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Verfahren und Vorrichtung zur Mehrßchichtbedampfung.
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FUr diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S.-Anmeldung
Serial-No. 8813 vom 5. Februar 197o in Anspruch genommen.
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In der Juniausgabe 1969 von "Research/Development" erscheint auf
Seite 42 ein Aufaatz mit dem Titel "The L-O-F Semicontinuous Thermal Evaporation
Plant (Halbkontinuierlich arbeitende Bedampfungsanlage), in welchem eine Vorrichtung
zum Aufdampfen von bis zu drei Schichten auf eine im wesentlichen senkrecht stehende
Glasplatte beschrieben ist. Diese Vorrichtung ist mit mehreren Nachteilen behaftet,
wie z.B.
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dem, daß eb schwierig ist, gedgnete Verdampfungsquellen für die Bedampfung
senkrechter Flächen zu finden. Außerdem ist der Anwendtmgsbereich des Gerätes begrenzt.
Es besteht daher ein dringender Bedarf für eine neuartige Vorrichtung und ein Verfahren
zu Beschichten großflächiger Unterlagen.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Mehrschichtbedampfung zu schaffen, vermittels deren Mehrschichtbedampfungen
schnell und wirtschaftlich auf großformatige Unterlagen aufbringbar sind. Das Verfahren
und die Vorrichtung sollen im wesentlichen automatisch sein, sowie eine durchgehende
Präzisionssteuerung, das Vorwärmen der Unterlagen vor der Olimmentladungsreinigung
und das schnelle Zuführen und Abführen der Glasunterlagen in die bzw. aus der Eintrittskammer
und in die bzw. aus der Austrittskammer ermöglichen. Die Vorrichtung soll eine Steuerung
aufweisen, durch die verhindert wird, daß die Unterlagen innerhalb der Vorrichtung
zusammenstossen, und die zwischen den durch die Vorrichtung durchgeführten Unterlagen
vorbestimmte Abstände einhält. Weiterhin sollen Vorrichtungen vorgesehen sein, welche
Druckunterschiede zwischen den verschiedenen Kammern aufrecht erhalten, die Unterlagen
in verschiedenen Kammern auf verschiedene Temperaturen erwärmen, auf diesen Temperaturen
halten und den Transport der Unterlagen in waagerechter Lage vermittels einfacher
Fördervorrichtungen gestatten. Außerdem soll es möglich sein, die Beschichtungen
in der Verdampfungskammer bei unterschiedlichen und vorbestimmten Temperaturen aufzubringen.
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Entsprechend dem nunmehr vorgeschlagenen Verfahren werden die zu
bedampfenden Unterlagen fortschreitend in eine waagerechte Lage gebracht, hintereinander
durch mehrere Beschichtungskammern
durchgeführt, und es werden
auf die Unterlagen nacheinander Bedampfungen aus Verdampfungssubstanzen aufgebracht,
wobei in jeder Kammer jeweils nur eine Beschichtung aufgedampft wird.
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Die zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung ißt erfindungsgemäß
gekennzeichnet, durch zur Halterung der Unterlagen dienende Rahmen, eine Beschichtungskammer,
eine Eintrittskammer, eine Austrittskammer, jeweils an entgegengesetzten Enden der
Eintritts- und der Austrittskammer befindliche Schleusen und zum Transport der Rahmen
mit den darin befindlichen Unterlagen dienende Fördervorrichtungen in jeweils der
Eintrittskammer, der Beschichtungskammer und der Austrittskammer, wobei die Unterlagen
wenigstens in der Beschichtungskammer in waagerechter Lagergehalten werden. Weiterhin
ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Betriebes der Förderbänder und zum Einhalten
vorbestimmter Abstände zwischen den durch die Beschichtungskammer durchgeführten
Rahmen vorgesehen.
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Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden im nachfolgenden
anhand eines bevorzugten Ausfnhrungsbeispiels, das in den Zeichnungen dargestellt
ist, näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Mehrschicht-Verdampfungsvorri
chtung mit einer Steuervorri chtung nach der Erfindung.
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Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt in einem größeren Maßstab einen Schnitt durch einen Teil
der Vorrichtung, der in Fig. 2 durch die Linie 3-3 begrenzt ist und aus der Kammer
A der Vorrichtung besteht.
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Fig. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 3.
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Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 4.
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Fig. 6 zeigt in einem größeren Maßstab einen Teil der in Fig. 2 dargestellten
Vorrichtung, welcher durch die Linie 6-6 begrenzt ist und aus der Kammer C besteht.
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Fig. 7 zeigt in einem größeren Maßstab einen Teil der in Fig. 2 dargestellten
Vorrichtung, der durch die Linie 7-7 begrenzt ist und aus einem Teil der Kammer
D besteht.
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Fig. 8 ist ein Querschnitt entlang der Linie 8-8 der Fig. 7.
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Fig. 9 ist ein Querschnitt entlang der Linie 9-9 der Fig. 7.
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Fig.lo zeigt in einem größeren Maßstab einen Teil der in Fig. 2 dargestellten
Vorrichtung, der durch die Linie soll0 begrenzt ist und aus der Kammer E besteht.
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Fig.11 ist ein Querschnitt entlang der Linie 11-11 der Fig. Io.
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Fig. 12 zeigt in einem größeren Maßstab einen Teil der in Fig. 2 dargestellten
Vorrichtung, der durch die Linie 12-12 begrenzt ist und aus der Kammer F und einem
Abschnitt der Kammer G besteht.
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Fig. 13 ist ein Querschnitt entlang derwLinie 13-13 der Fig. 12.
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Fig. 14 ist ein Querschnitt entlang der Linie 14-14 der Fig. 12.
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Fig. 15 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt der in Fig. 14 dargestellten
Vorrichtung, wobei einige Teile weggebrochen sind.
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Fig. 16 ist ein Querschnitt entlang der Linie 16-16 der Fig. 14.
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Fig. 17 ist eine isometrische Darstellung der Förderabstandsvorrichtung
in der Bedampfungsvorrichtung.
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Fig. 18 zeigt in einem größeren Maßstab einen Teil einer Maskierungsvorrichtung,
die in der Vorrichtung verwendet wird.
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Fig. 19 ist eine Draufsicht entlang der Linie 19-19 auf die in Fig.
18 dargestellte Msskierungsvorrichtung.
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Fig. 20 ist ein schematischer Schaltplan der zum Betrieb der Fördervorrichtungen
dienenden elektronischen Steuervorrichtung.
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Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Mehrschichtbedampfungsvorrichtung
eignet sich besonders für halbkontinuierlichen
Betrieb und zum
Aufbringen von Mehrfachschichten auf verhältnismäßig großformatige Unterlagen oder
Substrate wie z.B. großflächige Glasplatten. Die Vorrichtung schließt eine (nicht
dargestellte) Waschvorrichtung ein, vermittels deren die zu beschichtenden Unterlagen
gewaschen werden, so daß sie vor dem Einführen in die Eintrittskammer A absolut
sauber sind.
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Die Waschvorrichtung führt die Tafelglas-Unterlagen einer Hebevorrichtung
zu, in welcher die Unterlagen in einen Rahmen eingesetzt werden, und won der dann
die in den Rahmen befindlichen Unterlagen einem Ladeförderer 27 zugeführt werden.
Der Ladeförderer 27 ist so ausgelegt, daß er die Unterlagen einzeln nacheinander
einer ausgedehnten Beschichtungs- oder Bedampfungsvorrichtung 28 zuführt. Die Bedampfungsvorrichtung
28 besteht aus einem ausgedehnten Unterbau oder Maschinengestell 29, das eine Vielzahl
kastenförmiger geschlossener Räume 31-41 führt.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, umschließt der Raum 31 eine
Kammer A, der Raum 32 eine Kammer B usw. in der Weise daß die Räume 31-41 jeweils
die Kammern A-K umschließen.
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Eine Vielzahl von Vakuumpumpen unterschiedlicher Ausführungen sind
jeweils den einzelnen Räumen zugeordnet und gestatten das Entleeren der einzelnen
Räume jeweils auf ein vorbestimmtes Vakuum, wie im einzelnen weiter unten ausführlich
beschrieben ist. Die Vakuumpumpen für die einzelnen Räume sind von herkömmlicher
Ausführung und daher in den Zeichnungen nicht dargestellt.
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An der Eingangsseite des Raumes 31 befindet sich eine große Schleuse
V1 und an der Ausgangsseite des Raumes 31 eine entsprechend große Schleuse V2. Der
Raum 31 hat eine wesentlich geringere Höhe als die anderen Kammern. Der Raum 31
und die von diesem gebildete Kammer sind deswegen so klein wie möglich ausgelegt,
weil die Kammer A bei jedem Einführen einer neuen Unterlage in die Kammer zur freien
Atmosphäre hin entlüftet wird. Aus diesem Grunde ist es wUnschenswert, die Kammer
so klein wie möglich zu bemessen, um die zum Auspumpen der Kammer auf das gewünschte
Vakuum erforderliche Zeit so kurz wie möglich zu halten.
