DE102016222945A1 - Arrangement of cylindrical components in a coating chamber for coating the inner surfaces of the cylindrical components by means of vapor deposition and method for coating the inner surfaces of cylindrical components - Google Patents

Arrangement of cylindrical components in a coating chamber for coating the inner surfaces of the cylindrical components by means of vapor deposition and method for coating the inner surfaces of cylindrical components Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von zylinderförmigen Bauteilen (10) in einer Beschichtungskammer (12) zur Beschichtung der Innenflächen (34) der zylinderförmigen Bauteile (10) mittels Gasphasenabscheidung, wobei die Beschichtungskammer (12) eine nach außen abdichtende Umfangswand (14) aufweist, wobei an einer Einlassseite (16) ein Gaseinleitungssystem (18) mit mindestens einer Gaseinlassöffnung (20) angeordnet ist und wobei auf einer der Einlassseite (16) gegenüberliegenden Auslassseite (24) mindestens eine Pumpe (28) zum Fördern von Gas aus der Beschichtungskammer (12) angeordnet ist, wobei in der Beschichtungskammer (12) die zu beschichtenden Bauteile (10) derart angeordnet sind, dass die Axialrichtung der Bauteile (10) von der Einlassseite (16) zu der Auslassseite (24) verläuft und mehrere Bauteile (10) in Axialrichtung hintereinander angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Beschichtung von Innenflächen (34) von zylinderförmigen Bauteilen (10) in einer Beschichtungskammer (12).The invention relates to an arrangement of cylindrical components (10) in a coating chamber (12) for coating the inner surfaces (34) of the cylindrical components (10) by means of vapor deposition, wherein the coating chamber (12) has an outwardly sealing peripheral wall (14) a gas inlet system (18) having at least one gas inlet opening (20) is arranged on an inlet side (16) and at least one pump (28) for conveying gas out of the coating chamber (12) on an outlet side (24) opposite the inlet side (16) is arranged, wherein in the coating chamber (12) to be coated components (10) are arranged such that the axial direction of the components (10) from the inlet side (16) to the outlet side (24) and a plurality of components (10) in the axial direction arranged one behind the other. The invention further relates to a method for coating inner surfaces (34) of cylindrical components (10) in a coating chamber (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von zylinderförmigen Bauteilen in einer Beschichtungskammer zur Beschichtung der Innenflächen der zylinderförmigen Bauteile mittels Gasphasenabscheidung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Beschichtung von Innenflächen von zylinderförmigen Bauteilen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Anordnung von Zylinderrohren von Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen und ein Verfahren zur Beschichtung der Laufflächen solcher Zylinderrohre.The invention relates to an arrangement of cylindrical components in a coating chamber for coating the inner surfaces of the cylindrical components by means of vapor deposition according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for coating inner surfaces of cylindrical components. In particular, the invention relates to the arrangement of cylinder tubes of internal combustion engines of motor vehicles and a method for coating the running surfaces of such cylinder tubes.

Aus DE 196 23 577 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur PVD-Beschichtung einer zylindrischen Innengleitfläche von Aluminium-Gussteilen, insbesondere von Zylinderwandungen eines Ottomotors, bekannt. Dabei bilden die Innengleitflächen eines Zylinderblocks zusammen mit einem Deckel und einem Boden die Beschichtungskammer. In dem Boden sind Gas- und Vakuumanschlüsse angeordnet. Als Kathoden werden deckelseitig angeordnete Stabkathoden verwendet. Als abgeschiedene Schicht ist zuerst eine TiAI-Schicht und dann eine Deckschicht aus Ti, Si, Al und/oder Cr mit B, C, N, oder O vorgesehen.Out DE 196 23 577 A1 is a method and apparatus for PVD coating a cylindrical Innengleitfläche of aluminum castings, in particular cylinder walls of a gasoline engine, known. The inner sliding surfaces of a cylinder block together with a lid and a bottom form the coating chamber. In the bottom gas and vacuum connections are arranged. The cathodes used are rod cathodes arranged on the cover side. As a deposited layer, a TiAl layer and then a covering layer of Ti, Si, Al and / or Cr with B, C, N, or O are provided first.

Aus KR 2016 000 11 33 U ist es ebenfalls bekannt, ein zylinderförmiges Rohr mittels PVD-Verfahren zu beschichten, wobei das Rohr als Beschichtungskammer selbst dient. Das Rohr wird dazu an beiden Enden dicht verschlossen. An einem Ende des Rohres werden die Gase eingeführt, und an dem anderen Ende ist eine Pumpe zur Evakuierung des Rohres angeordnet.Out KR 2016 000 11 33 U It is also known to coat a cylindrical tube by PVD method, wherein the tube serves as a coating chamber itself. The tube is sealed at both ends. At one end of the tube, the gases are introduced, and at the other end a pump for evacuating the tube is arranged.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von zylinderförmigen Bauteilen in einer Beschichtungskammer sowie ein Verfahren zur Beschichtung von zylinderförmigen Bauteilen zur Verfügung zu stellen, wobei die Innenflächen großer Stückzahlen von zylinderförmigen Bauteilen gleichzeitig homogen beschichtet werden können.The invention has for its object to provide an arrangement of cylindrical components in a coating chamber and a method for coating of cylindrical components available, wherein the inner surfaces of large numbers of cylindrical components can be coated simultaneously homogeneous.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with the features of the independent claims. Further practical embodiments and advantages of the invention are described in connection with the dependent claims.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Anordnung sind zylinderförmige Bauteile in einer Beschichtungskammer zur Beschichtung der Innenflächen der zylinderförmigen Bauteile mittels Gasphasenabscheidung - insbesondere zur CVD-Beschichtung (chemical vapor deposition), zur PE-CVD-Beschichtung (plasma-enhanced CVD) oder zur PA-CVD-Beschichtung (plasmaassisted CVD) - in einer Beschichtungskammer mit einer nach außen abdichtenden Umfangswand angeordnet, wobei im Bereich einer Einlassseite der Beschichtungskammer ein Gaseinleitungssystem mit mindestens einer Gaseinlassöffnung angeordnet ist und wobei auf einer - insbesondere der Einlassseite gegenüberliegenden - Auslassseite mindestens eine Pumpe zum Fördern von Gas aus der Beschichtungskammer angeordnet ist. In der Beschichtungskammer sind die zylinderförmigen Bauteile derart angeordnet, dass die Axialrichtung der Bauteile von der Einlassseite zu der Auslassseite verläuft und mehrere Bauteile in Axialrichtung hintereinander angeordnet sind. Der Erfindung liegt die Grundidee zugrunde, eine Anordnung zur Verfügung zu stellen, mit welcher eine Vielzahl von zylinderförmigen Bauteilen gleichzeitig in einer Beschichtungskammer mit einer Beschichtung versehen werden können. Bei den zylinderförmigen Bauteilen handelt es sich insbesondere um Zylinderrohre, die als Brennraum für eine Brennkraftmaschine dienen sollen. Das Gaseinleitungssystem kann insbesondere eine Vielzahl von Öffnungen entlang einer Seite der Beschichtungskammer umfassen und/oder lanzenartige Vorrichtungen, die sich von einer Einlassseite aus in die zylinderförmigen Bauteile hinein erstrecken. In beiden Fällen ist die Anordnung so ausgelegt, dass für die Beschichtung eine Gasströmung von den Öffnungen des Gaseinleitungssystem durch eine Vielzahl von zylinderförmigen Bauteilen hindurch in axialer Richtung der Bauteile zu der Auslassseite erzeugt wird.According to an inventive arrangement are cylindrical components in a coating chamber for coating the inner surfaces of the cylindrical components by means of vapor deposition - in particular for CVD coating (chemical vapor deposition), PE-CVD coating (plasma-enhanced CVD) or PA-CVD coating (Plasmaassisted CVD) - arranged in a coating chamber with a peripheral wall sealing to the outside, wherein in the region of an inlet side of the coating chamber, a gas introduction system is arranged with at least one gas inlet opening and wherein on a - in particular the inlet side opposite - outlet at least one pump for conveying gas the coating chamber is arranged. In the coating chamber, the cylindrical components are arranged such that the axial direction of the components extends from the inlet side to the outlet side and a plurality of components are arranged one behind the other in the axial direction. The invention is based on the basic idea of providing an arrangement with which a multiplicity of cylindrical components can be provided with a coating simultaneously in a coating chamber. The cylindrical components are in particular cylinder tubes, which are to serve as a combustion chamber for an internal combustion engine. In particular, the gas introduction system may comprise a plurality of openings along one side of the coating chamber and / or lance-like devices extending into the cylindrical components from an inlet side. In both cases, the arrangement is designed so that for the coating, a gas flow is generated from the openings of the gas introduction system through a plurality of cylindrical components in the axial direction of the components to the outlet side.

Wie bereits erwähnt, sind die Einlassseite und die Auslassseite vorzugsweise gegenüberliegend angeordnet. Dabei können die Einlassseite und die Auslassseite beliebig in einer Beschichtungskammer orientiert sein, beispielsweise entlang von sich in Hochrichtung erstreckenden, gegenüberliegenden Seitenwänden, entlang einer Bodenwand und einer Deckwand oder auch beliebig quer durch eine Beschichtungskammer.As already mentioned, the inlet side and the outlet side are preferably arranged opposite one another. In this case, the inlet side and the outlet side can be oriented arbitrarily in a coating chamber, for example along vertically extending, opposite side walls, along a bottom wall and a top wall or also arbitrarily across a coating chamber.

