DE19803278C2 - Werkstückträger und dessen Verwendung zur Behandlung und Beschichtung von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstückträger entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und dessen Verwendung zur Behandlung und Beschichtung von Werkstücken entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Dreidimensionale Werkstücke (Werkzeuge, Bauteile) müssen bei Beschichtungen von mehr als einer Seitenfläche (z. B. einer Zylinderfläche) um ihre eigene Achse in einem Werkstückträger gedreht werden. Für die Beschichtung eignen sich daher ins­ besondere solche Teile, die rotationssymetrisch sind und die auf der Mantelfläche beschichtet werden müssen, wie z. B. Bohrer, Fräser, Lager- und Rollenbolzen, Wellen, Achsen und Zahnräder.

In plasmagestützten Beschichtungsprozessen im Vakuum, beispielsweise als PVD- und PECVD-Prozeß (PVD = Physical Vapor Deposition, PEVD = Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) werden diejenigen Flächen mit einer ausreichend hohen Schichtqualität beschichtet, die dem von den Plasmaquellen ausgehenden Fluß an Ionen bzw. an aktivierten Teilchen ausgesetzt sind. Desweiteren hängt die Beschichtungsrate stark von der Position ab, die das Werkstück relativ zu den Beschichtungsquellen einnimmt, da der Materialfluß der schichtbildenden Teilchen von der Beschichtungsquelle ausgeht.

Üblicherweise werden die zu beschichtenden Teile auf Werkstückträger montiert, die ihrerseits auf einem Drehtisch mit Planetengetriebe montiert werden. Diese Werkstückträger (typischerweise 4 bis 18 Stück pro Drehtisch und Anlage) rotieren um die Hauptachse des Drehtisches, bezeichnet als erste Rotation. Zusätzlich rotieren diese Werkstückträger um ihre eigene Achse, bezeichnet als zweite Rotation. Dies bewirkt, daß die Mantelflächen der Werkstückträger an den feststehenden Beschichtungsquellen vorbeigeführt werden und daß bei einem nicht­ periodischen Übersetzungsverhältnis zwischen erster und zweiter Rotationsfrequenz an jeder Stelle des Umfangs der Werkstückträger Schichten mit vergleichbaren Qualitäten abgeschieden werden.

DE-PS 6 46 385 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bespritzen kleiner Gegenstände, wobei zur Erzielung einer großen Leistung die Werkstücke auf an sich bekannte auswechselbare und mit drehbaren Werkstückhaltespindeln versehene Tische aufgesteckt werden, die, auf einen drehbaren Träger angeordnet, absatzweise an der Spritzvorrichtung vorbeigeführt werden, wobei die Tische sowie die Werkstücke ihre Drehung durch an sich bekannte endlose Bänder erhalten. Bei dieser Lösung des Standes der Technik ist ungünstig, daß die Nachlaufdrehung der kleinen Gegenstände nach dem Kontakt durch die endlosen Bänder nicht reproduzierbar und damit nicht definierbar ist.

DE-AS 15 21 250 bezieht sich auf ein Verfahren einer Vorrichtung zum Bedampfen von kleinen Gegenständen, insbesondere Linsen mit Quarz oder Metallen. Es ist ein Hochvakuum vorgesehen, wobei die auf Traversen einer in einem Kessel rotierenden Trommel befestigten Gegenstände infolge der Rotation der Trommel mehrmals durch die Bedampfungszone geführt werden und die Traversen eine Eigendrehung ausführen, wobei die Traversen bei jeder Umdrehung der Trommel außerhalb der Bedampfungszone jeweils um 180° gedreht und innerhalb der Bedampfungszone in Ruhestellung gehalten werden. Die Verdrehung der Traversen erfolgt durch einen Schrittschaltgetriebe, welches außerhalb der Trommel angeordnet ist.

Sollen nun Werkstücke mit Abmessungen deutlich kleiner als der Durchmesser und die Höhe der einzelnen Werkstückträger beschichtet werden, so werden die Werkstückträger derart gestaltet, daß die Werkstücke in verschiedenen Ebenen auf Tellern des Werkstückträgers positioniert werden.

