DE19714271C2 - Transporteinrichtung für eine Schleusenkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung für eine Schleusenkammer mit Bodenwand, Deckenwand, Seitenwänden und Stirnwänden und mit einer dicht verschließbaren Einführungsöffnung und einer dicht verschließbaren Ausführungsöffnung in je einer Stirnwand, zum gesteuerten Transportieren eines flächigen Gutes durch die Einführungsöffnung hindurch in die Schleusenkammer, Belassung des flächigen Gutes in der Schleusenkammer bei geschlossener Einführungs- und Ausführungsöffnung während einer Behandlungszeit und gesteuerten Transportieren des flächigen Gutes durch die Ausführungsöffnung hindurch nach außerhalb der Schleusenkammer.

In vielen Fällen bedarf ein flächiges Gut einer besonderen Behandlung, die von der Umgebungsluft abweichende Umgebungsbedingungen erfordert, etwa das Vorliegen eines Inertgases oder das Vorliegen von Vakuum. Ein typischer Fall ist das Beschichten von Flachglas-Scheiben in Magnetronsputteranlagen. Solche Magnetronsputteranlagen arbeiten unter Vakuum und arbeiten ferner kontinuierlich, d. h. eine zugeführte Scheibe mit Abmessungen von 6,00 m × 3,21 m wird zusammen mit vor ihr und hinter ihr befindlichen Scheiben durch die Anlage gefördert, die unter Vakuum steht. Es ist daher erforderlich, eine eingangsseitige Schleusenkammer vorzusehen, in die eine Glasscheibe aus der Umgebung eingeführt wird, nach Schließen einer eingangsseitigen Schleusenklappe evakuiert wird und anschließend nach Öffnen einer ausgangsseitigen Schleusenklappe in den Behandlungsraum überführt wird und sich dort in die Reihe der dort behandelten Glasscheiben einreiht. Ausgangsseitig, d. h. nach erfolgter Beschichtung ist der umgekehrte Vorgang erforderlich, d. h. in einer entsprechenden Schleusenkammer muß das Vakuum aufgehoben und die Schleusenkammer mit Umgebungsluft geflutet werden, bevor die beschichtete Glasscheibe entfernt werden kann. Das Evakuieren bzw. das Fluten in einer solchen Schleusenkammer muß mit kurzer Taktzeit erfolgen, die Gasscheibe muß in die Schleusenkammer sehr schnell hineintransportierbar und aus ihr sehr schnell heraustransportierbar sein, um die notwendige Kompatibilität mit der Bearbeitungsgeschwindigkeit in der Beschichtungsanlage zu erreichen.

Herkömmlich werden für den Transport in die Schleusenkammer hinein und den Transport aus der Schleusenkammer heraus an der Bodenwand der Schleusenkammer freitragend gelagerte angetriebene zylindrische Rollen verwendet. Dabei ist zu beachten, daß der Antrieb vakuumtauglich sein muß und die zylindrischen Rollen Abmessungen besitzen müssen, die den sicheren verschleißarmen Transport des flächigen Gutes, wie der Glasscheibe, ermöglichen. Kommt es nämlich zu Behinderungen, muß die Schleusenkammer sehr zeitaufwendig vollständig geöffnet werden, um die Behinderung beseitigen zu können. Diese zylindrischen Rollen haben eine erheblichen Abmessungen in vertikaler Richtung, die ein Mehrfaches der Dickenabmessungen des flächigen Gutes beträgt. Der Raum, den die zylindrischen Rollen in der Schleusenkammer einnehmen, muß vollständig evakuiert werden. Die Zeit jedoch, innerhalb der die Schleusenkammer evakuiert werden muß, ist durch die Taktzeit der Behandlungsanlage selbst vorgegeben, sie liegt bei dem erwähnten Beispiel in der Größenordnung von 45 sec. Es ist daher erforderlich, mehrere hochleistungsfähige Vakuumpumpen vorzusehen, da die Geschwindigkeit des Evakuierens einer Schleusenkammer das taktbestimmende Element für den Betrieb der Gesamtanlage ist.

Um die zum Evakuieren erforderliche Abpumpzeit zu verkürzen, kann mit erhöhter Saugleistung der Vakuumpumpen gearbeitet werden oder kann das Volumen der Schleusenkammer verringert werden. Der Verringerung des Volumens der Schleusenkammer ist jedoch durch die erwähnten notwendigen Abmessungen der zylindrischen Rollen eine Grenze gesetzt. Die Erhöhung der Saugleistung der Vakuumpumpe führt andererseits zu höherem Energieverbrauch und ist daher unwirtschaftlich und damit unerwünscht.