Wenn eine Vielzahl von Bauteilen beschichtet werden sollen, können mehrere zu beschichtende Bauteile in der Beschichtungskammer auch übereinander gestapelt angeordnet sein. Dabei sind auch die auf anderen Bauteilen aufliegenden Bauteile vorzugsweise jeweils in einer oder mehreren Reihen von in Axialrichtung hintereinander angeordneten Bauteilen angeordnet.If a plurality of components are to be coated, a plurality of components to be coated in the coating chamber can also be stacked one above the other. In this case, the components resting on other components are preferably also arranged in each case in one or more rows of components arranged one behind the other in the axial direction.

Statt die Bauteile unmittelbar übereinander zu stapeln, kann auch mindestens eine Haltevorrichtung zur Anordnung der zu beschichtenden Bauteile in der Beschichtungskammer angeordnet sein. Eine Haltevorrichtung zur Anordnung der zu beschichtenden Bauteile ist insbesondere regalartig ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Etagen auf, um die Bauteile etagenweise anordnen können. Bevorzugt sind in jeder Etage mehrere Bauteile derart in einer Reihe hintereinander angeordnet, dass benachbarte Bauteile mit ihren Stirnseiten unmittelbar aneinander anliegend als hohlzylindrisches Gesamtgebilde angeordnet sind oder dass alle Bauteile mittels Zwischenelementen zu einem hohlzylindrischen Gesamtgebildet aneinander anliegend angeordnet sind. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass die zu beschichtenden zylinderförmigen Bauteile in einfacher Weise und ohne großen Montageaufwand auf der Haltevorrichtung angeordnet werden können. Die Anordnung auf der Haltevorrichtung kann auch automatisiert erfolgen, insbesondere mit Hilfe entsprechend ausgebildeter Handlingvorrichtungen. Insbesondere ist es nicht erforderlich, jedes Bauteil einzeln abzudichten, um mit dem Bauteil selbst eine Beschichtungskammer zu bilden. Abgedichtet ist nur die Beschichtungskammer nach außen über deren Umfangswand. Die Beschichtungskammer kann eine beliebige Geometrie aufweisen, insbesondere eine quaderförmige oder eine zylinderförmige Geometrie.Instead of stacking the components directly above one another, at least one holding device for arranging the components to be coated can also be arranged in the coating chamber. A holding device for the arrangement of the components to be coated is formed in particular shelf-like and has a plurality of floors in order to arrange the components floor-by-floor. Preferably, in each floor several components are arranged in a row one behind the other, that adjacent Components are arranged with their end faces directly adjacent to each other as a hollow cylindrical overall structure or that all components are arranged by means of intermediate elements to a hollow cylindrical Gesamtgebildet contiguous. An advantage of the arrangement according to the invention is that the cylindrical components to be coated can be arranged in a simple manner and without great installation effort on the holding device. The arrangement on the holding device can also be automated, in particular with the aid of appropriately designed handling devices. In particular, it is not necessary to seal each component individually in order to form a coating chamber with the component itself. Sealed is only the coating chamber to the outside over the peripheral wall. The coating chamber may have any geometry, in particular a cuboid or a cylindrical geometry.

Als Haltevorrichtung kann insbesondere ein einfahrbarer und ausfahrbarer Wagen dienen. Ein solcher Wagen hat den Vorteil, dass die Haltevorrichtung außerhalb der Beschichtungskammer mit den zu beschichtenden zylinderförmigen Bauteilen bestückt werden und dann in die Beschichtungskammer eingefahren werden kann. Das Gleiche gilt für die Entnahme der beschichteten Bauteile, welche nach einem Ausfahren des Wagens komfortabel entnommen und weiterverarbeitet werden können. Für das Ein- und Ausfahren kann auch ein Schienensystem vorgesehen sein, insbesondere um eine exakte Positionierung des Wagens innerhalb der Kammer ohne großen Aufwand sicherstellen zu können und das Ein- und Ausfahren besser automatisieren zu können. Die Beschichtungskammer kann auch zwei auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete Türen aufweisen, um die zu beschichtenden Bauteile durch eine Tür einfahren und durch die gegenüberliegende Tür nach der Beschichtung wieder ausfahren zu können. In diesem Fall müssen Wägen für das Ein- und Ausfahren nur in eine Richtung angetrieben und durch die Beschichtungskammer gefördert werden. So kann auch die Standzeit der Beschichtungskammer erhöht werden, indem die reinen Nutzzeiten der Beschichtungskammer für die Beschichtung selbst erhöht und die Prozess-Nebenzeiten zur Vor- und Nachbereitung (Rüstzeiten) der Beschichtungskammer reduziert werden.As a holding device can in particular serve a retractable and extendable car. Such a carriage has the advantage that the holding device outside the coating chamber can be equipped with the cylindrical components to be coated and then moved into the coating chamber. The same applies to the removal of the coated components, which can be conveniently removed and further processed after an extension of the car. For the extension and retraction, a rail system may be provided, in particular to be able to ensure an exact positioning of the carriage within the chamber without great effort and to be able to better automate the retraction and retraction. The coating chamber can also have two doors arranged on opposite sides, in order to be able to retract the components to be coated through a door and to be able to extend them again through the opposite door after the coating. In this case, wagons for extension and retraction need only be driven in one direction and conveyed through the coating chamber. Thus, the service life of the coating chamber can be increased by the pure useful life of the coating chamber for the coating itself increases and the process-related times for preparation and post-processing (setup times) of the coating chamber can be reduced.

Wenn die Einlassseite sich zumindest teilweise entlang einer Seite der Beschichtungskammer erstreckt, insbesondere auf einer der Auslassseite gegenüberliegenden Seite der Beschichtungskammer, kann durch die Anordnung der zylinderförmigen Bauteile mit einer von der Einlassseite zu der Auslassseite verlaufenden Axialrichtung Gas von der Einlassseite über Eintrittsöffnungen gezielt in die Stirnseiten der jeweils der Einlassseite am nächsten angeordneten Bauteile durch eine Reihe von Bauteilen hindurch zu der Auslassseite geleitet werden. In diesem Fall durchströmt das Gas sämtliche Innenflächen der zylinderförmigen Bauteile, und es kann eine homogene Beschichtung der Innenflächen erzielt werden.When the inlet side extends at least partially along one side of the coating chamber, in particular on an outlet side of the coating chamber, by arranging the cylindrical members with an axial direction extending from the inlet side to the outlet side, gas can be selectively directed into the end faces from the inlet side via inlet openings each arranged closest to the inlet side components are passed through a series of components to the outlet side. In this case, the gas flows through all the inner surfaces of the cylindrical components, and it can be achieved a homogeneous coating of the inner surfaces.

Mit einer wie vorstehend beschriebenen Anordnung lassen sich großvolumige Beschichtungskammern realisieren, in welchen eine Vielzahl von zylinderförmigen Bauteilen gleichzeitig beschichtet werden können, insbesondere solche mit einem Innenvolumen von mindestens 10 m3, bevorzugt mindestens 25 m3 und weiter bevorzugt mindestens 50 m3 oder sogar 100 m3. Bevorzugt ist das Innenvolumen so ausgelegt, dass mindestens 70 Bauteile in Form von Zylinderrohren für LKWs gleichzeitig in der Beschichtungskammer mit einer erfindungsgemäßen Anordnung von Bauteilen beschichtet werden können, vorzugsweise mindestens 120 Bauteile und besonders bevorzugt mindestens 200 oder mindestens 250 Bauteile.With an arrangement as described above, large-volume coating chambers can be realized in which a multiplicity of cylindrical components can be coated simultaneously, in particular those with an internal volume of at least 10 m 3 , preferably at least 25 m 3 and more preferably at least 50 m 3 or even 100 m 3 . Preferably, the internal volume is designed so that at least 70 components in the form of cylinder tubes for trucks can be coated simultaneously in the coating chamber with an inventive arrangement of components, preferably at least 120 components and more preferably at least 200 or at least 250 components.

Für die Beschichtung von für PKW vorgesehene Zylinderrohre ist das Volumen einer Beschichtungskammer bevorzugt so gewählt, dass mindestens 200 Bauteile gleichzeitig angeordnet und beschichtet werden können, weiter bevorzugt mindestens 400 Bauteile und besonders bevorzugt mindestens 600 Bauteile.For the coating of cylinder tubes intended for passenger cars, the volume of a coating chamber is preferably selected such that at least 200 components can be arranged and coated simultaneously, more preferably at least 400 components, and particularly preferably at least 600 components.

In einer praktischen Ausführungsform sind die Bauteile in der Beschichtungskammer mittels der Haltevorrichtung gegenüber dem Gaseinleitungssystem derart angeordnet, dass die Einleitung von Gas über mindestens je eine Gaseinlassöffnung in ein der Einlassseite am nächsten angeordnetes Bauteil erfolgt. Dazu ist insbesondere - in Hochrichtung und in Querrichtung betrachtet - mindestens jeweils eine Gaseinlassöffnung für jeweils ein der Einlassseite am nächsten kommendes Bauteil vorgesehen. Mit „am nächsten kommend“ sind diejenigen Bauteile gemeint, welche - wenn sich eine Einlassseite entlang einer äußeren Wand der Beschichtungskammer erstreckt - außenseitig unmittelbar benachbart zu der Einlassseite in der Haltevorrichtung angeordnet sind.In a practical embodiment, the components are arranged in the coating chamber by means of the holding device relative to the gas inlet system such that the introduction of gas takes place via at least one gas inlet opening in a component disposed closest to the inlet side. For this purpose, in particular-viewed in the vertical direction and in the transverse direction-at least one gas inlet opening is provided for each component coming closest to the inlet side. By "closest" is meant those components which, when an inlet side extends along an outer wall of the coating chamber, are disposed on the outside immediately adjacent to the inlet side in the holder.