Um diese Werkstücke nun homogen am gesamten Umfang, also an mehr als einer Seitenfläche zu beschichten, müssen sie um Ihre eigene Achse rotiert werden. Dies wird erreicht, indem die Werkstücke nicht direkt auf die Teller gesetzt werden, sondern auf Gleitlagerelemente, die sich auf den Tellern befinden und die eine Eigenrotation der Werkstücke ermöglichen. Die hierdurch ermöglichte weitere Drehachse wird als dritte Rotation bezeichnet.

Diese dritte Rotation wird bekanntermaßen dadurch erzeugt, daß diese Gleitlagerelemente an ihrem Umfang mit Mitnehmern, vorzugsweise Zähne oder Zapfen, ausgestattet sind. Diese Mitnehmer bewirken die Rotation der Gleitlagerelemente dadurch, daß Mitnahmefedern oder -bügel in die mit den Gleitlagerelementen fest verbundenen Zähne oder Zapfen eingreifen und diese dabei mitnehmen und weiterdrehen. Nur in dem Moment, in dem der Teller mit dem Gleitlagerelement an der Mitnahmefeder oder -bügel, oder den Mitnahmefedern oder -bügeln, vorbeidreht, erfolgt ein Antrieb des Gleitlagerelementes und somit des Bauteils. Das Gleitlager und das zu beschichtende Teil wird hierdurch periodisch angetreiben. Je Eingriff wird der zu beschichtende Teil um einen kleineren oder größeren Winkel gedreht. Daher ergibt sich ein stochastischer Schichtaufbau und eine stochastische Schichtdickenverteilung.

Die Mitnahmefedern oder -bügel ihrerseits sind relativ zu der Achse der Werkstückhalterung ortsfest positioniert und drehen mit den Tellern nicht mit. Um einerseits ein Klemmen und andererseits eine sichere Mitnahme der Zähne und somit eine sichere Drehung der Bauteile zu gewährleisten, müssen diese Mitnahmefedern oder -bügel exakt justiert sein. Deswegen müssen die Mitnahmefedern oder -bügel bei jeder Charge, d. h. vor jeder Beschichtung, neu einjustiert werden und sowohl vor als auch nach jedem Beschichtungsprozeß auf ihre Funktion hin überprüft werden.

Diese Art des Antriebs der Eigenrotation der Werkstücke stellt einen kritischen Punkt hinsichtlich der Prozeßsicherheit von Beschichtungen dar. Es können dabei Ausschußteile verursacht werden, z. B. durch falsch eingestellte Mitnahmefedern oder -bügel, oder durch solche, die sich während des Prozesses aufgrund der Wärmebelastung verziehen und damit die Rotation des Zahnrades und des zu beschichtenden Teils nicht mehr gewährleisten. Dadurch können die Schichten auf diesen Bauteilen schlecht haften, nicht die geforderte Stöchiometrie oder Einzelschichtfolge aufweisen, wegen des fehlenden oder verringerten Ionenbeschusses zu weich sein oder eine inhomogene Schichtdickenverteilung (unterschiedliche Dicken am Umfang) aufweisen.

Da die Teile nach einem Ausfall der dritten Rotation trotzdem rundum beschichtet sein können, kann die vorhandene Beschichtung bei einer visuellen (optischen) Prüfung nicht als Fehler erkannt werden, da beispielsweise trotz inhomogener Schichtdickenverteilung keine Farbunterschiede am Umfang feststellbar sein müssen. Andere 100%-Prüfungen als die visuelle Sichtprüfung sind wesentlich aufwendiger und werden daher meistens nicht eingesetzt. Qualitätskriterien, wie Schichthaftung, -dicke und -aufbau, die aufwendigere Prüfverfahren darstellen, werden in der Regel nur stichpunkthaft an ausgewählten Teilen geprüft. Desweiteren sind die meisten der hier aufgeführten zusätzlichen Prüfungen zudem zerstörend, so daß hierdurch eine 100%-ige Kontrolle erst gar nicht möglich ist. Dies alles hat zur Folge, daß Ausschußteile aufgrund nicht erfolgter oder während des Prozesses unterbrochener Eigenrotation mit einer endlichen Wahrscheinlichkeit nicht erkannt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Werkstücke, die mit hochwertigen Schichten in homogener Schichtdickenverteilung zu versehen sind, der die Beschichtung erzeugenden Quelle möglichst gleichmäßig auszusetzen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. in verwendungstechnischer Hinsicht durch die Merkmale des Anspruchs 7.

