DE69810559T2 - Kombiniertes Wasserzuführ- und Krümmungsleitfläche für Draht-Kantenführungen von Vorhangbeschichtungsgeräten - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Draht-Kantenführungen für Vorhangbeschichtungsgeräte und insbesondere auf Krümmungsleitflächen und Gleitflüssigkeits-Zuführvorrichtungen für den Einsatz in Verbindung mit Vorhangbeschichtungsgeräten.
• Bei Beschichtungsvorrichtungen für das Vorhangbeschichten wird ein bewegter Träger in der Weise beschichtet, daß ein freifallender Vorhang aus einer Beschichtungsflüssigkeit auf einen bewegten Träger auftrifft und darauf eine Schicht ausbildet. Ein Vorhangbeschichtungsgerät ist in US-A-3 508 947 beschrieben, wo eine aus einer Vielzahl einzelner Flüssigkeiten bestehende mehrschichtige Masse auf der Gleitbeschichtungsvorrichtung ausgebildet wird und von dort in Form eines fallenden Vorhangs herabtropft.
• Bei Vorhangbeschichtungsverfahren, insbesondere bei solchen Verfahren, wie sie für die Herstellung mehrschichtiger fotografischer Materialien verwendet werden, wird die Qualität der Beschichtung weitgehend durch die Eigenschaften des Flüssigkeitsvorhangs bestimmt. Wichtig ist, dafür Sorge zu tragen, daß in der Beschichtungsvorrichtung eine stabile laminare Strömung der Beschichtungsflüssigkeit erzeugt wird und daß daraus dann auch ein gleichermaßen stabiler laminarer Flüssigkeitsvorhang entsteht. Um zu vermeiden, daß sich die Kanten des fallenden Vorhangs unter der Wirkung der Oberflächenspannung zusammenziehen, ist es bekannt, den Vorhang durch Vorhangkantenführungen entlang seiner Kanten zu führen. Die Kantenführungen bestehen jedoch aus massiven Materialien, die ohne Verwendung eines Gleitmittels einen Strömungswiderstand bilden und dadurch die Bewegungsgeschwindigkeit der Beschichtungsflüssigkeiten verlangsamen. Aus dieser verringerten Bewegungsgeschwindigkeit ergibt sich eine wesentliche Reduzierung der in der Nähe der Kante maximal erreichbaren Beschichtungsgeschwindigkeit. Bekannt ist auch, dass durch eine Gleitschicht aus Wasser oder einer anderen Flüssigkeit geringer Viskosität entlang der Kantenführung der Strömungswiderstand verringert und die Geschwindigkeit der Beschichtungsflüssigkeit am Vorhangrand erhöht werden kann.
• In dem Bemühen um eine gleichmäßige Vorhangbreite hat man bereits dünne, vertikal gerichtete Kantenführungen eingesetzt, wie dies zum Beispiel in US-A-3 632 374, 4 479 987 und 4 830 887 beschrieben ist. Dabei wird durch die dünnen Kantenführungen verhindert, dass der Vorhang im Bereich seiner Kanten ungleichmäßig wird. Obwohl diese Kantenstäbe im wesentlichen dieselbe Breite aufweisen wie die Vorhangkante, und obwohl in manchen Fällen der Reibungswiderstand durch Einsatz eines Gleitmittels verringert wird, können diese Kantenstäbe jedoch Probleme im Zusammenhang mit einem anderen, allgemein als "Rückwärtskrümmung" bekannten Phänomen bei der Vorhangbeschichtung nicht wirksam vermeiden. Der Vorhang weist von Natur aus eine parabolische Bewegungsbahn auf, wobei die Krümmung an der Lippe der Gleitfläche am stärksten ist. Die Rückwärtskrümmung entsteht dadurch, dass sich die Vorhanglösung beim Verlassen der Spitze der Gleitflächenlippe krümmt. Wenn die Lösung die Gleitflächenlippe verlässt, entstehen um die Spitze der Gleitflächenlippe herum ein gerichtetes Bewegungsmoment und eine horizontale Geschwindigkeit, die dazu führen, dass die Lösung sich einwärts in Richtung des Beschichtungsbehälters krümmt. Mit abnehmender Geschwindigkeit des Vorhangs oder zunehmender Durchflussrate je Breiteneinheit des Vorhangs verstärkt sich diese Rückwärtskrümmung. Eine Verstärkung der Rückwärtskrümmung tritt auch bei abnehmender Oberflächenspannung auf.
• US-A-3 968 772 beschreibt ein Vorhangbeschichtungsgerät, bei dem zwischen Kantenführungen ein freifallender Vorhang gebildet und auf einen bewegten Träger aufgebracht wird. EP 0 649 054 A1 beschreibt ein Gerät zum Ausbilden von Streifen einer flüssigen Beschichtungsmasse an den Kanten des freifallenden Vorhangs. Die Streifen werden durch Kantenführungen geführt. Dabei ist eine Vorrichtung zum Zuführen einer Spülflüssigkeit derart ausgebildet, dass die Spülflüssigkeit aus einem radial auswärts gerichteten Schlitz in der Vorrichtung austritt und jeweils einen Streifen zwischen dem Vorhang und der entsprechenden Kantenführung ausbildet.
