DE19614927A1

DE19614927A1 - Apparatus for applying a masking agent to a foil strip

Info

Publication number: DE19614927A1
Application number: DE1996114927
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Grimm
Original assignee: Leybold AG; Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Current assignee: Oerlikon Deutschland Holding GmbH
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-10-23

Abstract

The apparatus consists of an evaporator with an opening (7) in the evaporator casing (2), and a cylindrical element (6) with pockets (5) serving for delivery of for formation of a mask on the foil strip. Seals (8, 9) are located between the element (6) and the evaporator casing. The seal (8) on the pocket entry side of the opening (7) is mounted on the longer arm of a pivotable lever (11) with a pivot axis (12) parallel to the axis of rotation of the element (6). The shorter arm of the lever is provided with a thrust element (13) which produces the required sealing force.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Abdeckmittels auf eine Folienbahn zum Verhindern einer in einer Beschichtungskammer erfolgenden Beschich tung der Folienbahn in Bereichen mit dem Abdeckmittel, welche einen ein Gehäuse aufweisenden Verdampfer mit ei ner der Folienbahn gegenüberliegenden, sich quer zur Laufrichtung der Folienbahn erstreckenden Gehäuseöffnung hat, in der ein umlaufender, zylindrischer Musterträger mit nach außen hin offenen Taschen zur Aufnahme von das Abdeckmittel bildenden Dampf und zum Zuführen des Dampfes zu der Folienbahn angeordnet ist, wobei die Gehäuseöff nung durch zwei gegen die Mantelfläche des Musterträgers anliegende, zwischen dem Gehäuse des Verdampfers und dem Musterträger dichtende Dichtungen begrenzt ist.The invention relates to a device for application a covering agent on a film sheet to prevent a coating taking place in a coating chamber processing of the film web in areas with the covering agent, which has an evaporator with a housing and an egg ner opposite the film web, transverse to Running direction of the film web extending housing opening has a circumferential, cylindrical sample carrier with pockets open to the outside to hold that Steam-forming agent and for supplying the steam is arranged to the film web, the housing opening by two against the outer surface of the sample carrier adjacent, between the housing of the evaporator and the Sample carrier sealing seals is limited.

Eine Vorrichtung der vorstehenden Art ist beispielsweise in der DE-A-43 10 084 beschrieben. Solche Vorrichtungen sind allgemein unter der Bezeichnung "Ölquerstreifenver dampfer" bekannt und werden in unter Vakuum arbeitenden Beschichtungsanlagen eingesetzt, um zu erreichen, daß bei der Metallisierung von Folienbahnen auf den Folienbahnen quer verlaufende Streifen nicht mit Metall überzogen wer den. Das ist beispielsweise bei Folienbahnen notwendig, welche der Herstellung elektrischer Kondensatoren dienen. Bei der bekannten Vorrichtung sind die Dichtungen als Dichtleisten ausgebildet, welche mit Hilfe von Blattfe dern gegen den Musterträger gedrückt werden. A device of the above type is for example described in DE-A-43 10 084. Such devices are commonly referred to as "oil stripe ver steamer "are known and are working in vacuum Coating systems used to achieve that at the metallization of foil webs on the foil webs transverse stripes are not covered with metal the. This is necessary, for example, with film webs, which are used to manufacture electrical capacitors. In the known device, the seals are as Sealing strips formed, which with the help of Blattfe are pressed against the sample carrier.

