JPS59156994A - るつぼからモノクリスタルを引出すための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも１つの巻上げ可能な引張り部材、
たとえば少なくとも１つのロープをブｒしてるつぼから
モノクリスタルを引出すための装置であって、るつほの
上伸に配置された引張シ部拐の端部に種子りリ諷タル保
持体が固定されておシ、該種子クリスタル保持体が、ク
リスタル軸線を中心に回転されるフ０ラットフオーム上
に配置されている行程−駆動装置と結合されている形式
のものに関する。

このような形式の装置はドイツ連邦共和国特許出願公開
第３１１６９１６号明細書によシ公知である。引出し行
程中のプラットフォームの回転は、種子クリスタル保持
体に相応する回転を ／伝達するために役立ち、従ってクリスタルのすでに引
出された部分もるつほに対して連続的な回転を行ない、
その回転数は１５〜２０　ｒ、ｐ、ｍ。

である。しかし公知の装置は唯１つのロープのみを有し
ておシ、このロープは巻上はドラムに接線方向で走入す
るまで垂直に延びかつお１１子クリスタル保持体もしく
はクリスタルと一緒に一種の振子を形成する。プラット
フォームの回転運動が罹災にクリスタルに伝達されるの
に対して、振子運動は幾つかの問題を惹起し、とりわけ
自由なロープ長さが引出しプロセスの始めにどうしても
６ｍになり、このばあいとの値はその後はなお増加する
。

びにロープ長さは、振子運動が緩衝されているかあるい
は拡大されるか全決定する。限界回転数Ｗｋもしくは限
界ロープ長さＬｋが存在し、それを超過するさいに安定
的な回転はもはや不可能である。このような大きさは以
下のような関係にある： ２ クリスタル回転のだめの安定的な回転数範囲は、公知の
構成のばあいにはほぼ２．５ｍのロープ長さで最高はぼ
１５〜２０　ｒ、ｐ、ｍ、に限定されている。５０　ｒ
、ｐ、ｍ、及びそれ以上の比較的ぬい回転数は引出しプ
ロセスから屋まれでおり、しかし従来は、クリスタルが
障害に基づく俗解の対流によって振動されるので所痒の
回転数は達成されず、従って引出し７０ロセスの継続は
不可能である。

安定性の一梓出は、−曲では１力を、かつ他面では遠心
力を受ける質量Ｍで長さＬの回転する振子で必ると見な
されることに基ついて而単に行なうことができる。韓出
によシ限界回転数と敬子長さく自由なロープ長さ）との
関係か生じ、この関係は以下の表によって示される：要
するに、質量Ｍにおける遠心力と戻り力の比例性のため
に、たとえば重いＪｌｊ４子クリヌクリスタル保持体て
質量が増大したとしてもさして問題にならない。しかも
成長したクリスタルによってｌ、心の移動が行なわれる
と、引出しプロセスの開始時の有効伝子長さは、長くな
るクリスタルによって再び短かくされるたけ長くされる
。これは、鞠子クリスタル保持体とクリスタルの質量が
均衡する以後は共追の重心が引出し連層のほぼ半分で再
び上方へ移動するからである。

表中に示された限界回転以１直は、限界回転数な均４）
ことｋ　ｒｉ味する。しかし限界回転数もしくは限が振
子長さ以上では、振子Ｇフ、さらに外方ヘセベ励妊れる
（年女定状態）。）１え終位１汽は、戻シカが変向に対
して逓増的に上昇するような変向範囲に達する。しかし
このような糾躊位１置は引出しプロセスのために支えき
れない。

本発明の課題は、前述の形式の装置を、振子に対するク
リスタル支持部の頑斜が著しく押えられるように改良す
ることである。とりわけ、クリスタルの回転数全従来使
用された回転数に較べてかなシ高めることができるよう
に公知の装置を改良することである。

このような課題を解決するために本発明では、プラット
フォームに位置する三角形の角から、はぼ同じ長さの３
つの引張シ部材が下方へ種子クリスタル保持体に向かっ
て案内されておりかつ共通の結合個所で互いに結合され
ているようにした。このような形式で安定的な三点支持
が達成され、従って自由なロープ長さはいずれにせよ振
子の形式に関与していない。

