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Die Erfindung betrifft eine Endblock-Anordnung und eine Prozessier-Anordnung.
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Im Allgemeinen kann ein Kathodenzerstäubungs-Verfahren (ein Sputter-Verfahren) dazu genutzt werden, Substrate oder Träger zu beschichten. Dazu kann beispielsweise ein Rohrmagnetron mit einer rohrförmigen Kathode genutzt werden, wobei die rohrförmige Kathode in einer Vakuumkammer gehalten und/oder drehbar gelagert sein kann. Dazu kann beispielsweise ein so genannter Endblock oder Magnetron-Endblock verwendet werden. Anschaulich kann mittels eines Endblocks eine rohrförmige Kathode im Vakuum gehalten werden, wobei die rohrförmige Kathode mittels des Endblocks drehbar gelagert ist, wobei der Endblock ferner derart eingerichtet sein kann, die gehaltene rohrförmige Kathode mit elektrischer Energie und/oder Kühlwasser zu versorgen. Ferner kann der Endblock auch einen Antrieb zum Rotieren der rohrförmigen Kathode bereitstellen.
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Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, einen Endblock mit modularisiertem Aufbau bereitzustellen, wobei der Endblock ein Endblockgehäuse und ein in das Endblockgehäuse einsteckbares Lagermodul aufweist, wobei die elektrische Leitungsführung in dem Endblock derart bereitgestellt ist, dass das Lagermodul von selbst elektrisch kontaktiert wird, wenn dieses in das Endblockgehäuse eingesteckt wird. Anschaulich können das Endblockgehäuse und das Lagermodul derart eingerichtet sein, dass diese eine elektrische Steckverbindung bilden. Somit kann das in das Endblockgehäuse eingesteckte Lagermodul elektrische Energie an eine an das Lagermodul angekuppelte Kathode übertragen.
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Ferner kann ein anderer Aspekt verschiedener Ausführungsformen anschaulich darin gesehen werden, einen Endblock mit modularisiertem Aufbau bereitzustellen, wobei der Endblock derart eingerichtet ist, dass eine Wartung des Endblocks, z.B. ein Austausch des Lagermoduls, so schnell und einfach wie möglich erfolgen kann, beispielsweise kann der Endblock derart eingerichtet sein, dass eine elektrische leitfähige Verbindung zwischen einer ersten elektrischen Kontaktstruktur des Endblockgehäuses und einer zweiten elektrischen Kontaktstruktur des Lagermoduls allein aufgrund des Einsteckens des Lagermoduls in das Endblockgehäuse bereitgestellt wird.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Endblock-Anordnung zum drehbaren Lagern einer rohrförmigen Kathode (Elektrode) in einer Vakuumkammer Folgendes aufweisen: ein Gehäuse (ein Endblock-Gehäuse) mit einem Aufnahmebereich zum Aufnehmen einer Lagervorrichtung (eines Lagermoduls), wobei in dem Gehäuse eine erste elektrische Kontaktstruktur angeordnet ist zum Versorgen einer in dem Aufnahmebereich aufgenommenen Lagervorrichtung mit elektrischer Energie; die Lagervorrichtung aufweisend: eine Hülse; eine in der Hülse drehbar gelagerte Welle, wobei die drehbar gelagerte Welle einen Kupplungsbereich zum Ankuppeln der rohrförmigen Kathode aufweist; eine zweite elektrische Kontaktstruktur, welche die Welle elektrisch kontaktiert; wobei das Gehäuse und die Lagervorrichtung derart eingerichtet sind, dass beim Einstecken der Lagervorrichtung in das Gehäuse die erste elektrische Kontaktstruktur und die zweite elektrische Kontaktstruktur eine elektrisch leitende Steck-Klemmverbindung bilden.
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Ferner kann die erste elektrische Kontaktstruktur eine Lamellenstruktur mit mehreren Lamellen aufweisen, derart eingerichtet, dass die Lamellenstruktur beim Einstecken der Lagervorrichtung in das Gehäuse verformt wird und die elektrisch leitende Steck-Klemmverbindung bereitstellt.
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Anschaulich kann ein Teil der ersten elektrischen Kontaktstruktur beim Einstecken der Lagervorrichtung zusammengepresst und/oder elastisch verformt werden, und mit der zweiten elektrischen Kontaktstruktur in Kontakt gebracht werden, so dass ein elektrischer Steck-Klemm-Kontakt zwischen der ersten elektrischen Kontaktstruktur und der zweiten elektrischen Kontaktstruktur bereitgestellt sein kann oder werden kann.
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Ferner kann die zweite elektrische Kontaktstruktur ein elektrisch leitfähiges Ringelement aufweisen, derart eingerichtet, dass dieses die Welle der in das Gehäuse eingesteckten Lagervorrichtung ringförmig umgibt.
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Ferner kann die zweite elektrische Kontaktstruktur mehrere elektrisch leitfähige Schleifelemente aufweisen, wobei die elektrisch leitfähigen Schleifelemente an der Welle anliegen und einen Schleifkontakt bilden.
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Ferner kann die zweite elektrische Kontaktstruktur mehrere elektrisch leitfähige Verbindungselemente aufweisen, wobei die elektrisch leitfähigen Verbindungselemente die elektrisch leitfähigen Schleifelemente und das elektrisch leitfähige Ringelement miteinander verbinden.
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Ferner kann die Hülse derart eingerichtet sein, dass diese im eingesteckten Zustand in dem Gehäuse abgestützt ist. Anschaulich kann die in das Gehäuse eingesteckte Lagervorrichtung körperlichen Kontakt zu dem Gehäuse aufweisen.
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Ferner kann die Lagervorrichtung zwischen der Hülse und der Welle einen Dichtungsbereich zum Aufnehmen eines Dichtungselements aufweisen. Somit kann beispielsweise das Innere des Gehäuses vakuumdicht abgedichtet sein oder werden, so dass eine an der Lagervorrichtung angekuppelte Rohrkathode im Vakuum gehalten werden kann.