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Innerhalb der Kammer A befindet sich eine Fördervorrichtung 46 mit
zwei Antriebsrädern 47 und 48, die innerhalb des geschlossenen Raumes 31 auf gegenüberliegenden
Seiten drehbar angeordnet sind. Der Antrieb für die Antriebsräder 47 und 48 besteht
aus einem Gleichstrommotor 49, der außerhalb des Raumes 31 angeordnet ist. Der Motor
49 treibt ein Untersetzungsgetriebe 51 an, das an dem Maschinengestell 29 befestigt
ist.
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Die Abtriebswelle 52 des Untersetzungsgetriebes treibt ihrerseits
eine Schlupfkupplung 53 an, welche wiederum mit einer Welle 54 verbunden ist, welche
durch eine Vakuumdurchführung 56 in-die Kammer A eingeführt und in dieser mit einer
Kardankupplung 57 mit Dehnungsausgleicher verbunden ist. Die Kupplung 57 treibt
das Antriebsrad 47 an, das seinerseits wiederum mit einer weiteren Kardankupplung
58 verbunden ist, die auf
ihrer anderen Seite in Verbindung mit
einer Welle 59 steht.
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Die Welle 59 steht über eine weitere Kardankupplung 61 mit Dehnungsausgleicher
mit dem anderen Antriebsrad 48 in Verbindung. Die beiden Kardankupplungen mit Dehnungsausgleicher
gestatten ein Ausdehnen und Zusammenziehen der Welle 59 ohne Beschädigung des Antriebes.
Die Antriebsräder 47 und 48 treiben zwei Endlosbänder 62 und 63 von geeigneter Ausführung
und z.B. aus rostfreiem Stahl an. Die Antriebsräder 47 und 48 sind ihrerseits ebenfalls
aus einem geeigneten Werkstoff wie z.B.
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rostfreiem Stahl hergestellt. Die Endlosbänder 62 und 63 sind über
zwei Leitrollen 64 und 66 und über eine große Rolle 67 geführt. Die erforderliche
Spannung der Bänder 62 und 63 wird durch große Leitrollen 68 erzielt, die drehbar
an Armen 69 gelagert sind. Die Arme 69 sind bei 71 drehbar an dem Gehäuse des Raumes
gelagert und tragen an ihren anderen Enden jeweils ein Gegengewicht 5 durch welches
die Leitrollen 68 gegen die unteren Trumms der Bänder 62 und 63 gedrückt werden,
so daß diese durch die ihnen jeweils zugeordneten Antriebsräder 47 bzw. 48 angetrieben
werden können.
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Um den Raum innerhalb der Kammer A noch weiter zu verringen, ist
die Bodenwand 74 des Raumes 31 zwischen den beden Endlosbändern 62 und 63 nach oben
geführt, wie sich insbesondere aus den Figuren 3 und 5 ersehen läßt. Das Austrittsende
der Kammer A weist einen schräg ansteigenden Bodenwandabschnitt 74a auf, in den
ein Rohr 76 von großem Durchmesser
mündet, das mit einer (nicht
dargestellten) Vakuumquelle verbunden ist. Der Raum 31 weist an seiner Oberseite
eine Zutrittsöffnung 81 auf, die normalerweise vermittels einer durch Klammern 83
gehaltenen Deckelplatte 82 verschlossen ist. Ein Mikroschalter MS-2 ist innerhalb
der Kammer A des Raumes 31 angeordnet, und auf dessen Aufgabe wird weiter unten
eingegangen.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die geschlossenen Räume 32 und 33
der Bedampfungsvorrichtung nahezu einander gleich, so daß in Fig. 6 nur der Raum
33 in Einzelheiten dargestellt ist. Der Raum 32 weist eine abnehmbare Deckelplatte
84 auf.
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Innerhalb der Kammer B des Raumes 32 befindet sich eine Fördervorrichtung
86, die der Fördervorrichtung 46 ähnlich ausgebildet ist. Außerdem befindet sich
innerhalb der Kammer B des Raumes 32 eine Förderabstandsvorrichtung 88, die sich
in der in Fig. 2 dargestellten Weise in der Nähe des hinteren Endes der Kammer B
befindet.
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Der geschlossene Raum 33 weist ebenfalls eine abnehmbare obere Deckelplatte
91 und innerhalb der Kammer C eine den Fördervorrichtungen 86 und 46 ähnlich ausgebildete
Fördervorrichtung 92 auf.
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Der Raum 34 ist wesentlich größer als die Räume 32 und 33 und weist
zwei abnehmbare Deckelplatten 96 und eine Fördervorrichtung 97 auf, die den Fördervorrichtungen
46, 86 und 92 ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß sie zusätzliche Leitrollen
aufweist,
die den Leitrollen 64 und 66 der Fördervorrichtung 46 entsprechen. Am Eingang zur
Kammer D und in Ausrichtung mit dem oberen Trumm der Fördervorrichtung 87 befindet
sich in der Kammer D eine beheizte Dichtungsdurchführung 98.
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Innerhalb und am oberen Ende der Kammer C befindet sich eine elektrische
Glaserwärmungsvorrichtung 93 herkömmlicher Ausführung, die dazu dient, die Temperatur
der Unterlage auf die für den in der Vorrichtung durchgeführten Beschichtungsvorgang
erforderliche Temperatur zu erhöhen. Die Erwärmungsvorrichtung erwärmt die Unterlage
hauptsächlich durch Strahlungswärme.
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Die beheizte Dichtungsdurchführung 98 besteht aus einem geeigneten
Werkstoff hoher Festigkeit wie z.B. rostfreiem Stahl und bildet einen verhältnismäßig
engen Kanal oder eine Durchführung 99, der bzw. die gerade so groß ist, daß die
Unterlage ohne mit der Dichtungsdurchführung 98 in Berührung zu kommen> durchgeführt
werden kann. Der Kanal 99 bildet einen hohen Widerstand für den Gasdurchsatz im
molekularen Strömungsbereich, so daß sich ein Druckdifferential zwischen benachbarten
Kammern einstellen läßt. Bei der hier dargestellten Aus führungsform der Erfindung
sind die Dicht ungs durchführungen geheizt, um die Vorwärmtemperatur des Glases
oder der Unterlage beim Einführen in die Kammer C aufrecht zu erhalten.
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Der Dichtungsdurchführung 98 wird ein Niederspannungsstrom
über
elektrische Durchführungen 102 zugeführt, die in die Kammer D eingeführt und in
der in Fig. 9 dargestellten Weise mit der Dichtungsdurchführung 98 verbunden sind.
Da der Kanal selbst ein Widerstands element darstellt, kann er zwei Zwecken gleichzeitig
dienen. So lassen sich mit dem geheizten Kanal ohne weiteres Temperaturen von 300
°C und darüber erreichten. Das Blech aus rostfreiem Stahl, aus dem die Dichtungsdurchführung
98 hergestellt ist, ist verhältnismäßig dünn, so daß eine nur sehr geringe Erwärmung
erforderlich ist, um sehr schnell Gleichgewichtsbedingungen zu erreichen.
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Die Kammer D kann auch als Glimmentladungskammer bezeichnet werden.
Die Dichtungsdurchführung 98 befindet sich am Eingang der Kammer, so daß sich in
der Kammer eine Gasatmosphäre aus einem Gas wie z.R. Sauerstoff unter einem festgelegten
Druck von 10 - 40 Mikron aufrecht erhalten läßt, ohne daß dieser Druck durch den
in der nachstehend beschriebenen Weise zwischen den Kammern A und B automatisch
erfolgenden Austausch nennenswert beeinträchtigt wird. Wenn die Kammer D auf einem
vorbestimmten Druck gehalten wird, läßt sich innerhalb der Kammer eine Glimmentladungsreinigung
der Unterlagen ausführen.
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Die Glimmentladung erfolgt vermittels Glimmentladungselektroden to6,
die in Längsrichtung der Kammer in gegenseitigen Abständen angeordnet sind. Sie
sind im wesentlichen von herkömnlicher Ausführung und bestehen ganz allgemein aus
einem T-förmigen Gehäuse 107, in dem eine Elektrode 1o8 angeordnet
ist.
Die Elektrodenabschirmung 109 ist mit dem Gehäuse verbunden und dient dazu, der
Glimmentladung eine bestimmte Richtungswirkung zu geben. Jede Glimmentladungselektrode
1o6 weist eine Anschlußklemme 111 auf, die mit einer Hochspannungsquelle verbunden
wird.
