DE1021231B - Vorrichtung und Verfahren zum Bedempfen von Metallfolien mit einer Glasschicht - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Zur Herstellung von Wickelkondensatoren, zum Bilden isolierender Schichten und für manche sonstige Zwecke werden Metallfolien mit aufgebrachten dünnen Glasschichten benutzt. Diese Glasschichten dürfen, damit die Metallfolie biegsam bleibt bzw. beim Biegen der Metallfolie die Glasschicht nicht abplatzt, nur eine Dicke von etwa 5 μ, gegebenenfalls bis zu 10 μ, haben. Wie sich gezeigt hat, erhält man gut haftende Schichten von der genannten geringen Dicke dadurch, daß man Glas im Hochvakuum (kleiner als 10—³ Torr) auf die Metallfolie, die vorzugsweise aus Aluminium besteht, aufdampft. Es ist darauf zu achten, daß während des Bedampfungsvorganges die Aluminiumfolie nicht zu heiß wird und schmilzt. Auch schon eine unter dem Schmelzpunkt der Metallfolie liegende Temperatur kann zu einer Reduktion oder zu chemischen Veränderungen der zur Aufdampfung gelangenden Glasschicht oder Glaskomponenten führen. Die Metallfolie wird daher während des Bedampfungsvorganges gekühlt. Hierzu wird sie über eine sich drehende Kühltrommel geführt, die zugleich als Transportrolle der Metallfolie mitbenutzt werden kann. Obgleich die Metallfolie auf der Kühltrommel gut haftet, besteht doch zwischen ihr und der Metallfolie nur eine Berührung in einer Vielzahl von Einzelpunkten, woraus sich ein spürbarer Wärmewiderstand ergibt. Dies führt zu einer Temperaturdifferenz zwischen der Folie und der Trommel mit der Folge, daß die Folie eine höhere Temperatur annimmt als die Kühltrommel und sich infolgedessen ihr gegenüber auszudehnen versucht. Da sie hieran zum Teil durch ihr Haften an der Trommel verhindert ist, wellt sich die Folie leicht in der Querrichtung. Dies führt wiederum dazu, daß die Folie noch weniger Kontakt mit der Kühltrommel erhält und dadurch noch heißer wird, womit sich die Gefahr des Schmelzens erhöht.

Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten; die Lösung besteht darin, daß die Mantelfläche der Kühltrommel in Achsrichtung ein feines Wellenprofil aufweist (vorzugsweise mit einem Abstand benachbarter Wellenkämme von etwa 5 bis 10 mm und mit einer Wellenamplitude von etwa 0,1mm). Dieses Wellenprofil entspricht genau oder weitgehend der unvermeidlichen Querwellung der Metallfolie bei dem Bedampfungsvorgang. Infolgedessen erhält bei der neuen Einrichtung die Metallfolie weitgehend eine flächenhafte Berührung mit der Kühltrommel, womit ein besserer Wärmeaustausch erreicht wird.

Die Wellung der Mantelfläche ist hinsichtlich des Abstandes der aufeinanderfolgenden Kämme der WeI-lung und ihrer Amplitude bei Verwendung von Metallfolien, die aus anderem Material als Aluminium bestehen, entsprechend anzupassen. Im allgemeinen sind die Unterschiede nicht groß, so daß die angegebenen Vorrichtung und Verfahren zum Bedampfen von Metallfolien mit einer Glasschicht

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Ak ti enges ells chaf t,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Phys. Karl-Georg Günther, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

Werte auch dann einen besseren Wärmeaustausch ergeben, wenn statt Aluminiumfolien andere Metallfolien benutzt werden.

Die Verbesserung, die durch die Verwendung einer Kühltrommel mit einer feingewellten Oberfläche erreicht wird, läßt sich noch dadurch erhöhen, daß die Kühltrommel an ihrer Oberfläche nicht auf eine Temperatur von 20° C gehalten, sondern auf eine Zwischentemperatur gebracht wird, die zwischen der Zimmertemperatur und dem Schmelzpunkt des für die Folie benutzten Metalls liegt. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Oberflächentemperatur der Kühltrommel von etwa 150 bis 250° C erwiesen. Hierfür sind zwei Gesichtspunkte maßgebend: Die Metallfolie läuft zunächst glatt auf die Kühltrommel auf und nimmt hierbei angenähert die Temperatur der Kühltrommel an. Sie gelangt mit dem Drehen der Kühltrommel in den Wirkungsbereich des Verdampfungsschiffchens, aus dem das Glas oder die Komponenten der zu bildenden Glasschicht verdampft werden. Dort nimmt die Metallfolie eine wesentlich höhere Temperatur an und wird — wegen der damit verbundenen Ausdehnung einerseits und dem Haften ihrer Randzonen an der Kühltrommel andererseits — in der Querrichtung wellig. Diese Querwellung der Metallfolie ist abhängig von der Temperaturdifferenz, die die Metallfolie vom Zeitpunkt des Auftreffens auf die Kühltrommel bis zum Zeitpunkt der Bedampfung durchläuft. Hat nun die Kühltrommel an ihrer Oberfläche nicht eine Temperatur von etwa 20° C, sondern die erwähnte Zwischentemperatur von etwa 200° C, so ist die Temperaturdifferenz, die von der Metallfolie durchlaufen wird, kleiner, und infolgedessen bleibt

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auch ihre Wellung kleiner. Das ist aber wieder vorteilhaft, damit die fertig bedampfte Metallfolie nach der Abkühlung möglichst glatt ist, also keine Querwellung mehr aufweist.

