DE1047982B

DE1047982B - Feeder for getter material

Info

Publication number: DE1047982B
Application number: DEW23519A
Authority: DE
Inventors: Dr Raymond G Herb
Original assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Current assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Priority date: 1957-06-17
Filing date: 1958-06-16
Publication date: 1958-12-31

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Zuführen eines in einer Vakuumkammer zu verdampfenden langgestreckten Gettermaterials, insbesondere eines Getterdrahtes. The invention relates to a device for feeding a Elongated getter material to be evaporated in a vacuum chamber, in particular a getter wire.

Die Erfindung ist besonders gut anwendbar bei Vakuumpumpvorrichtungen, bei denen ein Gettermaterial verdampft und darauf kondensiert wird, damit Gasmoleküle eingefangen werden und auf diese Weise eine Pumpwirkung erzielt wird. Die Erfindung ist jedoch auch bei anderen Anordnungen anwendbar, bei denen Material verdampft wird, z. B. in Geräten zum Aufdampfen von Metall im Vakuum.The invention is particularly applicable to vacuum pumping devices that employ a getter material evaporated and condensed on it so that gas molecules are captured and onto them Way a pumping effect is achieved. However, the invention is also applicable to other arrangements, in which material is vaporized, e.g. B. in devices for vapor deposition of metal in a vacuum.

Bei derartigen Verdampferanordnungen ist es wünschenswert, das zu verdampfende Material in Form langgestreckter Stücke, z. B. in Form von Draht, zuzuführen, so daß die Verdampfungsgeschwindigkeit durch Regelung der Zufuhrgeschwindigkeit des Drahtes gegenüber einer Heizfläche, an der er verdampft werden soll, einstellbar ist. Außerdem sind die meisten Materialien, die in derartigen Verdampferanordnungen verwendet werden, leicht in Drahtform erhältlich. Zum Beispiel ist Titan ein bevorzugtes Gettermaterial, das bei Vakuumpumpen verwendet wird, und Titandraht ist im Handel erhältlich.In such evaporator arrangements, it is desirable to have the material to be evaporated in the form elongated pieces, e.g. B. in the form of wire, so that the evaporation rate by regulating the feed speed of the wire can be adjusted in relation to a heating surface on which it is to be evaporated. Besides, most of them are Materials used in such evaporator arrangements are readily available in wire form. For example, titanium is a preferred getter material used in vacuum pumps and titanium wire is available in stores.

Wenn derartige Materialien einer Verdampferkammer zugeführt werden, neigt das verdampfte Material dazu, an den Teilen des Zuführgerätes zu kondensieren, welche der Fläche, an der das Material verdampft wird, dicht benachbart sind. Oft wird durch die Kondensation des Materials die Auslaßöffnung verstopft, aus der heraus das Material in die Kammer eingeführt wird, so daß die Zuführung unterbrochen wird. Eine solche Unterbrechung ist besonders störend bei dem Betrieb einer Vakuumkammer, da normalerweise die Kammer geöffnet werden muß, damit die Verstopfung aus dem Auslaß der Zuführung entfernt werden kann. Der Betrieb der Vakuumkammer muß zu diesem Zweck vollständig unterbrochen werden, und die Kammer muß danach wiederum evakuiert werden, damit der Betrieb des Gerätes wiederaufgenommen werden kann.When such materials are supplied to an evaporation chamber, the evaporated material tends to condense on the parts of the feeder which are the area where the material evaporates are close together. Often the condensation of the material creates the outlet opening clogged, out of which the material is introduced into the chamber, so that the supply is interrupted will. Such an interruption is particularly troublesome when operating a vacuum chamber because normally the chamber must be opened to allow the obstruction from the outlet of the feeder can be removed. The operation of the vacuum chamber must be completely interrupted for this purpose and the chamber must then be evacuated again in order for the device to operate can be resumed.

Diese Schwierigkeit wird dadurch überwunden, daß das langgestreckte zu verdampfende Material durch einen Führungsteil zugeführt wird, der gegenüber der Heizstelle, an der er verdampft wird, vor- und zurückbewegt wird. Ein Gerät, durch das dies erreicht wird, ist erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet, daß in der Kammer eine Heizstelle, insbesondere Heizfläche, und ein dieser gegenüber von außen her periodisch bebewegbarer Arm angeordnet ist, der einen das Material umgreifenden und gegen die Heizstelle richtenden Führungsteil trägt, daß in der Kammer ferner ein Vorrat von Gettermaterial und zwischen diesem und dem Führungsteil ein greiferartiger Förderteil ange-Zuführgerät für GettermaterialThis difficulty is overcome in that the elongated material to be evaporated through a guide part is fed, which moves back and forth with respect to the heating point at which it is evaporated will. A device by which this is achieved is designed according to the invention in such a way that in the chamber has a heating point, in particular a heating surface, and one that can be moved periodically from the outside in relation to it Arm is arranged, the one encompassing the material and directed against the heating point Guide part carries that in the chamber also a supply of getter material and between this and A gripper-like conveying part is attached to the guide part - a supply device for getter material

Anmelder:Applicant:

Wisconsin Alumni Research. Foundation, Madison, Wis. (V. St. A.)Wisconsin Alumni Research. Foundation, Madison, Wis. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. Dr. jur. F. Lehmann, Patentanwalt, München 5, Papa-Schmid-Str. 1Representative: Dr.-Ing. Dr. jur. F. Lehmann, patent attorney, Munich 5, Papa-Schmid-Str. 1

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Juni 1957Claimed priority:
V. St. v. America June 17, 1957

Dr. Raymond G. Herb, Madison, Wis. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenDr. Raymond G. Herb, Madison, Wis. (V. St. A.),
has been named as the inventor

ordnet ist, der bei Bewegung des Armes in der einen Richtung Material festhält und damit fördert und bei Bewegung des Armes in der Gegenrichtung gegenüber dem Material leer zurückläuft.is arranged, which holds material when moving the arm in one direction and thus promotes and contributes Movement of the arm in the opposite direction relative to the material runs back empty.

