EP3262672A1 - Bestrahlungsvorrichtung zur einkopplung von infrarot-strahlung in eine vakuum-prozesskammer mit einem einseitig gesockelten infrarotstrahler - Google Patents

Bestrahlungsvorrichtung zur einkopplung von infrarot-strahlung in eine vakuum-prozesskammer mit einem einseitig gesockelten infrarotstrahler

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EP3262672A1
EP3262672A1 EP15823162.1A EP15823162A EP3262672A1 EP 3262672 A1 EP3262672 A1 EP 3262672A1 EP 15823162 A EP15823162 A EP 15823162A EP 3262672 A1 EP3262672 A1 EP 3262672A1
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EP
European Patent Office
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conductor
heating
tube
vacuum
return conductor
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EP15823162.1A
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Siegfried Grob
Martin Klinecky
Thomas Piela
Sven Linow
Thomas Meyer
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Heraeus Noblelight GmbH
Original Assignee
Heraeus Noblelight GmbH
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    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material

Definitions

  • Irradiation device for coupling infrared radiation into a vacuum process chamber with a single-ended infrared radiator Description
  • the present invention relates to an irradiation device for coupling infrared radiation in a vacuum processing chamber, with a single-ended infrared radiator comprising a radiator shroud in the form of a round tube made of glass, of which a closed end protrudes into the vacuum processing chamber, and with a Vacuum feedthrough for holding and gas-tight implementation of the Strahlerhüllrohres through an opening of the vacuum process chamber, wherein in the Strahlerhüllrohr as a Schufilament
  • heating filament of a conductive material with high melting temperature
  • Such heating filaments take the form of straight wires or sheets, or the shape of a meander, one
  • Heating filament is applied a voltage so that a current can flow while heat is generated.
  • An infrared radiator therefore has two electrical connection elements, one of which is connected to the Bankfilament and the other to the current feedback.
  • the connection elements are called via seals, also called current feedthroughs, from the
  • infrared radiators in vacuum or in vacuum processes with reactive atmospheres in which a considerable amount of heat is to be introduced into a substrate to be processed in a short time, presents a particular challenge to the components and materials used.
  • the emitter tube typically consists of a high-siliceous glass, such as quartz glass, which is characterized by a very low thermal expansion coefficient and very high temperature resistance.
  • a high-siliceous glass such as quartz glass
  • quartz glass which is characterized by a very low thermal expansion coefficient and very high temperature resistance.
  • Gas-tight current feed-throughs comprise a so-called "pinch” in which a thin molybdenum foil as a conductive electrical contact and intermediate element between inner and outer terminal elements, usually in the form of pins, is melted into the crimped end of the quartz glass emitter tube
  • the infrared radiators are mounted in the chamber wall of a vacuum process chamber, it should also be noted that it is at the transition from
  • the holder of the radiator in the process chamber wall is possible by attaching flanges on the radiator tube or on the process chamber wall, which form part of a vacuum feedthrough.
  • flanges must be movably mounted in the direction of the radiator axis against the process chamber wall in order not to convert small thermal expansions destructive tensile stress for the radiator tube: Since the thermal expansion of the quartz glass is about an order of magnitude lower than that of the metallic chamber wall, already small Variations of the
  • the IR radiator is arranged in a circular tube closed on one side of quartz glass, wherein the infrared radiation source is connectable to a not further disclosed energy source in the vacuum process chamber.
  • a cooling device is provided by means of air cooling within the radiator tube. The cooling acts on the entire radiator cladding tube and also reduces the heat at the radiator tube end that is open to the outside in the area of the vacuum feedthrough. The establishment of a corresponding cooling, however, is expensive, prone to failure and rather contradicts the
  • the object of the invention is therefore to provide an irradiation device for coupling infrared radiation in vacuum process chambers, in which the disadvantages of the prior art are avoided and safe operation, in particular of long IR radiators, even at high heat output in a simple manner, is guaranteed without additional components or cooling.
  • connection element of the heat conductor is guided by a piece of pipe and that the return conductor in the surrounded by the vacuum passage portion of the radiator cladding has a means for compensating the thermal expansion.
  • a safe operation of the introduced into the vacuum process chamber, one-sided socketed IR emitter is ensured by a plurality of complementary features: In the area of the vacuum feedthrough, the heat transfer to the
  • Vacuum seal reduced by the connecting element of the heating element is performed in this section of the Strahlerhüllrohres in a heat-insulating pipe section.
  • Such, relatively short pipe section can be pushed in the production process without great effort on the connection element.
  • Connection element is formed from a straight piece of wire, wherein a material for the connection element is preferred, which has a lower thermal conductivity compared to the heating conductor.
  • the pipe section also prevents the risk that the connecting element of the heating element comes into contact with the return conductor.
  • the return conductor in the part of the radiator cladding tube surrounded by the vacuum feedthrough has a means for compensating the
  • Interference function also lead to locally particularly strong heat development.
  • a centric guidance of the return conductor in a small space is made possible in this way.
  • the infrared radiator according to the invention is also suitable for withstanding vibrations during operation, provided they do not exceed a deflection of 0.7 mm from the entire radiator in the range from 2 Hz to 10 Hz.
  • an acceleration of 20 m / s 2 can act harmlessly on the radiator.
  • Connecting element of the heating element is formed from a wire made of molybdenum or a molybdenum compound.
  • Quartz glass is a particularly suitable material due to its heat-insulating effect. Furthermore, quartz glass has a very high temperature resistance, so that no deformation of this pipe section occurs even in the event of heat accumulation occurring in the area of the vacuum feedthrough. Basically, as an alternative to quartz glass and pipe sections made of ceramic high-temperature materials come into question. From a manufacturing point of view, however, a small variety of materials is preferred, so that quartz glass, which is also generally used for the radiator cladding tube, also represents the preferred material for the tube piece in question. Furthermore, the connecting element of the heat conductor consists of a wire made of molybdenum or of a molybdenum compound.
  • Molybdenum has lower thermal conductivity compared with tungsten, which is commonly used as a material for the heating filament, so that the use of molybdenum or a molybdenum alloy as a material for the terminal of the heating conductor contributes to a reduction in the temperature load in the area of the vacuum feedthrough.
  • the spring element of the return conductor in the subsection of the radiator cladding tube surrounded by the vacuum feedthrough is capable of significant
  • the spring element therefore contributes to the safe operation of the IR radiator.
