DE19807031A1 - Air lock for continuous transfer of articles between sealed chambers, especially for vacuum vapor deposition treatment of plastic bottles - Google Patents
Air lock for continuous transfer of articles between sealed chambers, especially for vacuum vapor deposition treatment of plastic bottlesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schleuseneinrichtung zum kontinuierlichen Ein- und/oder Ausbringen von Werkstücken in und/oder aus atmosphärisch vonein ander separierten Räumen mit mindestens einem die Räume verbindenden Schleusenkanal.The invention relates to a lock device for the continuous introduction and / or discharge of Workpieces in and / or out of atmosphere other separated rooms with at least one die Lock channel connecting rooms.
Gattungsgemäße Schleuseneinrichtungen sind z. B. aus der P 27 47 061 bekannt. Diese herkömmliche Schleuseneinrichtung dient dazu, endlose Träger bänder, welche in einer Vakuumkammer zu beschich ten sind, mittels der Schleusenvorrichtung vom um gebenden, Normaldruck aufweisenden Außenraum in die Beschichtungskammer einzubringen bzw. nach er folgtem Beschichtungsprozeß aus der Beschichtungs kammer herauszuführen. Der Druckunterschied zwi schen dem atmosphärischen Außendruck und dem für vakuumgestützte Beschichtungsprozesse üblichen Va kuumdruck von maximal 10-3 mbar wird über eine Druckstufenstrecke aufrechterhalten, welche mehre re hintereinander angeordnete schlitzförmige Blen den aufweist, durch welche das Trägerband geführt wird. Wesentliche Elemente dieser sogenannten Bandschleusen, welche die Druckdifferenz gegenüber dem Druck in der eigentlichen Beschichtungskammer überbrücken, sind die als Schlitze oder Spalten ausgebildeten Blenden, welche der Luftströmung ei nen merklichen Widerstand entgegensetzen, so daß unter Einsatz von Vakuumpumpen die Erzeugung der gewünschten Druckdifferenz möglich ist. Um eine ausreichende atmosphärische Trennung zwischen dem Beschichtungsraum und dem Außenraum zu gewährlei sten ist es erforderlich, die Blenden dem Profil des Trägerbandes anzupassen, um den Durchtritt von z. B. Luft in die Beschichtungskammer zu verhin dern. Eine weitere Einschränkung einer derartigen Schleuseneinrichtung ist, daß das Trägerband selbst für die dichtende Funktion der Blenden not wendig ist, so daß es erforderlich ist, daß das Trägerband ausschließlich endlos durch die bekann te Schleuseneinrichtung transportiert werden kann, um einen Druckanstieg in der Beschichtungskammer zu vermeiden. Dies schränkt die Verwendung dieser bekannten Schleuseneinrichtung auf die durch eine Schleuse zu transportierenden Werkstücke nachtei lig sehr stark ein.Generic lock devices are such. B. known from P 27 47 061. This conventional lock device is used to introduce endless carrier tapes, which are to be coated in a vacuum chamber, by means of the lock device from the surrounding, normal-pressure outside space into the coating chamber or, after the following coating process, lead them out of the coating chamber. The pressure difference between the atmospheric outside pressure and the vacuum pressure of a maximum of 10 -3 mbar customary for vacuum-assisted coating processes is maintained over a pressure stage section which has a plurality of slot-shaped plates arranged in succession through which the carrier tape is guided. Essential elements of these so-called belt locks, which bridge the pressure difference with respect to the pressure in the actual coating chamber, are the orifices designed as slots or gaps, which oppose the air flow to a noticeable resistance, so that the desired pressure difference can be generated using vacuum pumps. In order to ensure a sufficient atmospheric separation between the coating room and the outside space, it is necessary to adjust the diaphragms to the profile of the carrier tape to prevent the passage of e.g. B. to prevent air into the coating chamber. Another limitation of such a lock device is that the carrier tape itself is not necessary for the sealing function of the diaphragms, so that it is necessary that the carrier tape can only be transported endlessly through the known te lock device in order to avoid an increase in pressure in the coating chamber . This severely limits the use of this known lock device to the workpieces to be transported through a lock.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, eine gattungsgemäße Schleuseneinrichtung zu schaffen, die einen kontinuierlichen Transport von Werkstücken zwischen zwei Räumen ermöglicht, wobei die beiden Räume voneinander atmosphärisch getrennt sind, jedoch nicht die vorgenannten nach teiligen Einschränkungen aufweist.The object of the present invention is to achieve basic, a generic lock facility to create a continuous transport of workpieces between two rooms, the two rooms being atmospheric from each other are separated, but not the aforementioned partial restrictions.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patent anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die atmosphärisch voneinander separierten Räume mit einem Schleusen kanal verbunden sind, in welchem mindestens eine das zu schleusende Werkstück aufnehmende Schleu senkammer zwischen den Räumen, verfahrbar angeord net ist, und wobei die Schleusenkammer eine Öff nung zum Be- und Entladen der Werkstücke und min destens eine Dichtungsvorrichtung aufweist, mit tels welcher der Schleusenkammerinnenraum atmo sphärisch von den benachbarten Räumen abgedichtet ist.This object is accomplished according to the features of the patent claims 1 solved in that the atmospheric separate rooms with a lock are connected in which at least one the sluice to pick up the workpiece Chamber between the rooms, arranged movably is net, and wherein the lock chamber an opening for loading and unloading the workpieces and min at least has a sealing device with which the lock chamber interior atmo spherically sealed from the neighboring rooms is.
