DE19927062A1

DE19927062A1 - Schleuse

Info

Publication number: DE19927062A1
Application number: DE1999127062
Authority: DE
Inventors: Detlef Eller
Original assignee: Leybold Systems GmbH
Current assignee: Leybold Systems GmbH
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2000-12-21

Abstract

Bei einer Schleuse (1) mit einem Schleusenspalt (4) zum Einführen oder Herausführen einer Folie (5) in eine oder aus einer Vakuumkammer (12) erfolgt die Abdichtung der Folie (5) in dem Schleusenspalt (4) durch zumindest ein von der Vakuumkammer (12) zur Atmosphäre förderndes Pumpenrotorpaar (6, 7, 8, 9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleuse mit einem durch Dichtmittel abgedichteten Schleusenspalt zum Einführen oder Herausführen einer Folie in eine Vakuumkammer oder aus ihr heraus.

Schleusen der vorstehenden Art sind allgemein bekannt und werden beispielsweise benötigt, wenn man kontinuierlich eine Folie von außen her in eine Vakuumkammer einführen und nach einer Beschichtung innerhalb der Vakuumkammer wieder aus ihr herausführen will. Da solche Vakuumkammern oftmals unter Hochvakuum stehen müssen, beispielsweise bei Bedampfungsanlagen oder Sputteranlagen zur Folienbe schichtung, hat die Abdichtung des Schleusenspaltes große Bedeutung. Da die Folie in der Regel nicht von Vakuum dichtungen berührt werden darf, weil sie dann zerkratzen könnte, führt man derzeit die Folie durch mehrere, hin tereinander angeordnete Druckstufen hindurch, die einzeln über Rohrleitungen mit einem Vakuumpumpstand verbunden sind. Solche Schleusen beanspruchen jedoch ein großes Bauvolumen und erfordern sehr große Pumpleistungen. Da durch ergibt sich ein großer Platz- und Energiebedarf.

Um diese Nachteile zu vermeiden, verzichtet man vielfach auf ein kontinuierliches Einschleusen von Folien und bringt stattdessen Rollen mit der Folie in die Vakuumkam mer ein, wo sie nach Erzeugung des Vakuums abgewickelt, beschichtet und auf eine andere Rolle aufgewickelt wird. Anschließend flutet man die Vakuumkammer, entnimmt die Rolle mit der beschichteten Folie und bringt eine neue Rolle mit noch unbeschichteter Folie ein. Solche Anlagen erfordern ebenfalls einen sehr großen Platzbedarf und ho hen Energiebedarf. Das ständige Anfahren und Unterbrechen des Beschichtungsprozesses macht einen großen Bedienauf wand erforderlich.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Schleuse der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie ein möglichst geringes Bauvolumen hat und ein Einschleusen von Folie mit möglichst geringem Energiebedarf und ohne Gefahr eines Zerkratzens der Folie ermöglicht.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichtmittel in dem Schleusenspalt durch zumindest ein von der Vakuumkammer zur Atmosphäre förderndes Pumpenro torpaar gebildet sind.

Eine solche Schleuse bildet durch das Pumpenrotorpaar zu gleich eine Vakuumpumpe, durch die die Folie unmittelbar hindurchgeführt wird. Dadurch ergibt sich im Schleusen spalt eine ständige Gasströmung von der Vakuumkammer zur Atmosphäre hin, so dass ein Eintritt von Luft in die Va kuumkammer auf einfache Weise vermieden werden kann, ohne dass eine Berührung des Pumpenrotorpaares durch die Folie erforderlich wird. Als primäre Anwendung der Erfindung kommen zwar Folienbeschichtungsanlagen in Frage, jedoch lässt sich der Erfindungsgedanke auch anwenden, wenn die Schleuse statt zum Schleusen von Folie zum Schleusen fla cher Substrate ausgebildet ist.

Besonders wirkungsvoll ist die Schleuse gestaltet, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Pumpenrotorpaar durch zwei dichtend ineinander kämmende Wälzkolben gebildet ist, von denen ein Wälzkolben gerin ges Spiel gegenüber einer Wand des Schleusenspaltes und der andere Wälzkolben geringes Spiel gegenüber der Folie hat.

Die Folie kann auf beiden Seiten jeweils durch ein Pum penrotorpaar gegenüber der Wand des Schleusenspaltes ab gedichtet sein, wenn zu beiden Seiten der Folie jeweils ein Pumpenrotorpaar angeordnet ist.