  • the spring element is designed in the form of a wire winding, which is wound around the pipe section of the connecting element of the heating element.
  • the means for compensating the thermal expansion and the return conductor itself in one piece as a wire of molybdenum or a molybdenum compound form.
  • the return conductor has no welds, but consists throughout as a wire made of molybdenum or of a molybdenum alloy, which also serves as a connection element for the return conductor and is led out of the Strahlerhüllrohr.
  • the means for compensating the spring element As an alternative to the spring element, the means for compensating the spring element
  • Thermal expansion of the return conductor is formed as a sliding bearing made of carbon, which has at least two electrically conductive sliding bearing elements which are slidably in contact, wherein one of the sliding bearing elements is designed as a sliding rod and the other of the sliding bearing elements as sliding bushing.
  • the sliding bearing forms an electrically conductive component, which allows a powerless compensation of the length expansion of the return conductor.
  • the length compensation takes place without spring action alone by a
  • Carbon, especially graphite, is particularly suitable as a bearing material, since its abrasion acts self-lubricating. It also has good electrical conductivity.
  • a support element is guided in the closed end of the radiator cladding tube, which is connected to the heating conductor.
  • the support element is fixed on the one hand in the glass wall of the cladding tube
  • the support element is formed as a rod of molybdenum or of a molybdenum compound, which is guided in the closed end of the radiator cladding tube in alignment with the Schufilament.
  • the rod made of molybdenum or of a molybdenum compound is positively or materially connected to the Schufilament and the leadership in the closed end of the radiator cladding tube by means of a
  • the material molybdenum (or a molybdenum alloy) has proven itself because of its temperature resistance for use in IR emitters.
  • the rod is positioned so that it runs as a support element in alignment with the Schufilament and is thereby fixed in the glass wall of the cladding tube by means of a pinch.
  • connection to the heating filament is positive or cohesive, for example, a positive connection is made by a round rod is inserted into the turns of a coiled Bankfilaments and is covered by the windings.
  • a cohesive connection is possible by welding the support element to the Schufilament.
  • crimping machines are used which, for example, have two burners rotating about the radiator cladding tube to be squeezed and two crimping jaws located opposite one another.
  • Crimping jaws are moved past the burners against the tube and compress it to enclose the support element (rods) inserted therein in the pinch.
  • Quartz glass tube is guided.
  • the return conductor is insulated from the heating conductor so that no electrical arcing can occur.
  • the radiation emanating from the heating filament is only slightly shadowed by the quartz glass tube surrounding the return conductor, so that practically no substantial loss of the radiant power results from this measure, but an improvement with regard to the safe operation of the IR radiator.
  • the spacer may be in the form of a tantalum disc formed by recesses or slots to hold the heating filament and the quartz glass tube leading the return conduit at a safe distance from each other and from the inner wall of the radiator sheath tube.
  • tantalum and niobium as a material for the spacer in question.
  • Advantageous in this context is the relatively low thermal conductivity and a high specific electrical resistance of tantalum and niobium compared to tungsten or molybdenum, as materials that come for the heating element or the return conductor in question.
  • the spacer can be kept in a particular position along the longitudinal axis of the radiator, in particular in the vertical use of the IR radiator by small elevations of glass are attached to the inner wall of the radiator cladding tube.
  • spacers of Advantage to ensure an orderly leadership in particular of the heat conductor over the length of the radiator, so that the risk of short circuits is excluded by twisting or sagging of the heating element.
  • the invention is based on a patent drawing and a
  • Figure 1 shows a first embodiment of the infrared radiator for the
  • Figure 2 shows an alternative embodiment of the infrared radiator with a
  • Figure 3 is a detail view of detail A of Figures 1 and 2 with a
  • Figure 4 shows a spacer for use in the infrared radiator.
  • FIG. 1 shows schematically an infrared radiator 1 with an axially symmetrical radiator sheath tube 2 of quartz glass with a round cross section (outer diameter 19 mm).
  • the infrared radiator 1 is held by means of a vacuum feedthrough 3, which comprises a sealing ring 4 and a kind of stuffing box 5, in the opening of a vacuum process chamber and projects with its closed end in the
  • the IR emitter 1 is designed for an operating temperature above 800 ° C.
  • Strahlerhüllrohr 2 is a helical heating element 6 (Heizfilament) from
  • the return conductor 7 is guided parallel to the heated region of the heating conductor 6 in a quartz glass tube 8.
  • heating conductor 6 and return conductor 7 are connected to each other via a short connector 9.
  • a support member 10 which is a holder for the heating element 6 and which is fixed in the radiator sheath 2.
  • a short tube 1 1 of 60 to 80 mm length of quartz glass is pushed onto the connection element 12 of the heating element 6, which greatly reduces the heat transfer to the seal 4 of the vacuum feedthrough 3.
  • the temperature is in the range of the vacuum feedthrough 3 due to the pushed onto the connecting element 12 tube 1 1 of quartz glass below about 250 ° C, while the heating element 6 reaches temperatures of up to 2,500 ° C in the useful length of the IR emitter.
  • the return conductor 7 has in the region of the vacuum feedthrough 3 a spring element 14 in the form of a wire winding.
  • the wire winding includes up to eight
  • the wire winding compensates for the thermal expansion of the return conductor 7, assuming an expansion of 8 mm during operation of the IR emitter at 2,500 ° C.
  • FIG. 2 shows only the partial region of the IR radiator 1 which is in the region of
  • Vacuum feedthrough 3 is located. In contrast to Figure 1, the means for measuring Vacuum feedthrough 3 is located. In contrast to Figure 1, the means for measuring Vacuum feedthrough 3 is located. In contrast to Figure 1, the means for measuring Vacuum feedthrough 3 is located. In contrast to Figure 1, the means for measuring Vacuum feedthrough 3 is located. In contrast to Figure 1, the means for measuring Vacuum feedthrough 3 is located. In contrast to Figure 1, the means for measuring Vacuum feedthrough 3 is located. In contrast to Figure 1, the means for
  • the sliding bearing 15 is a sanding-mounted distance compensation element with a slide bushing 16 with two through holes, which receive in pairs each a sliding rod 17 made of molybdenum in sliding fit H7 / h7.
  • the slide rods have a diameter of 1, 4 mm.
  • a sliding rod is connected to the molybdenum wire of the return conductor 7 by welding, the other sliding rod is connected to the electrical connection element 12 'of the return conductor 7, which is led out of the front end of the cladding tube 2, also by welding.
