DE2505275C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Bedampfen von metallischen Bändern im Vakuum - Google Patents
Vorrichtung zum kontinuierlichen Bedampfen von metallischen Bändern im VakuumInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Bedampfen von Bändern im Vakuum
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.
Eine Vorrichtung ähnlicher Art ist aus der US-Patentschrift 29 75 753 bekannt. Diese Vorrichtung
wird im sogenannten Luft-zu-Luft-Betrieb betrieben, wobei im Unterschied zu der Erfindung druckreduzierende Schleusen für das zu bedampfende Band am
Eingang und Ausgang der Vorrichtung vorgesehen sind und die mehrere Bedampfungskammern, von
denen jeweils eine im Betrieb und mindestens eine weitere in Bereitschaftsstellung gehalten werden kann,
und diesen zugeordnete Umlenkrollen aufweist, die für die Führung einer Bandschlaufe durch eine öffnung in jeweils einer der Bedampfungskammern in
diese hinein und heraus bewegbar sind ur.d in deren
äußeren Endstellung die öffnung der betreffenden Bedampfungskammer durch einen Vakuumverschluti
verschlossen ist Bei der bekannten Vorrichtung sind zudem am Ein- und Ausgang mehrere Schleusen hin
tereinander angeordnet so daß bei Ausfall einer die
ser Schleusen infolge Verschleißes eine zweite zur Verfügung steht und der Bedampfungsvorgang nicht unterbrochen werden muß. Abgesehen von dem großen
technischen Aufwand und der ständigen Wartung der
ίο schnellem Verschleiß unterworfenen Schleusen erfordert diese Vorrichtung mit Luft-Zu-Luft-Betrieb auch
den Einsatz von hochleistungsfähigen Vakuumpumpen, die drei- bis fünfmal so leistungsfähig sein müssen
wie die Pumpen für die Evakuierung der Bedampfungs
kammer allein. Auch waren die in den bekannten Vor
richtungen erzielbaren Schichtstärken auf etwa ΙΟμπι
begrenzt während es in vielen Industriezweigen wünschenswert ist z. B. Stahlbleche mit einer Chrom- oder
Aluminiumschicht von 20 bis 50 μπι Stärke und darüber
zu haben.
Bei einer Vorrichtung wie sie aus dem UDSSR-Urheberschein 29 1997 bekannt ist ist eine die Bedampfungs- und Umwickelkammer miteinander verbindende nach außen luftdichte Schleuse vorgesehen,
durch die das Band ein einer Schlaufe aus der evakuierten Umwickelkammer in die Bedampfungskammer
hinein- und herausgeführt wird. Ein Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß bei jedem Bandwechsel
die gesamte Vorrichtung belüftet und anschließend für
den neuen Bedampfungsvorgang evakuiert werden
muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Bedampfen von
metallischen Bändern im Vakuum anzugeben, die bei
kontinuierlichem Betrieb mit Vakuumpumpen üblicher
Leistung dickschichtige, also 30 bis ΙΟΟμίτι dicke
Überzüge herzustellen gestattet
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindnngsgemäß durch die im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen
Merkmale gelöst.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung werden zu bedampfende Bänder mittels Umlenkrollen aus der
betreffenden Umwickelkammer heraus in jeweils einer
Schlaufe aufeinander folgend von der einen oder der
anderen Seite durch die Bedampfungskammer geführt wobei durch abwechselndes Verschließen jeweils
einer der Umwickelkammern gegenüber der bekannten Kammer mittels der Vakuumverschlüsse während
des Bedampfens des einen Bandes jeweils die Umwickelkammer mit dem fertig bedampften Band belüftet, mit neuem zu bedampfendem Band beschickt und
evakuiert werden kann, so daß unmittelbar nach der Bedampfung des einen Bandes die Bedampfung des
nächsten Bandes angeschlossen werden kann. Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Schleusen für die Einführung und Ausführung des Bandes wegfallen, entfällt
auch der mit diesen Schleusen verbundene Verschleiß und Vakuumaufwand und die Pumpleistung braucht nur
<» auf die Bedampfung abgestellt sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher
fi5 erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung,die einen
Wagen mix zwei Umlenkrollen und einen zwischen diesen angeordneten Vakuumverschluß aufweist, im
Längsschnitt,
F i g. 2 einen Teilquerschnitt entlang H-Il in Fig. 1,
F i g. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei Wagen mit Umlenkrollen und zwei Vakuumverschlüssen
im Längsschnitt,
F i g. 4 einen Teilquerschnitt entlang IV-IV in F i g. 3,
Fig.5 einen Verdampfer, dessen Tiegel auf einem
Wagen montiert ist und von zwei Beschickungsvorrichtungen beschickbar ist, in schematischer Darstellung.