• Wenn auch die Rückwärtskrümmung die Ausbildung gleichmäßiger Beschichtungsschichten auf dem Träger nicht ausschließt, kann sich, wenn diese Rückwärtskrümmung der Beschichtungslösung nicht entsprechend beherrscht wird (d. h. wenn der Vorhang nicht über seine gesamte Breite seiner natürlichen abgelenkten Bahn folgen kann) eine "stehende Welle" im Vorhang ausbilden. Stehende Wellen entstehen zum Beispiel üblicherweise, wenn an der Gleitflächenlippe eine schmale Kantenführung angebracht wird, die die Beschichtungsflüssigkeit entlang einer vertikalen Bahn führt, die ihrer natürlichen abgelenkten Bahn nicht entspricht. Dadurch entsteht eine Störung im Vorhang an diesem Eingriffspunkt. Es entsteht eine stehende Welle, die von der Quelle dieser Störung ausgeht. Die stehende Welle kann dann Längsstreifen in der trockenen Beschichtung hervorrufen.
• US-A-4 135 477 ist auf das Problem der Rückwärtskrümmung gerichtet. Beschrieben wird ein Vorhangbeschichtungsgerät mit breiten Kantenführungsplatten, die sich von der Geitflächenlippe bis zu dem zu beschichtenden Träger erstrecken. Die Kantenführungsplatten sind so breit, dass der Vorhang seiner natürlichen abgelenkten Bewegungsbahn bis zum Träger folgen kann. Im Grunde ist die Kantenplatte über ihre gesamte Länge hinweg wesentlich breiter als die Vorhangkante. Allerdings führt eine solche Kantenplatte zu anderen Problemen. Zum einen erzeugt die größere Breite der Kantenplatte bezüglich der Vorhangkante eine verringerte Bewegungsgeschwindigkeit an der Vorhangkante. Diese geringere Bewegungsgeschwindigkeit vermindert die Stabilität des Vorhangs. Außerdem bildet sich zwischen der Vorhangkante und der breiten Kantenplatte ein breiter Meniskus aus. Dies führt dazu, dass der Vorhang im Bereich des Meniskus relativ dünner wird. Dadurch ist die Materialdicke über die Breite des Trägers im Bereich der äußeren Vorhangkanten nicht gleichmäßig.
• Vorhangbeschichtungsgeräte weisen normalerweise feststehende, von Randkonsolen ausgehende Kantenwandungen auf, wobei die Randkonsolen an dem Beschichtungsgerät befestigt sind. Die feststehenden Kantenwandungen führen die Ränder der Beschichtungslösungen auf der eigentlichen Gleitfläche des Beschichtungsgeräts. Die Randkonsolen erstrecken sich von den Schlitzen des Beschichtungsgeräts, durch die Beschichtungsflüssigkeiten aus dem Beschichtungsgerät austreten, bis zu der Gerätelippe, wo die Beschichtungsflüssigkeiten das Beschichtungsgerät verlassen und den freifallenden Vorhang bilden. Um eine hohe Gleichmäßigkeit der Beschichtung im Bereich der Beschichtungskanten zu erreichen, ist es wichtig, die Kantenkonsolen des Beschichtungsgeräts und die Vorhangkantenführungen sorgfältig auf die Dicke und die Bewegungsbahn der Beschichtungslösungen abzustimmen. Eine mangelnde Abstimmung in diesen Bereichen resultiert in Störungen der fließenden Schichten und kann zu fehlerhafter Aufbringung der Beschichtung auf dem Träger führen. Fehler dieser Art sind zum Beispiel eine zu dünne oder zu dicke Ausbildung einer oder mehrerer Beschichtungsschichten im Bereich der Beschichtungskante. Störungen der Strömung können auch zu einer Wellenbildung führen, die Streifen in der Beschichtung erzeugen kann, die in einer Entfernung von bis zu etwa 10 cm von der Beschichtungskante auftreten können.
• Die Abstimmung auf die Dicke und die Bewegungsbahn der Beschichtungslösungen kann besonders schwierig sein im Bereich der Gleitflächenlippe, wo der Vorhang - wie vorstehend besprochen - unter bestimmten Bedingungen eine starke Krümmung bzw. Rückwärtskrümmung annehmen kann. Auch wegen der Beschleunigung, die in dem Augenblick stattfindet, in dem der Vorhang seinen freien Fall beginnt, tritt eine rasche Veränderung der Dicke der Lösung in der Nähe der Lippe ein. Die genaue Bewegungsbahn, die der Vorhang in der Nähe der Beschichtungslippe annimmt, auch anfängliche Rückwärtskrümmung genannt, ist abhängig von der Geometrie der Lippe, den Eigenschaften der Lösung und der Durchflussrate.
• Eine fehlerhafte Abstimmung auf die Vorhangdicke oder die Bewegungsbahn des Vorhangs im Bereich der anfänglichen Rückwärtskrümmung führt zu Störungen des Materialflusses an der Vorhangkante. Eine solche fehlerhafte Abstimmung kann bedingt sein durch schlechte Ausrichtung der einzelnen Komponenten an ihren Verbindungsstellen oder einfach durch eine schlechte Abstimmung zwischen der Gerätegeometrie und der Vorhangform als solcher. Störungen des Materialflusses führen zu vom Störungspunkt ausgehenden stehenden Wellen im Vorhang, die sich in den Hauptbereich des Vorhangs hinein ausbreiten. Stehende Wellen können zu Längsstreifen in der Beschichtung an der Stelle führen, an der die Welle auf das Substrat auftrifft. Außerdem führen stehende Wellen manchmal zu einer Umverteilung des Flüssigkeits- Stroms unter der Welle und infolgedessen zu einer Veränderung der Beschichtungsdicke im gesamten Bereich zwischen dem Streifen und der Beschichtungskante.
