DE4402471C2 - Vorrichtung zum Transportieren und Beschichten von fadenförmigem Gut aus mindestens einer spröden und harten Langfaser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transpor­ tieren und Beschichten von fadenförmigem Gut aus min­ destens einer spröden und harten Langfaser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Rahmen dieser Erfindung soll mit dem Begriff "faden­ förmiges Gut" sowohl eine Endlos-Einzelfaser, als auch ein Faserbündel aus mehreren Endlos-Einzelfasern als auch ein Faserband aus mehreren parallel zueinander verlaufenden und im Abstand zueinander angeordneten Langfasern gemeint sein.

Aus DE 40 18 340 A1 sind eine Vorrichtung und ein Ver­ fahren zum kontinuierlichen Beschichten von Lang- oder Endlos-Fasermedien nach dem PVD- (physical vapour depo­ siton), insbesondere EBPVD-Verfahren (electrical beam PVD) bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren bzw. die­ ser bekannten Vorrichtung wird unbeschichtetes Lang­ fasermedium (eine Einzelfaser oder mehrere parallel zueinander verlaufende Einzelfasern) von einer Ab­ wickelspule abgewickelt und auf eine Aufwickelspule aufgewickelt. Zwischen den beiden Spulen, von denen mindestens die Aufwickelspule motorisch antreibbar ist, durchläuft das Langfasermedium eine Beschichtungskam­ mer. In diesem Durchlaufbereich ist das Langfasermedium einem allseitig wirkenden Gasstrom aus verdampften Be­ schichtungsmaterial ausgesetzt, das sich auf der Um­ fangsfläche des Langfasermediums abscheidet. Für die Güte der Beschichtung sowie für die Beschichtungsdicke ist unter anderem die Verweildauer des Langfasermediums im Durchlaufbereich entscheidend. Wegen der verhältnis­ mäßig hohen Temperaturbelastungen des Langfasermediums darf die Verweildauer nur eine recht kurze Zeitspanne sein.

In DE 41 19 307 C1 ist eine Vorrichtung zum Halten einer schraubenlinienartig angeordneten Langfaser be­ schrieben. Die Langfaser ist innerhalb des durch ge­ nutete Trägerkörper begrenzten Raums angeordnet. Die Trägerkörper befinden sich also außerhalb der Lang­ faserschraube, wobei sie die Langfaser an ihren Innen­ seiten halten. Diese bekannte Vorrichtung wird zur dis­ kontinuierlichen Beschichtung von durch die Länge der Schraubenlinie bestimmte Langfaserabschnitte einge­ setzt. Eine kontinuierliche Beschichtung von Langfaser­ medium ist mit der bekannten Vorrichtung nicht möglich, da die Langfaserschraube bei einer Bewegung der Lang­ faser relativ zu den Trägerkörpern durch Ausübung einer Zugspannung, wie es zum Transport der Langfaser erfor­ derlich ist, zusammenfällt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Transportieren und Beschichten von fadenförmi­ gem Gut aus mindestens einer harten und spröden Lang­ faser zu schaffen, bei der sich auch bei hohen Trans­ portgeschwindigkeiten des fadenförmigen Guts in einer Beschichtungskammer Beschichtungen hoher Güte erzielen lassen, ohne daß die Beschichtungskammer dazu groß­ volumig ausgebildet sein muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorge­ schlagen. Die Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Vorrichtung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, die Menge an dem Beschichtungsprozeß ausgesetztem Endlos-Langfaser­ medium (in der Beschichtungskammer) stark zu ver­ größern, d. h. den Durchlaufbereich, den das Langfaser­ medium innerhalb der Beschichtungskammer durchlaufen muß, stark zu vergrößern, um damit die Verweildauer des fadenförmigen Guts (nachfolgend auch Langfasermedium genannt) im Durchlaufbereich zu vergrößern. Dies wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, daß das Langfaser­ medium während seines Transports im Durchlaufbereich von einer Trägervorrichtung gehalten ist. Dabei ist es prinzipiell möglich, daß die Menge an der Beschichtung unterzogenen Langfasermedium auch dadurch erhöht wird, daß das Langfasermedium mehrmals durch die eigentliche Beschichtungszone der Beschichtungskammer hindurchge­ führt wird. Da eine Rundumbeschichtung des Langfaser­ mediums erwünscht ist, ist beim Einsatz einer Träger­ vorrichtung zum Halten des Langfasermediums innerhalb der Beschichtungskammer darauf zu achten, daß es zu keinerlei dauerhaften, d. h. in jeder Phase des Trans­ ports des Langfasermediums vorliegenden Abschattungen durch die oder Kontakten bzw. Berührungen mit der Trägervorrichtung kommt. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Trägervorrichtung ein­ zelne antreibbare Trägerkörper aufweist, die voneinan­ der beabstandet sind und die das Langfasermedium längs seines Transportweges durch den Durchlaufbereich hal­ ten, wobei das Langfasermedium zwischen den einzelnen Trägerkörpern freiliegt. Durch die Trägerkörper wird also eine punkt- bzw. linienweise Anlage des Langfaser­ mediums an der Trägervorrichtung geschaffen. Der Dreh­ sinn der Trägerwellen ist derart gewählt, daß sich die Umfangsflächen der Trägerwellen in Transportrichtung des Langfasermediums bewegen, d. h. die Relativgeschwin­ digkeit zwischen Langfasermedium und den Umfangsflächen der Trägerwellen reduziert ist und im Idealfall ver­ schwindet. Auf diese Weise kann die Gleitreibung des Langfasermediums an den Trägerwellen auf nahezu Null (Idealfall) reduziert werden, so daß lediglich noch "Rollreibung" verbleibt. Die Trägervorrichtung bzw. die Trägerkörper sind mit einem Führungssystem zum Führen des Langfasermediums während dessen Transport versehen.