Die erfindungsgemäße Schleuseneinrichtung ist ge eignet, die Werkstücke zwischen Räumen mit identi schem Atmosphärendruck wie auch zwischen Räumen, welche unterschiedliche Atmosphärendrücke aufwei sen, zu schleusen, wie im Patentanspruch 2 angege ben.The lock device according to the invention is ge suitable, the workpieces between rooms with ident atmospheric pressure as well as between rooms, which have different atmospheric pressures sen, to lock, as indicated in claim 2 ben.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich dann, wenn ei ner der Räume gemäß Patentanspruch 3 atmosphäri schen Normaldruck und der andere Raum atmosphäri schen Unterdruck aufweist. Da während des Ein- bzw. Ausschleusens der Werkstücke in bzw. aus dem Unterdruckraum der Unterdruck aufrecht erhalten bleibt, können die z. B. in dem Unterdruckraum durchgeführten, einen Vakuumdruck erfordernden Be handlungsprozesse kontinuierlich durchgeführt wer den. Das Belüften und anschließende Evakuieren der Vakuumkammer, insbesondere zum Ein- und/oder Aus bringen der zu behandelnden Werkstücke ist erfin dungsgemäß nicht erforderlich. Mit der erfindungs gemäßen Schleuseneinrichtung ist es somit möglich, die Werkstücke in effizienter Weise zeit- und ko stengünstig in den unter einem vom Außenraum ab weichende Atmosphärenbeschaffenheit aufweisenden Raum hinein bzw. aus diesem heraus zu transportie ren.A particular advantage arises when egg ner of the rooms according to claim 3 atmospheric normal pressure and the other room atmospheric has negative pressure. Because during the or ejecting the workpieces in or out of the Vacuum room maintain the vacuum remains, the z. B. in the vacuum room carried out, requiring a vacuum pressure action processes carried out continuously the. The ventilation and subsequent evacuation of the Vacuum chamber, especially for on and / or off bringing the workpieces to be treated is invented Not required in accordance with the regulations. With the fiction According to the lock system, it is possible the workpieces in a timely and efficient manner Inexpensive in the one below from the outside space softening atmosphere To transport space into and out of it ren.
In der Praxis wurde eine Vakuumbeschichtungskam mer, welche einen Atmosphärenunterdruck von maxi mal 10-3 mbar während des Beschichtungsprozesses aufwies, erfolgreich mittels der erfindungsgemäßen Schleuseneinrichtung mit zu beschichtenden Werk stücken vom Normaldruck aufweisenden Außenraum be schickt bzw. mit den in der Vakuumbeschichtungs kammer beschichteten Werkstücken (Substraten) ent laden.In practice, a vacuum coating chamber, which had an atmospheric negative pressure of max. 10 -3 mbar during the coating process, was successfully sent with the lock device according to the invention with workpieces from the outside having normal pressure or with the workpieces coated in the vacuum coating chamber ( Unload substrates.
Eine besonders einfache Konstruktion der Schleu seneinrichtung ergibt sich nach den Merkmalen des Patentanspruchs 5. Danach besteht die Schleusen einrichtung aus einer Karussellschleuse, welche im wesentlichen ein Karussellgehäuse und ein in dem Karussellgehäuse drehbar gelagertes Schleusenkam merrad umfaßt. In dem Schleusenkammerrad sind um fangsseitig einzelne Schleusenkammern eingelassen, deren einzelne Öffnungen in radialer Richtung zu gänglich sind. Das den Schleusenkanal bildende Ka russellgehäuse weist umfangsseitig gemäß Patentan spruch 6 Dichtungsvorrichtungen auf, die während des Schleusungstransports dichtend an der Innen wand des Schleusenkanals anliegen, wodurch die einzelnen Schleusenkammern voneinander und von den z. B. unterschiedliche Atmosphärendrücke aufwei senden Räumen atmosphärisch getrennt sind. Von Vorteil hat sich erwiesen, die einzelnen Schleu senkammern während ihres Übergangs vom Raum höhe ren Drucks zum Raum mit niedrigerem Atmosphären druck druckmäßig über eine Druckstufe anzupassen, um das Einbringen von in den Schleusenkammern mit geführtem Atmosphärengas in die Vakuumkammer zu vermeiden. Hierzu ist vorgesehen, den Schleusenka nal mittels geeigneter Pumpen, z. B. Vakuumpumpen zu evakuieren. Dazu ist der Schleusenkanal über mehrere Saugstutzen an Vakuumpumpen angeschlossen. Die Auslegung der Vakuumpumpen ist so gewählt, daß der