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Die auf die Kammer D folgende Kammer E ist in vier getrennte kleinere
Kammern 116 unterteilt. Die kleineren Kammern 116 sind sämtlich durch eine gemeinsame
Deckelplatte 117 zugänglich, die einen Teil des die Kammer E bildenden Raumes oder
Gehäuses 35 bildet Jede der Kammern 116 der Kammer E ist jeweils an eine zur Erzielung
des gewünschten Druckes dienende eigene Pumpe angeschlossen. Die Pumpen werden im
allgemeinen in einer solchen Weise betrieben, daß der Druck in den Kammern 116 der
Kammer E fortschreitend von links nach rechts abnimmt. Jede Kammer 116 weist eine
elektrisch beheizte Dichtungsdurchführung 118 auf, die jeweils der bereits beschriebenen
Dichtungsdurchführung 98 entspricht. Die Dichtungsdurchführungen 118 sind gegenüber
dem die Kammer E bildenden Raum elektrisch isoliert und werden durch Widerstandsheizung
erwärmt, so daß die Dichtungsdurchführung selbst Strahlungsenergie an die zu beschichtende
Unterlage abgibt.
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Wie insbesondere aus Fig. 1o ersichtlich, ist eine Endlosföruervorrichtung
119 innerhalb der Kammer E angeordnet und dient dazu, die in der Vorrichtung zu
bedampfenden Unterlagen durch die Kammer E zu transportieren. Die Endlosfördervorrichtung
119
weist einen Motor 121 mit einem Untersetzungsgetriebe 122 auf, das auf einen Unterbau
123 aufgesetzt ist, der fest mit dem Maschinengestell 29 verbunden ist. Das Untersetzungsgetriebe
122 treibt ein Kettenrad 124 an, das wiederum eine Endloskette 126 antreibt. Die
Endloskette 126 dient ihrerseits zum Antrieb mehrerer Kettenräder 127, die mit Wellen
128 verbunden sind. Die Wellen 128 sind durch Drehdurchführungen 129 an dem Maschinengestell
29 durchgeführt und treiben zwei Rollen 131 an, die auf jeweils entgegengesetzten
Seiten der Kammern 116 der Kammer E angeordnet sind. Die sich gegenüberliegenden
Rollen 131 sind jeweils durch Verbindungswellen 132 miteinander verbunden. Wie aus
den Figuren 10 und 11 ersichtlich, weist jede Kammer 116 in der Nähe des Austrittsendes
der in der Kammer befindlichen Dichtungsdurchführung 118 jeweils ein Rollenpaar
auf. Eine Kettenspannvorrichtung 136 ist ebenfalls an dem Maschinengestell 29 gelagert
und dient dazu, die Kette 126 verhältnismäßig fest gespannt zu halten, wie insbesondere
aus den Figuren lo und 11 ersichtlich ist.
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Auf die Kammer E folgt die Kammer F. Der die Kammer F bildende Raum
36 weist ebenfalls eine abnehmbare Deckelplatte 141 auf, welche den Zutritt zur
Kammer gestattet. Das Maschinengestell 29 trägt einen zusätzlichen Raum 142, der
in der in den Figuren 12 und 13 dargestellten Weise in Verbindung mit dem Raum 36
steht. Der Raum 142 weist eine große öffnung 143 aufS die wiederum in Verbindung
mit einer Leistungsfähigen
Vakuumpumpe 144 herkömmlicher Ausführung
steht. Eine beheizte Dichtungsdurchführung 146 von einer der beheizten Dichtungsdurchführung
98 ähnlichen Ausführung ist innerhalb des Raumes 36 am Eingang der Kammer F angeordnet.
Eine zusätzliche nicht beheizte Dichtungsdurchführung 148 ist am Ausgangsende der
Kammer F vorgesehen. Innerhalb der Kammer F befindet sich das eine Ende einer Endlosfördervorrichtung
151, welche dazu dient, die Unterlagen aus der Kammer F in die anschließende Kammer
G zu transportieren.
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Die Kammer G kann als Hauptbedampfungskammer bezeichnet werden und
besteht aus mehreren Abschnitten oder kleineren Kammern 153, die jeweils eine abnehmbare
Deckelplatte 154 aufweisen. Die Anzahl der voneinander getrennten Abschnitte oder
Kammern in der Hauptbedampfungskammer G wird durch die Anzahl der Schichten bestimmt,
die nacheinander auf die Unterlage aufgebracht werden sollen. Bei der hier dargestellten
Ausführungsform der Bedampfungsvorrichtung sind sechs getrennte Kammern 153 vorgesehen,
so daß sich also vermittels dieser Ausführungsform sechs Schichten auf die Unterlage
aufdampfen lassen. Jede Kammer 153 weist eine nicht beheizte Dichtungsdurchführung
156 an ihrem Eingang und eine entsprechende Dichtungsdurchführung an ihrem Ausgang
auf. Außerdem kann jede Kammer 153 eine Erwärmungsvorrichtung für die Unterlagen
aufweisen, die der in Kammer C befindlichen Vorrichtung ähnlich und jeweils an der
Deckelplatte 154 befestigt ist und dazu
dient, die Unterlagen zu
erwärmen. Das Erwärmen kann während der Bedampfung oder zwischen den Bedampfungsvorgängen
für die einzelnen Schichten erfolgen, wenn anstelle der Beschichtung in einer oder
mehreren Kammern nur eine Erwärmung erfolgen soll.
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Wie insbesondere aus den Figuren 12 und 14 ersichtlich, hat der Raum
37 der Kammer G eine wesentlich größere Tiefe als der der vorhergehenden Kammern.
Für jede kleinere Kammer 153 innerhalb der großen Kammer G ist ein jeweils in Verbindung
mit der kleineren Kammer 153 stehender zusätzlicher Raum 158 vorgesehen. Jeder Abschnitt
bzw. jede kleinere Kammer 153 weist ein eigenes Drucksteuer- und Überwachungssystem
und eine eigene Vakuumpumpe 159 auf, die jeweils über eine große öffnung 161 mit
dem Raum 158 in Verbindung steht.
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Jede kleinere Kammer 153 weist außerdem eine eigene Verdampfungsquelle
163 auf, die von beliebiger Ausführung sein und beispielsweise der in der weiteren
U.S.-Patentanmeldung Serial No. 840 777 vom 10. Juli 1969 beschriebenen Ausführung
entsprechen kann. Die dort beschriebenen Verdampfungsquellen weisen eine Elektronenschleuder
auf, durch welche die jeweils auf die Unterlage aufzubringende Aufdampfsubstanz
verdampft wird.
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Jede Verdampfungsquelle 163 it mit anker Abschirmung versehen, die
aus einem vierseitigen Abschirmkörper 166 besteht,
der aus einem
geeigneten und gut wärmeleitfähigen Werkstoff wie z.B. Kupferblech hergestellt ist,
wobei jede der vier Seiten aus einer senkrechten Seitenwand 167 und einem nach innen
geneigten Seitenwandabschnitt 168 besteht. Die geneigten Seitenwände 168 sind so
ausgebildet, daß unmittelbar oberhalb der Mitte der Verdampfungsquelle 163 eine
rechteckige Öffnung 169 gebildet wird, wie sich insbesondere aus Fig. 15 ersehen
läßt. Der Abschirmkörper 166 weist an seinen vier Ecken jeweils einen Pfosten 171
auf, so daß sich die unteren Enden der Seitenwände 167 in einem Abstand oberhalb
der Bodenwand des Raumes 37 befinden. Der Abschirmkörper 166 ist mit Kühivorrichtungen
wie z.B. Rohrleitungen 172 in der Form einer Kühlspirale versehen, die mit den Außenflächen
der Wände 167 und 168 verschweißt ist, wie sich insbesondere aus Fig. 16 ersehen
läßt. Während des Betriebes der Vorrichtung wird durch die KUhlspirale 172 kaltes
Wasser umgewälzt.
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Die Abschirmung weist weiterhin eine Blende oder ein Spritzschild
176 auf, das ausreichend groß ist, um die öffnung 169 abzudecken. Die Blende 176
ist an einem Arm 177 befestigt, der drehbar in einem mit dem Gehäuse des Raumes
37 verbundenen Träger 178 gelagert ist. Zum Verstellen der Blende 176 aus einer
Lage, in welcher sie e den Abschirmkörper 166 überlagert und die Öffnung 169 abdeckt,
in eine seitliche Lage wie z.B. die in Fig. 15 dargestellte, ist eine aus einem
(nicht dargestellten) Hebel herkömmlicher Ausführung bestehende
Vorrichtung
vorgesehen.
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Jeder Abschnitt bzw. jede Kammer 153 der Bedampfungskammer G weist
eine Überwachungseinrichtung 186 für die Verdampfungsgeschwindigkeit auf, der durch
eine Öffnung 187 ein kleiner Anteil der durch die Öffnung 169 in dem Abschirmkörper
166 abgegebenen Verdampfungssubstanz zuführbar ist. Wie weiter unten erläutert,
dient die Verdampfungsgeschwindigkeits-Uberwachungseinrichtung 186 dazu, die Verdampfungsgeschwindigkeit
der Verdampfungsquelle 163 zu steuern bzw. zu überwachen.