  • Radiator sheath tube 2 shown in a detailed view.
  • a designed as a round rod made of molybdenum support member 10 is fixed in the glass wall of the cladding tube 2 by means of a pinch 13.1.
  • the rod is held by a support coil 19, which is adapted to the inner diameter of the radiator sheath tube 2 and rests against the inner wall of the cladding tube 2.
  • Diameter of the rod is 0.875 mm and is tuned so that it can be positively inserted into the turns of Bankfilaments 6.
  • the rod is oriented so that the heating filament 6 does not sag even in thermal expansion and the concomitant loss of rigidity, but is guided substantially in alignment, so remains in its radial position.
  • the risk is that by thermal
  • Connector 9 between heat conductor 6 and return conductor 7 recognizable, in this case, a wire piece of molybdenum with few windings on both
  • FIG. 4 shows a cross section through the radiator sheath tube 2 in the region of the heated length, where a plurality of tantalum spacers 20 are provided in the radiator sheath tube 2 for exact positioning by the heating conductor 6 and the return conductor 7.
  • the spacer 20 is supported against the inner wall of the
  • the spacer 20 has a guide slot 21 and an open, circular recess 22.
  • the spacer 20 has a guide slot 21 and an open, circular recess 22.
  • the heating conductor 6 and the quartz glass tube 8 leading the return conductor 7 are kept at a safe distance from each other and from the inner wall of the radiator sheath tube 2.
  • the spacer 20 is held on the inner wall of the radiator cladding tube by small elevations or nubs 23 made of glass, which fix the spacer 20 in a particular position along the longitudinal axis of the radiator, in particular during vertical use of the IR radiator.
  • small elevations or nubs 23 made of glass, which fix the spacer 20 in a particular position along the longitudinal axis of the radiator, in particular during vertical use of the IR radiator.
  • Spacers of this type ensure just with long spotlights an orderly leadership in particular of the heating element over the length of the radiator.

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung zur Einkopplung von Infrarot-Strahlung in eine Vakuum-Prozesskammer, mit einem einseitig gesockelten Infrarotstrahler (1), der ein Strahlerhüllrohr (2) in Form eines Rundrohres aus Glas umfasst, von dem ein geschlossenes Ende in die Vakuum-Prozesskammer hineinragt, und mit einer Vakuumdurchführung (3) zur Halterung und gasdichten Durchführung des Strahlerhüllrohres durch eine Öffnung der Vakuum-Prozesskammer, wobei in dem Strahlerhüllrohr ein als ein Heizfilament (6) ausgebildeter Heizleiter und ein als Stromrückführung ausgebildeter Rückleiter (7) angeordnet sind, wobei der Heizleiter in dem von der Vakuumdurchführung umgebenen Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres ein Anschlusselement (12) aufweist, das aus dem Strahlerhüllrohr herausgeführt ist. Zur Gewährleistung eines sicheren Betriebs, insbesondere von langen IR-Strahlern, auch bei hoher Heizleistung und ohne zusätzliche Bauteile oder Kühlung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Anschlusselement (12) des Heizleiters durch ein Rohrstück (11) geführt ist und dass des Rückleiter in dem von der Vakuumdurchführung (3) umgebenen Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres (2) ein Mittel (wie ein Federelement (14) oder ein Gleitlager (15)) zur Kompensation der Wärmedehnung aufweist.

Description

Bestrahlungsvorrichtung zur Einkopplung von Infrarot-Strahlung in eine Vakuum-Prozesskammer mit einem einseitig gesockelten Infrarotstrahler Beschreibung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung zur Einkopplung von Infrarot-Strahlung in eine Vakuum-Prozesskammer, mit einem einseitig gesockelten Infrarotstrahler, der ein Strahlerhüllrohr in Form eines Rundrohres aus Glas umfasst, von dem ein geschlossenes Ende in die Vakuum-Prozesskammer hineinragt, und mit einer Vakuumdurchführung zur Halterung und gasdichten Durchführung des Strahlerhüllrohres durch eine Öffnung der Vakuum- Prozesskammer, wobei in dem Strahlerhüllrohr ein als ein Heizfilament
ausgebildeter Heizleiter und ein als Stromrückführung ausgebildeter Rückleiter angeordnet sind, wobei der Heizleiter in dem von der Vakuumdurchführung umgebenen Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres ein Anschlusselement aufweist, das aus dem Strahlerhüllrohr herausgeführt ist.
Stand der Technik Lampen und Infrarotstrahler (kurz„IR-Strahler") mit einem Heizleiter (im
Folgenden auch als Heizfilament bezeichnet) aus einem leitfähigen Material mit hoher Schmelztemperatur sind bekannt. Solche Heizfilamente haben die Form von geraden Drähten oder Blechen, oder die Form eines Mäanders, eines
Bandes, einer Wendel oder einer Schleife. Zwischen den Enden des
Heizfilaments wird eine Spannung angelegt, so dass ein Strom fließen kann und dabei Wärme erzeugt wird. Ein Infrarotstrahler weist daher zwei elektrische Anschluss-elemente auf, von denen eines an das Heizfilament und das andere an die Stromrückführung angeschlossen ist. Die Anschlusselemente werden über Abdichtungen, auch Stromdurchführungen genannt, aus dem
Strahlerhüllrohr herausgeführt.
Das Betreiben von Infrarotstrahlern im Vakuum oder in Vakuumprozessen mit reaktiven Atmosphären, bei denen in kurzer Zeit eine erhebliche Wärmemenge in ein zu bearbeitendes Substrat eingebracht werden soll, stellt eine besondere Herausforderung an die verwendeten Bauteile und Materialien dar.