このばちいとりわけ有利には、６つの引張シ部材のだめ
の共通の結合個所ができるだけ下方へ移されている。従
って、柚子クリスタル保持体自体を６つの引張シ部材（
ロープ）のだめの共通の固定個所として形成すると有利
である。

このような構成に基づいて、あらゆるばあいに種子クリ
スタル保持体の下側に位置するクリスタルがなお振子を
形成する。しかしただこのためにだけ、限界回転数は、
笑味の引出し運転時にもはや達成されない程の高さにあ
る。

このような装置が特別な固定状態を有しているので、振
子運動のための励起力はいずれにせよ極めて小さい。す
でに述べたように励起力は、主にるつは内の溶解液の対
流連動によって惹起される。それ故に実際の実験では、
プラットフォームに位置する三角形の１ｆｉｉｊ長を比
較的短くすることができる。すでに、三角形の角が半径
方向でクリスタルの回転蝿１線から５ｃ１ｎ離されてい
るばあいのために、一般に変向を可能にするように質量
ＭＯ＝　５１＃にとって少なくとも０．１ｋｐの必要な
力が算出される。しかしこのような力は正常運転時には
生じない。相応する妨害あるいは励起力が相応する限界
値以下にある眠シでは、重心はもはや中心位置から連動
されない。

このような初期−安定性は、振子長さもしくは回転数の
ための限界値の上側でも安定性な均衡をもたらす。さら
に本発明の解決策にかいては、初期質ｆｔＭｏ　（４３
子クリスタル保持体）の増加力３安定性を高める。この
ことは、すでに述べたように、一本ロープ支持のばあい
には不可能である。

支持するケースが真空寮によって形成されるような装置
内に柚子クリスタル保拷俳旨心定めするために、少なく
とも１つの引張り部材に長さ調整装置が配置４されてい
るととりわけ有利である。クリスタルの回転連動のため
にノｆ６　ｉＵ％プラットフォームとしてもみなされる
プラットフォームは一般的に回転体として形成される。

このばあい引張り部材は個々に、プラットフォームにお
りる相応する孔あるいはスリットに辿って案内される。

しかし組立てに関しては、プラットフォームがリング円
板として形成されていてかつその直径か三角形の角ラス
厖つ一ξ廼びる円形と同じ大きさか、あるいはそれより
大きい開口を有しているはあいＸ特に有利である。

本発明の別の実施例により、プラットフォーム上に、そ
れに清って縦移動可能な巻上はドラムを有する駆動水平
軸が配置されており、前記巻上げドラムに６つの引張り
部材が巻上けられ、該６つの引張り部材のうち少なくと
も１つの引張シ部材が変向ローラ金倉して側方へ変向さ
れることによシ簡単な装置が得られる。このばあいとり
わけ有利には、巻上はドラムの局面が、６つの引張９部
材を受容かつ余肉するだめの相応するリード−の６つの
ら旋状のみそを俯えている。２つのこれらの引張シ部材
は巻上げドラムから直線的に共通の結合個所の方向に延
びており、これに対して第６の引張り部材は、フ０ラッ
トフオームを通る貫通個所における引張り部材の中心点
が三角形の角に位置しているように変向ローラ金倉して
側方へ変向される。このばりいとりわけ有利には、変向
ローラは水平方向に調整可能に配置されておシ、従って
柚子クリスタル保持体の調整は装置の内側において必定
めの方向で可能である。前述のはあいには唯１つの巻上
げドラムで十分である。しかし引張り部材の巻上は及び
案内のために、同期的に１．ｔ４動されなければならな
い２つあるいは６つの分配された巻上げドラムを設ける
ことが可能である。