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In jeder Kammer 153 befindet sich außerdem eine Vorrichtung zur Beeinflussung
der Verteilung der Aufdampfsubstanz auf die Glasunterlage, so daß eine gleichförmige
Verteilung erhalten wird. Diese Vorrichtung besteht aus der in den Figuren 18 und
19 dargestellten Blendenvorrichtung 191, die vermittels einer Halterung 192 innerhalb
der Kammer an dem Maschinengestell 29 befestigt ist. Wie insbesondere aus Fig. 18
ersichtlich, erstreckt sich die Halterung 192 waagerecht durch die ganze Kammer.
Zwei U-förmige Bügel 193 sind jeweils an den entgegengesetzten Enden der Halterung
192 befestigt und tragen jeweils zwei zueinander ausgerichtete Muffen 194. Eine
Stange 196 ist durch jedes Muffenpaar 194 durchgeführt und trägt eine weitere Muffe
197, die ebenfalls in den Muffen 194 geführt ist. Auf jeder Muffe 197 ist ein Bundring
198 verschiebbar gelagert. Eine Z-förmige Platte 199 ist mit den beiden Bundringen
198 verbunden und daher ebenfalls auf den
Muffen 197 verschiebbar
gelagert. Eine Blende 201 ist vermittels geeigneter Vorrichtungen wie z.B. Schrauben
202 mit der Z-förmigen Platte 199 verbunden und weist einen konvexen vorderen Rand
203 auf, der von der Seite der Kammer nach innen vorsteht.
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Die zum Verstellen der Blende 201 zum Inneren der Kammer hin dienende
Vorrichtung weist eine Innengewindemuffe 206 auf, die fest mit der Z-förmigen Platte
199 verbunden ist. Eine Gewindestange 207, die in die Gewindemuffe 206 eingeschraubt
ist, ist vermittels einer Kupplung 208 mit der Abtriebswelle 209 eines Winkelgetriebes
211 verbunden, das an einem mit der Halterung 192 verbundenen Winkel 212 befestigt
ist. Die Antriebswelle 213 des Getriebes ist über ein Kardangelenk 214 mit einer
Welle 216 verbunden, und die Welle trägt an ihrem anderen Ende ein weiteres Kardangelenk
217, das mit einer weiteren Welle 218 verbunden ist, die zur Außenseite des Raumes
durchgeführt ist und außerhalb des Raumes eine (nicht dargestellte) Kurbel trägt,
vermittels welcher die Welle 216 gedreht und dadurch die Blende 201 in jede gewünschte
Lage aus- oder eingefahren werden kann.
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Wie Fig. 2 zeigt, ist in der Hauptbedampfungskammer G eine einzige
Endlos-Fördervorrichtung vorgesehen, die sich bis in die Kammer H erstreckt. Der
Aufbau des die Kammer H bildenden geschlossenen Raumes 38 ist sehr ähnlich dem des
die Kammer F bildenden Raumes 36. So weist die Kammer H eine
Deckelplatte
221 und eine Dichtungsdurchführung 222 auf, welche der nicht beheizten Dichtungsdurchführung
148 in der Kammer F entspricht. Die Kammer H weist jedoch außerdem eine wassergekühlte
Dichtungsdurchführung 223 auf, in welcher die Wasserkühlung des Kanals dazu dient,
die Glasunterlage durch Strahlung abzukühlen und dadurch den beim Austritt derselben
in die freie Atmosphäre auftretenden Wärmeschock zu verringern. Wie Fig. 2 zeigt,
erstreckt sich die Endlos-Fördervorrichtung 151 bis in die Kammer H und ist in ihrem
Aufbau den vorbeschriebenen Fördervorrichtungen ähnlich. Sie weist zwei durch einenElektromotor
angetriebene Antriebsrollen 226 und ein (nicht dargestelltes) Untersetzungsgetriebe
der oben beschriebenen Ausführung auf. Die Antriebsrollen 226 sind in der gleichen
Weise wie bei den anderen Endlos-Fördervorrichtungen miteinander gekoppelt und treiben
zwei Endlos-Förderbänder 227 aus einem geeigneten Werkstoff wie z.B. rostfreiem
Stahl an. Die Förderbänder 227 sind über Rollen 228 in der Kammer H und dann über
Rollen 229 und auf ihrer anderen Oberfläche über Rollen 231 in den einzelnen Abschnitten
153 der Kammer G geführt. In der Kammer F änd die Bänder über Rollen 232 und um
Rollen 233 herumgeführt. Die Rollen 232 und 233 sind in entsprechenden Bandspannvorrichtungen
234 drehbar gelagert. In jedem Abschnitt 153 der Kammer G und neben jeder Rolle
229 ist jeweils ein zusätzliches Paar kleiner Rollen 236 vorgesehen, wie insbesondere
Fig. 16 zeigt.
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Aus der Darstellung der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die oberen Trumms
der Bänder 227 von den kleinen Rollen 236 und den zwischen diesen befindlichen großen
Rollen 231 gehalten werden. An den Eintritts- und Austrittsenden jedes Abschnittes
153 der Kammer G werden die oberen und unteren Trumms der Bänder zusammengebracht,
so daß sie gemeinsam die verhältnismäßig flachen unbeheizten Dichtungsdurchführungen
156 durchlaufen.
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Die sich an die Kammer H anschließende Kammer I ist in zwei Abschnitte
241 unterteilt. Eine beiden Abschnitten gemeinsame abnehmbare Deckelplatte 243 bildet
einen Teil des die Kammer I bildenden Raumes 39. An den Austrittsenden der Abschnitte
241 befinden sich wassergekühlte Dichtungsdurchführungen 243, die den in der Kammer
H befindlichen wassergekühlten Dichtungsvorrichtung 223 ähnlich ausgebildet sind.
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Außerdem ist innerhalb der Kammer I eine (nicht dargestellte) Fördervorrichtung
vorgesehen, die derjenigen in Kammer E sehr ähnlich ist.
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Die auf die Kammer I folgende Kammer J ist sehr ähnlich der Kammer
B. Der die Kammer bildende Raum 40 weist eine abnehmbare Deckelplatte 246 auf, und
innerhalb der Kammer befindet sich eine Fördervorrichtung 247, die im wesentlichen
der in der Kammer B befindlichen Endlos-Fördervorrichtung 86 ähnlich ist. Am Austrittsende
der Kammer J befindet sich eine große Schleuse V3, die identisch ist zu der Schleuse
V2
am Eintrittsende der Kammer B. Die auf die Schleuse V3 folgende
Kammer K ist im wesentlichen identisch zu der Kammer A.
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Der diese Kammer bildende Raum 41 weist eine abnehmbare Deckelplatte
249 und eine Endlos-Fördervorrichtung 251 auf, die im wesentlichen identisch ist
zu der Endlos-Fördervorrichtung 46 in der Kammer A. Eine Schleuse V4, die der Schleuse
V1 entspricht, befindet sich am Austrittsende der Kammer K. Auf der Austrittsseite
der Schleuse V4 befindet sich eine Endlos-Fördervorrichtung 252, welche die von
der Kammer K abgegebenen Unterlagen einer Hebevorrichtung 253 zuführt. Innerhalb
der Kammer J befinden sich (nicht dargestellte) Mikroschalter, deren genaue Lage
und Aufgabe im nachfolgenden beschrieben wird.
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Ein Abschnitt der in Kammer B befindlichen Förderabstandsvorrichtung
88 ist in Einzelheiten in Fig. 17 dargestellt.
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Die Vorrichtung weist ein großes Lampengehäuse 261 mit einer Vielzahl
von Ausnehmungen 262 auf, die jeweils eine Lampenfassung 263 zur Aufnahme einer
Lampe 264 tragen. Das Lampengehäuse 261 ist an einem oberen und einem unteren Kühlblock
mit (nicht dargestellten) Kühlkanälen befestigt, wobei die Kühlkanäle mit Rohrleitungen
268 in Verbindung stehen. An dem oberen Kühlblock 266 und dem Lampengehäuse 261
ist eine Lampenfassungsabdeckung 269 befestigt. Ein Gehäuse 271 für gedruckte Schaitungsplatten
ist an dem unteren Kühlblock 267 befestigt und enthält eine (nicht dargestellte)
gedruckte
Schaltungsplatte, welche die im nachstehenden beschriebene
Schaltung für die Förderabstandsvorrichtung 88 trägt. Das Schaltungsplattengehäuse
271 ist mit einer Deckelplatte 272 abgedeckt. Ein an dem Lampengehäuse 261 befestigter
Abstandsblock 273 hält vermittels Befestigungsvorrichtungen wie z.B.
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Schrauben 274 eine obere und eine untere Lochplatte 276 bzw.
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277. Wie aus der Darstellung ersichtlich, befinden sich die beiden
Lochplatten in einem gegenseitigen Abstand parallel zueinander und weisen jeweils
in zwei Reihen eine Vielzahl von Löchern oder Durchbrechungen 278 auf, wobei sich
die Löcher in der oberen Lochplatte 276 in Ausrichtung mit den entsprechenden Löchern
in der unteren Lochplatte 277 befinden.