Um auf dreidimensional geformten Werkstücken hochwertige Schichten mit möglichst homogenen Schichteigenschaften und homogener Schichtdickenver­ teilung abzuscheiden, weist eine Trägerstruktur mit Mittel auf, die eine definierte Drehung der Werkstückaufnahmen und der Werkstücke bewirkt, wobei die Drehung der Werkstückaufnahmen mit der Drehung des Werkstückträgers mechanisch fest gekoppelt ist. Dies führt zu einer zwangsgeführten Eigenrotation der zu beschichtenden Werkstücke.

Die Eigenrotation kann hierbei kontinuierlich (konstante Drehung) oder diskontinuierlich (schrittweise Weiterdrehung, ähnlich einem Maltesergetriebe) sein.

Die Kopplung des Aufnahmebereichs mit dem Werkstückträger erfolgt mittels eines Getriebes oder einer Mitnehmereinheit.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform entsprechend Anspruch 2 besteht darin, daß ein Teil des Getriebes aus einem relativ zur Längsachse des Werkstückträgers ortsfest positionierten Mitnahmeelement besteht. Dadurch wird bei Rotation des Werkstückträgers die zwangsgeführte Eigenrotation der zu beschichtenden Werkstücke erreicht.

Werden die Werkstückaufnahmen durch geeignete Antriebselemente angetrieben, die zwischen Werkstückträgerachse und den zu beschichtenden Teilen liegen, werden die zu beschichtenden Teile deutlich weniger verschmutzt als z. B. bei außenliegenden Antriebselementen.

Der Abrieb entsteht bei außenliegenden Antriebselementen durch den offenlie­ genden Kontakt zwischen Mitnehmer und Gleitlagerungselementen. Bei den bekannten Systemen bewirken die undefinierten Kontaktbedingungen während des Eingreifens der Mitnehmerfedern oder -haken mit den Gleitlagerelementen eine nochmals deutlich höhere Verschmutzung.

Durch den erfindungsgemäßen Antrieb sind verschmutzungsärmere Prozesse und damit höherwertigere Schichten abscheidbar.

Neben dem bereits erwähnten Vorteil, daß nicht nach jeder Chargierung neu einjustiert werden und vor und nach jedem Beschichtungsprozeß der Rota­ tionsmechanismus auf Funktion überprüft werden muß, gewährleistet das Getriebe eine kontinuierliche definierte oder diskontinuierliche Rotation der Werkstücke, im diskontinuierlichen Fall periodische Rotationen mit definierten Einzeldrehwinkeln. Hierdurch werden gleichmäßige Schichteigenschaften erzielt und die Schicht­ dickenhomogenität und -qualität auf den Werkstücken wird verbessert, wodurch auch geometrisch kritischere Werkstücke zu beschichten sind. Die Verbesserung ist sowohl bei homogenen, wie auch bei gradierten Schichten erzielt worden. Zudem ist die Abscheidung von definierten Mehrfachlagen- und Multilagenschichten mit Einzelschichtdicken im Bereich von µm bis nm aufgrund der kontinuierlichen Eigenrotation auch auf dreidimensionalen Werkstücken möglich. Diese Schichtsysteme zeichnen sich dadurch aus, daß die Schichteigenschaften wesentlich durch die Einzelschichtdicken des Multi- oder Mehrlagenverbundes bestimmt werden. Um hier definierte Schichtqualitäten und -eigenschaften zu erhalten, ist eine definierte dritte Rotation von großem Vorteil.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Werkstückträger zur Behandlung und Beschichtung von Teilen entsprechend Anspruch 7, wobei derartige Werkstückträger verwendet werden. Weitere besondere Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 bzw. Anspruch 7 sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung sind drei unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt die

Fig. 1 eine Anordnung von Werkstückträgern auf einem Drehtisch (Fig. 1a), die

Fig. 2 einen Werkstückträger mit einem außenliegendem Mitnehmer und mehre­ ren Aufnahmeebenen, die

Fig. 3 einen Werkstückträger mit mehreren Aufnahmeebenen und innenlie­ gendem Mitnehmer, die

Fig. 4 einen Werkstückträger mit Werkstückaufnahmen, die 4 Rotationsachsen beinhalten, und die

Fig. 5 einen Werkstückträger in Aufsicht mit einem zwangsgeführten, periodi­ schen, aber diskontinuierlichen Antrieb der Werkstücke einschließlich einer Detailansicht A.

Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Drehtisch 3a mit montierten Werkstückträgern 1 in Aufsicht darge­ stellt. Der Drehtisch 3a rotiert um seine Mittelachse 4, der sogennanten ersten Rotationsachse. Die Werkstückträger 1 befinden sich auf Aufnahmen, die über ein Satellitengetriebe angetrieben werden und rotieren jeweils um ihre Achsen 2 in der zweiten Rotation. Auf den Werkstückträgern 1 sind wiederum drehbare Aufnahmen 7 für die Halterung von Werkstücken 5 mit bedarfsweise Zwischenteilen 6 montiert. Diese Aufnahmen 7 drehen um die dritte Rotationsachse 14.

Selbstverständlich ist es möglich, mehrere Werkstückträger-Einheiten übereinander zu setzen, wenn die Aufnahmevorrichtung 3, 3a, mehrere Ebenen aufweist und die Beschichtungsanlage einen entsprechend hohen Aufbau zuläßt.

In Fig. 2 ist ein Werkstückträger 1 mit einer mehrere Aufnahmeebenen 15, 16, 17 aufweisenden Trägerstruktur dargestellt. Die Werkstücke 5 sitzen auf Gleitlagern 7, die wiederum auf den Aufnahmebenen 15, 16, 17 sitzen und die über kleine Zahnräder 10 antreibbar sind. Diese Zahnräder 10 greifen in einen Zahnkranz 18 ein, der alle Gleitlager 7 einer Aufnahmebene 15; 16; 17 umschließt. Dieser Zahnkranz 18 rotiert nicht mit dem Werkstückträger 1 mit, sondern ist an einer Haltestange 13 befestigt, bzw. über entsprechende, mit den Zahnkränzen 18 fest verbundene Stutzen 12a an den Haltestangen 13 angeschlagen.

In Fig. 3 ist eine Trägerstruktur 1 mit einem innenliegenden Mitnehmer 12 dargestellt, dessen Trägerstruktur mehrere Aufnahmeebenen 15, 16, 17 aufweist. Die Lagerung der Werkstücke 5 entspricht der in Fig. 2 dargestellten Lagerung, der Antrieb des Gleitlagers 7 mittels der kleinen Zahnräder 10 erfolgt jedoch nicht durch einen außenliegenden Zahnkranz, sondern durch ein jeweils einer Aufnahmeebene 15, 16, 17 zugeordnetes zentrales Zahnrad 19, welches mit der im Werkstückträger 1 gelagerten Mitnehmereinheit 12 verbunden ist. Die Mitnehmereinheit 12 ist wiederum mit einer Stützstruktur 20 verbunden, die wiederum mit der Aufnahmevorrichtung 3 verbunden ist und mit dieser rotiert.

In Fig. 4 ist ein Werkstückträger 1 bezeichnet, in dem sich - stellvertretend für weitere Positionen - an einer Position 22 auf einer Ebene 15 statt einer Aufnahme für ein Werkstück wie in Fig. 3 eine weitere Vorrichtung 22-25 zur Aufnahme weiterer Werkstücke 26 befindet. Diese weitere Vorrichtung 22-25 rotiert um die dritte Rotationsachse 22, während die Werkstücke 26 sich um ihre eigene Achse 26a drehen. Die Rotationsachse 26a der Werkstücke 26 stellt in dieser Konstruktion die vierte Rotationsachse dar. Diese weitere Vorrichtung 22-25 besteht aus einer ersten Gleitlagerung 22, aus einem Mitnehmerbolzen 23, einem außenliegenden Zahnring 24 zum Antrieb von kleinen Gleitlagerungen 25 für die Aufnahme der Werkstücke 26.

Durch entsprechende Variation der Konstruktion unter Zuhilfenahme der Konstruktionsprinzipien aus den Fig. 1 bis 3 sind weitere modulare Aufbauten zur Realisierung von Werkstückhalterungen mit mehreren Rotationsachsen erzielbar. Hierdurch sind auch Halterungen mit innenliegenden Mitnehmer- und Antriebselementen konstruierbar.