Durch die periodische Bewegung des Armes gegenüber der Heizstelle wird erreicht, daß das Gettermaterial periodisch nachgeführt wird und ein Stück des Materials jeweils bei Berührung der Heizstelle verdampft, daß das verdampfte Material aber den Führungsteil nicht verstopft.The periodic movement of the arm with respect to the heating point ensures that the getter material is updated periodically and a piece of the material each time the heating point is touched evaporates so that the evaporated material does not clog the guide part.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Auslaßöffnung des Führungsteiles in der Nähe der Heizstelle angeordnet und das Ende des Führungsteiles gegen die Heizstelle gerichtet. Hierbei wird das Material von der Heizfläche während der Rückbewegung des Führungsteils um ein erhebliches Stück zurückgezogen, so daß sich sehr wenig von dem verdampften Material am Führungsteil in dessen zurückgezogener Stellung ansammelt.In one embodiment of the invention, the outlet opening of the guide part is in the vicinity of the Arranged heating point and directed the end of the guide part against the heating point. This is where the material withdrawn a considerable distance from the heating surface during the return movement of the guide part, so that there is very little of the vaporized material on the guide member in its withdrawn Position accumulates.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die Auslaß-Öffnung des Führungsteiles in einigem Abstand von der Heizstelle angeordnet und der Führungsteil gekrümmt, wobei sein Ende eine solche Richtung hat, daß der den Führungsteil gekrümmt verlassende Getterdraht gegen die Heizstelle gerichtet ist. Hierbei behält die Auslaßöffnung des Führungsteiles also während der ganzen Bewegung des Führungsteiles ihren Abstand bei, und nur das Ende des gekrümmten Drahtes berührt in jeder Periode einmal die Heizstelle bzw. -fläche.In another embodiment the outlet port is the guide part is arranged at some distance from the heating point and the guide part is curved, its end having such a direction that the one which leaves the guide part in a curved manner Getter wire is directed against the heating point. In this case, the outlet opening of the guide part thus retains during the whole movement of the guide part at their distance, and only the end of the curved one The wire touches the heating point or surface once in each period.

Die Vor- und Rückbewegung des Führungsteiles kann nach Wunsch eingestellt werden. In den meisten Fällen ist es erwünscht, eine schnelle Annäherung anThe back and forth movement of the guide part can be adjusted as desired. In most In cases it is desirable to have a quick approach

809 727/133809 727/133

die Heizfläche und eine schnelle Entfernung von der Heizfläche zu erzielen, so daß die Menge des verdampften Materials, das sich an dem Führungsteil ansammelt, aufs äußerste herabgesetzt wird. Eine solche Vor- und Rückbewegung ähnelt der Bewegung der bekannten Spielzeugenten, die sich von einer Stange, z. B. dem Rand einer Schale aus, vor- und zurückneigen. Aus diesem Grunde werden die Zuführgeräte nach der Erfindung in den Vereinigten Staaten von Amerika »dipping duch feeders« genannt.to achieve the heating surface and rapid removal from the heating surface, so that the amount of vaporized Material that accumulates on the guide part is reduced to the utmost. Such Moving back and forth is similar to the movement of the well-known toy ducks, which move from a pole, z. B. the edge of a bowl, tilt back and forth. For this reason, the feeding devices called "dipping duch feeders" after its invention in the United States of America.

Bei beiden erwähnten Ausführungsformen der Erfindung wird das Ende des zu verdampfenden Materials gekühlt, wenn es von der Verdampferoberfläche zurückgezogen wird. Dies setzt stark die Neigung zur Bildung großer Tropfen geschmolzenen Materials am Ende des festen Gettermaterials herab. Der Auslaß des Führungsteiles kann außerdem schräg abgeschnitten sein, so daß die Innenseite des Führungsteiles normalerweise der Verdampferfläche nicht ausgesetzt ist.In both of the mentioned embodiments of the invention, the end of the material to be evaporated cooled when it is withdrawn from the evaporator surface. This strongly sets the tendency towards Formation of large drops of molten material down on the end of the solid getter material. The outlet the guide part can also be cut off at an angle so that the inside of the guide part normally not exposed to the evaporator surface.

Zusätzlich gestatten diese Ausführungsformen der Erfindung, daß der Verdampfer und das Zuführgerät, falls erforderlich, als eine Einheit ausgebildet werden. Eine derartige Anordnung erleichtert den anfänglichen Einbau und die Ausrichtung des Gerätes sowie die Unterhaltung des Verdampfers und des Zuführgerätes.In addition, these embodiments of the invention allow the vaporizer and feeder, if necessary, be formed as a unit. Such an arrangement facilitates the initial one Installation and alignment of the device as well as the maintenance of the evaporator and the feeder.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. In diesen zeigt Further details and advantages of the invention emerge from the description of exemplary embodiments with reference to the drawing. In these shows

Fig. 1 eine Ausführungsform des Zuführgerätes, wie es in einer Vakuumpumpe verwendet wird, bei der Getter- und Ionisierverfahren angewandt werden,Fig. 1 shows an embodiment of the feeding device as it is used in a vacuum pump the getter and ionization processes are used,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des Zuführgerätes nach Linie 2-2 in Fig. 1,Fig. 2 is a plan view of part of the feeding device along line 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 im Schnitt einen Teil des Pumpgerätes nach Linie 3-3 in Fig. 1,3 shows a section of part of the pumping device along line 3-3 in FIG. 1,

Fig. 4 in Seitenansicht eine andere Ausführungsform des Zuführgerätes, 4 shows a side view of another embodiment of the feeding device,

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil des Gerätes nach Fig. 4, zum Teil im Schnitt, undFIG. 5 shows a plan view of part of the device according to FIG. 4, partly in section, and FIG

Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 in Fig. 5.6 shows a section along line 6-6 in FIG. 5.