Das gleiche gilt prinzipiell auch für die Flutungsanlagen einer Schleusenkammer. Es sei noch erwähnt, daß Flutungsanlagen und Vakuumpumpen so angeordnet werden müssen, daß der erwünschte Effekt ohne Beschädigung und Beeinträchtigung der Lage des flächigen Gutes bewirkt wird.

In der DE 43 03 462 C2 ist eine Beschichtungsanlage offenbart, die mehrere Beschichtungskammern aufweist. In Bearbeitungsrichtung vor den Beschichtungskammern befindet sich eine Vorkammer, während sich in Bearbeitungsrichtung nach den Beschichtungskammern eine Belüftungskammer befindet. Die Vorkammer ist über eine Schleuse mit der ersten Kammer verbunden. Zwischen zumindest zwei Beschichtungskammern befindet sich eine zweite Schleuse. Eine dritte Schleuse ist zwischen der letzten Beschichtungskammer und der Belüftungskammer angeordnet. Die Funktion der Vorkammer ist die Sauberkeit des Beschichtungsraum es zu verbessern und dadurch die Chargenzeit zu verkürzen. Der Transport des Substrats erfolgt durch Auflage auf Transportwagen. Innerhalb der Beschichtungskammer sind hierfür Rollen oder Gleitelemente vorgesehen.

In der US 5 238 100 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewegen einer Glasplatte von einer ersten Rolleneinrichtung zu einer zweiten Rolleneinrichtung, die senkrecht zu der ersten Rolleneinrichtung angeordnet ist, beschrieben. Dabei besteht das Problem, die Glasplatten aus der ersten Bewegungsrichtung in die zweite dazu senkrechte Bewegungsrichtung zu überführen. Entsprechend der dort vorgeschlagenen Lösung, sind über Hydraulikzylinder betätigbare Hebelarme vorgesehen, die die Glasplatten anheben und auf Transportbänder auflegen, welche schließlich die Glasplatte in Richtung auf die zweite Rolleinrichtung weiterbewegen.

Eine Anlage für die Durchführung von Arbeitsprozessen im Vakuum ist aus der US 4 824 309 bekannt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schleusenkammer anzugeben, welche wirtschaftlicher arbeiten kann.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.

Insbesondere zeigt sich, daß Transportriemen in sowohl ihrem Obertrum als auch ihrem Leer- oder Untertrum in Nuten geführt werden können, die äußerst geringen Raumbedarf haben, so daß der wesentliche Raumbedarf der Schleusenkammer durch die endseitigen Umlenkrollen und das zu transportierende flächige Gut bestimmt ist. Wesentlich dabei ist, daß die Lagerung der angetriebenen Umlenkwelle und der nicht angetriebenen Umlenkwelle ggfls. der Ablenkwellen wenig Volumen benötigt, so daß die Schleusenkammer nur geringfügig länger als das flächige Gut ausgeführt werden muß, und ferner im übrigen im wesentlichen so schmal wie das flächige Gut selbst zuzüglich eines Sicherheitsabstandes sein kann. Es zeigt sich, daß gegenüber dem herkömmlichen Transportsystem das Volumen der Schleusenkammer um den Faktor 4-6 verringert werden kann. Dies bedeutet wiederum für den Betrieb der Gesamtanlage, daß wesentlich energiesparender gearbeitet werden kann, wodurch erhebliche Investitionen eingespart werden können. Durch die geringere Pumpleistung ist auch die Gefahr einer Beschädigung oder Beeinträchtigung des flächigen Gutes weiter herabgesetzt.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß bei Anlagen mit Zykluszeiten unter 2 min. herkömmlicherweise zwei hintereinander angeordnete Schleusenkammern verwendet werden mußten. Es ist nämlich innerhalb der sehr geringen zur Verfügung stehenden Zeit nicht möglich, den notwendigen Arbeitsdruck in einer Schleusenkammer zu erreichen. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Transporteinrichtung können auch diese erheblich kurzen Zykluszeiten innerhalb einer einzigen Schleusenkammer erzielt werden.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sind insofern doppelt, als sowohl vor der Behandlungsanlage als auch nach der Behandlungsanlage eine derart ausgerüstete Schleusenkammer vorgesehen werden kann.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch im Längsschnitt eine mit einer erfindungsgemäßen Transporteinrichtung versehene Schleusenkammer;

Fig. 2 schematisch im Querschnitt die Schleusenkammer gemäß Fig. 1;

Fig. 3 vergrößert das einführungsöffnungsseitige Ende der Schleusenkammer gemäß Fig. 1;

Fig. 4 vergrößert einen Randabschnitt der Schleusenkammer gemäß Fig. 2.

