EP1024904B1

EP1024904B1 - Vorrichtung zum aufbringen einer dünnen schicht auf die oberfläche eines bildschirmglaskolbens

Info

Publication number: EP1024904B1
Application number: EP98955473A
Authority: EP
Inventors: Roland Mann; Wolfgang Schmutz; Josef Gentischer
Original assignee: ACR Automation in Cleanroom GmbH
Current assignee: ACR Automation in Cleanroom GmbH
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-17
Publication date: 2002-12-04
Anticipated expiration: 2018-10-17
Also published as: CN1278194A; DE59806563D1; TW409076B; EP1024904A1; WO1999022877A1; MY126403A; CN1106231C; DE19748063A1; ATE228892T1; US6494952B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine eine Vorrichtung zum Aufbringen einer dünnen Schicht aus einem flüssigen Beschichtungsmedium auf eine vorzugsweise gewölbte Oberfläche eines Gegenstandes, vorzugsweise Bildschirmglaskolbens, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer aus der JP-A-08 069 752 bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art ist in dem Raum zwischen rotierendem Bildschirmglaskolben und Prozesstopf über einen radialen Kanal Luft eingeblasen derart, dass zum Verhindern von Kontaminierungen eine von den Ecken des rotierenden Bildschirmglaskolbens erzeugte wirbelartige Luftströmung zu einer weitgehend laminaren Strömung geformt wird. Schwierig dürfte es sein, eine solche soz. kompensierende Zusatzluftströmung auszugestalten und zu dosieren.

Bei einer anderen angewandten Vorrichtung wird der Bildschirmglaskolben von der Unterseite in den Prozesstopf eingeführt und gegen eine die zu beschichtende Oberfläche umgrenzende Maske gedrückt, die verhindern soll, dass das Beschichtungsmedium an unerwünschte Bereiche des Glaskolbens gelangt. Diese Art des Zu- und Abführens des Bildschirmglaskolbens ist mechanisch aufwendig und umständlich. Bei einer weiteren angewandten Vorrichtung wird der Bildschirmglaskolben von der Oberseite her in den Prozesstopf eingebracht und eine geöffnete geteilte Maske in ihre geschlossene Position um den Begrenzungsrand der zu beschichtenden Oberfläche gebracht. Auch dies ist wegen der zu verfahrenden geteilten Maske mechanisch aufwendig. Diesen beiden bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, dass sich insebesondere an den Rändern der zu beschichtenden Oberfläche Schlieren und sonstige Unstetigkeiten in der Beschichtung bilden, sofern nicht besondere Maßnahmen für eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Beschichtung getroffen werden. Hierzu sollen an den Ecken der Maske angebrachte Luftleitelemente dienen, wie dies auch bei einer aus der DE-B2-16 14 216 bekannten Vorrichtung zum Innenbeschichten des Frontglases einer Elektronenstahlröhre beschrieben ist. Dennoch verhindern derartige Maßnahmen nicht, dass die Strömung an den Umfangskanten abreisst und Wirbelbildung auftritt, was wiederum zu einer Kontaminierung des zu beschichtenden Gegenstandes mit dem Beschichtungsmedium an unerwünschten Bereichen führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Aufbringen einer dünnen Schicht auf eine Oberfläche eines Gegenstandes der eingangs genannten Art zu schaffen, die beim Ein- und Ausbringen des zu beschichtenden Gegenstandes in einfacherer Weise handhabbar ist und die eine erheblich verbesserte Gleichmäßigkeit der Schicht in den kritischen Eck- und Kantenbereichen der zu beschichtenden Oberfläche bietet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Vorrichtung zum Aufbringen einer dünnen Schicht auf einen Gegenstand der eingangs genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich eine Luftströmung, die aufgrund ihrer in verschiedenen Bereichen unterschiedlichen Luftgeschwindigkeiten zum einen eine Vergleichmäßigung der aufzubringenden Schicht auch in den Kanten- und Eckenbereichen der vorzugsweise gewölbten Oberfläche erreicht und andererseits eine Kontaminierung anderer Bereiche des zu beschichtenden Gegenstandes vermeidet. Durch die laminare Strömung im Bereich der Ecken und Kanten der zu beschichtenden vorzugsweise gewölbten Oberfläche und dem auf sie ausgeübten zum Absaugkegel hinweisenden Sog und der dadurch entstehenden abwärtsgerichteten Strömungskomponente wird zum einen ein Abriss der Luftströmung an den Ecken und Kanten der Oberfläche und damit Wirbelbildungen verhindert und zum anderen Rückspritzer auf die zu beschichcende Oberfläche vermieden. Im weiteren Verlauf der Luftströmung wird eine wirkungsvolle Absaugung des vernebelten Beschichtungsmediums aus dem kritischen Bereich oberhalb des Absaugkegels erreicht, wonach sich das vernebelte Beschichtungsmedium in der Entspannungskammer sammeln kann. In diesem Bereich ist durch den weiteren Spalt eine Rückwirbelung in Bereiche der Rotationslager vermieden. Andererseits kann das abgesaugte Beschichtungsmedium am Boden des Prozesstopfes gesammelt und abgesaugt werden.