Fig. 1 veranschaulicht die Verwendung einer Ausführungsform des Zuführgerätes nach der Erfindung in einer Vakuumpumpe, bei welcher Getter- und Ionisierverfahren angewandt werden.Fig. 1 illustrates the use of an embodiment of the feeding device according to the invention in a vacuum pump, in which getter and ionization processes are used.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Pumpvorrichtung in einem Gehäuse angeordnet, das einen zylindrischen Körper 10 mit einer Einlaßöffnung 12 an seinem einen Ende und einem Verschlußteil 14 an seinem anderen Ende aufweist. Diese Teile bilden eine Kammer nahezu zylindrischer Form, die evakuiert werden soll. Die Kammer kann eine mit einem Ventil versehene Öffnung 16 aufweisen, mit der sie an eine Vorpumpe angeschlossen wird. Die Vorpumpe setzt den Druck in der Kammer herab, bevor die Ionisations- und Gettervorgänge eingeleitet werden.As Fig. 1 shows, the pumping device is arranged in a housing which has a cylindrical body 10 having an inlet opening 12 at one end and a closure member 14 at its other end having. These parts form a chamber of almost cylindrical shape that is to be evacuated. the Chamber may have a valved port 16 with which it is connected to a foreline pump is connected. The backing pump reduces the pressure in the chamber before the ionization and gettering processes be initiated.

Der Gettervorgang der Pumpe wird durch das Material hervorgerufen, das durch das Zuführgerät 18 einem Block 20 zugeführt wird, der von einem Heizfaden 22 erhitzt wird. Der Block 20 soll eine breite, flache, waagerechte Fläche haben, auf welcher das Gettermaterial verdampft wird. Die Energie zum Erhitzen des Heizfadens 22 wird von einer Sekundärwicklung 24 eines Transformators 26 geliefert.The gettering process of the pump is caused by the material that is passed through the feed device 18 is fed to a block 20 which is heated by a filament 22. Block 20 should have a wide, have a flat, horizontal surface on which the getter material is evaporated. The energy for heating the filament 22 is supplied from a secondary winding 24 of a transformer 26.

Das Gettermaterial 28 wird in Drahtform auf einer Vorratsspule 30 aufbewahrt, die von einem Träger 32 gehalten wird (s. Fig. 2). Ein Führungsteil 34 wird vom Träger 32 gehalten und ist so auf die Vorratsspule ausgerichtet, daß er das Gettermaterial von der Spule auf den erhitzten Block 20 führt. Außerdem ist an dem Träger 32 ein Hilfsführungsteil 36 befestigt, der dazu dient, das Gettermaterial von der Spule zum Hauptführungsteil 34 zu führen. Ein Förderteil 38 ist am Träger 32 mit Hilfe zweier Blattfedern 40 gehalten. Der Förderteil 38 ist mit einem Betätigungsarm 42 versehen, der einen festen Arm 44 jedesmal berührt, wenn das Zuführgerät aufwärts bewegt wird. Der Förderteil 38 ist mit einer Anordnung versehen, die den Getterdraht erfaßt, wenn der Förderteil vonThe getter material 28 is stored in wire form on a supply reel 30 which is supported by a carrier 32 is held (see Fig. 2). A guide member 34 is held by the carrier 32 and is so on the supply spool oriented to feed the getter material from the spool onto the heated block 20. Also is attached to the carrier 32, an auxiliary guide part 36, which is used to the getter material from the coil to Main guide part 34 to lead. A conveying part 38 is held on the carrier 32 with the aid of two leaf springs 40. The conveying part 38 is provided with an actuating arm 42 which has a fixed arm 44 each time when the feeder is moved upwards. The conveying part 38 is provided with an arrangement which detects the getter wire when the conveying part of

ίο links nach rechts bewegt wird, ihn aber nicht festhält, wenn der Förderteil 38 von rechts nach links bewegt wird. Jedesmal, wenn das Zuführgerät aufwärts bewegt wird, bewegt sich daher der Förderteil 38 von rechts nach links längs des Getterdrahtes. Wird dasίο is moved left to right, but does not hold it, when the conveying part 38 is moved from right to left. Every time the feeder moves up is, therefore moves the conveying part 38 from right to left along the getter wire. It will

iS Zuführgerät abwärts bewegt, so veranlassen die Blattfedern 40 den Förderteil 38, den Getterdraht ein kleines Stück von links nach rechts zu bewegen. Der so bewegte Draht läuft durch den Führungsteil 34, von dem er auf den geheizten Block 20 gerichtet wird.iS the feeder moves downwards, so cause the leaf springs 40 move the conveying part 38, the getter wire a little bit from left to right. The so moving wire runs through the guide part 34, from which it is directed to the heated block 20 will.

Die Auf- und Abbewegung des Zuführgerätes wird durch eine Stange 46 hervorgerufen, die durch das Gehäuse der Vakuumkammer hindurchragt und mit dem Halter 32 mit Hilfe eines Isolators 48 gekuppelt ist. Ein Balg 50 ist zwischen die Betätigungsstange 46 und das Gehäuse der Vakuumkammer eingeschaltet und bildet einen biegsamen, vakuumdichten Abschluß, der eine Bewegung der Stange gestattet.The up and down movement of the feeder is caused by a rod 46 which is driven by the The housing of the vacuum chamber protrudes and is coupled to the holder 32 with the aid of an insulator 48 is. A bellows 50 is interposed between the actuating rod 46 and the housing of the vacuum chamber and forms a flexible, vacuum-tight seal that allows movement of the rod.

Die Stange 46 wird von einem Motor 52 bewegt, an dessen Abtriebswelle eine Nockenscheibe 54 befestigt ist. Die Bewegung der Nockenscheibe 54 wird von einem Nockenfolgeglied 56 wahrgenommen, welches selbst über zwei Glieder 58 und 60 mit der Betätigungsstange 46 verbunden ist.The rod 46 is moved by a motor 52, on the output shaft of which a cam disk 54 is attached is. The movement of the cam disk 54 is sensed by a cam follower 56, which itself is connected to the actuating rod 46 via two members 58 and 60.