• Nach dem Stand der Technik sind keine Vorrichtungen zum Ausbilden der Vorhangkanten bekannt, die einfach und wiederholbar installiert werden könnten und die Vorhang-Bewegungsbahnen bei den unterschiedlichsten Beschichtungslösungen und Beschichtungsparametern wirksam abzustimmen in der Lage wären. Außerdem ist aus dem Stand der Technik keine Konstruktion eines Gleitmittelzulaufs bekannt, die geeignet wäre, das Problem der Anpassung an die anfängliche Bewegungsbahn des Vorhangs zu lösen und gleichzeitig eine Zuflussbahn für die Gleitflüssigkeit zur Draht- Kantenführung zu schaffen.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, Mittel für die Ausbildung von Vorhangkanten bereitzustellen, die einfach und wiederholbar installiert werden können und dadurch einen relativ schnellen Austausch ermöglichen, um die Anforderungen unterschiedlicher Beschichtungslösungen und Beschichtungsparameter zu erfüllen.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gleitflüssigkeits-Zulauf mit integrierter Krümmungsleitfläche bereitzustellen.
• Gemäß einer weiteren Aufgabe der Erfindung soll ein einstückig ausgebildeter Gleitflüssigkeits-Zulauf mit Krümmungsleitfläche bereitgestellt werden, der austauschbar an einem Gestänge einer Vorhangbeschichtungsvorrichtung montiert werden kann, so dass der einstückige Gleitflüssigkeits-Zulauf mit Krümmungsleitfläche schnell und einfach ausgetauscht werden kann, um die Vorrichtung jeweils an bestimmte Arbeitsanforderungen der aufzubringenden Beschichtungsflüssigkeit anzupassen.
• Kurz gesagt, sind die vorstehenden und zahlreiche weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung ohne weiteres aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den hierin enthaltenen Ansprüchen und Zeichnungen ersichtlich. Die genannten Merkmale, Aufgaben und Vorteile werden erreicht durch eine Vorrichtung zum Ausbilden von Vorhangkanten, bei der der Wasserzulaufbehälter einstückig mit der Krümmungsleitfläche ausgebildet ist und austauschbar an einem Aufnahmegestänge montiert werden kann, das Bestandteil des Vorhangbeschichtungsgeräts ist, so dass der Wasserzulaufbehälter entsprechend der jeweiligen Beschichtungsflüssigkeit und den Betriebsparametern der Beschichtungsvorrichtung in einfacher Weise austauschbar ist. Der Gleitflüssigkeits-Zulaufbehälter umfasst eine vorhangseitige Fläche, eine vordere Fläche, eine untere Fläche und eine geneigte Fläche, wobei die geneigte Fläche sich zwischen der vorderen Fläche und der unteren Fläche befindet. Im Wasserzulaufbehälter befindet sich eine Wasserzulauföffnung, und in der vorderen Fläche beginnt ein Kanal, der sich allgemein abwärts über die geneigte Fläche und die untere Fläche erstreckt. Der Kanal ist zur seitlichen Fläche hin abgewinkelt. Im Wasserzulaufbehälter ist von der Wasserzulauföffnung aus bis zum Kanal eine Bohrung geführt, und von der seitlichen Fläche aus ragt eine Kantenführungsfläche vor, die einer allgemein gekrümmten Bahn folgt. Die Breite der Kantenführungsfläche und die Krümmung der Kantenführungsfläche sind abhängig von der/den die Beschichtung bildenden Lösung/en und von den Betriebsparametern der Beschichtungsvorrichtung. Eine mit dem Wasserzulaufbehälter einstückig ausgebildete und sich von dem Behälter weg erstreckende Konsole dient der Befestigung des Wasserzulaufbehälters an der Gestängeoberseite. Auf diese Weise ist nicht nur eine einfache Anpassung an die rückwärts gekrümmte Bewegungsbahn bei einer Vielzahl von Lösungen und Beschichtungsparametern möglich, sondern es ist auch möglich, die Breite der Krümmungsleitfläche an die Dicke der Beschichtungslösung anzupassen und damit die durch die breiteren bekannten Krümmungsplatten bedingten Probleme des Dünnerwerdens der Beschichtungen zu vermeiden.
• Wie vorstehend erwähnt wurde, ermöglicht der erfindungsgemäße, einstückig ausgebildete Wasserzulaufbehälter eine Strategie des effizienten Einsatzes von Kantenführungsvorrichtungen, die jeweils speziell auf die Fließbedingungen der verschiedenen Produktmischungen abgestimmt sind. Dabei lässt sich ein erfindungsgemäßer Wasserzulaufbehälter rasch gegen einen anderen, für die speziellen Fließbedingungen der nächsten Beschichtungsaufgabe konstruierten Wasserzulaufbehälter austauschen, ohne dass die Drähte als solche gestört werden.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht einer Vorhangbeschichtungsvorrichtung;
• Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der rechten erfindungsgemäßen Kantenführungsvorrichtung einer Vorhangbeschichtungsvorrichtung mit integriertem Wasserzulaufbehälter;
• Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Wasserzulaufbehälters und des Kantenführungsgestänges;
• Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Wasserzulaufbehälters;
• Fig. 5 eine rückseitige Ansicht des in Fig. 4 dargestellten Wasserzulaufbehälters;
• Fig. 6 eine andere perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Wasserzulaufbehälters;
• Fig. 7 eine Unteransicht des in Fig. 4 und 6 dargestellten Wasserzulaufbehälters;
• Fig. 8 eine vorhangseitige Ansicht des in Fig. 4 und 6 dargestellten erfindungsgemäßen Wasserzulaufbehälters; und
• Fig. 9 eine Seitenansicht des in Fig. 6 dargestellten Wasserzulaufbehälters, von der der Vorhangseite gegenüberliegenden Seite aus gesehen.