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Die Löcher 278 in den Lochplatten 276 und 277 sind jeweils so angeordnet,
daß die Löcher in den beiden Reihen zueinander versetzt sind, so daß durch das von
den Lampen 264 abgegebene Licht siebenundvierzig Lichtbündel erzeugt werden. Die
siebenundvierzig Löcher in zwei getrennten Reihen haben eine suche Lage, daß keine
Interferenz zwischen benachbarten Photozellen auftritt. Jedes Lichtbündel dient
jeweils zur Beleuchtung einer Photozelle, die sich auf der gedruckten Schaltungsplatte
271 befindet Jede Photozelle bildet einen Teil der in dem Gehäuse befindlichen gedruckten
Schaltungsplatte ausgebildeten Schaltung.
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Die obere und ;iie iriter Elatt [6 bzw. 277 bilden ein Nollim-ltionssyster
jr j jeden der siebenundvierzig Lichtbündel.
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Der Lampengehäuseblock 261, die obere Lochplatte 276 und ein (nicht
dargestellter) Lampenschirm bilden eine das Licht integrierende Kammer, durch welche
die siebenundvierzig Löcher in der oberen Lochplatte gleichförmig beleuchtet werden.
Aufgrund der integrierenden Lichtkammer können angenähert 20 - 30 % der Lampen ausfallen,
ohne daß die Arbeitsweise des Systems dadurch beeinträchtigt wird.
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Zwischen der unteren Lochplatte 277 und der Oberseite des die gedruckte
Schaltungsplatte enthaltenden Gehäuses 271 wird eine U-förmige Ausnehmung 281 gebildet,
die sdche Abmessungen aufweist, daß rechteckige Rahmen 286 durch diese Ausnehmung
durchgeführt werden können. Die Rahmen 286 können aus jedem geeigneten Werkstoff
wie z.B. Aluminium bestehen.
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Wie insbesondere aus Fig. 17 ersichtlich, weisen die Rahmen 286 an
ihrer oberen Oberfläche und in der Nähe des inneren Rahmenrandes eine rechteckige
Aussparung auf, deren Größe auf die aufzunehmenden Glasunterlagen 288 abgestimmt
ist, welche innerhalb der Vorrichtung bedampft werden sollen.
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Die Schaltung befindet sich auf der (nicht dargestellten) gedruckten
Schaltungsplatte, die innerhalb des Gehäuses 271 angeordnet ist und einen Teil der
in Fig. 20 schematisch dargestellten Förderabstandsvorrichtung bildet.
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Die Bedampfungsvorrichtung als Ganzes gesehen umfaßt noch wesentlich
mehr Elektronik, die zum größten Teil von herkömmlicher Ausführung und in Fig. 1
schematisch angedeutet
ist. So ist beispielsweise für jeden Abschnitt
153 der Kammer G ein Schaltschrank 291 für die Steuerung des Betriebes der Verdampfungsquellen
163 vorgesehen. Entsprechend sind weitere Schaltschränke 292 und 293 für die automatische
Steuerung weiterer Abschnitte der Vorrichtung vorgesehen. Die Förderabstandsvorrichtung
88 ist wassergekühlt, so daß sie ohne weiteres innerhalb einer Vakuumkammer wie
z.B. der Kammer B betrieben werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren soll nun kurz anhand der Arbeitsweise
der Mehrschichtbedampfungsvorrichtung beschrieben werden, wozu angenommen werden
soll, daß eine Vielzahl von verhältnismäßig großformatigen Unterlagen vermittels
der Mehrschichtbedampfungsvorrichtung bedampft werden soll.
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Wenn nun die Unterlagen oder Substrate aus Glasplatten bestehen, die
bereits auf eine vorbestimmte Größe wie z.B.
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832 mm x 1 289 mm zugeschnitten sind, lassen sich beschichtete Glasplatten
in einer Größe von 762 x 1 219 mm (3o Zoll x 48 Zoll) erhalten. Die Glastafeln durchlaufen
zunächst eine Wasch- und Reinigungsvorrichtung, die von herkömmlicher Ausführung
sein kann und die Glastafeln auf beiden Seiten wäscht und abspült. Anschließend
wird zurückbleibende Feuchtigkeit auf beiden Seiten weggeblasen. Da die Glasunterseite
beschichtet werden soll, wird diese Oberfläche während des Durchgangs durch die
Vorrichtung nicht von Förderbändern oder dgl. berührt. Das trockene und auf einer
Temperatur
zwischen 26,7 und 32,5 0C befindliche Glas wird dann
in die Aussparungen 287 der in waagerechter Lage befindlichen Rahmen 286 eingesetzt.
Die in den Rahmen 286 befindlichen Glasplatten werden dann in eine (nicht dargestellte)
Hebevorrichtung eingesetzt, von dieser angehoben und dann dem Ladeförderer 27 zugeführt,
auf dem sie sich in einer Lage befinden, in der sie in die Eintrittskammer A eingeführt
werden können.
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Wenn die Vorrichtung zur Aufnahme der nächsten in einen Rahmen 286
eingesetzten Glastafel bereit ist, wird die Schleuse V1 geöffnet und der Ladeförderer
27 in Betrieb gesetzt. Der Rahmen 286 überbrückt den Zwischenraum an der Eintrittsschleuse
V1 und bewegt sich mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit wie z.B. 21,9 m/min.
Sobald der Rahmen 286 gegen den Mikroschalter MS-2 stößt, kommt die Endlos-Fördervorrichtung
46 innerhalb der Kammer A zum Stillstand. Dann wird die Schleuse V1 geschlossen
und das Pumpsystem der Kammer A sofort in Tätigkeit gesetzt, um die Kammer verhältnismäßig
schnell auf einen geeigneten Druck wie z.B. 50 Mikron auszupumpen. Sobald in der
Kammer A dieser Druck erreicht ist und der erste der siebenundvierzig Lichtbündel
in der Förderabstandsvorrichtung 88 freigegeben wird, öffnet sich die Schleuse V2.
Daraufhin werden die Endlos-Förderbänder 46 und 86 in den Kammern A und B in Betrieb
gesetzt, wobei diese mit angenähert gleicher Fördergexchwindigkeit von z.B. 21,9
m/min laufen. Dadurch wird der Rahmen 286 schnell aus der Kammer A in die Kammer
B
transportiert. Der aus der Kammer A zugeführte Rahmen wird so
lange weiterbewegt, bis er sich unmittelbar neben dem letzten Rahmen befindet, der
zuvor in die Kammer B eingeführt worden ist. Der bereits in der Kammer B befindliche
und zu einem früheren Zeitpunkt als der nunmehr aus der Kammer A zugeführte Rahmen
in die Kammer B eingeführte Rahmen wird mit einer wesentlich geringeren vorbestimmten
Geschwindigkeit von z.B. o,6 - 1,2 m/min fortbewegt, wobei diese Geschwindigkeit
von den einen Parametern des jeweils angewendeten Verfahrens abhängig ist. Um zu
verhindern, daß der von der Kammer A zugeführte Rahmen gegen das hintere Ende des
vorhergehenden Rahmens stößt, ist die Förderabstandsvorrichtung 88 vorgesehen, welche
die in der Kammer B befindliche Fördervorrichtung automatisch steuert und einen
vorbestimmten Abstand von z.B. 12 mm zwischen den Rahmen einhält. Sobald der richtige
Abstand erreicht ist, wird die Geschwindigkeit der in der Kammer B befindlichen
Fördervorrichtung verlangsamt, so daß der aus der Kammer A zugeführte Rahmen mit
derselben Geschwindigkeit wie der vorhergehende Rahmen durch die Kammer B durchgeführt
wird. Von diesem Zeitpunkt an folgt der aus der Kammer A zugeführte Rahmen den vorhergehenden
Rahmen und wird bis zum Austrittsende der Vorrichtung mit gleicher Geschwindigkeit
wie die vorhergehenden Rahmen weitertransportiert.
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Wie sich somit ersehen läßt, besteht die Aufgabe der Förderabstandsvorrichtung
darin, den Abstand zwischen zwei sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf
zwei Fördervorrichtungen innerhalb der Vorrichtung fortbewegenden Rahmen auf einen
vorbestimmten Wert einzustellen und dann die Geschwindigkeit einer Fördervorrichtung
an die einer anderen Fördervorrichtung anzupassen, damit der vorbestimmte Abstand
konstant eingehalten wird.
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Bei der in den Figuren 17 und 20 in Einzelheiten dargestellten Förderabstandsvorrichtung
liefert die in dem Gehäuse 271 untergebrachte gedruckte Schaltung eine Ausgangsspannung
von null Volt, wenn jede Photozelle durch das ihr zugeordnete Lichtbündel beleuchtet
wird. Jede Photozelle mit ihrer zugeordneten Schaltung läßt sich daher entsprechend
der Fig. 20 als Digitaltor bezeichnen. Dementsprechend sind die Digitaltore von
1-47 durchnummeriert. Der Teil der Vorrichtung, welcher den Abstand zwischen zwei
Rahmen 286 mißt, besteht aus den Digitaltoren 2-47 und den diesen zugeordneten Photozellen,
Lichtbündeln usw. Die Ausgänge der Digitaltore 2-47 werden einer Analog-Additionsschaltung
301 mit einem Verstärkungsfaktor K zugeführt. Die Analog-Additionsschaltung 301
liefert eine Ausgangsspannung, welche der Anzahl der beleuchteten Photozellen 2-47
proportional ist. Der Verstärkungsfaktor K ist so bemessen, daß das Ausgangssignal
angenähert 10 Volt entspricht, wenn sämtliche Zellen 2-47 beleuchtet sind.
