DE1521706A1 - AEtzen von Metall von Gegenstaenden - Google Patents
AEtzen von Metall von GegenstaendenInfo
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Description
Die Erfindung "betrifft das Ätzen von Metall von einer kontinuierlich
beförderten Reihe von Gegenständen. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Koordinieren der Bewegungsrate der Gegenstände und der Ätzratenstärke des Ätzmittels in dem richtigen Verhältnis. Ein
Ort für eine Messeinrichtung kann entlang der Bahn der sich bewegenden Gegenstände an mehreren Punkten oder an einem
Punkt in der Ätzzone erstellt werden, und die Objekte können, wenn sie diesen Punkt passieren, jeweils in ihrem Zustand
daraufhin gemessen werden, ob sie zu wenig geätzt oder zu viel geätzt sind.
Ein gesteuertes Ausmaß von Überätzung ist erwünscht, wobei Qualität mit Gleichförmigkeit gewährleistet ist, jedoch
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Form 3 3000 10. 65
<Ο·Μ> XtItIO
ohne exzessive Metallentfernung. Die Gegenstände werden entweder beschleunigt oder verlangsamt, wie es in der
Ätzzone erforderlich ist, so daß weder zu früh noch zu spät der Übergang auftritt zwischen dem Punkt, an dem sie
in einem zu wenig oder unterätzten Zustand sind und dem Punkt gex^ade oberhalb der minimalen Atzbedingung, wo die
Gegenstände einen überätzten Zustand erreiclm.. Falls iii
einem übertriebenen, jedoch nicht ungewöhnlichen Beispiel die Gegenstände, wenn sie durchgeätzt sind, nur den halben
Weg durch die Atzzone erreicht haben, werden sie als 100 % überätzt angesehen zu dem Zeitpunkt, wenn sie das ünde der
Atzzone erreichen und diese verlassen.
Bei einer kontinuierlichen Sprühätz vorrichtung v/erden die
Gegenstände durch die Ätzmittelsprühzone in einer Reihe geführt,
und zwar entweder indem die Gegenstände nahe beieinander, jedoch getrennt angeordnet sind oder in einer kontinuierlichen
Bahnform, von der die einzelnen Gegenstände an einer geeigneten Stufe von der Bahn und voneinander getrennt
werden. Die auf diese Weise geätzten Gegenstände umfassen viele industrielle Gegenstände, wie z.B. dünne Metallgitter,
flache Federn und durchlöcherte Bleche oder Blenden, von denen die unerwünschten Teile von entgegengesetzten Seiten
des Metalls völlig durchgeätzt werden, und zwar üblicherweise gleichzeitig. Bei der Ätzung verbleiben alle erwünschten
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BAD
Teile intakt j in der Praxis bilden diese Teile das sogenannte
Abbildgebiet oder den Abbildlingsbereich. Das Abbildgebiet oder der Abbildungsbereich (image area) ist der Bereich, der vor
dem Ätzen auf entgegengesetzten Seiten mit übereinstimmenden Mustern eines lichtgehärteten, organischen, lichtempfindlichen
Ätz-Widerstandsmittels vorher überzogen wurde, und welches
dadurch gegen das Ätzmittel geschützt ist, so daß unterhalb des widerstandsfähigen Materials dasselbe Muster in dem Metall
erhalten bleibt.
Andere geätzte Gegenstände umfassen gedruckte Schaltungsgegenstande,
wie z.B. einseitige und doppelseitige Arbeitsstücke auf dem gedruckten, geätzten Schaltungsgebiet. Gedruckte
Schaltungstafeln sind Tafeln, die für diesen Zweck hergestellt werden, indem Kupfer in Form eines Films oder
einer Folie auf einer oder beiden Seiten eines Untergrundes aus isolierendem Basismaterial aufgebracht wird. Das
Material ist manchmal eine Melamin-Formaldehyd oder eine Polyester-Zusammensetzung, und manchmal wird Faserstoff
verwendet. Zusammengesetzte Untergrundmaterialien sind üblich, einschließlich epoxyd-imprägniertes Glasleinen
und mit Phenol- oder Epoxyd-Harzen imprägniertes Papier. Die meisten der Untergrundmaterialien, welche in der Praxis
etwa 3,2 mm (1/8 inch) dick sind, sind durchscheinend und behalten tatsächlich ihre durchscheinende Eigenschaft bis
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zu Dicken von wenigstens etwa 6,4 mm (1/4 inch) bei.
Andererseits ist das nichterwünschte Kupfer in dem Nicht-Abbildungsbereich auf einer oder beiden Seiten
des Untergrunds entschieden undurchsichtig, wenn es in einer monomolekularen Dicke oder dicker vorhanden
ist.
Aus dem Vorhergehenden ist zu ersehen, daß die Anwesenheit
oder Abwesenheit von Metall in den unerwünschten Bereichen eiiH3 Metallgegenstandes oder in den unerwünachten
Bereichen in dem metallischen Film an der Arbeitsseite eines Artikels, falls es in geeigneter Weise gemessen wird,
ein leichtes Mittel zur automatischen oder halbautomatischen Steuerung eines kontinuierlichen Ätzvorganges bieten kann.
Im Falle beider Gegenstände wird das tatsächliche Metall völlig durchgeätzt} der Hauptunterschied besteht darin,
daß der Metallgegenetand von beiden Seiten bis zu einem Durchbruchspunkt weggeätzt wird, während die Ätzung durch
einen Metallfilm an einem Artikel nur von der Außenseite des Filmes bis zu einem Punkt durchdringt, wo die letzte
Spur des Nicht-Abbildungsmetalls von der Unterlage verschwindet .
Ein 3el der Erfindung besteht darin, in den allgemeinen
Aufbau einer kontinuierlichen Ätzvorrichtung, bei der das
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Ätzmittel völlig durch dünnes Metall in unerwünschten Bereichen über einen wesentlichen Teil eines Gegenstandes
wie.die vorher erwähnten hindurchdringt, einen Förde-"rer,
der kontinierlich in einer Bahn in der Ätzvorrichtung bewegbar ist, um die Gegenstände durch die Ätzzone hindurch
zu befördern, und eine auf eine Unter- und Überätzung ansprechende Steuerung zu schaffen, die mit dem Förderer
verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung an einer Station nahe dem Ende der Bahn in der Ätzzone angeordnet ist,
um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Metall in den unerwünschten Metallbereichen der Gegenstände zu messen und
so tätig wird, daß die Förderergeschwindigkeit in einer die Geschwindigkeit verringernden Weise in Abhängigkeit
von der Unterätzung und in einer die Geschwindigkeit erhöhenden Weise in Abhängigkeit von einer Überätzung zu
verändern.
Ein unvorherzusehendes Ergebnis einer derartigen Steuerung des Förderers einer Ätzmaschine besteht darin, daß sie eine
HauptSchwierigkeit in der kontinuierlichen Ätzung beseitigt
und die menschlichen Fehler beträchtlich verringert. Bei einer der üblichen Metallätzlösungen, die verwendet werden,
wurde festgestellt, daß ihre Metallentfernung- oder Ätzrate ansteigt, wenn sich die Temperatur der Lösung erhöht; genauer gesagt, erfordert ein Temperaturanstieg der
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Lösung von Raumtemperatur auf ihre bevorzugte Ätztemperatur
eine Förderergeschwindigkeitserhöhung von etwa 2:1. Der Unterschied
in der Wirksamkeit derselben Ätzlösung, wenn sie, erstens, frisch ist, und zweitens, nach einer durchgehenden
Ätzperiode von drei Stunden, erfordert eine Verringerung der Förderergeschwindigkeit von 1:5· Die anfängliche Ätzmittelkonzentration,
die Rate und das Aufbringungsverfahren des Ätzmittels auf das Arbeitsstück und die Anwesenheit von
Verunreinigungen und/oder Zusätzen in dem Ätzmittel sind weitere veränderliche, die auf die Veränderung der Ätzrate
einwirken.