Die Wirkung der Schleuse lässt sich durch Hintereinander schalten mehrerer Pumpenrotorpaare und damit durch Bil dung mehrerer Druckstufen verbessern, wenn in dem Schleu senspalt hintereinander mehrere Pumpenrotorpaare angeord net sind.

Man kann auf einer Seite der Folie auf Pumpenrotorpaare gänzlich verzichten, wenn gemäß einer anderen Weiterbil dung der Erfindung in einer zylindrischen Schleusenkammer eines Schleusengehäuses eine mit der Vorschubgeschwindig keit der Folie umlaufende Walze angeordnet ist, wenn der Schleusenspalt in der Schleusenkammer entlang eines Teil bereiches des Außenumfangs der Walze verläuft und die Fo lie durch Umlenkrollen gegen diesen Teilbereich der Walze gehalten ist.

Das Ein- und Ausschleusen einer Folie kann mittels eines einzigen Schleusenkörpers geschehen, wenn der Schleusen körper einen die Pumpenrotorpaare aufweisenden Schleusen spalt zum Einschleusen der Folie und symmetrisch dazu ei nen Schleusenspalt zum Ausschleusen der Folie hat, wenn beide Schleusenspalte mit einem gemeinsamen Folienfüh rungskanal verbunden sind, welcher zum Herausführen der Folie aus einem Schleusenspalt und zum Einführen der Fo lie in den anderen Schleusenspalt ausgebildet ist, und wenn die beiden Schleusenspalte jeweils an ihrem dem Fo lienführungskanal gegenüberliegenden Ende mit einem Schlitz Verbindung haben.

Eine unerwünscht hohe, einseitige Druckbeanspruchung der Walze in dem Schleusenkörper lässt sich dadurch aus schließen, dass die Schleusenkammer auf der den Schleu senspalten mit den Pumpenrotorpaaren gegenüberliegenden Seite einen Anschluss für eine Vakuumpumpe aufweist.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Schleuse,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Schleuse,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 im Maßstab vergrößerte Schnittdarstellung eines Teilbereiches der Schleuse.

Die Fig. 1 zeigt eine Schleuse 1, welche zwischen zwei einander mit Abstand zugewandten Wänden 2, 3 einen Schleusenspalt 4 aufweist. Mittig durch diesen Schleusen spalt 4 hindurch verläuft eine Folie 5, die durch Pumpen rotorpaare 6, 7 und weitere nachgeschaltete Pumpenrotor paaren 8, 9 gegenüber den Wänden 2, 3 abgedichtet ist. Jedes Pumpenrotorpaar 6, 7, 8, 9 besteht aus zwei inein ander kämmenden Wälzkolben 10, 11. Diese Wälzkolben 10, 11 werden jeweils in einem solchen Drehsinn angetrieben, dass zwischen dem jeweils äußeren Wälzkolben, beispiels weise dem Wälzkolben 10, und der Wand 2 der Schleuse 1 sowie zwischen dem inneren Wälzkolben 11 und der Folie 5 bei einer Schleuse 1 zum Einschleusen der Folie 5 eine entgegengesetzt der Förderrichtung der Folie 5 gerichtete Strömung entsteht, was in Fig. 1 durch Pfeile verdeut licht wurde. Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 soll rechts der Schleuse 1 in einer Vakuumkammer 12 Unterdruck und links von ihr Atmosphärendruck herrschen.

Die Fig. 2 zeigt einen Schleusenkörper 13 mit einem Schleusengehäuse 14, welches eine zylindrische Schleusen kammer 15 bildet, in welcher eine mit der Umfangsge schwindigkeit der Folie 5 umlaufende Walze 16 angeordnet ist. Die Schleusenkammer 15 ist im unteren Bereich im Durchmesser vergrößert, so dass zwischen der Walze 16 und der Innenmantelfläche der Schleusenkammer 15 der Schleu senspalt 4 und symmetrisch dazu ein Schleusenspalt 4' entsteht. In beiden Schleusenspalten 4, 4' befinden sich wiederum Pumpenrotorpaare 6, 6''.