Bei Infrarotstrahlern für hohe Leistung, bei denen das Strahlerrohr einer hohen thermischen Leistung des Heizfilaments ausgesetzt ist und die bei hoher
Temperatur oder chemisch aggressiver Umgebung einsetzbar sind, besteht das Strahlerrohr typischerweise aus einem hochkieselsäurehaltigen Glas, wie etwa Quarzglas, das sich durch einen sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und sehr hoher Temperaturbeständigkeit auszeichnet. Es ergibt sich daher das Problem für die Heizfilamente und deren Anschlüsse passende, elektrisch gut leitfähigen Werkstoffe zu finden, die zugleich eine Schmelztemperatur von über 2000 °C und einen ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten über den Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zur
Bearbeitungstemperatur von Quarzglas besitzen. Gasdichte Stromdurchführung umfassen eine so genannte„Quetschung", bei der eine dünne Molybdänfolie als leitendes elektrisches Kontakt- und Zwischenelement zwischen innerem und äußerem Anschlusselementen, meist in Form von Stiften, in das zusammengequetschte Ende des Quarzglas-Strahlerrohres eingeschmolzen wird. In
Quarzglasrohren wird überdies eine erhebliche Strahlungsleistung in axialer Richtung transportiert, - ähnlich wie in einer optischen Faser -, so dass die Wärmedehnung des Heizleiters und der Stromrückführung im Verhältnis zur Wärmedehnung des Strahlerhüllrohres konstruktiv nicht vernachlässigt werden darf. Bei solchen Strahlern kommt es gerade im Bereich der Rohrenden zu einem Wärmestau, der besonders die Abdichtungen betrifft. Maßgeblich ist dabei die Leistung pro Stahlerlänge, so dass diese Problematik besonders bei langen und leistungsstarken Strahlern berücksichtigt werden muss.
Werden die Infrarotstrahler in der Kammerwand einer Vakuum-Prozesskammer montiert, so ist darüber hinaus zu beachten, dass es beim Übergang von
Grobvakuum zu Feinvakuum in der Restatmosphäre und oberhalb einer
Spannung von 80 Volt bei entsprechender Wärme zu Überschlägen zwischen den elektrischen Zuleitungen untereinander oder zur Kammerwand hin kommen kann. Den vorgenannten Problemen kann zwar durch entsprechend geringe
Betriebsleistung der Strahler begegnet werden, was aber kontraproduktiv im Sinne der für den jeweiligen Behandlungsprozess erforderlichen Heizleistung in der Bearbeitungskammer ist. Die Halterung der Strahler in der Prozesskammerwand ist durch Anbringung von Flanschen am Strahlerrohr bzw. an der Prozesskammerwand möglich, die einen Teil einer Vakuumdurchführung bilden. Solche Flansche müssen jedoch in Richtung der Strahlerachse gegen die Prozesskammerwand beweglich gelagert werden, um geringfügige thermische Ausdehnungen nicht in eine für das Strahlerrohr zerstörerische Zugspannung umzusetzen: Da die thermische Ausdehnung des Quarzglases etwa eine Größenordnung niedriger ist, als die der metallischen Kammerwand, können bereits geringe Variationen der
Temperatur der Kammerwand oder des Hüllrohres aus Quarzglas zu Problemen hinsichtlich einer druckfesten und thermisch stabilen Abdichtung oder
Stromdurchführung führen. Die Anbringung von Vakuumdurchführungen für Strahlerrohre ist daher auch mit Risiken verbunden.
Aus DE 10 2008 063 677 A1 sind zweiseitig gesockelte IR-Strahler mit einem Strahlerrundrohr oder mit einem Zwillingsrohr für den Einsatz in einer Vakuum- Prozesskammer bekannt. Die Strahler werden beidseitig von Vakuumdurch- führungen in der Kammerwand gehalten. In der Vakuumdurchführung befindet sich als Abdichtung ein O-Ring, der den Strahler in der Dichtposition fixiert. Der Strahler weist im Bereich der Vakuumdurchführung einen opaken Rohrabschnitt auf, der die vom IR-Strahler ausgehende Heizleistung in Richtung der
Vakuumdurchführung und der außen liegenden Quetschungen reduziert. Die Herstellung eines solchen exakt positionierten, opaken Rohrabschnitts ist aufwendig. Es ist daher bevorzugt zusätzliche, opake Rohrabschnitte aus Quarzglas auf das Hüllrohr des IR-Strahlers aufzuschieben. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass ein zusätzliches Bauteil in Form des aufgeschobenen Rohrabschnitts erforderlich ist. Überdies wird durch den aufgeschobenen Rohrabschnitt der Gesamtquerschnitt des IR-Strahlers in Bereich der Dichtung vergrößert, so dass auch die Öffnung in der Vakuum-Prozesskammerwand entsprechend groß sein muss. Im Sinne einer raumsparenden Anordnung der IR-Strahler und eines möglichst geringen Risikos für ein Vakuumleck sind aber relativ große Öffnungen in der Kammerwand kontraproduktiv.
Ein einseitig gesockelter IR-Strahler in einer Vakuumdurchführung einer
Prozesskammer ist auch in WO01/35699 A1 offenbart. Der IR-Strahler ist in einem einseitig geschlossenen Rundrohr aus Quarzglas angeordnet, wobei die Infrarot-Strahlungsquelle mit einer nicht näher offenbarten Energiequelle in der Vakuum-Prozesskammer verbindbar ist. Um eine hohe Strahlungsleistung zu gewährleisten, ist eine Kühlungseinrichtung mittels Luftkühlung innerhalb des Strahlerrohres vorgesehen. Die Kühlung wirkt auf das gesamte Strahlerhülllrohr und reduziert dabei auch die Hitze am nach außen offenen Strahler-Rohrende im Bereich der Vakuumdurchführung. Die Einrichtung einer entsprechenden Kühlung ist jedoch aufwendig, störanfällig und widerspricht eher der
Anforderung einer möglichst effektiven Heizleistung in Bezug auf das
Prozessgut in der Vakuum-Prozesskammer.
Technische Aufgabenstellung
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Bestrahlungsvorrichtung zur Einkopplung von Infrarot-Strahlung in Vakuum-Prozesskammern bereitzustellen, bei welcher die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und ein sicherer Betrieb, insbesondere von langen IR-Strahlern, auch bei hoher Heizleistung auf einfache Weise, ohne zusätzliche Bauteile oder Kühlung gewährleistet ist.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Infrarotstrahler mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Anschlusselement des Heizleiters durch ein Rohrstück geführt ist und dass der Rückleiter in dem von der Vakuumdurchführung umgebenen Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres ein Mittel zur Kompensation der Wärmedehnung aufweist.
