DE4209334C2 - Hochvakuum-Beschichtungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochvakuum-Beschichtungsan­ lage mit einem Rezipienten aus einem elektrisch leitfähi­ gen Material, in welchem mittels elektrischer Energie zur Durchführung eines Beschichtungsvorganges Metall in seine dampfförmige Phase umgewandelt wird und bei der zur Er­ zeugung eines Hochstromes zumindest ein Transformator mit einem Eisenkern, einer Primärwicklung und einer Sekundär­ wicklung vorgesehen ist, von dessen Sekundärwikklung ein Pol über einen elektrischen Leiter mit einem in den Rezi­ pienten führenden Stromzuführung und der andere Pol mit dem Rezipienten Verbindung hat.

Zur Überführung eines Metalles in die Dampfphase durch elektrische Energie ist eine große Stromstärke erforder­ lich. Deshalb sind Beschichtungsanlagen der vorstehenden Art meist mit mehreren Hochstrom-Transformatoren ausge­ stattet. Diese Transformatoren hat man bisher in einer Grube unterhalb der Hochvakuum-Beschichtungsanlage ange­ ordnet. Die beiden Pole der Transformatoren wurden über Kupferschienen und Hochstromkabel mit dem Verdampfer der Hochvakuum-Beschichtungsanlage verbunden. Insbesondere die zur Wand des Rezipienten führende Stromverbindung hat man als relativ großflächige Schiene ausgebildet, damit Wärme durch Konvektion abgegeben werden konnte.

Die Anordnung der Transformatoren in einer Grube mit be­ trächtlichem Abstand zum Rezipienten bedingt relativ hohe Kosten, insbesondere infolge der erforderlich werdenden, relativ langen Hochstromleiter. Weiterhin führt sie zu dem Nachteil, daß nach einer Montage beim Hersteller zum Zwecke eines Probelaufs der Anlage für den Transport die Transformatoren mit ihren Hochstromleitern demontiert und später beim Kunden wieder montiert werden müssen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Hochva­ kuum-Beschichtungsanlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der zur elektrischen Energieversorgung bestimmte Anlagenteil möglichst kostengünstig ausgebildet ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Transformator auf der Außenseite des Rezipienten in unmittelbarer Nähe der Stromzuführung befestigt ist und daß ein am Transformator angebrachtes, mit dem Rezipien­ ten zu verschraubendes Befestigungsteil mit dem anderen Pol der Sekundärwicklung Verbindung hat und zum unmittel­ baren Kontaktieren der Wand des Rezipienten ausgebildet ist.

Durch diese verbrauchernahe Anordnung der Transformatoren bilden diese mit dem Rezipienten eine bauliche Einheit. Der Rezipient kann deshalb ohne Demontage der Transforma­ toren zusammen mit diesen transportiert werden, so daß erheblicher Montageaufwand entfällt. Weiterhin führt die Anordnung am Rezipienten dazu, daß nur sehr kurze Hoch­ stromleitungen erforderlich werden, was zu einer wesent­ lichen Kostenreduzierung beiträgt. Hinzu kommt, daß der Rezipient in der Lage ist, Wärme der Hochstromleitungen aufzunehmen, so daß diese keinen aus Kostengründen uner­ wünscht großen Querschnitt haben müssen, um durch Konvek­ tion Wärme abgeben zu können. Da das Befestigungsteil zugleich einen elektrischen Leiter darstellt, entfällt eine meist als Masseverbindung bezeichnete elektrische Leitung zwischen Transformator und Rezipient völlig.

Konstruktiv besonders einfach sind die Transformatoren gestaltet, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Befestigungsteil winkelförmig ausgebil­ det und mit einem Schenkel zwischen einer aus dem Trans­ formator herausführenden, mit der Sekundärwicklung elek­ trisch verbundenen Anschlußlasche und einem unteren Ende des Eisenkerns des Transformators angeordnet ist.

Zur weiteren Vereinfachung der Transformatoren trägt es bei, wenn zusätzlich zu dem mit einem Pol der Sekundär­ spule verbundenen Befestigungsteil auf der gegenüberlie­ genden Seite des Eisenkerns ein nicht mit einer Wicklung des Transformators elektrisch verbundener Befestigungs­ winkel am Eisenkern angebracht ist.

Die erfindungsgemäße Hochvakuum-Beschichtungsanlage kann nach unterschiedlichen Beschichtungsverfahren arbeiten. Wenn sie zum Beschichten einer über eine Beschichtungs­ walze geführten Folie einen Verdampfer mit mehreren, ne­ beneinander angeordneten, jeweils über einen in den Rezi­ pienten führenden Stromzuführungen mit elektrischer Ener­ gie versorgter Verdampferschiffchen hat, dann ist es ge­ mäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorteil­ haft, wenn die Transformatoren unterhalb der Stromzufüh­ rungen und eines vor den Stromzuführungen angeordneten Bedienpultes an der Wand des Rezipienten in zwei Reihen untereinander angeordnet sind. Eine solche Anlage baut ganz besonders kompakt, weil ihre Transformatoren einen ohnehin unterhalb des Bedienpultes vorhandenen Platz aus­ nutzen.