Mit den Merkmalen gemäß Anspruch 2 ist eine Dampfsperre vom Entspannungsraum zu den Lagerbereichen für den Drehteller erreicht, ohne dass anfällige Drehdichtungen verwendet werden müssen. Dabei ist es zweckmäßig, die Merkmale gemäß Anspruch 3 vorzusehen.

Mit den Merkmalen gemäß Anspruch 4 ist ein niedrigbauender Prozesstopf erreicht, der in seinem unteren Bereich den Hals des bspw. Bildschirmglaskolbens umgibt.

Mit den Merkmalen gemäß Anspruch 5 ist in vorteilhafter Weise das Abfließen bzw. Absaugen des Beschichtungsmediumnebels und/oder der Beschichtungsmediumtröpfchen erreicht.

Um einen automatischen bzw. robotergesteuerten Zugriff zum zu beschichtenden Gegenstand während des Einsetzens und Herausnehmens zu ermöglichen, sind die Merkmale gemäß Anspruch 6 vorgesehen. Zweckmäßige Ausgestaltungen hierzu ergeben sich aus den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 7 bis 9. Erreicht ist damit, dass der Spritzring bis in bzw. unter die Höhe der Auflage des Gegenstandes auf der Aufnahme abgesenkt werden kann, so dass der zu beschichtende Gegenstand ohne weiteres ergriffen und durch den Spritzring hindurch bewegt werden kann.

Um mit der Vorrichtung Gegenstände, wie bspw. Bildschirmglaskolben unterschiedlicher Größenordnungen bzw. Diagonalabmessungen auf ihrer Oberfläche mit dem Beschichtungsmedium zu beschichten, sind die Merkmale gemäß Anspruch 10 vorgesehen. Damit kann in besonders vorteilhafter Weise eine für eine bestimmte Abmessung des zu beschichtenden Gegenstandes geeignete Aufnahme aus dem Prozesstopf herausgeholt und durch eine Aufnahme ersetzt werden, die einen zu beschichtenden Gegenstand anderer Abmessungen aufnehmen kann. Bevorzugte Ausgestaltungen hierzu ergeben sich aus. den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 11 bis 13. Damit wird in besonders vorteilhafter Weise eine komplette Einheit bestehend aus Drehteller, Aufnahme, Absaugkegel und Dichtmanschette aus dem Prozesstopf herausgenommen und durch einen anderen ersetzt. Hierzu kann der Spritzring in einfacher Weise vom oberen Teil des Prozesstopfes abgenommen werden.

In weiterer Ausgestaltung vorliegender Erfindung sind die Merkmale gemäß Anspruch 14 vorgesehen, womit eine einfache Abdichtung der zu beschichtenden Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes gegenüber den anderen Bereichen des zu beschichtenden Gegenstandes erreicht ist. Wenn dabei die Merkmale gemäß Anspruch 15 vorgesehen sind, ist eine federnd vorgespannte aktive Anlage der Dichtmanschette an der Schulter des zu beschichtenden Gegenstandes erreicht. Die federnde Vorspannung kann durch eine konkave Wölbung der Dichtmanschette oder durch eine längs einer Umfangslinie vorgesehene Abknickung erreicht werden. Zweckmäßigerweise sind zur Stabilisierung der Dichtmanschette die Merkmale gemäß Anspruch 17 vorgesehen, so dass die federnde Vorspannung von einem Unterteil auf das eigentliche Dichtelement übertragen wird. Dabei können die Merkmale gemäß Anspruch 18 vorgesehen sein.

In weiterer Ausgestaltung vorliegender Erfindung sind die Merkmale gemäß Anspruch 19 vorgesehen, womit eine schnelle und einfache drehfeste Verbindung zwischen dem zu beschichtenden Gegenstand und der Aufnahme erreicht ist. Bspw. sind Bildschirmglaskolben an ihren Umfang mit einem Spannband und daran befestigten Haltelaschen versehen, die zur vorgenannten drehfesten Verbindung mit den Bolzen der Befestigungsplatten benutzt werden.