Mit der Erfindung ist eine Transportvorrichtung für die insbesondere kontinuierliche Beschichtung im Durchlauf­ betrieb von Einzelfasern, Fasersträngen und -bändern geschaffen, die es ermöglicht, das zu beschichtende Gut (Langfasermedium) durch eine Beschichtungsanlage derart hindurchzuführen und zu bewegen, daß eine im wesent­ lichen homogene Rundumbeschichtung der Fasern, eine optimale Ausnutzung des Verdampfungs- (Beschichtungs-) Materials und eine möglichst geringe thermische und mechanische Faserbelastung erzielt werden. Die Erfin­ dung ist insbesondere zur (Kalt-)Beschichtung durch Sputtern o. dgl. geeignet.

Vorteilhafterweise ist das Langfasermedium mehrmals um die Anordnung von Trägerkörpern herum legbar und dabei an diesen gehalten sowie beim Transport geführt. Das Langfasermedium berührt dabei jeden Trägerkörper ent­ lang seines Transportweges mehrere Male (entsprechend der Anzahl von Umläufen um die Anordnung von Trägerkör­ pern), wobei jeder Kontakt lediglich punkt- bzw. linienweise mit kleiner Linienlänge erfolgt. Zwischen zwei Trägerkörpern ist dabei vorzugsweise die Beschich­ tungsplasma-Erzeugungsvorrichtung (Target mit Kathoden) angeordnet. Dem Plasma sind dann der Anzahl von Umwick­ lungen des Langfasermediums um die Trägerkörperanord­ nung entsprechend viele Langfasermedium-Abschnitt aus­ gesetzt.

Zweckmäßigerweise sind die Trägerkörper gleichmäßig voneinander beabstandet. Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn die Trägerkörper entlang eines Kreisumfangs ange­ ordnet sind und in Form von Trägerwellen ausgebildet sind, die drehbar gelagert sind. Bei dieser Ausgestal­ tung der Erfindung weist das Führungssystem eine Viel­ zahl von Umfangsvertiefungen an den Trägerwellen auf. Sämtliche Trägerwellen sind parallel zueinander ange­ ordnet und bilden zusammen einen Träger, um den herum das Langfasermedium mehr oder weniger stark gespannt geführt ist. Die Tiefe der einzelnen umlaufenden und pro Trägerwelle nebeneinander angeordneten Umfangsver­ tiefungen sollte derart gewählt werden, daß das Lang­ fasermedium auch dann noch in den Umfangsvertiefungen geführt ist, wenn die Spannung auf das Langfasermedium nicht allzu groß ist. Dies hat den Vorteil, daß das Langfasermedium beim Umlenken um die einzelnen Träger­ wellen keine allzu starke Krümmung erfährt, dennoch aber in den Umfangsvertiefungen verbleibt. Damit werden mechanische Faserbelastungen, nämlich Biegung und Rei­ bung reduziert.