• Fig. 1 zeigt zunächst eine perspektivische schematische Ansicht einer Vorhangbeschichtungsvorrichtung 10 mit dem darin integrierten erfindungsgemäßen Wasserzulaufbehälter 12 (wie dieser in Fig. 2 dargestellt ist). Die Vorhangbeschichtungsvorrichtung weist eine Gleitbeschichtungsvorrichtung 14 mit mehreren Dosierschlitzen 16 auf, aus denen Beschichtungsflüssigkeit austritt. Die Beschichtungsflüssigkeiten fließen über die Gleitfläche 18 abwärts zur Lippe 20 der Beschichtungsvorrichtung.
• Beim Verlassen der Lippe 20 der Beschichtungseinrichtung an deren Spitze 22 bilden die Beschichtungsflüssigkeiten einen freifallenden Vorhang. Der freifallende Vorhang fällt auf einen auf einer Beschichtungswaize 26 aufliegenden bewegten Träger 24. Von der Lippe 20 der Beschichtungseinrichtung bis zur Beschichtungswaize 26 erstrecken sich linke und rechte Kantenführungs-Vorrichtungen 28, 30 in Abwärtsrichtung.
• Fig. 2 zeigt als nächstes eine perspektivische Ansicht der rechten Kantenführungs-Vorrichtung 30. Die linke Kantenführungs-Vorrichtung 28 ist zur rechten Kantenführungsvorrichtung 30 spiegelbildlich ausgebildet. Die rechte Kantenführungs-Vorrichtung 30 weist eine an der Gleitbeschichtungsvorrichtung 14 befestigte Kantenkonsole 32 auf. Von der vorhangseitigen Fläche 34 der Kantenkonsole 32 aus erstreckt sich eine feststehende Kantenwandung 36. Die Kantenkonsole 32 erstreckt sich von den Dosierschlitzen 16, durch die Beschichtungsflüssigkeiten aus der Gleitbeschichtungsvorrichtung austreten, bis zur Spitze 22 der Lippe 20 der Gleitbeschichtungsvorrichtung, wo die Beschichtungsflüssigkeiten die Gleitbeschichtungsvorrichtung 14 verlassen und den freifallenden Vorhang bilden. Unter der Kantenkonsole 32 ist ein Draht-Kantenführungsgestänge 38 angeordnet. Das Draht-Kantenführungsgestänge 38 ist an einem an der Kantenkonsole 32 befestigten Montagerahmen 40 (s. Fig. 1) gehalten. Der erfindungsgemäße Wasserzulaufbehälter 12 ist an der Oberseite des Draht-Kantenführungsgestänges 38 befestigt. Ein Paar Drähte 42, die den Vorhang führen, erstrecken sich von der Oberseite bis zum unteren Ende des Draht-Kantenführungsgestänges 38. Mittels des Wasserzulaufbehälters 12 wird den Drähten 42 Wasser oder eine andere Gleitflüssigkeit zugeführt. Durch Zuführung des Wassers an der Rückseite (der Seite gegenüber dem Vorhang) der Drähte 42 kann der Abstand zwischen der Kantenwandung 36 und den Drähten 42 wesentlich verringert werden. Die Drähte 42 dienen als Kantenführungen für den freifallenden Vorhang. Am unteren Ende des Gestänges 38 ist ein Saugblock 43 aufgenommen, über den die Gleitflüssigkeit abtransportiert werden kann, wenn der freifallende Vorhang auf den bewegten Träger 24 auftrifft. Die Drähte 42 können durch am Gestänge 38 befestigte Puffer geschützt sein.
• Fig. 3 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Draht-Kantenführungsgestänges 38 und des Wasserzulaufbehälters 12. Vom oberen Bereich des Gestänges 38 aus erstreckt sich eine Aufnahme 44 für den Zulauf. Die Aufnahme 44 für den Zulauf weist zwei im rechten Winkel zueinander stehende ebene Flächen 46, 48 auf. Ein Paar Nuten 47 in der Aufnahme 44 für den Zulauf dient als Aufnahme für die Drähte 42. Die Drähte 42 sind an der Rückseite des Gestänges 38 zum Beispiel mittels Schrauben 49 befestigt, die sich durch Bohrungen 51 hindurch erstrecken und mittels Muttern 53 gehalten sind, um die Spannung der Drähte 42 einstellen zu können. Die Aufnahme 44 für den Zulauf sichert die Lagegenauigkeit des Wasserzulaufbehälters 12 in vertikaler Richtung und in einer horizontalen Dimension. Das gerundete Ende 50 der Aufnahme 44 für den Zulauf bildet einen Anschlag, der die Bewegung des Wasserzulaufbehälters 12 in der zweiten horizontalen Dimension begrenzt. In der ebenen Fläche 46 der Aufnahme 44 für den Zulauf befinden sich zwei mit Innengewinde versehene Bohrungen 52, 54. Bei der Montage des Wasserzulaufbehälters 12 an der Aufnahme 44 für den Wasserzulauf kommen versenkte Bohrungen 56, 58 in dem Wasserzulaufbehälter 12 allgemein mit den Bohrungen 52, 54 zur Ausrichtung. Allerdings besteht bezüglich der Ausrichtung der versenkten Bohrungen 56, 58 mit den Bohrungen 52, 54 mit Innengewinde ein gewellter geringfügiger Versatz. Dieser geringfügige Versatz in der Ausrichtung erzeugt beim Einschrauben von Flachkopfschrauben 60 in die Innengewinde-Bohrungen 52, 54 eine seitliche Kraft. Diese Kraft sorgt dafür, dass sich der Wasserzulaufbehälter 12 dicht an die Referenzflächen 46, 48, 50 des Wasserzulaufbehälters 12 anlegt und gewährleistet damit die korrekte Ausrichtung des Wasserzulaufbehälters 12. Die gewollte Fehlausrichtung zwischen den Innengewinde-Bohrungen 52, 54 und den versenkten Bohrungen 56, 58 sollte etwa 0,13 mm (0,005 Zoll) betragen. Mit dem Wasserzulaufbehälter ist ein (nur teilweise sichtbares) Wasserzuführrohr 59 verbunden.