Es ist weiter bevorzugt, wenn die Gaseinlassöffnungen nur einen geringen Abstand zu den nächstkommenden Bauteilen aufweisen, insbesondere in einem Abstand zu den Stirnseiten von weniger als 5 cm, bevorzugt weniger als 3 cm und besonders bevorzugt weniger als 1 cm. So kann erreicht werden, dass der aus der jeweiligen Gaseinlassöffnung austretende Gasstrom überwiegend oder ausschließlich in den zylindrischen Hohlraum des jeweils benachbart angeordeten Bauteils einströmt und somit nur wenig oder kein Gas einen anderen Strömungsweg zu der Auslassseite nimmt. Die Beschichtungsrate auf den Innenflächen ist damit besonders hoch, und der Gasverbrauch kann insgesamt gering gehalten werden.It is further preferred if the gas inlet openings only have a small distance to the closest components, in particular at a distance to the end faces of less than 5 cm, preferably less than 3 cm and more preferably less than 1 cm. It can thus be achieved that the gas flow exiting from the respective gas inlet opening flows predominantly or exclusively into the cylindrical cavity of the respectively adjacently arranged component and thus only little or no gas takes another flow path to the outlet side. The coating rate on the inner surfaces is thus particularly high, and the gas consumption can be kept low overall.

Insbesondere erfolgt die Einleitung von Gas jeweils konzentrisch in die Stirnseiten der zylinderförmigen Bauteile. Von der Gaseinlassöffnung strömt der Gasstrom entlang deren Mittelachse in Axialrichtung durch die gebildeten Reihen von Bauteilen. Damit wird eine in Umfangsrichtung der Innenflächen der zylinderförmigen Bauteile gleichmäßige Beschichtung erzielt. In particular, the introduction of gas takes place in each case concentrically in the end faces of the cylindrical components. From the gas inlet opening, the gas flow flows along its central axis in the axial direction through the formed rows of components. Thus, a uniform in the circumferential direction of the inner surfaces of the cylindrical components coating is achieved.

Alternativ oder in Ergänzung kann Gas auch tangential schräg so in das Innere der zylinderförmigen Bauteile eingeleitet werden, dass das Gas mit einem Drall versehen wird und wendelförmig durch die Rohre strömt.Alternatively or in addition, gas can also be introduced tangentially obliquely into the interior of the cylindrical components such that the gas is provided with a swirl and flows in a helical manner through the tubes.

Als Gaseinleitungssystem kann mindestens eine stabförmige Lanze mit mindestens einer Gasaustrittsöffnung vorgesehen sein, wobei die Lanze in die zylinderförmigen Bauteile hineinragend angeordnet ist. Insbesondere kann eine Lanze derart ausgebildet sein, dass sie sich durch mehrere - insbesondere sämtliche - in Axialrichtung hintereinander angeordnete Bauteile erstreckt. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn für jedes zu beschichtende Bauteil mindestens eine Gaseinlassöffnung an der Lanze ausgebildet ist. Es können auch über den Umfang der Lanze und/oder über die Länge der Lanze verteilt für ein Bauteil mehrere Gaseinlassöffnungen vorgesehen sein.At least one rod-shaped lance with at least one gas outlet opening can be provided as a gas introduction system, wherein the lance is arranged protruding into the cylindrical components. In particular, a lance can be designed in such a way that it extends through a plurality of components, in particular all components arranged one behind the other in the axial direction. In this case, it is preferred if at least one gas inlet opening is formed on the lance for each component to be coated. It can also be provided over the circumference of the lance and / or over the length of the lance distributed for a component a plurality of gas inlet openings.

Eine Lanze ist vorzugsweise konzentrisch zu den zylinderförmigen Bauteilen angeordnet. Die Homogenität der Beschichtung in Axialrichtung und in Umfangsrichtung kann mittels einer Lanze verbessert werden, insbesondere wenn eine Vielzahl von Gaseinlassöffnungen je Bauteil vorgesehen sind. Vorzugsweise ist jeder Reihe an hintereinander angeordneten Bauelementen genau eine Lanze zugeordnet. Beispielsweise können eine Lanze je Reihe oder zwei Lanzen je Reihe vorgesehen sein. Wenn eine Lanze je Reihe vorgesehen ist, erstreckt sich diese vorzugsweise von einer Einlassseite aus durch alle in dieser Reihe angeordneten Bauteile hindurch. Wenn zwei Lanzen je Reihe vorgesehen sind, erstrecken sich diese vorzugsweise jeweils von außen in etwa bis zur Mitte jeweils ungefähr durch die Hälfte aller Bauteile einer Reihe.A lance is preferably arranged concentrically with the cylindrical components. The homogeneity of the coating in the axial direction and in the circumferential direction can be improved by means of a lance, in particular if a plurality of gas inlet openings per component are provided. Preferably, each row of components arranged one behind the other is assigned exactly one lance. For example, one lance per row or two lances per row can be provided. If a lance is provided for each row, it preferably extends from an inlet side through all components arranged in this row. If two lances per row are provided, these preferably each extend from the outside approximately to the middle in each case approximately through half of all components of a row.

Die Gaseinlassöffnungen in einer Lanze können in verschiedenen Geometrien ausgebildet sein, insbesondere als Löcher, Düsen oder Schlitze, die jeweils über den Umfang verteilt und/oder in Axialrichtung zueinander beabstandet angeordnet sein können.The gas inlet openings in a lance can be embodied in various geometries, in particular as holes, nozzles or slots, which can each be distributed over the circumference and / or arranged spaced apart from each other in the axial direction.

Die Gasaustrittsöffnungen in einer Lanze können in Axialrichtung betrachtet von der Einlassseite der Beschichtungskammer zu der Auslassseite der Beschichtungskammer geringfügig größer werden, um dem Effekt Rechnung zu tragen, dass die Menge von an einem Bauteil vorbeiströmendem Gas mit zunehmender Entfernung von der Einlassseite abnimmt, wenn das Gas von einer Einlassseite zu einer gegenüberliegenden Auslassseite strömt. Vorzugsweise ist daher durch eine geeignete Anpassung der Strömungsquerschnitte der Gasaustrittsöffnungen die Gasmenge für jedes Bauteil so ausgelegt, dass insgesamt an jedem Bauteil eine homogene und in der Dicke übereinstimmende Beschichtung der zylinderförmigen Bauteile erfolgt, unabhängig von der Position des Bauteils innerhalb der Beschichtungskammer (in Axialrichtung betrachtet).The gas outlets in a lance may become slightly larger in the axial direction from the inlet side of the coating chamber to the outlet side of the coating chamber to account for the effect that the amount of gas flowing past a component decreases with increasing distance from the inlet side when the gas flows from an inlet side to an opposite outlet side. Preferably, therefore, the amount of gas for each component is designed by a suitable adaptation of the flow cross sections of the gas outlet openings, that overall on each component a homogeneous and matching in thickness coating of the cylindrical components takes place, regardless of the position of the component within the coating chamber (viewed in the axial direction ).

Optional können die Lanzen rotierbar angeordnet und/oder ausgebildet sein, um die Homogenität der Beschichtung der Innenflächen weiter zu verbessern.Optionally, the lances can be rotatably arranged and / or formed in order to further improve the homogeneity of the coating of the inner surfaces.

Eine Lanze oder mehrere Lanzen können auch Teil der Haltevorrichtung sein und über eine Kopplungsvorrichtung mit dem Gaseinlasssystem verbindbar ausgebildet sein. In diesem Fall kann bei der Anordnung von Bauteilen auf der Haltevorrichtung bereits sichergestellt werden, dass die Bauteile relativ zu der jeweiligen Lanze korrekt ausgerichtet sind.A lance or a plurality of lances may also be part of the holding device and be connectable to the gas inlet system via a coupling device. In this case, in the arrangement of components on the holding device can already be ensured that the components are aligned correctly relative to the respective lance.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform ist die mindestens eine Pumpe über mindestens eine Gasaustrittsöffnung fluidal mit der Auslassseite der Beschichtungskammer verbunden. Mit der Pumpe lässt sich demnach ein gerichteter Gasstrom von der Einlassseite zu der Auslassseite erzeugen, insbesondere wenn die Einlassseite zumindest teilweise der Auslassseite gegenüberliegend angeordnet ist. Insbesondere sind die Pumpe und/oder das Gaseinleitungssystem derart ausgelegt, dass ein Druckgefälle erzeugbar ist, gemäß welchem der Druck an der Einlassseite zwischen 1,1 Mal und 100 Mal höher ist als an der Auslassseite, bevorzugt zwischen 1,1 Mal und 10 Mal höher. Für diese Druckangabe und alle nachfolgenden Druckangaben relevant ist der absolute Druck, gemessen in der SI-Einheit Pascal (Pa). Mittels eines solchen Druckgefälles kann sichergestellt werden, dass sich auch ohne weitere Abdichtungsmaßnahme zwischen der Einlassseite und der Auslassseite eine gerichtete Strömung einstellt und das Gas eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit erreicht, um auch an den im Bereich der Auslassseite angeordneten Bauteilen in einer ausreichenden Konzentration für die Erzeugung einer gewünschten Beschichtung vorzuliegen.In a further practical embodiment, the at least one pump is fluidly connected to the outlet side of the coating chamber via at least one gas outlet opening. Accordingly, the pump can be used to generate a directed gas flow from the inlet side to the outlet side, in particular if the inlet side is arranged at least partially opposite the outlet side. In particular, the pump and / or the gas introduction system are designed such that a pressure gradient can be generated according to which the pressure on the inlet side is between 1.1 times and 100 times higher than on the outlet side, preferably between 1.1 times and 10 times higher , The absolute pressure, measured in the SI unit Pascal (Pa), is relevant for this pressure specification and all subsequent pressure data. By means of such a pressure gradient can be ensured that even without further sealing measure between the inlet side and the outlet side adjusts a directional flow and the gas reaches a sufficient flow velocity, even at the arranged in the region of the outlet side components in a sufficient concentration for the production of a desired coating.