atmosphärische Druck in dem Schleusenkanal über den Transportweg der Substrate in die Vakuum kammer kontinuierlich oder stufenweise abnimmt oder ansteigt (siehe Patentanspruch 7). Die ein zelnen zueinander benachbarten Schleusenkammern weisen somit abhängig von ihrer Position unter schiedliche Drücke auf.A particularly simple construction of the sluice Seneinrichtung results from the characteristics of 5. Then there are the locks equipment from a carousel lock, which in the essentially a carousel case and one in which Carousel housing with rotatably mounted lock includes merrad. In the lock chamber wheel are around individual lock chambers embedded on the catch side, whose individual openings in the radial direction are common. The Ka forming the lock channel russellgehäuse shows the circumference according to patent say 6 sealing devices that during of the lock transport sealing on the inside wall of the lock channel, causing the individual lock chambers from each other and from the e.g. B. on different atmospheric pressures send rooms are atmospherically separated. From The individual sluice has proven to be advantageous lower the height during their transition from the room pressure to the room with lower atmospheres adjust pressure in terms of pressure over a pressure level, to bring in with in the lock chambers fed atmospheric gas into the vacuum chamber avoid. For this purpose, the Schleusenka nal by means of suitable pumps, for. B. Vacuum pumps to evacuate. For this, the lock channel is over several suction ports connected to vacuum pumps. The design of the vacuum pumps is chosen so that the atmospheric pressure in the lock channel via the transport path of the substrates into the vacuum chamber decreases continuously or gradually or increases (see claim 7). The one individual lock chambers adjacent to each other instruct depending on their position different pressures.
Die zwischen den Schleusenkammern und der Innen wand des Schleusengehäuses angeordneten Dichtvor richtungen bestehen aus Schieberdichtelementen, welche auf dem Umfang des Schleusenkammerrades dichten, und aus Radialdichtungen, welche durchge hend und z. B. einstückig als Dichtungsband umlau fend am Schleusenkammerrad angeordnet sind und den Durchtritt von Atmosphärenluft in axialer Richtung des Schleusenkammerrades verhindern. Die Dich tungseinrichtung ist vorteilhaft als Trockendich tung ausgebildet, was die Verwendung von Schmier stoffen vermiedet. Hierzu wird vorgeschlagen, ein zelne Schieber aus einem abriebfesten elastischen Kunststoff, z. B. aus Teflon zu verwenden.The one between the lock chambers and the inside Wall of the lock housing arranged sealing front directions consist of slide sealing elements, which on the circumference of the lock chamber wheel seal, and from radial seals, which are hend and z. B. umlau in one piece as a sealing tape fend are arranged on the lock chamber wheel and the Passage of atmospheric air in the axial direction prevent the lock chamber wheel. The you device is advantageous as a dry seal tion trained what the use of lubrication fabrics avoided. For this it is proposed to individual slide from an abrasion-resistant elastic Plastic, e.g. B. made of Teflon.
Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 8 sind zum Be- und/oder Entladen der Schleusenkammern Belade vorrichtungen vorgesehen, welche vorzugsweise dia metral zueinander und benachbart zum Schleusenkam merrad in den atmosphärisch voneinander getrennten Räumen angeordnet sind. Diese Be-/Entlade vorrichtungen weisen jeweils Greifvorrichtungen auf, die z. B. die unbehandelten Substrate zum Einschleusen in eine Behandlungskammer in die ein zelnen Schleusenkammern befördern und welche die behandelten Substrate zum Ausschleusen in die ein zelnen Schleusenkammern befördern.According to the features of claim 8 are for Loading and / or unloading of the lock chambers devices are provided, which preferably dia metrically to each other and adjacent to the lock merrad in the atmospherically separated Rooms are arranged. This loading / unloading devices each have gripping devices on the z. B. the untreated substrates Sluice into a treatment chamber individual lock chambers and which the treated substrates to be discharged into the transport individual lock chambers.