• Fig. 4 bis 9 zeigen nun den Wasserzulaufbehälter in detaillierterer Darstellung. Der Wasserzulaufbehälter 12 weist eine von seiner Rückseite ausgehende Zulauf-Befestigungskonsole 62 auf. In der Zulauf-Befestigungskonsole 62 sind versenkte Bohrungen 56, 58 vorgesehen. Der Wasserzulaufbehälter 12 weist eine obere Fläche 64, eine im wesentlichen rechtwinklig zur oberen Fläche 64 verlaufende vordere Fläche 66, eine im wesentlichen parallel zur oberen Fläche 64 verlaufende untere Fläche 68 und eine zwischen der vorderen Fläche 66 und der unteren Fläche 68 verlaufende geneigte Fläche 70 auf. Außerdem weist der Wasserzulaufbehälter 12 eine vorhangseitige Fläche 72 und eine gegenüber der vorhangseitigen Fläche 72 gelegene zulaufseitige Fläche 74 auf (s. Fig. 9). Von der vorhangseitigen Fläche 72 aus erstreckt sich eine Kantenführungs- oder Krümmungsleitfläche 76. In der Zulauffläche 74 befindet sich eine Bohrung 78, die sich in den Wasserzulaufbehälter 12 hinein erstreckt. Der Durchmesser der Bohrung 78 beträgt vorzugsweise etwa 2,29 mm (0,090 Zoll). Der der Wasserzulauffläche 74 unmittelbar benachbarte Bereich der Bohrung 78 ist größer, um das Wasserzuführrohr 59 aufnehmen zu können. In der vorderen Fläche 66 beginnt ein Kanal 80, der die geneigte Fläche 70 und die untere Fläche 68 kreuzt. In dem Bereich des Kanals 80, der die vordere Fläche 66 kreuzt, befindet sich eine die Bohrung 78 schneidende Bohrung 82. Auf diese Weise entsteht im Wasserzulaufbehälter 12 eine Gleitflüssigkeitsbahn für den Durchfluss des Wassers oder der sonstigen Gleitflüssigkeit durch die Bohrung 78, die Bohrung 82 und den Kanal 80. Die Größe des Kanals 80 ist für eine Durchflussrate in der Größenordnung von etwa 25 bis 33 mm/min. ausgelegt. Die Breite des Kanals beträgt vorzugsweise etwa 1,78 mm (0,070 Zoll), die Tiefe des Kanals vorzugsweise etwa 1,9 mm (0,075 Zoll), und der Querschnitt des Kanals 80 ist rechteckig.
• Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass die Zulauf-Befestigungskonsole 62 eine allgemein horizontale ebene Fläche 84 und eine allgemein vertikale ebene Fläche 86 aufweist. Außerdem besitzt die Zulauf-Befestigungskonsole 62 eine innere gerundete Fläche 88. Die horizontale ebene Fläche 84 ist allgemein so ausgebildet, dass sie der ebenen Referenzfläche 46 entspricht. Die vertikale ebene Fläche 86 ist allgemein so ausgebildet, dass die der ebenen Referenzfläche 48 entspricht. Die gekrümmte innere Fläche 88 entspricht in ihrer Ausbildung dem gerundeten Ende 50. Wie bereits erwähnt wurde, sind die beiden versenkten Bohrungen 56, 58 im Wasserzulaufbehälter 12 gegenüber den beiden Innengewinde-Bohrungen 52, 54 in der Zulauf-Befestigungskonsole 44 geringfügig versetzt. Dieser gewollte geringfügige Versatz garantiert die vollständige Anlage zwischen Wasserzulaufbehälter 12 und Zulauf-Befestigungskonsole 44, wenn der Wasserzulaufbehälter 12 mittels der Flachkopfschrauben 60 mit der Zulauf-Befestigungskonsole 44 verbunden wird.