Obgleich, wie bereits erwähnt, eine Überätzung bis zu einem gewissen Ausmaß erwünscht ist, ist zu ersehen, daß die Ausdehnung
oder der Umfang der erlaubten Überätzung äußerst kritisch werden kann. Mit anderen Worten, das sich ergebende,
seitliche Angreifen, auch als Unterschneidung
bekannt, könnte bei gewissen gedruckten geätzten Schaltungen, welche 50 % bis vielleicht 100 % oder mehr Überätzung
ohne Schaden zu nehmen, vertragen können, nicht besonders schwerwiegend sein, während bereits ein wesentlich
geringerer Prozentsatz an Überätzung bei anderen Gegenständen gerade noch toleriert werden könnte, bei denen eine
Unterschneidung von ein Eintausendstel Inch oder mehr unmittelbar neben den Rändern des Widerstandsmaterials bereits
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ein Endprodukt von ungenügender Qualität erzeugen würde.
ist äußeret vorteilhaft, eine Durchschnittsgeschwindigkeit
der durch die Ätzzone hindurchgehenden Gegenstände aufrechtzuerhalten, die für die dann vorhandene Bedingung
richtig oder geeignet ist und somit den Prozentsatz an Überätzung in einem genauen Bereich zu halten oder zu begrenzen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, zur Ätzung von Metall von Gegenständen, die in einer fortlaufenden
Reihe durch die Ätzzone in einer Ätzvorrichtung hindurchpassieren,
ein verbessertes Verfahren zu schaffen, bei dem die Gegenstände mit einer Geschwindigkeit von einer gegebenen
Reihe von gestuften, festgelegten Geschwindigkeiten in einer Bahn durch die Sprühätzvorrichtung in Bewegung gesetzt
werden, die von dem Anfang zum Ende der Ätzzone führt, bei
dem an Punkten, die im engen Abstand voneinander entlang der Bahn angeordnet sind und in ihrer Entfernung von dem
Ende der Zone variieren, der Zustand der Gegenstände an
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diesen Punkten in bezug darauf gemessen wird, ob sie zu wenig oder zu viel geätzt sind, und bei dem alternierend
die Geschwindigkeit auf die nächst niedrigere ßtufe herabgesetzt wird, wenn die an einem relativ weniger entfernten
Punkt gemessenen Gegenstände noch nicht einen durchgeätzten
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— α —
Zustand erreicht haben, und die Geschwindigkeit auf die nächste unmittelbar höhere Stufe erhöht wird, wenn die
an einem entfernteren Punkt gemessenen Gegenstände bereits den durchgeätzten Zustand erreicht haben.
Weiterhin soll ein Verfahren geschaffen werden, bei dem die Messung photoelektrisch durchgeführt wird.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung zur Schaffung des vorher erwähnten Verfahrens soll die Messung
durch elektromechanischen Kontakt erfolgen.
Außerdem soll bei einer weiteren abgewandelten Aueführungsform
der Erfindung eine Einrichtung geschaffen werden, die so angeordnet ist, daß sie einem erweiterten longitudinal en
Bereich der hindurchgehenden Gegenstände gegenüberliegt, eine Einrichtung zum kontinuierlichen Messen des Durchschnitts
des Bereichs der Gegenstände in bezug auf Unterätzung und Uberätzung bildet und fortlaufend die · Bewegungsrate der Gegenstände proportional einstellt in einer die
Geschwindigkeit verringernden Weise, wenn der gemessene Durchschnitt des Bereichs überwiegend unterätzt ist, und
in einer die Geschwindigkeit erhöhenden Weise, wenn das gemessene Gebiet überwiegend überätzt ist.
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Obgleich die Erfindung hauptsächlich für Druck-Sprühätzarbeiten
anwendbar ist, kann sie jedoch in gleicher Weise auf Paddel-Sprühätzverfahren, bei denen die sich bewegen-•den
Gegenstände bespritzt werden, und auf Verfahren angewendet werden, bei denen die Gegenstände auf einem Teil
der Durchführungsbahn durch die Ätzzone untergetaucht sind oder bei denen sie auf der gesamten Bahn untergetaucht
sind, wobei sie zusätzlich während des Tauchvorganges
Strahlen oder erzwungenen Strömungen in dem Bad ausgesetzt sein können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der
nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung hervor; in dieser zeigen:
Figur 1 eine Vorderansicht einer kontinuierlichen Sprüh-A'tzeinrichtung,
bei der die Erfindung angewendet ist,
Figur 2 einen Querschnitt nach Linie H-II der Figur 1,
Figur 3 eine geschnittene Draufsicht nach Linie IH-III
der Figur 2,
Figur 4 eine teilweise isometrische Ansicht nach Figur 3-
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- ίο -
und teilweise schematisciie Ansicht zur Darstellung
der elektrischen Steuerschaltung, die
Figuren 5 und 6 jeweils zusammengesetzte Ansichten zur Darstellung
typischer Bedingungen, die von den lichtempfindlichen
Vorrichtungen gemessen werden, und den entsprechenden Spannungsausgänge unter diesen
Bedingungen,
Figur 7 eine Geschwindigkeits/Zeit-Kurve der Arbeitsweise
des Förderers in der kontinuierlichen Atzvorrichtung nach Figur 1, die
Figuren 8, 9 und 10 jeweils zusammengesetzte Ansichten,
die im allgemeinen der Figur 5 entsprechen, jedoch eine abgewandelte Messvorrichtung zeigen,
Figur 11 eine Ansicht entsprechend der Figur 4, bei der jedoch
das schemtische Diagramm die elektrische Steuerschaltung
einer derartigen abgewandelten Messvorrichtung zeigt,
Figur 12 ein schematisches Diagramm zur Darstellung der elektrischen Steuerschaltung einer v/eiteren abgewandelten
Messeinrichtung,
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Figur 13 eine Eichkurve des lichtempfindlichen Teils der
•Schaltung nach Figur 12 und
Figur 14 eine Schnittansicht im vergrößerten Maßstab nach
Linie XIV-XI/ der Figur 12.
