DE3611181A1

DE3611181A1 - Heating apparatus for vacuum installations and method for its operation

Info

Publication number: DE3611181A1
Application number: DE19863611181
Authority: DE
Inventors: Santos Pereira Ribeiro Car Dos
Original assignee: Dos Santos Pereira Ribeiro carlos Antonio dipl-Ing
Priority date: 1986-04-03
Filing date: 1986-04-03
Publication date: 1987-10-08

Abstract

Heating apparatus for vacuum installations, having heating pipes which are heated by means of a glow wire and supported by mountings and the outer shell of which consists of a highly heat-resistant metallic or ceramic, high-purity material, such as in particular titanium, tantalum, tungsten, niobium or the like, or of non-porous aluminium oxide, or alternatively of quartz, and the mountings for suspending the heating pipes consist of a non-porous ceramic material, such as in particular aluminium oxide. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für kontinuierlich betriebene Vakuum-, Vakuumätz- oder -beschichtungsanlagen für das Aufheizen von in diesen zu behandelnden Gegenständen, welche aus wenigstens einem, einen Glühdraht enthaltenden Heizrohr, Mitteln zur Befestigung des Heizrohres an einer Strahlungsabschirmung und einer Gleich- oder Wechselspannungsquelle, an die das Heizrohr angeschlossen ist, besteht, sowie weiterhin ein Ver fahren zum Betreiben solcher Vakuumanlagen.The invention relates to a heating device for continuously operated Vacuum, vacuum etching or coating systems for heating in these objects to be treated, which consist of at least one, one Heating tube containing glow wire, means for fastening the heating tube a radiation shield and a direct or alternating voltage source, to which the heating pipe is connected, as well as a Ver drive to operate such vacuum systems.

Bekannte Heizeinrichtungen für das Aufheizen von in Vakuumanlagen zu be handelnden Gegenständen, die nach einem anderen Prinzip arbeiten, beispiels weise nach dem des Elektronenbeschusses, haben diverse Nachteile. Bei diesen Einrichtungen wird der notwendige Elektronenstrom aus einer Gasentladung ge wonnen, wobei die zu behandelnden Werkstücke entweder an Massepotential angeschlossen oder als Anode geschaltet sind; dadurch wird ein Elektronen beschuß der Werkstückoberflächen erreicht. Die Nachteile solcher Einrichtun gen bestehen hauptsächlich darin, daß die Konstruktion und der Bau der einzel nen Komponenten sehr zeit- und kostenaufwendig sind, die Spannungsquelle ver hältnismäßig kostspielig und die Regeleinrichtung sehr empfindlich ist und Arbeitsbereiche sehr eingeschränkt sind; darüber hinaus bieten die Verfahrens parameter wenig Möglichkeiten zur Änderung der Heizleistung und die Heizdauer ist bei kontinuierlichem oder halbkontinuierlichem Betrieb in den meisten Fällen zu lang. Bekannte Heizeinrichtungen der vorerwähnten Art gehen aus den nachgenannten Druckschriften hervor: CH-PS 6 31 743, US-PS 32 10 454, US-PS 35 62 141, US-PS 41 97 175 und DE-PS 34 06 953.Known heating devices for heating in vacuum systems acting objects that work on a different principle, for example wise after the electron bombardment, have various disadvantages. With these The necessary electron current from a gas discharge is provided by facilities won, whereby the workpieces to be treated either at ground potential connected or connected as an anode; this becomes an electron Bombardment of the workpiece surfaces reached. The disadvantages of such a device gene mainly consist in the fact that the construction and construction of the individual components are very time-consuming and costly relatively expensive and the control device is very sensitive and Work areas are very limited; in addition, the procedure offer parameter few possibilities to change the heating power and the heating duration is in most continuous or semi-continuous operation Cases too long. Known heating devices of the type mentioned go out of the following mentioned publications: CH-PS 6 31 743, US-PS 32 10 454, US-PS 35 62 141, US-PS 41 97 175 and DE-PS 34 06 953.