Es können mehrere Gasaustrittsöffnungen und/oder Pumpen derart angeordnet sein, dass diese jeweils in axialer Verlängerung der Gaseinlassöffnungen auf der Einlassseite angeordnet sind, vorzugsweise derart, dass sich für jede Etage und/oder Reihe hintereinander angeordneter Bauteile eine zu der Axialrichtung parallele Strömung mit separater Gaseinlassöffnung und separater Gasaustrittsöffnung durch die Bauteile ergibt.Several gas outlet openings and / or pumps may be arranged such that they are respectively arranged in the axial extension of the gas inlet openings on the inlet side, preferably such that for each floor and / or row of components arranged one behind the other, a flow parallel to the axial direction with separate Gas inlet opening and separate gas outlet opening through the components results.

Insbesondere in Verbindung mit einer plasmaunterstützten Beschichtung dient - in einer besonders kompakten Ausführungsform - eine Umfangswand der Beschichtungskammer als Teil einer ersten Elektrode und die Haltevorrichtung und/oder mindestens eine elektrisch gegenüber der Beschichtungskammer isolierte, stabförmige Lanze als Teil einer zweiten Elektrode. Wenn die Haltevorrichtung als zweite Elektrode dient, erstreckt sich die zweite Elektrode dabei über die Haltevorrichtung auch auf die zylinderförmigen Bauteile selbst. Zur Erzeugung eines Plasmas ist eine Plasmaquelle vorgesehen, bevorzugt eine RF-Plasmaquelle, welche in elektrisch leitender Verbindung mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode steht.In particular, in connection with a plasma-assisted coating serves - in a particularly compact embodiment - a peripheral wall of the coating chamber as part of a first electrode and the holding device and / or at least one electrically opposite the coating chamber, rod-shaped lance as part of a second electrode. If the holding device serves as a second electrode, the second electrode also extends over the holding device to the cylindrical components themselves. To generate a plasma, a plasma source is provided, preferably an RF plasma source, which is in electrically conductive connection with the first electrode and the second electrode is.

Die erfindungsgemäße Anordnung lässt sich besonders flexibel handhaben, wenn das Gaseinleitungssystem mehrere über die Höhe und/oder Breite der Beschichtungskammer verteilte Gaseinlassöffnungen aufweist, wobei eine Steuerung zur bedarfsweisen Aktivierung und Deaktivierung bestimmter Gaseinlassöffnungen vorgesehen ist. Die Steuerung kann dabei mechanisch und/oder elektronisch erfolgen. Je nach Größe bzw. Durchmesser der zu beschichtenden zylinderförmigen Bauteile können diejenigen Gasaustrittsöffnungen aktiviert werden, welche erforderlich sind, um einen Gasaustritt jeweils konzentrisch zu den zu beschichtenden zylinderförmigen Bauteilen zu erzielen. Alle übrigen Gasaustrittsöffnungen können dann deaktiviert sein.The arrangement according to the invention can be handled in a particularly flexible manner if the gas introduction system has a plurality of gas inlet openings distributed over the height and / or width of the coating chamber, with control being provided for activation and deactivation of specific gas inlet openings as required. The control can be done mechanically and / or electronically. Depending on the size or diameter of the cylindrical components to be coated, those gas outlet openings which are required to achieve a gas outlet in each case concentrically with the cylindrical components to be coated can be activated. All other gas outlet openings can then be deactivated.

Alternativ oder in Ergänzung dazu kann auch die Haltevorrichtung derart ausgebildet sein, dass die einzelnen Etagen und/oder Reihen, in welchen die Bauteile angeordnet sind, je nach Größe bzw. Durchmesser der Bauteile relativ zu dem Gaseinlasssystem verstellbar sind. In diesem Fall ermöglicht auch die Haltevorrichtung eine Anpassung der Reihen von Bauteilen derart, dass die jeweiligen Gaseinlassöffnungen konzentrisch zu den jeweiligen Reihen von Bauteilen angeordnet sind.Alternatively or in addition to this, the holding device can also be designed such that the individual levels and / or rows in which the components are arranged, depending on the size or diameter of the components relative to the gas inlet system are adjustable. In this case, the holding device allows an adaptation of the rows of components such that the respective gas inlet openings are arranged concentrically to the respective rows of components.

Es kann eine optionale Spannvorrichtung vorgesehen sein, mit welcher in Axialrichtung in einer Reihe hintereinander angeordnete Bauteile jeweils mit ihren aneinander angrenzenden Stirnseiten aneinander gepresst werden, um einen verbesserten Reihenverbund zu erzielen. Als Spannvorrichtung können insbesondere jeweils mindestens zwei Spannelemente dienen, welche in Axialrichtung relativ zueinander verfahrbar sind. Vorzugsweise werden die jeweils äußersten Bauteile mit Hilfe der Spannelemente derart aufeinander zu verspannt, dass jeweils eine Reihe axial hintereinander angeordneter Bauteile zu einer hohlzylindrischen „Hülse“ verspannt sind. Dabei sind die Spannelemente bevorzugt derart ausgelegt, dass eine stirnseitige Eintrittsöffnung für eine Lanze und/oder über eine Gaseinlassöffnung einströmendes Gas frei bleibt.An optional tensioning device may be provided, with which in the axial direction in a series of successively arranged components are each pressed together with their abutting end faces together to achieve an improved series connection. In particular, in each case at least two clamping elements which can be moved relative to one another in the axial direction can serve as the clamping device. Preferably, the outermost components are clamped to one another with the aid of the clamping elements in such a way that in each case a series of axially successively arranged components are braced to form a hollow cylindrical "sleeve". In this case, the clamping elements are preferably designed such that an end-side inlet opening for a lance and / or gas flowing in via a gas inlet opening remains free.

Wie bereits erwähnt, können jeweils zwischen zwei benachbarten Bauteilen Stützhülsen eingesetzt werden, um die Bauteile in Querrichtung zueinander auch dann ausreichend zu stabilisieren, wenn mittels der Spannvorrichtung eine in Axialrichtung wirkende Spannkraft auf eine Reihe ausgeübt wird.As already mentioned, support sleeves can be used in each case between two adjacent components in order to sufficiently stabilize the components in the transverse direction, even when an axial force is exerted on a row by means of the clamping device.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Beschichtung von Innenflächen von zylinderförmigen Bauteilen in einer Beschichtungskammer, insbesondere zur Beschichtung von Zylinderlaufbahnen von Zylinderrohren von Brennkraftmaschinen. Die Beschichtungskammer weist eine nach außen abdichtende Umfangswand auf, wobei Gas von einer Einlassseite über mindestens eine Gaseinlassöffnung in die Beschichtungskammer eingeleitet wird und an einer gegenüberliegenden Auslassseite über mindestens eine Gasaustrittsöffnung aus der Beschichtungskammer austritt. In der Beschichtungskammer werden eine Vielzahl von Bauteilen angeordnet und zur Beschichtung wird ein Druckgradient zwischen der Gaseinlassöffnung und der Gasaustrittsöffnung erzeugt, wobei der Druck im Bereich der Gaseinlassöffnung zwischen 1,1 und 100 mal höher ist, bevorzugt zwischen 1,1 Mal und 10 Mal höher, als im Bereich der Gasaustrittsöffnung. Die Druckdifferenz zwischen der Gaseinlassöffnung und der Gasaustrittsöffnung liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 50 Pa bis 500 Pa.The invention further relates to a method for coating inner surfaces of cylindrical components in a coating chamber, in particular for coating cylinder liners of cylinder tubes of internal combustion engines. The coating chamber has an outwardly sealing peripheral wall, wherein gas is introduced from an inlet side via at least one gas inlet opening into the coating chamber and exits at least one gas outlet opening from the coating chamber on an opposite outlet side. In the coating chamber, a plurality of components are arranged and for coating a pressure gradient between the gas inlet opening and the gas outlet opening is generated, wherein the pressure in the region of the gas inlet opening between 1.1 and 100 times higher, preferably between 1.1 times and 10 times higher , as in the area of the gas outlet. The pressure difference between the gas inlet opening and the gas outlet opening is preferably in the range of 50 Pa to 500 Pa.