Eines der Hauptprobleme der gegenwärtig bekannten Vor richtungen der vorgenannten Art liegt in der Abdichtung zwischen dem Gehäuse des Verdampfers und dem Musterträ ger. Hierbei ist zu bedenken, daß die örtlich mit dem Ab deckmittel zu versehende Folienbahn bei gegenwärtigen An lagen eine Breite von bis nahezu einem Meter haben kann, so daß die Gehäuseöffnung entsprechend lang ist, was es erfordert, daß lange Dichtleisten über ihre gesamte Länge zuverlässig dichten. Bei ungenügender Dichtung gelangt Abdeckmittel in die Vakuumbeschichtungskammer der Anlage, in welcher die Vorrichtung angeordnet ist, was zu einer Störung des Beschichtungsprozesses führt. Weiterhin kommt es zu einem Verschmieren der Ränder der Abdeckbereiche, so daß die später aufgedampfte Metallschicht ebenfalls unscharf begrenzte Querstreifen erhält. Schwierigkeiten bei der zuverlässigen Abdichtung entstehen vor allem deshalb, weil sich während des Betriebs der Vorrichtung die Temperaturen stark ändern, was bei den bekannten, mechanisch vorgespannten Dichtungen zu einer Veränderung des Dichtungsspalts führt.One of the main problems of the currently known Vor directions of the aforementioned type lies in the seal between the housing of the evaporator and the sample carrier ger. It should be borne in mind that the local with the Ab Foil sheet to be provided with current type could have a width of up to almost one meter, so the case opening is long enough for what it is requires long sealing strips along their entire length seal reliably. If the seal is insufficient Masking agent into the vacuum coating chamber of the system, in which the device is arranged, resulting in a Disruption of the coating process leads. Continues to come there is smearing of the edges of the covering areas, so that the later vapor-deposited metal layer also receives blurred horizontal stripes. difficulties reliable sealing creates above all this is because during the operation of the device the temperatures change a lot, which in the known, mechanically preloaded seals to a change of the sealing gap.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrich tung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich auch bei wechselnden Temperaturen eine zuverlässige und verschleißarme Abdichtung zwischen dem Musterträger und dem Gehäuse des Verdampfers ergibt.The invention is based on the problem, a Vorrich tion of the type mentioned in such a way that Reliable and reliable even with changing temperatures low wear seal between the sample carrier and the housing of the evaporator.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtung an der Seite der Gehäuseöffnung, an welcher die Taschen in die Gehäuseöffnung einlaufen, am längeren Hebelarm einer einen zweiarmigen Hebel bildenden Wippe angeordnet ist, welche sich mit einer parallel zu der Ge häuseöffnung und der Drehachse des Musterträgers ausge richteten Schwenkachse am Gehäuse abstützt, und daß zwi schen dem Gehäuse und dem kürzeren Hebel der Wippe ein Andrückelement zur Erzeugung der Dichtkraft angeordnet ist.This problem is solved according to the invention in that the seal on the side of the housing opening on which the pockets run into the housing opening, the longer one Lever arm of a seesaw forming a two-armed lever is arranged, which is parallel to the Ge housing opening and the axis of rotation of the sample carrier out directed pivot axis on the housing supports, and that zwi between the housing and the shorter lever of the rocker Pressure element arranged to generate the sealing force is.

Dieser erfindungsgemäßen Gestaltung der Dichtung lag zu nächst die Erkenntnis zugrunde, daß an der Einlaufseite der Taschen die Abdichtung besonders wichtig ist, da dort die Taschen mit dampfförmigen Abdeckmittel gefüllt sind und nur dort die Gefahr besteht, daß Abdeckmittel statt zur Folienbahn zu gelangen, in die Vakuumbeschichtungsan lage strömen und weil auch nur dort das Problem der Er zeugung ungleichförmiger Begrenzungen der mit Abdeckmit tel versehenen Bereiche auftritt. Deshalb genügt es, wenn man die an der Einlaufseite vorgesehene Dichtung aufwen dig gestaltet, während die Dichtung an der Auslaufseite von üblicher, einfacher Bauart sein kann.This inventive design of the seal was too The next step is based on the knowledge that on the inlet side the bags the sealing is particularly important because there the pockets are filled with vaporous covering agents and only there is the risk that cover means instead to get to the film web, into the vacuum coating system stream and because only there the problem of Er generation of non-uniform boundaries with covering areas provided. Therefore it is sufficient if to use the seal provided on the inlet side dig designed while the seal on the outlet side can be of conventional, simple design.

Da gemäß der Erfindung die Dichtung am längeren Hebelarm einer Wippe angeordnet ist, genügen geringe Längenände rungen des Andrückelementes, um eine ausreichende Kompen sation einer Veränderung des Dichtungsspaltes zu bewir ken. Dadurch kann erreicht werden, daß bei Ausbildung des Andrückelementes als Feder infolge des erforderlichen, nur geringen Federhubs sich die Federkräfte nur unbedeu tend ändern, wenn die Dichtung auf dem Musterträger in folge von Wärmedehnungen sich verschwenkt.Since according to the invention, the seal on the longer lever arm a rocker is arranged, small lengths are sufficient of the pressure element to ensure adequate compensation to cause a change in the sealing gap ken. This can be achieved in that the training of Pressure element as spring due to the required only small spring strokes, the spring forces are only negligible tend to change if the seal on the sample carrier is in consequence of thermal expansion swings.

