DE2157571C3 - Vorrichtung zum Beschichten von Schüttgut unter Vakuum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Trägerkörpern mit Metall-, Legierungsbzw. Isolierschichten im Schüttgutverfahren unter Va- kuum.

Vorrichtungen der genannten Art besitzen im allgemeinen Einrichtungen zur Aufnahme einer Anzahl von Trägerkörpern, Einrichtungen zur Befestigung der Aufnahmeeinrichtungen in einer Vakuumkammer, Einrichtungen zum Erzeugen von die Trägerkörper umwälzenden Drehbewegungen der Aufnahmeeinrichtung, Heizvorrichtungen, mit denen die zu beschichtenden Körper auf einer erhöhten, möglichst konstanten Temperatur gehalten werden, und Vorrichtungen zum Erzeugen ⁶S eines Metall-, Legierungs- bzw. Isolierstoffdampfes in der Vakuumkammer, der sich auf den Trägerkörpern niederschlägt und dort eine gleichmäßige Schicht bildet Die Aufnahmevorrichtung für die zu beschichtenden Widerstände wird meist ah korbartiger Behälter ausgeführt Der Korb selbst besteht aus einem Drahtgeflecht oder gelochten Blech, um dem Beschichtungsmaterial einen möglichst ungehinderten Zugang zu den Trägerkörpern zu ermöglichen. Weiterhin sind Vorrichtungen vorgesehen, um den Korb zu halten und in Drehung zu versetzen.

Zum Beschichten der Trägerkörper unter Verwendung von den oben beschriebenen Körben sind zwei grundsätzliche Verfahren bekannt. Beim sogenannten Durchlaufverfahren, wie es z. B. aus der DT-OS 19 01891 bekannt ist, werden die unbeschichteten Trägerkörper aus einem Vorratsbehälter nacheinander in den vorn und hinten offenen zylindrischen Korb befördert Nachdem sie im Innern des Drehkorbes durch die Beschichtungszone gelaufen sind, gelangen sie in einen zweiten Vorratsbehälter. Um die Körper durch den Beschichtungskorb hindurch zu befördern, sind entweder Leitschaufeln vorgesehen oder die Korbachse ist gegen die Horizontale geneigt, so daß die Körper unter dem Einfluß der Schwerkraft den Korb durchlaufen. Das andere Verfahren, das z. B. aus der DT-OS 15 21 390 bekannt ist, verwendet einen vollständig geschlossenen Verdampfungskorb, der zu Beginn des Beschichtungsverfahrens mit einer bestimmten Anzahl von Trägerkörpern gefüllt wird. Der Korb selbst hat wiederum eine zylindrische Form. Während des Be-Schichtungsvorganges wird der Korb in taumelnde Bewegung versetzt. Dies erreicht man dadurch, daß Zylinderachse und Drehachse gegeneinander geneigt sind.

Es hat sich herausgestellt, daß die Durchmischung der Trägerkörper während der Bedampfung bei Verwendung von zylindrischen Taumelkörben nicht ausreicht. Dies führt zu relativ großen Streuungen der elektrischen und mechanischen Werte der aufgedampften Schichten, insbesondere wenn Legierungen aus zwei oder mehr Verdampferquellen aufgebracht werden seilen.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufnahme der zu beschichtenden Trägerkörper anzugeben, die eine bessere Durchmischung der Trägerkörper während des Aufdampfvorganges ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zum Beschichten von Schüttgut mit Metall-, Legierungs- oder Isoliermaterial unter Vakuum, bei der das zu beschichtende Schüttgut sich in einem drehenden Korb befindet und eine Heizvorrichtung für das Schüttgut vorgesehen ist, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Korb als Kegelstumpf mit horizontaler Drehachse ausgebildet ist und das Schüttgut vom Bereich der Deckfläclie des Korbes auf Grund der Schwerkraft zum Bereich der Basisfläche des Korbes rutscht und durch eine Rückfördervorrichtung im Innern des Korbes zu seinem Ausgangspunkt kontinuierlich förderbar ist.