• Betrachtet man nochmals Fig. 4, so ist zu erkennen, dass die Wandungshöhe am oberen Ende des Kanals 80 sich auf Null verjüngt, bevor der Kanal 80 die obere Fläche 64 des Wasserzulaufbehälters 12 erreicht, wodurch eine Lecksperre bewirkt wird. Würde der Kanal 80 bis zur oberen Fläche 64 durchgehen, würde Flüssigkeit durch Kapillarkräfte entlang den Ecken zwischen dem Boden des Kanals 80 und den Wandungen des Kanals 80 zur oberen Fläche 64 gesaugt. An der oberen Fläche 64 angelangt, könnte die Flüssigkeit sich dann möglicherweise ausbreiten und zu Verunreinigungsproblemen führen. Beginnend an der Bohrung 82 ist der Gleitflüssigkeits-Zulaufkanal 80 zur vorderen Fläche 72 hin geneigt. In dem Bereich, in dem der Kanal 80 die geneigte Fläche 70 und die untere Fläche 68 (Fig. 7) kreuzt, weist er eine vorzugsweise gleichbleibende Tiefe auf. Die geneigte Fläche 70 war nötig, damit die Tiefe des Kanals 80 allgemein konstant bleibt. Auf diese Weise werden keine zusätzlichen Ecken geschaffen, in denen Flüssigkeit haften könnte. Denn unerwünschte Stellen, an denen Flüssigkeit anhaften kann, können zu Verunreinigungen und unerwünschten Fließwegen führen. Der Kanal 80 verläuft vorzugsweise in einem Winkel im Bereich von etwa 15º bis etwa 45º zur Vertikalen, wobei ein Winkel von etwa 25º besonders bevorzugt ist. Die geneigte Fläche 70 verläuft vorzugsweise in einem Winkel im Bereich von etwa 15º bis etwa 50º zur Vertikalen, wobei ein Winkel von etwa 35º zur Vertikalen besonders bevorzugt ist. Der untere Abschnitt 89 des Zuführkanals 80 verläuft in einem steileren Winkel als der Hauptabschnitt 91 des Kanals 80 (s. Fig. 7). Der untere Abschnitt 89 verläuft vorzugsweise in einem Winkel im Bereich von etwa 45º bis etwa 75º zur Vertikalen, wobei ein Winkel von etwa 55º zur Vertikalen besonders bevorzugt ist. Durch den Verlauf des Kanals 80 in zwei Abschnitten 89, 91 ergibt sich als weiteres Merkmal des Kanals 80, dass die rückseitige Wandung 93 des unteren Abschnitts 89 des Kanals 80 über die Mittellinie des Zulaufs hinter den Drähten 42 hinaus verlängert wird. Durch die Verlängerung der rückwärtigen Wandung des unteren Kanalsegments über die Mittellinie im Bereich der Drähte 42 hinaus ergibt sich eine Ecke, in der Flüssigkeit haften kann, wodurch sich der in der Flüssigkeit ausgebildete Meniskus verringert.
• Zu beachten ist, dass die durch den Kanal 80 zugeführte Gleitflüssigkeit zur Rückseite der Drähte 42, bezogen auf den Vorhang, transportiert wird. Bei den bekannten Vorrichtungen endete die Wasserzufuhr im allgemeinen über den Drähten, und zwar auf derselben Seite der Drähte, auf der sich auch der Vorhang befindet. Wenn der Kanal jedoch vor den Drähten endet, wird dadurch der Mindestabstand eingeschränkt, den die Drähte zu der anfänglichen Führungskantenwandung 36 aufweisen können. Dadurch, dass die Flüssigkeit zur Rückseite der Drähte 42 transportiert wird, bleiben die Zulauffläche 72, 92 und die Krümmungsleitfläche 76 völlig einbeeinträchtigt, und der Abstand zwischen der Krümmungsleitfläche 76 und den Drähten 42 verringert sich beträchtlich.
• Die untere Kante 90 des Keilstücks 92, das Bestandteil der Befestigungskonsole 62 ist, verläuft in einem Winkel von 45º zur Horizontalen (Fig. 8). Dadurch wird die Größe des Meniskus, der sich an der Stelle in der Gleitflüssigkeit bildet, an der diese den Kanal 80 verlässt und auf den Vorhang trifft, weiter minimiert. Bei horizontalem Verlauf des Gleitstücks 92 würde die Gleitflüssigkeit dieser Fläche folgen und vom Vorhang weg geleitet, wodurch sich der Meniskus in Richtung zur Gleitbeschichtungsvorrichtung 14 hin vergrößern würde.
• Idealerweise sind die Krümmungsleitflächen 76 so ausgelegt, dass sie exakt der Form des Vorhangs an der Stelle entsprechen, wo er die Spitze 22 der Lippe 20 der Beschichtungsvorrichtung verlässt. In der Praxis werden unterschiedliche Viskositäten und Durchflussraten berücksichtigt, indem man die Krümmungsleitfläche 76 etwas breiter als die Vorhangdicke gestaltet. Außerdem wird die Form der Krümmung häufig durch mehrere gerade Segmente angenähert. Um die Ausbildung stehender Wellen zu vermeiden, ist es wichtig, die Vorhangdicke an der Kante so aufrechtzuerhalten, dass sie der Dicke der kantenfernen Bereiche entspricht. Wenn sich die Vorhangkante über eine allzu breite Kantenwandung ausbreiten kann, führt dies zu einem dünneren Bereich im Vorhang unmittelbar innerhalb der Kante. Diese Vorhangbereiche ergeben dann eine geringere Beschichtungsdicke, sie können bei Anwesenheit oberflächenaktiver Verunreinigungen leichter reißen, und sie weisen eine geringere Benetzungsgeschwindigkeit auf als der Hauptbereich des Vorhangs. Aus diesen Gründen ist es wichtig, dafür zu sorgen, dass nur die Kante der Krümmungsleitfläche 76 durch die Beschichtungslösungen benetzt wird. Wenn Flüssigkeit auf eine der Seiten der Krümmungsleitfläche 76 wandert, erzeugt dies eine verdickte Kante, die zu den vorstehend beschriebenen Problemen führt.
• Eine Benetzung der Krümmungsleitfläche 76 durch die Beschichtungslösungen über die gewünschte Fläche hinaus wird durch eine scharfe Ecke verhindert, an der die Luft/Flüssigkeits-Grenzfläche haften kann.