Nach Figur 1 weist eine Ätzmaschine 20 des Sprühätztyps
eine EndK-ladungsstation 22 und eine Endentladung s st ation 24 auf. he ungeätzten Gegenstände 25a werden an der Endbe ladung* station 22 auf einen kontinuierlich laufenden
Förderer 26 aufgebracht. Sie werden von diesem durch die Ätzsone dn eines ßprühkammerkastens 5O, durch einen Spülabschniti: 32, der eine oder mehrere Sprühspülkammern aufweist, und dann but Entladungsendstation 24 befördert,
von der die geätzten Gegenstände 25a entnommen und einer weiteren /erarbeitung zugeführt werden. Die vorderen und hinteren Gruppen 3^· der oberen Sprühdüsen, die in dem
Sprühkan^erkasten 30 angebracht sind, entleeren sich nach unten In der Ebene des Förderers 26, und die vorderen und hinteren Gruppen 36 der unteren Sprühdüsen entleeren sich nach obei. in der Ebene des Förderers. Die letzteren Düsen werden verwendet, falls die Arbeitsstücke eine Ätzung von beiden Seiten erfordern. Vorzugsweise sind zwei elektrische Pumpeneinheiten J8 und 40 zur Lieferung des Ätzmittels vorgesehen, wodurch esnöglich ist, daß die oberen Düsengrup-
eine EndK-ladungsstation 22 und eine Endentladung s st ation 24 auf. he ungeätzten Gegenstände 25a werden an der Endbe ladung* station 22 auf einen kontinuierlich laufenden
Förderer 26 aufgebracht. Sie werden von diesem durch die Ätzsone dn eines ßprühkammerkastens 5O, durch einen Spülabschniti: 32, der eine oder mehrere Sprühspülkammern aufweist, und dann but Entladungsendstation 24 befördert,
von der die geätzten Gegenstände 25a entnommen und einer weiteren /erarbeitung zugeführt werden. Die vorderen und hinteren Gruppen 3^· der oberen Sprühdüsen, die in dem
Sprühkan^erkasten 30 angebracht sind, entleeren sich nach unten In der Ebene des Förderers 26, und die vorderen und hinteren Gruppen 36 der unteren Sprühdüsen entleeren sich nach obei. in der Ebene des Förderers. Die letzteren Düsen werden verwendet, falls die Arbeitsstücke eine Ätzung von beiden Seiten erfordern. Vorzugsweise sind zwei elektrische Pumpeneinheiten J8 und 40 zur Lieferung des Ätzmittels vorgesehen, wodurch esnöglich ist, daß die oberen Düsengrup-
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pen 34 eine Lieferquelle haben, die von der unteren
Gruppe 36 getrennt steuerbar ist, für den Fall, daß Arbeitsstücke einseitig bearbeitet werden sollen.
Von einem Ätzmittelvorrat 42 in einem Tank in dem
unteren Teil des Sprühkammerkastens JO saugen die
elektrischen Pumpeneinheiten 38 und 40 das Ätzmittel
durch getrennte Filter 44 in die Saugseite 46
der Pumpen. Die Pumpen der Einheiten sind vorzugsweise Zentrifugalpumpen mit einem säurewiderstandsfähigen
Kunststoffrotor. Die Abgabeseite einer jeden
Pumpe ist in geeigneter Weise an die von dieser Pumpe belieferte Düsengruppe angeschlossen.
Ein Antrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit für den Förderer 26 umfaßt eine in einem Steuerkasten 48 angeordnete
Geschwindigkeitssteuerung und einen elektrischen Antriebsmotor 50, der an einer Stütze des Rahmens 52 der
Ätzmaschine an einem Punkt geringfügig unterhalb der Beladungsendstation 22 angebracht ist. Die Welle des Motors
50 trägt ein kleines Kettenrad, welches über eine Kette
54 mit einem anderen Kettenrad 56 verbunden ist, um die
angetriebenen Schwingbalken 58 des Förderers 26 zu bewegen.
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Der Steuerkasten 48 ist durch, übliclie elektrische Schaltungen
an die elektrischen Pumpeneinheiten 38 und 40, den Motor 5.0, einer Serie nicht dargestellter solenoidge-•
steuerter Kühlspulen, die in dem unteren Teil des Tanks
42 des Sprühkammerkastens 30 angeordnet sind, und an eine elektrische Heizspule 59 angeschlossen, die in dem unteren
Teil des Tanks angeordnet ist. Palis das von den Gegenständen abzuätzende Metall Kupfer ist, ist ein geeignetes
Ätzmittel in dem Tank eine wässerige Cioreisenlösung. Für optimale Ergebnisse wird die Temperatur von den Kühlspulen
oder der Heizspule 59 reguliert, wb es angebracht ist.
An dem vorderen oder hinteren Teil der Maschine 20 ist entlang der Bahn der Gegenstände in der Atzzone 28 ein
Messkopf 60 an einer Station vorgesehen, so daß er nahe dem Ende der Ätzzone angeordnet ist. Eine Plattform 62
stützt den Kopf 60 in einer horizontalen Ebene und ist mittels der Hänger 64 aufgehängt, die von den Konsolen
66 herabhängen, welche oben an dem Sprühkammerkasten 30
angebracht sind. Der Messkopf 60 ist an die Geschwindigkeitssteuerung innerhalb des Steuerkastens 78 angeschlossen,
so daß er den Fördererantriebsmotor 50 in einer noch
zu beschreibenden Weise steuert. Zwei nicht dargestellte Tafeln sind jeweils an dem hinteren und vorderen Teil der
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Maschine so angeordnet, daß sie im Abstand von und an dor
gegenüberliegenden Seite des Messkopfes 60 angeordnet sind. Die Tafeln sind auf longitudinalen, sich horizontal erstreckenden
Schienen gleitbar angebracht, um einen Zugang zu dem Messkopf, wenn dieser in die Atzzone eintritt, und
zu den Gegenständen innerhalb der Maschine zu schaffen; sie sind in geeigneter Weise abgedichtet, um ein Lecken
zu verhindern. Vorzugsweise bestehen die Tafeln aus einem transparenten, dem Ätzmittel gegenüber widerstandsfähigen
Kunststoff, so daß sowohl die Bewegung der Gegenstände wie
auch die Tätigkeit der Sprühdüsen beobachtet werden können, wenn die Maschine im Betrieb ist.
Geeignete, nicht dargestellte Labyrinthdichtungen oder -Verschlüsse sind um den Förderer 26 an dem Einlaß zur
Ätzzone und in einer abgedeckten Brücke 68 zwischen der Ätzzone und dem Spülabschnitt 32 angebracht, um ein Entweichen
des Ätzmittels zu verhindern. In gleichartiger Weise ist eine nicht dargestellte Abdichtung oder ein
Verschluß an der Auslaßseite des Sprühspülabschnitts 32
vorgesehen, um ein Übertragen des Spülwassers zu verhindern, welches sonst von der Ätzmaschine überspritzen könnte.
Nach Figur 2 trägt der Messkopf 60 eine Heihe von Einrichtungen,
von denen eine allgemein bei 70 angedeutet; ist.
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in äeder Einrichtung 70 befindliche Lampe 72 wird mit
Wechselstrom von einer nicht dargestellten Stromquelle gespeist und leuchtet durch das innere Ende des horizontalen
Teiles einer transparenten, das Licht übertragenden Kunststoffstange 7^· -Ein lichtempfindliches
Gerät (photosensor) 76 ist so in bezug auf das innere
Ende eines horizontalen Teiles einer entsprechend symmetrisch angeordneten transparenten, das Licht
übertragenden Kunststoffstange 78 angeordnet, dass
es aas Licht empfängt. Die Stangen oder Stäbe 74- und
>8 springen seitlich von dem Kopf 60 durch die Abdichtungen
80 in der benachbarten Wand des SprülLkammerkastens
50 vor unu weisen rechtwinkelige Krümmungen auf, so daß ihre Enden 82 an Punkten liefen, die in einer gemeinsamen
vertikalen, longitudinalen Ebene angeordnet sind und die
in einem nahen Abstand entgegengesetzten Seiten eines hindurchgehenden Gegenstandes gegenüberliegen, der allgemein
mit 25 bezeichnet ist.
Der Förderer 26 weist einen Rollentisch auf, der von den Schwingbalken 58 angetrieben wird, die en den entgegengesetzten
Seiten des Förderers angeordnet sind und sich jeweils in einer endlosen, geschlossenen üilm bewegen. Eine
iOlfje von ^uerreihen von Rollen 84 ist vorgesehen, von denen
jede Reihe an einer Triebachse 86 befestigt ist, die an dem einen Ende mit dea Schwingbalken 58 mittels einer Kurte!1
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verbunden ist. Die beförderten Gegenstände bewegen sich in einer horizontalen Ebene in Längsrichtung durch die
Ätzzone 28 entlang der Oberseiten der Rollen 84. Jede Rolle 84 besteht aus Kunststoff und weist einen abgeschrägten Umfang
auf, der eingekerbt ist, um einen Satz von am Umfang angeordneten Zähnen 90 zu schaffen. Feste, winkelförmige
Führungen 92 halten jeden der Gegenstände 25 in einer festgelegten Bewegungsbahn, so daß sie ständig in Längsrichtung
ausgerichtet sind.