Ein weiterer Nachteil der vorerwähnten Arbeitsweise besteht darin, daß die Werkstücke normalerweise einer chemischen Vorbehandlung unterzogen werden müssen, und daß sich danach auf der Werkstückoberfläche Verunreinigungen befinden, die während des Elektronenbeschusses verdampfen. Dies bewirkt aber eine Druckerhöhung in einem begrenzten Bereich unmittelbar an der Werkstück oberfläche, d.h. im Bereich der Elektronenbeschleunigung. Dadurch besteht die Gefahr, daß Durchschläge auftreten, die dann sogenannte "Verblitzungen" zur Folge haben. Werkstücke, die solche "Verblitzungen" aufweisen, insbesondere wenn diese eine dekorative Oberfläche haben sollen, sind unbrauchbar und be deuten Ausschuß.Another disadvantage of the aforementioned method of operation is that the Workpieces are usually subjected to chemical pretreatment and that afterwards there is contamination on the workpiece surface that evaporate during electron bombardment. But this does a pressure increase in a limited area directly on the workpiece surface, i.e. in the area of electron acceleration. This means that Danger of breakdowns, which then cause so-called "flashes" Have consequence. Workpieces that have such "flashes", in particular if they should have a decorative surface, are useless and be interpret committee.

In anderen Vakuumanlagen, die für das Ätzen oder das Beschichten von Gegen ständen eingesetzt werden, werden diese zwischen Heizflächen angeordnet, deren Wärme durch Leitung oder Strahlung auf die Werkstücke übertragen wird. Eine Einrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der DE-PS 28 20 286 be kanntgeworden. Die Nachteile dieser Anordnung sind insbesondere die folgen den: Die Heizrohre weisen eine komplizierte Geometrie auf; dadurch, daß es innerhalb der wärmeabstrahlenden Flächen unterschiedliche Strahlungsintensi täten gibt, werden die bestrahlten Oberflächen der Werkstücke unterschiedlich aufgeheizt. Die Lebensdauer solcher Heizrohre ist beschränkt, so daß ein häufigerer Austausch erforderlich ist. Dies ist zeitaufwendig und kosten intensiv.In other vacuum systems used for the etching or coating of counterparts stands are used between heating surfaces, whose heat is transferred to the workpieces by conduction or radiation. A device of this type is for example from DE-PS 28 20 286 be became known. The disadvantages of this arrangement are particularly the following den: The heating pipes have a complicated geometry; in that it different radiation intensities within the heat-radiating surfaces the irradiated surfaces of the workpieces are different heated up. The life of such heating pipes is limited, so that a frequent replacement is required. This is time consuming and costly intensive.

Die Heizrohre bestehen normalerweise aus rostfreiem Edelstahl, der u.a. Chrom als Legierungsbestandteil enthält. Bei Glühtemperaturen oberhalb von 600°C neigt das Chrom dazu, aus der Legierung auszudampfen, so daß die Gefahr be steht, daß sich mehr oder weniger intensiv Chrompartikel auf der Werkstück oberfläche niederschlagen, was unerwünscht ist. Da die Lebensdauer der Heiz rohre von ihrer Heizleistung, d.h. insbesondere von ihrer Glühtemperatur ab hängig ist, nimmt die Lebensdauer solcher Heizrohre bei Glühtemperaturen oberhalb von 600°C rasch ab.The heating pipes are usually made of stainless steel, which among other things. chrome contains as an alloy component. At annealing temperatures above 600 ° C The chrome tends to evaporate from the alloy, so that the danger be stands that chrome particles are more or less intense on the workpiece knock down surface, which is undesirable. Because the life of the heater pipes based on their heat output, i.e. in particular on their annealing temperature is dependent, the lifespan of such heating pipes increases at annealing temperatures above 600 ° C quickly.