Wird das Langfasermedium mehrere Male um die Anordnung von Trägerwellen gelegt, so ist eine "Steigung" des Langfasermediums von Umlauf zu Umlauf erforderlich. Dies wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch realisiert, daß die Umfangsvertiefun­ gen benachbarter Trägerwellen axial versetzt zueinander sind. Für den Gesamtversatz der Umfangsvertiefungen der Trägerwellen gilt, daß dieser bei einer Einzelfaser als Langfasermedium gleich einer Umfangsvertiefung ist. Werden Faserbänder beschichtet, die aus voneinander beabstandeten parallelen Endlos-Einzelfasern bestehen, so beträgt der Gesamtversatz einem Vielfachen einer Umfangsvertiefung; wird beispielsweise eine Faserband aus fünf Einzelfasern um die Trägervorrichtung herumge­ legt, so beträgt der Versatz über den gesamten Kreisum­ fang betracht gleich dem Abstand von fünf Umfangsver­ tiefungen.

Um einen zumindest begrenzten Schutz gegen ein Ablösen des Langfasermediums von der Trägervorrichtung bei Faserbruch zu gewährleisten, ist gemäß einer vorteil­ haften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, zwischen der Abwickelspule und der Trägervorrichtung und zwi­ schen der Aufwickelspule und der Trägervorrichtung je­ weils eine Festhaltevorrichtung vorzusehen. Zweck­ mäßigerweise besteht diese Festhaltevorrichtung jeweils aus einem ersten und einem zweiten Rollenpaar aus federnd mit ihren Laufflächen aneinanderliegenden Rol­ len mit parallelen Drehachsen, wobei das Langfaser­ medium zwischen den Laufflächen hindurchführbar ist. Die vier durch Bewegen des Langfasermediums drehbaren Rollen halten zwischen sich das Langfasermedium "einge­ klemmt"; die Laufflächen (Umfangsflächen) der Rollen sind hierbei mit einem Teflon- oder einem Silikonüber­ zug versehen, der den Rollen eine "weiche" Berührungs­ fläche mit dem Langfasermedium verleiht. Tritt während der Beschichtung Faserbruch in demjenigen Bereich des Langfasermediums auf, in dem dieses um die Trägervor­ richtung gelegt ist, so sorgen die Festhaltevorrichtun­ gen dafür, daß das Langfasermedium auf den Spulen je­ weils aufgewickelt und unter Zugspannung verbleibt. Tritt zwischen den Festhaltevorrichtung und einer der beiden Spulen ein Faserbruch auf, so bleibt die erfor­ derlich Zugspannung des Langfasermediums im Bereich zwischen den beiden Festhaltevorrichtungen aufrecht er­ halten, so daß das Langfasermedium um die Trägervor­ richtung gelegt verbleibt.

Die ersten Rollen und die zweiten Rollen sind in unter­ schiedlichen Ebenen angeordnet, die einen Winkel un­ gleich Null Grad miteinander bilden; vorzugsweise sind die ersten Rollen um 90° gegenüber den zweiten Rollen versetzt angeordnet. Die ersten Rollen einer jeden Festhaltevorrichtung sind der Trägervorrichtung zuge­ wandt und garantieren eine exakte (Horizontal-)Führung des Langfasermediums, wenn ihre Drehachsen parallel zu den Trägerwellen angeordnet sind. Die zweiten Rollen, die der Aufwickel- bzw. der Abwickelspule zugeordnet sind, ermöglichen eine (Vertikal-)Führung des Lang­ fasermediums beim Aufwickeln auf die Aufwickelspule bzw. beim Abwickeln von der Abwickelspule, wenn ihre Drehachsen parallel zur Auf- bzw. Abwickelspule verlau­ fen. Diese Horizontal- und Vertikalführungen reduzieren die Scherkraftbeanspruchungen, die auf das Langfaser­ medium wirken. Zweckmäßigerweise lassen sich die der Aufwickelspule zugewandten zweiten Rollen gemeinsam im wesentlichen in Erstreckung ihrer Drehachsen vor- und zurückbewegen, um das Langfasermedium zum geordneten, d. h. längenweisen Aufwickeln auf die Aufwickelspule zu führen.

