DE1519827B1

DE1519827B1 - Vorrichtung zum Ziehen duenner Staebe mit unterschiedlichem Durchmesser aus Halbleitermaterial

Info

Publication number: DE1519827B1
Application number: DE19641519827
Authority: DE
Inventors: Harry Milton Stevens; William Francis Tucker
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1963-05-02
Filing date: 1964-04-30
Publication date: 1970-02-12
Also published as: NL6404878A; US3259468A; GB1063024A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zie- die Längsachse der Kammer praktisch vertikal verhen dünner Stäbe mit unterschiedlichem Durchmes- läuft. Der Träger 2 ermöglicht durch seine Form ser aus Halbleitermaterial mit einer Behandlungs- die Einführung einer Pedalachse 4 in die Behandkammer, in der eine inerte Atmosphäre um die lungskammer, die am oberen Ende durch den Ver-Schmelzzone vorhanden ist, mit einer in deren Nähe 5 Schluß 10 und die Hülse 72 abgeschlossen ist. befindlichen Heizvorrichtung und mit einem abdich- Inertes Gas leitet man kontinuierlich durch den

tenden Verschluß an dem einen Ende der Kammer, Träger 2 in den unteren Teil der Behandlungskamder einen Durchlaß aufweist, durch den sich der ge- mer (in der Zeichnung nicht dargestellt). Das Gas zogene dünne Stab unter praktisch gasdichtem Ver- verläßt die Kammer durch den Verschluß 10. Schluß gegenüber der Kammer hindurchbewegen io Die Pedalachse 4 ist unterhalb des Trägers 2 mit kann, sowie mit einer außerhalb der Kammer ange- einer Einrichtung versehen, mit deren Hilfe sie entordneten Antriebsvorrichtung mit einem Walzen- ' weder von Hand oder automatisch angehoben und paar zum Ziehen der Stäbe und mit einem elektro- abgesenkt werden kann, und außerdem ist noch eine

motorischen Antrieb. Einrichtung vorgesehen, um sie um ihre Achse in

Bei Vorrichtungen dieser Art besteht aber ein 15 Umdrehung zu versetzen. Am obersten Ende der Nachteil darin, daß von dem Walzenpaar entweder Pedalachse 4 befindet sich ein Pedal und ein Spannimmer eine Walze fixiert bleibt „und sich damit bei futter, welches die Bezugsziffer 6 trägt; dieses trägt sich änderndem Durchmesser des Ziehgutes die und hält die Zuführungsstange aus Halbleiter-Achse des Ziehgutes verschiebt oder daß eine An- material 8.

passung der Walzen an den Durchmesser des Zieh- ao Unmittelbar unter dem Verschluß 10 befindet sich gutes jeweils von außen durch Einstellung des Ab- die Heizvorrichtung 12, welche die Außenfläche der Standes der Walzen vorgenommen werden muß. Behandlungskammer 1 vollständig umgibt. Die Heiz-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorrichtung 12 ist eine induktiv wirkende elektrische Vorrichtung zum Ziehen dünner Stäbe zu schaffen, Heizung, die mit Wechselstrom gespeist wird und bei der sich bei sich änderndem Durchmesser des 25 eine ausreichende Wärmemenge erzeugt, um in einem Stabes dieser jeweils axial zu seiner Drehachse aus- begrenzten Bereich der Zuführungsstange 8 eine gerichtet, schmolzene Zone zu erzeugen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß da- ; Mit 16 ist ein Keimstab bezeichnet, der durch durch gelöst, daß koaxial zu dem Ziehwalzenpaar die Antriebsvorrichtung 18 -hindurchgesteckt wird und relativ zu diesem feststehend ein Zahnrädefpaar 30 und durch den Verschluß 10 so weit in die Kamangeordnet ist, daß weiterhin ein Paar von Zwischen- frier 1 herabgelassen wird, bis er in Berührung mit zahnrädern auf-Wellen angeordnet sind, die eine der am obersten Ende des Zuführungsstabes erzeugfeste Lage zueinander einnehmen, daß. sich eines der ten geschmolzenen Zone kommt. Der Keimstab und Zwischenzahnräder in dauerndem Eingriff· mit einem der an ihn ankristallisierende dünne Halbleiterauf der Welle des Antriebsmotors sitzenden Ritzel 35 stab 16 wird dann aus der Schmelzzone durch die und mit einem der beiden anderen Zahnräder befin- Antriebsvorrichtung 18 (s. die Fig. 2, 3 und 4) det und das andere Zwischenzahnrad sich in dau- herausgezogen. Die Antriebsvorrichtung besteht aus erndem Eingriff mit dem anderen Zahnrad befindet, einer kombinierten Vorrichtung 20 zum Ziehen und daß sowohl der Antriebsmotor als auch die diesem Drehen, die auf einem Träger 22 befestigt ist. Die am nächsten liegende Ziehwalze zusammen mit dem 40 Vorrichtung 20 wird von zwei unabhängig voneindieser Walze zugeordneten Zahnrad um die Achse ander betriebenen Elektromotoren angetrieben. Der desjenigen Zwischenzahnrades .verschwenkbar ist; Motor zur Erzeugung ■; der Drehbewegung (in der mit welchem dieses Zahnrad und das Ritzel sich in Zeichnung nicht dargestellt) trägt eine Riemendauerndem Eingriff befinden, und daß die andere scheibe 24, die ihrerseits den Drehantrieb über den Ziehwalze zusammen mit dem - ihr zugeordneten 45 Riemen 25 antreibt. Die Drehzahl dieses Antriebs Zahnrad um die Achse des anderen Zwischenzahn- bleibt praktisch während des ganzen Herstellungsrades, mit dem es in dauerndem Eingriff steht, ver- Verfahrens konstant und bleibt auch, wenn sie erschwenkbar ist. reicht ist, vollständig unabhängig von dem Zugan-