Bei einer Anordnung gemäß der DE-PS 24 20 430 treten die zuvor aufgeführten Nachteile noch deutlicher in Erscheinung, da die Werkstücke von Glühdrähten direkt angestrahlt werden. Zwar ist der Heizwirkungsgrad höher als bei der zuvor erwähnten Anordnung, doch ist die Gefahr der Kontamination der Werk stückoberflächen mit Chrom und bzw. oder Nickel wesentlich größer.In an arrangement according to DE-PS 24 20 430 occur the previously listed Disadvantages appear even more clearly, since the workpieces of filament wires be illuminated directly. The heating efficiency is higher than that of The aforementioned arrangement, however, the risk of contamination is the work Piece surfaces with chrome and / or nickel much larger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung der in Be tracht kommenden Art zu schaffen, die es ermöglicht, die Oberflächen von Werkstücken, wobei es sich um größere oder auch um mehrere kleinere Werk stücke handeln kann, gleichmäßig und in einer relativ kurzen Zeitspanne auf die für die weitere Behandlung notwendige Temperatur aufzuheizen, ohne daß sich auf diesen unerwünschte Partikel oder Verunreinigungen nieder schlagen, wobei auch die Kosten für diese Maßnahme kleinstmöglich gehalten sein sollten. Außerdem soll die Heizeinrichtung derart ausgebildet bzw. auf gebaut sein, daß der Austausch schadhafter oder keine ausreichende Heiz leistung erbringender Heizrohre gegen neue rasch und rationell durchgeführt werden kann.The invention has for its object a heater in Be traditional style to create the surfaces of Workpieces, which are larger or even several smaller works pieces can act evenly and in a relatively short period of time to the temperature required for further treatment without that settles on these unwanted particles or contaminants propose, keeping the cost of this measure as low as possible should be. In addition, the heating device should be designed in this way or on be built to replace the defective or insufficient heating performing heating pipes against new ones carried out quickly and efficiently can be.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, bei der Heizeinrichtung der in Betracht kommenden Art diejenigen Merkmale anzu wenden, welche im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben sind.To solve this problem is proposed according to the invention, in which Heating device of the type in question to those features turn, which are specified in the characterizing part of claim 1.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung der in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele hervor.Further features of the invention emerge from the subclaims and from the description of the exemplary embodiments shown in FIGS . 1 to 3 of the drawing.

Im Rahmen der Lösung der gestellten Aufgabe ist es vorteilhaft, die Heiz einrichtung in ganz spezieller Weise zu betreiben, wie dies aus den Unter ansprüchen 9 bis 12 hervorgeht.As part of the solution to the problem, it is advantageous to heat to operate the facility in a very special way, as described in the sub claims 9 to 12 emerges.

In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Heiz einrichtung; Figure 1 is a plan view of a heating device designed according to the invention.

Fig. 2 einen Schnitt durch die Heizeinrichtung nach Fig. 1; FIG. 2 shows a section through the heating device according to FIG. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine mit einem Kühlmantel versehene Heizeinrichtung; Fig. 3 is a section through a cooling jacket provided with a heater;

Fig. 4 bis 8 je ein Diagramm betreffend die Betriebsweise der Heiz einrichtung. Fig. 4 to 8 each have a diagram relating to the operation of the heating device.

Die Heizeinrichtung für Vakuumanlagen der in Betracht kommenden Art besteht zweckmäßigerweise aus zwei einander identischen Teilen, welche beiderseits der aufzuheizenden Werkstücke angeordnet sind. Im Nachstehenden ist jeweils nur ein Teil der zweiteiligen Heizeinrichtung angesprochen bzw. beschrieben.The heating device for vacuum systems of the type in question exists expediently from two mutually identical parts, which are on both sides the workpieces to be heated are arranged. The following is in each case only a part of the two-part heating device addressed or described.

