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Die Erfindung betrifft den konstruktiven Unterbau einer Vakuumbehandlungsanlage in der Art, dass die Vakuumbehälter oder -kammern durch den Unterbau von einem festen Untergrund wie einem Hallenboden auf eine Höhe, die vorrangig den logistischen Anforderungen wie dem Zu- und Abtransport von zu behandelnden beziehungsweise behandelten Substraten gerecht wird, angehoben sind. Beispielsweise kann bei einer Durchlaufbeschichtungsanlage die maßgebliche Hohe der Transportmittel für Substrate wie Glasscheiben circa die Höhe eines Arbeitstisches aufweisen, dementsprechend die Höhe der Vakuumbehälter durch deren Unterbau ausgebildet ist.
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Für hier in Betracht kommende Vakuumkammern sind auch die Begriffe Vakuumbehälter oder -gehäuse geläufig. Zweckgemäß handelt es sich um einen mechanisch stabilen Behälter, der subatmosphärischen Druck im Inneren zulässt. Eine solche Vakuumkammer bildet eine physische Einheit innerhalb einer Anlage zur Vakuumbehandlung und so besteht eine solche Anlage üblicherweise aus mehreren zusammengefügten Vakuumkammern. Kammern in derartigen Anlagen sind nach ihrer Funktion als Schleusen-, Transfer-, Puffer- oder Prozesskammern bezeichnet. In Anbetracht einer zumeist geradlinig aufgestellten und über 30 m langen Anlage, ergibt es sich aufgrund von Gewicht und Größe der herstellbaren Kammern sowie deren Transport- und Montagemöglichkeiten, dass eine solche Anlage meist aus mehreren einzelnen Vakuumkammern besteht.
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Die geradlinig aufgestellte so genannte in-line-Anlage mit horizontaler oder vertikaler Lage der zu behandelnden Substrate ist für flache großflächige Substrate wie beispielsweise Glasscheiben weithin bekannt. Neben solchen Anlagen für die Behandlung diskreter Substrate sind Anlagen für die Behandlung von so genannten Endlossubstraten wie Folien- oder Metallbändern bekanntermaßen im produktiven Einsatz. Die äußere Form einer solchen Anlage und somit die Aneinanderreihung und Aufstellung der Vakuumkammern gibt maßgeblich ein Transportpfad, auf welchem die einzelnen Substrate oder das Endlossubstrat durch die Anlage bewegt werden, vor. Für unflexible Materialien wie Glasscheiben ist zumeist der Transportpfad in einer Transportebene angelegt und ein geradliniger Transport vorgesehen. Alternativ angelegte Transportpfade können je nach der Art des Substrates gekrümmte oder andere Formen aufweisen. Letztlich sorgen Transportmittel für die Ausgestaltung des Transportpfades.
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Weiterhin unterscheiden sich Anlagen danach, wie das Substrat in die oder aus der Anlage gelangt. Es kommen s. g. Batch-Anlagen ebenso in Betracht wie s. g. Air-to-Air-Anlagen. Während in Batch-Anlagen ein Substratvorrat eingebracht, die Anlage evakuiert, das Substrat darin behandelt, die Anlage belüftet und der behandelte Substratvorrat der Anlage entnommen wird, erlaubt eine Durchlaufbehandlung mit Air-to-Air-Anlagen das kontinuierliche oder diskontinuierliche Ein- und Ausschleusen des Substrates in die bzw. aus der Anlage. Derartige Kammern zum Schleusen gehören auch zu den hier betrachteten Vakuumkammern.
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Angesichts der dargestellten Anlagengröße ist es unverzichtbar, dass die Vakuumkammern auf einem sicheren Unterbau stehen oder abgestellt sind und dass sich keinesfalls ein räumlicher Versatz der Vakuumkammern zueinander im Laufe des ortsgebundenen Betriebes der Anlage einstellt.
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Nach dem Stand der Technik sind gattungsgemäße Vakuumbehandlungsanlagen der beschriebenen Art mit einem Unterbau ausgestattet, der aus senkrecht stehenden und zumeist an der Unterseite der Vakuumkammer befestigten Säulen besteht. Diese Säulen weisen am oberen Ende einen Flansch zur Montage an der Vakuumkammer auf und am unteren Ende einen ähnlichen Flansch, der sicheren Stand auf dem Untergrund schafft.