本発明のさらに有利な実施例によれば、プラットフォー
ム上に、その周シに分配された６つの巻上げドラムが配
置されておシ、該巻上げドラムがその巻上げ速度に関連
して同期的に駆動されている。このばあいしかも、駆動
される水平の軸において巻上げドラムを長さ移動させな
くてもよい。これはつまシ巻上げあるいは繰出すさいの
巻上げドラムにおける引張り部材の移動が６つの全ての
巻上げドラムにおいて同方向で行なわれ、従ってこのよ
うな移動は、すべてのばあいにプラント７オームの関連
する直径における周速度に加えられるからである。しか
し巻上げドラムにおける引張シ部材の軸方向の移の 両速度は、プラット７オームー周速度もしくは回転数に
較べて小さい。

以下に図示の実施例につき本発明を説明する。

第１図は、極めて簡略化された図面において、すなわち
チャージ開口、監視装置及びｉｌ：）：整装置を省略し
た図面において、鉛直な軸線を有するほぼ円筒状のボイ
ラとして形成されている真空室１を示す。真空室はその
上側に、同軸的な円筒状のスロート２全有しており、該
スロートに回１ｊノ可能なプラットフォーム３のだめの
図示しない回転支承部が配置されている。回転支承部は
、自由開口３ａを下方に有するように形成されている。

プラットフォーム３は、リング円板として形成されてい
て、スロート２に対して同心的に配置されていてかつそ
の下側にやは９図示されないベルト車を備えており、該
ベルト車を介してＶベルト４が案内されている。プラッ
トフォームの外側に位置する別のベルト車５は、モータ
８及び減速ギヤ装置９から取る回転駆動装置Ｉの被駆動
軸６に支承されている。モータ８は広い回転数範囲で調
整される。減速ギヤ装置９は、支持アングル部材１０を
介して真空室１の上側に固定されている。所定の形式で
、プラットフォーム３は、真空室１及びスロート２の共
通の軸線と一致する鉛直な軸線を中心とする回転運動を
行なう。

プラットフォーム３上には、該プラットフォームと一緒
に回転可能に、２つの支承台１１゜１２が配置されてお
９、これらの支承台に水平な軸１３が支承されている。

この軸にはさらに巻上げドラム１４が縦移動可能に配置
されてお９、しかし軸１３に対しては回転不能であり、
すなわち巻上げドラムは軸１３によって強制的に連行さ
れる。巻上げドラム１４０周壁には６つのら旋状のみそ
が設けられており、これらのみそは概略的にのみ示され
ていて、かつみそ内に５つの巻上げられる引張り部材が
案内されている。このような巻上げ装置の上側端部が巻
上げドラム１４と不動に結合されている。巻上げドラム
は、引張シ部材が巻上げドラムに接線方向で走入する個
所が常にプラット７オーム３に関して同じ相対位置にあ
る寸法たけ軸１３に宿って軸方向に移動可能である。こ
のことは、ら旋状のみそ内に係合しかつプラットフォー
ム自体に固定されている相応の案内部制によって内単に
達成される。

第１図から判るように、２つの引張９部材１５．１６は
、該引張９部材が巻上げドラムを接線方向で離れる個所
から、共通の結合個所１８で合流するまで極めてとがっ
た角度で下方へ案内される。この顔合個所は、とのはあ
い種子クリスタル保持体１９のすぐ上側に位置している
。

第６の引張り部材１７は巻上はドラム１４金離れた後に
、まず水平方向で変向ローラ２０へ案内されるが、この
変向ローラは、支承部２１によってアングル支持部材２
２に置屋されていて、アングル支持部材自体は縦孔を介
してプラットフォーム３とねじ結合されており、従って
変向ローラ２０を巻上げドラム１４に対して適当に調節
することによって引張り部材相互の縦Ｋｌ・・１整が行
なわれる。もちろん引う艮９部材の単数あるいは複数が
長さ調整装置３８を備えていることができ、この長さ両
釜装置は、ボーデンワイヤのための後調整シさ置によシ
周知であるような形つて、共通の結合個所１８がプラッ
トフォーム３０回転用！ｉ　ｈｉと正確に一致すること
ができ、その結果種子クリスタル保持体１９のあらゆる
偏心性が取除かれる ｂ子りリスタル保持体１９内に、所ｍ１種子クリスタル
あるいは核が締付けられており、この種子クリスタル保
持体から出発するクリスタル２３が細いくび２４及びシ
ョルダ２５をＩＩ蛇て引出される。この引出しは、加熱
コイル２８によって取囲まれたるっぽ２７内にある俗解
液２６から行なわれる。引出し中に、クリスタル２３は
プラットフォーム３の回転によってその縦軸線を中心に
して回動せしめられる。チョクラルスキ（Ｏｚｏｃｈｒ
ａｌｓｋｉ　）−プロセスとして知られているこの引出
しプロセスの詳細な説明は、周知技術であるので省略す
る。