Mit einem derartigen Druckgradienten von der Einlassseite zu der Auslassseite kann eine gerichtete Gasströmung erzielt werden, die durch eine Vielzahl von hintereinander angeordneten zylinderförmigen Bauteilen strömt. Eine solche gerichtete Strömung ist insbesondere in Verbindung mit wie vorstehend beschriebenen Anordnungen von Vorteil, vor allem in Verbindung mit Anordnungen, bei welchen sich mehrere Gaseinlassöffnungen entlang einer Seite einer Beschichtungskammer erstrecken und mindestens eine Gasaustrittsöffnung auf der gegenüberliegenden Seite der Beschichtungskammer angeordnet ist. Mittels des Druckgefälles wird - insbesondere in diesem Fall - eine homogene Verteilung des Gases und damit eine homogene Schichtdicke über sämtliche in Axialrichtung hintereinander angeordnete zylinderförmige Bauteile realisiert. Insbesondere kann mit diesem Verfahren die Beschichtung von zylinderförmigen Bauteilen in einer wie oben beschriebenen Anordnung in einer Beschichtungskammer erfolgen.With such a pressure gradient from the inlet side to the outlet side, it is possible to achieve a directed gas flow which flows through a multiplicity of cylindrical components arranged one behind the other. Such directed flow is particularly advantageous in connection with arrangements as described above, especially in conjunction with arrangements in which a plurality of gas inlet openings extend along one side of a coating chamber and at least one gas outlet opening is disposed on the opposite side of the coating chamber. By means of the pressure gradient is - especially in this case - realized a homogeneous distribution of the gas and thus a homogeneous layer thickness over all in the axial direction one behind the other arranged cylindrical components. In particular, this process can be used to coat cylindrical components in an arrangement as described above in a coating chamber.

Ein Verfahren zur Beschichtung von zylinderförmigen Bauteilen kann insbesondere folgende konkreten Verfahrensschritte umfassen:

  1. a) Relatives Anordnen von zu beschichtenden zylinderförmigen Bauteilen in der Beschichtungskammer;
  2. b) Evakuieren der Beschichtungskammer mit mindestens einer an der Auslassseite der Beschichtungskammer angeordneten Pumpe bis zu einem mittleren Kammerdruck pm zwischen 20 Pa bis 1000 Pa, vorzugsweise 50 Pa bis 500 Pa;
  3. c) Einstellen einer Temperatur in der Beschichtungskammer in einem Bereich zwischen 100°C und 300°C, vorzugsweise zwischen 180°C und 250°C;
  4. d) Einleiten von kohlenstoffhaltigem Gas in die Beschichtungskammer über ein an der Einlassseite angeordnetes Gaseinleitungssystem, insbesondere Einleiten von methanhaltigem Gas in die Beschichtungskammer über ein an der Einlassseite angeordnetes Gaseinleitungssystem;
  5. e) Erzeugung eines Plasmas in der Beschichtungskammer mittels einer Plasmaquelle;
  6. f) Abscheiden einer DLC-Schicht (diamond-like-carbon) mit einer Dicke zwischen 0,1 µm und 40 µm, bevorzugt zwischen 0,1 µm und 20 µm, auf den Innenflächen der Bauteile;
  7. g) Abschalten der Plasmaquelle, Schließen des Gaseinleitungssystems oder Einleitung eines Gases zur Kühlung, vorzugsweise Stickstoff, Einstellen einer vorgegebenen Abkühltemperatur.
A method for coating cylindrical components may comprise in particular the following concrete method steps:
  1. a) Relative arranging to be coated cylindrical components in the coating chamber;
  2. b) evacuating the coating chamber with at least one pump arranged on the outlet side of the coating chamber up to a mean chamber pressure p m between 20 Pa to 1000 Pa, preferably 50 Pa to 500 Pa;
  3. c) setting a temperature in the coating chamber in a range between 100 ° C and 300 ° C, preferably between 180 ° C and 250 ° C;
  4. d) introducing carbonaceous gas into the coating chamber via a gas inlet system arranged on the inlet side, in particular introducing methane-containing gas into the coating chamber via a gas inlet system arranged on the inlet side;
  5. e) generating a plasma in the coating chamber by means of a plasma source;
  6. f) depositing a DLC (diamond-like-carbon) layer having a thickness between 0.1 μm and 40 μm, preferably between 0.1 μm and 20 μm, on the inner surfaces of the components;
  7. g) switching off the plasma source, closing the gas inlet system or introducing a gas for cooling, preferably nitrogen, setting a predetermined cooling temperature.

Bei Schritt a) werden die zylinderförmigen Bauteile optional auf einer Haltevorrichtung in Form eines Regalsystems angeordnet. Eine derartige Haltevorrichtung kann außerhalb der Beschichtungskammer bestückt werden und vollständig in die Beschichtungskammer eingefahren werden. Insbesondere kann das Ein- und Ausfahren über eine Art Schleuse realisiert werden, so dass ein vollständiges Belüften der Beschichtungskammer durch längeres Öffnen vermieden und die Zeit des späteren Evakuierens kurz gehalten werden kann. Mittels einer Haltevorrichtung, auf der die zylinderförmigen Bauteile angeordnet sind, kann eine große Anzahl von Bauteilen in der Beschichtungskammer beschichtet werden. Insbesondere können die Bauteile derart angeordnet werden, dass diese in Axialrichtung hintereinanderliegend in einer Reihe angeordnet sind. Für die Beschichtung kann dabei eine Umfangswand der Beschichtungskammer als eine erste Elektrode dienen, während die Bauteile gemeinsam mit einer Haltevorrichtung, auf welcher die Bauteile angeordnet sind, als zweite Elektrode dienen.In step a), the cylindrical components are optionally arranged on a holding device in the form of a shelving system. Such a holding device can be equipped outside the coating chamber and be completely retracted into the coating chamber. In particular, the retraction and extension can be realized via a kind of lock, so that a complete venting of the coating chamber avoided by prolonged opening and the time of the subsequent evacuation can be kept short. By means of a holding device, on which the cylindrical components are arranged, a large number of components can be coated in the coating chamber. In particular, the components can be arranged such that they are arranged one behind the other in the axial direction in a row. For the coating, a peripheral wall of the coating chamber can serve as a first electrode, while the components together with a holding device, on which the components are arranged, serve as a second electrode.

Alternativ kann auch eine Beschichtungskammer derart als Ganzes oder in Teilelementen verfahrbar ausgebildet sein, dass die relative Anordnung gemäß Schritt a) durch Bewegen der Beschichtungskammer oder Bewegen einzelner Teilelemente der Beschichtungskammer die Beschichtungskammer um das Regalsystem positioniert wird, beispielsweise durch Positionieren des Regalsystems auf dem Boden der Kammer und durch glockenartiges Aufsetzen (Überstülpen) der Seitenwände und der Deckwand der Kammer.Alternatively, a coating chamber can also be embodied such that it can be moved as a whole or in subelements so that the relative arrangement in step a) is positioned around the shelving system by moving the coating chamber or moving individual subelements of the coating chamber, for example by positioning the shelving system on the bottom of the shelf system Chamber and by bell-like putting (slipping) of the side walls and the top wall of the chamber.

Eine DLC-Beschichtung, insbesondere für Zylinderrohre von Brennkraftmaschinen, hat sich als besonders verschleißbeständig und somit langlebig erwiesen. Zudem weisen DLC-Beschichtungen sehr niedrige Reibungszahlen/Reibungskoeffizienten in Verbrennungsmotoren auf und leisten somit einen wichtigen Beitrag, um den Kraftstoffverbrauch der Motoren und damit auch die CO2-Emissionen zu reduzieren. Vorzugsweise werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren DLC-Schichten mit einer Härte von 15 bis 40 GPa erzeugt, bevorzugt mit einer Härte von 18 bis 30 GPa (jeweils ermittelt durch Nanoindentation). Der Elastizitätsmodul der abgeschiedenen Schichten liegt vorzugsweise zwischen 100 und 300 GPa, besonders bevorzugt zwischen 160 und 250 GPa.A DLC coating, especially for cylinder tubes of internal combustion engines, has proven to be particularly resistant to wear and thus durable. In addition, DLC coatings have very low friction coefficients in combustion engines and thus make an important contribution to reducing the fuel consumption of the engines and thus also the CO2 emissions. DLC layers having a hardness of 15 to 40 GPa, preferably having a hardness of 18 to 30 GPa (each determined by nanoindentation), are preferably produced by the process according to the invention. The elastic modulus of the deposited layers is preferably between 100 and 300 GPa, more preferably between 160 and 250 GPa.

Vor der Beschichtung der Innenflächen werden die zylinderförmigen Bauteile vorzugsweise gereinigt. Dabei hat sich, insbesondere zur Entfernung von Ölrückständen eines Honungsvorgangs, folgende Reinigung als besonders effizient erwiesen: Tauchreinigung der Bauteile in einer wässrigen Seifenlösung, gegebenenfalls mit Ultraschallunterstützung (ggf. erhöhten Temperaturen, vorzugsweise zwischen 60°C und 90°C), anschließende chemische Reinigung (ggf. ebenfalls zusätzlich mit Ultraschall und bei erhöhten Temperaturen bis zu 200°C) in einer Vakuumkammer und Trocknen mittels Vakuumtrocknen und Ausgasen der Bauteile.Before the coating of the inner surfaces, the cylindrical components are preferably cleaned. In this case, in particular for the removal of oil residues of a honing process, the following cleaning has proven to be particularly efficient: immersion cleaning of the components in an aqueous soap solution, optionally with ultrasonic support (possibly elevated temperatures, preferably between 60 ° C and 90 ° C), followed by dry cleaning (possibly also in addition with ultrasound and at elevated temperatures up to 200 ° C) in a vacuum chamber and drying by means of vacuum drying and outgassing of the components.

