die Öffnung 7,
begrenzt durch einen V-förmigen
Teil 8 des Y-förmigen Teils 6,
ist O-förmig,
so dass der V-förmige
Teil 8 die keramische Stange 3 teilweise umfassen
kann. Die keramische Stange hat bevorzugt eine zylindrische Form.
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Die 4 zeigt
einen Längsschnitt
des erfindungsgemäßen Abstandhalterelements 4 entlang der
Linie IV-IV aus 3. In der Nähe eines Endes ist der stangenförmige Teil 5 mit
einem Querteil 9 versehen, der im rechten Winkel zu dem
stangenförmigen Teil 5 steht
und parallel zu dem Y-förmigen
Teil 6 verläuft,
so dass eine U-förmige
Vertiefung 10 gebildet wird, die den Heizdraht 2 aufnehmen
kann. Auf der anderen Seite des Y-förmigen Teils 6 ist
eine L-förmige
Vertiefung 11 ausgebildet, in der der Heizdraht 2 ebenso
aufgenommen werden kann.
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Sowohl
die Dimension des Raums, der auf einer Seite von der keramischen
Stange 3 und auf der anderen Seite durch die U-förmige Vertiefung 10 des
Abstandhalterelements 4 begrenzt wird, als auch die Dimension
des Raums, der auf einer Seite durch die keramische Stange 3 und
auf der anderen Seite durch die L-förmige Vertiefung 11 des
Abstandhalterelements 4 und den Querteil 9 eines
benachbarten Abstandhalterelements 4 begrenzt wird, sind
derart gewählt,
dass ein Heizdraht 2 genügend Raum hat, um sich thermisch
ausdehnen zu können.
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Das
eine Ende des stangenförmigen
Teils 5 des Abstandhalterelements 4 ist mit einem
Vorsprung 12, der in Linie mit dem stangenförmigen Teil 5 angeordnet
ist, versehen, und in dem anderen Ende des stangenförmigen Teils 5 ist
eine Aussparung 13 vorhanden, so dass der Vorsprung 12 des
einen Abstandhalterelements 4 in die Aussparung 13, die
in dem anderen Ende des stangenförmigen
Teils 5 eines ihm gegenüber
angeordneten Abstandhalterelements 4 vorhanden ist, eingreifen
kann.
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Die
Länge des
Querteils 9 entspricht der Länge des Stamms des Y-förmigen Teils,
was dazu führt,
dass der Querteil 9 auf der keramischen Stange 3 ruht,
wenn das Abstandhalterelement 4 auf der keramischen Stange 3 angebracht
ist.
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Die 5 zeigt
eine weitere mögliche
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Abstandhalterelements 14 mit,
in gestrichelten Linien dargestellt, zwei Abstandhalterelementen 14 und
einer keramischen Stange 3, an der die Abstandhalterelemente 14 angebracht
sind. Das Abstandhalterelement 14 besteht ebenfalls aus
einem stangenförmigen
Teil 5, an dem ein Y-förmiger
Teil 6 in der Nähe
der Mitte des stangenförmigen
Teils 5 angebracht ist. Der stangenförmige Teil 5 steht
im rechten Winkel zu der Ebene durch den Y-förmigen Teil 6. Das
eine Ende des stangenförmigen
Teils 5 des Abstandhalterelements 14 ist mit einem
Vorsprung 12, der in Linie mit dem stangenförmigen Teil 5 angeordnet
ist, versehen, und das andere Ende des stangenförmigen Teils 5 ist
mit einer Aussparung 13 versehen, so dass der Vorsprung des
einen Abstandhalterelements 14 in eine Aussparung 13,
die in dem anderen Ende des stangenförmigen Teils 5 eines
ihm gegenüber
angeordneten Abstandhalterelements 14 vorhanden ist, eingreifen kann.
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Die 6 zeigt
eine weitere mögliche
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Abstandhalterelements 15.
In der Nähe
eines seiner Enden weist ein stangenförmiger Teil 5 einen
Querteil 9 auf, der im rechten Winkel zu dem stangenförmigen Teil 5 steht und
parallel zu einem Y-förmigen Teil 6 verläuft und so
eine U-förmige
Vertiefung 10 bildet, die den Heizdraht 2 aufnehmen
kann.
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Ein
Querteil 16 ist auf der anderen Seite des Y-förmigen Teils 6 parallel
zu diesem und im rechten Vinkel zu dem stangenförmigen Teil 5 angeordnet, wodurch
eine weitere U-förmige
Vertiefung 17 auf der anderen Seite des Y-förmigen Teils 6 gebildet
wird, die ebenfalls den Heizdraht aufnehmen kann. Auf der anderen
Seite des Querteils 16 ist eine L-förmige Vertiefung 18 ausgebildet,
die ebenfalls den Heizdraht 2 aufnehmen kann.
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Sowohl
die Dimension des Raumes, der auf der einen Seite durch die keramische
Stange 3 und auf der anderen Seite durch die U-förmigen Vertiefungen 10, 17 des
Abstandhalterelementes 15 begrenzt wird, als auch die Dimension
des Raums, die auf einer Seite durch die keramische Stange 3 und auf
der anderen Seite durch die L-förmige
Vertiefung 18 des Abstandhalterelements 15 und
den Querteil 9 eines benachbarten Abstandhalterelements 15 begrenzt
wird, sind so gewählt,
dass ein Heizdraht 2 genügend Platz hat, um sich thermisch
ausdehnen zu können.
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Das
eine Ende des stangenförmigen
Teils 5 des Abstandhalterelements 15 ist mit einem
Vorsprung 12, der in Linie mit dem stangenförmigen Teil 5 angeordnet
ist, versehen, und eine Aussparung 13 ist an dem anderen
Ende des stangenförmigen
Teils 5 vorgesehen, so dass der Vorsprung des einen Abstandhalterelements 15 in
die Aussparung 13, die in dem anderen Ende des stangenförmigen Teils 5 eines
ihm gegenüber
angeordneten Abstandhalterelementes 15 vorhanden ist, eingreifen
kann.