Unter dem Einfluß der Drehung des Motors 52 wird daher das Zuführgerät 18 auf und ab bewegt. Die Größe des Ausschlags und die Geschwindigkeiten der Bewegung während jeder Periode werden durch die Form der Nockenscheibe 54 bestimmt. Ein Teil des Getterdrahtes wird dem geheizten Block 20 zugeführt, während sich der Führungsteil 34 gegen diesen bewegt. Sobald ein Teil des Getterdrahtes auf dem Block 20 abgelagert ist, bewegt die Zuführvorrichtung den Führungsteil von dem Block 20 schnell fort, so daß die Menge des verdampften Gettermaterials, das an dem Führungsteil kondensiert, herabgesetzt wird. Dies verringert stark die Wahrscheinlichkeit, daß der Führungsteilauslaß mit kondensiertem Gettermaterial verstopft wird. Außerdem wird die Wahrscheinlichkeit geringer, daß sich ein großer Tropfen geschmolzenen Gettermaterials an dem Ende des Getterdrahtes bildet.Under the influence of the rotation of the motor 52, therefore, the feeder 18 is moved up and down. The size of the deflection and the speeds of movement during each period are determined by the shape of the cam disk 54 is determined. Part of the getter wire is fed to the heated block 20, while the guide part 34 moves against it. Once part of the getter wire is up is deposited on the block 20, the feeder moves the guide member from the block 20 quickly so that the amount of vaporized getter material that condenses on the guide part, is reduced. This greatly reduces the likelihood of the guide part outlet having condensed Getter material is clogged. It also reduces the likelihood of a large droplets of molten getter material forms at the end of the getter wire.

Es ist wünschenswert, daß man den Führungsteil 34 aus einem Material herstellt, das ein guter Wärmeleiter ist, wie z. B. Kupfer. Dieses verteilt die Hitze, die von dem Verdampferblock und dem Heizfaden herrührt, und kühlt dabei das Auslaßende des Führungsteiles. Viele Getter, wie z. B. Titan, haften fest an einer heißen Fläche. Das Kühlen des Führungsteilauslasses setzt die Wahrscheinlichkeit herab, daß eine Kondensation an der Spitze den Führungsteil verstopft. Der Auslaß des Führungsteiles kann beispielsweise 1 bis 3 cm von dem geheizten Block fortbewegt werden, und während jeder Periode kann der Getterdraht 1,5 bis 3,2 mm vorgeschoben werden.It is desirable that the guide member 34 be made of a material that is a good conductor of heat is, such as B. Copper. This distributes the heat from the evaporator block and the filament originates, and thereby cools the outlet end of the guide member. Many getters, such as B. titanium, adhere firmly on a hot surface. Cooling the guide member outlet reduces the likelihood of a Condensation on the tip clogs the guide part. The outlet of the guide part can, for example 1 to 3 cm from the heated block and during each period the getter wire 1.5 to 3.2 mm advanced.

Das an dem Block 20 verdampfte Gettermaterial neigt dazu, an den kälteren Teilen der Pumpvorrichtung zu kondensieren. Ein Reflektor 70 kann vorgesehen sein, damit das Gettermaterial durch den Hauptteil der Kammer und gegen die innere Wandung desThe getter material evaporated on the block 20 tends to be on the colder parts of the pumping device to condense. A reflector 70 may be provided to allow the getter material through the main part the chamber and against the inner wall of the

Gehäuses 10 gerichtet wird. Es ist außerdem wünschenswert, eine Kühlwendel 72 vorzusehen, in welcher eine Flüssigkeit zirkuliert und das Gehäuse kühlt. Bei einer derartigen Anordnung kondensiert der größte Teil des Gettermaterials an der Wandung des Gehäuses ΙΟ, wo es Gasmoleküle einfängt. Eine fortlaufende Verdampfung des Gettermaterials dient zum Einfangen zusätzlicher Gasmoleküle und außerdem zum Festhalten vorher eingefangener Gasmoleküle, so daß sehr wenige der eingefangenen Moleküle wieder in die Kammer zurückgelangen können.Housing 10 is directed. It is also desirable to provide a cooling coil 72 in which a liquid circulates and cools the housing. In such an arrangement, the condenses Most of the getter material on the wall of the housing ΙΟ, where it traps gas molecules. An ongoing one Evaporation of the getter material serves to trap additional gas molecules and also to hold previously trapped gas molecules so that very few of the trapped molecules return get back into the chamber.

Dieser Gettervorgang bildet einen wesentlichen Teil der Pumpwirkung. Es ist jedoch in vielen Fällen erwünscht, diese Pumpwirkung durch eine Ionisierpumpanordnung zu erhöhen. Eine solche Ionisieranordnung wird bei dem Gerät nach Fig. 1 verwendet. Bei der Ionisieranordnung werden Elektroden dazu verwendet, Elektronen in den Raum zu richten, in welchem Gas ionisiert oder dissoziiert werden soll, oder die ionisierten oder dissoziierten Gasmoleküle an die Innenfläche des Gehäuses 10 zu treiben.This gettering process forms an essential part of the pumping action. However, in many cases it is desirable to increase this pumping effect by means of an ionizing pump arrangement. Such an ionizing arrangement is used in the device of FIG. In the case of the ionizing arrangement, electrodes are added to it used to direct electrons into the space in which gas is to be ionized or dissociated, or to drive the ionized or dissociated gas molecules onto the inner surface of the housing 10.

Das Elektrodengebilde weist einen Stirnteil 80 in Form eines Kreisringes auf, über den mehrere Drähte 82 gespannt sind. Der andere Teil des Elektrodengebildes weist eine zylindrische Elektrode 84 auf, die aus zwei Stirnringen mit einer Vielzahl zwischen ihnen verlaufender Drähte 86 besteht. Das große Elektrodengebilde 84 wird von mehreren abgeschirmten Isolatoren 88 gehalten, die an einem Rahmen 90 aus rostfreiem Stahl angebracht sind. Die Stirnelektrode 80 wird von mehreren Isolatoren 92 gehalten, die an einer Platte 94 befestigt sind.The electrode structure has a front part 80 in the form of a circular ring, over which several wires 82 are curious. The other part of the electrode structure has a cylindrical electrode 84, the consists of two end rings with a plurality of wires 86 running between them. The large electrode structure 84 is held by several shielded insulators 88 attached to a frame 90 stainless steel are attached. The front electrode 80 is held by a plurality of insulators 92 that are attached to a plate 94 are attached.