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Wenn sämtliche Zellen 2-47 dunkel sind, beträgt das Ausgangssignal
der Analog-Additionsschaltung 301 null Volt. Wenn die Hälfte der Zellen beleuchtet
ist, beträgt das Ausgangssignal 5 Volt usw. Somit läßt sich ersehen, daß sich das
Ausgangssignal der Analog-Additionsschaltung 301 um kleine Zuwachsbeträge von jeweils
1-46 von 10 Volt verändert, und daß keine zwischen diesen Zuwachsbeträgen liegende
Spannungen erhalten werden. Das ist darauf zurückzuführen, daß das Ausgangssignal
der Digitaltore 2-46 entweder null oder -30 Volt beträgt.
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Ein stufenweise veränderlicher Bezugswertgeber 302 besteht aus einem
Spannungsteiler, dessen Ausgang um Zuwachsbeträge verändert werden kann, die den
sechsundvierzig Ausgangspegelwerten der Analog-Additionsschaltung gleich sind. Dieser
veränderliche Bezugswert wird zur Einstellung des Abstandes zwischen dem jeweils
vorderen und dem diesem folgenden und in die Förderabstandsvorrichtung 88 eintretenden
Rahmen benutzt.
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Der Ausgang der Analog-Additionsschaltung 301 wird einem Vergleicher
302' zugeführt, dessen Bezugswert durch den veränderlich einstellbaren Bezugswertgeber
302 geliefert wird. Wenn das von der Analog-Additionsschaltung 301 abgegebene Ausgangssignal
höher ist als das von dem veränderlich einstellbaren BEzugswertgeber 302 gelieferte
Ausgangssignal, entspricht das Ausgangssignal des Vergleichers einem ersten vorbestimmten
Wert, und wenn das von der Analog-
Additionsschaltung 301 abgegebene
Ausgangssignal kleiner ist als das von dem veränderlichen Bezugswertgeber 302 gelieferte
Signal, hat das Ausgangssignal des Vergleichers 302' einen jeweils vorbestimmten
und unterschiedlichen Wert wie z.B.
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von -15 Volt bzw. +15 Volt.
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Die mit der Ziffer 1 bezeichnete Photozelle steuert ein mit der Ziffer
1 bezeichnetes Digitaltor in gleicher Weise, in der die mit den Ziffern 2-47 bezeichneten
Digitaltore gesteuert werden. Das Ausgangssignal des Digitaltors Nr. 1 wird einem
Pufferverstärker 303 zugeführt, dessen Ausgang wiederum einem Relais 304 zugeführt
wird, das dann erregt ist, wenn ein Lichtbündel auf die Photozelle Nr. 1 fällt,
und das dann stromlos ist, wenn die Photozelle Nr. 1 unbeleuchtet ist. Das Relais
304 liefert eine Spannung von -15 Volt an ein ODER-Gatter 3o6, wenn das Relais 304
erregt ist. Bei nicht erregtem Relais 304 wird dem ODER-Gatter 306 eine Spannung
von null Volt zugeführt. Der Ausgang des Vergleichers 3o2' stellt den zweiten Eingang
für das ODER-Gatter 306 dar. Der Ausgang des ODER-Gatters 306 liegt an einem Pufferverstärker
307, und der Ausgang des Pufferverstärkers 307 speist ein Relais 308. Das Relais
308 ist erregt, wenn an einem der beiden Eingänge des oder-Gatters 306 eine vorbestimmte
Spannung von z.B. -15 Volt anliegt, und ist dann stromlos, wenn an beiden Eingängen
des ODER-Gatters 306 null Volt oder eine positive Spannung liegt. Der Ausgang
des
Relais 308 ist mit einer Motorsteuerung 309 verbunden, die zur Steuerung des Motors
49 der Fördervorrichtung 86 in der Kammer B dient.
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Wenn das Relais 308 erregt ist, wird die Fördervorrichtung 86 mit
hoher Geschwindigkeit angetrieben, und wenn das Relais 308 stromlos ist, arbeitet
die Fördervorrichtung 86 mit langsamer Geschwindigkeit. Die langsame Geschwindigkeit
der Fördervorrichtung 86 entspricht der gleichen Geschwindigkeit wie die der Fördervorrichtung
92, welche stets mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben wird. Wenn die Fördervorrichtung
86 beispielsweise mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird, muß diese Geschwindigkeit
so hoch sein, daß der von dieser nachgeführte Rahmen 286 wenigstens 1,5 m in der
Zeit zurücklegt, in welcher der vorausgehende Rahmen 286 auf der Fördervorrichtung
92 angenähert eine Strecke von o,3 m zurücklegt.
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Das ist deswegen erforderlich, weil der vorausgehende Rahmen 286 sich
etwa in einer Entfernung von 1,5 m vor dem nachlaufenden Rahmen 286 befindet, sobald
der hintere Rand des vorausgehenden Rahmens 286 an dem auf die Photozelle Nr. 1
fallenden Lichtbündel vorbeigelaufen ist.
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Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Förderabstandsvorrichtung 88
soll nun angenommen werden, daß sich die Bedampfungsvorrichtung im Betrieb befindet,
sich jedoch keine Rahmen auf den Fördervorrichtungen befinden. Wenn der erste Rahmen
286 mit einer in den Rahmen eingesetzten Unterlage
der Fördervorrichtung
86 in der Kammer B zugeführt wird, wird diese Fördervorrichtung zunächst mit hoher
Geschwindigkeit angetrieben, da alle Lichtbündel 1-47 ihre entsprechenden Photozellen
Nr. 1-47 beleuchten. Sobald der vordere Rand des Rahmens 286 das Lichtbündel Nr.
1 schneidet, erhält die Photozelle Nr. 1 kein Licht mehr, so daß das Relais 304
stromlos gemacht wird. Das Relais 304 beschickt einen der beiden Eingänge des. ODER-Gatters
306, und dieser Eingang führt dann das Signal null. An dem anderen Eingang des ODER-Gatters
liegt jedoch ein logisches Signal von -15 Volt, so daß das ODER-Gatter ein logisches
Signal abgibt und den Motor der Fördervorrichtung 86 im schnellen Betrieb hält.
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Gleichzeitig wird der zwischen den Rahmen erwünschte Abstand eingestellt
und dadurch in die Vorrichtung eingegeben, daß der veränderliche Bezugswertgeber
302 in der bereits beschriebenen Weise eingestellt wird. Der erwünschte Abstand
kann beispielsweise einem beliebigen Wert zwischen null und einem vorgegebenen Wert
von z.B. 298 mm betragen. Der gewünschje Abstand beträgt beispielsweise 25,4 mm,
was etwa dem Zustand entspricht, bei dem alle Lichtbündel bis auf vier von den Rahmen
bei ihrem Durchgang durch die Vorrichtung aufgefangen werden.
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Wenn nun der vordere Rand des ersten Rahmens 286 durch die einzelnen
Lichtbündel hindurchwandert bis alle Lichtbündel bis auf die letzten vier, d.h.
die Bündel Nr. 44-47 blockiert
sind, fällt der Ausgang der Analog-Additionsschaltung
301 unter den des von dem Bezugswertgeber 302 gelieferten Bezugswertes ab, so daß
der Ausgang des Vergleichers auf +15 Volt geht, d.h. eine Spannung, welche ein logisches
Null für das ODER-Gatter 306 darstellt. In diesem Zeitpunkt sind die beiden Eingänge
des ODER-Gatters auf logisch null und das Relais 308 wird stromlos gemacht, wodurch
der Motor 49 von hoher auf niedrige Geschwindigkeit umgeschaltet wird. Der erste
Rahmen durchläuft dann weiter mit niedriger Geschwindigkeit die übrigen Lichtbündel
der Förderabstandsvorrichtung 88.
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Sobald der hintere Rand des ersten Rahmens 286 aus dem Lichtbündel
Nr. 1 herausläuft, wird die Photozelle Nr. 1 beleuchtet, wodurch das Relais 304
erregt und dem ODER-Gatter 306 eine logische Eins zugeführt wird. Das ODER-Gatter
306 wiederum liefert dem Relais 308 eine logische Eins, wodurch dieses erregt und
die Fördervorrichtung 86 wieder auf hohe Geschwindigkeit umgeschaltet wird.