Der Rollentisch und andere allgemeine Einrichtungen sind im einzelnen in der Patentanmeldung C 26 111 VIb/48d2 beschrieben.
In die von einer festen Plattform 62 getragenen Bügel oder Konsolen 96 ist eine Einstellschraube 94 geschraubt, die
einen reduzierten Abschnitt 98 aufweist, welcher in einem von dem Meßkopf 60 getragenen Bügel 100 gelagert ist. Mittels
eines Rändelkopfes 102 an der Schraube 94 wird der Meßkopf 60 quer zur Bahn der Gegenstände 25 so eingestellt,
daß die Enden 82 der Einrichtungen 70 in die gemeinsame vertikale longitudinale Ebene bewegt werden, wie es in bezug auf
die nahe Kante der Gegenstände 25 erwünscht ist.
In Fig. 3 ist die Richtung der Bewegung der Gegenstände
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durch einen Pfeil angedeutet und es werden unterschiedliche Indices "benutzt, um die jeweiligen aufeinanderfolgenden
Gegenstände 25b und 25c zu bezeichnen. In gleichartiger
Weise werden unterschiedliche Indices verwendet, um die aufeinanderfolgenden Meßeinrichtungen 70a, 70b, ?0c, 70d,
70e und 70f innerhalb des Meßkopfes 60 zu bezeichnen. Jede lichtempfindliche Einrichtung (photosensor) 76 erzeugt ein
Stromsignal, welches über die Leiter 104 geleitet wird und in seiner Größe oder in seinem Betrag davon abhängt, ob
das lichtempfindliche Gerät beleuchtet oder verdunkelt ist.
In der vereinfachten Darstellung nach Fig.4 deutet die gestrichelte
Teilungslinie 106 den Übergangspunkt an, der an dem hinteren Teil des Gegenstandes 25c auftritt, wo der Gegenstand
von seinem ungeätzten Zustand umwechselt, wie es von dem vollständigen Gegenstand 25b beispielsweise gezeigt ist,
der links von der Linie 106 dargestellt ist. Rechts|von der
Teilungslinie 106 ist angedeutet, daß der Gegenstand 25c frei von jedem Metalllilm ist; aus Gründen der Vereinfachung
ist das erwünschte Muster fortgelassen, welches von dem und zwischen dem zurückgelassenen Metall und dem metallfreien
Teil begrenzt ist.
Aufgrund der Undurchlässigkeit des Gegenstandes 25b ist das lichtempfindliche Gerät 76 der Einrichtung 70c verdunkelt
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und überträgt ein Signal von niedriger Spannung durch die Leiter 104, die an den Eingang eines Verstärkers
geschaltet sind. EinDifferentiator 110, der schematisch durch eine Kondensatorschaltung angedeutet ist, ist an
den Verstärker 108 geschaltet. Ein an den Ausgang des Verstärkers 108 angeschlossener Leiter 112 schaltet den
Verstärker an ein elektromagnetisches Relais 114c. Das
c
Relais 114/ist so vorgeeicht, daß es nicht auf ein Signal niedriger Spannung anspricht; somit hält das stromlose Relais eine Schaltung 116c geschlossen.
Relais 114/ist so vorgeeicht, daß es nicht auf ein Signal niedriger Spannung anspricht; somit hält das stromlose Relais eine Schaltung 116c geschlossen.
Die Photozelle 76 der nächstfolgenden Einrichtung 70d
des Meßkopfes ist beleuchtet und hält ihr entsprechendes, geeichtes, elektromagnetisches Relais 114d in einem erregten
Zustand, so daß eine Schaltung 116d, die von dem Relais 114d gesteuert wird, offengehalten wird.
Ein in den Relaiskreisen geschaltetes Drehsolenoid 118 ist an den Förderermotor 50 angeschlossen, um den an diesen
von einer Energiequelle 154 gelegten Strom zu steuern, sodaß
der Förderer stetig mit einer gegebenen,von einer Reihe von gestuften, festgelegten Geschwindigkeiten läuft und die
zu ätzenden Gegenstände mit der Geschwindigkeit bewegt.
Die Schaltung 116c ist über einen handbetätigten-automati-
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sehen Schalter 120 an die eine Seite einer Stromquelle 122
geschaltet, und die Relaisschaltung 116c ist über den Drehsolenoiden
118 und einen Vorwärts- oder Beschleunigungsschalter
Λ?'λ an die andere Seite der Stromquelle 122 geschaltet.
Ein zu^rie■; asteilender Typ eines Solenoiden ist der "Ledex"
Drehso'eno.l . Dieser Solenoid 118, ohne Schrittschaltung und
ohne den K 'or 50 zu beeinträchtigen, spannt sich selbst
wieder, wert! die Relaisschaltung 116c geschlossen wird; dann
erwartet dci ; Solenoid 118 ein Betätigungssi gnal. Falls und
jedesmal wem das Relais 114c den Kreis 116c öffnet, spricht
das Solenoj < 118 auf die Stromunterbrechung an und schaltet
einen Schritt in einer die Geschwindigkeit erhöhenden Weise, so daß die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des Motors 50 auf
die nächstschnellere Stufe angehoben wird.
In ähnlicher Weise, Jedoch für einen entgegengesetzten Effekt ist die Relaisschaltung 116d über einen handbetätigten-automatiscben
Schalter 126 an die eine Seite einer Stromquelle 12ö gescha]!et und über das Solenoid 118 an die andere
Seite der Quelle 128 angeschlossen. Wenn das Relais 114d
geöffnet ist und solange es geöffnet bleibt, wirkt das Solenoid 118 nicht auf den Motor 50 ein, der stetig mit
einer Geschwindigkeit oder Drehzahl läuft. Falls und jedes-
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mal wenn das Relais 114d sich in die geschlossene Stellung bewegt, wie es durch gestrichelte Linien angedeutet
ist, so daß ein Stromeinsetzsignal in dem Relaiskreis 116d fließt, schaltet das Solenoid 118 einen Schritt in der den
Motor verlangsamenden Richtung und verringert die Drehzahl des Motors 50 auf die nächstniedrigere Drehzahl.
Falls ein Gegenstand bereits den übergang von der unterätzten
oder zu wenig geätzten Bedingung durchgeführt hat, bevor er die Vorrichtung 70c passiert, beschleunigt der Förderermotor
50 seine Drehzahl um eine Stufe, während, falls der durch
die Teilungslinie 106 angedeutete Übergangspunkt rechts von der Einrichtung 7Od, gesehen in Fig. 4, auftritt, verringert
der Fördermotor 50 seine Drehzahl um eine Stufe. Wenn z.B.
die Geschwindigkeit verringert wird, ermöglicht die geringere Geschwindigkeitsbedingung den anhaltenden Eingriff des
Ätzmittels auf die sich langsamer bewegenden Gegenstände und bewirkt, daß die Teilungslinie 106 wieder zur erwünschten
Station zwischen den Einrichtungen 70c und 7Od oder darüber hinaus verschoben wird.
Fig. 4 zeigt ein anderes Relais 114b, welches gleich dem
Relais 114c ist, mit der Ausnahme, daß das Relais 114b von einer etwas weiter vor liegenden Vorrichtung 70b betätigt
wird, die eine überschüssige oder überschreitende Bedingung
0G9838/1974
der Überätzung mißt. Das Heiais 114b hat einen kumulativen
Effekt; wenn es einen Relaiskreis 116b öffnet, beschleunigt der Motor seine Drehzahl um einen zusätzlichen Schritt.