Zu Beginn eines Beschichtungsprozesses ist es erforder­ lich, das Langfasermedium um die Trägervorrichtung her­ umzuführen und das Langfasermedium dabei in das Füh­ rungssystem einzubringen. Zweckmäßigerweise erfolgt dies automatisch, indem eine relativ zu der Trägervor­ richtung bewegbare vorzugsweise automatisch arbeitende Mitnehmervorrichtung zum Aufbringen des Langfaser­ mediums an die Trägervorrichtung und zum Einlegen des Langfasermediums in das Führungssystem vorgesehen ist, wobei das Langfasermedium an der Mitnehmervorrichtung befestigbar ist. Die Mitnehmervorrichtung ist dabei vorzugsweise von außen um die Anordnung von Trägerwel­ len herum bewegbar, wobei sie pro Umdrehung einen axia­ len Versatz erfährt, der gleich dem Gesamtversatz der Umfangsvertiefungen der Trägerwellen pro Umlauf ist. Mit anderen Worten ist das Steigungsmaß der Mitnehmer­ vorrichtung pro Umdrehung gleich dem Umfangsvertie­ fungsversatz der Trägerwellen pro Umlauf um die Anord­ nung von Trägerwellen.

Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zei­ gen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Transportmechanismus für Langfasermedium zur kontinuierlichen Faser­ beschichtung,

Fig. 2 eine Ansicht des Transportmechanismus entlang der Linie II von Fig. 1, in der die Umwicklung der Trägervorrichtung des Transportmechanismus mit Langfasermedium erkennbar ist, und

Fig. 3 eine Ansicht des Transportmechanismus entlang der Linie II von Fig. 1, wobei die Situation in der Anfangsphase des automatischen Umwickelvor­ ganges des Langfasermediums um die Trägervor­ richtung mit Hilfe einer Mitnehmervorrichtung dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht einen Transportmechanismus 10 zum Transportieren und Führen von fadenförmigem Gut 12 (nachfolgend mit Langfasermedium bezeichnet) in einer Beschichtungskammer zur kontinuierlichen Be­ schichtung des Langfasermediums 12. Wie man insbeson­ dere anhand von Fig. 2, die eine Seitenansicht des Transportmechanismus 10 darstellt, erkennen kann, han­ delt es sich bei dem Langfasermedium 12 um eine Einzel-Lang­ faser. Der hier zu beschreibende und in den Figuren dargestellte Transportmechanismus 10 eignet sich bei­ spielsweise zur Beschichtung von Silizium-Carbid-Fasern mit einer Titanbasislegierung als Beschichtungsmate­ rial.

Der Transportmechanismus 10 ist mit einer Abwickelspule 14 versehen, auf der zu beschichtendes Langfasermedium 12 aufgewickelt ist. Das beschichtete Langfasermedium 12 wird von einer Aufwickelspule 16 aufgenommen. Zumin­ dest die Aufwickelspule 16 ist antreibbar (in den Figuren ist der Antrieb aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt); es ist aber auch denkbar, daß so­ wohl die Aufwickel- als auch die Abwickelspule 16 bzw. 14 jeweils gegensinnig antreibbar sind, um dem Langfasermedium 12 in dem Bereich zwischen den beiden Spulen eine kontrollierte Zugspannung zu verleihen.

Im Transportweg zwischen der Abwickelspule 14 und der Aufwickelspule 16 ist eine Trägervorrichtung 18 an­ geordnet, um die herum das Langfasermedium 12 aus­ gehend von der Abwickelspule 14 mehrere Male gewic­ kelt ist, um sich danach bis zur Aufwickelspule 16 zu erstrecken. Die Trägervorrichtung 18 weist eine festste­ hende runde Trägerplatte 20 auf, die eine Vielzahl von Trägerkörpern 22 in Form von drehend antreibbaren Trägerwellen (im Ausführungsbeispiel acht) trägt. Die Trägerwellen 22 sind jeweils drehbar an der Trägerplat­ te 20 gelagert. Sie sind längs einer Kreislinie und gleich­ mäßig voneinander beabstandet angeordnet. Jeder Trä­ gerkörper 22 ist mit einer Vielzahl von Umfangsvertie­ fungen 24 versehen, die jeweils umlaufend geschlossen sind und in axialer Erstreckung der Trägerkörper 22 aufeinanderfolgen. Der axiale Versatz der Umfangsver­ tiefungen 24 zweier benachbarter Trägerkörper 22 be­ trägt 1/8 des Mittenabstandes zweier benachbarter Um­ fangsvertiefungen eines Trägerkörpers 22, so daß der Gesamtversatz über einen Umlauf der Anordnung von Trägerkörpern 22 betrachtet gleich einer Umfangsver­ tiefung 24 (Mittenabstand zwischen zwei benachbarten Umfangsvertiefungen) ist. Bei vollständig umwickelter Trägervorrichtung 18 erstreckt sich das Langfasermedi­ um 12 mehrere Male um die Anordnung von Trägerwel­ len 22, wobei es jeweils in den Umfangsvertiefungen 24 punkt- bzw. linienweise geführt ist. Die Umfangsvertie­ fungen 24 bilden also das Führungssystem 26 der Trä­ gervorrichtung 18.