In Fig. 5 ist ein Werkstückträger 1 in Aufsicht dargestellt, der eine periodische, aber diskontinuierlichen Rotation der Werkstücke 7 ergibt. Der Werkstückträger 1 rotiert um seine Achse 4. Die Aufnahmen für die Werkstücke 7 sind gleitgelagert und sind mit einem Mitnehmerstern 27 und einem Fixierplättchen 28 verbunden. Das schrittweise Weiterdrehen der Werkstücke 7 wird über den Mitnehmerstern 27 erreicht, in den bei Drehung des Werkstückträgers 1 um die Achse 4 ein- oder mehrmals je Umdrehung ein oder mehrere Mitnehmer 29 eingreift bzw eingreifen. Hierdurch wird eine Rotation des Werkstückes um die Rotationsachse 14 hervorgerufen. Im Gegensatz zu einem Getriebe mit permanentem Eingriff findet hier nur ein zeitweiser Eingriff des Mitnehmers 29 in den Mitnehmerstern 27 statt.

Der Mitnehmer 29 ist mit der Fixierscheibe 30 fest verbunden, die über die Mit­ nehmereinheit 12 gehalten wird und nicht mit dem Werkstückträger 1 mitdreht. Die Einzeldrehung der Werkstückaufnahmen 7 wird durch das Zusammenspiel von Fixierplättchen 28 und Fixierscheibe 30 begrenzt. Dies gewährleistet, daß der Mitnehmer 29 sicher in den Mitnehmerstern 27 für die Erzeugung der dritten Rotation eingreifen kann und daß die Weiterdrehung immer um einen genau definierten Drehwinkel erfolgt.

Desweiteren wird nach dem Weiterdrehen des Werkstückträgers 1 um die Werkstückträgerachse 2 die Werkstückaufnahme 7 mittels der Fixierplättchen 28 in ihrer Stellung fixiert, so daß sie sich nicht durch Erschütterungen verstellt. Dies geschieht dadurch, daß die Fixierscheibe 30 erst mit dem Eingriff des Mitnehmers 29 in den Mitnehmerstern 27 und damit mit dem Weiterdrehen der Werkstückauf­ nahme 7 die Lagefixierung der Werkstückaufnahme 7 freigibt. Hierfür ist die Fixier­ scheibe 30 am Mitnehmer 29 mit einer Aussparung 31 versehen, durch welche eine Kante des Fixierplättchens 28 während der Drehung hindurch läuft. Die Ver­ drehsicherung des Werkstückträgers 7 wird durch eine gekrümmte Außenkante 32 des Fixierplättchen 28 bewirkt, wobei der Krümmungsradius im wesentlichen dem Radius der Fixierschiebe 30 entspricht.

An der Fixierscheibe 30 streicht die gekrümmte Außenkante 32 das Fixierplättchen 28 vorbei, das an dieser Kante geführt und gegen Verdrehung gesichert wird. Allein die im Bereich des Mitnehmers 29 angeordnete Aussparung 31 mit einer tiefliegenden Innenfläche 33 führt zu einer Aufhebung der Zwangsführung der Außenkante 32 des Fixierplättchens 28 und damit der Werkstückaufnahme 7 am Umfang der Fixierscheibe 30, so daß der in den Mitnehmerstern 28 eintauchende Mitnehmer 29 das Fixierplättchen 28 verdrehen kann. Ist die Endlage erreicht, wie im Detail A dargestellt, so ist das Fixierplättchen 28 wieder vollständig aus der Aussparung 31 und dem Umfang der Fixierscheibe 30 herausgetreten. Die Außenkante 32 ist dann wieder zu dem Umfang der Fixierscheibe ausgerichtet und wird dort geführt.

Ein ähnliches Getriebe ist das Maltesergetriebe, bei dem die Abtriebsachse auch diskontinuierlich weitergedreht wird bei konstanter Drehung der Antriebsachse.

Der in Fig. 5 gezeigte Aufbau läßt sich zu einem Werkstückträger analog Fig. 3 mit mehreren Ebenen gestalten. Die Fixierung der Fixierscheiben 30 erfolgt über die Mitnehmereinheit 12.