軸１３とウオーム歯車２９が不動に結合されておシ、該
ウオーム歯車はウオーム３ｏにょって駆動される。この
ためにウオーム３０が４ＩｌｌＩ３１に固定されており
、該軸３１はその下方端部で支承部３２を介してプラッ
トフォーム３に、かつ上方端部で減速ギヤ装置３３に支
承されており、該減速ギヤ装置自体はモータ３４によっ
て１駆動される。やはシ回転数調整されていてかつばあ
いによっては切換え装置も有しているモータ３４によっ
て、行程−駆動装置３５が形成され、該行程−駆動装置
によって６つの全ての引張シ部材１５．’１６．１７が
同時九巻上げドラム１４に巻上けられあるいはこれから
繰出されることができ、従って共通の結合イー所′１８
が常にプラットフォーム３の鉛直方向の回転軸腕に沿っ
て運動される。所定の形式で、釘程−駆動装置３５はプ
ラットフォーム３と一緒に強制的に回転する。プラット
フォームは上方へ破線だけで示されたフード３６によっ
て被われている。このようなフード３６上に、図示され
ない形式で減速ギヤ装置３３が固定されておシ、従って
軸３１が見えるように支承されている。

第２図は、周囲に等間隔で分配された６つの行程−駆動
装置３５ａ、３５１）、３５Ｃ’ｒ有する円形のプラッ
トフォーム３の平面図を示しておシ、前記行程−１駆動
装置はすべて同じ構成を有していてかつ軸１３、巻上げ
ドラム１４、ウオーム歯車２９及び駆動するウオーム３
０から成る。さらに、支承台１１，１２に支承された軸
は、プラットフォーム３０回転軸、Ｗ３に対して半径方
向に向いていてかつ巻上げドラム１４のほぼ重心を通っ
て延びる一平面に対してほぼ垂直に延びている。６つの
引張シ部材１５，１６．１Ｔはこのばあいも、種子クリ
スタル１９のすぐ上方の共通の結合個所１８に向いてお
り、従ってクリスタルの所望の三点、支持が得られる。

巻上げドラム１４は同じ直径を有していてかつ同期駆動
のためにウオーム３０が互いに強制的に連結されており
、かつしかも有利には第２図において一点鎖線で示され
ている根状のチェーン３７によって連結されている。こ
のばあい、ウオーム３０は、第１図に示す実施例に類似
するような形式で駆動することで十分である。

引張シ部材１５．１６．１７には、リンクチェーン、ボ
ールチェーンあるいは有利にはワイヤロープが使用され
る。しをし周知技術では相応してねじれに強く構成され
ていなければならずかつ従って巻上けに対する著しい曲
はモーメントも有しているような唯１つのロープが使用
されるのに対して、本発明による複式構成における引張
り装置は実際に回転モーメントを伝達する必要がなく、
従ってロープは細く、かつこのことによってたわみ弾性
的に構成されることができ、さらに巻上けは著しくｒハ
１単になる。その結果、単線のロープだけでなく、小さ
な直径及び著しく短い長さの巻上げドラム’（ｒ　＋５
１２用することもでき、従って装置全体は、６つの引張
シ部材を配置するにもかかわらず著しくコンパクトにさ
れかつ確実に構成される。