Bei der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung wird ein sicherer Betrieb des in die Vakuum-Prozesskammer eingeführten, einseitig gesockelten IR-Strahlers durch mehrere, sich ergänzende Merkmale gewährleistet: Im Bereich der Vakuumdurchführung wird die Wärmeübertragung auf die
Vakuumdichtung reduziert indem das Anschlusselement des Heizleiters in diesem Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres in einem wärmeisolierenden Rohrstück geführt wird. Ein derartiges, relativ kurzes Rohrstück kann im Fertigungsablauf ohne großen Aufwand auf das Anschlusselement aufgeschoben werden. Das
Anschlusselement wird aus einem geraden Drahtstück gebildet, wobei ein Material für das Anschlusselement bevorzugt wird, das im Vergleich zum Heizleiter eine geringere thermische Leitfähigkeit aufweist. Durch das auf das Anschlusselement des Heizleiters aufgeschobene Rohrstück kann die Temperatur im Bereich der Vakuumdurchführung während des Betriebs des IR-Strahlers im Vergleich zur Temperatur der eingestellten Nennleistung des Heizleiters reduziert werden.
Zugleich verhindert das Rohrstück auch das Risiko, dass das Anschlusselement des Heizleiters in Kontakt mit dem Rückleiter kommt.
Weiterhin weist der Rückleiter in dem von der Vakuumdurchführung umgebenen Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres ein Mittel zur Kompensation der
Wärmedehnung auf, was verhindert, dass der Rückleiter sich durch seine thermische Ausdehnung verwindet und dabei in Kontakt mit dem Heizleiter kommt oder auf andere Weise Kurzschlüsse bildet, die neben der elektrischen
Störfunktion auch zu lokal besonders starker Wärmeentwicklung führen. Darüber hinaus wird auf diese Weise eine zentrische Führung des Rückleiters auf engem Raum ermöglicht.
Durch die Kombination der vorgenannten Merkmale ergeben sich insgesamt ein sicherer Betrieb und eine hohe Lebensdauer der Bestrahlungsvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Infrarotstrahlers auch bei hoher Leistung. Dies gilt und insbesondere beim Einsatz von langen Strahlern, bei denen die Wärmedehnung des Heizleiters und des Rückleiters sich besonders stark auswirken. Es ist mit einer Längenausdehnung von etwa 0,6 mm auf 100 mm Länge für den Heizleiter und den Rückleiter bei einer Temperatur von 1000 °C zu rechnen. Neben der Berücksichtigung der Wärmedehnung ist auch die Maßnahme zur Verringerung der Wärmeübertragung auf die Vakuumdurchführung durch Einsatz des
Rohrstücks um das Anschlusselement des Heizleiters zu beachten. Hierdurch sind für die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung zusätzliche Maßnahmen zur Kühlung des IR-Strahlers an seinen Enden nicht erforderlich. Der erfindungs- gemäße Infrarotstrahler ist darüber hinaus geeignet auch Vibrationen während des Betriebs standzuhalten, soweit sie im Bereich von 2 Hz bis 10 Hz eine Auslenkung von 0,7 mm vom gesamten Strahler nicht überschreiten. Außerdem kann eine Beschleunigung von 20 m/s2 schadlos auf den Strahler einwirken.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Rohrstück, durch den der Heizleiter in dem von der Vakuumdurchführung umgebenen Teilabschnitt des
Strahlerhüllrohres geführt ist, als ein Quarzglasrohr ausgebildet und das
Anschlusselement des Heizleiters wird aus einem Draht aus Molybdän oder aus einer Molybdänverbindung gebildet.
Quarzglas ist durch seine wärmeisolierende Wirkung ein besonders geeignetes Material. Weiterhin hat Quarzglas eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit, so dass auch bei eventuell auftretenden Hitzestaus im Bereich der Vakuumdurchführung keine Verformung diese Rohrstücks eintritt. Grundsätzlich können alternativ zu Quarzglas auch Rohrstücke aus keramischen Hochtemperaturwerkstoffen in Frage kommen. Unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten wird jedoch eine geringe Materialvielfalt bevorzugt, so dass Quarzglas, das auch in der Regel für das Strahlerhüllrohr verwendet wird, für das fragliche Rohrstück auch das bevorzugte Material darstellt. Weiterhin besteht das Anschlusselement des Heizleiters aus einem Draht aus Molybdän oder aus einer Molybdänverbindung. Molybdän hat im Vergleich zu Wolfram, das üblicherweise als Material für das Heizfilament verwendet wird, eine geringere thermische Leitfähigkeit, so dass die Verwendung von Molybdän oder einer Molybdänlegierung als Material für das Anschlusselement des Heizleiters zu einer Reduzierung der Temperaturbelastung im Bereich der Vakuumdurchführung beiträgt.
Es hat sich bewährt, wenn das Mittel zur Kompensation der Wärmedehnung des Rückleiters als ein Federelement ausgebildet ist.
Das Federelement des Rückleiters in dem von der Vakuumdurchführung umgebenen Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres ist in der Lage erhebliche
Längenänderungen von einigen Zentimetern aufzunehmen, die gerade bei langen
Strahlern und zahlreichen Schaltvorgängen während des Betriebs auftreten. Das Federelement trägt daher zum sicheren Betrieb des IR-Strahlers bei. Dabei ist vorteilhafterweise das Federelement in Form einer Drahtwicklung ausgebildet ist, die um das Rohrstück des Anschlusselementes des Heizleiters herum gewickelt ist.
Auf diese Weise ist eine kompakte Bauform innerhalb des Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres im Bereich um die Vakuumdurchführung möglich.
Soweit eine Drahtwicklung als Mittel zur Kompensation der Wärmedehnung des Rückleiters vorgesehen ist, ist es bevorzugt dieses (das Mittel zur Kompensation der Wärmedehnung) und den Rückleiter selbst einstückig als ein Draht aus Molybdän oder aus einer Molybdänverbindung auszubilden. In diesem Fall weist der Rückleiter keine Schweißstellen auf, sondern besteht durchgängig als ein Draht aus Molybdän oder aus einer Molybdänlegierung, der zusätzlich auch als Anschlusselement für den Rückleiter dient und aus dem Strahlerhüllrohr herausgeführt ist. Mit dieser Ausführungsform werden
Schweißvorgänge oder andere Verbindungsarten zum Verbinden von
Teilabschnitten des Rückleiters vermieden, was auch das Risiko für Fehlstellen an den Verbindungen (Schweißstellen) verringert.
Alternativ zu dem Federelement ist das Mittel zur Kompensation der
Wärmedehnung des Rückleiters als ein Gleitlager aus Kohlenstoff ausgebildet, das mindestens zwei elektrisch leitfähige Gleitlagerelemente aufweist, die aufeinander gleitend in Kontakt sind, wobei eines der Gleitlagerelemente als Gleitstab und das andere der Gleitlagerelemente als Gleitbuchse ausgeführt ist.