Da der an seiner Oberfläche zu beschichtende Gegenstand unrund ist, wie bspw. bei einem Bildschirmglaskolben in Draufsicht gesehen rechteckförmig mit abgerundeten Ecken versehen ist, stoßen sich die außerhalb des Innenkreises befindlichen Ecken an der ruhenden Luft, so dass in diesen Eckbereichen eine starke Verwirbelung und eine Scherströmung entstehen, die den durch die Schleuderbelackung nach außen verteilten Lack wieder abtragen. Um dies zu verhindern und im Sinne der Gleichmäßigkeit der Schicht in den kritischen Eck- und Kantenbereich der zu beschichtenden Oberfläche die Vorrichtung zu verbessern, sind bei einer Variante die Merkmale gemäß Anspruch 20 vorgesehen.

Da im Wesentlichen nur die Eckbereiche in dieser Hinsicht gefährdet sind, reicht es aus, gemäß den Merkmalen des Anspruchs 21 die Schutzblecheinrichtung zu unterteilen. Dabei ist es zweckmäßig, die Merkmale nach Anspruch 22 vorzusehen, da die in Drehrichtung gegenüber dem Eckbereich vorlaufende Seite gegen die ruhende Luft arbeitet, während die nachlaufende Seite sozusagen im Windschatten liegt.

Damit können mit Hilfe der Schutzblecheinrichtung bzw. der einzelnen Schutzbleche die Luftturbulenzen von der zu beschichtenden Oberfläche, bspw. der Bildschirmoberfläche ferngehalten werden, damit eine ungehinderte Beschichtung im Bereich der Ecken ermöglicht ist.

Zum Ein- und Ausbringen des an seiner Oberfläche zu beschichtenden Gegenstandes sind, wie bei einem Bildschirmglaskolben verwirklicht, am Spannband jeweils eckenseitig Haltelaschen vorgesehen. Um das Ein- und Ausbringen mit Hilfe eines Werkzeugs, bspw. eines Roboters zu erreichen, ist es möglich, gemäß den Merkmalen des Anspruchs 23 die einzelnen Schutzbleche aus dieser Bewegungsbahn des Werkzeugs zu den Haltelaschen hin zu bringen.

Eine einfachere Lösung für den Zugriff des Werkzeugs bzw. Roboters zu den einzelnen Haltelaschen in den Eckbereichen ergibt sich dann, wenn die Merkmale gemäß Anspruch 24 vorgesehen sind. Mit dieser schikanenartigen Ausformung ist ein steter Zugriff zu den Haltelaschen gewährleistet, ohne dass eine Bewegbarkeit der Schutzbleche notwendig ist und ohne dass diese Ausformung die Schutzblechfunktion negativ beeinflusst.

Eine konstruktiv vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich durch die Merkmale nach Anspruch 25.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Figur 1: in schematischer längsgeschnittener Darstellung eine Vorrichtung zum Aufbringen einer dünnen Schicht aus einem flüssigen Beschichtungsmedium auf eine gewölbte Oberfläche eines Bildschirmglaskolbens in Beschichtungsposition gemäß einem bevorzugten Ausführungseispiel vorliegender Erfindung,
Figur 2: eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, jedoch in einer Position zum Wechseln des zu beschichtenden Bildschirmglaskolbens,
Figur 3: in schematischer Darstellung eine Draufsicht gemäß Pfeil III der Figur 1,
Figur 4: in schematischer längsgeschnittener Darstellung eine auswechselbare Einheit für Bildschirmglaskolben unterschiedlicher Abmessungen,
Figur 5: in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt gemäß Kreis V der Figur 4.
Figur 6: in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt gemäß Kreis IV der Figur 1, jedoch gemäß einer Variante, und
Figur 7: eine der Figur 5 entsprechende Dastellung mit der Variante nach Figur 6.

Die in der Zeichnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellte Vorrichtung 10 dient zum Aufbringen einer dünnen Schicht aus einem flüssigen Beschichtungsmedium auf eine hier gewölbte Oberfläche 12 eines hier in Form eines Bildschirmglaskolbens 11 dargestellten Gegenstandes. Das Aufbringen des Beschichtungsmediums erfolgt in üblicher Weise über einen hier nicht dargestellten Sprüharm über der Oberfläche 12 und durch Fliehkraftverteilung des Beschichtungsmediums längs der zu beschichtenden Oberfläche 12 bzw. durch Abschleudern des restlichen Beschichtungsmediums aufgrund einer Rotationsbewegung des Bildschirmglaskolbens 11. Dabei wird während des Besprühens der zu beschichtenden Oberfläche 12 der Bildschirmglaskolben 11 mit relativ geringer Drehzahl angetrieben, während zur Fliehkraftverteilung bzw. zum Abschleudern des Beschichtungsmediums längs der Oberfläche 12 bzw. über diese hinaus die Drehzahl, mit der der Bildschirmglaskolben 11 gedreht wird, wesentlich erhöht wird.