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Ferner kann die Lagervorrichtung zwei Lager (z.B. zwei Radiallager) aufweisen zum drehbaren Lagern der Welle, wobei die zweite elektrische Kontaktstruktur zumindest teilweise zwischen den beiden Lagern angeordnet ist.
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Ferner können die Lagervorrichtung und die erste elektrische Kontaktstruktur derart eingerichtet sein, dass die in das Gehäuse eingesteckte Lagervorrichtung zumindest teilweise an der ersten elektrischen Kontaktstruktur abgestützt ist.
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Ferner können die Hülse und die erste elektrische Kontaktstruktur derart eingerichtet sein, dass die in das Gehäuse eingesteckte Hülse zumindest teilweise an der ersten elektrischen Kontaktstruktur abgestützt ist.
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Ferner kann die Lagervorrichtung derart eingerichtet sein, dass diese im eingesteckten Zustand einen Abdichtbereich zwischen der Lagervorrichtung und der ersten elektrischen Kontaktstruktur zum Aufnehmen eines Abdichtelements bildet.
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Ferner kann die Hülse derart eingerichtet sein, dass diese im eingesteckten Zustand einen Abdichtbereich zwischen der Hülse und der ersten elektrischen Kontaktstruktur zum Aufnehmen eines Abdichtelements bildet.
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Ferner kann die Lamellenstruktur teilweise ringförmig eingerichtet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lamellenstruktur mehrere Lamellen aufweisen, die an einem Band fixiert sind oder die eine bandförmige Lamellenstruktur bilden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessier-Anordnung Folgendes aufweisen: eine Vakuumprozesskammer mit einem Prozessierbereich; mindestens eine an der Vakuumprozesskammer befestigte Endblock-Anordnung; mindestens eine (z.B. eine oder zwei) mit der mindestens einen Endblock-Anordnung gekuppelte rohrförmige Kathode zum Prozessieren eines Substrats in dem Prozessierbereich.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Endblock-Anordnung Teil eines Rohrmagnetrons oder eines Doppel-Rohrmagnetrons sein. Beispielsweise kann ein Rohrmagnetron (oder ein Doppel-Rohrmagnetron) zwei (oder vier) Endblock-Anordnungen aufweisen, zum Halten der jeweiligen Rohrkathode an deren axialen Endabschnitten.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
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Es zeigen
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1A ein Gehäuse einer Endblock-Anordnung in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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1B eine Lagervorrichtung einer Endblock-Anordnung in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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1C eine Endblock-Anordnung mit einer teilweise in das Gehäuse eingesteckten Lagervorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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1D eine Endblock-Anordnung mit einer in das Gehäuse eingesteckten Lagervorrichtung in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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2A eine Endblock-Anordnung in einer schematischen Schnittansicht mit verdeckten Kanten, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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2B eine Endblock-Anordnung in einer schematischen Schnittansicht ohne verdeckte Kanten, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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2C und 2D jeweils eine Schnittansicht der Endblock-Anordnung zu den 2A und 2B, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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2E eine perspektivische Ansicht der Endblock-Anordnung zu den 2A bis 2D, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
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3 eine Prozessier-Anordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
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4 eine Prozessier-Anordnung in einer schematischen Ansicht mit einem Ausschnitt der Prozessier-Anordnung in einer Detailansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
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Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
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Allgemein können in einer Sputteranlage (z.B. in einer Magnetron-Beschichtungsanlage, beispielsweise in einer horizontalen Glasanlage, in welcher horizontal geführte Glasträger beschichtet werden) zwei verschiedene Varianten von Endblöcken mit unterschiedlichen Aufgaben verwendet werden. Beispielsweise kann eine Rohrkathode (ein Rohrtarget oder ein Magnetronrohr) an deren beiden axialen Endabschnitten mittels zweier Endblöcke in einer Vakuumkammer (Vakuumprozesskammer) gehalten (und drehbar gelagert) sein oder werden, wobei die Rohrkathode auf einer Seite (an dem ersten axialen Endabschnitt) mittels eines so genannten Medien-Endblocks gehalten werden kann, wobei der Medien-Endblock derart eingerichtet ist, dass der Rohrkathode beispielsweise ein Leistungsstrom (elektrische Energie) und ein Kühlmittel zugeführt werden kann, und als Auflager für die Rohrkathode (das Targetrohr) und beispielsweise ein Magnetsystem genutzt werden kann. Auf der anderen Seite (an dem zweiten axialen Endabschnitt) kann die Rohrkathode mittels eines so genannten Antriebs-Endblocks gehalten werden, der beispielsweise unter Verwendung eines losen Lagers mit einer Kupplung Rotationsenergie (ein Drehmoment) von einem außerhalb des Antriebs-Endblocks angeordneten Motor auf die Rohrkathode übertragen kann.
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Ferner kann ein stromdurchflossener Leiter, welcher beispielsweise von einem ringförmigen Bauteil umgeben ist, aufgrund von elektromagnetischer Induktion stromdurchflossen sein und dabei kann aufgrund des inneren Widerstandes des stromdurchflossenen Materials Verlustleistung entstehen, die wiederum in Wärme umgewandelt wird.
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Allgemein kann eine elektromagnetische Induktion in benachbarte Bauteile dadurch gemindert werden, dass ein großer Abstand zwischen dem stromführenden Leiter und dem jeweiligen benachbarten Bauteil bereitgestellt wird. Somit nimmt beispielsweise resultierend die Wärmeerzeugung proportional zum Abstand ab.