Die Vorrichtung zur kontinuierlichen Bedampfung von Bändern im Vakuum weist ein Gehäuse 1 auf, das
die Bedampfungskammer 2 umschließt und an den Stirnseiten von Umwickelkammern 3 und 4 begrenzt ist.
In der Bedampfungskammer 2 ist ein Verdampfer 5 angeordnet, der einen Tiegel 6 für das zu verdampfende
Metall, z. B. Ferrochrom, besitzt. Über dem Tiegel 6 sind Heizkörper 8 angeordnet Zum Beschicken des Tiegels 6
mit Metall 7 sind zwei Beschickungseinrichtungen 9 vorgesehen.
Jede der Umwickelkammern 3 und 4 besitzt einen Umwickelmechanismus, welcher aus einer Trommel 10,
auf die eine Rolle 11 des zu bedampfenden Bandes 12 dicht aufgesetzt wird, Führungsrollen 13,14 '.nd 15 und
einer Trommel 16 zum Aufwickeln des bedampften Bandes besteht.
Der Einführmechanismus 17 zum Einführen des Bandes in die Bedampfungskammer 2 enthält einen
Wagen 18 mit zwei an dessen Stirnseiten angeordneten Umlenkrollen 19 und 20, der in längs der Bedampfungskammer
2 angeordneten Führungen 21 verschiebbar ist.
Im mittleren Teil des Wagens 18 zwischen den Umlenkrollen 19 und 20 ist ein Vakuumverschluß 22
angeordnet, der nach beiden Seiten wirkende Abdichtungen hat und zum Abschluß der Bedampfungskammer
2 abwechselnd gegen jede der Umwickelkammern 3 und 4 dient, wenn die Rollen 11 darin aufgewickelt werden
sollen.
Zur Fixierung des Wagens in den Endstellungen sind Rasten 23 und 24 vorgesehen, die in den Umwickelkammern
3 und 4 angeordnet sind, und wenn sich die Umlenkrof'e 19 des Wagens 18 in der Umwickelkammer
3 befindet, ist die andere Umlenkrolle 20 von der Umwickelkammer 4 maximal entfernt. In der Bedampfungskammer
2 sind Heizkörper 25 angeordnet, die zum Erwärmen des Bandes 12 bei dessen Einführung in die
Bedampfungskammer und dessen Herausführen aus dieser dienen.
Die Bedampfungskammer 2 weist einen Rohrstutzen 26 zum Anschluß an ein Vakuumsystem (nicht
dargestellt) auf. Die Umwickelkammern 3 und 4 besitzen ebenfalls Rohrstutzen 27 und 28, mit deren
Hilfe sie an das Vakuumsystem angeschlossen werden können.
Die Rollen 15 der Umwickelkammern 3 und 4 lassen sich als wassergekühlte Rollen ausführen. Das Gehäuse
1 der Bedampfungskammer 2 ist mit wassergekühlten Doppelwänden versehen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung (Fig.3) kann der Einführmechanismus 17 zum Einführen
des Bandes 12 in die Bedampfungskammer 2 mit zwei Wagen 29 und 30 ausgeführt sein, welche mit
Hilfe einer Kupplungsvorrichtung 31 miteinander verbindbar sind. An den Wagen 29 und 30 ist jeweils eine
Umlenkrolle 19 bzw. 20 befestigt. In diesem Falle sind zwei Vakuumverschlüsse 32 und 33 zwischen der Bedampfungskammer
2 und der Umwickelkammer 3 bzw.
4 angeordnet. Di" Wagen 29 und 30 des Einführmechanismus
17 sind mit Drückern 34 und 35 versehen.
Die Wagen 29 und 30 können, wie Fig.4 zeigt, mit
Einzelantrieben 36 für die Hin- und Herbewegung ausgestattet sein.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann der Tiegel 6, wie in F i g. 5 gezeigt, in dem Verdampfer 5 auf einem
Wagen 37 verschieblich angeordnet sein, der in Führungen 38 entlang der Bedampfungskammer abwechselnd
an eine der Beschickungseinrichtungen 9 heranbewegt wird, die zu beiden Seiten der Verdampfungszone
ίο in einem Abstand angeordnet sind, der die Länge des
Tiegels 6 nicht überschreitet
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt
In den Umwickelkammern 3 und 4 werden die Rollen 11 mit zu bedampfendem Band 12 auf die Trommeln 10
In den Umwickelkammern 3 und 4 werden die Rollen 11 mit zu bedampfendem Band 12 auf die Trommeln 10
■ 5 aufgesetzt und das freie Ende des Bandes an der
Trommel 16 für das bedampfte Band befestigt Dabei befindet sich der Wagen 18 mit der Umlenkrolle 19 in
der bezüglich der Umwickelkammer 3 linken Endstellung und ist mit der Raste 23 fixiert Nach dem Einziehen
ίο des Bandes 12 wird der Wagen 18 mit Hilfe der
Bandschlaufe, die die Umlenkrolle 20 umgibt, in die nächste Endsteliung zur UmwickeliusTinier 4 hinbewegt
und wird mittels der Raste 24 fixiert Bei dieser Bewegung führt der Wagen 18 mit Hilfe der
Umlenkrolle 19 das Band 12 in die Bedampfungskammer 2 hinein. In der Bedampfungskammer wird ein
Vakuum erzeugt und das Metall 7 wird erhitzt, wodurch das Band 12 mit einem Oberzug bedampft wird,
während es von der Trommel 10 auf die Trommel 16 umgewickelt wird.