Durch Abwandlung der Konstruktionen sind bei Austausch des außenliegenden Zahnkranzes 18 in Fig. 2 in ein außenliegendes Fixierrad mit entsprechenden Mitnehmern 29 und 12a und Austausch der Zahnräder 10 in Mitnehmerstern 27 und Fixierplättchen 28 weitere Aufbauten möglich.

Allen Ausführungsbeispielen sind folgende Punkte gemein:

Die Rotation der Werkstückträger 1, wird durch einen Planetentrieb der Aufnahmevorrichtung, z. B. eines Drehtisches 3a oder durch Einzelantrieb erzeugt und von unten auf den Werkstückträger übertragen.

In weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsformen kann der Antrieb der Werkstückträger 1 auch über einen entsprechenden Antrieb von oben erfolgen. In diesem Fall muß die Gegenlagerung der Werkstückträger 1 von unten erfolgen und im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 muß die Fixierung der Mitnehmereinheit 12 von unten erfolgen.

Ebenso ist es möglich, daß die Werkstückträger horizontal oder in jeder anderen beliebigen Lage bei entsprechender Anpassung oder Werkstückhalterungen betrieben werden.

Durch die erfindungsgemäße Kopplung der Rotationsbewegung des Werkstück­ trägers mit dem drehbaren Aufnahmebereich eines Werkstücks rotieren die Werkstücke um ihre eigene Achse, wenn der Werkstückträger um seine Achse rotiert. Anstelle der Zahnräder können entsprechende andere Elemente, wie z. B. Teile mit Nuten und Zapfen treten, die als Antriebs- und/oder Getriebelemente wir­ ken.

Wie gezeigt kann diese Art des Antriebes für Werkstückträger mit einer Trägerstruktur mit einer oder mehreren Aufnahmebereichen eingesetzt werden.

Die Werkstückträger können über entsprechende Kopplungsstücke 21, (Fig. 3) auch in der Anlage übereinandergestapelt werden. Weiterhin kann die Gestaltung der Werkstückträger an die Größe der zu beschichtenden Werkstücke angepaßt werden, so daß eine größtmögliche Chargenauslastung erreichbar ist und günstige Beschichtungskosten je Werkstück erzielbar sind.

Die Werkstückträger können durch die Getriebe derart gestaltet werden, daß prinzipiell beliebig viele, zwangsgeführte Aufnahmebereiche entstehen. Durch den modularen Aufbau ist es ebenfalls möglich, mehr als drei Rotationsachsen zu realisieren und hierdurch Werkstückträger mit mehreren Rotationsachsen auszustatten.

Die Werkstückträger sind vorteilhaft anwendbar in Batchanlagen, Durchlaufanlagen, In-Line-Systemen, Rundtaktanlagen usw. Die Werkstückträger können in Kombination mit unterschiedlichen Aufnahmevorrichtungen genutzt werden. Die Aufnahmevorrichtungen 3, 3a, können linear bewegt, rotiert oder zyklisch gependelt werden.

Durch den modularen Aufbau ist es ebenfalls möglich, in ein und demselben Beschichtungsprozeß unterschiedlich gestaltete Werkstückträger zu verwenden. Diese können sich in der Größe oder auch in der Art des Antriebs der dritten Rotationsachse unterscheiden.

Die Werkstückträger können für alle Arten von Behandlungen und Beschichtungen eingesetzt werden, insbesondere für Aufdampfverfahren und für plasmagestütze Verfahren unter Verwendung von elektrischen und/oder elektromagnetischen Feldern und Wellen im Frequenzbereich von 0 Hz bis 25 GHz. Hierzu zählen Beschichtungstechniken wie PVD und/oder PECVD (Sputter-, Arc-, Hohlkathoden- oder Verdampfungsprozesse) oder Plasmareinigen und Plasmaätzen für die Oberflächenmodifikation. Die Werkstückträger können allgemein auch für alle Spritz- und Strahltechniken, insbesondere für Plasmaspritzen vorteilhaft Verwendung finden.