Das Gleitlager bildet ein elektrisch leitendes Bauteil, welches eine kraftlose Kompensation der Längenausdehnung des Rückleiters ermöglicht. Die Längenkompensation erfolgt dabei ohne Federwirkung allein durch einen
stoffschlüssigen, leitfähigen, gleitenden Kontakt der Gleitelemente untereinander.
Kohlenstoff, insbesondere Graphit, ist als Lagerwerkstoff besonders geeignet, da sein Abrieb selbstschmierend wirkt. Er verfügt darüber hinaus über eine gute elektrische Leitfähigkeit.
Für Fälle, bei denen sehr große Längenänderungen zu kompensieren sind, können auch mehrere Gleitlager vorgesehen sein. Es hat sich herausgestellt, dass ein solches Bauteil die Anforderungen bezüglich elektrischer Leitfähigkeit, thermischer Beständigkeit und mechanischer Langlebigkeit erfüllt und zur
Verlängerung der Lebensdauer von Infrarotstrahlern beiträgt, insbesondere auch von Infrarotstrahlern großer Länge. Derartige Gleitlager können grundsätzlich auch als Mittel zur Kompensation der Wärmedehnung des Heizleiters eingesetzt werden.
Als weitere Maßnahme im Sinne eines sicheren Betriebs des erfindungsgemäßen IR-Strahlers wird im geschlossenen Ende des Strahlerhüllrohres ein Stützelement geführt, das mit dem Heizleiter verbunden ist.
Das Stützelement ist einerseits in der Glaswand des Hüllrohres fixiert,
beispielsweise durch Einschmelzen, und andererseits so mit dem Heizleiter verbunden, dass dieser bei einer thermischen Längenänderung sich im
Wesentlichen nur entlang seiner Längsachse bewegt und einem Erschlaffen oder Durchhängen entgegen gewirkt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Infrarotstrahlers, ist das Stützelement als ein Stab aus Molybdän oder aus einer Molybdänverbindung ausgebildet, der in dem geschlossenen Ende des Strahlerhüllrohres fluchtend mit dem Heizfilament geführt ist.
Vorteilhafterweise ist der Stab aus Molybdän oder aus einer Molybdänverbindung dabei form- oder stoffschlüssig mit dem Heizfilament verbunden und die Führung in dem geschlossenen Ende des Strahlerhüllrohres erfolgt mittels einer
Quetschung des Strahlerhüllrohres.
Der Werkstoff Molybdän (oder eine Molybdänlegierung) hat sich wegen seiner Temperaturbeständigkeit für den Einsatz in IR-Strahlern bewährt. Der Stab wird so positioniert, dass er als Stützelement fluchtend mit dem Heizfilament verläuft und dabei in der Glaswand des Hüllrohres mittels einer Quetschung fixiert ist. Die
Verbindung zum Heizfilament ist form - oder stoffschlüssig, wobei beispielsweise eine formschlüssige Verbindung hergestellt wird, indem ein rundes Stäbchen in die Windungen eines gewendelten Heizfilaments eingesteckt ist und von den Windungen umfasst wird. Eine stoffschlüssige Verbindung ist durch Anschweißen des Stützelements an das Heizfilament möglich. Durch diese Maßnahme wird bei einer thermischen Längenänderung des Heizfilaments ein Verbiegen, Erschlaffen, Verdrehen oder Durchhängen des Heizfilaments verhindert. Zur Herstellung der Quetschungen werden Quetschmaschinen eingesetzt, welche beispielsweise zwei um das zu quetschende Strahlerhüllrohr rotierende Brenner und zwei sich gegenüberliegende Quetschbacken aufweisen. Sobald das
Strahlerhüllrohr erweicht ist, stoppt die Brenner-Rotation, so dass die
Quetschbacken an den Brennern vorbei gegen das Rohr bewegt werden und dieses zusammenpressen, um das darin eingelegte Stützelement (Stäbchen) in der Quetschung einzuschließen.
Der erfindungsgemäße Infrarotstrahler erweist sich dann besonders vorteilhaft, wenn der Rückleiter im Abschnitt parallel zum Heizfilament in einem
Quarzglasrohr geführt ist.
Durch das Quarzglasrohr wird der Rückleiter gegenüber dem Heizleiter isoliert, so dass es zu keinen elektrischen Überschlägen kommen kann. Gleichzeitig wird die Strahlung, die vom Heizfilament ausgeht, durch das den Rückleiter umgebende Quarzglasrohr nur geringfügig abgeschattet, so dass sich praktisch kein wesentlicher Verlust der Strahlungsleistung durch diese Maßnahme ergibt, - wohl aber eine Verbesserung hinsichtlich des sicheren Betriebs des IR-Strahlers.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Heizfilament von mindestens einem Abstandshalter gegenüber der Innenwand des
Strahlerhüllrohres einerseits und gegenüber dem im Quarzglasrohr geführten Rückleiter andererseits abgestützt.
Der Abstandshalter kann in Form einer Scheibe aus Tantal vorliegen, die durch Aussparungen oder Schlitze so gestaltet ist, dass sie das Heizfilament und das den Rückleiter führende Quarzglasrohr in einer sicheren Abstand voneinander und von der Innenwand des Strahlerhüllrohres hält. Neben Tantal kommt auch Niob als Material für den Abstandshalter in Frage. Vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist die relativ geringe Wärmeleitfähigkeit und ein hoher spezifischer elektrischer Widerstand von Tantal und Niob im Vergleich zu Wolfram oder Molybdän, als Werkstoffe, die für den Heizleiter bzw. den Rückleiter in Frage kommen. Der Abstandshalter kann insbesondere beim vertikalen Einsatz des IR-Strahlers auf einer bestimmten Position entlang der Längsachse des Strahlers gehalten werden indem an der Innenwandung des Strahlerhüllrohres kleine Erhebungen aus Glas angebracht sind. Gerade bei langen Strahlern sind derartige Abstandshalter von Vorteil um eine geordnete Führung insbesondere des Heizleiters über die Länge des Strahlers zu gewährleisten, so dass die Gefahr von Kurzschlüssen durch Verdrehen oder Durchhängen des Heizleiters ausgeschlossen wird.