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Ferner können allgemein statische Isolationen für Vakuumanwendungen mittels hochwertiger Kunststoffe realisiert werden. Für die sich bewegenden Bauteile, beispielsweise für Wälzlager, werden beispielsweise keramische Lagerringe als Isolation und zum Verringern der Induktion verwendet.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Vorrichtung zum Einleiten von Gleichstrom, von Wechselstrom (mittelfrequentem (MF) Wechselstrom oder hochfrequentem (HF) Wechselstrom) oder pulsierendem (gepulstem) Gleichstrom in eine Sputtereinrichtung (zu einer Rohrkathode eines Rohrmagnetrons) bereitgestellt. Beispielsweise wird eine Vorrichtung bereitgestellt zum Einleiten elektrischer Energie im Bereich der Drehdurchführungen (im Bereich des Endblocks oder im Bereich der Vakuumdurchführung oder Vakuumdrehdurchführung) am Rohrmagnetron.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Vorrichtung bereitgestellt, welche derart eingerichtet ist, dass Lager und/oder Dichtstellen (Dichtungen) einer Endblock-Anordnung mit geringem Service-Aufwand ausgetauscht werden können, und dass längere Standzeiten (ein längerer unterbrechungsfreier Betrieb) realisiert werden können, indem eine thermische Belastungen oder Kriechströme an den mit Induktion belasteten Bauteilen vermindert werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Freisetzung von Verunreinigungen im Kühlwasser, z.B. aufgrund von Materialabrieb, welcher von den schleifenden Stromüberträgern stammen kann, vermindert werden. Anschaulich kann die Kühlwasserführung derart eingerichtet sein, dass beispielsweise Abrieb von den Schleifkontakten nicht in den Kühlwasserkreislauf gelangen kann, und somit eine Veränderung der Leitfähigkeit und/oder der chemischen Zusammensetzung des Kühlwassers verhindert werden kann, so dass beispielsweise Korrosion im Kühlkreislauf der Anlage vermieden oder vermindert werden kann, und somit die Anlage weniger reparaturanfällig ist.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Endblock-Anordnung derart eingerichtet sein, dass Stromwärmeverluste, infolge von Stromverdrängungseffekten und Induktion von Wirbelströmen verringert werden und/oder eine verbesserte Wärmeableitung bereitgestellt wird. Der Stromverdrängungseffekt kann allgemein zur Folge haben, dass sich mit zunehmender Frequenz des Stroms eine reduzierte Stromtragfähigkeit der Bauteile ergibt, z.B. bei einer Übertragung mittelfrequenter Ströme.
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Anschaulich kann es zu einer frequenzabhängigen Reduzierung der Stromtragfähigkeit stromdurchflossener Bauteile kommen (z.B. aufgrund des so genannten Skin-Effekts und/oder des so genannten Proximity-Effekts).
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können keramische Wälzlager oder Wälzlager mit keramischen Wälzkörpern zum Lagern der Welle verwendet werden, so dass sich im Gegensatz zu einer Verwendung von metallischen Wälzlagern oder Wälzlagern mit metallischen Lagerringen und metallischen Wälzkörpern keine undefinierten (parasitären) Strompfade ausbilden. Somit kann beispielsweise eine Elektro-Korrosion, welche zu einer Schädigung der Oberflächen der Laufbahnen und der Wälzkörper der Lager führen kann, vermindert oder vermieden werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Wälzlager mit keramischen Wälzkörpern metallische Lagerschalen oder Lagerringe aufweisen, so dass diese elektrischen Strom leiten können und Wärme ableiten können.
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Somit kann beispielsweise eine Schädigung der Wälzlager vermindert werden, so dass die Lebensdauer der Lagerstelle im Betrieb der Anlage verlängert sein kann.
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Um induktionsbedingte Wärmeentstehung in Bauteilen zu vermeiden, können zum Teil induktionsfeste Bauteile verwendet werden, z.B. Bauteile aus unmagnetischen und/oder elektrisch isolierenden Werkstoffen, welche keine eigene Abwärme aufgrund von Induktion erzeugen. Herkömmlicherweise werden kostenintensive Keramiklager und große Isolatoren verwendet und aufgrund der notwendigen elektrischen Isolation werden sehr viele Einzelteile benötigt. Dadurch kann ein großer Aufwand für den mechanischen Aufbau entstehen, und der Montage- und Service-Aufwand aufgrund der Teilevielzahl entsprechend lang sein.
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Allgemein können Isolationsmaterialien eine geringere mechanische Belastbarkeit aufweisen als Metalle. Keramiken mit einer ausreichend großen mechanischen Belastbarkeit können beispielsweise aufgrund der notwendigen aufwendigen Bearbeitung sehr teuer sein und/oder nicht in jeder geometrischen Form verfügbar sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine modulartig aufgebaute Drehdurchführung (ein modularer Endblock) bereitgestellt, so dass mittels der Drehdurchführung eine Rohrkathode in einer Sputtereinrichtung (Sputteranlage) befestigt, gehalten und/oder drehbar gelagert werden kann.
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Wie in den folgenden Figuren näher veranschaulicht, kann eine Endblock-Anordnung 100 zum drehbaren Lagern einer rohrförmigen Kathode in einer Vakuumkammer verwendet werden, wobei die Endblock-Anordnung 100 beispielsweise ein Gehäuse 100a (oder Gehäusevorrichtung 100a) und eine Lagervorrichtung 100b aufweisen kann.