Die Heizeinrichtung nach Fig. 1 besitzt ein Gehäuse 11, in welchem die Heiz rohre 12 angeordnet sind. Vorteilhafterweise verwendet man gerade Heizstäbe, die sich durch den gesamten Innenraum des Gehäuses 11 hindurch erstrecken. Zweckmäßigerweise liegen die elektrischen Anschlußenden 13 der im Inneren der Heizrohre 12 befindlichen Glühdrähte außerhalb des Gehäuses 11. Hierzu sind die Enden 14 der Heizrohre 12 durch Öffnungen in den Seitenwänden 15 des Gehäuses 11 nach außen herausgeführt.The heating device according to Fig. 1 has a housing 11 in which the heating pipes 12 are arranged. It is advantageous to use straight heating rods which extend through the entire interior of the housing 11 . The electrical connection ends 13 of the glow wires located inside the heating tubes 12 are expediently located outside the housing 11 . For this purpose, the ends 14 of the heating tubes 12 are led out through openings in the side walls 15 of the housing 11 .

Die Heizrohre bzw. -stäbe 12 sind an Halterungen 16 aufgehängt, und zwar der art, daß jedes Heizrohr 12 in axialer Richtung nur mittels einer Halterung 16 festgelegt ist, während die übrigen Halterungen das Heizrohr 12 lediglich stützen, ohne es einzuspannen, so daß wärmebedingte Ausdehnungen in axialer Richtung möglich sind und mechanische Beanspruchungen der Heizrohre 12 und ihrer Halterungen 16 vermieden werden.The heating tubes or rods 12 are suspended from brackets 16 , in such a way that each heating tube 12 is fixed in the axial direction only by means of a bracket 16 , while the remaining brackets only support the heating tube 12 without clamping it, so that heat-related Expansions in the axial direction are possible and mechanical stresses on the heating pipes 12 and their holders 16 are avoided.

Die Heizrohre 12 wie auch deren Halterungen 16 bestehen aus einem solchen Werkstoff, wie sie in Anspruch 1 angegeben sind, um zu vermeiden, daß sich unter Vakuumbedingungen und bei den relativ hohen Temperaturen Werkstoff- bzw. Legierungsbestandteile aus dem Werkstoff verflüchtigen und dann in uner wünschter Weise auf den Werkstücken niederschlagen. Der zur Anwendung ge langende Werkstoff soll überdies weitestgehend porenfrei sein, damit bei dem ständigen Wechsel zwischen Vakuum und normalem atmosphärischem Druck überhaupt vermieden wird, daß unerwünschte Elemente, insbesondere Gase und speziell Wasserstoff und Sauerstoff, in die Poren des Werkstoffs eindringen, aus welchen sie beim Betrieb der Anlage wieder entweichen würden. The heating tubes 12 as well as their brackets 16 are made of such a material as specified in claim 1 to avoid that under vacuum conditions and at the relatively high temperatures material or alloy components volatilize from the material and then in undesirable Knock it down on the workpieces. The application ge ge long material should also be largely non-porous, so that the constant change between vacuum and normal atmospheric pressure avoids that undesirable elements, especially gases and especially hydrogen and oxygen, penetrate into the pores of the material from which they Operation of the system would escape again.

Die Halterungen bestehen insbesondere aus einem hochreinen keramischen, weitestgehend porenfreien Werkstoff, wie z.B. Aluminiumoxid, welcher einer seits wärmedämmend wirkt, mechanisch gut bearbeitbar ist und andererseits praktisch kaum Gase, wie insbesondere Sauerstoff und Wasserstoff, beim Be lüften der Vakuumkammer in die Poren eindringen läßt.The brackets consist in particular of a high-purity ceramic, largely non-porous material, e.g. Alumina, which one has a thermal insulation effect, is easy to machine and on the other hand practically no gases, such as oxygen and hydrogen in particular, when loading vent the vacuum chamber into the pores.

Der Abstand der einander parallelen Heizrohre 12 voneinander und der Abstand der Heizrohre 12 von der Strahlungsabschirmung 17 beträgt jeweils wenigstens etwa 10 mm und maximal etwa 50 mm. Dieser Abstand hängt im wesentlichen von den Verhältnissen der Vakuumanlage und der beabsichtigten gegenseitigen Be einflussung einander benachbarter Heizrohre ab.The distance between the parallel heating tubes 12 and the distance of the heating tubes 12 from the radiation shield 17 is in each case at least about 10 mm and a maximum of about 50 mm. This distance depends essentially on the conditions of the vacuum system and the intended mutual influencing of adjacent heating pipes.