Die Umwickelkammern 3 und4 arbeiten abwechselnd
mit der Bedampfungskammer zusammen.
In Fig. 1 ist die Stellung des Wagens 18 dargestellt,
bei der das Band 12 bedampft wird, das aus der Umwickelkammer 4 kommt, in der der gleiche
Unterdruck wie in der Bedampfungskammer 2 erzeugt wird. Die Umwickelkammer 3 ist dabei von der
Bedampfungskammer durch den Vakuumverschluß 22 getrennt und sie kann in dem Zeitraum, in dem die
nächste Rolle 11 zu bedampfenden Bandes aufgesetzt wird, belüftet werden. Nach dem Aufsetzen der Rolle 11
wird dann die Umwickelkammer 3 geschlossen und es wird in ihr ein Unterdruck erzeugt, der dem Unterdruck
in der Bedampfungskammer 2 entspricht Die Einführung des Bandes in die Bedampfungekammer 2
geschieht durch Verschieben des Wagens 18 bis zur Endsteliung, in der er in der Umwickelkammer 4 fixiert
wird. Der Vakuumverschluß 22 öffnet dabei die Verbindung der Umwickelkammer 3 mit der Bedampfungskammer
2 und trennt die Umwickelkammer 4 von der Bedampfungskammer 2 ab. Sodann können die
Vorgänge des Bandrollenwechsels ohne Beeinträchtigung des Vakuums in der Bedampfungskammer 2 und
bei kontinuierlichem Betrieb des Verdampfers 5 for.^e-ietzt werden.
Wenn man die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung mit zwei Wagen und zwei Vakuumverschluss^; verwendet,
vollzieht sich der Betrieb wie folgt Die Rollen 11 der zu
bedampfenden Bänder werden auf die Trommeln 10 in den Umwickelkammern 3 und 4 aufgesetzt und die
Enden der Bänder werden an den Trommeln 16 für das fertig bedampfte Band befestigt Gleichzeitig versenkt
man die Raste 24, verbindet die Wagen 29 und 30 miteinander und bewegt sie mit Hilfe einer Bandschlaufe,
die die Umlenkrolle 20 des Wagens 30 umschlingt, in den Führungen 21 bis zu einem Drücker mit einem
Anschlag 34. Dabei wird das Band 12 aus der Umwickelkammer 3 in die Bedampfungskammer 2
durch die Umlcnkrollc 19 eingeführt. Bei Erreichen des
Drückers 35 erfolgl eine Entkopplung der Wagen 29 und 30 und der Wagen 29 wird durch das Band 12 zur
Raste 24 zurückgeführt, die ihn festhält. Das Herstellen eines Überzugs auf dem Band 12 erfolgt beim
Durchziehen des Bandes 12 über den Verdampfer mit Hilfe der Rollen 13,14 und IS des Umwickelmechanismus
und der Umlenkrolle 19. Die wassergekühlte Rolle 15 begünstigt ein schnelles Abkühlen des in der
Bedampfungskammer 2 bedampften Bandes 12.
Zum Auswechseln einer Bandrolle wird die Umwikkelkammer
4 von der Bedampfungskammer 2 mittels des Vakuumverschlusses 33 abgeschaltet. Nach Auswechseln
der Bandrolle und nach Erzeugung des erforderlichen Vakuums in der Umwickelkammer 4
verbindet der Vakuumverschluß die Bedampfungskammer 2 wieder mit der Umwickelkammer 4 und der
Wagen 30 wird mittels des Drückers so lange verschoben, bis er sich mit dem Wagen 29 verbindet.