Eine besonders gleichmäßige Andrückkraft über die gesamte Länge der Dichtung und nur sehr geringe Schwankungen der Andrückkraft bei einem Verschwenken der Dichtung lassen sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin dung dadurch erreichen, daß das Andrückelement in einer sich parallel zur Schwenkachse erstreckenden, zu der Wippe hin offenen Nut vorgesehen und als eine liegend in der Nut angeordnete Schraubenfeder ausgebildet ist, wel che schräg zu ihrer Haupterstreckungsrichtung ausgerich tete Windungen hat, die jeweils einerseits gegen den kür zeren Hebelarm der Wippe, andererseits gegen den Grund der Nut mit Vorspannung anliegen. Solche Schraubenfedern sind derzeit im Handel erhältlich.A particularly even pressure over the entire Length of the seal and very little fluctuation in the Leave the pressing force when the seal swivels according to an advantageous further development of the Erfin dung achieve that the pressure element in a extending parallel to the pivot axis to the Seesaw open groove provided and as a lying in the groove arranged coil spring is formed, wel che obliquely to their main direction of extension has twisted turns, each against the short side zeren lever arm of the rocker, on the other hand against the bottom fit the groove with preload. Such coil springs are currently commercially available.

Die Andrückkraft läßt sich je nach den Erfordernissen verändern und schwankenden Prozeßbedingungen anpassen, wenn gemäß einer anderen, ganz besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Andrückelement ein bei Energiezufuhr seine Andrückkraft verändernder Aktor ist.The pressing force can be adjusted depending on the requirements change and adapt to fluctuating process conditions, if according to another, particularly advantageous Development of the invention, the pressing element at Energy supply is its pressure changing actuator.

Besonders kostengünstig ist ein solches Andrückelement ausgebildet, wenn es ein Piezoaktor ist. Hierbei ist die Anordnung der Dichtung am längeren Hebelarm der Wippe wiederum von Vorteil, weil Piezoaktoren nur einen gerin gen Stellhub auszuführen vermögen, dieser jedoch durch die Wippe zu einer ausreichend großen Bewegung der Dich tung führt.Such a pressing element is particularly cost-effective trained if it is a piezo actuator. Here is the Arrangement of the seal on the longer lever arm of the rocker again advantageous because piezo actuators only move one capable of executing the actuating stroke, but this by the seesaw to a sufficiently large movement of you tung leads.

Einen geschlossenen Regelkreis erhält man, so daß bei Temperaturschwankungen Dichtungsspaltveränderungen auto matisch ausgeglichen werden, wenn zur Regelung der An drückkraft des Andrückelementes ein Drucksensor vorgese hen ist. Verwendet man als Andrückelement einen Piezoak tor, dann kann dieser zugleich Drucksensor und Translator sein.A closed control loop is obtained, so that at Temperature fluctuations sealing gap changes auto be compensated for when regulating the An pressing force of the pressure element is provided by a pressure sensor hen is. If you use a Piezoak as a pressure element then it can be a pressure sensor and translator at the same time be.

Konstruktiv besonders einfach sind die für die Abdichtung an der Einlaufseite erforderlichen Bauteile gestaltet, wenn die Wippe aus einem mit der Schwenkachse verbundenen Träger und einer darauf angeordneten Spannplatte besteht, welche von oben her mit Vorspannung auf der auf dem Trä ger aufliegenden Dichtung aufliegt.Those for the sealing are particularly simple in design designed the necessary components on the inlet side, if the rocker consists of one connected to the swivel axis Carrier and a clamping plate arranged thereon, which from above with pre-tension on the on the door sealing gasket.

Die Reibung zwischen dem Musterträger und der Dichtung ist besonders gering und führt zu keinem unerwünscht ho hen Verschleiß der Dichtleiste, wenn die Dichtleiste mit einer Keramiklippe gegen den Musterträger anliegt.The friction between the sample carrier and the seal is particularly low and does not lead to an undesirable ho hen wear of the sealing strip if the sealing strip with a ceramic lip against the sample carrier.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da von schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention permits numerous embodiments. For There are two more to clarify its basic principle of schematically shown in the drawing and are described below. This shows in

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 1 shows a cross section through an inventive device,

Fig. 2 einen gegenüber der Fig. 1 im Maßstab ver größerten Abdichtbereich der Vorrichtung, Fig. 2 shows a comparison with FIG. 1 ver scale größerten sealing of the device,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Abdicht bereiches. Fig. 3 is a representation of FIG. 2 corresponding to a second embodiment of the sealing area.