Je geringer die Abstände der einander parallelen Heizrohre 12 voneinander und von der Strahlungsabschirmung 17 sind, desto kürzer ist die Aufheiz dauer der Heizrohre 12 und desto mehr kann bei Erreichen der gewünschten Glühtemperatur der Heizrohre 12 die Betriebsleistung der Glühdrähte der Heiz rohre 12 verringert werden. Da die Abnutzungsgeschwindigkeit der Heizrohre 12 mit zunehmender Betriebsleistung zunimmt, kann ihre Lebensdauer um ein Mehrfaches erhöht werden, wenn man die Betriebsleistung am Ende der Aufheiz periode in entsprechender Weise reduziert. Es ist jedoch darauf zu achten, daß die Aufheizung des Bodens 19 des Gehäuses 11 bzw. der die Wände des Gehäuses verkleidenden Strahlungsabschirmung 17 und die gesamte Heizleistung der Heizrohre 12 ein bestimmtes Maß nicht überschreitet. Hierzu sollten die Abstände innerhalb der Grenzen zwischen 10 mm und 50 mm eingehalten werden.The smaller the spacing of the mutually parallel heating tubes 12 from each other and from the radiation shield 17, the shorter the heating up is duration of the heating pipes 12 and the more can 12, the operating power of the filaments of the heating pipes 12 can be reduced when the desired annealing temperature of the heating pipes. Since the rate of wear of the heating tubes 12 increases with increasing operating power, their lifespan can be increased by a multiple if the operating power at the end of the heating period is reduced accordingly. However, care must be taken to ensure that the heating of the bottom 19 of the housing 11 or the radiation shield 17 covering the walls of the housing and the total heating power of the heating tubes 12 do not exceed a certain level. For this, the distances should be kept within the limits between 10 mm and 50 mm.

Das Gehäuse 11 ist an seinen Innenwänden mit einer Strahlungsabschirmung 17 versehen. Diese besteht vorteilhafterweise aus die Wände des Gehäuses ver kleidenden Platten, beispielsweise aus Aluminiumoxid oder gegebenenfalls auch aus Quarz, welche an den Innenseiten der Wände des Gehäuses 11 be festigt sind. Aluminiumoxidplatten sind gut bearbeitbar und haben eine weiße, polierbare Oberfläche mit gutem Reflexionsvermögen. The housing 11 is provided with a radiation shield 17 on its inner walls. This advantageously consists of the walls of the housing ver clad plates, for example made of aluminum oxide or possibly also quartz, which are fastened to the inside of the walls of the housing 11 be. Aluminum oxide plates are easy to work with and have a white, polishable surface with good reflectivity.

Im Inneren eines jeden Heizrohres 12 befindet sich ein durch elektrischen Strom erhitzbarer Glühdraht, durch den das Heizrohr 12 und insbesondere dessen Wärme abstrahlender Mantel auf die gewünschte Temperatur gebracht werden können. Vorteilhafterweise erstreckt sich der Glühdraht im Inneren eines Heizrohres 12 nicht über dessen ganze Länge, sondern besteht aus Ab schnitten, die jeweils nur in denjenigen Bereichen angeordnet sind, von welchen Wärme frei abstrahlen soll, d.h., daß an denjenigen Stellen, wo sich die Werkstücke befinden und an welchen ein Heizrohr 12 in einer Halte rung 16 eingespannt oder geführt ist, und an den Enden kein Glühdraht vor handen ist. Dadurch kann eine unnötige Aufheizung der Halterungen und der Heizstabenden vermieden werden.Inside each heating tube 12 there is a glow wire that can be heated by an electric current, through which the heating tube 12 and, in particular, its heat-radiating jacket can be brought to the desired temperature. Advantageously, the filament extends inside a heating tube 12 not over its entire length, but consists of sections, which are each arranged only in those areas from which heat should radiate freely, that is, at those places where the workpieces are located and on which a heating tube 12 in a holding tion 16 is clamped or guided, and at the ends no filament is present. This avoids unnecessary heating of the brackets and the heating rod ends.