Die zu beschichtenden Bildschirmglaskolben 11 sind an ihrem Kopf 13 mit einem Spannband 14 versehen, an welchem über den Umfang verteilt Haltelaschen 15 vorgesehen sind, die sowohl zum Halten in der Vorrichtung 10 als auch zum späteren Halten in einem Gerätegehäuse dienen. Dem mit der zu beschichtenden Oberfläche 12 versehenen Kopf 13 abgewandt besitzt der Bildschirmglaskolben 11 einen Hals 16.

Die Vorrichtung 10 besitzt eine Aufnahme 30 für den Bildschirmglaskolben 11 und einen Drehteller 20, mit dem die Aufnahme 30 drehfest verbunden ist. Drehteller 20 und Aufnahme 30 sind von einem unverdrehbar gehaltenen rotationssymmetrischen Prozesstopf 50 umgeben, der an seinem axial absenkbaren Kopfteil 51 einen oberen Spritzring 60 hält.

Der Drehteller 20 ist mit einem Flansch 21 einer Hohlwelle 22 leicht lösbar drehfest verbindbar. Die Hohlwelle 22 ist über Rollenlager 24 an einer konzentrischen ortsfesten hohlen Achse 23 rotierbar gehalten und besitzt an ihrem dem Flansch 21 abgewandten Ende drehfest eine Riemenscheibe 25, die über einen Antriebsriemen 26 mit der Abtriebswelle eines nicht näher dargestellten Antriebsmotor 27 gekoppelt ist. Die hohle Achse 23 steht senkrecht von einer Gerätebasis 28 ab. Der Drehteller 20 ist mit dem Flansch 21 über nicht näher dargestellte Schnellspannelemente 29 lösbar verbindbar.

Der Prozesstopf 50 besitzt ein oberes zylindrisches Topfteil 52, innerhalb welchem der Kopfteil 51 absenkbar aufnehmbar ist, und ein unteres ringförmiges Topfteil 53, dessen Ringraum von einem Ringboden 54 abgeschlossen ist. Das untere ringförmige Topfteil 53 beginnt unterhalb des Drehtellers 20 und besitzt einen inneren Ringflansch 55, der unterhalb des Drehtellers 20 den Flansch 21 der Hohlwelle 22 in radialem Abstand umgibt. Der Prozesstopf 50 ist über seinen Ringboden 54 an über den Umfang verteilt angeordneten Beinen 56 gehalten, die senkrecht von der Basis 28 abstehen. Der Ringboden 54 ist an mindestens einer Stelle über eine Öffnung mit einem Absaugstutzen 57 verbunden, an welchem in nicht dargestellter Weise mittelbar oder unmittelbar eine Absaugvorrichtung angeschlossen ist. Zum Absaugstutzen 57 hin ist der Ringboden 54 radial geneigt und verläuft von einer höchsten Stelle aus in beide Umfangsrichtungen zum Absaugstutzen 57 hin abschüssig. Der Kopfteil 51 des Prozesstopfes 50 ist bspw. hydraulisch in das obere zylindrische Topfteil 52 absenkbar und besitzt einen oberen Außenflansch 58. Außerdem ist der Kopfteil 51 in nicht näher dargestellter Weise aus dem oberen zylindrischen Topfteil 52 herausziehbar bzw. von diesem abnehmbar gehalten.

Der Spritzring 60 besitzt einen rotationssymmetrischen haubenförmigen Einsatz 61, der über Halter 62, von denen bspw. drei über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind, am Kopfteil 51 des Prozesstopfes 50 abnehmbar gehalten ist. Die Halter 62 sind an einem Konusteil 63, der nach unten in einen zylindrischen Teil 64 übergeht, längs des Umfanges einer vom Konusteil 63 begrenzten zentralen Öffnung 65 des Spritzringeinsatzes 61 befestigt. Die Halter 62 hängen mit einem Arm 66 in einer Ausnehmung 59 des Außenflansches 58 des Kopfteiles 51. Zwischen dem am Kopfteil 51 hängend angeordneten zylindrischen Teil 64 des Spritzringeinsatzes 61 und dem Innenumfang des Kopfteils 51 des Prozesstopfes 50 ist ein erster schmaler Ringspalt 67 gebildet.

Die Aufnahme 30 besitzt ein kastenförmiges Aufnahmeteil 31, dessen in Draufsicht rechteckige Form den Außenabmessungen des Kopfes 13 des Bildschirmglaskolbens 11 etwa entspricht.