Weiterhin wird gemäß Patentanspruch 9 vorgeschla gen, die erfindungsgemäße Schleuseneinrichtung zum Ein- und Ausschleusen von mittels eines Vakuumbe schichtungsprozesses zu beschichtenden Substraten in/aus eine(r) Beschichtungskammer, welche eine Beschichtungsquelle aufweist, einzusetzen. Als Be schichtungsquelle eignen sich bekannte Verdampfer quellen und/oder Sputterkathodenquellen zur Erzeu gung einer Wolke aus verdampftem und/oder zer stäubtem Beschichtungsmaterial zum Niederschlag auf die zu beschichtenden Substrate. Die Substrate bestehen aus Kunststoffbehältern, z. B. Flaschen, auf deren Außenwandung eine optisch transparente, jedoch für den Durchtritt von Gasen und/oder Flüs sigkeiten undurchlässige Sperrschicht abgeschieden wird. Hierzu wird mittels der Verdampfungs- bzw. Sputterkathodenquelle siliziumhaltiges Quellenma terial verdampft bzw. zerstäubt, welches mit einem Sauerstoff enthaltenden Reaktionsgas, welches in die Beschichtungskammer eingeleitet wird, reagiert und als SiO2-Schicht auf den Kunststoffbehältern niederschlägt.Furthermore, it is proposed according to claim 9 to use the lock device according to the invention for introducing and discharging substrates to be coated by means of a vacuum coating process into / out of a coating chamber which has a coating source. As a coating source, known evaporator sources and / or sputter cathode sources are suitable for generating a cloud of evaporated and / or atomized coating material for precipitation on the substrates to be coated. The substrates consist of plastic containers, e.g. B. bottles, on the outer wall of an optically transparent, but for the passage of gases and / or fluids impermeable barrier layer is deposited. For this purpose, silicon-containing Quellenma material is evaporated or sputtered by means of the evaporation or sputtering cathode source, which reacts with an oxygen-containing reaction gas which is introduced into the coating chamber and precipitates as an SiO 2 layer on the plastic containers.
Weitere vorteilhafte, erfindungsgemäße Merkmale sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.Further advantageous features according to the invention are specified in the remaining subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevor zugten und in Figuren dargestellten Ausführungs beispiels näher beschrieben. Es zeigen:The invention is based on a before pulled and shown in figures execution described in more detail, for example. Show it:
Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Schleusenein richtung mit benachbarter Behandlungskam mer sowie mit schematisch dargestelltem Transportweg der Werkstücke in der Be handlungskammer, Fig. 1 is a longitudinal section through a Schleusenein direction mer with adjacent Behandlungskam treatment chamber and with a schematically illustrated transport path of the workpieces in the Be,
Fig. 2 die Schleuseneinrichtung gemäß Fig. 1 mit Schleusenkammerrad mit zugeordneten Bela devorrichtungen mit zwei beladenen Schleusenkammern, Fig. 2 shows the lock device of FIG. 1 with lock chamber wheel with associated Bela devorrichtungen with two loaded sluice chambers,
Fig. 3 die Darstellung gemäß Fig. 2 in einer weiter getakteten Transportmomentaufnahme des Schleusenkammerrades und der Belade einrichtungen, Figure 3 facilities. The representation of FIG. 2 in a further clocked transport snapshot of the lock chamber and the loading wheel,
Fig. 4 die Darstellung gemäß Fig. 3 bei weiter getakteter Transportmomentaufnahme, Fig. 4 shows the illustration according to FIG. 3 for further transport clocked snapshot,
Fig. 5 die Darstellung gemäß Fig. 4 bei weiter getaktetem Transportweg, Fig. 5 shows the view according to Fig. 4 for further clocked transport path,
Fig. 6 die Darstellung gemäß Fig. 5 bei weiter getaktetem Transportweg, Fig. 6 shows the view according to Fig. 5 in further clocked transport path,
Fig. 7 die Darstellung gemäß Fig. 6 bei weiter getaktetem Transportweg, Fig. 7 shows the representation according to Fig. 6 for further clocked transport path,
Fig. 8 Schnittansicht gemäß der Schnittlinie S-S' durch die Karussellschleuse nach Fig. 1, Fig. 8 sectional view according to the cut line SS 'by the carousel lock according to Fig. 1,
Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung eines Teilausschnittes des Umfangs des Schleu senkammerrades mit Dichtungsvorrichtung, Fig. 9 is an enlarged view of a partial detail of the circumference of the Schleu senkammerrades with a sealing device,
Fig. 10 Schnittansicht entlang der Schnittlinie U-U' in Fig. 9 und Fig. 10 sectional view taken along section line UU 'in Fig. 9 and
Fig. 11 einen Ausschnitt des Schleusenkammerrades gemäß Fig. 2 in vergrößerter Darstellung mit Schleusenkammer und zugeordneten Dichtungsvorrichtungen. Fig. 11 shows a detail of the wheel lock chamber of FIG. 2 in an enlarged view with lock chamber and associated sealing devices.