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Es hat sich als Problem gezeigt, dass es dem aus den Säulen gebildeten Unterbau gegen seitlich auf die Kammern einwirkende Kräfte, sofern diese Kräfte unerwartet stark auftreten, an ausreichender Standfestigkeit mangelt. Folglich kann es in solchen Fällen mit auftretenden Verschiebungen an den Säulen im Unterbau zu einer Fehlstellung einzelner Vakuumkammern zueinander und weiter zur Fehlstellung der Anlage insgesamt kommen, was ein betriebliches Risiko darstellt. Weitaus kritischer wäre noch, wenn es an den Säulen zu Verschiebungen kommt, die letztlich den Verlust der tragenden Wirkung des Unterbaus zur Folge hätten. Die die Anlage bildende Kette von Vakuumkammern könnte im Extremfall durch- oder auseinanderbrechen.
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Die vorstehende Situation träte dann ein, wenn eine Vakuumbehandlungsanlage in einem seismisch aktivem Gebiet, einem Erdbebengebiet, aufgestellt wäre. Dieser Fall ist daher nicht ausgeschlossen, da globale Industrie- und Wirtschaftszentren zum Teil in solchen Erdbebengebieten angesiedelt sind; beispielsweise Nordamerika und Ostasien. Es ist daher eine Frage des Einhaltens von Sicherheitsstandards, die für Gebäude (z. B. IBC: International Building Code), Anlagen und dergleichen anzuwenden sind, damit für Mensch und Leben kein Risiko ent- oder besteht.
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Demnach greift die Erfindung die Zielstellung auf, dass Vakuumbehandlungsanlagen insbesondere in Erdbebengebieten geltende Sicherheitsstandards erfüllen, und leitet daraus die Aufgabe ab, den Unterbau dieser Vakuumbehandlungsanlage dahingehend konstruktiv aufzuwerten.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Der gattungsgemäße Unterbau an einer Vakuumbehandlungsanlage zum Stützen einer der Vakuumbehandlungsanlage zugehörigen Vakuumkammer an deren Vakuumkammerwand, weist mindestens zwei vorzugsweise senkrecht gestellte Säulen somit in vorbestimmter Lage auf.
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Nach dem Kennzeichen der Erfindung ist durch mindestens eine Strebe zwischen beiden Säulen mindestens eine Säule gegen ein Verstellen aus deren vorbestimmter Lage gesichert.
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Dadurch gewinnt der aus für sich stehenden einzelnen Säulen bestehende Unterbau deutlich an Stabilität. Es wird auch nach folgenden Ausführungsformen immer weiter vermieden, dass sich Säulen im Unterbau verstellen können. Allgemein hebt ein konstruktives Mittel die Notwendigkeit des höheren Materialeinsatzes bei einem verstärkten Unterbau auf. Der bislang problematische Betrieb einer Vakuumbehandlungsanlage in erdbebengefährdeten Gebieten wird somit erstmalig zulässig. Näheres dazu folgt der Beschreibung der Ausführungsformen.
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Zweckmäßigerweise sind zwischen zwei Säulen zwei sich kreuzende Streben vorgesehen. Diese sollten auf den Diagonalen in dem durch die Säulen eingerahmten Viereck liegen.
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Zwei alternative Ausführungsformen bezüglich sich kreuzender Streben sind wie folgt von Vorteil. Zum Ersten sind die sich kreuzenden Streben durch einen Kreuzverbinder verlaufend mit diesem verbunden. Das bietet sich an, wenn die aus Streben und Kreuzverbinder bestehende Baugruppe bezüglich Gewicht und Größe im Ganzen zu handhaben ist. Bei längeren Streben, die somit deutlich schwerer ausfallen und einzeln montiert werden müssen, sind zum Zweiten die sich kreuzenden Streben im Bereich der Kreuzung zueinander beabstandet angeordnet.
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Um die Strebe zwischen den Säulen anzuordnen, ist die Strebe einerseits mit einer die Säule anteilig umgebenden Zarge an dieser befestigt und andererseits mit einem Eckschuh am unteren Ende der Säule an dieser anliegend gehalten.
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Darauf aufbauen ist es von Vorteil, dass zwei Säulen zwischen deren unteren Enden durch eine Distanzstück gegen ein Verschieben dieser Enden zueinander beabstandet gehalten sind. Zudem weist mindestens eine Säule an deren unteren Ende einen Flansch vorzugsweise in Form einer rechteckigen Platte auf.
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Nach dem Vorhergehenden bietet es sich an, dass zwischen den Flanschen zweier Säulen das Distanzstück und auf mindestens einem Flansch aufliegend der Eckschuh angeordnet ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb der Säule mindestens ein Mittel zur Federung und/oder Höhenverstellung vorgesehen, dass Erschütterungen beziehungsweise Höhenunterschiede des Untergrundes ausgleichende Funktionen aufweist.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Säule an deren oberen Ende einen Flansch vorzugsweise in Form einer rechteckigen Platte mit Befestigungsmitteln zum Befestigen an der Vakuumkammerwand aufweist.