Vorteilhaft ist es, die Vorrichtung so zu gestalten, , trieb 27.

daß die beiden verschwenkbaren Ziehwalzen über so "Die Zugvorrichtung 27 besteht aus einem Paar eine einstellbare. Tragstange^: miteinander verbunden .verschwenkbarer Ziehwalzen 28, die von einem sind. Zahnräderpaar 30 angetrieben werden, welches die

.... So. ist esjnöglich, daß sich die Ziejiwalzen ver- Zugkraft ausübt, und von denen jede einzelne Ziehschiedenen Durchmessern der Stäbe anpassen kön- walze koaxial zu einem einzelnen Zahnrad 30 über nen, ohne daß die Stangen ihre axiale Ausrichtung.55 die Achse 32 verbunden ist; Die Zahnräder 30 greiverlieren. fen in Zwischenzahnräder 34, die entsprechend auf

In den Zeichnungen ist einer Achse angeordnet sind und mit Hilfe der WeI-

Fig. 1 eine schaubildliche Seitenansicht einer Ien38 auf dem Gehäuse36 eine bestimmte feste Vorrichtung zum Ziehen dünner Stäbe nach der Er- Lage zueinander einnehmen. Die Zahnräder 30 findung, : ^: 60 stehen dauernd iin Eingriff mit den entsprechenden

F i g. 2 eine Ansicht der Antriebsmittel der Vor- Zwischenzahnrädern 34,: wozu vertikale Stangen 40 richtung nach F ig. 1 in Vorderansicht, und vorgespannte einstellbare Tragstangen 42

Fig. 3 eine Rückansicht der Antriebsmittel nach dienen. Die vorgespannten einstellbaren Tragstangen Fig. 2, 42 bilden die Form eines V, von der Drehachse der

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Antriebsmittel 65 Zahnräder 30 aus gesehen bis zu einem unter Federnach F ig. 2. spannung stehenden Teil 44, der seinerseits mit Hilfe

Gemäß Fig. 1 ruht die Behandlungskammer 1 einer Nut46 in seiner Lage in dem Gehäuse36 geauf einem unteren Träger 2 auf solche Weise, daß halten wird. Die Antriebsräder 28 werden auf ahn-

liehe Weise auf der anderen Seite des Gehäuses 36 durch vorgespannte einstellbare Tragstangen 48 gehalten. Der einstellbare, unter Federspannung stehende Teil 44 greift in horizontaler Richtung genügend weit durch das Gehäuse 36 hindurch, daß er beide Sätze von Tragstangen 42 und 48 halten kann. Der Teil 44 trägt an jedem Ende eine Feder 50 und 51, die fest an dem Gehäuse 36 angebracht sind. Der Teil 44 ist so in der Nut 46 untergebracht, daß er sich nicht drehen kann; er ist außerdem mit einer nicht dargestellten Öffnung versehen, die vertikal durch seinen mittleren Teil hindurchgeht, um die Stange 16 ohne Behinderung aufnehmen zu können, die in vertikaler Richtung durch ihn hindurchgeht.