Zur Erzeugung eines Härtegradienten über die abgeschiedene Schicht und um die Haftung der abgeschiedenen Schicht (insbesondere einer DLC-Schicht) zu verbessern, kann vor Schritt b) optional mindestens eine Zwischenschicht abgeschieden werden. Als Zwischenschicht wird vorzugsweise eine Siliziumschicht und/oder eine Siliziumcarbidschicht abgeschieden. Die Siliziumschicht und/oder die Siliziumcarbidschicht wird in einem Temperaturbereich zwischen 300°C und 400°C abgeschieden, bei einem mittleren Kammerdruck von 50 Pa und 500 Pa. Die Dicke der Schichten wird vorzugsweise jeweils zwischen 0,1 µm und 5 µm erzeugt. Eine Zwischenschicht kann auch einen Härtegradienten und/oder einen Elastizitätsmodul-Gradienten innerhalb der Zwischenschicht aufweisen. Alternativ oder in Ergänzung können entsprechende Gradienten vom Substrat über die mindestens eine Zwischenschicht bis zur obersten/innersten DLC-Schicht des Bauteils vorgesehen sein.In order to produce a hardness gradient over the deposited layer and to improve the adhesion of the deposited layer (in particular a DLC layer), optionally at least one intermediate layer can be deposited before step b). As the intermediate layer, a silicon layer and / or a silicon carbide layer is preferably deposited. The silicon layer and / or the silicon carbide layer is deposited in a temperature range between 300 ° C and 400 ° C, at a mean chamber pressure of 50 Pa and 500 Pa. The thickness of the layers is preferably generated in each case between 0.1 μm and 5 μm. An intermediate layer may also have a hardness gradient and / or a Young's modulus gradient within the intermediate layer. Alternatively or in addition, corresponding gradients can be provided from the substrate via the at least one intermediate layer to the uppermost / innermost DLC layer of the component.

Die Härte der Innenflächen der zylinderförmigen Bauteile beträgt üblicherweise zwischen 3 und 9 GPa (ermittelt durch Nanoindentation) und der Elastizitätsmodul zwischen 170 und 210 GPa. Die eine oder mehreren Zwischenschichten weisen bevorzugt eine Härte von 9 bis 30 GPa (ermittelt durch Nanoindentation), vorzugsweise zwischen 9 bis 15 GPa, und ein Elastizitätsmodul zwischen 100 bis 700 GPa auf, vorzugsweise zwischen 130 und 250 GPa. Insgesamt soll ein Härtegradient mit einer von der Innenfläche in radialer Richtung zur Mittelachse hin zunehmenden Härte erzeugt werden. The hardness of the inner surfaces of the cylindrical components is usually between 3 and 9 GPa (determined by nanoindentation) and the elastic modulus between 170 and 210 GPa. The one or more intermediate layers preferably have a hardness of 9 to 30 GPa (determined by nanoindentation), preferably between 9 to 15 GPa, and a modulus of elasticity between 100 to 700 GPa, preferably between 130 and 250 GPa. Overall, a hardness gradient is to be generated with a hardness increasing from the inner surface in the radial direction to the central axis.

Optional kann auch zusätzlich noch eine weichere Oberschicht (die innerste Beschichtung in dem zylinderförmigen Bauteil) als eine Art Opferschicht über der härtesten Schicht vorgesehen sein, um die Einlaufphase eines Verbrennungsmotors zu unterstützen bzw. die geometrische/topografische Anpassung der im Motor aneinander reibenden Oberflächen (Kolben/Zylinder bzw. Kolbenring/Zylinder) zu verbessern.Optionally, a softer upper layer (the innermost coating in the cylindrical component) may additionally be provided as a kind of sacrificial layer over the hardest layer in order to support the running-in phase of an internal combustion engine or the geometric / topographical adaptation of the surfaces rubbing against one another in the engine (piston / Cylinder or piston ring / cylinder) to improve.

Ergänzend können die Innenflächen vor der Beschichtung in einem Nitrierschritt mittels Ammoniak (im Falle einer Gasnitrierung), einem Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch (im Falle einer Plasmanitrierung in Verbindung mit einem Plasma) oder anderen Stickstoff und/oder Kohlenstoff (z.B. beim Carburieren oder Nitrocarburieren) abgebenden Atmosphären, gehärtet werden. Bei einer Gasnitrierung werden Ammoniak oder andere Stickstoff und/oder Kohlenstoff abgebende Atmosphären in die Beschichtungskammer bei einer Temperatur von 400°C bis 600°C und einem mittleren Kammerdruck pm von 50 Pa bis 600 Pa in die Beschichtungskammer eingeleitet. Für eine Plasmanitrierung sind Temperaturen von 300°C bis 600°C geeignet. Plasmanitrieren ohne Verbindungsschicht ist zu bevorzugen, um später eine besonders gute Haftung der Beschichtung zu erzielen.In addition, the inner surfaces may be precoated in a nitriding step using ammonia (in the case of gas nitriding), a nitrogen-hydrogen mixture (in the case of plasma nitriding in conjunction with a plasma) or other nitrogen and / or carbon (eg carburizing or nitrocarburizing). releasing atmospheres, to be cured. In gas nitriding, ammonia or other nitrogen and / or carbon emitting atmospheres are introduced into the coating chamber at a temperature of 400 ° C to 600 ° C and a mean chamber pressure p m of 50 Pa to 600 Pa in the coating chamber. Temperatures from 300 ° C to 600 ° C are suitable for plasma nitriding. Plasma nitriding without bonding layer is to be preferred in order to achieve a particularly good adhesion of the coating later.

Die Schichteigenschaften, insbesondere die Härte und der Elastizitätsmodul, können einen gradientenförmigen Verlauf von der untersten Schicht zu der obersten Schicht aufweisen, insbesondere derart, dass die Härte innerhalb einer Schicht und/oder von der untersten zur obersten Schicht kontinuierlich ansteigt. Dabei können entweder sehr geringe Unterschiede angestrebt werden, so dass sich ein quasi stufenloser Übergang ergibt, oder es können bewusst Härteschritte mit erkennbar gestuftem Übergang erzeugt werden.The layer properties, in particular the hardness and the modulus of elasticity, can have a gradient-shaped course from the lowermost layer to the uppermost layer, in particular such that the hardness increases continuously within one layer and / or from the lowest to the uppermost layer. In this case, either very small differences can be sought, so that there is a quasi-continuous transition, or it can be deliberately hardened steps are generated with recognizable stepped transition.

Optional kann nach Schritt b) auch ein Gas eingeleitet werden (z.B. Argon oder Stickstoff) und ein Plasma gezündet werden, welches die zu beschichtenden Oberflächen reinigt und beispielsweise von Oxidschichten befreit. Einige Nanometer der Oberfläche (insbesondere 1-100 nm) können so abgetragen werden (durch in-situ sputter-Reinigung), um eine ideale Haftung zwischen der späteren Beschichtung und dem Substrat sicherzustellen. Zudem könnten sich die Zylinder durch die Plasmareinigung auf die gewünschte Temperatur aufheizen.Optionally, after step b), a gas may also be introduced (e.g., argon or nitrogen) and a plasma ignited which cleans the surfaces to be coated and removes, for example, oxide layers. A few nanometers of the surface (in particular 1-100 nm) can thus be removed (by in-situ sputter cleaning) to ensure ideal adhesion between the subsequent coating and the substrate. In addition, the cylinders could heat up by the plasma cleaning to the desired temperature.

Zu Schritt f) wird angemerkt, dass die DLC-Schicht sowohl graphitische Bindungen des Typs sp2 als auch Diamand-Bindungen des Typs sp3 sowie eine Mischung daraus aufweisen kann. Die Anteile der jeweiligen Bindungen können dabei variabel zwischen 0% und 100% liegen. Der Vollständigkeit halber wird ferner darauf hingewiesen, dass beim Einsatz von Methan auch immer Wasserstoff in der Schicht enthalten ist. Dies wäre jedoch für die beabsichtigte Anwendung nicht unbedingt erforderlich.Regarding step f), it is noted that the DLC layer may have both sp2-type graphitic bonds and sp3-type diamond bonds as well as a mixture thereof. The proportions of the respective bonds can be variably between 0% and 100%. For the sake of completeness, it is further pointed out that when using methane, hydrogen is always present in the layer. However, this would not be necessary for the intended application.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt mindestens in Verfahrensschritt f) die Einleitung der Gase pulsiert. Mittels einer gepulsten Gaseinleitung kann ebenfalls erzielt werden, dass das Gas sämtliche in Axialrichtung hintereinander angeordnete Bauteile erreicht. Vorzugsweise kann die Einleitung der Gase mit Pulsen unterschiedlicher Drücke erfolgen, so dass beispielsweise erste Gaspulse mit niedrigem Druck in die Kammer eingeleitet werden und somit eine Beschichtung von Bauteilen benachbart zu dem Gaseinlasssystem erzielt wird. Mit fortlaufendem Prozess kann die Einleitung der Gase mit einem höheren Druck erfolgen, um von der Einlassseite weiter beabstandete Bauteile zu beschichten.In a further practical embodiment of a method according to the invention, the introduction of the gases is pulsed at least in method step f). By means of a pulsed gas inlet can also be achieved, that the gas reaches all arranged axially one behind the other components. Preferably, the introduction of the gases can be carried out with pulses of different pressures, so that, for example, first gas pulses are introduced at low pressure into the chamber and thus a coating of components adjacent to the gas inlet system is achieved. As the process progresses, the gases may be introduced at a higher pressure to coat components spaced from the inlet side.