Die Schleuseneinrichtung 2 zum kontinuierlichen Ein- und/oder Ausbringen von Werkstücken in und/oder aus atmosphärisch voneinander separierten Räumen 1, 4 besteht im wesentlichen aus einem als Karussellgehäuse 24 ausgebildeten Schleusenkanal 6, der einen Behandlungsraum 4 zum Bearbeiten der Substrate 3, 13 mit dem Außenraum 1 verbindet. Die Schleuseneinrichtung 2 umfaßt neben dem Karussell gehäuse 24 ein in diesem drehbar gelagertes Schleusenkammerrad 10, in welchem umfangsseitig und äquidistant zueinander beabstandet einzelne Schleusenkammern 7a-7m eingelassen sind. Zum Ein schleusen der Werkstücke 3 von dem Außenraum 1 in den Behandlungsraum 4 werden die einzelnen Werk stücke 3 in der in den Fig. 2-7 eingezeichneten Beschickungsstation A über den Transportweg T1 (siehe Fig. 2) an die im Außenraum 1 angeordnete Beschickungsstation A herangeführt. Die Beschic kungsstation A umfaßt eine Übergabehandlung 15', dem eine Greifvorrichtung 16' zugeordnet ist. Mit tels der Greifvorrichtung 16' wird das über den Transportweg T1 herangeführte Substrat 3 vorzugs weise endseitig ergriffen und durch eine gleich zeitig erfolgende, radial gerichtete Streckbewe gung der Greifvorrichtung 16' und einer 180°-Drehung des Übergabehandlings 15' gegenüber einer leeren Schleusenkammer 7a positioniert. Das Substrat 3 wird dann durch eine in Richtung der Schleusenkammer 7a gerichtete Streckbewegung der Greifvorrichtung 16' durch die Schleusenkammeröff nung 20 (siehe Fig. 11) in die Schleusenkammer 7a eingebracht. Gleichzeitig wird ein beschichtetes Substrat 13 in analoger Weise, jedoch mit umge kehrtem Bewegungsablauf mittels des Übergabehand lings 15 und der zugeordneten Greifvorrrichtung 16 aus der Schleusenkammer 7m entnommen. Zum Trans port der in die Schleusenkammern 7a-7m eingebrach ten Substrate 3 bzw. 13 in Richtung der Vakuumkam mer 4 bzw. in Richtung des Außenraums 1 dreht das Schleusenkammerrad 10 entsprechend der in den Fig. 1 bis 8 dargestellten Drehrichtung R. Zur Anpas sung des Drucks in den Schleusenkammern 7a-7m an den im Bereich der Übergabestationen A und H bzw. B und G ist die Karussellkammer 24 über radial verteilt angeordnete Saugstutzen 8 an nicht darge stellte Vakuumpumpen angeschlossen. Die Auslegung der einzelnen Pumpen ist derartig getroffen, daß die Drücke P1, P2, P3, P4 (siehe Fig. 1) in der Rei henfolge ihrer Aufzählung abnehmen. Da die einzel nen Schleusenkammern 7a-7m mittels Dichtungsvor richtungen 30, 32, 33, 34, 35, 36 atmosphärisch vonein ander und gleichzeitig vom Außenraum 1 und von dem Behandlungsraum 4 vollständig getrennt sind, bil den jeweils sechs Schleusenkammern 7a-7f bzw. 7g-7m jeweils eine sogenannte Druckstufenstrecke, die das Eindringen von im Außenraum 1 herrschender Atmosphärenluft in die Behandlungskammer 4 wirksam unterdrückt und gleichzeitig den Transport von Substraten 3 bzw. 13 in bzw. aus der Behandlungs kammer 1 in den Außenraum 4 ermöglicht bei kon stantem Atmosphärendruck in der Behandlungskammer 4. Die in den Behandlungsraum 4 eingeschleusten Substrate 3 werden in analoger Weise wie bei der Beschickungsstation A bzw. der Entladestation H bei der Übergabestation auf ein in den Figuren nicht dargestelltes Transportband übergeben. Das Transportband durchläuft die Transportstrecke T2, welche in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie wiedergegeben ist. Die z. B. mittels einer schwenkbaren Haltevorrichtung an dem Transportband lösbar befestigten Substrate 3 werden entlang der Transportstrecke T2 vor einzelnen Behandlungssta tionen entlangbewegt.The lock device 2 for the continuous introduction and / or removal of workpieces in and / or from atmospherically separated rooms 1 , 4 essentially consists of a lock channel 6 designed as a carousel housing 24 , which has a treatment room 4 for processing the substrates 3 , 13 with the Outside space 1 connects. The lock device 2 includes in addition to the carousel housing 24 a rotatably mounted lock chamber wheel 10 , in which circumferentially and equidistantly spaced apart lock chambers 7 a- 7 m are embedded. For a funneling of the workpieces 3 from the outside space 1 in the treatment chamber 4, the individual plant are pieces 3 in the illustrated in FIGS. 2-7 loading station A on the transport path T 1 (see Fig. 2) which is arranged in the outer space 1 loading station A introduced. The charging station A comprises a transfer treatment 15 ', to which a gripping device 16 ' is assigned. By means of the gripping device 16 ', the substrate 3 brought up via the transport path T 1 is preferably gripped at the ends and by a simultaneous, radially directed stretching movement of the gripping device 16 ' and a 180 ° rotation of the transfer handling device 15 'relative to an empty lock chamber 7 a positioned. The substrate 3 is then introduced by a direction of the lock chamber 7 a stretching movement of the gripping device 16 'through the lock chamber opening 20 (see FIG. 11) in the lock chamber 7 a. At the same time, a coated substrate 13 is removed in an analogous manner, but with the movement sequence reversed, by means of the transfer handle 15 and the associated gripping device 16 from the lock chamber 7 m. For trans port in the lock chambers 7 a- 7 m th substrates 3 and 13 in the direction of the vacuum chamber 4 or in the direction of the exterior 1 , the lock chamber wheel 10 rotates according to the direction of rotation R shown in FIGS. 1 to 8 Adjustment of the pressure in the lock chambers 7 a - 7 m to the in the area of the transfer stations A and H or B and G, the carousel chamber 24 is connected via suction nozzles 8 arranged radially distributed to vacuum pumps not shown. The design of the