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1A veranschaulicht ein Gehäuse 100a einer Endblock-Anordnung 100 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei das Gehäuse 100a einen Aufnahmebereich 102b zum Aufnehmen der Lagervorrichtung 100b aufweisen kann. Dabei kann das Gehäuse 100a beispielsweise einen Gehäusegrundkörper 102 aufweisen, welcher das Gehäuse 100a bilden kann oder ein Teil des Gehäuses 100a sein kann. Anschaulich kann das Gehäuse 100a mehrere Komponenten aufweisen und als Gehäusevorrichtung 100a bezeichnet werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Gehäuse 100a eine erste elektrische Kontaktstruktur 104 aufweisen zum Versorgen einer in dem Aufnahmebereich 102b aufgenommenen Lagervorrichtung 100b mit elektrischer Energie. Dabei kann die erste elektrische Kontaktstruktur 104 zumindest teilweise innerhalb des Gehäusegrundkörpers 102 angeordnet sein. Ferner kann die erste elektrische Kontaktstruktur 104 mit einer externen Strom-/Spannungsquelle elektrisch verbunden sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Gehäusegrundkörper 102 beispielsweise Stahl oder Aluminium aufweisen oder aus Stahl oder Aluminium gefertigt sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste elektrische Kontaktstruktur 104 beispielsweise Stahl, Kupfer oder Aluminium aufweisen oder aus Stahl, Kupfer oder Aluminium gefertigt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste elektrische Kontaktstruktur 104 derart eingerichtet sein, dass diese ein Abdichtelement 108a (ein erstes Dichtungselement, eine erste Dichtung) innerhalb des Gehäuses 100a halten und/oder fixieren kann. Die erste Dichtung 108a kann beispielsweise eine ringförmige Vakuum-Dichtung und/oder Fluid-Dichtung sein. Ferner kann die erste Dichtung 108a derart eingerichtet sein, dass diese eine Welle einer in dem Aufnahmebereich 102b aufgenommenen Lagervorrichtung 100b abdichten kann, z.B. kann die erste Dichtung 108a auf der Welle schleifen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste elektrische Kontaktstruktur 104 eine Lamellenstruktur 104a aufweisen, wobei die Lamellenstruktur 104a beispielsweise mehreren Lamellen aufweisen kann. Dabei kann die Lamellenstruktur 104a beispielsweise derart eingerichtet sein, dass diese beim Einstecken der Lagervorrichtung 100b in das Gehäuse 100a verformt wird und somit Lagervorrichtung 100b elektrisch kontaktiert oder eine elektrische Kontaktstruktur der Lagervorrichtung 100b (eine zweite elektrische Kontaktstruktur) elektrisch kontaktiert. Dabei kann die Lamellenstruktur beispielsweise teilweise ringförmig eingerichtet sein und die in das Gehäuse 100a eingesteckte Lagervorrichtung 100b teilweise entlang deren Außenumfang umgeben und kontaktieren.
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Ferner kann das Gehäuse 100a einen ersten Flansch 106 aufweisen, welcher beispielsweise eine erste Seite des Gehäuses 100a oder des Gehäusegrundkörpers 102 (entlang der axialen Richtung 101) verschließen kann. Dabei kann der erste Flansch 106 lösbar mit dem Gehäusegrundkörper 102 verbunden sein, so dass beispielsweise die erste Dichtung 108a (das Abdichtelement) einfach zu Wartungszwecken zugänglich ist. Ferner kann der erste Flansch 106 ein Führungsrohr 106k aufweisen, beispielsweise zum Führen von Kühlwasser zum Kühlen einer mittels der Endblock-Anordnung 100 gelagerten rohrförmigen Kathode (oder Elektrode). Ferner kann das Führungsrohr 106k beispielsweise derart eingerichtet sein, dass mittels des Führungsrohrs 106k beispielsweise ein Magnetsystem oder ein Trägerrohr innerhalb einer mittels der Endblock-Anordnung 100 gelagerten rohrförmigen Kathode gehalten werden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Flansch 106 mit dem Führungsrohr 106k koaxial zu der axialen Richtung 101 (Drehachse) angeordnet sein, wobei die axialen Richtung 101 basierend auf einer Drehachse einer mittels der Endblock-Anordnung 100 drehbar gelagerten rohrförmigen Kathode definiert ist. Ferner kann die erste Dichtung 108a koaxial zur axialen Richtung 101 angeordnet und/oder eingerichtet sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Aufnahmebereich 102b zum Aufnehmen der Lagervorrichtung 100b passend zu dieser eingerichtet sein, so dass sich beispielsweise die Außenkontur der Lagervorrichtung 100b in den Aufnahmebereich 102b einpasst, wenn die Lagervorrichtung 100b in das Gehäuse 100a eingesteckt wird. Der Aufnahmebereich 102b kann beispielsweise eine zylindrische Struktur aufweisen, wobei zumindest ein Durchmesser 115 des zylindrischen Aufnahmebereich 102b größer sein kann als der Außendurchmesser der Lagervorrichtung 100b, so dass die Lagervorrichtung 100b in das Gehäuse 100a eingesteckt werden kann, z.B. entlang der axialen Richtung 101 (entlang der Drehachse 101).
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste elektrische Kontaktstruktur 104 die in das Gehäuse 100a eingesteckte Lagervorrichtung 100b zumindest teilweise umgeben. Beispielsweise kann die erste elektrische Kontaktstruktur 104 einen ersten Abschnitt aufweisen, welcher die Hülse der Lagervorrichtung 100b ringförmig umgibt, und einen zweiten Abschnitt aufweisen, welcher die Lagervorrichtung 100b in Form eines Ringsegments 104a elektrische kontaktiert. Dabei kann der zweite Abschnitt 104a der ersten elektrischen Kontaktstruktur 104 derart eingerichtet sein, dass dieser auf die in das Gehäuse 100a eingesteckte Lagervorrichtung 100b eine Kraft ausübt, so dass zwischen der ersten elektrischen Kontaktstruktur 104 und einer zweiten elektrische Kontaktstruktur der Lagervorrichtung 100b eine Klemmverbindung oder eine Pressverbindung bereitgestellt werden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste elektrische Kontaktstruktur 104 Hohlräume derart aufweisen, dass innerhalb der ersten elektrischen Kontaktstruktur 104 Kühlmittel geführt werden kann, zum Kühlen einer an die Lagervorrichtung 100b angekuppelten Kathode. Beispielsweise kann die Endblock-Anordnung 100 derart eingerichtet sein, dass Kühlwasser in eine angekuppelte Kathode eingeleitet (Zulauf) werden kann und von der angekuppelten Kathode abgeleitet (Ablauf) werden kann.
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1B veranschaulicht eine Lagervorrichtung 100b einer Endblock-Anordnung 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, in einer schematischen Querschnittsansicht. Dabei kann die Lagervorrichtung beispielsweise Folgendes aufweisen: eine Hülse 110h; eine in der Hülse 110h drehbar gelagerte Welle 110w, wobei die drehbar gelagerte Welle 110w einen Kupplungsbereich 110k aufweist zum Ankuppeln der rohrförmigen Kathode. Die Welle 110w kann beispielsweise mittels zweier Lager 112 (Rotationslager, Radiallager, Radial-Axial-Lager (Radiaxlager), Kugellager, Wälzlager, oder dergleichen) in der Hülse 110h gelagert sein, wobei die Anordnung rotationssymmetrisch zur Drehachse 101 eingerichtet sein kann. Die beiden Lager 112 können in einem Abstand zueinander angeordnet sein. Ferner können die Lager 112 jeweils Wälzlager mit metallischen Lagerringen (Innenring und Außenring) und keramischen Wälzkörpern sein.
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Ferner kann die Lagervorrichtung 100b eine elektrische Kontaktstruktur 114 (die zweite elektrische Kontaktstruktur 114) aufweisen, wobei die zweite elektrische Kontaktstruktur 114 derart eingerichtet ist, dass diese die Welle 110w elektrisch kontaktiert. Dabei kann die zweite elektrische Kontaktstruktur 114 ein Kontaktelement 114r (ein Ringelement) aufweisen, welches die Welle 110w beispielsweise in einem Abstand ringförmig umgibt. Das Kontaktelement kann beispielsweise einstückig oder mehrstückig bereitgestellt sein. Ferner kann die zweite elektrische Kontaktstruktur 114 einen Käfig 114h (oder eine Haltestruktur 114h) und mindestens eine Verbindungsstruktur 114v (ein oder mehrere Verbindungselemente) aufweisen, mittels derer eine Schleifkohle 114k oder mehrere Schleifkohlen 114k um die Welle 110w angeordnet und elektrisch kontaktiert sein können oder werden können. Beispielsweise können mehrere Schleifkohlen 114k um den Außenumfang der Welle 110w verteilt sein und auf der Welle 110w schleifen, wobei die mehreren Schleifkohlen 114k mittels der Verbindungsstruktur 114v mit dem (z.B. ringförmigen) Kontaktelement 114r verbunden sein können. Das Kontaktelement 114r kann beispielsweise Kupfer oder ein anderes elektrisch leitfähiges Material (z.B. Aluminium) aufweisen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Käfig 114h derart eingerichtet sein, dass die Schleifkohlen 114k (oder Schleifelemente) mittels eines Federrings 114f auf die Welle 110w gepresst oder an die Welle 110w angedrückt werden können.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lagervorrichtung 100b derart eingerichtet sein, dass an eine Stirnseite 110k der Welle 110w eine Kathode angekuppelt werden kann. Die Welle 110w kann beispielsweise an der Stirnseite eine Gewindebohrung 110b oder mehrere Gewindebohrungen 110b (oder eine andere Befestigungsstruktur 110b) aufweisen, so dass ein Kupplungsflansch zum Ankuppeln einer Kathode an der Stirnseite 110k der Welle 110w befestigt werden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das (z.B. ringförmige) Kontaktelement 114r an der Hülse 110h der Lagervorrichtung 100b anliegen, z.B. kann eine Stirnseite des Kontaktelements 114r an der Hülse 110h der Lagervorrichtung 100b anliegen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Welle 110w der Lagervorrichtung 100b einen Abschnitt 110e aufweisen, z.B. an der dem Kupplungsbereich entgegengesetzten Stirnseite der Welle 110w, wobei der Abschnitt 110e der Welle 110w derart eingerichtet sein kann, dass die Welle 110w beim Einstecken der Lagervorrichtung 100b in das Gehäuse 100a formschlüssig an der ersten Dichtung 108a anliegt. Beispielsweise kann die erste Dichtung 108a die Welle 110w der in das Gehäuse 100a eingesteckten Lagervorrichtung 100b teilweise umgeben, z.B. auf der Welle 110w schleifen. Ferner kann die Lagervorrichtung 100b derart eingerichtet sein, dass in einem Bereich (Dichtungsbereich) zwischen der Hülse 110h und der Welle 110w ein Dichtungselement (z.B. eine zweite Dichtung 108b, z.B. eine Vakuumdichtung) aufgenommen werden kann. Die zweite Dichtung kann beispielsweise entlang der Axialrichtung 101 in die Lagervorrichtung 100b eingesteckt sein oder werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Gehäuse 100a und die Lagervorrichtung 100b der Endblock-Anordnung 100 derart eingerichtet sein, dass diese formschlüssig ineinander gesteckt werden können.
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1C veranschaulicht eine Endblock-Anordnung 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei die vorangehend bezüglich 1B beschriebene Lagervorrichtung 100b in das vorangehend bezüglich 1A beschriebene Gehäuse 100a teilweise entlang der Drehachse 101 eingesteckt ist.
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Wie vorangehend beschrieben können das Gehäuse 100a und die Lagervorrichtung 100b derart eingerichtet sein, dass beim Einstecken der Lagervorrichtung 100b in das Gehäuse 100a die erste elektrische Kontaktstruktur 104 und die zweite elektrische Kontaktstruktur 114 eine elektrisch leitende Steck-Klemmverbindung bilden (vgl. 1D).
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden die Lamellenstruktur 104a der ersten elektrischen Kontaktstruktur 104 und das Kontaktelement der zweiten elektrischen Kontaktstruktur 114 beim Einstecken der Lagervorrichtung 100b in das Gehäuse 100a in Kontakt gebracht, wobei dabei beispielsweise die Lamellenstruktur 104a elastisch (federnd) verformt werden kann, so dass die Kontaktstrukturen 104, 114 eine elektrische Klemmverbindung oder eine elektrische Steckverbindung bilden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Hülse 110h der Lagervorrichtung 100b formschlüssig in dem Aufnahmebereich 102b des Gehäuses 100a aufgenommen werden, wobei die Hülse 110h beispielsweise einen körperlichen Kontakt zu dem Gehäusegrundkörper 102 des Gehäuses 100a aufweisen kann.
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In analoger Weise ist in 1D die Endblock-Anordnung 100 veranschaulicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei die Lagervorrichtung 100b vollständig in das Gehäuse 100a eingesteckt ist.
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Dabei kann die Hülse 110h der Lagervorrichtung 100b einen körperlichem Kontakt zu der ersten elektrischen Kontaktstruktur 104 des Gehäuses 100a aufweisen, sowie zu dem Gehäusegrundkörper 102 des Gehäuses 100a. Somit kann beispielsweise die Lagervorrichtung 100b im eingesteckten Zustand thermisch leitend mit dem Gehäuse 100a verbunden sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lagervorrichtung 100b mittels eines zweiten Flanschs 116 in dem Gehäuse 100a fixiert sein oder werden. Der zweite Flansch 116 kann beispielsweise an dem Gehäusegrundkörper 102 des Gehäuses 100a befestigt (z.B. angeschraubt) sein oder werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine rohrförmige Kathode 130 mittels einer Kupplungsstruktur an die Lagervorrichtung 100b angekuppelt sein, z.B. an die freiliegende Stirnseite der Welle 110w der Lagervorrichtung 100b. Dabei kann beispielsweise ein Kupplungsflansch 120f mittels einer Schraubverbindung an der Welle 110w befestigt sein oder werden, wobei eine oder mehrere Schrauben 120s in die entsprechenden Gewindebohrungen 110k in der Welle 110w eingeschraubt sein können oder werden können. Der Kupplungsflansch 120f kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass Kühlmittel aus Endblock-Anordnung 100 in die rohrförmige Kathode 130 hinein oder aus der rohrförmigen Kathode 130 in die Endblock-Anordnung 100 hinein geleitet werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann innerhalb der rohrförmigen Kathode 130 ein rohrförmiger Träger 130t (ein Grundrohr 130t oder ein Trägerrohr 130t) angeordnet sein, beispielsweise zum Tragen eines Magnetsystems innerhalb der rohrförmigen Kathode 130, wobei das Trägerrohr 130t beispielsweise an das Führungsrohr 106k des ersten Flanschs 106 des Gehäuses 100a angekuppelt sein kann oder werden kann.
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Die Endblock-Anordnung 100 und die rohrförmige Kathode 130 mit dem Trägerrohr 130t können derart eingerichtet sein, dass Kühlmittel durch das Führungsrohr 106k des ersten Flanschs 106 des Gehäuses 100a in das Trägerrohr 130t eingeleitet werden kann, aus dem Trägerrohr 130t austreten kann, und außen am Trägerrohr 130t zurück in die Lagervorrichtung 100b fließen kann, wobei das Kühlmittel zwischen dem Führungsrohr 106k und der Welle 110w von der rohrförmigen Kathode 130 weg geleitet wird. Anschaulich kann die Endblock-Anordnung 100 derart eingerichtet sein, dass neben der elektrischen Versorgung der rohrförmigen Kathode 130 auch eine Kühlmittelversorgung für die rohrförmige Kathode 130 bereitgestellt ist. Beispielsweise können der erste Flansch 106 und die erste elektrische Kontaktstruktur 104 entsprechend geeignete Aussparungen oder Leitungsführungen aufweisen, zum Führen des Kühlmittels.
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Wie in 1D veranschaulicht, kann die rohrförmigen Kathode 130 mittels einer Klemmenstruktur 120k an dem Kupplungsflansch 120f befestigt sein.
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Ferner kann die Endblock-Anordnung 100 neben der ersten Dichtung 108a und der zweiten Dichtung 108b weitere Dichtungsstrukturen aufweisen, so dass die rohrförmigen Kathode 130 im Vakuum gehalten werden kann, wobei das Innere des Gehäuses 100a beispielsweise Atmosphärendruck aufweisen kann.
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Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen der Endblock-Anordnung 100 und Details zu der ersten elektrischen Kontaktstruktur 104 und der Lagervorrichtung 100b beschrieben, wobei sich die bezüglich der 1A bis 1D beschriebenen grundlegenden Merkmale und Funktionsweisen analog einbeziehen lassen. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale und Funktionsweisen analog auf die in den 1A bis 1D beschriebene Endblock-Anordnung 100 übertragen werden oder mit der in den 1A bis 1D beschriebenen Endblock-Anordnung 100 kombiniert werden.
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Die 2A und 2B zeigen jeweils einen Teil der Endblock-Anordnung 100 im montierten Zustand (ohne Lager und Dichtungen), in einer Seitenansicht entlang der Drehachse 101 mit verdeckten Kanten in 2A und ohne verdeckte Kanten in 2B, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
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Wie vorangehend beschrieben, kann die Lagervorrichtung 100b der Endblock-Anordnung 100 eine Hülse 110h (als äußere Lagerschale) und eine in der Hülse drehbar gelagerte Welle 110w aufweisen. Im zusammengesteckten (montierten) Zustand ist die erste elektrische Kontaktstruktur 104 des Gehäuses 100a mittels der Lamellenstruktur 104a mit der zweiten elektrischen Kontaktstruktur 114 (dem ringförmigen Kontaktelement 114r, der Verbindungsstruktur 114v und den Schleifkohlen 114k) der Lagervorrichtung 100b elektrisch leitend verbunden, z.B. mit einem möglichst geringen Kontaktwiderstand.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das ringförmige Kontaktelement 114r zweistückig sein, wie dargestellt, und jedes der beiden Stücke kann beispielsweise mit den jeweiligen Schleifkohlen 114k verbunden sein, z.B. mittels mehrerer Leiter, z.B. aus Kupfer. Dabei kann jede der Schleifkohlen 114k mittels eines elektrischen Leiters 114v oder mittels mehrerer elektrischer Leiter 114v mit dem ringförmigen Kontaktelement 114r (oder mit den mehreren ringförmigen Kontaktelementen 114r) elektrisch leitend verbunden sein.