Im unteren Bereich des Schleusengehäuses 14 führt ein Fo lienführungskanal 17 aus der Schleusenkammer 15 heraus. Die in Fig. 2 gesehen von links her über einen horizon talen Schlitz 18 in die Schleusenkammer 15 einlaufende Folie 5 wird durch Umlenkrollen 19, 20 in Anlage an die Walze 16 gehalten und verlässt das Schleusengehäuse 14 über einen Folienführungskanal 17, der mit beiden Schleu senspalten 4, 4' Verbindung hat. Die behandelte Folie 5' läuft durch den Folienführungskanal 17 nach oben und dann in Anlage an die Walze 16 zu einem Schlitz 18', über den sie den Schleusenkörper 13 verlässt. An der oberen Seite des Schleusenkörpers 13 ist ein Anschluss 21 vorgesehen, der mit einer Vakuumpumpe 22 Verbindung hat. Dadurch kann in der gesamten Schleusenkammer 15 Unterdruck erzeugt werden.

Die Detaildarstellung gemäß Fig. 3 verdeutlicht wie derum, wie Wälzkolben 10' und 11' eines Pumpenrotorpaares 6' aufgrund ihres Drehsinnes Gas von der Vakuumkammer 12 weg zur Atmosphäre fördern.

Bezugszeichenliste

1

Schleuse

2

Wand

3

Wand

4

Schleusenspalt

5

Folie

6

Pumpenrotorpaar

7

Pumpenrotorpaar

8

Pumpenrotorpaar

9

Pumpenrotorpaar

10

Wälzkolben

11

Wälzkolben

12

Vakuumkammer

13

Schleusenkörper

14

Schleusengehäuse

15

Schleusenkammer

16

Walze

17

Folienführungskanal

18

Schlitz

19

Umlenkrolle

20

Umlenkrolle

21

Anschluss

22

Vakuumpumpe

Claims

1. Schleuse mit einem durch Dichtmittel abgedichteten Schleusenspalt zum Einführen oder Herausführen einer Fo lie in eine Vakuumkammer oder aus ihr heraus, dadurch ge kennzeichnet, dass die Dichtmittel in dem Schleusenspalt (4) durch zumindest ein von der Vakuumkammer (12) zur At mosphäre förderndes Pumpenrotorpaar (6, 7, 8, 9) gebildet sind.

2. Schleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrotorpaar (6, 7, 8, 9) durch zwei dichtend in einander kämmende Wälzkolben (10, 11) gebildet ist, von denen ein Wälzkolben (10) geringes Spiel gegenüber einer Wand (2) des Schleusenspaltes (4) und der andere Wälzkol ben (11) geringes Spiel gegenüber der Folie (5) hat.

3. Schleuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten der Folie (5) jeweils ein Pumpenrotor paar (6, 7) angeordnet ist.

4. Schleuse nach zumindest einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schleusen spalt (4) hintereinander mehrere Pumpenrotorpaare (6, 8, 9) angeordnet sind.

5. Schleuse nach zumindest einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zylindri schen Schleusenkammer (15) eines Schleusengehäuses (14) eine mit der Vorschubgeschwindigkeit der Folie (5) umlau fende Walze (16) angeordnet ist, dass der Schleusenspalt (4, 4') in der Schleusenkammer (15) entlang eines Teilbe reiches des Außenumfangs der Walze (16) verläuft und die Folie (5) durch Umlenkrollen (19, 20) gegen diesen Teil bereich der Walze (16) gehalten ist.

6. Schleuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleusenkörper (13) einen die Pumpenrotorpaare (6, 6') aufweisenden Schleusenspalt (4) zum Einschleusen der Folie (5) und symmetrisch dazu einen Schleusenspalt (4') zum Ausschleusen der Folie (5') hat, dass beide Schleu senspalte (4, 4') mit einem gemeinsamen Folienführungska nal (17) verbunden sind, welcher zum Herausführen der Fo lie (5) aus einem Schleusenspalt (4) und zum Einführen der Folie (5') in den anderen Schleusenspalt (4') ausge bildet ist, und dass die beiden Schleusenspalte (4, 4') jeweils an ihrem dem Folienführungskanal (17) gegenüber liegenden Ende mit einem Schlitz (18, 18') Verbindung ha ben.

7. Schleuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenkammer (15) auf der den Schleusenspalten (4, 4') mit den Pumpenrotorpaaren (6, 6') gegenüberliegenden Seite einen Anschluss (21) für eine Vakuumpumpe (22) auf weist.