Das Aufnahmeteil 31 sitzt auf der Oberseite des Drehtellers 20 auf und ist mit diesem drehfest verbunden. Mit dem Aufnahmeteil 31, dessen Außenabmessungen deutlich kleiner sind als der Innendurchmesser des Prozesstopfes 50 bzw. dessen Kopfteil 51, ist im Bereich von dessen unterem Ende ein Absaugkegel 32 drehfest versehen. Der Absaugkegel 32 besitzt einen am Aufnahmeteil 31 befestigten Umfangsflansch 33, an dem ein haubenartiges Kegelteil 34 festgehalten ist, der endseitig in ein Zylinderteil 35 übergeht. Der Außendurchmesser des sich zum Ringboden 54 des Prozesstopfes 50 hin erstreckenden Zylinderteils 35 ist derart, dass zwischen dessen Außenumfang und dem Innenumfang des unteren ringförmigen Topfteils 53 des Prozesstopfes 50 ein zweiter Ringspalt 37 besteht. Der Zylinderteil 35 der Aufnahme 30 endet in einem bestimmten Abstand vom Ringboden 54 des Prozesstopfes 50. Innerhalb des Zylinderteils 35 ist ein Entspannungsraum 36 gebildet, der der Wandung des Zylinderteils 35 radial nach innen abgewandt von einer Blechhülse 38 begrenzt ist, die an der Unterseite des Drehtellers 20 drehfest gehalten ist und zwischen der und der Innenwandung des unteren ringförmigen Topfteils 53 ein dritter schmaler Ringspalt 39 gebildet ist. An eine zentrische Öffnung im Boden 72 der Aufnahme 30 schließt sich senkrecht nach unten abstehend ein unten geschlossenes Rohr 73 zur Aufnahme eines dünnen Endes 18 des Glaskolbens 11 an.

Die Aufnahme 30 bzw. ihr Aufnahmeteil 31 besitzt eine obere umlaufende Stirnfläche 41, auf der eine Dichtmanschette 40 für den Kopf 13 des Bildschirmglaskolbens 11 befestigt ist. Die Dichtmanschette 40 besitzt gemäß Figur 5 ein elastisch federnd vorgespanntes Unterteil 42, eine Flachdichtung 43 und ein Halteteil 44. Das elastisch federnd vorgespannte Unterteil 42 ist in einem radial inneren Bereich nach oben hin entweder gewölbt oder geknickt. Das die Flachdichtung 43 unterstützende Unterteil 42, das aufgrund seiner Wölbung teilweise von der Stirnfläche 41 abhebt, ragt etwas über den Innenrand des Aufnahmeteils 31 hinaus, während die Flachdichtung 43 noch weiter radial nach innen gezogen ist. Das Halteteil 44 dagegen ist wesentlich schmaler, d.h. es befindet sich jenseits des gewölbten Bereichs des Unterteils 42 nur im Einspannbereich, in welchem die Dichtmanschette 40 u.a. von über den rechteckförmigen Umfang verteilt angeordneten plattenartigen Bauteilen 45 mittels Schrauben festgehalten ist. Das im gewölbten Innenbereich der Dichtmanschette 40 ausgeklinkte plattenförmige Bauteil 45 ist der Befestigung am Aufnahmeteil 31 abgewandt mit einem nach oben abstehenden und mit einem Ringbund 47 versehenen Bolzen 46 bestückt, auf welchen Bolzen 46 der Bildschirmglaskolben 11 mittels der am Spannband 14 gehaltenen Haltelaschen 15 hängend angeordnet ist. Bei dieser hängenden Anordnung drückt gemäß Figur 5 die untere Stirn 17 der Haltelasche 15 auf den Innenrand der Flachdichtung 43, so dass dadurch der Raum 48 unterhalb des Kopfes 13 des Bildschirmglaskolbens 11 bzw. unterhalb der Dichtmanschette 40 gegenüber dem Beschichtungsmedium abgedichtet ist.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung 10 ist folgende: Gemäß Figur 1 ist die Vorrichtung 10 von einer sich über die gesamte Fläche des Prozesstopfes 50 erstreckenden laminaren Strömung gemäß den Pfeilen A beaufschlagt, wobei die Laminarströmung eine Geschwindigkeit von bspw. etwa 0,3 bis 0,4 m/s besitzt. Außerdem wird, wie weiter oben bereits erwähnt, im Absaugstutzen 57 des Prozesstopfes 50 eine Saugströmung gemäß Pfeil B erzeugt. Die Laminarströmung A gelangt während des Besprühungsvorganges und insbesondere während des Abschleudervorganges durch die zentrale Öffnung 65 auf die zu beschichtende Oberfläche 12 des Bildschirmglaskolbens 11 und an dieser vorbei in einen Durchgang 71 zwischen den Kanten und Ecken des Bildschirmglaskolbens 11 und dem Konusteil 63 des Spritzringes 60. Außerdem gelangt der Laminarstrom A in den ersten Ringspalt 67 zwischen Spritzringeinsatz 61 und Prozesstopfkopfteil 51. Der Teilstrom durch den ersten Ringspalt 61 wird aufgrund dieses verengten Durchganges auf eine Strömungsgeschwindigkeit zwischen bspw. etwa 7 und 10 m/s gebracht, so dass am Ausgang des Ringspaltes 67 ein Sog auf den Teilstrom im Durchgang 71 ausgeübt wird. Dies ergibt vorteilhafte Auswirkungen auf das Abführen des von den Rand- und Eckenbereichen des Glaskolbens 11 abgeschleuderte Beschichtungsmedium in der Weise, dass an den Ecken und Rändern des Glaskolbens 11 kein Strömungsabriss und damit keine Verwirbelungen erfolgen. Diese insgesamt vorherrschende laminare Strömung führt zu einer sehr hohen Gleichmäßigkeit der entstehenden Schicht auch in den Eck- und Randbereichen des Glaskolbens 11, so dass Schlieren o.dgl. vermieden sind. Die Fläche des oberen Spritzringes 60 sowie der ersten Ringspalt 7 zwischen Prozesstopf 50 und oberem Spritzring 60 als auch die Fläche zwischen Bildschirmaufnahme 30 und oberem Spritzring 60 sind derart dimensioniert, dass am Umfang des Prozesstopfes 50 eine abwärts gerichtete Strömungskomponente mit Luftgeschwindigkeiten zwischen 7 bis 10 m/s erzeugt wird. Dadurch werden außerdem Rückspritzer auf den Gegenstand 11 vermieden. Das freie Volumen zwischen Bildschirmaufnahme 30 und Prozesstopf 50 ist derart gewählt, dass bei Spindrehzahlen bis zu 250 Upm kein wesentlicher Staudruck im Bereich zwischen der Oberkante Bildschirm 11 und dem Absaugkegel 32 auftritt.