individual pumps is such that the pressures P 1 , P 2 , P 3 , P 4 (see FIG. 1) decrease in the order of their enumeration. Since the individual NEN lock chambers 7 a- 7 m by means of Dichtungsvor devices 30 , 32 , 33 , 34 , 35 , 36 are atmospherically separated from each other and at the same time from the outside space 1 and from the treatment room 4 , the six lock chambers 7 a- 7 f and 7 g 7 m in each case a so-called pressure stage route that effectively suppresses the intrusion of prevailing in the outer space 1 atmospheric air into the treatment chamber 4 and simultaneously the transportation of substrates 3 and 13 into or out of the treatment chamber 1 into the outer space 4 enables at constant atmospheric pressure in the treatment chamber 4th The substrates 3 introduced into the treatment room 4 are transferred to a conveyor belt, not shown in the figures, in a manner analogous to that of the loading station A or the unloading station H at the transfer station. The conveyor belt runs through the transport route T 2 , which is shown in FIG. 1 by a dash-dotted line. The z. B. by means of a pivotable holding device on the conveyor belt releasably attached substrates 3 are moved along the transport route T 2 before individual treatment stations.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei spiel bestehen die Behandlungsstationen aus ein zelnen, nicht dargestellten Beschichtungsquellen für die Vakuumbeschichtung. Diese Beschichtungs quellen, z. B. Verdampfungsquellen und/oder Katho denzerstäubungsquellen, erzeugen in bekannter Art bezogen auf den Quellenmittelpunkt eine radialsym metrische dreidimensionale Dichteverteilung 9 des verdampften bzw. zerstäubten Beschichtungsmateri als. Entsprechend der von den Prozeßparametern der Beschichtungsquelle und dem Beschichtungsmaterial abhängigen Emissionscharakteristik bilden sich so genannte 25%-Dichte- bzw. 50%-Dichte-Verteilungen 9, 12 aus, wie in Fig. 1 dargestellt.In the embodiment shown in FIG. 1, the treatment stations consist of a single coating source, not shown, for the vacuum coating. These coating sources, e.g. B. evaporation sources and / or Katho den atomization sources, produce in a known manner based on the center of the source a radially symmetrical three-dimensional density distribution 9 of the evaporated or atomized coating material as. Corresponding to the emission characteristics dependent on the process parameters of the coating source and the coating material, so-called 25% density or 50% density distributions 9 , 12 are formed, as shown in FIG. 1.
Um eine gleichmäßige, homogene Beschichtung der Substrate 3, 13 sowohl auf ihren äußeren Wandflä chen als auch auf deren Bodenfläche zu gewährlei sten, werden die Substrate 3, 13 zunächst in einer Wandbeschichtungsposition schräg zu den vorzugs weise am Boden der Beschichtungskammer 4 angeord neten Beschichtungsquellen ausgerichtet. Während des Transports der Substrate 3, 13 in der Wandbe schichtungsposition PS werden die Substrate 3, 13 um ihre Längsachse gedreht, um eine Rundumbeschich tung zu gewährleisten. Nach erfolgter Beschichtung der Wandflächen wendet die Transportstrecke T2 um 180° mit einer in der Fig. 1 nicht dargestellten Wendeeinrichtung, wobei die Substrate 3, 13 gleich zeitig von einer schrägen Beschichtungsposition PS in eine vertikale Beschichtungsposition PV über führt werden. Die mit ihrer Bodenfläche zu den Be schichtungsquellen ausgerichteten Substrate werden an den Beschichtungsquellen vorbeigeführt, wobei, wie in Fig. 1 dargestellt, die Substrate 3, 13 nun mehr oberhalb der gleichzeitig in der Wandbe schichtungsposition PS befindlichen Substrate 3, 13 beschichtet werden. Nach Durchlaufen der Trans portstrecke T2 in der Bodenbeschichtungsposition PV werden die Substrate 3, 13 durch eine Wendevorrich tung 11 parallel, jedoch entgegengesetzt zur er sten Bodenbeschichtungsposition PV an den Beschich tungsquellen in einer weiteren Bodenbeschichtungs position PVentlangbewegt. Im Anschluß an diese Beschichtungsphase wendet der Transportweg aber mals um 180°, woran sich eine abschließende Be schichtungsphase, die die Substrate 3 nunmehr in einer Wandbeschichtungsposition PS durchlaufen, an schließt.In order to ensure a uniform, homogeneous coating of the substrates 3 , 13 both on their outer wall surfaces and on their bottom surface, the substrates 3 , 13 are first aligned in a wall coating position obliquely to the preferred way at the bottom of the coating chamber 4 arranged coating sources . During the transport of the substrates 3 , 13 in the wall coating position P S , the substrates 3 , 13 are rotated about their longitudinal axis in order to ensure an all-round coating. After the wall surfaces have been coated, the transport path T 2 turns through 180 ° with a turning device (not shown in FIG. 1), the substrates 3 , 13 being simultaneously transferred from an oblique coating position P S to a vertical coating position P V. The to Be coating sources with its bottom surface oriented substrates are conveyed past the coating sources, in which, as shown in Fig. 1, the substrates 3, 13 substrates 3 now more located above the coating position at the same time in the Wandbe P S, be coated 13. After passing through the Trans 2 port distance T in the ground coating position P V, the substrates 3, 13 tung 11 in parallel by a Wendevorrich but opposite to he most floor coating position P V on the Beschich tung swell in another bottom coating position P V moves along. Following this coating phase, the transport path turns around by 180 °, which is followed by a final coating phase, which the substrates 3 now pass through in a wall coating position P S , at.