Wenn der Schalter 120 aus der in durchgezogener Linie gezeigten Stellung in die andere Stellung geschaltet wird,
wodurch gleichzeitig der entsprechende Schalter 126 geschaltet wird, wird das Solenoid 118 von Hand gesteuert; jedes
Eindrücken des Beschleunigungsschalters 124 bewirkt, daß sich der Motor 50 mit einer Geschwindigkeits- oder Drehzahlstufe
schneller dreht als vorher. Eine Relaisschaltung 116e
und eine andere Zweigschaltung einschließlich eines Verzögerungs- oder VerlangsamungssGhalters 130 haben eine dem vorhergehenden
entgegengesetzte Wirkung; bei jeder Betätigung entweder des Relais 114e in der Schaltung 116e oder des
Verlangsamungsschalters 130 verringert der Fördermotor jedesmal
seine Geschwindigkeit um eine Stufe. Ein Geschwindigkeitsanzeige 132 ist direkt an die Steuerung für den Motor 50 geschaltet
oder ist, wie dargestellt, an das Solenoid 118 angeschlossen, um zusätzliche Geschwindigkeitsänderungen des Motors
auf gewünschte Peineinstellungen der Geschwindigkeit bzw. der Drehzahl zu schaffen.
Die Energiequelle 134·, welche dem Motor 150 Strom zufuhr .,
weist zwei Zweigleitungen 136 und 138 auf, die zu der Energie schaltung der elektrischen Pumpeneinheiten 38 und 40 (nicht
009838/197;
dargestellt) führen. Die Zweigleitung 136 umfaßt einen
niederdrückbaren Stopschalter 140 und die normalerweise
geschlossenen Eontakte eines Relais 1"i4a. Die andere Zweigleitung 138 umfaßt ein Eelais 142, welches normalerweise
erregt ist und den Kreis zwischen der Energiequelle 134 und dem Fördermotor 50 schließt, sowie ein weiteres
Relais 114f, welches normalerweise erregt ist und in der Zweigleitung 138 geschlossen ist. Bei einer kritischen ader
Notfall-Überätzung erregt die Photozelle 76 in der Einrichtung
70a das Relais 114, um die Energieschaltung zu öffnen, so daß sowohl der Förderermotor 50 wie auch die elektrischen
Pumpeneinheiten abgeschaltet werden. Bei einem anderen footfall, wenn das lichtempfindliche Gerät der Einrichtung 7Of
aufgrund einer extremen Unterätzung verdunkelt ist, fällt das Relais 114f ab, um den Kreis zu öffnen und schaltet den
Förderermotor 50 und die elektrischen Pumpeneinheiten 38 und
40 ab.
Es ist augenscheinlich, daß jede der in den Figuren 5 und dargestellten Einrichtungen 70a, 70b usw. in dem System in
einer An-Aus-Weise tätig ist, unabhängig davon, ob dünne, Ganzmetallgegenstände wie z.B. Gitter, oder metallüberzogene
Gegenstände, wie z.B. gedruckte Schaltungstafeln geätzt werden. Im letzteren Fall, insbesondere nach Fig. 5i
009838/1974
BAD
senden die Einrichtungen ständig ein durch die konstante Spannung-StrichpunktIiηie 144 angedeutetes Signal niedriger
Spannung aus, wenn der Lichtweg durch undurchlässige Gegenstände blockiert ist« Aufgrund eines Loches in dem Artikel
oder des Spaltes zwischen den im engen Abstand aufeinanderfolgenden Gegenständen tritt gelegentlich ein falsches Hochspannuisgs-/
blesesignal 146 auf; dieser Effekt ist jedoch nur vorubergeb*-nd nnfl der nicht dargestellte Differentiator 110
weist das lalsche "Signal zurück. Das andere Spannungssignal
von den Einrichtungen hat einen ständigen Zwischenspannungspegel , wie es durch die kurzen Striche 148 angedeutet ist.
In Fig. 6, wo sich die Gegenstände in einem überätzten Zustand befinden, bleibt das Ausgangssignal des lichtempfindlichen
Geräts auf dem Zwischenspannungspegel, der durch die PunktStrichlinie 148 angedeutet ist. Vorübergehende
falsche Signale, wie das Signal 150 aufgrund des Hindurchgehens eines lait#re in dem Muster oder ein Spaltsignalzeichen
164 aufgrund des Spaltes zwischen den Gegenständen oder ein falsches Signal aufgrund eines Loches in einem Gegenstand
werden von dem nicht dargestellten Differentiator
110 zurückgewiesen. Das Spannungssignal für den anderen undurchlässigen Zustand ist durch den stetigen Spannungspegel
angezeigt, der durch die kurzen Striche 144 angedeutet ist.
008838/1974
8AD ORIGINAL
Im Fall von dünnen Metallgittern, die so geätzt werden, daß schmale Kreuzstege und relativ große quadratische oder
rechteckige öffnungen dazwischen erzeugt werden, ist es augenscheinlich, daß die An-Äb-Tätigkeit der lichtempfindlichen
Geräte ein Niederspannungssignal entsprechend dem
Pegel 144 und ein Hochspannungssignal entsprechend dem voll beleuchteten Pegel der Markierung 146 ergibt. In Jedem Fall
werden in geeigneter Weise geeichte Relais verwendet, die mit den auftreibenden Spannungspegeln koordiniert werden.
Fig. 7 zeigt die ideale Förderergeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit, welches durch eine Strichpunktkurvenlinie
152 angedeutet ist. Wie dargestellt, weist die Kurve eine
(negative) Neigung auf, welches die allgemeine Leistungscharakteristik ist, da sich das Ätzmittel in seiner Stärke
verbraucht. Die Richtung der Neigung ist jedoch nicht kritisch; während des Anwärmens einer Ätzmaschine, wenn die
Temperatur des Ätzmittels steigt, hat die Kurve der idealen Förderergeschwindigkeit während dieser Periode eine positive
Steigung. Die tatsächliche Förderergeschwindigkeit ist durch eine durchgezogene Kurvenlinie dargestellt, deren hoher erster
konstanter Geschwindigkeitsteil 154 die Geschwindigkeit
darstellt, die von der Einrichtung 70c eingestellt wird, wenn sie einen überätzten Zustand gemessen hat. Die konstante
Rate wird aufrechterhalten bis die Teilungslinie 106 (Fig.4)
609838/1974
langsam fortschreitet zu einem Punkt rechts von der Einrichtung 7Od. An diesem Punkt spricht das Relais 114d
(Fig. 4)' auf ein Signal aufgrund der Verdunkelung über dem lichtempfindlichen Gerät an und verlangsamt die I1Orderergeschwindigkeit
auf die nächste untere Stufe 156, die in Pig. 7 erscheint. Die Bedingung des geringeren Lichts,
welches eine Unterätzung bedeutet, ermöglicht es dem Fördererbetrieb,
sich dem langsameren Geschwindigkeitsteil der durchgezogenen Kurvenlinie anzupassen, um so die Bewegung
der Gegenstände auf einer relativ langsameren Rate aufrechtzuerhalten.
Der niedrigere Geschwindigkeitspegel 156 wird aufrechterhalten bis sich die Teilungslinie 106 nach links von der
Einrichtung 70c, gesehen in Fig. 4, verschoben hat, woraufhin die Geschwindigkeit automatisch auf den Pegel des Teiles
154 zurückkehrt, wie es durch den Teil 158 der durchgezogenen
Kurvenlinie angedeutet ist. Es ist somit zu ersehen, daß die horizontalen Längen der Teile 15^, 156 und
158 proportional zueinander sind, so daß sie sich ausgleichen äquivalent zur Strichpunkt-Kurvenlinie 152.