Der nunmehr mit Beschichtungsmedium angereicherte bzw. vernebelte Strom gelangt durch den zweiten Ringspalt 37 zwischen Prozesstopf 50 und Absaugkegel 32. Dieser zweite Ringspalt 37 ist derart gewählt, dass dort eine Strömungsgeschwindigkeit von bspw. 3 bis 5 m/s erreicht wird, so dass sich eine wirkungsvolle Absaugung des vernebelten Beschichtungsmediums aus dem oberen kritischen Bereich ergibt. Im weiteren Verlauf des abwärtsgerichteten Stromes gelangt dieser aus dem zweiten Ringspalt 37 heraus in den Entspannungsraum 36, in welchem der einströmende Beschichtungsmediumnebel beruhigt wird, indem die Strömungsgeschwindigkeit auf etwa 0,6 bis 0,9 m/s vermindert wird. Dies gestattet ein laminares Einströmen des Beschichtungsmediumnebels über den Ringboden 54 in den Absaugstutzen 57 einerseits und andererseits wird zusätzlich aufgrund des dritten Ringspalts 39, der als Dampfsperre wirkt, ein Eindringen dieses Nebels in den Bereich des Drehtellerlagers verhindert. Dies wird sowohl durch den sehr geringen Querschnitt als auch durch die erhebliche Länge des dritten Ringspalts 39 erreicht. Außerdem bewirkt der Entspannungsraum 36 ein Ausfällen des Nebels, der sich dann auf dem geneigten Boden niederschlägt.

Zum Auswechseln des zu beschichtenden Glaskolbens 11 wird gemäß Figur 2 der Kopfteil 51 des Prozesstopfes 50 zusammen mit dem Spritzring 60 nach unten abgesenkt, so dass mit Hilfe von nicht dargestellten Greiferarmen der Glaskolben 11 an bspw. den Haltelaschen 15 ergriffen und herausgenommen bzw. in entsprechender Weise ein anderer Glaskolben 11 eingesetzt werden kann.

Wenn sich die Abmessungen von zu beschichtenden Glaskolben 11 ändern, kann die Vorrichtung 10 in der Weise daran angepasst werden, dass die in Figur 4 gezeigte Einheit 70 aus Drehteller 20 und Aufnahme 30 mit Dichtmanschette 40 ausgewechselt wird. Hierzu dienen die Schnellspannelemente 29, mit denen der Drehteller 20 am Flansch 21 der Hohlwelle 22 lösbar befestigbar ist. Zum Herausnehmen einer solchen Einheit 70 wird der Spritzring 60 vom Kopfteil 51 abgenommen oder, je nach den Durchmesserverhältnissen zwischen Kopfteil 51 und Absaugkegel 32 der Aufnahme 30, ggf. der Kopfteil 51 mit dem Spritzring 60 aus dem Prozesstopf 50 herausgenommen.