Wie bereits oben angedeutet, sind die Trägerwellen 22 drehend antreibbar an der Trägerplatte 20 gelagert. Der Drehantrieb sämtlicher Trägerwellen 22 erfolgt über einen Riementrieb 28, der um Rollen 30 geführt ist, die starr mit den Trägerwellen 22 verbunden sind. Jede Trägerwelle 22 ist mit einer derartigen Rolle 30 verbun­ den, wobei eine der Trägerwellen 22 eine zweite Rolle 32 aufweist, die über einen weiteren Riementrieb 34 mit der Antriebsrolle 36 eines Motors 38 gekoppelt ist Die­ ser Antriebsmechanismus für die Trägerwellen 22 er­ laubt den unabhängigen Antrieb der Trägerwellen 22 von der Rotation der Abwickel- und Aufwickelspulen 14, 16. Der hier beschriebene Antriebsmechanismus für die Trägerwellen 22 ermöglicht es, sämtliche Trägerwel­ len 22 gleichsinnig und mit gleicher Geschwindigkeit rotieren zu lassen. Die Rotationsrichtung der Träger­ wellen 22 (s. die Pfeile 40 in Fig. 1) ist dabei derart gewählt, daß sich die Trägerwellen 22 gleichsinnig mit der Transportrichtung des Langfasermediums 12 (s. Pfeil 42 in Fig. 1) um die Anordnung von Trägerwellen 22 drehen.

Im Betrieb des Transportmechanismus 10 wird unbe­ schichtetes Langfasermedium 12 von der Abwickelspule 14 abgewickelt. Das von der Abwickelspule 14 kom­ mende Langfasermedium 12 umläuft mehrere Male die Anordnung von Trägerwellen 22, wobei es außen in den Umfangsvertiefungen 24 der Trägerwellen 22 geführt und gehalten ist. Die Trägerwellen 22 drehen sich gleichsinnig mit der Umlaufrichtung des Langfaserme­ diums 12 um die Trägervorrichtung 18, so daß die Rei­ bung zwischen den Umfangsvertiefungen 24 und dem Langfasermedium 12 reduziert ist. Von der Trägervor­ richtung 18 erstreckt sich das Langfasermedium 12 dann weiter bis zur Aufwickelspule 16, die beschichtetes Langfasermedium 12 trägt. Zwischen zwei benachbar­ ten Trägerwellen 22 befindet sich die Erzeugungsvor­ richtung 43 für das eigentliche Beschichtungsplasma (in den Figuren durch gestrichelte Linien angedeutet), die zwei feststehende Target/Kathoden-Anordnungen 44 aufweist, welche einander gegenüberliegend angeord­ net sind. Das Beschichtungsplasma bildet sich zwischen diesen beiden Target/Kathoden-Anordnungen 44 aus. Das Langfasermedium 12 verläuft zwischen den beiden Target/Kathoden-Anordnungen 44, wobei sich bei Be­ wegung des Langfasermediums 12 gleichzeitig mehrere Abschnitte desselben (entsprechend der Anzahl an Langfasermedium-Wicklungen um die Anordnung von Trägerwellen 22) durch die Erzeugungsvorrichtung 43 hindurchbewegen.

Der gesamte Transportmechanismus 10 ist auf einer Grundplatte 44 angeordnet, die als solche in eine Be­ schichtungskammer eingebracht werden kann. Es ist aber auch denkbar, daß lediglich die Trägervorrichtung 18 sich in der Beschichtungskammer befindet, die dann zwei Öffnungen zum Einführen von unbeschichtetem Langfasermedium 12 in die Beschichtungskammer und Herausführen von beschichtetem Langfasermedium 12 aus der Beschichtungskammer aufweist.