Diese Vorgänge wiederholen sich dann ohne Beeinträchtigung des Vakuums in der Bedampfungskammer 2
und bei kontinuierlichem Betrieb des Verdampfers 5.
lsi die Festigkeit des Bandes 12 gering und will man
ein Abreißen oder eine Deformation des Bandes beim Auswechseln der Rollen 11 vermeiden, so versieht man
die zu verbindenden Wagen 29 und 30. wie in F i g. 4 gezeigt, mit Antrieben 36, die diese Wagen hin- und
herbewegen.
Für einen kontinuierlichen Dauerbetrieb des Verdampfers 5 ist in diesem der Tiegel 6 für das Metall 7 auf
einem Wagen 37 angeordnet, wie F i g. 5 zeigt. Die Erhitzung des Metalls 7 bis auf die Verdanipfungstemperalur
erfolgl durch Heizkörper 8. Der Wagen 37 mit dem Tiegel 6 bewegt sich zwischen den beiden
Beschickungseinrichtungen 9 langsam hin und her, die den Tiegel 6 mit zerkleinertem Metall beschicken. Das
Metall wird außerhalb der Verdampfungszone zugegeben, dadurch ist es möglich, bei stoßfreiem Bewegen und
Erhitzen des Tiegels, dem eine neue Menge Metall 7 zugeführt wurde, die Gase aus dem Metall vor Beginn
von dessen Verdampfung allmählich zu entfernen.
ίο Die Beschickungseinrichtung 9 besitzt Abdichtungen
die es ermöglichen. Metall ohne Beeinträchtigung des Vakuums in der Bedampfungskammer zuzuführen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde an einem Modell unter Verwendung von zerkleinertem Ferrochrom
(bei einem Chromgchalt von 70 Gew.-°/o, Rest Eisen) mit einer Korngröße von I bis 5 mm erprobt.
Dabei wurden Überzüge auf einem 0,5 bis 2 mm dicken Stahlband hergestellt. Die Versuche haben ergeben, daß
die Rollen des zu bedampfenden Bandes leicht ausgewechselt werden können, dab die Herstellung von
Überzügen kontinuierlich vonstatten geht und daß keine Zeitverluste beim Rollenwechsel entstehen. Bei
Zugabe neuer Portionen von Ferrochrommetall in den Tiegel übersteigt die Menge der austretenden Gase
nicht den zulässigen Wert. Dadurch ist ein kontinuierlicher Betrieb des Verdampfers gewährleistet, bei dem
auf einem Stahlband eine ΙΟΟμπι dicke Diffusionseisenchromschicht
hergestellt werden konnte. Das Stahlband mit einem solchen Überzug besaß gute plastische
v> Eigenschaften (es kann gestanzt werden) und hält an der
Luft Temperaturen bis zu 800° C aus.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Bedampfen von metallischen Bändern im Vakuum mit einer Bedampfungskammer und einer für den Bandtransport
vorgesehenen, in diese durch eine öffnung hinein und heraus beweglichen Umlenkrolle, die das zu bedampfende Band in einer Schlaufe durch die Bedampfungskammer über einen darin angeordneten Verdampfer führt, sowie mit einem Vakuumverschluß,
mit dem die öffnung der Bedampfungskammer in
Abhängigkeit von der Stellung der Umlenkrolle verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß beidseitig der Bedampfungskammer je eine evakuierbare eine Auf- und Abwickelrolle aufweisende Umwickelkammer (3,4) mit jeweils einer Umlenkrolle (19, 20) angeordnet ist, daß die Umlenkrollen (19, 20) für die Bandführung wechselseitig aus
der ihr zugehörigen Umwickelkammer (3, 4) in die Bedamphingskammer (2) hinein und heraus bewegbar sind und daß bei der Endsleiiung der umlenkrolle in der Umwickelkammer die zugehörige öffnung der Bedampfungskammer (2) vakuumdicht
verschließbar ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollrn (19,20) an mindestens
einem Wagen (18; 29, 30) befestigt sind, der in Führungen (21) läuft
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Rasten (23,24)den Wagen (18) in seinen
Endstellun^en festhalten.
4. Vorrichtung nach Ansp-uch 2, dadurch gekennzeichnet daß zwei miteinander kuppelbare Wagen
(29, 30) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (18) den Vakuumverschluß (22) trägt, der in dessen Endstellung die
öffnung zwischen der Bedampfungskammer und der jeweiligen Umwickelkammer abdichtet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die entkuppelten Wagen (29, 30) jeweils vollständig in die Umwickelkammern einfahrbar sind.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 6, dadurch gekennzeichnet daß ein Tiegel (6) über zwei
Beschickungseinrichtungen (9) nachfüllbar ist, der unterhalb von Heizkörpern (8) verschiebbar ist.
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| DE976483C (de) * | 1944-12-24 | 1963-10-03 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Abdichtung eines Spaltes zwischen Raeumen verschieden hohen Druckes |
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-
1975
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