Ein Heizfaden 96 ist in der Nachbarschaft der Elektrode 80 angeordnet. Der Heizfaden wird von Federn 98 getragen und mit elektrischem Strom an den Anschlüssen 100 und 102 (Fig. 3) aus der Sekundärwicklung 104 des Transformators 26 beliefert. Der Stromkreis, der die Sekundärwicklung 104 mit den Anschlüssen 100 und 102 verbindet, ist zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt.A filament 96 is disposed in the vicinity of the electrode 80. The filament is from Springs 98 carried and supplied with electrical current at terminals 100 and 102 (Fig. 3) from the secondary winding 104 of the transformer 26 is supplied. The circuit connecting the secondary winding 104 to the Connections 100 and 102 connects, is not shown to simplify the drawing.

Die Platte 94 und ein Gitter 106 bilden eine elektrische Abschirmung zwischen der Verdampfervorrichtung und dem Rest des Gerätes, so daß diese beiden Teile des Gerätes elektrisch voneinander getrennt werden. Vorzugsweise werden die Platte 94 und das Trenngitter 106 auf Erdpotential gehalten.The plate 94 and a grid 106 form an electrical shield between the evaporator device and the rest of the device so that these two parts of the device are electrically isolated from each other will. Preferably, the plate 94 and the partition grid 106 are held at ground potential.

Es ist wünschenswert, den Verdampferblock 20 auf einem positiven Potential gegenüber dem Verdampferheizfaden 22 zu halten, so daß die meisten der Elektronen, die von dem Verdampferheizfaden emittiert werden, den Verdampferblock beschießen und ihn aufheizen. Dies kann durch eine Spannungsquelle 108 erzielt werden, die zwischen den Verdampferblock und Erde geschaltet ist.It is desirable to have the evaporator block 20 at a positive potential with respect to the evaporator filament 22 so that most of the electrons are emitted by the evaporator filament shoot the evaporator block and heat it up. This can be done by a voltage source 108 can be achieved, which is connected between the evaporator block and earth.

Zur Erzielung der erwünschten Ionisierwirkung werden die Elektroden 80 und 84 auf einem positiven Potential gegenüber dem Ionisierheizfaden 96 und auch gegenüber der Wandung des Gehäuses 10 gehalten. Die Potentiale für diese Elektroden können von Spannungsquellen 110 und 112 geliefert werden. Es kann auch nur eine Spannungsquelle verwendet werden, und die Elektroden 80 und 84 können, falls erwünscht, innerhalb der Kammer miteinander verbunden sein.To achieve the desired ionizing effect, electrodes 80 and 84 are placed on a positive Potential with respect to the ionizing filament 96 and also with respect to the wall of the housing 10 is maintained. The potentials for these electrodes can be supplied by voltage sources 110 and 112. It only one voltage source can be used, and electrodes 80 and 84 can, if desired, be interconnected within the chamber.

Es ist wünschenswert, den Ionisierheizfaden 96 auf einem positiven Potential gegenüber der Platte 94 und dem Trenngitter 106 zu halten. Dies läßt sich durch eine Spannungsquelle 114 erzielen, die zwischen die Transformatorwicklung 104 und das Gehäuse eingeschaltet ist.It is desirable to have the ionizing filament 96 at a positive potential relative to the plate 94 and the partition grille 106 to hold. This can be achieved by a voltage source 114 which is between the transformer winding 104 and the housing is switched on.

Wenn die Tätigkeit der Pumpe eingeleitet wird, ist es im allgemeinen erwünscht, den Druck innerhalb der Kammer herabzusetzen, bevor die Ionisier- und Gettertätigkeit der Pumpe eingeleitet wird. Dies läßt sich erreichen durch Verwendung einer Vorpumpe, die mit der ventilverschlossenen öffnung 16 verbunden ist und durch Verdampfen von Gettermaterial von einem Zünder 116. Der Zünder weist mehrere kurze Stücke Gettermaterial 118, z. B. Titan, auf, die um Leiterstäbe gewickelt sind. Die Leiterstäbe können durch einen durchfließenden elektrischen Strom geheizt werden.When the action of the pump is initiated, it is generally desirable to keep the pressure within the Lower the chamber before the pump starts the ionizing and gettering operations. This leaves can be achieved by using a backing pump which is connected to the valve-closed opening 16 is and by evaporation of getter material from an igniter 116. The igniter has several short Pieces of getter material 118, e.g. B. titanium, which are wrapped around conductor bars. The ladder bars can be heated by a flowing electric current.

Zur Einleitung der Tätigkeit des Gerätes nach Fig. 1 wird der Druck zunächst unter Verwendung einer mechanischen Pumpe herabgesetzt, die an die ventilverschlossene Öffnung 16 angeschlossen ist. Die beiden Heizfäden werden dann auf die erforderliche Temperatur gebracht und die elektrischen Potentiale an den Verdampferblock 20 und an die Elektroden 80 und 84 angelegt. Elektrischer Strom wird dann einem der Leiter des Zünders zugeführt, wodurch der Getter dieses Leiters verdampft wird. Wenn die Temperatur des Verdampferblockes 20 zum Verdampfen des Getters ausreichend hoch ist, kann der Motor 52 eingeschaltet werden, so daß er den Gatterdraht dem Verdampferblock mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit zuführt. Die Pumpe ist dann vollständig in Betrieb.To initiate the operation of the device according to FIG. 1, the pressure is first used a mechanical pump connected to the valve-closed port 16 is reduced. the both filaments are then brought to the required temperature and the electrical potentials applied to evaporator block 20 and electrodes 80 and 84. Electricity then becomes one The lead of the igniter is fed, whereby the getter of this lead is evaporated. When the temperature of the evaporator block 20 is high enough to evaporate the getter, the motor 52 can be switched on so that it connects the gate wire to the evaporator block with a substantially constant Speed feeds. The pump is then fully operational.