本発明で示された三角形は、もちろん引５Ｒ＃）部材の
幾可学的な位置全述べるだめの補助構成である。プラッ
トフォームに上置するこのような三角形は、その角によ
って６つの点を規定しており、該点を通って引張シ部材
の縦ＩＩｑｌＩ線が固定個所と巻上げドラムとの間に延
ひそおり、従って前述の三点支持が得られる。三角形は
、もちろん不等辺三角形であるが、しかもできる限シ均
等な力分配全考慮して、この三角形は正三角形として見
なすようにする。当該の三角形は、周方向でプラットフ
ォーム３に対して決して固定的な位置ではない。たとえ
ば第２図による配置から出発して引張シ部材（ロープ）
が巻上げもしくは繰出されるばあいに、当該の三角形は
プラットフォーム３に対して相対的にゆっくりした回転
運動を行ない、しかしその角速度は、運転時のプラット
フオーム３０角速度に較べて無視できる程である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の第１実施例を示す部分的に破断
した斜視図、第２図は第２実施例を示す装置のプラット
フォームの平面図である。 １・・・真望室、２・・・スロート、３・・・プラット
フォーム、３ａ・・・自由開口、４・・・Ｖベルト、５
・・。 ベルト車、６・・・被駆動軸、７・・・回転駆動装置、
８・・・モータ、９・・・減速ギヤ装置、１０・・・支
持アングル部材、１１．１２・・・支承台　１３・・・
軸、１４・・・巻上げドラム、１５．１６．１７・・・
引張シ部材、１８・・・結合個所、１９・・・柚子クリ
スタル保持体、２０・・・変向ローラ、２１・・・支承
部、２２・・・アングル支持部材、２３・・・クリスタ
ル、２４、・・・細いくび、２５・・・ショルダ、２６
・・・溶解液、２Ｔ・・・るつぼ、２８・・・加熱コイ
ル、２９・・・ウオーム歯車、３０・・・ウオーム、３
１・・・軸、３２・・・支承部、３３・・・減速ギヤ装
置、３４・・・モータ、３　’：ｌ　−３ｂ　ａ　−３
５ｂ　−３５Ｃ−・・行程−鳴動装置、３６・・・フー
ド、３７・・・チェーン、３８・・・長さ調整装置 （ほか１名） 〜区 致

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　少なくとも１つの巻上げ可能な引張シ部材を介し
   てるつぼからモノクリスタルを引出すだめの装置であっ
   て、るつほの上側に配置された引張り部材の端部に種子
   クリスタル保持体が固定されており、該種子クリスタル
   保持体が、クリスタル軸線を中心に回転されるプラット
   フォーム上に配置されている行程−ルヘ動装置と結合さ
   れている形式のものにおいて、プラットフォーム（３、
   ）に位置する三角形の角から、はぼ同じ長さの６つの引
   張り部材（１５，１６，１７）が下方へ種子クリスタル
   保持体（１９）に向かって案内されておりかつ共通の結
   合個所（１８）で互いに結合されていることを特徴とす
   るるつばからモノクリスタルを引出すための装置。 、２．結合個所（１８）が種子クリスタル保持体（１９
   ）の範囲に位置している特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ５、　少なくとも１つの引張シ部材（１１）の内側に長
   さ調整装置（３８）が配置されている特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 ４、　プラットフォーム（３）が開口（３ａ）ｅ有する
   リング円板として形成されてお９、該開口の直径は、三
   角形の角全通って蝙ひる円形と同じ大きさか、あるいは
   それよシ大きい特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５、　プラットフォーム（３）上に、それに宿って豹ｌ
   ［移動可能な巻上げ・ドラム（１４）を有する駆動水平
   軸（１３）が配置されており、前記巻上はドラムに６つ
   の引張９ｓ材（１５゜１６．１７）が巻上げられ、該６
   つの引張シ部材のうち少なくとも１つの引張シ部＠（１
   ７）が変向ローラ（２０）’に介して側方へ変向される
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６、　プラットフォーム（３）上に、その周りに分配さ
   れた６つの巻上はドラム（１４）が配置されておシ、該
   巻上げドラムがその巻上げ速度に関連して同期的に駆動
   されている特許ｆｆＮ求の範囲第１項記載の装置。