DE2422402C2

DE2422402C2 - Vorrichtung zur Züchtung von Einkristallen

Info

Publication number: DE2422402C2
Application number: DE19742422402
Authority: DE
Inventors: Peter 2000 Hamburg Flisikowski; Dieter Dr. 2081 Ellerbek Mateika; Joachim Ing.(Grad.) 2000 Hamburg Schmidt
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1974-05-09
Filing date: 1974-05-09
Publication date: 1982-12-23
Also published as: DE2422402A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs.

Derartige Vorrichtungen zum Züchten von Einkristallen durch Ziehen aus einer Schmelze sind bekannt (vgl. das deutsche Patent 23 62 825). Es ist aber stets mit einem erheblichen Arbeits- und Zeitaufwand verbunden, die Ziehstange zum Einsetzen des Keimkristalls oder zum Reinigen aus der Vorrichtung zu entfernen. Umständlich wird die Montage der Ziehstange u. a. deshalb, weil sie wegen der hohen Temperaturbereiche, in denen Kristallziehprozesse stattfinden, von außen gekühlt werden muß, die Kühleinrichtung muß also vor Auswechseln der Ziehstange ebenfalls demontiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Montageaufwand bei Vorrichtungen zur Züchtung von Einkristallen durch Ziehen'aus einer Schmelze zu verringern, wobei sowohl die Ziehstange als auch die für die Kühlung der Ziehstange erforderliche Kühleinrichtung ohne großen Montageaufwand von außen her, d. h. also nicht vom Tiegelraum her, auswechselbar sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebene Ausbildung der Vorrichtung gelöst.

Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß gerade die hochbeanspruchten und daher häufiger auszuwechselnden Teile einer Vorrichtung zur Züchtung von Kristallen sehr leicht, also ohne den bisher erforderlichen hohen Montageaufwand ausgewechselt werden können, und zwar von außen her, so daß der Tiegel selbst nicht geöffnet zu werden braucht, was erhebliche Vorteile mit sich bringt So spielt z. B. die Tiegeltemperatur bei einem plötzlich erforderlich gewordenen Auswechseln der Ziehstange keine Rolle, ebenso kann das Auswechseln der Ziehstange erfolgen, ohne daß der Tiegel verunreinigt wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der, daß nach Entfernen der Ziehstange auch weitere, einem größeren Verschleiß unterworfene Teile der Vorrichtung leicht und von außen her auswechselbar sind, nämlich das Führungslager für die Ziehstange außerhalb des Tiegels und ebenso die Teile, die den Tiegel gegenüber der äußeren Umgebung an der Eintrittsöffnung der Ziehstange abdichten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch den oberen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Tiegel.

In einem Gehäuse, bestehend aus einer oberen Gehäuseplatte 1, einem Gehäusemantel 2, einer Gehäuseinnenplatte 12 und einer unteren Gehäuseplatte 3 ist eine Ziehstange 4 innerhalb einer Hülse 5 gelagert. Die Lagerung und Halterung erfolgt in der Gehäuseinnenplatte 12 unmittelbar und oberhalb der oberen Gehäuseplatte 1 über eine innen konische Spannmutter 6, die die Ziehstange 4 fest mit der Hülse 5 verbindbar macht. Der Ziehstange 4 in der Hülse 5 wird eine Rotationsbewegung erteilt über eine Welle 7 und ein Zahnradpaar 8 und 88. Die Welle 7 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden. Zur seitlichen Aussteifung der Ziehstange 4 dient ein Querhaupt 9, das gleichzeitig eine Aufnahme für eine Gewindespindel 10, die die Hülse 5 umgibt, darstellt. Mit Hilfe tines Schneckenrades 26 mit Gewindemutter ist die Gewindespindel 10 in Umlauf versetzbar. Die Welle 27 des Schneckenrades 26 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden. Durch die Gewindespindel 10 ist eine Auf- und Abwärtsbewegung der Ziehstange 4 zu bewirken. Für das Schneckenrad 26 ist ein Lager 28, für die Hülse 5 und die Gewindespindel 10 ist ein Lager 29 vorgesehen. Das Querhaupt 9 ist auf der Welle 7 und einer Achse 11 auf- und abfahrbar. Zur genauen Führung der Ziehstange 4 ist in der Gehäuseinnenplatte 12 eine Lageraufnahme 13 für ein Führungslager 14 verschraubbar angeordnet.

Zur Abdichtung gegen einen nicht dargestellten Ziehraum mit dem Tiegel und zum Reinigen der Ziehstange 4 bevor sie, aus dem Tiegel kommend, das Führungslager 14 axial durchläuft, ist in der unteren Gehäuseplatte 3 eine Aufnahme 15 für einen doppelten Dichtungsring 16, einen Gewindering 17 und einen Abstreifring 18 verschraubbar eingesetzt.