Zur Erleichterung des Aufwickelns des Langfaserme­ diums auf die Trägervorrichtung 18 ist der Transport­ mechanismus 10 mit einer Mitnehmervorrichtung 46 für Langfasermedium 12 versehen. Die Mitnehmervorrich­ tung 46 weist eine drehbare Spindel 48 mit einem Au­ ßengewinde 50 auf, die im Gewindeeingriff mit einem fest mit der Trägerplatte verbundenen Teil (z. B. Stand­ fuß 49) steht. Die Spindel 48 ist im Mittelpunkt derjeni­ gen (gedachten) Kreislinie angeordnet, auf der sich die einzelnen Trägerwellen 22 befinden. Mit dem oberen Ende der Spindel 48 ist ein Stab 52 verbunden, der in axialer Verlängerung der Spindel 48 verläuft und dessen der Trägerplatte 20 abgewandtes axiales Ende 54 den radialen Schenkel 56 eines Winkel-Arms 58 trägt. Der Winkel-Arm 58 weist neben dem radialen Schenkel 56 auch einen axialen Schenkel 59 auf, der sich außerhalb der Anordnung von Trägerwellen 22 befindet. Das dem radialen Schenkel 56 abgewandte freie Ende des axialen Schenkels 59 weist eine Befestigungsvorrichtung 60 auf, an der das Ende des Langfasermediums 12 befestigbar ist. Der sich unterhalb der Trägerplatte 22 (durch den Fuß 49) hindurch erstreckende untere axiale Abschnitt 61 der Spindel 48 weist eine in Umfangsrichtung verlau­ fende Zahnung auf, deren "Täler" und "Berge" in axialer Richtung der Spindel 48 verlaufen. Mit dieser Zahnung kämmt eine Antriebsschnecke 62. Durch drehenden An­ trieb der Schnecke 62 wird die Spindel 48 in Rotation versetzt, wodurch sich diese infolge ihres Gewindeein­ griffs mit einem mit der Trägerplatte 20 fest verbun­ denen Gewindeteil 63 axial verschiebt. Die mit der An­ triebsschnecke 62 kämmende Zahnung der Spindel 48 weist eine ausreichende axiale Erstreckung auf, so daß diese Kämmung auch in den beiden axialen Extremstel­ lungen der Spindel 48 (vollständig eingezogen bzw. aus­ gefahren) besteht.

Zu Beginn eines Aufwickelvorganges befindet sich die Hülse 52 nahezu in Anlage mit der Trägerplatte 20, wobei die Befestigungsvorrichtung 60 am Winkel-Arm 58 in Höhe der untersten Umfangsvertiefungen 24 der Trägerwellen 22 angeordnet ist. Durch Rotation des Winkel-Arms 58 bei an der Befestigungsvorrichtung 60 befestigtem Langfasermedium wird dieses Umdrehung für Umdrehung um die Trägervorrichtung 18 gewickelt. Diese Rotation des Winkel-Arms 58 kommt bei Dre­ hung der Antriebsschnecke 62 zustande. Die Rotations­ geschwindigkeiten der Spindel 48 bzw. des Winkelarms 58 und der Trägerwellen 22 sind beim Aufwickelvor­ gang derart aufeinander abgestimmt, daß die Relativbe­ wegung zwischen den Umfangsflächen der Trägerwel­ len 22 und dem Langfasermedium in den Kontaktpunk­ ten bzw. -linien beider gleich Null ist. Das Steigungsmaß des Außengewindes 50 der Spindel 48 ist dabei derart gewählt, daß der axiale Versatz des Winkel-Arms 58 pro Umdrehung gleich dem Mittenabstand zweier benach­ barter Umfangsvertiefungen 24 ist. Nach Beendigung des Aufwickelvorganges wird das an der Befestigungs­ vorrichtung 60 gehaltene Ende des Langfasermediums 12 abgenommen und an der Aufwickelspule 16 befestigt. Die Mitnehmervorrichtung 46 weist dann die Anord­ nung gemäß Fig. 2 auf. Für die eigentliche Beschichtung des Langfasermediums 12 kann der Winkelarm 58 der Mitnehmervorrichtung 46 entfernt werden.

Die Transportgeschwindigkeit des Langfaserme­ diums 12 ist bei dem hier beschriebenen und in den Figuren dargestellten Transportmechanismus 10 varia­ bel und wird dem Beschichtungsprozeß angepaßt. Die gesamte Anlage kann für Hochvakuum ausgeführt wer­ den. Der Transportmechanismus 10 kann in praktisch jeder Lage betrieben werden, d. h. mit horizontal ange­ ordneten Spulen 14, 16 bei vertikal ausgerichteten Trä­ gerwellen 22 oder mit vertikal angeordneten Spulen 14, 16 bei ebenfalls vertikal ausgerichteten Trägerwellen 22. Es ist aber auch möglich, daß die Trägerwellen 22 jeweils horizontal ausgerichtet sind. Das gesamte Sy­ stem kann sowohl auf dem Kammerboden einer Be­ schichtungsanlage als auch um 180° gedreht an dem Kammerdeckel montiert werden. Damit ist der hier be­ schriebene Transportmechanismus praktisch für alle Bauausführungen von Beschichtungsanlagen geeignet Bei Vakuumkammern mit großen Durchmessern ist auch eine Anordnung der Spulen innerhalb der Anord­ nung von Trägerwellen 22 möglich.