Der zweite Gesichtspunkt, aus dem heraus die Verwendung einer Zwischentemperatur an der Kühltrommel vorteilhaft ist, liegt in folgendem: Die Haftfähigkeit der zur Aufdampfung gelangenden Glasschicht ist abhängig von der Temperatur, die die Folie beim Auftreffen der Glasmoleküle besitzt. Es hat sich gezeigt, daß für ein gutes Haften eine Temperatur der Folie von etwa 300° C beim Auftreffen der Glasmoleküle am vorteilhaftesten ist. Eine Temperatur von etwa 300° C nimmt aber die Metallfolie bis zum Erreichen der Bedampfungszone an, wenn die Kühltrommel an ihrer Oberfläche eine Temperatur von etwa 200° C oder, allgemeiner, zwischen 150 und 250° C besitzt.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung, und zwar in einer Teildarstellung eines Längsschnittes durch die Bedampfungseinrichtung.

Die Kühltrommel 1 ist innerhalb eines Hochvakuumbehälters 2 mit Hilfe von nicht näher dargestellten Lagern drehbar angeordnet, sie übernimmt vorzugsweise auch den Transport der zu bedampfenden Metallfolie 3. Diese wird von einer innerhalb des Vakuumbehälters 2 angeordneten Vorratsspule abgezogen, über die Kühl trommel 1 geleitet und nach der Bedampfung auf eine zweite, ebenfalls innerhalb des Hochvakuumbehälters angebrachte Spule aufgewickelt.

Gemäß der Erfindung weist die Mantelfläche der Kühltrommel in Achsrichtung ein feines Wellenprofil la auf, vorzugsweise mit einem Abstand benachbarter Wellenkämme von etwa 5 bis 10 mm und mit einer Wellenamplitude von etwa 0,1 mm. In der Zeichnung ist das Wellenprofil 10, damit es deutlich wird, übertrieben dargestellt.

Für die Kühlung der Kühltrommel 1 ist folgende Anordnung getroffen: In die rechte Stirnwand der Kühltrommel 1 ist ein Achsstumpf 4 eingesetzt, der durch einen mit dem Vakuumbehälter 2 verbundenen Lageransatz 2 α hindurchgeführt ist und hier durch drei aufeinanderfolgende Dichtungen 5 abgedichtet ist. Zwischen diesen Dichtungen befinden sich Ein- und Austrittsöffnungen 4 α für die in dem Achsstumpf 4 angebrachten Kühlkanäle 4 b. Diese Kühlkanäle sind über den Lageransatz 2 α mit dem Kühlmittelzulauf 6 a und dem Kühlmittelablauf 6 b verbunden. Mit seinem Teil 4 c ist der Achsstumpf 4 nach außen geführt und hier gegebenenfalls mit einem Antrieb gekuppelt.

Als Kühlmittel kann Wasser von etwa 20° C benutzt werden. Es wird mit solcher Geschwindigkeit und in solcher Menge zugeführt, daß sich auf der Mantelfläche der Kühltrommel, die über die eine Stirnwand mit dem laufend gekühlten Achsstumpf 4 in wärmeleitender Verbindung steht, eine Temperatur von etwa 150 bis 250° C ergibt. Auf der anderen Seite der Kühltrommel kann die gleiche Anordnung angebracht werden. In der Regel genügt es jedoch, lediglich einen der beiden Achsstumpfe an einen Kühlmittelkreislauf anzuschließen.

Das Glas wird in an sich bekannter Weise aus einem Bedampfungsschiffchen 7, das sich innerhalb des Vakuumbehälters 2 befindet und durch elektrische Widerstandsheizung oder in sonstiger Weise beheizt wird, aufgedampft. Die zwischengeschaltete Blende 8 begrenzt den Aufdampfungsbereich auf die Breite der Folie 3.

Die Glasschicht wird, wie oben gesagt, sehr dünn gehalten, vorzugsweise in der Größenordnung von 5 μ, damit die mit der Glasschicht bedampfte Folie biegsam bleibt, ohne daß ein Abplatzen der Glasschicht zu befürchten ist.

Statt ein Verdampfungsschiffchen vorzusehen, aus dem das zur Bildung der Glasschicht dienende Glas verdampft wird, können auch mehrere Verdampfungsschiffchen benutzt werden. Aus diesen werden alsdann die Komponenten der zu bildenden Glasschicht auf die Folie aufgedampft, so daß sich das Glas der zu bildenden Schicht erst beim Auftreffen der Komponenten auf die Metallfolie bildet.

Claims (2)

Pa TENTANSPKOCHE:

1. Vorrichtung zum Bedampfen von Metallfolien mit einer Glasschicht, bei der die Metallfolie während der Bedampfung über eine sich drehende Kühltrommel geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Kühltrommel in Achsrichtung ein feines Wellenprofil aufweist (vorzugsweise mit einem Abstand benachbarter Wellenkämme von etwa 5 bis 10 mm und einer Wellenamplitude von etwa 0,1 mm).

2. Bedampfungsverfahren unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Kühltrommel während der Bedampfung auf eine Temperatur zwischen 150 und 250° C gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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