Die beschichteten Substrate 13 werden durch das Transportband entlang der Transportstrecke T2 zur Übergabestation G transportiert. Nach der Übergabe der Substrate 13 in die Schleusenkammern 7a-7m des Schleusenkammerrades 10 werden die beschichte ten Substrate 13 durch Drehung des Schleusenkam merrades 10 in Drehrichtung R zur Entladestation H verfahren, wo sie in der oben geschilderten Weise mittels des in den Fig. 2 bis 7 dargestellten Übergabehandlings 15 und der Greifvorrichtung 16 der Transportstrecke T1 zugeführt werden (siehe Fig. 2). The coated substrates 13 are transported by the conveyor belt along the transport route T 2 to the transfer station G. After the transfer of the substrates 13 into the airlock chambers 7 a- 7 of the lock chamber wheel 10 m the precoat th substrates 13 are by rotation of the Schleusenkam merrades 10 in the direction of rotation R to the unloading station H procedures where it in the manner described above by means of the in Figs. 2 to 7 shown transfer handling 15 and the gripping device 16 of the transport route T 1 (see Fig. 2).
Die Ausbildung der Schleuseneinrichtung 2 als Ka russellschleuse ist der Fig. 8 zu entnehmen. Die Schleuseneinrichtung 2 besteht im wesentlichen aus dem Karussellgehäuse 24, in welches das Schleusen kammerrad 10 auf einer Welle 44 drehbar angeordnet ist. Die Welle 44 wird mittels zwei in Lagergehäu sen 40 bzw. 42 eingepaßten Lagern 48 bzw. 46 ge halten. In dem Schleusenkammerrad 10 sind einzel ne, jeweils diametral gegenüberliegende und äqui distant zueinander beabstandete, über den Umfang des Schleusenkammerrades 10 angeordnete Schleusen kammern 7a-7m ausgebildet. Wie der Fig. 8 zu entnehmen ist, sind die Schleusenkammern 7c bzw. 7j stellvertretend für die übrigen Schleusenkam mern mittels Dichtungsvorrichtungen 34, 34', 36, 32a, 32b, 50a, 50b gegenüber dem Schleusenkanal 41 atmosphärisch druckdicht, insbesondere vakuum dicht, vorzugsweise hochvakuumdicht getrennt. Die Dichtungsvorrichtungen 34, 34', 36, 32a, 32b, 50a, 50b bestehen aus jeweils ober- und unterhalb der ein zelnen Schleusenkammern 7c zw. 7j ausgebildeten Radialdichtungen 50a, 50b, die, wie in den Fig. 9 und 10 abgebildet, gegenüber der Schleusenkanalin nenwand 22 einerseits und Schiebern 32b, die fest mit dem Schleusenkammerrad 10 und benachbart zu den Schleusenkammern 7a-7m angeordnet sind, ande rerseits atmosphärisch dichten. Der Schieber 32b wird in einer in einem zugeordneten Schieber 32a ausgebildeten Kulisse geführt, wobei mittels eines elastisch verformbaren Ausgleichselements 36 zwi schen dem Schieber 32b und dem Schieber 32a diese federnd dichtend in Kontakt gehalten werden. Die Schieber 32a bzw. 32b werden in radialer Richtung durch Federelemente 34, 34' (siehe Fig. 11), welche durch eine Schraube 35 in dem Schleusenkammerrad 10 fixiert sind, radial nach außen gedrückt, wo durch die Schieber 32a, 32b auch bei Drehung des Schleusenkammerrades 10 in dynamischem dichtendem Kontakt mit der Schleusenkammerinnenwand 22 gehal ten werden. Durch die Dichtungsvorrichtung 34, 34', 36, 32a, 32b, 50a, 50b ist somit gewährleistet, daß die einzelnen Schleusenkammern 7a, 7b, . . . während des Schleusungsvorganges atmosphärisch und ausrei chend vakuumdichtend voneinander getrennt sind. The formation of the lock device 2 as a Ka russell lock is shown in FIG. 8. The lock device 2 consists essentially of the carousel housing 24 , in which the lock chamber wheel 10 is rotatably arranged on a shaft 44 . The shaft 44 is ge by means of two in bearing housings 40 and 42 fitted bearings 48 and 46 hold. In the lock chamber wheel 10 are individually ne, diametrically opposite and equi-distant to each other, arranged over the circumference of the lock chamber wheel 10 lock chambers 7 a- 7 m. As can be seen in FIG. 8, the lock chambers 7 c and 7 j are representative