Bei mit Verdampferschiffchen arbeitenden Hochvakuum-Be­ schichtungsanlagen muß die Stromzuführung als in Längs­ richtung beweglicher Bolzen ausgebildet sein, um das Ver­ dampferschiffchen einspannen und Wärmedehnungen ausglei­ chen zu können. Diese Beweglichkeit wird durch die Hoch­ stromzuführung nicht unerwünscht stark eingeschränkt, wenn zur Verbindung eines Poles des jeweiligen Transfor­ mators mit der jeweiligen Stromzuführung eine hochflexi­ bles Stromband vorgesehen ist. Da die Stromzuführung was­ sergekühlt ist, kann über sie zugleich Wärme des Strom­ bandes abgeführt werden, was wiederum einen geringen Querschnitt des Strombandes ermöglicht und dadurch seine Flexibilität fördert.

Für als Folienbeschichtungsanlagen ausgebildete Hochva­ kuum-Beschichtungsanlagen mit einer zahlreiche Verdampfer nebeneinander aufweisenden Verdampferbank, zu deren Ener­ gieversorgung entsprechend der Anzahl der Verdampfer meh­ rere Transformatoren erforderlich sind, ist es konstruk­ tiv vorteilhaft, wenn jeder Transformator aus zwei zu einer Baueinheit zusammengefaßten, sekundärseitig par­ allelgeschalteten Einzeltransformatoren besteht und das Befestigungsteil als beide Anschlußlaschen eines Poles der Sekundärwicklung verbindende Schiene ausgebildet ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Hochvakuum- Beschichtungsanlage nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Hochvakuum- Beschichtungsanlage,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Transformators der Hochvakuum-Beschichtungsanlage,

Fig. 4 eine Vorderansicht des Transformators,

Fig. 5 eine im Vergleich zu Fig. 2 im Maßstab wesentlich vergrößerte Seitenansicht eines für die Erfindung wesentlichen Bereichs der Hochvakuum-Beschichtungsanlage.

Die Fig. 1 zeigt von der Seite einen Rezipienten 1 rechteckigen Querschnitts, welcher zur Beschichtung von Folien ausgebildet ist. Ein in Fig. 2 gezeigtes Bedien­ pult 2 wurde in Fig. 1 weggelassen. Unterhalb eines Fen­ sters 3, welches eine Beobachtung des Beschichtungsvor­ gangs ermöglicht, ist eine Reihe von nebeneinander ange­ ordneten Stromzuführungen 4 zu erkennen, welche jeweils mit einem unterhalb dieser Stromzuführungen 4 in zwei Reihen übereinander angeordneten Transformatoren 5, 6 verbunden sind. An der Unterseite des Rezipienten 1 er­ kennt man in einer Grube 7 zwei Diffusionspumpen 8, 9, mit denen das Innere des Rezipienten 1 evakuierbar ist.

Die Fig. 2 läßt im Inneren des Rezipienten 1 eine Ver­ dampferbank 10 mit einem schematisch angedeuteten Ver­ dampferschiffchen 11 erkennen. Diesem Verdampferschiff­ chen 11 wird elektrische Energie über die Stromzuführung 4 zugeleitet. Wichtig für die Erfindung ist, daß die Transformatoren 5, 6 unmittelbar auf der Wand des Re­ zipienten 1 unterhalb der Stromzuführung 4 und des Be­ dienpultes 2 befestigt sind.

Die Fig. 3 zeigt den Transformator 5 von der Seite. Schematisch ist in ihm eine Sekundärwicklung 12 darge­ stellt, deren Enden jeweils mit einer Anschlußlasche 13, 14 des Transformators 5 verbunden sind, wobei die An­ schlußlasche 14 senkrecht nach unten weist. Zwischen die­ ser Anschlußlasche 14 und einem aus dem Transformator 5 ragenden Eisenkern 15 ist ein die Anschlußlasche 14 kon­ taktierendes Befestigungsteil 16 aus elektrisch gut lei­ tendem Material (beispielsweise AlMg 5) angeordnet. Gegen die dem Befestigungsteil 16 abgewandte Seite des Eisen­ kerns 15 ist ein Befestigungswinkel 17 geschraubt. Sowohl der Befestigungswinkel 17 als auch das Befestigungsteil 16 dienen dazu, den Transformator 5 gegen die Außenseite des Rezipienten 1 schrauben zu können, wodurch der Rezi­ pient 1 infolge des Befestigungsteils 16 zwangsläufig mit einem Pol des Transformators 5 elektrisch verbunden wird.