Die von dem Ionisierheizdraht 96 emittierten Elektronen werden durch das positive Potential der Elektrode 80 in den Ionisierraum gezogen, der von den Elektroden 80 und 84 gebildet wird. Die Elektronen, die durch die Elektrode 84 hindurchtreten, werden in den von dieser Elektrode umschlossenen Raum zurückgezogen, und zwar infolge des positiven Potentiales dieser Elektrode gegenüber den Wandungen der Kammer. Die Elektronen haben daher das Bestreben, in dem von den Elektroden eingeschlossenen Ionisierraum zu verbleiben. Wenn Gasmoleküle von den Elektronen beschossen werden, werden sie durch den Stoß ionisiert oder dissoziiert und wandern dann gegen den äußeren Umfang der Kammer ab. Die positiven Ionen, die sich in den Raum zwischen der Elektrode 84 und der Innenwandung des Gehäuses 10 bewegen, werden durch das positive Potential der Elektrode 84 an die Oberfläche des Gehäuses 10 getrieben, wo sie gesammelt werden. Die Ablagerung des Gettermaterials schafft eine aktive Oberfläche längs der Wandung des Gehäuses 10, welche Gasmoleküle sammelt. Die fortlaufende Ablagerung des Gettermaterials deckt vorher eingefangene Gasmoleküle ab, so daß sie nicht entweichen können.The electrons emitted from the ionizing heating wire 96 are generated by the positive potential of the electrode 80 is drawn into the ionization space which is formed by the electrodes 80 and 84. The electrons which pass through the electrode 84 are withdrawn into the space enclosed by this electrode, as a result of the positive potential of this electrode with respect to the walls of the chamber. The electrons therefore tend to be in the ionization space enclosed by the electrodes to remain. When gas molecules are bombarded by the electrons, they are hit by the impact ionizes or dissociates and then migrates towards the outer periphery of the chamber. The positive ions which move into the space between the electrode 84 and the inner wall of the housing 10, will driven by the positive potential of electrode 84 to the surface of housing 10, where they are collected will. The deposition of the getter material creates an active surface along the wall of the Housing 10, which collects gas molecules. The continuous deposition of the getter material covers beforehand trapped gas molecules so that they cannot escape.

Es hat sich herausgestellt, daß es wünschenswert ist, das Gettermaterial schnell zu verdampfen, wenn man bei hohen Drücken pumpen will. Dies ruft sozusagen eine Explosion verdampften Gettermaterials hervor, die aus irgendeinem Grunde ein größeres Bestreben hat, sich an die Oberfläche des Gehäuses zu bewegen, wo sie gesammelt wird, als die Verdampf ung geringerer Mengen des Gettermaterials. Werden geringere Mengen verdampft, so sammelt sich ein größerer Teil des Gettermaterials an dem Verdampferblock an.It has been found that it is desirable to evaporate the getter material quickly when you want to pump at high pressures. This causes, so to speak, an explosion of vaporized getter material emerges that for some reason has a greater tendency to get to the surface of the case move where it is collected as the evaporation and smaller amounts of the getter material. Will be lesser If quantities evaporate, a larger part of the getter material collects on the evaporator block at.

Es hat sich herausgestellt, daß die Anlagerung von Gettermaterial an dem Führungsteil 34 durch die Verwendung einer Schicht Kohlenstoff am Auslaßende des Führungsteiles herabgesetzt werden kann. Ferner wurde ermittelt, daß die Leitungskühlung des Führungsteiles erwünscht ist, um die Tendenz des Führungsteiles, sich durch Schmelzen von GettermaterialIt has been found that the accumulation of getter material on the guide part 34 through the use a layer of carbon at the outlet end of the guide member can be reduced. Further it has been determined that the line cooling of the guide part is desirable in order to reduce the tendency of the guide part to by melting getter material

innerhalb des Führungsteiles zu verstopfen, herabzusetzen. Eine Leitungskühlung läßt sich durch Überziehen des Führungsteiles 34 mit einem Material, wie Kupfer, erzielen, das ein guter Wärmeleiter ist. Vorzugsweise wird eine Leitungskühlung des Führungsteiles dadurch erzielt, daß der ganze Führungsteil 34 aus Kupfer hergestellt wird.to clog within the guide part, reduce. Line cooling can be achieved by coating of the guide member 34 with a material such as copper, which is a good conductor of heat. Preferably line cooling of the guide part is achieved in that the entire guide part 34 is made from copper.

In einigen Fällen, wenn Titan als Gettermaterial verwendet wird, ist es günstig, Wasserstoff zum Reinigen der Pumpenkammer zu verwenden. Man kann z. B. Wasserstoff unmittelbar vor Beendigung des Pumpvorganges in die Kammer einströmen lassen. Der Wasserstoff wird eingelassen, damit der Druck der Kammer auf Atmosphärendruck gebracht wird. Dies dient zum Zerkleinern des Titans, das sich an der Wandung des Gehäuses und an anderen Teilen innerhalb des Gehäuses kondensiert hat, so daß die Titanablagerungen auf den Boden der Pumpe fallen. Die Titanteilchen können nach öffnen der Kammer von ihrem Boden entfernt werden.In some cases, when titanium is used as the getter material is used, it is convenient to use hydrogen to clean the pump chamber. One can z. B. Let hydrogen flow into the chamber immediately before the end of the pumping process. The hydrogen is admitted to bring the pressure of the chamber to atmospheric pressure. This is used to crush the titanium that is on the wall of the case and on other parts has condensed inside the housing so that the titanium deposits fall to the bottom of the pump. The titanium particles can be removed from their bottom after opening the chamber.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine andere Ausführungsform des Zuführgerätes nach der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform befindet sich der Auslaß des Führungsteiles während seiner ganzen Bewegung in einem Abstand gegenüber dem Verdampferblock, und der Führungsteil erteilt dem durch ihn hindurchgeführten Draht eine Krümmung, so daß der Draht auf den Verdampferblock gerichtet wird und diesen während jeder Bewegungsperiode des Führungsteiles berührt. Bei dieser Anordnung ist der Auslaß des Führungsteiles nicht unmittelbar dem Material ausgesetzt, das verdampft wird, und daher kondensiert ein sehr geringer Teil des Materials an dem Führungsteil.4 to 6 show another embodiment of the feeding device according to the invention. At this Embodiment is the outlet of the guide part during its entire movement in one Distance from the evaporator block, and the guide part gives the one passed through it Wire a bend so that the wire is directed towards the evaporator block and this during each Movement period of the guide part touches. In this arrangement the outlet of the guide member is not directly exposed to the material being vaporized and therefore very little condenses Part of the material on the guide part.