Die Fig. 1 zeigt einen Verdampfer 1, welcher in einem als Tiegel ausgebildeten Gehäuse 2 ein Abdeckmittel 3 enthält. Dieses Abdeckmittel 3 wird durch eine elektri sche Heizung 4 verdampft. Es gelangt dadurch in Taschen 5 eines Musterträgers 6, der oberhalb des Abdeckmittelbades im Uhrzeigersinn rotierend innerhalb des Gehäuses 2 ange ordnet ist. Fig. 1 shows an evaporator 1, which includes a cover 3 in a space formed as a crucible housing 2. This cover 3 is evaporated by an electrical heating system 4 . It thereby passes into pockets 5 of a sample carrier 6 , which is arranged above the covering agent bath rotating clockwise within the housing 2 .

Das Gehäuse 2 des Verdampfers 1 hat an seiner Oberseite eine Gehäuseöffnung 7, welche von zwei Dichtungen 8, 9 begrenzt wird. Oberhalb der Dichtungen 8, 9 läuft eine Folienbahn 10, welche durch Kondensation des Abdeckmit tels 3 aus den Taschen 5 in einzelnen Bereichen mit dem Abdeckmittel 3 überzogen und anschließend in einer Va kuum-Beschichtungsanlage metallisiert wird, wobei die zu vor mit Abdeckmittel 3 versehenen Bereiche frei von einer Metallbeschichtung bleiben. The housing 2 of the evaporator 1 has a housing opening 7 on its upper side which is delimited by two seals 8 , 9 . Above the seals 8 , 9 a film web 10 runs , which is coated by condensation of the cover 3 from the pockets 5 in individual areas with the cover 3 and then metallized in a vacuum coating system, the areas previously provided with cover 3 remain free of a metal coating.

Bei der Dichtung 9 handelt es sich um eine übliche Dich tung. Hierzu im Gegensatz ist die Dichtung 8 an der Seite der Gehäuseöffnung 7, an der die Taschen 5 in die Gehäu seöffnung 7 einlaufen, erfindungswesentlich gestaltet. Die Dichtung 8 ist am freien Ende eines längeren Hebelar mes einer Wippe 11 angeordnet, welche sich über eine Schwenkachse 12 am Gehäuse 2 abstützt. Gegen den kürzeren Hebelarm der Wippe 11 liegt ein Andrückelement 13 an, welches sich andererseits am Gehäuse 2 abstützt. Das An drückelement 13 erzeugt eine Kippkraft, durch welche die Dichtung 8 gegen den Musterträger 6 vorgespannt wird.The seal 9 is a usual device you. In contrast thereto, the seal is run in 8 on the side of the housing opening 7 on which the pockets 5 in the seöffnung Gehäu 7, designed to the invention. The seal 8 is arranged at the free end of a longer Hebelar mes a rocker 11 , which is supported on the housing 2 via a pivot axis 12 . A pressing element 13 bears against the shorter lever arm of the rocker 11 and is supported on the housing 2 on the other hand. At the pressure element 13 generates a tilting force by which the seal 8 is biased against the sample carrier 6 .

Die vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt, daß das Gehäuse 2 parallel zur Schwenkachse 12 der Wippe 11 eine zur Wippe 11 hin offene Nut 14 hat, in welcher bei diesem Ausführungsbeispiel als Andrückelement ein Piezoaktor 15 angeordnet ist, der aus mehreren übereinanderliegenden Piezoelementen besteht. Die Wippe 11 hat einen mit der Schwenkachse 12 fest verbundenen Träger 16, gegen welchen die als Dichtleiste ausgebildete Dichtung 8 mittels einer Spannplatte 17 durch Spannschrauben 18 gehalten wird.The enlarged representation according to FIG. 2 shows that the housing 2, parallel to the pivot axis 12 of the rocker 11, has a groove 14 which is open towards the rocker 11 and in which, in this exemplary embodiment, a piezo actuator 15 is arranged, which consists of a plurality of piezo elements lying one above the other. The rocker 11 has a support 16 which is fixedly connected to the swivel axis 12 and against which the seal 8 designed as a sealing strip is held by means of a clamping plate 17 by means of clamping screws 18 .