Damit ergeben sich die Vorteil, daß die zu bedampfenden Körper gut durchmischt werden, daß sie einen Kreisprozeß durchlaufen, wobei sie alle Bedampfungsorte in einer erzwungenen chronologischen Reihenfolge durchlaufen, daß bei mehrmaligem Durchlaufen des Kreisprozesses die Schicht homogenisiert wird und daß so die Streuung der aufgedampften Schichten wesentlich verringert wird.

Um die sich am tiefsten Punkt des Korbes sammelnden Trägerkörper in die Rückfördereinrichtung zu heben, ist eine Schaufelvorrichtung eingebaut.

Vorteilhafterweise ist die Rückfördereinrichtung nach Anspruch 3 ausgebildet. Durch eine geeignete Ausbildung der die Förderschnecke bildenden Leitbleche erreicht man, daß die Verweilzeit der zu beschichtenden Körper in der Rückfördervorrichtung klein bleibt.

Die Rückfördereinrichtung kann vorteilhaft auch nach Anspruch 4 ausgebildet sein.

Besonder« vorteilhaft ist es jedoch, die Rückfördereinrichtung nach Anspruch 5 auszubilden. Eine solche Förderrinne hat nur einen sehr geringen Raumbedarf und dadurch nur eine geringe Abschattungswirkung und kann mit einer relativ großen Steigung im Innern der Aufnahmevorrichtung eingebaut werden, so daß die unter dem Einfluß der Schwerkraft herabrutschenden Trägerkörper nur sehr kurze Zeit der Einwirkung des Beschichtungsdampfes entzogen sind. Dabei ist vorzugsweise die Neigung der Rusche gegen die Horizontale größer als die Neigung des den Korb bildenden Kegelstumpfes. Hierdurch erreicht man, daß die Verweilzeit der Trägerkörppr in der Rückfördervorrichtung, in der sie praktisch nicht mit dem Dampfmaterial in Berührung kommen, klein ist gegenüber der Beschichtungszeit.

Vorteilhaft bestehen Korb und Rückfördereinrichtung aus Drahtgeflecht oder gelochtem Blech. Hierdurch wird erreicht, daß der Beschichtungsdampf einen möglichst ungehinderten Zutritt zu den zu beschichtenden Trägerkörpern erhält.

Die Begrenzungsflächen der als Rückfördereinrichtung benutzten Rutsche sind vorzugsweise eben. Zylindrische Begrenzungsflächen wären zwar durchaus denkbar; sie umschließen jedoch einen größeren Raum und weisen damit eine höhere Abschattungswirkung auf.

In vielen Fällen müssen die Trägerkörper während des Bedampfungsvorganges eir e erhöhte Temperatur aufweisen. Dies erreicht man im allgemeinen durch eine Strahlungsheizung. Um jedoch zu verhindern, daß die Wände der Vakuumkammer zu stark erhitzt werden, was durch die daraus folgende hohe Abgasrate der Wände Schwierigkeiten beim Einhalten des notwendigen Arbeitsvakuums ergeben würde, versucht man, die Strahlung möglichst nur auf die zu beschichtenden Trägerkörper zn konzentrieren. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Heizvorrichtung in möglichst geringem Abstand von der Rückfördereinrichtung anzuordnen. Vorzugsweise ist die Rückfördereinrichtung selbst als elektrischer Widerstandsheizkörper ausgebildet. Damit erreicht man gleichzeitig einen geringen Abstand zwischen Heizvorrichtung und TrägerKörper und einen großen Abstand zwischen Heizvorrichtung und Vakuumkammerwandung. Zusätzlich kann man die Wand der Vakuumkammer noch mit einer nach jeder Bedampfung auswechselbaren Aluminiumfolie abdekken.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.

F i g. 1 zeigt in geschnittener Seitenansicht eine erfindungsgemäß als Schaufelkorb ausgebildete Aufnahmevorrichtung für die zu beschichtenden Trägerkörper.