Der Innenraum einer Schleusenkammer ist definiert durch eine einführungsseitige Stirnwand 1, eine ausführungsseitige Stirnwand 2, eine durch I-Träger 3 abgestützte Bodenwand 4, eine rechte Seitenwand 5 und eine linke Seitenwand 6 sowie eine Deckenwand 7, die durch T-Träger 8 versteift ist. Die Stirnwände 1 und 2, die Bodenwand 4 und die Seitenwände 5, 6 sind fest miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt. Stirnwände 1, 2 und Seitenwände 5, 6 tragen umlaufend Flansche 9, während die Deckenwand 7 einen umlaufenden Flansch 10 trägt. Die Deckenwand 7 liegt über die Flansche 10 auf den Flanschen 9 auf, und ist mit diesen fest aber lösbar und nach außen dicht verbunden. Zu Reparatur- und Wartungszwecken kann somit nach Lösung der entsprechenden Verbindung die Deckenwand 7, beispielsweise über deren T-Träger 8 abgehoben werden, wodurch der Innenraum der Schleusenkammer zugänglich wird.

In der einführungsseitigen Stirnwand 1 ist eine Einführungsöffnung 11 vorgesehen, die über eine schwenkbare Schleusenklappe 12 dicht verschließbar ist. Die ausführungsseitige Stirnwand 2 weist eine Ausführungsöffnung 13 auf, die ebenfalls über eine Schleusenklappe 14 dicht verschließbar ist. Beim Ausführungsbeispiel ist die einführungsseitige Schleusenklappe außerhalb der Schleusenkammer und ist die ausführungsseitige Schleusenklappe 14 innerhalb der Schleusenkammer angeordnet, jedoch sind andere Anordnungen möglich.

Die Öffnungsgröße der Einführungsöffnung 11 und der Ausführungsöffnung 13 ist so bemessen, daß durch nicht dargestellte Transportmittel ein flächiges Gut wie eine Glasscheibe 15, beispielsweise Flachglas mit den Abmessungen 6,00 m × 3,2 m, störungsfrei einführbar und auf einer weiter unten näher erläuterten Transporteinrichtung ablegbar und von dieser einziehbar und förderbar ist bzw. aus der Kammer wieder herausführbar ist und außerhalb der Schleusenkammer und der Ausführungsöffnung 13 von einem anderen Transportsystem übernehmbar ist.

Die Transporteinrichtung besteht aus mehreren parallel zueinander angeordneten Transportriemen 16, die in entsprechenden Nuten 17 der Bodenwand 4 derart geführt sind, daß die Oberseite des obenliegenden Transport- oder Obertrums 18 oberhalb der Oberseite 19 der Bodenwand 4 liegt, derart, daß die Glasscheibe 15 mit, wenn auch geringem, Abstand zu dieser Oberseite 19 angeordnet ist und ferner einen Sicherheitsabstand 20 zur Unterseite 21 der Deckenwand 7 aufweist.

Nahe der Einführungsöffnung 11 und nahe der Ausführungsöffnung 13 sind die Transportriemen 16 über Umlenkwellen 22 bzw. 23 geführt, wobei mindestens eine dieser Umlenkwellen 22, 23 angetrieben ist.

Nahe den Umlenkwellen 22, 23 ist jeder Transportriemen 16 über jeweilige Ablenkrollen 24 bzw. 25 geführt, derart, daß über die Längserstreckung der Kammer das Obertrum 18 des Transportriemens 16 und das Leer- oder Untertrum 26 nur geringen Abstand voneinander haben, so daß die entsprechenden Nuten 17 in der Bodenwand 4 ebenfalls nur geringe Tiefe besitzen.

Um ein Durchhängen insbesondere des Obertrums 18 über der Längserstreckung der Kammer zu vermeiden, ist, vgl. Fig. 4, die Nut 17 zumindest abschnittsweise durch Deckelelemente 27 abgedeckt, die Nuten 28 besitzen, in denen der Transportriemen 16 geführt ist. Innerhalb der Nuten 17 und unterhalb der Deckelelemente 27 ist das Untertrum 26 ebenfalls führbar, beispielsweise über gelagerte leerlaufende, d. h. nicht angetriebene Rollen 29 oder ebenfalls in Nuten.