of the remaining lock chambers by means of sealing devices 34 , 34 ', 36 , 32 a, 32 b, 50 a, 50 b with respect to the lock channel 41 and are atmospheric pressure-tight , in particular vacuum tight, preferably high vacuum tight. The sealing devices 34 , 34 ', 36 , 32 a, 32 b, 50 a, 50 b each consist of radial seals 50 a, 50 b formed above and below the individual lock chambers 7 c between 7 j Fig. 9 and 10 shown, opposite the Schleusenkanalin nenwand 22 on the one hand and slides 32 b, which are fixed to the lock chamber wheel 10 and adjacent to the lock chambers 7 a- 7 m, on the other hand, atmospheric density. The slider 32 b is guided in a slide 32 a formed in a backdrop, which are held by an elastically deformable compensating element 36 between the slider 32 b and the slider 32 a, these resiliently in contact. The slides 32 a and 32 b are pressed radially outward in the radial direction by spring elements 34 , 34 '(see FIG. 11), which are fixed in the lock chamber wheel 10 by a screw 35 , where the slides 32 a, 32 b th retained even upon rotation of the wheel lock chamber 10 in dynamic sealing contact with the lock chamber inner wall 22nd The sealing device 34 , 34 ', 36 , 32 a, 32 b, 50 a, 50 b thus ensures that the individual lock chambers 7 a, 7 b,. . . are separated from each other atmospherically and adequately in a vacuum-sealing manner during the smuggling process.
11
Raum, Außenraum
Space, outside space
22nd
Schleuseneinrichtung
Lock facility
33rd
Substrat, Behälter, Werkstück
Substrate, container, workpiece
44th
Raum, Behandlungsraum, Beschichtungskammer
Room, treatment room, coating chamber
55
Kammerwand
Chamber wall
66
Schleusenkanal
Lock channel
77
a-a-
77
m Schleusenkammer
m lock chamber
88th
Pumpöffnungen, Saugstutzen
Pump openings, suction nozzle
99
Bedampfungswolke, 25%-Dichteverteilung
Evaporation cloud, 25% density distribution
1010th
Karussellrad, Schleusenkammerrad
Carousel wheel, lock chamber wheel
1111
Wendevorrichtung
Turning device
1212th
Bedampfungswolke, 50%-Dichteverteilung
Evaporation cloud, 50% density distribution
1313
Substrat, beschichtet
Coated substrate
1414
Schleusenkammerwand
Lock chamber wall
1515
, ,
1515
' Übergabehandling
'Transfer handling
1616
, ,
1616
' Greifvorrichtung
'' Gripping device
1717th
, ,
1717th
' Übergabehandling
'Transfer handling
1818th
, ,
1818th
' Greifvorrichtung
'' Gripping device
1919th
a, b Schleusendeckel, Schleusenboden
a, b lock cover, lock floor
2020th
Schleusenkammeröffnung
Lock chamber opening
2222
Schleusenkanalinnenwandung
Lock channel inner wall
2424th
Schleusenkanal, Karussellgehäuse, Karussellkammer
Lock channel, carousel housing, carousel chamber
3030th
, ,
3030th
' Dichtungsvorrichtung
'' Sealing device
3232
a, b Schieber
a, b slider
3333
a, b Schieber
a, b slider
3434
Federelement
Spring element
3535
Schraube
screw
3636
Ausgleichselement
Compensating element
3838
Zahnrad
gear
4040
Lagerdeckel
Bearing cap
4141
Schleusenkanal
Lock channel
4242
Lagerdeckel
Bearing cap
4444
Welle
wave
4646
Lager
camp
4848
Lager
camp
5050
a, b Radialdichtung
a, b radial seal
5252
Dichtelement
Sealing element
6060
Beschichtungsquelle
A Beschickungsstation
B Übergabestation
C, D, E, F Transportweg
G Übergabestation
H Entladestation
R Drehrichtung
Ps Coating source
A loading station
B transfer station
C, D, E, F transport route
G transfer station
H unloading station
R direction of rotation
P s
Behälterwandbeschichtungsposition
Pv Container wall coating position
P v
Behälterbodenbeschichtungsposition
T1 Container bottom coating position
T 1
Transportstrecke/Außenraum
T2 Transport route / outside space
T 2
Transportstrecke/Innenraum
Transport route / interior
Claims (9)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: APPLIED FILMS GMBH & CO. KG, 63755 ALZENAU, DE |
|
8141 | Disposal/no request for examination |