Vorteilhafterweise ist die Oberfläche der Strahlungsabschirmung 17 derart be schaffen, daß sie einen größtmöglichen Anteil der auf sie auftreffenden Strah lung zu reflektieren vermag, so daß die Strahlungsabschirmung 17 selbst weni ger stark aufgeheizt wird. Dadurch erfolgt auch eine bessere Energieausnutzung und eine raschere Aufheizung der Oberflächen der Werkstücke.Advantageously, the surface of the radiation shield 17 be create such that it is able to reflect as much as possible of the radiation impinging on it, so that the radiation shield 17 itself is heated less strongly. This also results in better energy utilization and faster heating of the surfaces of the workpieces.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Heizeinrichtung nach Fig. 3 ist diese mit einer Kühleinrichtung in Form eines Kühlmantels 18 ausgestattet. Hierzu ist der Boden 19 des Gehäuses 11 doppelwandig ausgebildet. In den Hohlraum 20 des doppelwandigen Bodens 19 münden die Kühlmittelzuführ- und -abführrohre 21 bzw. 22. Die Zuführung des Kühlmittels erfolgt zweckmäßigerweise derart, daß dieses den Kühlmantel 18 möglichst laminar durchströmt. Hierzu wird der dem Hohlraum 20 des doppelwandigen Bodens 19 zugeführte Kühlmittelstrom in mehrere Teil ströme 23 aufgeteilt, die an einer Seite in den Hohlraum 20 des doppelwandigen Bodens 19 parallel zueinander und relativ dicht nebeneinander einmünden. Am gegenüberliegenden Ende des Bodens 19 erfolgt die Abführung des Kühlmittels in entsprechender Weise.In one embodiment of the heating device according to FIG. 3, it is equipped with a cooling device in the form of a cooling jacket 18 . For this purpose, the bottom 19 of the housing 11 is double-walled. The coolant supply and discharge pipes 21 and 22 open into the cavity 20 of the double-walled base 19 . The coolant is expediently supplied in such a way that it flows through the cooling jacket 18 as laminar as possible. For this purpose, the coolant flow supplied to the cavity 20 of the double-walled base 19 is divided into a plurality of partial flows 23 , which on one side open into the cavity 20 of the double-walled base 19 parallel to one another and relatively close to one another. At the opposite end of the bottom 19 , the coolant is removed in a corresponding manner.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Heizeinrichtungen können in unterschied lichster Weise betrieben werden. Allen Betriebsverfahren gemeinsam ist eine intensive Anheizphase bei erhöhter Heizleistung bis zu dem Augenblick, da der Mantel des Heizrohres die gewünschte und für die weitere Behandlung erforder liche Glühtemperatur erreicht hat. Hierzu wird an die Glühdrähte im Inneren der Heizrohre zeitlich begrenzt eine höhere Spannung angelegt als die, die notwendig ist, um das thermodynamische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, bei welcher die Glühtemperatur der Heizrohre konstant bleibt.The heating devices designed according to the invention can differ in be operated in the simplest way. All operating procedures have one thing in common intensive heating phase with increased heating power up to the moment when the Jacket of the heating tube the desired and required for further treatment reached annealing temperature. To do this, look at the glow wires inside the heating pipes temporarily applied a higher voltage than that is necessary to maintain the thermodynamic equilibrium at which the heating temperature of the heating pipes remains constant.