Zur Kühlung der Ziehstange 4 ist an ihrem, dem Ziehraum mit dem Tiegel abgekehrten Ende, eine Kühleinrichtung angebracht, die mit einem äußeren Gehäuseteil 19 mittels einer Buchse auf der Achse 11 längs verschiebbar und verschwenkbar ist. Der Gehäuseteil 19 ist in einer mit Dichtungen versehenen Klemmhülse 20 gelagert und die Klemmhülse 20 ist über eine Spannmutter 21 mit der Ziehstange 4 verbunden. Der Gehäuseteil 19 der Kühleinrichtung macht die

Rotationsbewegung der Ziehstange 4 nicht mit. Für die Zu- bzw. Abführung eines beispielsweise flüssigen Kühlmediums sind im Gehäuseteil 19 durch Pfeile gekennzeichnete Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen 24 und 25 angebracht. Zur Abdichtung des Gehäuseraumes gegenüber dem Kühlmedium dient ein weich elastischer Dichtungsring 22, der das Austreten des ablaufenden Kühlmediums in die Umgebung verhindert Der Gehäuseteil 19 der Kühleinrichtung ist in der Klemmhülse 20 zur Erhöhung der Leichtgängigkeit mit einem Kugellager 23 gelagert.

Soll die Zi^hstange 4 aus der Vorrichtung entfernt werden, kann dies mit wenigen Handgriffen geschehen. Nach Abziehen des Kühlkopfes, der von der Ziehstange 4 durch Lösen der Spannmutter 21 gelöst werden kann, kann der Kühlkopf auf der Achse 11 verschwenkt, abgesenkt und auf der oberen Gehäuseplatte 1 abgesetzt werden. Anschließend wird die Spannmutter 6 geringfügig gelockert und die Ziehstange 4 kann nach oben — ggf. auch nach unten, wenn Ziehraum und Tiegel entfernt werden — aus der Vorrichtung herausgezogen werden. Anschließend können ohne großen Montageaufwand das Führungslager 14 durch Herausschrauben der Lageraufnahme 13 aus der Gehäuseinnenplatte 12 und die Dicht- und Abstreifeinrichtung mit dem Dichtungsring 16, dem Gewindering 17 und dem Abstreifring 18 durch Herausschrauben der Aufnahme 15 aus der unteren Gehäuseplatte 3 aus der Apparatur entfernt werden.

Bezugszeichenliste

1 obere Gehäuseplatte

2 Gehäusemantel

3 untere Gehäuseplatte

4 Ziehstange

5 Hüise

6 Spannmutter

7 Welle

8,88 Zahnradpaar

9 Querhaupt

10 Gewindespindel

11 Achse

12 Gehäuseinnenplatte

13 Lageraufnahme

14 Führungslager

15 Aufnahme

16 Dichtungsring

17 Gewindering

18 Abstreifring

19 Gehäuseteil

20 Klemmhülse

21 Spannmutter

22 Dichtungsring

23 Kugellager

24,25 Zu- und Abführöffnungen für Kühlmedium

26 Schneckenrad

27 Welle des Schneckenrades

28 Lager für Schneckenrad

29 Lager für Hülse 5 und Gewindespindel

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Züchtung von Einkristallen durch Ziehen aus einer Schmelze, die sich in einem abgeschlossenen Tiegel befindet, mit einer Ziehstange innerhalb einer Hülse, die im Bereich des Tiegels in einem Führungslager und durch eine Dicht- und Abstreifeinrichtung geführt ist und auf deren, dem Tiegel abgekehrten Ende eine Kühleinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung an einer neben der Ziehstange (4) angeordneten Achse (11) vertikal verschiebbar und verschwenkbar angeordnet ist, daß die Ziehstange (4) in der Hülse (5) drehbar gelagert ι ist, wobei die Ziehstange (4) und die Hülse (5) durch eine Spannmutter (6) miteinander verbunden sind, daß das Führungslager (14) durch eine in eine Gehäuseinnenplatte (12) eingeschraubte Lageraufnahme (13) gehalten ist, und daß die Dicht- und : Abstreifeinrichtung, bestehend aus einem Dichtungsring (16), einem Gewindering (17) und einem Abstreifring (18) durch eine in eine untere Gehäuseplatte (3) eingeschraubte Aufnahme (15) gehalten ist. :

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung mittels einer Klemmhülse (20) und einer Spannmutter (21) mit der Ziehstange (4) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- J zeichnet, daß die Kühleinrichtung für die Verwendung eines flüssigen Kühlmittels eingerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung mit einem weich-elastischen Dichtungsring (22) versehen ist. ι