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Der gesamte Unterbau einer Vakuumbehandlungsanlage erlangt komplexe Stabilität, wenn vorzugsweise jede einzelne Säule über Streben gesichert ist. Da insbesondere in Transportrichtung, d. h. in Längsausdehnung der Anlage, vorgesehen ist, die Streben am unteren Ende der Säulen in der Ecke mittels des Eckschuhs anzulegen, bedarf es einer Gegenkraft, die verhindert, dass sich die unteren Enden der Säulen voneinander weg bewegen. Der Unterbau der benachbarten Kammern ist vorgesehen, das zu verhindern. Somit drücken die beiden Endschuhe zwei benachbarter Kammer gegeneinander und halten die Säule zumindest gegen ein Verstellen in Transportrichtung in der vorbestimmten Lage. An den Enden des Unterbaus, in der Transportrichtung gesehen, besteht die Notwendigkeit, Endschuhe und Distanzstücke an den Säulen zu befestigen. Dadurch ist dort eine kraftstabile Dreieckskonstruktion geschaffen. Streben, die quer zur Transportrichtung verlaufen, sind fest mit den Säulen zu verbinden, da es hier anders als in Transportrichtung an seitlich gegenwirkenden Kräften fehlt und somit die Stabilität gegen seitlich wirkende Kräfte autark über die Säulen, Streben und ggf. Kreuzverbinder erreicht werden muss.
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Streben mit Zargen, Endschuhen und Kreuzverbindern ergänzen eine Vakuumbehandlungsanlage optional. Das heißt, sie sind bestenfalls in der Art eines Bausatzes zum Nachrüsten vorgesehen. So weisen die Streben Mittel auf, womit sie mit Säulen, Wänden oder Flanschen lösbar verbindbar sind.
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Die geschaffenen Streben lassen es zu, dass Säulen nicht zwingend senkrecht sondern unten nach außen gestellt sein können. Die Standfläche auf dem Untergrund vergrößert sich damit und folglich die Standfestigkeit der Anlage.
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Der vorstehenden technischen Lehre bleibt zu ergänzen, wie Streben und Verbindungen zu dimensionieren sind. Dazu ist auf Normen wie beispielhaft aufgeführt zurückzugreifen, die vorgeben welche orthogonal zu Gravitation wirkenden Kräfte in Erdbebengebieten zu erwarten sind. Anhand des Gewichts der Vakuumkammer, das mit zunehmender Größe steigt, lässt sich die geforderte Zug- und Druckfestigkeit für den Unterbau ableiten. Um den Anforderungen hinsichtlich Betriebs- und Erdbebensicherheit zu genügen, sind insbesondere Kenntnisse wie Ortslage und Anlagengröße so zu berücksichtigen, dass der Unterbau hinsichtlich Material und Ausführung den spezifischen Erfordernissen entspricht.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Dazu zeigt die 1 den Unterbau 1 unterhalb einer als Platte angedeuteten Vakuumkammerwand 3 an der Unterseite einer Vakuumkammer 2, die hier nicht vollständig dargestellt ist. Vier Säulen 4 mit jeweils einem Flansch 5 stützen die Vakuumkammer 2. Die Vakuumkammerwand 3 der Vakuumkammer 2 liegt hierfür auf den Säulen 4 auf und ist dort mit den Säulen 4 verbunden. Jeder der vier Säulen verfügt über eine Federung/Höhenverstellung 6. Sowohl der Höhenausgleich der Vakuumkammerwand 3 ist damit realisierbar als auch, dass Erschütterungen des Untergrundes kompensiert werden. Die Streben 7 sind sowohl in langer Form (in Transportrichtung 12) mit Zarge 8 und Eckschuh 9 als auch in kurzer Form (quer zur Transportrichtung 12) mit einem Kreuzverbinder 11 gezeigt. In Transportrichtung 12 befindet sich zwischen den Flanschen 5 das Distanzstück 10.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Unterbau
- 2
- Vakuumkammer
- 3
- Vakuumkammerwand
- 4
- Säule
- 5
- Flansch
- 6
- Federung/Höhenverstellung
- 7
- Strebe
- 8
- Zarge
- 9
- Eckschuh
- 10
- Distanzstück
- 11
- Kreuzverbinder
- 12
- Transportrichtung