In einem aus Drahtgeflecht 3 oder gestanzten Blech hergestellten, um die Achse 6 rotierenden Kegelstumpf, der durch zwei Grundplatten 1, 2 abgeschlossen ist, bewegt die Schwerkraft die zu beschichtenden Körper 9 während der Bedampfung vom höchsten Punkt a der Aufnahmevorrichtung bis zu deren tiefstem Punkt b. Die sich hier während einer Umdrehung des Korbes sammelnden Körper 9 werden dann mit Hilfe einer Schaufelvorrichtung 8 an den höchsten Punkt c der als Rutsche ausgebildeten Rückfördereinrichtung 7 gehoben. Dieser Vorgang ist besonders gut in F i g. 2 zu erkennen.

F i g. 2 zeigt einen Blick auf die Basisfläche 2 in Richtung des Pfeiles II der F i g. 1, wobei der Korb bereits um 90° veitergedreht ist. Man erkennt in dieser Figur die an der Basisfläche 2 befestigte Rutsche 7, auf die gerade eine Anzahl von Trägerkörpern durch die Schaufelvorrichtung 8 hochgeschaufelt wird. Außerdem ist eine durch eine Klappe 5 verschlossene öffnung 4, die zum Füllen und Entleeren des Korbes dient, in der Grundplatte 2 vorgesehen.

F i g. 3 zeigt wiederum eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einer weiteren Drehung um 90°. Die von der Schaufelvorrichtung 8 auf die Förderrinne 7 hochgehobenen Trägerkörper 9 rutsehen in dieser Stellung vom höchsten Punkt cder Förderrinne 7 unter dem Einfluß der Schwerkraft zu deren tiefsten Punkt d und fallen von hier zum höchsten Punkt a des Korbes, von wo sie unter dem Einfluß der Schwerkraft wesentlich langsamer wieder zum tiefsten Punkt b rutschen. Die Trägerkörper laufen somit ständig von Position a über die Positionen b, cund d wieder zurück nach a. Man erreicht damit, daß alle Trägerkörper mehrmals alle Punkte innerhalb des Korbes durchlaufen, wodurch die aufgebrachte Schicht besonders gleichmäßig wird, insbesondere wenn Legierungsschichten aus mehreren Verdampferquellen aufgebracht werden. Mit Hilfe eines erfindungsgemäß als Kegelstumpf ausgebildeten Beschichtungskorbes konnte die Ausbeute pro Bedampfungscharge verdoppelt werden gegenüber der Ausbeute, die sich bei Verwendung eines zylindrischen Taumelkorbes ergab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Beschichten von Schüttgut mit Metall-, Legierungs- oder Isoliermaterial unter Vakuum, bei der das zu beschichtende Schüttgut sich in einem drehenden Korb befindet und eine Heizvorrichtung für das Schüttgut vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Korb (3) als Kegelstumpf mit horizontaler Drehachse (6) ausgebildet ist und das Schüttgut (9) vom Bereich der Deckfläche (I) des Korbes (3) auf Grund der Schwerkraft zum Bereich der Basisfläche (2) des Korbes (3) rutscht und durch eine Rückfördervorrichtung (7) im Innern des Korbes (3) zu seinem Ausgangspunkt kontinuierlich förderbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren des Korbes (3) eine Schaufelvorrichtung (8) vorgesehen ist, die das sich am tiefsten Punkt (b) des Korbes (3) sammelnde Schuttgut (9) in die Rückfördereinrichtung (7) hebt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) aus einer zylinderförmigen Vorrichtung mit einer Förderschnecke besteht. Ϊ5

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) aus einem zweiten Kegelstumpf besteht, in dem das Schüttgut (9) unter dem Einfluß der Schwerkraft zurückbefördert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) aus einer als Rutsche dienenden Förderrinne besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Rutsche gegen die Horizontale größer ist als die Neigung des den Korb (3) bildenden Kegelstumpfes.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Korb (3) und Rückfördereinrichtung (7) aus Drahtgeflecht oder gelochtem Blech bestehen.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in möglichst geringem Abstand von der Rückfördereinrichtung (7) eine Heizvorrichtung angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückfördereinrichtung (7) selbst als elektrischer Widerstandsheizkörper ausgebildet ist.