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Wenn das Relais 304 erregt ist und sämtliche andere für die Vorrichtung
erforderliche Betriebsbedingungen erfüllt sind, öffnet sich die Schleuse V2 in der
bereits beschriebenen Weise, die in der Kammer A befindliche Fördervorrichtung 46
wird in Betrieb gesetzt und bewegt den Rahmen mit der eingesetzten Unterlage schnell
auf die in der Kammer B befindliche Fördervorrichtung 86, die mit schneller Geschwindigkeit
angetrieben wird. Infolge der hohen Geschwindigkeit der Fördervorrichtung 86 holt
der von dieser transportierte
Rahmen 286 schnell den auf der Fördervorrichtung
92 befindlichen vorausgehenden Rahmen 286 ein, bevor der hintere Rand des vorausgehenden
Rahmens 286 aus der Förderabstandsvorrichtung 88 herausgelaufen ist. Sobald der
vordere Rand des nachlaufenden Rahmens 286 das Lichtbündel Nr. 1 durchläuft, wird
die Photozelle Nr. 1 nicht länger beleuchtet und das Relais 304 abgeschaltet, wodurch
einer der beiden Eingänge des ODER-Gatters 306 den Logikwert Null annimmt.
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Da jedoch der vorausgehende Rahmen 286 in dem Zeitpunkt, an dem der
nachlaufende Rahmen das Lichtbündel Nr. 1 durchläuft, bereits mehr als vier vorher
eingestellte Lichtbündel durchlaufen hat, liegt an dem anderen Eingang des ODER-Gatters
306 der Logikwert Eins, so daß das Relais 308 erregt wird. Daher arbeitet der Motor
49 für die Fördervorrichtung 86 so lange weiter mit hoher Geschwindigkeit bis alle
Photozellen bis auf vier beleuchtet sind. In diesem Zeitpunkt fällt dann das Ausgangssignal
der Anaiog-Additionsschaltung 301 unter den Wert des von dem Bezugswertgeber 302
gelieferten Bezugswertsignals ab, so daß der andere Eingang des ODER-Gatters 306
logisch null ist. In diesem Zeitpunkt befinden sich beide eingänge des ODER-Gatters
306 auf einem Logikwert Null, so daß das Relais 308 abgeschaltet und der Motor 49
der Fördervorrichtung 86 auf langsame Geschwindigkeit umgeschaltet wird, welche
wie bereits erwähnt der Geschwindigkeit der Fördervorrichtung 92 entspricht. Von
diesem Zeitpunkt an IGiden ugwl vorausgehende und der nachlaufende Rahmen 236 de
t
mit gleicher Geschwindigkeit fortbewegt, wobei zwischen den Rahmen
ein Zwischenraum oder Abstand von 25,4 mm (1 Zoll) verbleibt. Sobald der hintere
Rand des nachlaufenden Rahmens 286 das Lichtbündel Nr. 1 durchlaufen hat, wird die
Fördervorrichtung 86 wiederum auf schnellen Betrieb umgeschaltet, so daß ein weiterer
Rahmen aus der Kammer A auf die Fördervorrichtung 86 zugeführt wird. Dieser nächste
Rahmen wird so lange mit hoher Geschwindigkeit fortbewegt, bis er sich auf einen
Abstand von 25,4 mm dem vorausgehenden Rahmen genähert hat, und in diesem Zeitpunkt
schaltet die Fördervorrichtung 96 wiederum in der bereits beschriebenen Weise auf
langsame Geschwindigkeit um.
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Wie somit ersichtlich, verhindert die Förderabstandsvorrichtung 88,
daß die Rahmen gegeneinanderstoßen, und ermöglicht einen schnellen Abtransport der
Rahmen aus der Kammer A, so daß die Schleuse V2 nur kurzzeitig geöffnet sein muß.
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Außerdem sorgt die Förderabstandsvorrichtung für die Einhaltung vorbestimmter
gleichförmiger Abstände zwischen den einzelnen Rahmen, so daß sich die Verfahrensparameter
mühelos steuern bzw. überwachen lassen. Die Förderabstandsvorrichtung 88 arbeitet
digital, wodurch sie eine sehr genaue Arbeitsweise erreichen läßt.
-
Sobald ein Rahmen aus der Kammer A in der vorbesehrlebenen weise
zugefhurt worden ist tmfs . r vordere Rand des @@@ 266 das @@@ der sieber und @@@ig
Lient@ündel in
der Förderabstandsvorrichtung 88 unterbricht, wird
die Schleuse V2 geschlossen. Dann wird die Kammer A zur freien Atmosphäre hin belüftet.
Dazu wird die Schleuse V1 geöffnet, wobei der nächste Rahmen in die Kammer A eingebracht
wird. Somit wiederholt sich der vorbeschriebene Arbeitsablauf. Im Betrieb der Vorrichtung
ist erwünscht, das Vakuum in der Kammer B auf einem Mittelwert von etwa 10 Mikron
zu halten. Die Kammer C wird ebenfalls auf diesem mittleren Vakuumwert gehalten.
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Sobald der Rahmen 286 mit der Glasunterlage 288 in die Kammer C transportiert
worden ist, wird das Glas in dieser Kammer auf eine Temperatur erhitzt, die etwa
der Temperatur entspricht oder etwas höher ist als die Temperatur, auf welcher die
Glasunterlage 288 während des Verfahrens gehalten werden soll. Diese Erhitzung erfolgt
vermittels der elektrischen Glaserwärmungsvorrichtung 93, die sich im oberen Teil
der Kammer C befindet und Wärme nach unten auf das Glas abstrahlt. Dabei ist zu
beachten, daß die in der Kammer C befindliche Glasunterlage auf eine Temperatur
erhitzt werden muß, die wenigstens etwas oberhalb der Temperatur liegt, die während
des übrigen Verfahrensganges benötigt wird. Dadurch wird ein einwandfreies Entgasen
des Glases und des Rahmens in der Kammer C gewährleistet, so daß in den anschließenden
Kammern nur eine geringe oder verringerte Entgasung auftritt.
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Während der Rahmen 286 mit der eingesetzten Glasunterlage 288 langsam
durch die Kammer C hindurchgeführt wird, wird er erhitzt, und gelangt dann durch
die am Eingang der nächsten Kammer D befindliche erste beheizte Dichtungsdurchführung
98 in diese Kammer D. Wie bereits oben erwähnt, weist diese Dichtungsdurchführung
einen verhältnismäßig engen Kanal 99 auf, so daß ein Druckdifferential zwischen
den Kammern C und D aufrecht erhalten und das Gas in der Kammer D zurückgehalten
werden kann. Die Kammer D kann als Glimmentladungskammer bezeichnet werden und enthält
eine Gasatmosphäre von z.B. Sauerstoff unter einem vorgegebenen und zwischen 10
- 50 Mikron liegenden Druck, welcher 1-5xlO 2 Torr entspricht. Es ist wünschenswert,
daß der in dieser Kammer herrschende Druck durch den zwischen den Kammern A und
B der Vorrichtung automatisch erfolgenden Ausgleich nicht sehr stark beeinflußt
wird.
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Anders ausgedrückt, die Kammer D sollte auf einem konstanten und vorbestimmten
Druck gehalten werden, so daß die Glimmentladungsreinigung der Unterseite der Glasunterlage
288 innerhalb der Kammer D erfolgen kann. Die Glimmentladungsreinigung erfolgt in
herkömmlicher Weise vermittels mehrerer innerhalb der Kammer D angeordneter Glimmentladungselektroden
106. Die Kammer D hat im Vergleich zur Kammer C die doppelte Länge.
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Dieses Längenverhältnis ist aus dem Grunde wünschenswert, weil sich
die Glasunterlagen durch die Kammern C und D mit gleicher Geschwindigkeit fortbewegen
und für die Glimmentladungsreinigung der Glasunterlage eine längere Zeit als für
die
Erhitzung derselben benötigt wird.
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Nach der Glimmentladungsreinigung ist die Glasunterlage 288 bereit
für die Einführung in den Hochvakuumabschnitt der Vorrichtung und zum Aufbringen
der Beschichtungen. Während des Durchgangs durch die Kammer D kann die Temperatur
des Glases unter Umständen etwas abfallen, so daß es erforderlich wird, das Glas
noch einmal zu erhitzen, um es auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Außerdem
ist der in der Kammer D herrschende Druck zu hoch für die anschließenden Verfahrensschritte
und muß daher verringert werden. Diese Druckverringerung erfolgt in der Kammer E,
die in der bereits beschriebenen Weise aus vier getrennten Kammern 116 besteht,
die jeweils eine beheizte Dichtungsdurchführung 118 aufweisen. Jede Kammer 116 wird
getrennt von den anderen Kammern ausgepumpt, so daß der Druck in den vier Kammern
116 allmählich auf angenähert lxlO 6 Torr abgesenkt wird. Während die Glasunterlage
die Kammer E durchläuft, wird sie in den beheizten Dichtungsdurchführungen 118 erhitzt,
so daß die Glasunterlage 288 auf die erwünschte Temperatur gebracht und auf dieser
Temperatur gehalten wird.