Die Fig. 4 läßt durch die Darstellung von zwei Sekundär­ wicklungen 12, 12a erkennen, daß die Transformatoren 5 jeweils in einem Gehäuse 24 zwei Einzeltransformatoren 5a, 5b aufweisen, welche sekundärseitig parallelgeschal­ tet sind. Das Befestigungsteil 16 ist als Leiste ausge­ bildet, so daß diese von den Anschlußlaschen 14, 14a beider Einzeltransformatoren 5a, 5b kontaktiert wird. Die beiden anderen Anschlußlaschen 13, 13a führen zu einer gemeinsamen Schiene 18.

Die vergrößerte Darstellung in Fig. 5 zeigt von dem Re­ zipienten 1 denjenigen Teil einer Wand 19, gegen welchen die Transformatoren 5, 6 geschraubt sind, wobei durch die Befestigungsteile 16, 16a eine Kontaktierung der Wand 19 erfolgt. Strichpunktiert ist ein flexibles Stromband 20 dargestellt, welches die Schiene 18 des Transformators 5 mit der Stromzuführung 4 verbindet. Schläuche 21, 22 deu­ ten an, daß die Stromzuführung 4 eine Wasserkühlung auf­ weist.

Unterhalb des Bedienpultes 2 ist eine Abschirmung 23 dar­ gestellt, welche eine Berührung der Transformatoren 5, 6 und stromführenden Leitungen verhindert.

Bezugszeichenliste

1

Rezipient

2

Bedienpult

3

Fenster

4

Stromzuführung

5

Transformator

6

Transformator

7

Grube

8

Diffusionspumpe

9

Diffusionspumpe

10

Verdampferbank

11

Verdampferschiffchen

12

Sekundärwicklung

13

Anschlußlasche

14

Anschlußlasche

15

Eisenkern

16

Befestigungsteil

17

Befestigungswinkel

18

Schiene

19

Wand

20

Stromband

21

Schlauch

22

Schlauch

23

Abschirmung

24

Gehäuse

Claims (6)

1. Hochvakuum-Beschichtungsanlage mit einem Rezipienten aus einem elektrisch leitfähigen Material, in welchem mittels elektrischer Energie zur Durchführung eines Be­ schichtungsvorganges Metall in seine dampfförmige Phase umgewandelt wird und bei der zur Erzeugung eines Hoch­ stromes zumindest ein Transformator mit einem Eisenkern, einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung vorgese­ hen ist, von dessen Sekundärwicklung ein Pol über einen elektrischen Leiter mit einer in den Rezipienten führen­ den Stromzuführung und der andere Pol mit dem Rezipienten Verbindung hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Transfor­ mator (5, 6) auf der Außenseite des Rezipienten (1) in unmittelbarer Nähe der Stromzuführung (4) befestigt ist und daß ein am Transformator (5, 6) angebrachtes, mit dem Rezipienten (1) zu verschraubendes Befestigungsteil (16) mit dem anderen Pol der Sekundärwicklung (12) Verbindung hat und zum unmittelbaren Kontaktieren der Wand (19) des Rezipienten (1) ausgebildet ist.

2. Hochvakuum-Beschichtungsanlage nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (16) win­ kelförmig ausgebildet und mit einem Schenkel zwischen einer aus dem Transformator (5, 6) herausführenden, mit der Sekundärwicklung (12) elektrisch verbundenen An­ schlußlasche (14) und einem unteren Ende des Eisenkerns (15) des Transformators (5, 6) angeordnet ist.

3. Hochvakuum-Beschichtungsanlage nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem mit einem Pol der Sekundärspule (12) verbundenen Befestigungsteil (16) auf der gegenüberliegenden Seite des Eisenkerns (15) ein nicht mit einer Wicklung des Transformators (5, 6) elek­ trisch verbundener Befestigungswinkel (17) am Eisenkern (15) angebracht ist.

4. Hochvakuum-Beschichtungsanlage nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, welche zum Beschichten einer über eine Beschichtungswalze geführten Folie einen Ver­ dampfer mit mehreren, nebeneinander angeordneten, jeweils über einen in den Rezipienten führenden Stromzuführungen mit elektrischer Energie versorgter Verdampferschiffchen hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformatoren (5, 6) unterhalb der Stromzuführungen (4) und eines vor den Stromzuführungen (4) angeordneten Bedienpultes (2) an der Wand (19) des Rezipienten (1) in zwei Reihen untereinan­ der angeordnet sind.

5. Hochvakuum-Beschichtungsanlage nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Verbindung eines Poles des jeweiligen Transformators (5, 6) mit der jeweiligen Stromzuführung (4) ein hochflexibles Stromband vorgesehen ist.

6. Hochvakuum-Beschichtungsanlage nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß jeder Transformator (5, 6) aus zwei zu einer Baueinheit zusammengefaßten, sekundärseitig parallelgeschalteten Einzeltransformatoren (5a, 5b) be­ steht und das Befestigungsteil (16) als beide Anschluß­ laschen (14a, 14b) eines Poles der Sekundärwicklung (12a, 12b) verbindende Schiene (18)ausgebildet ist.