Claims (16)

1. Werkstückträger, um eine Längsachse (2) drehbar angeordnet, aufweisend eine sich radial von der Längsachse (2) wegerstreckenden Trägerstruktur (15-17) zur Aufnahme von mindestens einem Werkstück (5), wobei die Trägerstruktur Mittel (10, 12a, 13, 18; 10, 12, 19, 20; 10, 12a, 13, 18, 22, 23, 24; 12, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33) aufweist, die eine Drehung der Werkstückaufnahmen (7) und der Werkstücke (5) bewirkt, wobei die Drehung der Werkstückaufnahmen (7) mit der Drehung des Werkstückträgers (1) gekoppelt ist, so daß die Kopplung zu einer periodischen Rotation der Werkstückaufnahmen (7) und der Werkstücke (5) führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung der Werkstückaufnahmen (7) mit dem Werkstückträger (1) mittels eines Getriebes (10, 18; 10, 19) oder mehrerer Getriebe (10, 18; 24, 25) oder einer Mitnehmereinheit (27, 28, 29, 30, 31, 32, 33) mit permanentem oder zeitweisem Eingriff zur Erzeugung zwangsgetriebener, definierter, kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Rotation der Werkstücke (5) je Einzelumdrehung des Werkstückträgers (1) erfolgt und die Werkstückaufnahmen (7) in mehreren übereinanderliegenden Aufnahmeebenen (15, 16, 17) angeordnet sind.

2. Werkstückträger nach einem der Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (18; 19) des Getriebes oder der Mitnehmereinheit (29, 30) relativ zur Längsachse (2) des Werkstückträgers (1) ortsfest positioniert ist.

3. Werkstückträger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Positionierung durch einen Mitnehmer bzw. eine Mitnehmereinheit (12a, 12) und ein Halteelement (13; 20) bewirkt wird.

4. Werkstückträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (12a) zur Übertragung der Drehbewegung außen an dem Werkstückträger (1) angeordnet sind.

5. Werkstückträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Übertragung der Drehbewegung im Inneren des Werkstückträgers (1) angeordnet sind.

6. Werkstückträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß über zusätzliche Antriebe (22-25) weitere Rotationsachsen (4; 26a) entstehen und daß die Rotationsachse (14; 26a) der Werkstücke (5) die dritte (14) oder weitere (26a) Rotationsachse darstellt.

7. Verwendung des Werkstückträgers (1) nach einem oder meheren der Ansprüche 1 bis 6 zur Behandlung und Beschichtung von Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückträger (1) in Batchanlagen, Durchlaufanlagen, Inlinesystemen oder Rundtaktanlagen eingesetzt werden.

8. Verwendung eines Werkstückträgers (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Anlage Einrichtungen und Verfahren verwendet werden, die Teile an deren Oberflächen behandeln und/oder beschichten

9. Verwendung eines Werkstückträgers (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Anlage Einrichtungen und Verfahren für die plasmagestützte Oberflächenbehandlungs und/oder Beschichtungstechniken verwendet werden.

10. Verwendung eines Werkstückträgers (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Anlage Einrichtungen und Verfahren für PVD- Beschichtungen verwendet werden.

11. Verwendung eines Werkstückträgers (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Anlage Einrichtungen und Verfahren für Sputter-, Arc-, Verdampfungs- oder Hohlkathoden-Prozesse verwendet werden.

12. Verwendung eines Werkstückträgers (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Anlage Einrichtungen und Verfahren für PECVD-Beschichtungen verwendet werden.

13. Verwendung eines Werkstückträgers (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Anlage Einrichtungen und Verfahren verwendet werden, die durch gepulste und/oder ungepulste Einkopplung von elektrischer Energie oder Einstrahlung von elektromagnetischer Energie mit Frequenzen von 0 Hz bis 25 GHz angeregt werden.

14. Verwendung eines Werkstückträgers (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Anlage Verfahren und Einrichtungen verwendet werden, die Werkstücke an der Oberfläche reinigen und/oder ätzen, insbesondere mit Plasmen.

15. Verwendung eines Werkstückträgers (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Anlage Verfahren und Einrichtungen verwendet werden, die Werkstücke an der Oberfläche beschichten durch Spritz- und Strahltechniken, insbesondere Plasmaspritzen.

16. Verwendung eines Werkstückträgers (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Anlage Verfahren und Einrichtungen verwendet werden, die Techniken nach Anspruch 8 bis 15 einzeln oder in Kombination verwenden.