Der Transportriemen 16 kann profiliert sein, d. h. Quer- oder Längsrillen aufweisen oder noppenartig ausgebildet sein, und zwar sowohl an der der Gasscheibe 15 abgewandten Seite, als auch der dieser zugewandten Seite. Als Material des Transportriemens 16 ist ein solches Material zu verwenden, das durch die Behandlung in der Schleusenkammer und selbstverständlich durch das Material des flächigen Gutes nicht beeinträchtigt wird, im Fall des Anwendungsbeispieles, also weder ausgast noch durch die Glasscheibe 15 beeinträchtigt wird. Als Material hierfür ist insbesondere ein nylonverstärkter Polyurethanriemen geeignet.

Es zeigt sich, daß der wesentliche Raumbedarf der Kammer bestimmt ist durch den Abstand der Oberseite 19 der Bodenwand 4 von der Unterseite 21 der Deckenwand 7, der wiederum im wesentlichen durch die Dicke des zu transportierenden flächigen Gutes, hier der Glasscheibe 15, bestimmt ist. Ein weiterer wesentlicher Raumbedarf ist durch die Überlagerungsflächen der Flanschen 9 und 10 bestimmt sowie durch den Raumbedarf im Bereich der Einführungsöffnung 11 und im Bereich der Ausführungsöffnung 13. Demgegenüber ist der Raumbedarf der Nuten 17 äußerst gering.

Daraus folgt, daß bei Verwendung herkömmlicher Vakuumpumpen die Kammer schneller evakuierbar ist oder die gleiche Evakuierungszeit mit leistungsschwächeren Pumpen erzielt werden kann.

Da als einzige angetriebene Elemente die Umlenkwelle 22 ggfls. die Umlenkwelle 23 vorhanden sind, ist, im Vergleich mit einer Matrixanordnung erheblicher Abmessungen von einzeln angetriebenen Zylinderrollen auch mit erheblich geringeren Störungen und damit wesentlich weniger Wartungsarbeiten zu rechnen.

Die Erfindung ist selbstverständlich auch dann anwendbar, wenn das eingeführte flächige Gut keine Glasscheibe ist und/oder wenn nach Einführung des flächigen Gutes in die Schleusenkammer diese nicht evakuiert bzw. mit Umgebungsluft zu fluten ist, sondern einer anderen Behandlung zu unterwerfen ist, beispielsweise Einbringen in eine Atmosphäre eines anderen definierten Gases wie eines Inertgases oder dgl. Lediglich die Materialien der sich in der Kammer befindlichen Teile sind dann entsprechend anders zu wählen.

Claims (5)

1. Transporteinrichtung für eine Schleusenkammer mit Bodenwand (4), Deckenwand (7), Seitenwänden (5, 6) und Stirnwänden (1, 2) und mit einer dicht verschließbaren Einführungsöffnung (11) und einer dicht verschließbaren Ausführungsöffnung (13) in je einer Stirnwand (1, 2), zum gesteuerten Transportieren eines flächigen Gutes (15) durch die Einführungsöffnung (11) hindurch in die Schleusenkammer, Belassen des flächigen Gutes (15) in der Schleusenkammer bei geschlossener Einführungs- und Ausführungsöffnung (11, 13) während einer Behandlungszeit und gesteuerten Transportieren des flächigen Gutes (15) durch die Ausführungsöffnung (13) hindurch nach außerhalb der Schleusenkammer, dadurch gekennzeichnet,
daß die Transporteinrichtung durch in der Schleusenkammer parallel zueinander angeordnete umlaufende Transportriemen (16) gebildet ist, deren Obertrum (18) sich im wesentlichen zwischen Einführungsöffnung (11) und Ausführungsöffnung (13) erstreckt und die über endseitige Umlenkwellen (22, 23) geführt sind, deren mindestens eine angetrieben ist, und
daß das Untertrum (26) über Ablenkrollen (24, 25) auf geringen Abstand zum Obertrum (18) angehoben ist, wobei das Obertrum (18) und das Untertrum (26) in Nuten (17) in der Bodenwand (4) geführt sind.

2. Transporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (14), in der das Untertrum (26) geführt ist, Deckelelemente (27) trägt, in denen das Obertrum (18) geführt ist.

3. Transporteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenkammer im geschlossenen Zustand von Einführungsöffnung (11) und Ausführungsöffnung (13) evakuierbar bzw. wieder mit Luft flutbar ist.

4. Transporteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportriemen (16) aus einem Material besteht, das im evakuierten Zustand der Schleusenkammer nicht ausgast, wie z. B. ein nylonverstärkter Polyurethanriemen.

5. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportriemen (16) zumindest auf seiner Transportseite profiliert ist, wie nach Art eines Zahnriemens, oder Noppen aufweist.