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Die vor der Kammer G befindliche Kammer F und die auf die Kammer
G folgende Kammer H werden jeweils auf dem niedrigsten innerhalb der ganzen Vorrichtung
herrschenden Druck gehalten, der niedriger sein sollte als der Druck in der Kammer
G, so da; f3tCt ein Gasstrom aus tler Kammer G in die kammern
F
und H auftritt. Auf diese Weise läßt sich die Zusammensetzung des Gases in den sechs
Beschichtungskammern 163 des Bedampfungsabschnittes G einwandfrei steuern. Die Abschnitte
oder Kammern 153 des Bedampfungsabschnittes G werden auf einem vorbestimmten Druck
von lxlO 4 bis lxlO 6 Torr gehalten. Die genaue Steuerung der Gasumgebung innerhalb
der Kammer läßt sich dadurch erzielen, daß von einem Druck in einer der Kammern
153 ausgegangen und dann dem System zur Steigerung des Druckes Gas zugeführt wird.
-Da insgesamt sechs Kammern 153 vorgesehen sind, lassen sich bei einem Durchgang
durch die Vorrichtung von eins bis sechs unterschiedliche Aufdampfschichten auf
die Glasunterlage 288 aufbringen. Das Aufbringen mehrerer und unterschiedlicher
Schichten ist deshalb möglich, weil jede Kammer 153 für sich getrennt abgepumpt
wird. Außerdem weist jede Kammer 153 eine eigene Verdampfungsquelle 163 und eine
Überwachungseinrichtung 186 für die Verdampfungsgeschwindigkeit auf. Im Betrieb
der Vorrichtung wird die Verdampfungsquelle in Tätigkeit gesetzt, so daß die von
dieser ausgehenden Dämpfe durch den Abschirmkörper 166 nach oben auf die untere
Oberfläche der Glasunterlage 288 gelangen. Die abgegebene Beschichtungssubstanzmenge
wird vermittels der Verdampfungsgeschwindigkeit-Uberwachungseinrichtung 186 überwacht,
wobei die letztgenannte Vorrichtung automatisch die Verdampfungsgeschwindigkeit
der Verdampfungsquelle steuert, so daß auf der Unterlage eine gewünschte Uchichtdicke
erhalten wird. Zur Erzielung einer gleichförmigen IbeschicntungsverteilunO auf der
Unterseite der Glasunterlage
werden die in den einzelnen Kammern
153 vorgesehenen Blendenvorrichtungen 191 in entsprechender Weise betätigt, indem
die Blende 201 aus- bzw. eingefahren wird.
-
Die Dicke der auf die Glasunterlage aufgebrachten Bedampfungsschicht
läßt sich durch Veränderung der Durchführgeschwindigkeit durch die Kammer verändern.
Da es jedoch andererseits wünschenswert ist, eine gleichförmige Fortbewegungsgeschwindigkeit
in sämtlichen Kammern zu haben, wird die Beschichtungsdicke dadurch gesteuert, daß
die Verdampfungsgeschwindigkeit der Verdampfungsquelle unter Zuhilfenahme der Überwachungseinrichtung
186 in geeigneter Weise gesteuert wird.
-
Sobald die Glasunterlage 288 die letzte Beschichtungskammer 153 durchlaufen
hat, gelangt sie in die Kammer H, deren Aufgabe bereits erläutert wurde, und von
der Kammer H in die Kammer 1. Die Kammer I wird in ihren beiden Abschnitten unterschiedlich
stark ausgepumpt. Dabei dienen die Dichtungsdurchführungen zur Aufrechterhaltung
des Druckdifferentials. Nach dem Durchlaufen der Kammer I gelangt die Glasunterlage
in die Kammer J und damit zur Schleuse V3. Sobald die Austrittskammer K leer und
zur Aufnahme des nächsten Rahmens 286 mit einer darin eingesetzten Glasunterlage
bereit ist, öffnet die Vorrichtung automatisch die Schleuse V3. Wenn die Schleuse
V3 geöffnet ist, wird die Fördervorrichtung 247 mit hoher Geschwindigkeit in Tätigkeit
gesetzt, um den Rahmen mit der
Unterlage auf die in der Kammer
K befindliche Fördervorrichtung 251 zu bringen. Innerhalb der Kammer K befindet
sich eine Vorrichtung, welche die Fortbewegung des Rahmens 286 unterbricht, sobald
sich der Rahmen innerhalb der Kammer K befindet. Dann wird die Schleuse V3 geschlossen
und anschließend die Kammer K zur freien Atmosphäre hin belüftet. Als nächstes wird
die Schleuse V4 geöffnet, und der Rahmen 286 mit der darin befindlichen Glasunterlage
288 wird vermittels der Fördervorrichtung 251 schnell aus der Kammer K heraus und
auf die am Ausgang befindliche Fördervorrichtung 252 befördert, welche den Rahmen
wiederum einer Hebevorrichtung 253 zuführt, die denselben absenkt. Das Glas wird
anschließend zugeschnitten, indem die unbeschichteten äußeren Ränder abgeschnitten
werden, die durch den Rahmen abgedeckt waren.
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Die Rahmen werden dann wiederum dem anderen Ende der Vorrichtung zugeführt
und stehen dort zur erneuten Aufnahme von Unterlagen und zum Durchgang durch die
Vorrichtung zur Verfügung.
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Auf der Ausgangsseite der Vorrichtung werden weniger Dichtungsdurchführungen
als auf der Eintrittsseite benötigt, weil an der letzteren die Hauptgasbelastung
durch die Glimmentladungskammer aufgebracht wird, wodurch ein stärkeres Abpumpen
und zusätzliche Dichtungsdurchführungen erforderlich sind.
-
Wie somit aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich geworden
sein dürfte, sind durch die Erfindung ein Verfahren
und eine Vorrichtung
zur Mehrschichtbedampfung, sowie eine neuartige Steuervorrichtung geschaffen worden.
Die Vorrichtung ist so ausgelegt, daß die Glasunterlage bereits vor der Glimmentladungsreinigung
erhitzt wird. Wenn die Glimmentladungsreinigung vor dem Erhitzen der Unterlage ausgeführt
wird, könnte eine anschließend erfolgende Erhitzung möglicherweise eine nachteilige
Auswirkung auf die gereinigte und vorbereitete Glasoberfläche haben. Die Vorrichtung
hat ausreichend hohe Kapazität zum Erhitzen der Unterlage und um diese auf einer
gewünschten Temperatur zu halten. Außerdem kann die Unterlage zwischen dem Aufbringen
der einzelnen Schichten erhitzt werden, so daß die verschiedenen Beschichtungen
bei unterschiedlichen Temperaturen aufgebracht werden können.
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Die Glasunterlarge bewegt sich während der Bedampfung in waagerechter
Ausrichtung durch die Vorrichtung, wobei die zu beschichtende Oberfläche nach unten
weist. Diese Maßnahme erweist sich als sehr günstig, insofern als die untere Oberfläche
wesentlich sauberer bleibt, da keine Fremdstoffe, Verunreinigungen usw. sich von
oben her auf dieser Oberfläche absetzen können. Die waagerechte Halterung der Unterlagen
hat den weiteren Vorteil, daß sich Verdampfungsquellen verwenden lassen, welche
die Dämpfe nach oben abgeben. Damit ist auch leichter, daß die jeweils verwendete
Verdampfungsquelle eine symmetrischere Beschichtungsverteilung erzeugt.
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Außerdem werden viele Stoffe vorteilhafterweise besser vermittels
einer Elektronenschleuder verdampft, wobei sich die
zu verdampfenden
Stoffe im allgemeinen parallel zu der zu beschichtenden Oberfläche befinden. Die
Vorrichtung hat den weiteren Vorteil, daß Verdampfungsstoffe, die sich im Inneren
der Kammer ansammeln, herunterfallen können, ohne die untere Oberfläche der zu beschichtenden
Unterlage zu verschmutzen.
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Die in der Vorrichtung verwendeten Fördervorrichtungen sind verhältnismäßig
schmal und flach, so daß die Trennschleusen V1, V2, V3 und V4 verhältnismäßig klein
gehalten werden können und keine großen Öffnungen, sondern lediglich sehmale Durchlaßöffnungen
für den Rahmen mit der darin befindlichen Unterlage benötigt werden. Für die Hauptbeschichtungskammer
G und die auf entgegengesetzten Seiten derselben befindlichen Kammern F und H ist
nur eine einzige Fördervorrichtung erforderlich, die auch nur an einem Ende angetrieben
werden muß.
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Die erwünschte Vielseitigkeit bleibt erhalten, und während des Erhitzens
ergeben sich keine nachteiligen Auswirkungen durch Entgasung. Die beheizten Dichtungsdurchfdhrungen
bewirken nicht nur die gewünschte Abdichtung, sondern ermöglichen auch die Erhitzung
der Unterlagen auf die gewünschte Temperatur.
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- Patent ansprüche -