• Es hat sich gezeigt, dass auf der konkaven Seite des Vorhangs andere Anforderungen an die Höhe der Kantenwandung oder Krümmungsleitfläche bestehen als auf der konvexen Seite des Vorhangs. Die konkave Seite des Vorhangs ist eher anfällig für Schwierigkeiten infolge eines Übergreifens der Beschichtungsflüssigkeiten um die Ecke der Kantenwandung herum auf die vorhangseitige Fläche 72. Ferner hat sich gezeigt, dass ein wesentlich kleinerer Kehlradius als 1,19 mm (0,047 Zoll) am unteren Ende der Krümmungsleitfläche 76 nicht geeignet ist, die Haftungsneigung der Beschichtungsflüssigkeiten in der Ecke ausreichend zu verringern. Infolgedessen hat sich herausgestellt, dass der Mindestabstand von der Fläche der Krümmungsleitfläche 76 und der Fläche des Keilstücks 92 gleich dem Abstand sein muss, der für das Anhaften der Flüssigkeiten eine 90º-Ecke ergibt und eine Kehle mit einem Durchmesser von 2,39 mm (3/32 Zoll) ermöglicht. Auf der konkaven Seite des Vorhangs wird der Abstand zwischen der Fläche der Krümmungsleitfläche 76 und der vorhangseitigen Fläche 72 auf 1,52 mm (0,060 Zoll) vergrößert und der Kehldurchmesser mit 8,38 mm (0,33 Zoll) beibehalten. Diese Abstandsvergrößerung ergibt eine Konstruktion, die für ein etwaiges Überfluten der Krümmungsleitfläche unbedenklich ist, wie es zum Beispiel während des Befüllens der Gleitbeschichtungsvorrichtung vorkommen kann. Dabei wird Flüssigkeit, die auf der Seite der Krümmungsleitfläche 76 überschwappt oder sich aus anderen Gründen niederschlägt, spontan in den Vorhang zurückgesaugt, so dass der Vorhang an der Ecke der Krümmungsleitfläche 76 haften bleibt.
• Wegen der Minimierung des Abstands der Krümmungsleitfläche 76 von den Flächen 72, 92 können die Drähte 42 näher an die Vorhangkante herangerückt werden. Dadurch werden Störungen des Vorhangflusses am Übergang vom der Unterseite der Krümmungsleitfläche 76 zum Wasserstreifen an den Drähten 42 minimiert.
• Der erfindungsgemäße Wasserzulaufbehälter 12 ist relativ einfach herzustellen. Der erfindungsgemäße Wasserzulaufbehälter 12 ist einstückig ausgebildet. Mit Ausnahme der Kontur der Krümmungsleitfläche 76 können alle Verarbeitungsschritte manuell oder, anders ausgedrückt, ohne Computersteuerung der Tischbewegungen ausgeführt werden. Die Kontur der Krümmungsleitfläche 76 wird auf einer Fräsmaschine mit numerischer Steuerung zweier Achsen hergestellt, was die Herstellung von Konturen beliebiger Komplexität erlaubt. Im Grunde kann mit einer beliebigen Anzahl gerader Segmente gearbeitet werden, so dass sich eine im wesentlichen glatte Krümmung ergibt.
• Alternativ ist eine wirtschaftlichere Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserzulaufbehälters 12 dadurch möglich, dass man die Teile aus einem geeigneten Epoxyd-Material gießt. Hierzu wird von einem Modell eine Silicon-Form hergestellt, und mit Hilfe dieser mehrfach verwendbaren Form werden dann mehrere Teile gegossen. Geeignete Modelle können zum Beispiel statt aus Titan oder Edelstahl, wie dies erforderlich wäre, wenn das Teil für einen langzeitigen Produktionseinsatz bestimmt wäre, aus einem Polykarbonat, etwa Lexan®, oder Aluminium hergestellt werden. Auch können Modelle aus dem Gussmaterial hergestellt werden, so dass Prototypen rasch herstellbar sind. Modelle können auch ohne die in das Teil eingeschnittene Kontur der Krümmungsleitfläche 76 hergestellt werden, so dass diese Modelle dann zur Herstellung von Formen für die Produktion von Rohlingen verwendet werden können. Die Rohlinge ihrerseits können dann mit den gewünschten Krümmungsleitflächen zur Verwendung als Prototypen für Versuchszwecke oder für Piloteinsätze versehen werden.
• Das für die Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserzulaufbehälters 12 verwendete spezielle Epoxydharz sollte nach Faktoren wie der mechanischen Widerstandsfähigkeit, der Dimensionsstabilität und der chemischen Widerstandsfähigkeit ausgewählt werden. Epoxydharze, die sich für die Herstellung der erfindungsgemäßen Wasserzulaufbehälter 12 eignen, sind zum Beispiel Hysol 2039, YSE-cure N001 der Dexter Corp., Seabrook, NH, und PT 4029 der PTM & W Industries.
• Der erfindungsgemäße Wasserzulaufbehälter 12 kann bereits mit einer speziellen und vorgegebenen Krümmungsleitfläche 76 gegossen werden. Dabei kann die Krümmungsleitfläche 76 für eine spezielle Lösung und einen bestimmten Vorhangfluss dimensioniert und ausgelegt sein. Auf diese Weise kann der Behälter an die Dicke und Bewegungsbahn der Beschichtungslösungen so angepasst werden, dass Störungen des Vorhangs minimiert werden. Form und Breite der Krümmungsleitfläche 76 für eine spezielle Beschichtungslösung können mittels eines mathematischen Modells bestimmt oder alternativ empirisch ermittelt werden. Idealerweise wird die Krümmungsleitfläche 76 mit gewissen Zugaben für unterschiedliche Viskositäten und Durchflussraten der Form des Vorhangs exakt angepasst, wobei die Krümmungsleitfläche 76 geringfügig breiter ist als die Dicke des Vorhangs. Die gekrümmte Form der Krümmungsleitfläche 76 kann durch Verwendung einer Vielzahl gerader Segmente recht genau angenähert werden.