Eine der verschwenkbaren Walzen 28 ist auf einer vertikal angeordneten Tragstange 53 drehbar befestigt, die ähnlich wie das Zahnrad 30 gelagert ist, an welchem sie koaxial befestigt ist, so daß sich auf diese Weise die erforderliche Schwingbewegung um die Achse des Zwischenrades ergibt, mit dem sie in zo permanentem Eingriff steht. Die andere Ziehwalze 28 ist auf dem oberen Schenkel eines L-förmigen Supports 55 angeordnet. Die Verbindung der beiden Schenkel des L-förmigen Supports liefert den Drehpunkt für diesen Support. Auf dem horizontal nach außen ragenden Schenkel 56 befindet sich am äußersten Ende der Antriebsmotor 58. Der horizontale Schenkel 56 trägt außerdem eine horizontal unter einem rechten Winkel nach außen ragende Antriebsachse 60 mit einem Ritzel 62 am äußersten Ende, welches in dauerndem Eingriff mit dem Zwischenzahnrad 34 steht, welches seinerseits in dauerndem Eingriff mit dem Zahnrad steht, welches koaxial'mit der Ziehwalze 28 kämmt, die an dem L-förmigen Support angeordnet ist.

Die geschilderte Art der Anordnung des Motors an dem L-förmigen Support 55 verhindert die Zunahme und die Abnahme der Drehzahl der Antriebsräder, wenn der Durchmesser der Stange sich ändert.

Das Gehäuse 36 ist auf einer rotierenden Plattform 64 angeordnet, die ihrerseits über die Riemenscheibe 24 und den Riemen 25 angetrieben ist. Die Plattform 64 sowie reibungsarme Drehverbindungen sind unter dem Träger 22 für den Antrieb angeordnet. Um diesen Teil des Antriebs möglichst reibungsfrei zu gestalten, kann zwischen der Plattform und dem Träger 22 ein Kugellager vorgesehen sein. Die Plattform 64 weist vorzugsweise einen Teil auf, der durch den Träger 22 mit einer Scheibe 66 hindurchgreift, die auch als Konstruktionselement für die Zufuhr elektrischer Energie aus einer Stromquelle 68 zu dem Antriebsmotor 58 dienen kann. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man in die Nuten 69 Schleifringe einlegt und Bürsten 70 vorsieht, die in den Schleifringen oder elektrisch leitenden Vertiefungen schleifen, um auf diese Weise eine kontinuierliche Zufuhr von elektrischer Energie zu dem Antriebsmotor 58 zu sichern.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ziehen dünner Stäbe mit unterschiedlichem Durchmesser aus Halbleitermaterial mit einer Behandlungskammer, in der eine inerte Atmosphäre um die Schmelzzone vorhanden ist, mit einer in deren Nähe befindlichen Heizvorrichtung und mit einem abdichtenden Verschluß an dem einen Ende der Kammer, der einen Durchlaß aufweist, durch den sich der gezogene dünne Stab unter praktisch gasdichtem Verschluß gegenüber der Kammer hindurchbewegen kann, sowie mit einer außerhalb der Kammer angeordneten Antriebsvorrichtung mit einem Walzenpaar zum Ziehen der Stäbe und mit einem elektromotorischen Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zu dem Ziehwalzenpaar (28) und relativ zu diesem feststehend ein Zahnräderpaar (30) angeordnet ist, daß weiterhin ein Paar von Zwischenzahnrädern (34) auf Wellen angeordnet sind, die eine feste Lage zueinander einnehmen, daß sich eines der Zwischenzahnräder (34) in dauerndem Eingriff mit einem auf der Welle des Antriebsmotors sitzenden Ritzel (62) und mit einem der beiden anderen Zahnräder (30) befindet und das andere Zwischenzahnrad sich in dauerndem Eingriff mit dem anderen Zahnrad befindet, daß sowohl der Antriebsmotor als auch die diesem am nächsten liegende Ziehwalze zusammen mit dem dieser Walze zugeordneten Zahnrad um die Achse desjenigen Zwischenzahnrades verschwenkbar ist, mit welchem dieses Zahnrad und das Ritzel sich in dauerndem Eingriff befinden, und daß die andere Ziehwalze zusammen mit dem ihr zugeordneten Zahnrad um die Achse des anderen Zwischenzahnrades, mit dem es in dauerndem Eingriff steht, verschwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden verschwenkbaren Ziehwalzen (28) über eine einstellbare Tragstange (48) miteinander verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen