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Vorrichtung zum fortlaufenden Ätzen von insbesondere flachen Gegenstände
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum fortlaufenden Ätzen von insbesondere
flachen Geyenständen,,wie gedruckten Schaltungen oder dgl., mit Ltzraum und gegebellanfalls
Vor-und Wachbehandlungsräumen, bei welcher die Gegenstände ausgehend von einem Einlaufelement
von Förderwellen, die von einer seitlich verlaufenden AntriebsweXle über Getriebeglieder
angetrieben sind, vorgeschoben in den Räuraen nacheinander Flüssigkeits-, Wärme-
und/oder dgl. - Behandlungen erfahren und anschließend an einem Auslaufelement die
Vorrichtung wieder verlassen.
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Bekannte Vorrichtungen dieser Gattung sind, z.B im Hinblick auf Abdichtung,
Wartung und Reinigung kompliziert und nur
für spezielle Behandlungen
geeignet, so daß eine Umrüstung auf abgewandelte Behandlungsweisen meist nicht möglich
ist.
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Außerdem ist bei den bekannten Vorrichtungen wegen konstruktionsbedingt
hoher Reibungsverluste eine hohe Antriebsleistung für die Förderwellen erforderlich.
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Die Erfindung geht zur Behebung dieser Mängel von der Auf gabe aus,
eine gut abgedichtete, vielseitig verwendbare, bequem zu reinigende und vor allem
leicht umzurüstende Vorrichtung zum fortlaufenden Ätzen von Gegenständen vorzuschlayen,
die mit einer wesentlich kleineren Antriebsleistung als die bekannten Vorrichtungen
auskommt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Räume von
selbständigen, jeweils ein abgeschlossenes Gehäuse aufweisenden Kammern gebildet
sind, die zusammen mit den Ein-und Auslaufelementen nach dem Baukastenprinzip zu
einer Einheit zusammengefügt sind, und daß eine vom Einlaufelement durch.die Kammern
bis zum Auslaufelement durchgehende, aus durch Kupplungsglieder zusammengesetzten
Einzelstücken bestehende, von einem einzigen Motor in Umlauf versetzte Antriebswelle
für die Förderwellen vorgesehen ist, auf welcher Getriebeglieder mit radial abstehenden
Armen sitzen, die ihrerseits unter Ausbildung eines relativ großen Spiels mit radial
abstehenden Armen entsprechend ausgebildeter Getriebeglieder an den die Gegenstände
tragenden Förderwellen kammen.
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Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der
Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt der Vorrichtung entlang der Linie
2-2 in Fig. 1; Fig. 3. einen Teilschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1; Fig. 4
eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2; Fig. 5 eine Schnittansicht
entlang der Linie 5-5 in Fig. 2; Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6
in Fig. 4; Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 4; Fig. 8 eine
Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in Fiy. 5; Fig. 9 eine Schnittansicht entlang
der Linie 9-9 in Fig. 5; Fig.lO eine vergrößerte Detailansicht des Bereiches B in
Fig. 5 und
Fig. 11 eine vergrößerte Detailansicht des Bereiches
A in Fig. 1.
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Die auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Erz in dung
besteht aus zwei Räumen, nämlich einem Ätzraum 1 und einem hieran sich anschließenden
Wasch- oder Spülraum 2. Die Räume 1 und 2 haben die Form rechteckiger, jeweils für
sich von einem selbständigen Gehäuse umschlossener Kammern 3 bzw.
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4. An der vorderen Stirnwand 5 der Kammer 3 (Fig. 1) ist ein Einlaufelement
6 angeordnet, von dem aus die zu behandelnden Gegenstände in die Kammer 3 eingeführt
werden. Entsprechend ist an der rückwärtigen Wand 7 der Kammer 4 ein Auslaufelement
8 angeordnet, von dem aus die die Kammer 4 verlassenden, fertigbehandelten Gegenstände
abgenommen werden können. Die je vollständig von einem Gehäuse unischlossenen Kammern
3, 4, das Einlaufelement 6 und das Auslaufelement 8 sind nach dem Baukastenprinzip
zu einer Einheit zusammengefügt und z.B. durch Schrauben, Steckverbindungen oder
dgl. lösbar miteinander verbunden. Durch diesen Aufbau kann die Vorrichtung ohne
Schwierigkeit für eine andere Behandlungsweise umgerüstet werden, indem man z.B.
die Kammer 4 wegläßt und das Auslaufelement 8 unmittelbar an der Rückwand der Kammer
3 anbrinat oder indem man z.B. zwischen das Einlaufelement 6 und die der Besprühung
mit Ätzflüssigkeit dienenden Kammer 3 noch eine zusätzliche Vorbehandlungskammer
einschaltet. In der gleichen Weise können auch zwischen der Kammer 4 und dem Auslaufelement
8 noch weitere Kammern, z.B. Wärmebehandlungskammern od.ähnl., ein gefügt werden.
Entscheidend ist dabei, daß die einzelnen Behandlungsräume von selbständigen, jeweils
ein abgeschlossenes
Gehäuse aufweisenden Kammern gebildet sind,
die zusammen mit den Ein- und Auslaufelementen nach dem Baukastenprinzip lösbar
zu einer Einheit zusammengefügt werden können.
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Die auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist
zum Ätzen flacher Gegenstände, wie fotosensibilisierter Metallplatten, gedruckter
Schaltungen oder dgl. bestimmt.
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Dementsprechend ist die an der Vorderwand 5 der Kammer 3 vorgesehene
Einlaßöffnung als quer verlaufender Schlitz 9 ausgebildet. Entsprechende Durchtrittsschlitze
11 bzw. 12 an der Rück- und Vorderwand der Kammern 3 bzw. 4 ermöglichen den Durchtritt
des Gegenstandes aus der Kammer 3 in die Kammer 4.
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An der Rückwand 7 der Rammer 4 ist schließlich ein Austrittsschlitz
13 angeordnet. Der automatische Vorschub der zu behandelnden (nicht dargestellten)
Gegenstände erfolgt mit Hilfe angetriebener Förderwellen 14, die in der durch die
quer verlaufenden Schlitze 9, 11, 12 und 13 definierten, horizontalen Ebene sowohl
an den Ein- und Auslauf elementen 6 bzw. 8 als auch im Innern der Kammern 3 und
4 angeordnet sind (vgl. Fig.
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1, 2 und 4). Auf die horizontal verlaufenden Fördervellen 14, die
z.B. als Metallstäbe ausgebildet sein können, sind in gegenseitigen Abständen mehrstrahlige
Sterne 15 (Fig. 4, 6 und g gebenenfalls 7)7unter Zwischenschaltung von Distanzhülsen
16 drehfest aufgeschoben. Die freien Enden der Arme dieser Sterne stutzen die zu
transportierenden Gegenstände ab, vermitteln eine nahezu punktweise Berührung und
dienen gleichzeitig bei ihrer Rotation dem Vorschub jener Gegenstände.
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Wie insbesondere aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, sind im Innern der Kammern
3, 4 und anden Ein- und Auslaufelementen 6 bzw. 8
in Förderrichtung
verlaufende Stegleisten 17 vorgesehen, die nach oben offene Schlitze 18 aufweisen.
Im Innern der Kammern 3 und 4 werden diese Steyleisten 17 von dem jeweils innen
gelegenen Steg zweier an den Kammerinnenwänden befestigten U-Schienen 19, z.B. aus
Kunststoff, gebildet (Fig. 2). Die runden Förderwellen 14 sind jeweils am Grund
der Schlitze 18 drehbar gelagert und können zum Zwecke der Auswechslung, Reinigung
oder Wartung ohne Werkzeug leicht nach oben heraus gehoben werden.
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Die einzelnen Förderwellen 14 werden von einer Antriebswelle 21 angetrieben,
die an einer Seite der Vorrichtung in der Nähe der Enden der Förderwellen 14 verläuft
(Fig. 4 und 5). Diese Antriebswelle 21 umfaßt als Kern einen metallischen Vierkantstab
22 z.B. aus Titan (Fig. und 9), der an seinen noch zu beschreibenden Lagerstellen
rund gedreht ist. Auf dem Vierkantstab sitzen drehfest in gegenseitigen Abständen
und von Distanzhülsen 23 getrennt Getriebeylieder 24 mit radial abstehenden Armen
25. Die Arme 25 sind verhältnismäßig schmal und ihre Anzahl ist klein - sie beträgt
bei der dargestellten Ausführungsform z.B. 6 -, so daß zwischen den Armen verhältnismäßig
weite Winkelräume liegen. Die Getriebeglieder 24 kämmen mit gleichgestalteten Getriebegliedern
24 (Fig. 4), welche drehfest auf die der Antriebswelle 21 benachbarten, freien Enden
der Förderwellen 14 aufgebracht sind. Wird daher die Antriebswelle 21 gedreht, so
werden durch die miteinander in Eingriff tretenden Arme 25 der jeweiligen Getriebeglieder
24 auch die Förderwellen 14 in Umlauf versetzt, so daß die zu behandelnden Gegenstände
von den drehfest mit den Wellen 14 verbundenen Sternen 15 vorgeschoben werden. Die
Verwendung
der Getriebeglieder 24 mit den radial abstehenden Armen
25 hat gegenüber einem Kettenantrieb oder Kegelzahnrädern den Vorteil, daß der Eingriff
der jeweiligen Getriebeglieder mit sehr viel größerem Spiel als bei Zahnrädern erfolgt,
so daß Toleranzen und Maßänderungen im Betrieb der Vorrichtung, wie sie beispielsweise
durch die erforderliche hohe Arbeitstemperatur hervorgerufen werden können,. nicht
ins Gewicht fallen und insbesondere keine Reibungsverluste hervorrufen. Die Folge
hiervon,ist, daß für den Antrieb der Welle 21 ein einziger Motor ausreicht, der
lediglich etwa ein Zehntel der Leistung des Antriebsmotors bei bekannten Vorrichtungen
zu haben braucht.
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Wie bereits erwähnt, weist der aus einem Vierkantstab 22. bestehende
Kern der Antriebswelle 21 in bestimaten Abständen rundgedrehte Stellen auf,. an
denen die Welle drehend gelagert ist. Eine solche rundgedrehte Stelle ist in Fig.
5 mit dem Bezugszeichen 26 versehen Die Lagerung erfolgt in einem Lagerbock, der
aus einer ortsfesten, unteren Halbschale 27 und einer oberen'Halbschale 28 besteht,
die (Fig. 4) mittels Schrauben 29 auf der unteren Schale 27 befestigt--ist. Durch
Abschrauben der oberen Schale 28 kann die Antriebswelle leicht abgenommen werden.
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Die Antriebswelle 21 besteht erfindungsgemäß aùs mehreren Stücken,
die durch Kupplungsglieder 31 (Fig. 10) drehfest miteinander verbunden sind. Die
Kupplungsglieder 31 haben die Form von Buchsen mit einem der Form des Vierkantstabes
22 entsprechenden Innenquerschnitt, so daß durch Einstecken zweier Stäbe 22 in das
Kupplungsglied 31 diese drehfest miteinander verbunden snd.
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Vorzugsweise erstrecken sich die einzelnen Stücke der Antriebswelle
21 über jeweils die gesamte Länge einer Kammer 3, 4 oder eines Ein- bzw. Auslaufelementes
6, 8. Bei langen Kammern kann auch innerhalb ein und derselben Kammer die Antriebswelle
aus mehreren, durch Kupplungsglieder 31 verbundenen Einzelstücken bestehen.
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Fig. 10 zeigt, wie das Kupplungsglied 31 gleichzeitig als Abdichtelement
zwischen zwei benachbarten Kammern wirkt. Die aneinander angrenzenden Wände 32,
33 der Kammern weisen miteinander ausgerichtete, dem Außenumfany des Kupplungsgliedes
31 entsprechende Öffnungen auf, in die das Kupplungsglied 31 drehbar eingesetzt
ist. Bereits hierdurch kann eine ausreichende Abdichtung durch das aus Kunststoff
gefertigte Kupplungsglied 31 erzielt werden. Zusätzlich können, wie aus Fig. 10
hervorgeht, am Kupplungsglied Rillen angeordnet sein, die 0-Ringe 34, 35 aufnehmen.
Diese nachträglich aufgebrachten 0-Ringe liegen jeweils an den betreffenden Kammerinnenwänden
an und vermitteln eine zusätzliche Abdichtung. Durch die beschriebenen Kupplungsglieder
31 ist es ohne weiteres möglich, auch die Antriebswelle 21 je nach der Zahl der
benötigten Kammern in einfacher Weise beliebig zu verlängern oder zu verkürzen.