Der zu verdampfende Draht wird auf einer Spule 130 aufbewahrt, die an einem Träger 132 gelagert ist. Ein Führungsteil 134 ist auf die Spule ausgerichtet und erhält von dieser den Draht. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist es äußerst wünschenswert, einen Führungsteil zu verwenden, der ein guter Wärmeleiter, wie Kupfer, ist, so daß der Führungsteil die Wärme verteilt, die von dem Verdampferblock und dem Heizfaden herrührt. Aus diesem Grunde heizt der Führungsteil den durch ihn hindurchgeführten Draht auf, wodurch Spannungen im Draht beseitigt werden und der den Führungsteil verlassende Draht im wesentlichen dieselbe Krümmung wie der Führungsteil erhält. Bei dieser Anordnung ist der Draht so gekrümmt, daß er auf den Verdampferblock 136 auftrifft, obwohl der Auslaß des Führungsteiles immer einen erheblichen Abstand von dem Verdampferblock hat. Außerdem wird durch Verwendung des Führungsteiles, der ein guter Wärmeleiter ist, der Auslaß des Führungsteiles gekühlt und dadurch die Wahrscheinlichkeit herabgesetzt, daß kondensiertes Gettermaterial am Auslaß den Führungsteil verstopft. Ein Förderteil 138 ist zwischen der Vorratsspule und dem Führungsteil angeordnet und dient zur Förderung des Drahtes, um ein kleines Stück durch den Führungsteil während jeder Periode des Zuführvorganges. Der Förderteil 138 ist mit Hilfe einer Blattfeder 139 mit dem Halter 132 gekuppelt. Der Förderteil 138 wird durch einen starren Arm 140 betätigt, der an seinem Ende geschlitzt ist und ein Stück Federstahl £42 umgreift, das selbst von einem festen Isolator 144 gehalten ist. Der Isolator 144 ist an der festen Abschirmung 146 angebracht, die die elektrischen Leitungen für den Block und für den zu dessen Heizung dienenden Heizfaden umschließt. Der Federstahlteil 142 hält also den Arm 140 gegenüber einer wesentlichen Auf- und Abbewegung fest, gestattet ihm aber einige Bewegungsfreiheit in einer waagerechten Ebene, so daß die Zuführvorrichtung in dieser Ebene eingestellt werden kann.The wire to be vaporized is stored on a spool 130 which is mounted on a carrier 132. A guide member 134 is aligned with and receives the wire from the spool. In this embodiment According to the invention, it is highly desirable to use a guide member that is a good one Thermal conductor, such as copper, is such that the guide part dissipates the heat that is generated by the evaporator block and comes from the filament. For this reason, the guide part heats the one passed through it Wire on, whereby tensions in the wire are eliminated and the one leaving the guide part Wire is given essentially the same curvature as the guide part. With this arrangement, the Wire bent so that it strikes the evaporator block 136, although the outlet of the guide member always has a considerable distance from the evaporator block. Also, by using of the guide part, which is a good conductor of heat, the outlet of the guide part is cooled and thereby the Reduced likelihood of condensed getter material at the outlet clogging the guide member. A conveying part 138 is arranged between the supply reel and the guide part and is used for conveying of the wire to pass a little bit through the guide part during each period of the feeding operation. The conveying part 138 is coupled to the holder 132 with the aid of a leaf spring 139. The promotional part 138 is operated by a rigid arm 140 which is slotted at its end and a piece of spring steel 42 pounds, which is itself held in place by a solid insulator 144. The isolator 144 is on the fixed Shield 146 attached, the electrical lines for the block and for its heating enclosing serving filament. The spring steel part 142 thus holds the arm 140 against a substantial up and down movement allows him but some freedom of movement in a horizontal plane, so that the feeder is in this plane can be adjusted.

Das Zuführgerät wird von einem Arm 148 auf und ab bewegt, der durch einen Isolator 150 mit einem Betätigungsarm 152 gekuppelt ist. Der Betätigungsarm 152 ragt durch einen biegsamen Balg 154 hindurch und ist mit einem Endteil 156 verbunden.The feeder is moved up and down by an arm 148 which is passed through an isolator 150 to a Actuating arm 152 is coupled. The actuating arm 152 protrudes through a flexible bellows 154 and is connected to an end portion 156.