• Dadurch dass der erfindungsgemäße Wasserzulaufbehälter mit der damit einstückig ausgebildeten Krümmungsleitfläche 76 nur mittels zweier Flachkopfschrauben 60 am Zulauf-Befestigungsansatz 44 des Gestänges 38 befestigt wird, ist es relativ einfach, einen Wasserzulaufbehälter 12 gegen einen anderen auszutauschen, um die Kantenführungsvorrichtung 30 der Beschichtungsvorrichtung 10 an unterschiedliche Beschichtungsflüssigkeiten anzupassen. Beim Austausch des Wasserzulaufbehälters 12 ist keine Störung der Drähte 42 nötig. Außerdem kann wegen der Integration der Krümmungsleitfläche 76 mit dem Wasserzulaufbehälter 12 das Wasser im Vergleich zu bekannten Wasserzuläufen höher in den Vorhang eingeleitet werden. Dadurch werden Störungen des Vorhangs wegen der geringeren Bewegungsgeschwindigkeit im Bereich der Gerätelippe minimiert. Außerdem schaltet der einstückig ausgebildet Wasserzulaufbehälter 12 eine bei bekannten Geräten vorhandene Quelle stehender Wellen vollständig aus. Beim erfindungsgemäßen Wasserzulaufbehälter 12 wird das Wasser an eben jenem Punkt eingeleitet, an dem der Vorhang auf die Drähte 42 übergeht.
• Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, dass die Erfindung in der Lage ist, neben allen dargelegten Aufgaben und Zielen weitere offensichtliche und in der Vorrichtung begründete Vorteile zu erreichen.
• Es versteht sich, dass bestimmte Merkmale und Unterkombinationen zweckmäßig und in Verbindung mit anderen Merkmalen und Unterkombinationen einsetzbar sind. Dies ist Gegenstand der Ansprüche und liegt in deren Rahmen.
• Da zahlreiche Ausführungsformen der Erfindung möglich sind, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, sind alle hierin beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Aspekte nur als Beispiele und nicht einschränkend zu verstehen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Zuführen von Wasser zu einer Draht-Kantenführung (42) in einem Vorhangbeschichtungsgerät (10), bei dem ein frei fallender Vorhang auf einen sich bewegenden Träger (24) aufbringbar ist, wobei die Vorrichtung einen Wasserzulaufbehälter (12) mit einer Zulauföffnung (78) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

der Wasserzulaufbehälter einstückig ausgebildet ist und

(a) eine Wasserzuführbahn (80, 82) aufweist, die im Wasserzulaufbehälter (12) einstückig ausgebildet ist, um Wasser von der Zulauföffnung (78) zur Kantenführung (42) zu transportieren, und

(b) eine Kantenführungsfläche (76) umfasst, die in den Wasserzulaufbehälter (12) ragt und einer im allgemeinen gekrümmten Bahn folgt, die im wesentlichen der Krümmung und Dicke des frei fallenden Vorhangs entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Konsole (62), die mit dem Wasserzulaufbehälter (12) einstückig ausgebildet ist, derart, dass ein Wasserzulaufbehälter durch einen anderen austausch- und bezüglich der Kantenführung genau positionierbar ist, ohne diese zu stören.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzulaufbehälter eine seitliche Fläche (72) für den Vorhang, eine vordere Fläche (66), eine untere Fläche (68) und eine geneigte Fläche (70) umfasst, die zwischen der vorderen Fläche (66) und der unteren Fläche (68) vorgesehen ist, wobei die Kantenführungsfläche von der seitlichen Fläche des Vorhangs absteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch

(a) einen Kanal (80) im Wasserzulaufbehälter (12), der in der vorderen Fläche (66) beginnt und sich im allgemeinen über die geneigte Fläche (70) und die untere Fläche (68) nach unten erstreckt und zur seitlichen Fläche (72) hin abgewinkelt ist, und

(b) eine Leitungsbahn (82) durch den Wasserzulaufbehälter (12), die sich von der Zulauföffnung bis zum Kanal erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (80) der Kantenführung auf ihrer vom frei fallenden Vorhang entfernten Seite Schmierflüssigkeit zuführt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Draht-Kantenführungsgestänge (38) mit

(a) einer ersten Referenzfläche (46);

(b) einer zweiten Referenzfläche (48);

(c) einer dritten Referenzfläche (50) und

(d) mindestens einer mit Innengewinde versehenen Öffnung (52) in der ersten Referenzfläche.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzulaufbehälter

(a) eine erste Eingreiffläche (84) umfasst, die in Eingriff mit der ersten Referenzfläche (46) bringbar ist;

(b) eine zweite Eingreiffläche (86), die in Eingriff mit der zweiten Referenzfläche (48) bringbar ist;

(c) eine dritte Eingreiffläche (88), die in Eingriff mit der dritten Referenzfläche (50) bringbar ist; und

(d) mindestens eine Öffnung (56) in der ersten Eingreiffläche (84) aufweist, wobei die mindestens eine Öffnung leicht versetzt ist gegenüber der mindestens einen mit einem Innengewinde versehenen Öffnung (52) in der ersten Referenzfläche (46), wodurch der Wasserzulaufbehälter (12) in einer genauen und vorbestimmten Position zusammengedrückt ist, wenn er auf das Kantenführungsgestänge (38) mittels mindestens einer Schraube aufgesetzt wird, die sich durch die mindestens eine Öffnung in der ersten Eingreiffläche (84) erstreckt und in Eingriff mit der mindestens einen, mit einem Innengewinde versehenen Öffnung in der ersten Referenzfläche (46) gelangt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (80) eine im wesentlichen konstante Weite hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (80) in der vorderen Fläche (66) und der unteren Fläche (68) eine im wesentlichen konstante Tiefe hat.