Zwischen der Trägervorrichtung 18 und der Abwic­ kelspule 14 und zwischen der Trägervorrichtung 18 und der Aufwickelspule 16 ist jeweils eine Langfasermedi­ um-Festhaltevorrichtung 64, 66 angeordnet Aufgabe dieser Festhaltevorrichtung 64, 66 ist einerseits die Füh­ rung des Langfasermediums zwischen den Spulen 14, 16 und der Trägervorrichtung 18 und andererseits das Festhalten des Langfasermediums im Falle eines Faser­ bruchs. Jede Festhaltevorrichtung 64, 66 weist eine Rol­ lenpaaranordnung aus zwei horizontal angeordneten ersten Rollen 68 mit parallelen Drehachsen und zwei vertikal angeordneten zweiten Rollen 70 mit ebenfalls parallelen Drehachsen auf. Sowohl die beiden ersten Rollen 68 als auch die beiden zweiten Rollen 70 liegen federnd aneinander an, was in den Figuren durch die Federn 72, 74 zwischen den Drehachsen 76, 78 wieder­ gegeben ist. Zwischen den Lauf-(Umfangs-)Flächen der ersten und zweiten Rollen 68, 70 erstreckt sich das Langfasermedium 12, wobei die Laufflächen der sich bei Bewegung des Langfasermediums 12 mitdrehenden Rollen 68, 70 an dem Langfasermedium 12 anliegen. Tritt Faserbruch auf, z. B. zwischen der Festhaltevorrichtung 64, 66 und den Spulen 14, 16 oder der Trägervorrichtung 18, so verbleibt das Langfasermedium 12 um die Träger­ vorrichtung 18 gewickelt bzw. auf den Spulen 14, 16 aufgewickelt, womit ein Schutz gegen ungewolltes Ab­ wickeln von Langfasermedium 12 im Fall von dessen Bruch gegeben ist.