Schematisch dargestellt ist unterhalb des Trägers 16 ein Drucksensor 19, welcher die Andrückkraft der Dichtung 8 gegen den Musterträger 6 ermittelt und Signale für die Regelung der Stellkraft des Andrückelementes 13 liefert. Handelt es sich bei dem Andrückelement 13 um einen Piezo aktor 15, dann kann dieser zugleich Drucksensor und Translator sein.Shown schematically below the carrier 16 is a pressure sensor 19 which determines the pressing force of the seal 8 against the sample carrier 6 and supplies signals for regulating the actuating force of the pressing element 13 . If the pressing element 13 is a piezo actuator 15 , then this can also be a pressure sensor and translator.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 dadurch, daß in der Nut 14 als Andrück element statt des Piezoaktors eine Schraubenfeder 20 an geordnet ist. Diese hat schräggestellte Windungen 21, welche einerseits gegen den Grund der Nut 14, anderer seits gegen den kürzeren Hebelarm der Wippe 11 anliegen.The embodiment of FIG. 3 differs from that of FIG. 2 in that a helical spring 20 is arranged in the groove 14 as a pressing element instead of the piezo actuator. This has inclined turns 21 , which bear on the one hand against the bottom of the groove 14 , and on the other hand against the shorter lever arm of the rocker 11 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Verdampfer
2 Gehäuse
3 Abdeckmittel
4 Heizung
5 Tasche
6 Musterträger
7 Gehäuseöffnung
8 Dichtung
9 Dichtung
10 Folienbahn
11 Wippe
12 Schwenkachse
13 Andrückelement
14 Nut
15 Piezoaktor
16 Träger
17 Spannplatte
18 Spannschraube
19 Drucksensor
20 Schraubenfeder
21 Windung 1 evaporator
2 housings
3 masking agents
4 heating
5 pocket
6 sample carriers
7 housing opening
8 seal
9 seal
10 film web
11 seesaw
12 swivel axis
13 pressing element
14 groove
15 piezo actuator
16 carriers
17 clamping plate
18 clamping screw
19 pressure sensor
20 coil spring
21 turn

Claims

1.Device for applying a covering agent to a film web to prevent coating of the film web in a coating chamber in areas with the covering agent, which has a housing-containing evaporator with an opposite opening of the film web, which extends transversely to the running direction of the film web, in which a circumferential, cylindrical sample carrier with outwardly open pockets for receiving the covering agent-forming vapor and for supplying the vapor to the film web is arranged, the housing opening through two bearing against the male surface of the sample carrier, between the housing of the housing Evaporator and the sample carrier sealing seals is limited, characterized in that the seal ( 8 ) on the side of the housing opening ( 7 ), on which the pockets ( 5 ) enter the housing opening ( 7 ), on the longer lever arm of a two-armed lever forming rocker ( 11 ) is arranged, which is supported with a parallel to the housing opening ( 7 ) and the axis of rotation of the sample carrier ( 6 ) aligned pivot axis ( 12 ) on the Ge housing ( 2 ), and that between the housing ( 2 ) and the shorter lever of the rocker ( 11 ) a pressure element ( 13 ) for generating the sealing force is arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that the pressing element ( 13 ) in a parallel to the pivot axis ( 12 ) extending, to the rocker ( 11 ) open groove ( 14 ) is provided and as a lying in the groove ( 14 ) arranged coil spring is formed, which che obliquely aligned to its main direction of extension has turns, each of which bears on the one hand against the shorter lever arm of the rocker ( 11 ), on the other hand against the bottom of the groove ( 14 ) with bias.

3. A device according to claim 1, characterized in that the pressing element ( 13 ) is an actuator which changes its pressing force when energy is supplied.

4. The device according to claim 3, characterized in that the pressing element ( 13 ) is a piezo actuator ( 15 ).

5. Device according to claims 3 or 4, characterized in that a pressure sensor ( 19 ) is provided for controlling the pressing force of the pressing element ( 13 ).

6. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rocker ( 11 ) consists of a with the pivot axis ( 12 ) connected carrier ( 16 ) and a clamping plate ( 17 ) arranged thereon, which from above with bias the seal ( 8 ) resting on the support ( 16 ).

7. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the seal ( 8 , 9 ) with a ceramic lip against the sample carrier ( 6 ).