Wie aus den Fig. 4 bis 8 der dargestellten Diagramme ersichtlich, wird die an den Glühdraht des Heizrohres angelegte Heizspannung am Ende der Aufheiz phase beträchtlich vermindert und anschließend derart geregelt, daß die Glüh temperatur des Heizrohres auf einem konstanten Wert gehalten wird.As can be seen from FIGS. 4 to 8 of the diagrams shown, the heating voltage applied to the glow wire of the heating tube is considerably reduced at the end of the heating phase and then regulated in such a way that the glow temperature of the heating tube is kept at a constant value.

Die Betriebsweise nach der Aufheizperiode, d.h. nach Erreichen der gewünsch ten Betriebstemperatur der Heizrohre, kann nun in unterschiedlichster Weise gestaltet sein, wie dies die einzelnen Diagramme der Fig. 4 bis 8 erkennen lassen.The mode of operation after the heating period, ie after reaching the desired operating temperature of the heating tubes, can now be designed in a wide variety of ways, as can be seen from the individual diagrams in FIGS .

Bei der Betriebsweise nach Fig. 4 bleibt in dieser zweiten Betriebsphase die Heizspannung konstant.In the operation of FIG. 4 in this second operating phase the heating voltage remains constant.

Bei der Betriebsweise nach Fig. 5 wird die Heizspannung kontinuierlich auf einem entsprechend niedrigeren Wert gehalten und kontinuierlich verändert, und zwar in Abhängigkeit von, wenn auch nur minimalen, Änderungen der Tempe ratur der Heizrohre.In the operation of FIG. 5, the heating voltage is continuously maintained at a correspondingly lower value and changed continuously, in dependence on, even if only minimal, changes in the temperature of the heating pipes Tempe.

Bei der Betriebsweise nach Fig. 6, die im wesentlichen derjenigen nach Fig. 5 ähnlich ist, wird die Spannung schrittweise während kurzer Perioden verändert.In the operation according to Fig. 6, which is substantially that of FIG. 5 is similar to the voltage gradually changed during short periods.

Bei der Betriebsweise nach Fig. 7 sind die Heizrohre in zwei Gruppen einge teilt. Von beispielsweise sieben Heizrohren bilden das 1., 3., 5. und 7. Heiz rohr die eine Gruppe und die Heizrohre 2, 4 und 6 die zweite Gruppe. Zu Beginn des Aufheizens wird an die Glühdrähte der Heizrohre beider Gruppen die gleiche hohe Aufheizspannung angelegt. Am Ende der Aufheizperiode und bei Erreichen der gewünschten Glühtemperatur der Heizrohre wird die Heizspannung der Heiz rohre der ersten Gruppe um einen bestimmten Betrag reduziert, während die Heizspannung der Heizrohre der zweiten Gruppe um einen größeren Betrag zurück genommen wird.In the operation according to Fig. 7 the heating tubes in two groups are turned divides. Of, for example, seven heating pipes form the 1st , 3rd , 5th and 7th Heating pipe one group and heating pipes 2 , 4 and 6 the second group. At the beginning of the heating, the same high heating voltage is applied to the filaments of the heating tubes of both groups. At the end of the heating period and when the desired heating temperature of the heating tubes is reached, the heating voltage of the heating tubes of the first group is reduced by a certain amount, while the heating voltage of the heating tubes of the second group is reduced by a larger amount.

Im Falle der Betriebsweise nach Fig. 8 wird am Ende der Aufheizperiode die Heizspannung der Heizrohre der zweiten Gruppe völlig auf Null abgesenkt und diejenige der Heizrohre der ersten Gruppe nach einer ersten stärkeren Reduzie rung kontinuierlich geringfügig weiter abgesenkt, wobei jedoch die Glühtempe ratur der Heizrohre konstant bleibt.In the case of the mode of operation according to FIG. 8, the heating voltage of the heating tubes of the second group is completely reduced to zero at the end of the heating-up period and that of the heating tubes of the first group is continuously reduced slightly after a first stronger reduction, but the glow temperature of the heating tubes remains constant remains.

Die Regelung der Heizspannung kann mit Hilfe eines Reglers erfolgen, der mit Hilfe von Thermosensoren entsprechend gesteuert wird.The regulation of the heating voltage can be done with the help of a regulator Is controlled accordingly by thermal sensors.