Zwei Drehzapfenhalterungen 158, die an den beiden ίο Seiten des Balgs angeordnet sind, verlaufen zwischen dem Endstück 156 und einer Platte 160, an der das Zuführgerät angebracht ist. Die Drehzapfen 158 bilden einen Gelenkpunkt, um den sich die Arme 152 und 148 während der Tätigkeit des Zuführgerätes bewegen. Die Gelenkteile sind mit einstellbaren Schrauben 162 versehen, so daß das Zuführgerät durch Einstellen dieser Schrauben in der Kammer nach innen oder außen verstellt werden kann. Durch Einstellen der Schrauben 162 kann auch die Winkelstellung des Zuführgerätes innerhalb des Gehäuses justiert werden. Das Endstück 156 ist mit einem Glied 164 gekuppelt, das eine Nockenfolgerolle 166 trägt. Diese Rolle wird von einer Nockenscheibe 168 betätigt, die selbst von einem Motor 170 gedreht wird. Ein elektrisches Potential kann an den Verdampferblock durch einen Leiter 172 angelegt werden, der mit einer Abschirmung 174 versehen ist (s. Fig. 5). Diese Abschirmung dient zur Verminderung von zu diesem Leiter fließenden Glimmentladungsströmen. Wird dieses Gerät in einer Vakuumpumpe der in Fig. 1 dargestellten Art verwendet, so gestattet eine derartige Beschränkung der Glimmentladung, daß die Pumpe bei höheren Anfangs drücken in Betrieb gesetzt wird. Der elektrische Strom für den Heizfaden 176, der zum Heizen des Verdampferblockes dient, wird durch zwei Leiter 178 und 180 zugeführt. Der Leiter 180 kann geerdet sein, da es normalerweise erwünscht ist, daß im Betrieb die eine Seite des Heizfadens auf Erdpotential liegt.Two pivot brackets 158, which are arranged on the two sides of the bellows, extend between the end piece 156 and a plate 160 to which the feeder is attached. The pivot pins 158 form a pivot point about which arms 152 and 148 move during operation of the feeder. The hinge parts are provided with adjustable screws 162 so that the feeder can be adjusted these screws in the chamber can be adjusted inwards or outwards. By setting the screw 162 can also be used to adjust the angular position of the feeder within the housing. The end piece 156 is coupled to a member 164 that carries a cam follower roller 166. This role is operated by a cam 168 which is itself rotated by a motor 170. An electrical potential can be applied to the evaporator block through a conductor 172, which is connected to a shield 174 is provided (see Fig. 5). This shield serves to reduce this Conductor flowing glow discharge currents. If this device is used in a vacuum pump of the type shown in FIG Type used, such a restriction on the glow discharge that the pump at higher initial pressures is put into operation. The electrical current for the filament 176, the is used to heat the evaporator block, is fed through two conductors 178 and 180. The ladder 180 can be grounded, since it is normally desirable that one side of the filament is at ground potential during operation lies.

Das Zuführgerät nach Fig. 4 bis 6 ist für dieselben Anwendungen geeignet wie das Zuführgerät nach Fig. 1 und 2. Ein solches Zuführgerät kann entweder in dem oberen oder in dem unteren Ende einer Vakuumpumpe der in Fig. 1 dargestellten Art, bei der Getter- und Ionisierverfahren angewandt werden, angeordnet sein. Das Zuführgerät kann in verschiedenen anderen Arten von Geräten verwendet werden, z. B. in einer Pumpenkammer, in der nur Getterverfahren allein angewandt werden, oder in Geräten zum Aufdampfen von Metall auf Gegenstände unter Vakuum. Der Auslaß des Führungsteiles 134 nach Fig. 4 ist rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Führungsteiles angeordnet. Der Auslaß des Führungsteiles 34 nach Fig.l ist in der Bewegungsrichtung des Führungsteiles angeordnet. Der Auslaß des Führungsteiles kann auch unter vielen anderen Winkeln gegenüber der Bewegungsrichtung des Führungsteiles, nämlich unter Winkeln zwischen 0 und 90°, angeordnet werden.The feeding device according to FIGS. 4 to 6 is suitable for the same applications as the feeding device according to Fig. 1 and 2. Such a feeding device can either in the upper or in the lower end of a Vacuum pump of the type shown in Fig. 1, in which getter and ionization processes are used, arranged be. The feeding device can be used in various other types of devices, e.g. B. in a pump chamber, in which only getter processes are used alone, or in devices for vapor deposition from metal to objects under vacuum. The outlet of the guide member 134 of FIG Arranged at right angles to the direction of movement of the guide part. The outlet of the guide member 34 according to Fig.l is arranged in the direction of movement of the guide part. The outlet of the guide part can also at many other angles with respect to the direction of movement of the guide part, namely at angles between 0 and 90 °.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen sollte der Heizfaden auf einem negativen Potential gegenüber dem Verdampferblock gehalten werden. Es is* wünschenswert, den Verdampferblock zu erden, wäh rend das Gerät in Betrieb gesetzt wird, und dann das Erdpotential für die übrige Betriebszeit auf den Heizfaden zu übertragen. Bei geerdetem Verdampferblock kann die Verdampfung bei höheren Drücken durch Verwendung einer hohen Spannung zwischen Heizfaden und Block eingeleitet werden, und ein Zünder ist gewöhnlich nicht erforderlich. Nachdem das GerätIn the described embodiments, the filament should be at a negative potential the evaporator block. It is * desirable to ground the evaporator block while the device is put into operation, and then the earth potential for the remainder of the operating time on the filament transferred to. If the evaporator block is earthed, evaporation can occur at higher pressures Use a high voltage to be initiated between the filament and block, and an igniter is usually not required. After the device

ίοίο

in Betrieb gesetzt ist, kann das Erdpotential auf den Heizfaden übertragen werden, so daß die Zahl der Elektronen, die zum Gehäuse wandern, herabgesetzt und damit Energie gespart wird.is put into operation, the earth potential can be transferred to the filament, so that the number of Electrons that migrate to the housing are reduced and thus energy is saved.

Claims

Patent claims:

1. Feeding device for feeding an elongate to be evaporated in a vacuum chamber Getter material, in particular wire, characterized in that a heating point, in particular the heating surface, and one that is periodically movable with respect to this from the outside Arm is arranged, the one encompassing the material and directed against the heating point Guide part carries, and in the chamber also a supply of getter material and between this and a gripper-like conveying part is arranged on the guide part, which when the arm moves Holds material in one direction and thus promotes it and when the arm moves in the Opposite direction to the material runs back empty.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the arm is approximately perpendicular to the heating point is arranged movably.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the arm is pivotably arranged is.

4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the guide part for Feeding of getter wire is designed as a tube surrounding this.

5. Apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the periodic drive of the arm a rod is provided which runs through the wall of the vacuum chamber and receives a periodic movement externally via a cam disk, and that the rod opposite the chamber by a flexible vacuum seal, ζ. Β. a bellows, is sealed.

6. Apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the outlet opening of the Guide part arranged in the vicinity of the heating point and the end of the guide part against the Heating point is directed.

7. Apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the outlet opening of the Guide part arranged at some distance from the heating point, the guide part is curved and its end has such a direction that the getter wire leaving the guide part in a curved manner is directed towards the heating point.

For this purpose 2 sheets of drawings

809 727/135 12,58809 727/135 12.58