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Besonders vorteilhaft ist es, daß die Antriebswelle 21 im Innern der
mit Flüssigkeit beschickten Kammern 3, 4 verläuft.
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Auf diese Weise können Stopfbuchsen an den Förderwellen 14 entfallen,
die bei einer an der Außenseite der Kammergehäuse verlaufenden Antriebswelle erforderlich
wären.
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Der Antrieb der Antriebswelle 21 erfolgt von einem einzigen
Motor
36 aus, dessen Abtriebsscheibe z.B. durch einen.Antriebsriemen mit einer im Bereich
des Einlaufelementes 6 auf der Antriebswelle 21 angeordneten Riemenscheibe in bekanter
Weise verbunden ist. Der Antriebsmotor 36 ist in Fig. 1 schematisch angedeutet.
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In der Kammer 3, der "Ätzkammer ist eine Einrichtung vor-.
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gesehen, mit deren Hilfe die zu behandelnden Gegenstände von oben
und unten mit Ätzflüssigkeit besprüht werden können.
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Diese Einrichtung umfaßt bei der dargestellten Ausfuhrungsform der
Erfindung ie einen über und unter der von den Förderwellen 14 gebildeten Vorschubebene
angeordneten Sprührahmen 37 bzw. 38 von etwa rechteckiger Gestalt. Diese Sprührahmen
werden jeweils von -(Kunststoff-) Rohren gebildet,-die nach unten bzw. oben-gerichtete
Düsen 39 aufweisen und in bekannter und deshalb nicht dargestellter Weise über einen
flexiblen Schlauch und Leitungen an den Druckstutzen einer die Ätzflüssigkeit zuführenden
Pumpe angeschlossen ist. Aus den Düsen 39 wird die Ätzflüssigkeit von oben und unten
her auf die zu behandelnden, auf den Förderwellen 14 vorgeschobenen Gegenstände
gespritzt. Ablaufende Flüssigkeit sammelt sich am Boden der Kammer 3 und wird von
dort von der Pumpe 40 abgesauyt und erneut den Sprührahmen 37 und 38 zugeführt.
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Die Sprührahmen sind jeweils an zwei Seiten mit geraden Kunststoffrohren
41 starr verbunden, die als Laufschienen dienen und auf Rollen 42 aufliegen. Die
Rollen 42 sind an ortsfesten Stegen 43 im Innern der Kammer gelagert. Auf diese
Weise können die Sprührahmen 37, 38 während des Sprühens hin- und herbewegt werden.
piese Hin- und Herbewegung erfolgt automatisch durch einen Motor 44, der über ein
aus Kurbelscheibe 45
und Pleuel 46 bestehendes Kurbelgetriebe den
oberen Sprührahmen 37 quer zur Vorschubrichtung der zu behandelnden Ge-Gegenstände
hin- und herbewegt. An beiden Sprührahmen 37 und 38 ist ein den Rahmen jeweils überbrückender,
an einer Seite vorstehender Verstärkungssteg 47 fest angeordnet. An den die Sprührahmen
überragenden Abschnitten dieser Stege 47 sind Öffnungen 48 (Fig. 3) vorgesehen,
in die jeweils die Enden eines vertikal verlaufenden, in seiner Mitte drehbar gelagerten
Schwenkhebels 49 eingreifen (Fig. 2). Wenn daher der Motor 44 über den beschriebenen
Kurbeltrieb den oberen Düsenrahmen 37 antreibt, wird über den Schwenkhebel 49 der
untere Düsenrahmen 38 mitgenommen, und zwar in der Weise, daß er sich zum oberen
Rahmen 37 gegenläufig bewegt. Statt eines Schwenkhebels 49 können auch zwei oder
mehr vorgesehen werden.
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In der Kammer 4, die z.B. eine Spül-, Wasch- oder Aktivierungskammer
sein kann, sind lediglich ortsfeste Düsen 51 vorgesehen, aus denen Flüssigkeit wiederum
von oben und unten her auf die zu behandelnden Gegenstände gesprüht wird.
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Bei den Ätzvorrichtungen der hier in Rede stehenden Art ist es wichtig,
die Ätzkammer so abzudichten, daß keine Ätzflüssikeit nach außen dringen kann. Ein
solcher Austritt von Ätzflüssigkeiten ist insbesondere am Einlaßschlitz 9 der Ätzkammer
zu befürchten. Daher ist dort gemäß einer weiteren.Ausgestaltung der Erfindung eine
besondere Abdichteinrichtung vorgesehen, die in Fig. 11 dargestellt ist. Hinter
und oherhalb des Eintritts schlitzes 9 ist an der Innenseite der Vorderwand 5 der
Kammer 3 ein quer, d.h. parallel zu den Förderwellen 14 verlaufendes Diisenrohr
52 ortsfest anyeordnet, dessen Austrittsdüsen 53 so yerichtet sind, daß aus ihnen
mit flachem
Neigungswinkel ein Mediumvorhang von oben her auf den
von den Förderwellen 14 vorgeschobenen, flachen Gegenstand gerichtet wird. Dieser
Mediumvorhang verhindert, daß au-s den Düsen 39 des oberen Düsenrahmens 37 austretènde
Atzflüssigkeit durch den Einlaßschlitz 9 nach außen spritzt. In entsprechender Weise
ist unterhalb der Vorschubebene der zu behandelnden Gegenstände ein zweites Düsenrohr
54 vorgesehen, das einen flach nach oben gegen die Unterseite des behandelten Gegenstandes
gerichteten Mediumvorhang erzeugt. Dieser Vorhang bildet eine Abschirmung gegenüber
der aus den Düsen 39 des unteren Düsen rahmens 38 austretenden Ätzflüssigkeit. Die
beiden Düsenrohre 52 und 54 werden ebenfalls mit Ätzflüssigkeit beschickt. Diese
Flüssigkeit kann jedoch wegen der dem Einlaß schlitz 9 abgekehrten Austrittsdüsen
53 nicht nach außen gelangen. Falls erforderlich, können quer verlaufende Düsenrohre
52, 54 zur Erzeugung eines abdichtenden Mediumvorhangs auch an der Auslaßöffnung
einer Kammer vorgesehen werden. Wie aus Fig.. 11 hervorgeht, wird die Abschirmung
des Einlauf schlitzes 9 noch dadurch verbessert, daß dieser weiterhin von einem'
zweiteiligen Gehäuse 55 auf der Innenseite der Vorderwand 5 abgedeckt ist.
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Dieses Gehäuse weist eine Zwischenwand 56 und Durchtrittsöffnungen
57 für die zu behandelnden Gegenstände auf und umgibt im übrigen auch die beiden
quer verlaufenden Düsenrohre 52 und 54.
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Die Einzelteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, nämlich insbesondere
die Sterne 15, die Distanzhülsen 16, die Getriebeglieder 24, die Distanzhülsen 22
und die Kupplungsglieder 31 werden vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Als Kunststoff
eignet sich beispielsweise das unter dem Handelsnamen
"Supralen"
vertriebene Polyolefin oder Polyvinylchlorid.
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Die Abdichtanordnung gemäß Fig. 11 ermöglicht eine Abdichtung, bei
der keine mechanische Berührung der zu behandelnden, auf den Förderwellen 14 vorgeschobenen
Gegenstände erforderlich ist. Eine solche, bei bekannten Vorrichtungen vorgesehene
Berührung führt häufig zu unerwünschten Kratzern auf den Gegenständen. Die bekannte
mechanische Abdichtung belastet im übrigen auch die zu behandelnden Gegenstände,
so daß auch hierdurch die erforderliche Förderleistung höher ist.
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Bei der dargestellten Anordnung ist für den hin- und hergehenden Antrieb
der Sprührahmen 37 und 38 ein besonderer Motor 44 vorgesehen. Da jedoch, wie bereits
gesagt, erfindungsgemäS für den Vorschub der zu behandelnden Gegenstände nur eine
sehr geringe Antriebsleistung erforderlich ist, ist es auch möglich, den Antriebsmotor
36 der Förderwellen 14 unter Zwischenschaltung entsprechender Getriebe- und Transmissionsmittel
zum hin- und hergehenden Antrieb der Sprührahmen zu benutzen.