Eine gepulste Gaseinleitung kann nur während der Beschichtung oder auch nur während eines etwaigen Nitrierschrittes erfolgen. Hinsichtlich einer gepulsten Einleitung wird auch darauf verwiesen, dass eine kontinuierliche Gaseinleitung erfolgen kann, die mit Gaspulsen überlagert wird. Eine gepulste Einleitung von Gasen kann auch nur nach einer jeweiligen Beschichtung zum Spülen der Beschichtungskammer oder zum Abkühlen angewendet werden.A pulsed gas introduction can only take place during the coating or only during any nitriding step. With regard to a pulsed introduction, it is also referred to that a continuous gas introduction can take place, which is superimposed with gas pulses. A pulsed introduction of gases can also be applied only after a respective coating for rinsing the coating chamber or for cooling.

Eine gepulte Gaseinleitung kann insbesondere mittels einer Kolbenpumpe erzeugt werden und/oder durch sich periodisch öffnende und schließende Gaseinlassöffnungen und/oder mittels Gasinjektoren, ähnlich einem Piezoeinspritzsystem. Als vorteilhaft werden Gaspulse in Frequenzen in einem Bereich von 1 mal pro Verfahrensschritt (z.B. mit Beginn des Abscheidens einer neuen Schicht wird einmalig ein Puls abgegeben) bis 1 GHz betrachtet, vorzugsweise von 0,1 Hz bis 100 Hz. Dabei erstreckt sich die Länge eines Gaspulses vorzugsweise über eine Länge zwischen 1 ns und der Länge eines Prozessschrittes, vorzugsweise zwischen 0,01 s und 1 s.A pulsed gas inlet can be generated in particular by means of a piston pump and / or by periodically opening and closing gas inlet openings and / or by means of gas injectors, similar to a piezo injection system. Advantageously, gas pulses at frequencies in a range of 1 time per process step (eg, when a new layer is deposited, a pulse is emitted once) are considered to be 1 GHz, preferably from 0.1 Hz to 100 Hz Gas pulses preferably over a length of between 1 ns and the length of a process step, preferably between 0.01 s and 1 s.

Pro Puls beträgt der Druck vorzugsweise ca. 100,1% bis 10.000% des Druckes an der Einlassseite bzw. im Bereich der Einlassöffnungen, vorzugsweise 110% bis 200%. Der Druckverlauf eines Pulses kann dabei gaußförmig, rechteckig, dreieckig, sinusartig, sägezahnartig oder in einer Kombination der vorstehenden Formen ausgebildet sein.Per pulse, the pressure is preferably about 100.1% to 10,000% of the pressure at the inlet side or in the region of the inlet openings, preferably 110% to 200%. The pressure curve of a pulse can be Gaussian, rectangular, triangular, sinusoidal, sawtooth-shaped or formed in a combination of the above forms.

Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

  • 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit zylinderförmigen Bauteilen und einer Beschichtungskammer in einer schematischen Darstellung,
  • 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit zylinderförmigen Bauteilen und einer Beschichtungskammer in einer schematischen Darstellung,
  • 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit zylinderförmigen Bauteilen und einer Beschichtungskammer in einer schematischen Darstellung,
  • 4 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit zylinderförmigen Bauteilen und einer Beschichtungskammer in einer schematischen Darstellung,
  • 5 eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit zylinderförmigen Bauteilen und einer Beschichtungskammer in einer schematischen Darstellung,
  • 6 zylinderförmige Bauteile mit einer ersten Variante einer hineinragenden Lanze in einer perspektivischen Seitenansicht,
  • 7 die Anordnung aus 6 in einer Schnittdarstellung gemäß Linie VII-VII,
  • 8 zylinderförmige Bauteile mit einer zweiten Variante einer hineinragenden Lanze in einer perspektivischen Seitenansicht,
  • 9 zylinderförmige Bauteile mit einer dritten Variante einer hineinragenden Lanze in einer perspektivischen Seitenansicht,
  • 10 zylinderförmige Bauteile mit einer vierten Variante einer hineinragenden Lanze in einer perspektivischen Seitenansicht, und
  • 11 zylinderförmige Bauteile mit einer Spannvorrichtung in einer perspektivischen Seitenansicht.
Further practical embodiments of the invention are described below in conjunction with the drawings. Show it:
  • 1 a first embodiment of an inventive arrangement with cylindrical components and a coating chamber in a schematic representation,
  • 2 A second embodiment of an inventive arrangement with cylindrical components and a coating chamber in a schematic representation,
  • 3 A third embodiment of an inventive arrangement with cylindrical components and a coating chamber in a schematic representation,
  • 4 A fourth embodiment of an inventive arrangement with cylindrical components and a coating chamber in a schematic representation,
  • 5 a fifth embodiment of an inventive arrangement with cylindrical components and a coating chamber in a schematic representation,
  • 6 cylindrical components with a first variant of a protruding lance in a perspective side view,
  • 7 the arrangement 6 in a sectional view according to line VII-VII,
  • 8th cylindrical components with a second variant of a protruding lance in a perspective side view,
  • 9 cylindrical components with a third variant of a protruding lance in a perspective side view,
  • 10 cylindrical components with a fourth variant of a projecting lance in a perspective side view, and
  • 11 cylindrical components with a clamping device in a perspective side view.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung mit mehreren zylindrischen Bauteilen 10 in einer Beschichtungskammer 12 schematisch dargestellt. Vorliegend sind exemplarisch nur fünf Bauteile 10 mit Bezugszeichen versehen, wobei diese fünf Bauteile 10 in einer Reihe hintereinander angeordnet sind. Die Beschichtungskammer 12 weist eine nach außen abdichtende Umfangswand 14 mit einer Bodenwand, einer Deckwand einer linken Seitenwand und einer rechten Seitenwand auf. Bei dieser Ausführungsform ist die rechte Seitenwand insoweit als Einlassseite 16 vorgesehen, als sich entlang der rechten Seitenwand innerhalb der Beschichtungskammer 12 ein Gaseinleitungssystem 18 mit mehreren Gaseinlassöffnungen 20 erstreckt, wobei die Gaseinlassöffnungen 20 über die Höhe der Beschichtungskammer 12 verteilt angeordnet sind. In der gezeigten Ausführungsform ist das Gaseinleitungssystem 18 mit zwei Gasquellen 22 strömungsleitend verbunden. Es kann sich dabei entweder um Gasquellen für das gleiche Gas handeln oder um Gasquellen für verschiedene Gase, wobei verschiedene Gase insbesondere für verschiedene Beschichtungsvorgänge oder sonstige unterschiedliche Vorgänge genutzt werden können.In 1 is an inventive arrangement with several cylindrical components 10 in a coating chamber 12 shown schematically. In the present example, only five components 10 provided with reference numerals, these five components 10 arranged in a row one behind the other. The coating chamber 12 has an outwardly sealing peripheral wall 14 with a bottom wall, a top wall of a left side wall and a right side wall. In this embodiment, the right side wall is so far as the inlet side 16 provided as extending along the right side wall within the coating chamber 12 a gas introduction system 18 with several gas inlet openings 20 extends, wherein the gas inlet openings 20 over the height of the coating chamber 12 are arranged distributed. In the embodiment shown, the gas introduction system 18 with two gas sources 22 fluidically connected. These can be either gas sources for the same gas or gas sources for different gases, whereby different gases can be used in particular for different coating processes or other different processes.

Es kann auch nur eine Gasquelle vorgesehen sein, oder es können mehr als zwei Gasquellen vorgesehen sein.It can also be provided only one gas source, or it can be provided more than two gas sources.

Auf einer der Einlassseite 16 gegenüberliegenden Auslassseite 24, die sich in der in 1 gezeigten Ausführungsform entlang der linken Seitenwand erstreckt, sind mehrere Gasaustrittsöffnungen 26 in fluidaler Verbindung zu Pumpen 28 angeordnet.On one of the inlet side 16 opposite outlet side 24 who are in the in 1 shown embodiment along the left side wall extending, are a plurality of gas outlet openings 26 in fluid communication with pumps 28 arranged.

Die zylinderförmigen Bauteile 10 sind auf einer regalartigen Haltevorrichtung 30 angeordnet, wobei die Haltevorrichtung 30 vorliegend acht Etagen aufweist. In jeder Etage sind - in Axialrichtung betrachtet-jeweils fünf Bauteile 10 in einer Reihe hintereinander angeordnet. Nicht zu erkennen ist, dass sich in die Blattebene hinein noch weitere Reihen mit zylinderförmigen Bauteilen 10 erstrecken. Die Regale weisen insoweit auch eine sich in die Blattebene erstreckende Tiefe zur Anordnung mehrerer Reihen nebeneinander innerhalb einer Etage auf, insbesondere zur Anordnung von etwa 5 bis 10 Reihen nebeneinander je Etage.The cylindrical components 10 are on a shelf-like fixture 30 arranged, wherein the holding device 30 present eight floors. On each floor, viewed in the axial direction, there are five components each 10 arranged in a row one behind the other. It can not be seen that there are more rows of cylindrical components in the leaf level 10 extend. The shelves also have a depth extending in the sheet plane for arranging a plurality of rows next to each other within a floor, in particular for arranging about 5 to 10 rows next to each floor.