Die der Trägervorrichtung 18 zugewandten ersten Rollen 68 der zwischen der Trägervorrichtung 18 und der Abwickelspule 14 angeordneten Festhaltevorrich­ tung 64 sind in Höhe der untersten (obersten) Umfangs­ vertiefung 24 der in Transportrichtung des Langfaser­ mediums 12 nächsten Trägerwelle 22 angeordnet, an der das Langfasermedium 12 anliegt (s. Fig. 1). Ebenso sind die ersten Rollen 68 der anderen Festhaltevorrichtung 66 in Höhe der Umfangsvertiefung 24 der in Transport­ richtung des Langfasermediums 12 letzten vor der Fest­ haltevorrichtung 66 gelegenen Trägerwelle 22 angeord­ net. Die ersten Rollen 68 der beiden Festhaltevorrich­ tungen 64, 66 dienen der exakten Horizontal-Führung des Langfasermediums 12 zu der Trägervorrichtung 18 hin und von dieser weg, indem eine Bewegung des Lang­ fasermediums 12 in radialer Richtung der in Transport­ richtung 42 ersten Trägerwelle 22 unterbunden wird. Demgegenüber übernehmen die zweiten (Vertikal-)Rol­ len 70, die um 90° verdreht gegenüber den ersten Rollen 68 angeordnet sind, die Führung des Langfasermediums 12 beim Abwickeln von der Abwickelspule 14 bzw. beim Aufwickeln auf die Aufwickelspule 16, wobei die zwei­ ten Rollen 70 auf der Abwickelspulen-Seite auch der genauen Zuführung des Langfasermediums 12 zu den ersten Rollen 68 hin dienen. Die der Aufwickelspule 16 zugeordneten zweiten Rollen 70 der Festhaltevorrich­ tung 66 sind seitlich hin- und herbewegbar (was in Fig. 1 durch den Doppelpfeil 80 angedeutet sein soll), um einen scherkraftfreien bzw. -reduzierten Aufwickelvorgang des beschichteten Langfasermediums 112 zu ermögli­ chen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Transportieren und Beschichten von fadenförmigem Gut aus mindestens einer spröden und harten Langfaser, mit einer Abwickelspule (14) für unbeschichtetes Gut (12) und einer Aufwickelspule (16) für beschichtetes Gut (12), wobei das faden­ förmige Gut (12) durch einen Durchlaufbereich hin­ durch transportierbar ist, der in dem Transportweg zwischen der Abwickelspule (14) und der Aufwickel­ spule (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß im Durchlaufbereich eine Trägervorrichtung (18) zum Halten des fadenförmigen Gutes (12) wäh­ rend des Transportes desselben angeordnet ist,
• - daß die Trägervorrichtung (18) einzelne, entlang eines Kreisumfangs angeordnete beabstandete Trä­ gerkörper (22) in Form von Trägerwellen aufweist, an denen das fadenförmige Gut (12) punkt- oder linienweise gehalten ist, wobei es zwischen den Trägerkörpern (22) freiliegt,
• - daß die Trägerwellen antreibbare sind, daß sich ihre jeweils in Kontakt mit dem Gut (12) befind­ lichen Umfangsflächenbereiche in Transportrichtung (42) des Gutes (12) mit im wesentlichen dessen Transportgeschwindigkeit bewegen, und
• - daß an den Trägerkörpern (2) ein Führungssystem (26), bestehend aus einer Vielzahl von Umfangsver­ tiefungen (24), vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkörper (22) derart angeordnet und das Führungssystem (26) derart ausgebildet ist, daß das fadenförmige Gut (12) mehrmals um die Anordnung von Trägerkörpern (22) herumlegbar und dabei gehalten sowie beim Transport geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umfangsvertiefungen (24) benach­ barter Trägerwellen axial versetzt zueinander sind, wobei der Gesamtversatz über den gesamten Kreisumfang betrachtet gleich einem von der Ausgestaltung des fadenförmigen Guts (12) und dessen Anzahl an Lang­ fasern abhängigen Vielfachen einer Umfangsvertiefung (24) ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abwickelspule (14) und der Trägervorrichtung (18) und zwischen der Auf­ wickelspule (16) und der Trägervorrichtung (18) je­ weils eine Festhaltevorrichtung zum nahezu gleitrei­ bungsfreien Halten des faserförmigen Guts (12) wäh­ rend dessen Transport angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Festhaltevorrichtung (64, 66) mit einer Rol­ lenpaaranordnung versehen ist, die zwei federnd an­ einanderliegende erste Rollen (68) und zwei federnd aneinanderliegende zweite Rollen (70) aufweist, wobei die ersten Rollen (68) in einer ersten Ebene und die zweiten Rollen (70) in einer zweiten Ebene angeordnet sind und wobei das fadenförmige Gut (12) zwischen den ersten und den zweiten Rollen (68, 70) hindurchführbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine relativ zu der Trägervor­ richtung (18) bewegbare Mitnehmervorrichtung (46) zum Aufbringen des fadenförmigen Guts (12) auf die Trä­ gervorrichtung (18) und zum Einlegen des faserförmi­ gen Guts (12) in das Führungssystem (26) vorgesehen ist, wobei das fadenförmige Gut (12) an der Mitneh­ mervorrichtung (46) befestigbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer­ vorrichtung (46) von außen um die Anordnung von Trä­ gerwellen herum bewegbar ist und dabei pro Umdrehung einen axialen Versatz erfährt, der ein von der Ausge­ staltung des fadenförmigen Guts (12) und dessen An­ zahl an Langfasern abhängiges Vielfaches einer Um­ fangsvertiefung (24) der Trägerwellen beträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmervorrichtung (46) eine innerhalb der Anordnung von Trägerwellen angeordnete feststehende Spindel (48) mit Außengewinde (50) und einen mit der Spindel (48) in Gewindeeingriff stehenden drehbaren L-förmigen Auslegearm (58) aufweist, der radial nach außen über die Anordnung von Trägerwellen überragt und mit einem zu den Trägerwellen parallelen axialen Schenkel (59) versehen ist, an dessen freien Ende das fadenförmige Gut (12) befestigbar ist, wobei die Steigung des Außengewindes (50) der Spindel (48) dem Gesamtversatz der Umfangsvertiefungen (24) der Trä­ gerwellen über den gesamten Kreisumfang betrachtet entspricht.