Ausführungsbeispiel
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Patentzeichnung und eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im Einzelnen zeigt in schematischer Darstellung:
Figur 1 eine erste Ausführungsform des Infrarotstrahlers für die
erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung mit einem Rückleiter mit Federelement,
Figur 2 eine alternative Ausführungsform des Infrarotstrahlers mit einem
Rückleiter mit Gleitlager im Bereich der Vakuumdurchführung,
Figur 3 eine Detailansicht von Ausschnitt A der Figuren 1 und 2 mit einem
Stützelement am geschlossenen Ende des Strahlerhüllrohres,
Figur 4 einen Abstandshalter zum Einsatz in den Infrarotstrahler.
Figur 1 zeigt schematisch einen Infrarotstrahler 1 mit einem axialsymmetrischen Strahlerhüllrohr 2 aus Quarzglas mit rundem Querschnitt (Außendurchmesser 19 mm). Der Infrarotstrahler 1 ist mittels einer Vakuumdurchführung 3, die einen Dichtring 4 und eine Art Stopfbuchse 5 umfasst, in der Öffnung einer Vakuum- Prozesskammer gehalten und ragt mit seinem geschlossenen Ende in die
Vakuum-Prozesskammer hinein. Der IR-Strahler 1 ist für eine Betriebstemperatur oberhalb von 800 °C ausgelegt. Im Strahlerhüllrohr 2 ist ein wendeiförmiger Heizleiter 6 (Heizfilament) aus
Wolfram mit einer (beheizten) Länge von 140 cm und ein Rückleiter 7
(Stromrückführung) angeordnet. Der Rückleiter 7 ist parallel zum beheizten Bereich des Heizleiters 6 in einem Quarzglasrohr 8 geführt. Im Bereich des geschlossenen Endes des Strahlerhüllrohres 2 sind Heizleiter 6 und Rückleiter 7 über ein kurzes Verbindungsstück 9 miteinander verbunden. Weiterhin befindet sich dort ein Stützelement 10, das eine Halterung für den Heizleiter 6 darstellt und das im Strahlerhüllrohr 2 fixiert ist.
Im Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres, der im Bereich der Vakuumdurchführung 3 liegt, ist ein kurzes Rohr 1 1 von 60 bis 80 mm Länge aus Quarzglas auf das Anschlusselement 12 des Heizleiters 6 aufgeschoben, was die Wärmeübertragung auf die Dichtung 4 der Vakuumdurchführung 3 stark reduziert. Die Temperatur liegt im Bereich der Vakuumdurchführung 3 aufgrund des auf das Anschlusselement 12 aufgeschobenen Rohres 1 1 aus Quarzglas unter etwa 250 °C, während der Heizleiter 6 im Bereich der Nutzlänge des IR-Strahlers Temperaturen von bis zu 2.500 °C erreicht. An den Heizleiter 6 und an den Rückleiter 7 sind jeweils elektrische Anschlusselemente 12, 12' angeschweißt, die über außerhalb der Vakuumdurchführung 3 liegende Quetschungen 13 aus den Strahlerhüllrohr 2 heraus zu einem nicht dargestellten Anschlusssockel geführt sind.
Der Rückleiter 7 weist im Bereich der Vakuumdurchführung 3 ein Federelement 14 in Form einer Drahtwicklung auf. Die Drahtwicklung umfasst bis zu acht
Windungen auf einem axialen Längenabschnitt von 15 mm und ist um das kurze Quarzglasrohr 1 1 , das in diesem Abschnitt auf das Anschlusselement 12 des Heizleiters 6 aufgeschoben ist, herum gewickelt. Durch die Drahtwicklung wird die thermische Längenausdehnung des Rückleiters 7 ausgeglichen, wobei von einer Ausdehnung von 8 mm beim Betrieb des IR-Strahlers bei 2.500 °C auszugehen ist.
Figur 2 zeigt nur den Teilbereich des IR-Strahlers 1 , der im Bereich der
Vakuumdurchführung 3 liegt. Im Unterschied zu Figur 1 ist das Mittel zur
Kompensation der Wärmedehnung kein Federelement, sondern ein Gleitlager 15 aus hochreinem technischem Kohlenstoff, das mit dem Rückleiter 7 verbunden ist.
Das Gleitlager 15 ist ein schleifgelagertes Distanzausgleichselement mit einer Gleitbuchse 16 mit zwei Durchgangsbohrungen, die paarweise jeweils einen Gleitstab 17 aus Molybdän in Gleitpassung H7/h7 aufnehmen. Die Gleitstäbe haben einen Durchmesser von 1 ,4 mm. Ein Gleitstab ist mit dem Molybdändraht des Rückleiters 7 durch Anschweißen verbunden, der andere Gleitstab ist mit dem elektrischen Anschlusselement 12' des Rückleiters 7, der aus dem stirnseitigen Ende des Hüllrohres 2 herausgeführt ist, ebenfalls durch Anschweißen verbunden. Zum Ausgleich des Unterschieds im Durchmesser von Molybdändraht des
Rückleiters 7 (Drahtdurchmesser etwa 0,9 mm) zum Molybdänstab des Gleitlages (Durchmesser 1 ,4 mm) wird der Molybdändraht an der Anschweißsteile mit wenigen Windungen auf den Gleitstab aufgewickelt und anschließend
verschweißt. Die dem Molybdändraht-Anschluss des Rückleiters 7 bzw. dem Anschluss an das Anschlusselement 12' gegenüberliegenden Enden der
Gleitstäbe ragen aus dem Gleitbuchsenteil jeweils heraus und sind mit einer Verdickung 18 versehen, die das Durchrutschen der Gleitstäbe 17 aus der Gleitbuchse 16 verhindert. Das Gleitlager 15 bildet ein elektrisch leitendes Bauteil zwischen dem Rückleiter 7 und dem Anschlusselement 12', was eine kraftlose Kompensation der Längenausdehnung des Rückleiters 7 während des Betriebes erlaubt. Die Längenkompensation erfolgt dabei ohne Federwirkung allein durch einen stoffschlüssigen, leitfähigen, gleitenden Kontakt der Gleitelemente untereinander. In Figur 3 ist der Ausschnitt A von Figur 1 mit dem geschlossenen Endes des
Strahlerhüllrohres 2 in einer Detailansicht dargestellt. Ein als rundes Stäbchen aus Molybdän ausgebildetes Stützelement 10, ist in der Glaswand des Hüllrohres 2 mittels einer Quetschung 13.1 fixiert. Zusätzlich wird das Stäbchen von einer Stützwendel 19 gehalten, die dem Innendurchmesser des Strahlerhüllrohres 2 angepasst ist und an der Innenwandung des Hüllrohres 2 anliegt. Der
Durchmesser des Stäbchen liegt bei 0,875 mm und ist so abgestimmt, dass es formschlüssig in die Windungen des Heizfilaments 6 eingesteckt werden kann. Das Stäbchen ist so ausgerichtet, dass das Heizfilament 6 auch bei thermischer Ausdehnung und dem damit einhergehenden Verlust an Steifigkeit nicht durchhängt, sondern im Wesentlichen fluchtend geführt wird, also in seiner radialen Position verbleibt. Damit ist das Risiko, dass durch thermische