Bei der in den Figuren 6 und 7 dargestellten Variante besitzt die Vorrichtung 10 eine Schutzblecheinrichtung 80, die um den Kopfbereich 13 des Glaskolbens 11 angeordnet ist. Die Schutzblecheinrichtung 80 ist aufrecht und im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Drehtellers und damit der Achse des Bildschirmglaskolbens 11 angeordnet und erstreckt von einem Bereich in Höhe der Unterkante des Spannbandes 14 nach oben bis in einen Höhenbereich von einigen Zentimetern, bspw. von 5 cm oberhalb des Zenits der gewölbten Oberfläche 12 des Glaskolbens 11 (Figur 7).

Die Schutzblecheinrichtung 80 besteht aus mehreren, hier vier einzelnen Schutzblechen 81, von denen jedes Schutzblech 81 im Bereich einer Ecke 82 des Kopfes 13 des Glaskolbens 11 angeordnet ist. Das Schutzblech 81 ist einteilig und besitzt mehrere Teilbereiche 83, 84 und 85. Während die seitlichen Teilbereiche 83 und 35 sich in geringem Abstand längs der betreffenden Seiten des Kopfes 13 bzw. des Spannbandes 14 geradlinig erstrecken, ist der mittige Teilbereich 84 schikanenartig derart ausgeformt, dass er die Haltelasche 15 umgibt, so dass ein Freiraum 86 innerhalb des mittigen Teilbereichs 84 entsteht, der freien Zugriff auf die Haltelasche 15 mittels eines Werkzeugs bzw. Roboters zum Ein- und Ausbringen des Gegenstandes 11 in bzw. aus die Vorrichtung 10 von oben her gestattet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Ausformung 84 rechteckförmig; es versteht sich, dass sie auch kreisbogenförmig o.dgl. sein kann. Derjenige Teilbereich 83 des Schutzblechs 81, der in Rotationsrichtung C des Drehtellers 20 vorlaufend ist, ist wesentlich länger als derjenige Teilbereich 85, der in der genannten Drehrichtung nachlaufend ist. Bspw. erstreckt sich der vorlaufende Teilbereich 83 über mehr als die halbe Länge der betreffenden Seite des Kopfes 13, während sich der nachlaufende Teilbereich 85 lediglich über einen geringen, bspw. ein viertel der Länge der betreffenden Seite des Kopfes 13 erstreckt. Mit Hilfe der an den Ecken 82 des Glaskolbens 11 angebrachten Schutzbleche 81 ist es möglich, Luftturbulenzen von der zu beschichtenden Oberfläche 12 des Glaskolbens 11 fernzuhalten und damit eine ungehinderte bzw gleichmäßige Beschichtung auch im Bereich der Ecken 82 zu erreichen.

Gemäß einer nicht dargestellten Variante der Schutzblecheinrichtung 80 sind die einzelnen Schutzbleche in jedem Teilbereich, also auch im mittigen Teilbereich längs des Außenrandes des Kopfes 13 linear verlaufend vorgesehen. Um bei dieser Variante einen Zugriff auf die Haltelaschen für das Ein- und Ausbringen des Gegenstandes 11 zu erreichen, sind die einzelnen Schutzbleche derart bewegbar bzw. schwenkbar, dass der Zugriff zu den Haltelaschen 15 freigegeben werden kann. Bspw. kann dies in der Weise erfolgen, dass der vorlaufende Teilbereich des Schutzblechs an seinem freien Ende schwenkbar angelenkt ist.