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2C und 2D zeigen jeweils die in den 2A und 2B dargestellte Endblock-Anordnung 100 in verschiedenen Schnittansichten A-A und B-B. Wie in den 2C und 2D veranschaulicht, können die Schleifkohlen 114k (z.B. ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr als zehn Schleifkohlen 114k) zwischen der Welle 110w und der Hülse 110h der Lagervorrichtung 100b angeordnet sein und derart befestigt sein, dass diese an der Welle 110w schleifen können. Die Verbindungsstruktur 114v (z.B. mehrere elektrische Leiter 114v) kann sich beispielsweise durch die Hülse 110h hindurch erstrecken, z.B. durch mehrere in der Hülse 110h bereitgestellte Durchgangsöffnungen hindurch, so dass die Schleifkohlen 114k mit dem Kontaktelement 114r elektrisch leitend verbunden sind. Dabei können sich die elektrischen Leiter 114v jeweils teilweise in die Schleifkohlen 114k und in das Kontaktelement 114r hinein erstrecken.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen klemmen die Lamellenstruktur 104a der ersten elektrischen Kontaktstruktur 104 und das Kontaktelement 114r der Lagervorrichtung 100b aneinander, so dass eine große Leistung, z.B. mehr als 1 kW an die Welle 110w übertragen werden kann.
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In 2E ist die vorangehend in den 2A bis 2D beschriebene Endblock-Anordnung 100 perspektivisch dargestellt. Anschaulich bilden das Gehäuse 100a und die Lagervorrichtung 100b der Endblock-Anordnung 100 eine elektrische Steckverbindung, welche entlang der Drehachse 101 zusammengesteckt oder auseinandergezogen werden kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die elektrische Leistung sternförmig zwischen der Welle 110w und dem ringförmigen Kontaktelement 114r übertragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kontaktiert die Lamellenstruktur 104a das ringförmige Kontaktelement 114r entlang mehr als 10 % des Kreisumfangs des ringförmigen Kontaktelements 114r.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die stromtragenden (leistungstragenden) Abschnitte der Endblock-Anordnung 100 aufgrund der ebenfalls in der Endblock-Anordnung 100 bereitgestellten Kühlmittelführung und thermischen Kontaktierungen effizient gekühlt sein oder werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste elektrische Kontaktstruktur 104 leistungsführend (stromführend und spannungsführend) sein. Der Strompfad zur Kathode 130 kann beispielsweise aufgrund der sternförmigen Leistungs- und/oder Stromaufteilung, der niedrigeren elektrischen Widerstände, der gekühlten Kontaktstellen, sowie durch Verhinderung der Ausbildung undefinierter Strompfade mittels elektrisch isolierter Lagerung der Hohlwelle 110h vorgegeben sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann für Bauteile, welche aufgrund induzierter Wärme belastet sind, eine definierte Wärmeabfuhr bereitgestellt sein, indem eine axiale Verpressung solcher Bauteile an gekühlte Bauteile erfolgt. Wie beispielsweise in 1D veranschaulicht, können/kann beispielsweise das Lager 112 und/oder die zweite Dichtung 108b mittels des zweiten Flanschs 116 in Richtung parallel zur Drehachse 101 aneinander und an die Welle 110w gepresst sein oder werden, z.B. an einen Vorsprung an der Welle 110w. Ferner können/kann das Lager 112 und/oder die zweite Dichtung 108b an den Kupplungsflansch 120f angrenzen oder mit dem Kupplungsflansch 120f thermisch leitend verbunden sein. Somit können beispielsweise die Lagerschalen des Lagers 112 gekühlt sein oder werden.
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Ferner kann Wärme beispielsweise von dem Lager 112 und/oder der zweiten Dichtung 108b über die Hülse 110h abgeleitet werden. Als Wärmeleiter können beispielsweise Metalle, wie Kupfer oder Aluminium, oder Metalllegierungen verwendet werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen bildet sich in der veranschaulichten Endblock-Anordnung 100 im Betrieb ein Strompfad aus. Die Stromeinleitung beginnt beispielsweise an der von Kühlmittel durchströmten Medienführung 104 (der ersten elektrischen Kontaktstruktur 104). Diese kann beispielsweise außerhalb des Endblockgehäuses 102 kontaktiert sein oder werden (nicht dargestellt). Der Übergang des Stroms von der Medienführung 104 zur Lagervorrichtung 100b erfolgt beispielsweise mittels der Kontaktlamellen 104a, wobei die Kontaktlamellen 104a nach der axialen Montage der vormontierten Hülse 110b (der Lagervorrichtung 100b) die Kontaktschiene 114r (das Kontaktelement) an deren (dessen) äußerem Radius (Umfang) kontaktieren.
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Von den Kontaktschienen 114r gehen sternförmig angeordnet Kabel 114v nach innen und durchdringen an dafür vorgesehenen Öffnungen die Hülse 110h bis zu den Schleifbürsten 114k.
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Die Schleifbürsten 114k (Schleifkohlen) werden mit einer gemeinsamen Zugfeder 114f, die sich ringförmig um deren Außendurchmesser legt, an die Welle 110w gedrückt. Auf der Welle 110w werden die Schleifbürsten 114k von einem einteiligen oder mehrteiligen Käfig 114h geführt (vgl. beispielsweise 1B).
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Wie beispielsweise in 1D veranschaulicht, können in radiale Richtung (quer zur Drehachse 101) elektrisch isolierend eingerichtete Hybridwälzlagern 112 mit einem metallischen Innenring verwendet werden, so dass der Strompfad im Wesentlichen entlang des metallischen Innenrings des Wälzlagers 112 (parallel zur Drehachse 101) verlaufen kann. Ferner kann die zweite Dichtung (das Dichtungselement) eine metallische Verschleißhülse 108h aufweisen, welche auf der Welle 110w schleift, so dass der Strompfad im Wesentlichen entlang der metallischen Verschleißhülse 108h der zweiten Dichtung 108b (parallel zur Drehachse 101) verlaufen kann. Der elektrische Strom fließt ferner entlang des Targetaufsatzes 120f zu dem Target (der Kathode 130) weiter.