Diese Betriebsweisen ermöglichen ein schnelleres Aufheizen der Heizrohre und damit auch der Werkstückoberflächen und ein genaueres Steuern der an die Glühdrähte der Heizrohre angelegten Heizspannung, welche die Heizleistung bestimmt, so daß die Abnutzungsgeschwindigkeit der Heizrohre wesentlich ver ringert bzw. deren Lebensdauer beträchtlich, und zwar auf das Mehrfache, ver längert werden kann.These operating modes enable the heating pipes to heat up more quickly and thus also the workpiece surfaces and a more precise control of the the filaments of the heating tubes applied heating voltage which the heating power determined so that the rate of wear of the heating pipes ver ver wrestles or their lifespan considerably, and that to a multiple, ver can be extended.

Claims

1. Heating device for continuously or semi-continuously operated vacuum, vacuum etching or coating systems for heating objects to be treated in these, consisting of at least one heating tube containing a filament, means for attaching the heating tube to a radiation shield or the like. and a direct or alternating voltage source to which the heating tube is connected, characterized in that the outer jacket of the heating tube or the heating tubes ( 12 ) consists of a highly heat-resistant metallic or ceramic, highly pure material, such as in particular titanium, tantalum, tungsten , Niobium, tungsten or the like. or pore-free aluminum oxide or quartz, and that the brackets ( 16 ) for hanging the heating pipes from a non-porous ceramic material, such as aluminum oxide in particular.

2. Heating device according to claim 1, characterized in that at least two heating tubes ( 12 ) are arranged parallel to one another, their distance being at least about 10 mm and a maximum of about 50 mm.

3. Heating device according to claim 2, characterized in that the distance between the heating tubes ( 12 ) from the radiation shield ( 17 ) is at least about 10 mm and a maximum of about 50 mm.

4. Heating device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the heating tubes ( 12 ) by means of only one holder ( 16 ) against the radiation shield ( 17 ) are fixed in the axial direction and the other brackets ( 16 ) an axial relative movement of the heating tubes ( 12 ) Allow them.

5. Heating device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the glow wire in the interior of the heating tubes ( 12 ) does not extend over their entire length and that the heating tube brackets ( 16 ) are arranged at those points at which there is no Filament located.

6. Heating device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the irradiated surfaces of the radiation shield ( 17 ) consist of a non-porous ceramic material, such as aluminum oxide in particular.

7. Heating device according to claim 6, characterized in that the upper surface of the radiation shield ( 17 ) is such that it reflects the largest possible proportion of the radiation incident on it.

8. Heating device according to claim 6 or 7, characterized in that the radiation shield ( 17 ) is provided on its rear side with a large-area coolant flow-through cooling jacket ( 18 ).

9. A method for operating a heating device according to one of claims 1 to 8, characterized in that at the beginning of the heating of the heating Tubes on their filament a direct or alternating voltage of a current source is created, which is higher than that for the desired Annealing temperature of the heating pipes is necessary and that when the same to the glow wires of all heating pipes or only every second Heating tube applied voltage is reduced to a value at which the thermodynamic equilibrium and a constant annealing temperature of the Heating pipes is maintained.

10. The method according to claim 9, characterized in that after reaching the desired temperature and the stable thermodynamic at this Equilibrium is the voltage applied to the filament of the heating pipes kept constant or continuous or until the end of the heating process is changed gradually in time intervals.

11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the to Glow wires of the first group of heating tubes applied voltage constant held and connected to the filaments of the second group of heating tubes applied voltage is lower and either kept constant or continuously or at intervals and gradually changed or ge if necessary is completely switched off.

12. The method according to claim 9, 10 or 11, characterized in that about the period of use depending on the efficiency of the heating pipes speed determined by the current-voltage characteristic of the filaments while certain parameters of the heater are in one standardized state, and that the heating power of the heating tubes in (depending on the efficiency determined.