In Fig. 7 zeigt der Teil 160 der Kurve die entsprechende
Geschwindigkeit, auf die die Einrichtung 7Od den Solenoiden aufstuft aufgrund der mäßigen Unterätzung. Wenn das Itzmittel
009838/1974
— do —
schwach wird, wird die ansteigende Unterätzung von der nächstfolgenden Einrichtung 7Oe gemessen, die die Geschwindigkeit
auf die nächstniedrigere Stufe reduziert, wie es durch den durchgezogenen Linienteil 162 angedeutet ist.
Es ist selbstverständlich, daß, falls das Ätzmittel über eine zu lange Periode verwendet wurde, die Einrichtung ^of
die Maschine abschaltet, sobald eine extreme Unterätzung auftritt.
Bei der Abwandlung nach den Figuren 8, 9 und 10 wird
ein Konduktivitätsmeßsystem verwendet. Der verwendete Meßkopf umfaßt eine Einrichtung 270a, eine Reihe von vier
Zwischeneinrichtungen, 3.B. die Einrichtung 27Oc und eine Endeinrichtung 27Of. Jede Einrichtung umfaßt eine Relaisschaltung
212 einschließlich der im Abstand angeordneten Bürsten 274- und 278, die als Kontakt anschlüsse auf den
vorbeipassierenden Gegenständen gleiten und die mit diesen zusammen stromleitende Mittel bilden, um den Kreis zu
schließen und die entsprechenden Relais 214a, 214c und 214f zu betätigen. Die Relais umfassen Zeitverzögerungs-Öffnungskontakte;
zum Zweck der Schließung sind die Relais vorgeeicht, so daß sie nur anziehen, wenn sie durch einen wesentlichen
oder beträchtlichen Strom erregt werden.
Venn die beiden benachbarten Bürsten 274 und 278 auf dem
009833/1974
Kupfer, einer gemeinsamen unterätzten Tafel gleiten, schließen sie den Kreis 212, so daß ein Strom mit dem
Betrag 246 fließen kann, wie es in den Figuren 8 und 9
dargestellt ist. Nach Fig.8, wenn die Bürste 274- z.B. in
einen Spalt zwischen den aufeinanderfolgenden Gegenständen 225b und 225c fällt, fällt der Strom zeitweilig auf
den Übergangswert 224 ab, wodurch ein falsches Signal gegeben
wird. Aufgrund der Zeitverzögerungs-Öffnungskontakte
des Relais 214a wird jt loch die falsche Ablesung zurückgewiesen
und die Kontakte bleiben geschlossen und warten die Wiederaufnahme des Stromes auf dem Pegel 246 ab.
Jeder der Kontaktanschlüsse, wie z.B. die Bürsten 274 und 278 der Fig. 10, die auf einem überätzten Gegenstand gleiten,
leiten nur die Strommenge, welche der Ätzmittelfilm tragen oder führen kann. Dieser Strom wird durch die Strichpunktlinie
248 angedeutet und reicht nicht aus, das Relais 214f anzuziehen und reicht nicht aus, das Relais zu halten,
falls es ύ ^jIx,β angezogen oder erregt ist. Es sind keine
falschen Ablesungen möglich bei einem überätzten Gegenstand, wie z. B. dem Gegenstand 225d. Im Falle von kupfergedruckten
Schaltungstafeln kann der Strompegel 248 niemals auf den Hochstromwert 246 ansteigen und wird nur weiter abfallen,
wenn eine der Bürsten 274 oder 278 in einen Spalt zwischen den Gegenständen gleitet.
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In Fig. 11 ist der Meßkopf 260 unter Verwendung eines Leitfähigkeitsmeßsystems, wie es soeben beschrieben wurde,
schematisch dargestellt. Auf der Basis einer Übergangs-Teilungslinie, die bei 206 in Fig. 11 gezeigt ist, ist das
Kupfer an den unterätzten Gegenständen 225 dargestellt, wie es den Kreis zwischen jedem Paar Bürsten 274 und 278
schließt, die links von der Teilungslinie 206 angeordnet sind. Das Bürstenpaar 274 und 278 rechts von der Teilungslinie 206 sind in offener Kreisschaltung dargestellt, obgleich
sie tatsächlich zu so einem Ausmaß geschlossen sind, wie der Ätzmittelfilm elektrolysiert ist und zwischen ihnen
leitet. Die. Bezeichnung ist im wesentlichen dieselbe wie in der vorhergehenden Ausführungsform nach Fig. 4. Kurz gesagt,
wird die Einrichtung 270c beim Messen einer Überätzung die Geschwindigkeit des Förderermotors 250 um eine Stufe
schneller beschleunigen, während die Einrichtung 27Od beim Messen einer Unterätzung die Geschwindigkeit des Förderermotors
250 um eine Stufe langsamer verringern wird.
Bei einer übermäßigen Überätzung wird die Einrichtung 270b die Förderergeschwindigkeit um eine Stufe mehr beschleunigen ·
wie sie durch die Einrichtung 270c beschleunigt wird, während die Einrichtung 27Oe beim Messen einer Unterätzung die Geschwindigkeit
um eine Geschwindigkeit geringer verlangsamen
009838/1974
wird, wie die von der Einrichtung 27Od eingestellte.
In der Art und Weise, wie die vorher beschriebene Ausführungsform wird die Einrichtung 27Oa den Förderermotor und
die Pumpeneinheiten beim Messen einer übermäßigen Überätzung abschalten, während die Einrichtung 27Of beim nessen einer
übermäßigen Unterätzung den Pörderermotor und die Pumpeneinheiten
abschalten wird.
Nach der Ausführungsform der Fig. 12 weist ein Meßkopf 360, der mit einem proportionalen Ätzvorrichtungs-Steuersystem
verwendet wird, eine Einrichtung 278 auf. Die Einrichtung ist
mit einem festgelegten erweiterten longitudinalen Flächenbereich
382 versehen, der einem erweiterten longitudinalen Bereich
entlang den vorbeipassierenden Gegenständen gegenüberliegt, um eine Lampe 372 auf der entgegengesetzten Seite
zu messen oder zu erfassen. Eine durch die gestrichelte Linie 306 an dem Gegenstand 325c angedeutete Teilungslinie
stellt den Markierungspunkt dar, an dem bei dem Gegenstand der Übergang von dem unterätzten Zustand stattfindet. Das
Licht von der Lampe 372 ist links von der Teilungslinie blockiert, während das Licht rechts von der Linie 306 einen
Teil des Bereichs 382 beleuchtet.
009838/197/»
- 50 -
Die Vorrichtung 378 sammelt das Licht und leitet es zu
einem lichtempfindlichen Gerät 376. Das lichtempfindliche
Gerät 376 ist über einen Differentiator 310 an einen geerdeten
Widerstand 312 geschaltet. Wenn das lichtempfindliche
Gerät 376 aufgrund des erhöhten Lichteinfalls leitet, erhöht es die Spannung an einer Anschlußklemme 314·, die an dem Differentiator
310 vorgesehen ist.
Ein mit einer Mittelanzapfung 316 versehenes Potentiometer
ist mit seinem positiven Arm 318 an die Anschlußklemme 314
des Differentiators 310 geschaltet. Der negative Arm 320
des Potentiometers ist durch ein einstellbares negatives Potentiometer 3'!2 r;rgespaixj.t. Das negative Potentiometer
i<rt eingestellt, um eine Nullsparmung an die Anzapfung 316
zu legen, wenn die Einr5chi;ung 373 halb beleuchtet und halb
verdunkelt ist, entsprechend der gestrichelten Linienstellung, die durch die Teilungslinie 306 angedeutet ist. Ein Leiter
324 schaltet die Anzapfung 316 an einen Verstärker 308, der den ^Fördererantrieb 314 mittels des Förderermotors 350 mit
einer stetigen Geschwindigkeit betreibt.
In Fig. 13 ist der Spannungsausgang der Photozelle 376 durch eine diagonale durchgezeichnete Linie 326 dargestellt.
Die Ausgangsspannung 9 V erzeugt eine Null spannung an der An-
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zapfung 316 der Fig. 12. Eine erhöhte Beleuchtung treibt den Betrieb nach oben und außen entlang der Kurve 326,
wodurch eine größere Geschwindigkeit des Förderers verlangt wird, um die Uberätzung zu entlasten. Eine geringere Beleuchtung,
welches eine Unterätzung bedeutet, treibt den Betrieb diagonal nach unten und links und bewirkt eine proportional
verringerte Förderergeschwindigkeit.
Nach Fig. 14- weist die Einrichtung 378 ein Blatt eines transparenten
Kunststoffs auf, welches an allen Flächen mit einer reflektierenden Silberfarbe 38A- bedeckt ist, mit Ausnahme des
bereits beschriebenen Flächenbereichs 382 und eines Endbereichs 386, welches das Licht auf die Photozelle 376 wirft.
Die Dreieckform der Vorrichtung 378 ist in Fig. 12 dargestellt. Das Licht von dem langen longitudinalen Bereich
fällt in einem Einfallswinkel auf ein Teil 388 von reflektierendei
Farbe und wird von dieser in einem Heflektionswinkel reflektiert, so daß es zur Ausstrahlung von der
schmalen klaren Fläche 386 gesammelt wird. Auf diese Weise ist es einer Photozelle 376 möglich, das durchschnittliche
Licht eines ununterbrochenen Streifens eines Bereichs zu messen, der sich in Längsrichtung entlang den zu ätzenden
Gegenständen erstreckt.
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In der Praxis ist ein nicht dargestellter Filter in den Ausgang
einer jeden Photozelle geschaltet und gestattet jeder Photozelle ein Wechselspannungs-Ausgangssignal "bei der Lichtfrequenz
der Beleuchtungslampe abzugeben. Vorzugsweise speist die Energiequelle für die Lampen diese mit Wechselstrom mit
einer nicht standardisierten Frequenz, und jeder Filter ist so eingestellt, daß er nur Frequenzen in dem unmittelbaren
Bereich dieser Frequenz passieren läßt. Folglich wird ein Streulicht, welches auf die Photowiderstände von umgebenden
Lampen mit normaler Beleuchtungsfrequenz fällt, nur eine minimale Störung des Betriebs des Systems hervorrufen.
Ein Typ einer lichtempfindlichen Einrichtung, die sich als völlig zufriedenstellend erwiesen hat, ist ein "Clairex"
Photowiderstand, wie z.B. der "Clairex 2P" und andere "Clairex"· Typen. Einrichtungen dieses Typs bieten einen hohen Widerstand
in einer Schaltung, wenn sie verdunkelt , während bei sich erhöhender Beleuchtung der Photowiderstand «inen
ansteigenden Stromfluß bis zu einem maximalen Strom bei Sättigung gestattet.
Wie bereits beschrieben, ermöglichen die erwähnten jeweiligen Meßköpfe 60, 260 und 360 ein leichtes Überwachen einer gedruckten
Schaltungstafel entlang des tatsächlichen Leitungs-
009838/197/;
bereichs, wobei sie auf die relative Unterätzung oder Überätzung ansprechen. Es ist selbstverständlich, daß diese
Köpfe ebenso gut einen Teststreifen aus Kupfer oder einem anderen Metallfilm überwachen können, der an dem Rand oder
in dem Randraum nahe einer Kante angeordnet und geätzt werden kann als analoges Mittel zur Bestimmung, ob der Film an
dem Betriebsschaltungsteil unterätzt oder überätzt wurde. Der hier beschriebene Meßkopf 260 mit elektromechanischen!
Kontakt ist hauptsächlich anwendbar zur Geschwindigkeitssteuerung bei der Ätzung von gedruckten Schaltungstafeln,
während der Meßkopf 60 und der proportionale Meßkopf 360
mehr eine universale Verwendung haben. Mit anderen Worten, die Meßköpfe 60 und 360 können leicht angewendet werden, um
einen Bereich von industriell geätzten Gegenständen, wie z. B. Gitter, Federn und andere dünne Metallgegenstände, zu überwachen,
und können auf das Licht ansprechen, welches durch das erwünschte Muster hindurchgeht, das von den und zwischen
dem verbleibenden Metall und dem metallfreien Teil dieser Gegenstände begrenzt oder markiert wird.
- Patentansprüche -
00983 8·/1974
Claims (14)
1. Kontinuierliche Ätzvorrichtung zum Ätzen von Metall von Gegenständen, die durch die Vorrichtung befördert
werden, gekennzeichnet durch einen Förderer (26) mit veränderlicher Geschwindigkeit, der über
eine Bahn in der Ätzvorrichtung bewegbar ist zum Befördern der Gegenstände durch diese, und eine auf die Metallentfernungsrate
von dem Ätzmittel der Vorrichtung in der ÄtzzoneM (28) ansprechende Geschwindigkeitsst.euereinrichtung (60, 260,
360), die an den Förderer (26) angeschlossen ist, um eine Geschwindigkeit eiL teilung desselben in einer die Geschwint^igkdt
verringernden Weise in Abhängigkeit von einer Verringerung der Ätzrate des Ätzmittels zu bewirken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ätzmittel völlig durch ein dünnes
Metall in unerwünschten Bereichen über einem wesentlichen Teil eines jeden zu ätzenden Artikels oder Gegenstandes
hindurchdringt, so daß ein erwünschtes Muster dadurch von dem und zwischen dem erhalten bleibenden Metall und den
metallfreien Teilen markiert oder begrenzt wird, und daß die Einrichtung Mechanismen (60, 260, 360) aufweist, die
009338/1974
BAD ORIGINAL
an einer Station nahe dem Ende der Bahn in der Ätzzone
(28) angeordnet und so betrieben werden, daß sie die Anwesenheit oder Abwesenheit von Metall in den unerwünschten
Metallbereichen der Gegenstände messen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung auf Unterätzung/überätzung
ansprechende Geschwindigkeitseinstellmechanismen (60, 260, 360) aufweist, die an einer Station nahe dem Ende der
Bahn in der Ätzzone (28) angeordnet sind und so betrieben sind, daß sie automatisch die Geschwindigkeitseinstellung
des Förderers (26) in einer die Geschwindigkeit verringernden Weise in Abhängigkeit von einer Unterätzung und in einer
die Geschwindigkeit erhöhenden Weise in Abhängigkeit von einer Uberätzung steuern.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände gedruckte Schaltungsgegenstände umfassen, die, wenn sie unterätzt oder zu wenig
geätzt sind, undurchlässig aufgrund eines leitenden Überzugs oder einer Deckschicht auf dem Untergrund oder Stützkörper
des Artikels sind, und die in einem wesentlichen Teil ihres Körperbereichs„ wenn sie völlig geätzt sind,
frei von der leitenden Schicht sind, und daß die Einrichtung
009838/197/»
eine auf eine Unter- und Überätzung ansprechende Steuereinrichtung
(60, 260, 360) aufweist, welche an den Förderer (26) angeschlossen ist, und an einer Station nahe
dem Ende der Bahn in der Ätzzone (28) angeordnet ist und
so tätig ist, daß sie eine Ätzungsbeendigungscharakteristik der gedruckten Schaltungsgegenstände mißt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Meßkopf
(60, 260) aufweist, der Einrichtungen (70, 270) trägt, welche an im nahen Abstand voneinander befindlichen Punkten
entlang der Bahn angeordnet sind und in ihrer Entfernung von dem Ende der Bahn in der Ätzzone (28) variieren, und
die den Zustand der Gegenstände an diesen Punkten in bezug darauf messen, ob sie unterätzt oder überätzt sind, daß
Antriebsmittel (50) vorgesehen sind, um den Förderer mit einer eingestellten Geschwindigkeit stetig anzutreiben,
und daß die Einrichtungen so an die Antriebsmittel angeschlossen sind, daß sie alternierend die Geschwindigkeit
verringern, wenn die an einem relativ weniger entfernten Punkt (70d, 27Od) gemessenen Gegenstände, noch nicht den
Übergang zu einer durchgeätzten Bedingung durchgeführt haben, oder die Geschwindigkeit erhöhen, wenn die Gegenstände,
welche an einem entfernten Punkt (70c, 270c) gemessen sind, bereits den völlig durchgeätzten Zustand erreicht haben.
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6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Meßkopf (60, 260)
nahe dem Ende der Bahn in der Ätzzone (28) aufweist, und daß der Meßkopf Einrichtungen (70, 270) trägt, die an
Punkten entlang der Bahn angeordnet sind, um den Zustand der Gegenstände in bezug darauf zu messen, ob sie unterätzt
oder überätzt sind bezüglich einer durchgeätzten Bedingung.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsmittel (50) vorgesehen sind,
um den Förderer (26) stetig mit einer Geschwindigkeit von einer gegebenen Reihe von gestuften, festgelegten Geschwindigkeiten
zu betreiben, daß die Punkte, an denen die Meßkopfeinrichtungen angeordnet sind, erste, zweite dritte und
vierte Punkte umfassen, die in einem engen Abstand in der
Reihenfolge angeordnet sind, und daß die Einrichtungen an den Antriebsmitteln (50) angeschlossen sind und alternierend
tätig werden, um die Geschwindigkeit um eine Stufe bzw. eine weitere Stufe zu reduzieren, wenn die an den jeweiligen
dritten (70d,270d) und vierten (70e, 27Oe) Punkten gemessenen Gegenstände noch nicht den Übergang zur durchgeätzten
Bedingung passiert haben, oder um die Geschwindigkeit um
eine Stufe bzw. eine weitere Stufe zu erhöhen, wenn die an den jeweiligen zweiten (70c, 270c) und ersten (70b, 270b)
60983 87 197A-
Punkten gemessenen Gegenstände bereits den völlig durchgeätzten Zustand erreicht haben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsmittel (50) zum Antrieb des
Förderers (26) mit einer Geschwindigkeit von einer gegebenen Reihe von abgestuften, festgelegten Geschwindigkeiten
vorgesehen sind, und daß die Einrichtungen (70, 270) an getrennten aufeinanderfolgenden Punkten angeordnet und
mit den Antriebsmitteln (50) verbunden sind und alternierend tätig werden, um die Geschwindigkeit auf die nächstniedrigere
Stufe zu reduzieren, wenn die an einem hinteren (7Od, 27Od) der aufeinanderfolgenden Punkte gemessenen Gegenstände noch
nicht den Übergang zu einer durchgeätzten Bedingung passiert haben, oder um die Geschwindigkeit auf eine nächsthöhere
Stufe anzuheben, wenn die an einem relativ vorderen Punkt (70c, 270c) gemessenen Gegenstände bereits einen durchgeätzten
Zustand erreicht haben, oder um die Ätzung zu unterbrechen, wenn die an einem hinteren Punkt (7Of, 27Of) gemessenen
Gegenstände noch nicht den Übergang zu einer durchgeätzten Bedingung passiert haben, oder wenn die an einem vorderen
Punkt (70a, 270a) gemessenen Gegenstände bereits den durchgeätzten Zustand erreicht haben.
9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η -.
Ö09838/197Ä
zeichnet, daß die Einrichtung einen Meßkopf (360) aufweist, der an einer Station nahe dem Ende der Bahn in
der Ätzzone (28) angeordnet ist, und daß der Ätzkopf eine festgelegte erweiterte longitudinale Fläche (382), die
einem erweiterten longitudinalen Bereich entlang den passierenden Gegenständen gegenüberliegt, und eine einzelne
lichtempfindliche Einrichtung (376) aufweist, um den Zustand der Gegenstände in bezug darauf, ob sie überätzt
oder unterätzt sind, über den gesamten erwähnten longitudina-S en Bereich gleichzeitig im Durchschnitt zu messen oder zu
erfassen»
10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine photozellen-.
betätigte Einrichtung (76, 376) ist, die lichtempfindlich
ist auf die Undurchsichtigkeitscharakteristik der beförderten Gegenstände.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung stromleitende
Mittel 12?4, 278) umfaßt, die mit den Körpern der Gegenstände
in Eingriff treten, welche die Station passieren, um die auf diesen vorhandene Deck- oder Oberschicht zu
berühren und auf die Leitfähigkeit ansprechen zur Steuerung der Fördererbewegung.
Ö0983Ö/197A
1521708
·"■ TV ""
12.Vorrichtung nach Anspruch 3>
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Meßkopf (60)
entlang der Seite der Bahn aufweist, und lichtübertragende Stäbe (74, 78) trägt, die jeweils von dem Meßkopf in die
Itzzone (28) bis zu einem Punkt (82) vorspringen, der den vorbeigehenden Gegenständen gegenüberliegt, daß alle diese
Punkte in einer gemeinsamen longitudinalen vertikalen Ebene angeordnet sind, und daß der Kopf lichtempfindliche
Einrichtungen (76) aufweist, die mit den verschiedenen lichtübertragenden Stäben ( 78) ausgerichtet sind, um
die metallfreien Teile der Gegenstände zu messen oder abzutasten. ·
13.Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet
durch Mittel (9^) > um den Kopf (60) in einer horizontalen
Ebene in einer Richtung quer zur Längsachse der Vorrichtung zu verschieben, um die Punkte (82) zu verächieben,
an denen die Stäbe (74, 78) den Gegenständen von einer gemeinsamen
longitudinalen vertikalen Ebene zur anderen gegenüberliegen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände in Längsrichtung
durch die Ätzzone (28) in Bewegung gesetzt werden, daß quer zu der Fläche (382) der Durchschnittszustand der
009838/ 1974
Gegenstände in bezug auf eine Unterätzung oder Überätzung gemessen wird, und daß die Bewegungsrate der Gegenstände
. (25) in Abhängigkeit von ihrem Unterätz- oder Überätz-Zustand
automatisch eingestellt wird.
15· Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch g e k e η η zeichnet,
daß den Gegenständen in einer in Längsrichtung durch die Ätzzone (28) hindurchführenden Bahn
eine Bewegungsrate erteilt wird, daß an der festgelegten
erweiterten longitudinalen Tläche (382) der Zustand der
Gegenstände in bezug darauf gemessen wird, ob sie überätzt
oder unterätzt sind, und daß die Bewegungsrate der Gegenstände (25) in einer die Geschwindigkeit verringernden Weise
proportional eingestellt wird, wenn das gemessene Gebiet unterätzt ist, und in einer die Geschwindigkeit erhöhenden
Weise, wenn das gemessene Gebiet überwiegend überätzt ist.
009838/1974
BAD ORIGINAL
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