Ausdehnung das Heizfilament 6 in diesem Abschnitt den Rückleiter 7 berührt und es zu Kurzschlüssen kommt, minimiert. In Figur 3 ist weiterhin ein
Verbindungsstück 9 zwischen Heizleiter 6 und Rückleiter 7 erkennbar, das in diesem Fall ein Drahtstück aus Molybdän mit wenigen Wicklungen an beiden
Enden, die an den Heizleiter 6 bzw. an den Rückleiter 7 angeschweißt sind. Als Verbindungsstück 9 ist jedoch auch ein gerader Draht ohne Wicklungen oder ein anderweitiges Blechteil einsetzbar, das an den Heiz- bzw. Rückleiter angeschweißt wird und die entsprechenden elektrischen Anforderungen erfüllt.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch das Strahlerhüllrohr 2 im Bereich der beheizten Länge, wo mehrere Abstandshalter 20 aus Tantal zwecks exakter Positionierung vom Heizleiter 6 und Rückleiter 7 im Strahlerhüllrohr 2 vorgesehen sind. Der Abstandshalter 20 stützt sich gegenüber der Innenwand des
Strahlerhüllrohres 2 einerseits und gegenüber dem im Quarzglasrohr 8 geführten Rückleiter 7 andererseits ab, wobei der Abstandhalter 20 einen Führungsschlitz 21 und eine offene, kreisförmige Aussparung 22 aufweist. Im Führungsschlitz 21 wird der Heizleiter 6 geführt und die offene, kreisförmige Aussparung 22 nimmt das den Rückleiter 7 umgebende Quarzglasrohr 8 auf. Auf diese Weise wird der Heizleiter 6 und das den Rückleiter 7 führende Quarzglasrohr 8 in einem sicheren Abstand voneinander und von der Innenwand des Strahlerhüllrohres 2 gehalten. Der Abstandshalter 20 ist an der Innenwandung des Strahlerhüllrohres durch kleine Erhebungen oder Noppen 23 aus Glas gehalten, die den Abstandhalter 20 insbesondere beim vertikalen Einsatz des IR-Strahlers auf einer bestimmten Position entlang der Längsachse des Strahlers fixieren. Ein oder mehrere
Abstandshalter dieser Art gewährleisten gerade bei langen Strahlern eine geordnete Führung insbesondere des Heizleiters über die Länge des Strahlers.

Claims

Patentansprüche
Bestrahlungsvorrichtung zur Einkopplung von Infrarot-Strahlung in eine Vakuum-Prozesskammer, mit einem einseitig gesockelten Infrarotstrahler, der ein Strahlerhüllrohr in Form eines Rundrohres aus Glas umfasst, von dem ein geschlossenes Ende in die Vakuum-Prozesskammer hineinragt, und mit einer Vakuumdurchführung zur Halterung und gasdichten Durchführung des Strahlerhüllrohres durch eine Öffnung der Vakuum-Prozesskammer, wobei in dem Strahlerhüllrohr ein als ein Heizfilament ausgebildeter
Heizleiter und ein als Stromrückführung ausgebildeter Rückleiter angeordnet sind, wobei der Heizleiter in dem von der Vakuumdurchführung umgebenen Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres ein Anschlusselement aufweist, das aus dem Strahlerhüllrohr herausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement des Heizleiters durch ein Rohrstück geführt ist und dass der Rückleiter in dem von der Vakuumdurchführung umgebenen
Teilabschnitt des Strahlerhüllrohres ein Mittel zur Kompensation der
Wärmedehnung aufweist.
2. Infrarotstrahler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Rohrstück, durch das das Anschlusselement des Heizleiters geführt ist, als ein Quarzglasrohr und das Anschlusselement des Heizleiters aus einem Draht aus Molybdän oder aus einer Molybdänverbindung ausgebildet ist.
Infrarotstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Kompensation der Wärmedehnung des Rückleiters als ein
Federelement ausgebildet ist.
Infrarotstrahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Federelement in Form einer Drahtwicklung ausgebildet ist, die um das Rohrstück des Anschlusselementes des Heizleiters gewickelt ist.
5. Infrarotstrahler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Kompensation der Wärmedehnung des Rückleiters und der Rückleiter einstückig als ein Draht aus Molybdän oder aus einer
Molybdänverbindung ausgebildet sind.
6. Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Kompensation der Wärmedehnung des Rückleiters als ein Gleitlager aus Kohlenstoff ausgebildet ist, das mindestens zwei elektrisch leitfähige Gleitlagerelemente aufweist, die aufeinander gleitend in Kontakt sind, wobei eines der Gleitlagerelemente als Gleitstab und das andere der Gleitlagerelemente als Gleitbuchse ausgeführt ist.
7. Infrarotstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in dem geschlossenen Ende des Strahlerhüllrohres ein Stützelement geführt ist, das mit dem Heizleiter verbunden ist
8. Infrarotstrahler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das
Stützelement als ein Stab aus Molybdän oder aus einer Molybdänverbindung ausgebildet ist, der in dem geschlossenen Ende des Strahlerhüllrohres fluchtend mit dem Heizleiter geführt ist.
9. Infrarotstrahler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab aus Molybdän oder aus einer Molybdänverbindung form- oder stoffschlüssig mit dem Heizleiter verbunden ist und die Führung in dem geschlossenen Ende des Strahlerhüllrohres mittels einer Quetschung der Strahlerhüllrohres erfolgt.
10. Infrarotstrahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Rückleiter im Abschnitt parallel zum Heizleiter in einem Quarzglasrohr geführt ist. Infrarotstrahler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der
Heizleiter von mindestens einem Abstandshalter gegenüber der Innenwand des Strahlerhüllrohres einerseits und gegenüber dem im Quarzglasrohr geführten Rückleiter andererseits abgestützt wird.
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