Claims

Vorrichtung (10) zum Aufbringen einer dünnen Schicht aus einem flüssigen Beschichtungsmedium auf eine vorzugsweise gewölbte Oberfläche (12) eines Gegenstandes, vorzugsweise Bildschirmglaskolbens (11), mit einem rotierbar antreibbaren Drehteller (20), auf dem eine Aufnahme (30) für den zu beschichtenden Gegenstand (11) drehfest gehalten ist, mit einem die Aufnahme (30) und den Drehteller (20) umgebenden unverdrehbar gehaltenen Prozesstopf (50), mit einem die zu beschichtende Oberfläche (12) des Gegenstandes (11) umgebenden und am offenen Ende des Prozesstopfes (50) gehaltenen Spritzring (60) mit einer zentralen Einspritzöffnung und mit Mittel zum Erzeugen einer Laminarströmung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mit einer zentralen Einströmungsöffnung (65) versehenen Spritzring (60) und dem oberen Teil (51) des Prozesstopfes (50) ein bis unterhalb eines Einspannrandes des Gegenstandes (11) an der Aufnahme (30) reichender erster Ringspalt (67) vorgesehen ist, dessen Querschnitt wesentlich geringer ist als ein ringförmiger Strömungsdurchgang (71) zwischen dem Spritzring (60) und dem in der Aufnahme (30) gehaltenen Gegenstand (11), dass die Aufnahme (30) mit einem zu einem Boden (54) des Prozesstopfes (50) weisenden Absaugkegel (32) versehen ist, zwischen dem und einer Außenwand des Prozesstopfes (50) ein zweiter Ringspalt (37) besteht und innerhalb dem ein vom Boden (54) des Prozesstopfes (50) mit begrenzter Entspannungsraum (36) gebildet ist, und dass auf den Spritzring (60) bzw. die Oberseite des Prozesstopfes (50) die Laminarströmung (A) gerichtet und der Boden (54) des Prozesstopfes (50) mit einer Absaugung (B) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entspannungsraum (36) radial innenseitig von einem Ringblech (38) begrenzt ist, zwischen dem und einer Innenwand des Prozesstopfes (50) ein dritter Ringspalt (39) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringblech (38) an der Unterseite des Drehtellers (20) befestigt ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüchel bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozesstopf (50) an seinem oberen Bereich zylindrisch und an seinem unteren Bereich kreisringförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Boden (54) des Prozesstopfes (50) in Umfangsrichtung gewölbt und/oder in radialer Richtung geneigt und in dem oder den Bereich(en) tiefster Stelle(n) über eine Öffnung mit der Absaugung (B) verbunden ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzring (60) am Prozesstopf (50) absenkbar gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozesstopf (50) einen abnehmbaren oberen Teil (51) aufweist, an dem der Spritzring (60) abnehmbar gehalten ist und der in den Grundteil (52) des Prozesstopfes (50) absenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzring (60) mit über den Umfang gleichmäßig verteilten Haltern (62) bestückt ist, die auf dem einen Flansch des oberen Teils (51) des Prozesstopfes (50) aufliegen.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzring (60) bis unterhalb des oberen Endes der Aufnahme (30) für den zu beschichtenden Gegenstand (11) absenkbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (30) für den zu beschichtenden Gegenstand (11) auswechselbar gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (30) am Drehteller (20) befestigt ist und der Drehteller (20) an einer angetriebenen Welle (22) auswechselbar gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Welle (22) hohl ist und an einem hohlen ortfesten Ständer (23), der ein Ende des zu beschichtenden Gegenstandes (11) aufnimmt, rotierend gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Drehteller (20) und einem Flansch (21) der Hohlwelle (22) über den Umfang gleichmäßig verteilte Schnellspannverschlüsse (29) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (30) an ihrer Auflage (41) mit einer Dichtmanschette (40) versehen ist, die radial nach innen ragt und auf der eine der zu beschichtenden Oberfläche (12) abgewandte Schulter (17) des zu beschichtenden Gegenstandes (11) dichtend aufliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (40) an ihrem radial inneren Bereich zum aufzunehmenden Gegenstand (11) hin federnd vorgespannt ist.
Vorrichtung nach Anpsruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (40) mehrlagig, vorzugsweise dreilagig, mit einem zwischengelegten Dichtelement (43) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (43) auf einem federnd vorgespannten Unterteil (42) aufliegt und im Bereich der Einspannfläche von einem Halteteil (44) überdeckt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (43) über das federnd vorgespannte Unterteil (42) radial nach innen vorsteht.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (40) durch über den Umfang verteilt angeordnete plattenförmige Bauteile (45) auf der Aufnahme (30) eingespannt ist und dass die plattenförmigen Bauteile (45) mit jeweils einem abstehenden Bolzen (46) versehen sind, die der aufsetzbaren drehfesten Verbindung mit am zu beschichtenden Gegenstand (11) befestigten Spannband (14) angeordneten Laschen (15) dienen.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf seiner in Draufsicht unrunden Oberfläche (12) zu beschichtende Gegenstand (11) von einer Schutzblecheinrichtung (80) zumindest teilweise umgeben ist, die im Wesentlichen aufrecht und bis zumindest in die Ebene der zu beschichtenden Oberfläche (12) reichend angeordnet ist.
Vorrihctung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzblecheinrichtung (80) durch einzelne Schutzbleche (81) im Bereich der Ecken (82) des Gegenstandes (11) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzblech (81) in Rotationsrichtung (C) vor dem, in dem und nach dem Bereich der Ecke (82) angeordnet ist, wobei der Schutzblechteil (83) vor dem Bereich der Ecke (82) wesentlich länger als der Schutzblechteil (85) nach dem Bereich der Ecke (82) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzblech (81) aus dem Bereich der Ecke (82) des Gegenstandes (11) bewegbar, bspw. schwenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzblecheinrichtung (80) bzw. das Schutzblech (81) im Bereich der Ecken bzw. Ecke (82) des Gegenstandes (11) eine nach außen weisende, eine Haltelasche (15) des Gegenstandes (11) umgebende Ausformung aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzblecheinrichtung (80) bzw. die einzelnen Schutzbleche (81) die zu beschichtende Oberfläche (12) überragen.