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Dabei kann der Targetaufsatz 120f (der Kupplungsflansch 120f) bei dessen Montage über axial wirkende Schrauben 120s den Lagerinnenring des Lagers 112 und die Verschleißhülse 108h der zweiten Dichtung 108b miteinander verpressen, so dass eine optimale Wärmeabfuhr ermöglicht ist.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Endblock-Anordnung 100 derart eingerichtet sein, dass dem Strom ein Pfad mit dem geringstem Widerstand und den für die Mittel- und Hochfrequenz geringsten Verlusten vorgegeben ist.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Endblock-Anordnung 100 mit einem ausgewogenen thermischen Verhalten, mit geringen Leistungs-Stromwärmeverlusten, mit einem optimalen Leistungs-Stromlauf, und mit möglichst wenigen Bauteilen durch minimalste Isolationen bereitgestellt sein oder werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Kontaktlamellen das Kontaktelement 114r der vormontierten Lagervorrichtung 100b teilweise umfänglich kontaktieren (z.B. 90° bis 360°. Ferner kann das Kontaktelement 114r geschlossen ringförmig sein (360°).
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können beispielsweise mindestens drei Schleifbürsten 114k (Schleifkontakte oder Schleifkohlen) verwendet werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Lager zum drehbaren Lagern der Welle 110h in der Hülse Hybridwälzlager sein, beispielsweise aufweisen zwei Metallringe (einen metallischen Innenring und einen metallischen Außenring) und Keramikwälzkörpern für die elektrische Isolation zum Verhindern oder Reduzieren von elektrischen Kriechströmen und Spannungsüberschlägen zwischen den Metallringen.
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3 veranschaulicht eine Prozessier-Anordnung 200, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei die Prozessier-Anordnung 200 eine Vakuumprozesskammer 202 mit einem Prozessierbereich 200s zum Prozessieren (z.B. Beschichten) eines Substrats 220 innerhalb des Prozessierbereichs 200s aufweist. Dabei kann die Prozessier-Anordnung 200 mindestens eine Endblock-Anordnung 100 aufweisen zum Halten mindestens einer rohrförmigen Kathode 130 innerhalb der Vakuumprozesskammer 202. Ferner kann die rohrförmige Kathode 130 an die mindestens eine Endblock-Anordnung 100 gekuppelt sein und die mindestens eine Endblock-Anordnung 100 kann an und/oder in der Vakuumprozesskammer 202 befestigt sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Endblock-Anordnung 100 den so genannten Medien-Endblock bereitstellen, so dass die rohrförmigen Kathode 130 mit elektrischer Leistung und/oder mit Kühlmittel versorgt werden kann. Ferner kann die rohrförmige Kathode 130 an dem gegenüberliegenden axialen Endabschnitt mittels eines Antriebs-Endblocks 202e gehalten, drehbar gelagert und angetrieben sein oder werden. Alternativ kann ein Antrieb zum Rotieren der rohrförmigen Kathode 130 in die Endblock-Anordnung 100 integriert sein.
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4 veranschaulicht eine Prozessier-Anordnung 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, in einer schematischen Querschnittsansicht, wobei ein Bereich 400 der Prozessier-Anordnung 100, in welchem sich Bauteile (z.B. ein Lager und ein Dichtungselement) der Prozessier-Anordnung 100 befinden, welche aufgrund von Induktionserwärmung gefährdete sein können, im Detail dargestellt ist.
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In der dargestellten Prozessier-Anordnung 100 kann während des Betriebs eine Temperaturverteilung in den Bauteilen aufgrund eines Gleichgewichts aus einer, z.B. induktionsbedingten, Erwärmung 400e von Bauteilen (einem Wärme-Eintrag 400e) und einer aktiven oder passiven Kühlung 400a von Bauteilen (einem Wärme-Abtransport 400a) vordefiniert sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Lager 112, das Dichtungselements 108b und/oder die Verschleißhülse 108h Wärmequellen sein, d.h. sich beispielsweise aufgrund von induzierten elektrischen Strömen erwärmen. Ferner können die Welle 110w, die Kontaktstruktur 104, der erste Flansch 106 und der Kupplungsflansch 120f aktiv gekühlte Bauteile der Prozessier-Anordnung 100 sein. Ferner können das Gehäuse 102 (der Gehäusegrundkörper), die Hülse 110h und der zweite Flansch 116 aufgrund von Konvektion, Strahlung oder einem körperlichem Kontakt zu aktiv gekühlten Bauteilen passiv gekühlt sein.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann Wärme von dem Innenring des Lagers 112 und der Verschleißhülse 108h über, z.B. stirnseitige, Kontakte zu der Welle 110w und dem Kupplungsflansch 120f abtransportiert werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann Wärme von dem Außenring des Lagers 112 und dem Dichtungsaußenring 108b (dem Dichtungselement) über Kontakte zur Hülse 110h und zum zweiten Flansch 116 abtransportiert werden. Ferner kann Wärme von dem Lager 112 und der ersten Dichtung 108b, 108h indirekt zum Gehäuse 102, zum ersten Flansch 106 und/oder zur Kontaktstruktur 104 abgeleitet werden.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können zwischen den einzelnen stirnseitig verpressten Bauteilen (z.B. zwischen der Welle und dem Lager und/oder zwischen den Flanschen 116, 120f und dem Dichtungselement 108b, 108h) wärmeleitende und stromleitende Scheiben eingesetzt werden, z.B. aufweisend Kupfer, Silber und/oder Aluminium. Derartige zwischen den verpressten Bauteilen angeordnete Scheiben können sich an die Oberflächen der Bauteile aufgrund der Verpressung anlegen und somit eine verbesserte Stromleitung und Wärmeleitung ermöglichen.