Die zu beschichtenden zylinderförmigen Bauteile 10 sind relativ zu den Gaseinlassöffnungen 20 derart auf der Haltevorrichtung 30 angeordnet, dass je eine stirnseitige Eintrittsöffnung 32 des jeweils am nächsten zum Gaseinleitungssystem 18 angeordneten Bauteils 10 in geringem Abstand zu einer korrespondierenden Gaseinlassöffnung 20 angeordnet ist. Dabei sind die Gaseinlassöffnungen 20 im Bereich der jeweiligen Mittelachse der Bauteile 10 und somit konzentrisch zu diesen Bauteilen 10 angeordnet.The cylindrical components to be coated 10 are relative to the gas inlet openings 20 such on the fixture 30 arranged, that ever an end-side inlet opening 32 each closest to the gas introduction system 18 arranged component 10 at a short distance to a corresponding gas inlet opening 20 is arranged. Here are the gas inlet openings 20 in the region of the respective center axis of the components 10 and thus concentric to these components 10 arranged.

Aus den Gaseinlassöffnungen 20 ausströmendes Gas strömt entlang des Pfeils G in die Eintrittsöffnungen 32 der jeweils am nächsten angeordneten Bauteile 10 und dann durch die jeweiligen Reihen der hintereinander angeordneten zylinderförmigen Bauteile 10 in axialer Richtung durch diese hindurch zu den korrespondierenden Gasaustrittsöffnungen 26. Die axiale Richtung der Strömung wird dabei durch die Pumpen 28 im Bereich der Auslassseite 24 erzeugt bzw. gefördert sowie dadurch, dass über die Höhe der linken Seitenwand hinweg mehrere Gasaustrittsöffnungen 26 vorgesehen sind. Mittels der Pumpen 28 wird ein Druckgefälle von der Einlassseite 16 zur der Auslassseite 24 erzeugt, so dass ein gerichteter Gasstrom entsteht. Der Druck ist dabei auf der Einlassseite 16 1,1 bis 10 mal höher als auf der Auslassseite 24. Durch das in Axialrichtung an den Innenflächen der Bauteile 10 vorbeiströmende Gas werden im Bereich der Innenflächen 34 der Bauteile 10 homogene Schichten abgeschieden.From the gas inlet openings 20 escaping gas flows along the arrow G in the inlet openings 32 each of the next arranged components 10 and then through the respective rows of successively arranged cylindrical components 10 in the axial direction therethrough to the corresponding gas outlet openings 26 , The axial direction of the flow is through the pumps 28 in the area of the outlet side 24 generated or promoted and in that over the height of the left side wall away a plurality of gas outlet openings 26 are provided. By means of the pumps 28 becomes a pressure gradient from the inlet side 16 to the outlet side 24 generated, so that a directed gas flow is generated. The pressure is on the inlet side 16 1.1 to 10 times higher than on the exhaust side 24 , By the axial direction on the inner surfaces of the components 10 Passing gas will be in the area of the inner surfaces 34 of the components 10 deposited homogeneous layers.

Zur Erzeugung eines Plasmas ist eine Spannungsquelle (nicht dargestellt) vorgesehen, wobei die Umfangswand 14 der Beschichtungskammer 12 einen Teil einer ersten Elektrode bildet und die Haltevorrichtung 30 mit den Bauteilen 10 einen Teil einer zweiten Elektrode bildet.To generate a plasma, a voltage source (not shown) is provided, wherein the peripheral wall 14 the coating chamber 12 forms a part of a first electrode and the holding device 30 with the components 10 forms part of a second electrode.

In einer nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform sind durch die zylinderförmigen Bauteile ragende Lanzen als zweite Elektrode ausgebildet und gegenüber der Beschichtungskammer elektrisch isoliert.In an alternative embodiment, not shown, projecting lances are formed by the cylindrical components as a second electrode and electrically insulated from the coating chamber.

In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind eine Vielzahl von zylinderförmigen Bauteilen 10 in Form von Zylinderrohren für Brennkraftmaschinen von PKW auf der Haltevorrichtung angeordnet. Solche Zylinderrohre weisen einen Außendurchmesser von 60 mm bis 110 mm auf, einen Innendurchmesser von 60 mm bis 100 mm, und eine Länge von 60 mm bis 120 mm auf.In the in 1 embodiment shown are a plurality of cylindrical components 10 arranged in the form of cylinder tubes for internal combustion engines of cars on the holding device. Such cylinder tubes have an outer diameter of 60 mm to 110 mm, an inner diameter of 60 mm to 100 mm, and a length of 60 mm to 120 mm.

Im Folgenden werden zur Beschreibung weiterer Ausführungsformen für identische oder zumindest funktionsgleiche Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet wie zur Beschreibung der ersten Ausführungsform in Verbindung mit 1.In the following, the same reference numerals are used to describe further embodiments of identical or at least functionally identical elements as for the description of the first embodiment in conjunction with 1 ,

Wie in Verbindung mit den 2 und 3 dargestellt, kann die in 1 dargestellte Beschichtungskammer 12 auch zur Beschichtung von zylinderförmigen Bauteilen 10 mit größeren Außenmaßen verwendet werden, denn in den 2 und 3 ist die Beschichtungskammer 12 aus in 1 mit einer anderen Haltevorrichtung 30 gezeigt. Die Bauteile weisen insbesondere einen größeren Durchmesser und eine größere Länge auf. In 2 und 4 sind Bauteile 10 in Form von Zylinderrohren für LKW dargestellt, die einen Außendurchmesser von 105 mm bis 160 mm, einen Innendurchmesser von 100 mm bis 150 mm und eine Länge von 200 mm bis 400 mm aufweisen können.As in connection with the 2 and 3 shown, the in 1 illustrated coating chamber 12 also for coating cylindrical components 10 be used with larger external dimensions, because in the 2 and 3 is the coating chamber 12 out in 1 with another holding device 30 shown. The components in particular have a larger diameter and a greater length. In 2 and 4 are components 10 represented in the form of cylinder tubes for trucks, which may have an outer diameter of 105 mm to 160 mm, an inner diameter of 100 mm to 150 mm and a length of 200 mm to 400 mm.

Die in 2 dargestellte Ausführungsform zeigt dabei ein modifizierbares Gaseinleitungssystem 18, bei dem bedarfsweise nur diejenigen Gaseinlassöffnungen 20 aktivierbar sind, die konzentrisch zu einer Eintrittsöffnung 32 eines Bauteils 10 angeordnet sind. Die außerhalb der Eintrittsöffnungen 32 angeordneten, gestrichelt dargestellten Gaseinlassöffnungen 20 sind in 2 deaktiviert. So kann - auch bei wechselnden Bauteilgrößen - ein konzentrischer Gaseinlass in die Bauteile 10 gewährleistet werden. Dadurch werden der Gasverbrauch reduziert und eine homogene Schichtabscheidung sichergestellt.In the 2 illustrated embodiment shows a modifiable gas introduction system 18 in which, if necessary, only those gas inlet openings 20 can be activated, concentric with an inlet opening 32 a component 10 are arranged. The outside of the entrance openings 32 arranged, shown in phantom gas inlet openings 20 are in 2 disabled. Thus, even with changing component sizes, a concentric gas inlet into the components 10 be guaranteed. This reduces gas consumption and ensures homogeneous layer separation.

In Verbindung mit 3 ist eine weitere Ausführungsform eines anpassbaren Gaseinleitungssystems 18 dargestellt, wobei hier jeweils auch die Haltevorrichtung 30 derart ausrichtbar ist, dass die Eintrittsöffnungen 32 der Bauteile 10 benachbart zu bestimmten Gaseinlassöffnungen 20 positioniert werden. Dazu kann die Haltevorrichtung 30 beispielsweise in Hochrichtung und/oder in Axialrichtung innerhalb der Beschichtungskammer 12 verfahren werden, um eine exakte relative Ausrichtung der Eintrittsöffnungen 32 zu den Gaseinlassöffnungen 20 zu ermöglichen. Die Haltevorrichtung 30 kann auch derart ausgebildet sein, dass der Abstand der Etagen zueinander einstellbar ist. Auch bei der in 3 gezeigten Ausführungsform kann eine Abschaltung von nicht benötigten Gaseinlassöffnungen 20 erfolgen. In der gezeigten Anordnung sind gestrichelt dargestellte Gaseinlassöffnungen 20 wiederum deaktiviert, um Gas nur im Bereich von Eintrittsöffnungen 32 ausströmen zu lassen.Combined with 3 is another embodiment of a customizable gas introduction system 18 shown, in which case also the holding device 30 is orientable such that the inlet openings 32 of the components 10 adjacent to certain gas inlet openings 20 be positioned. For this purpose, the holding device 30 for example, in the vertical direction and / or in the axial direction within the coating chamber 12 be moved to an exact relative orientation of the inlet openings 32 to the gas inlet openings 20 to enable. The holding device 30 can also be designed such that the distance between the floors is adjustable. Also at the in 3 Shown embodiment, a shutdown of unnecessary gas inlet openings 20 respectively. In the arrangement shown are shown in dashed lines gas inlet openings 20 turn off to gas only in the area of inlet openings 32 to let out.

4 und 5 zeigen eine vierte und eine fünfte Ausführungsform, wobei das Gaseinleitungssystem 18 jeweils mehrere Lanzen 36 aufweist. 4 and 5 show a fourth and a fifth embodiment, wherein the gas introduction system 18 several lances each 36 having.

Bei der in 4 dargestellten vierten Ausführungsform weist das Gaseinleitungssystem 18 für jede Reihe mit in Axialrichtung hintereinander angeordneten Bauteilen 10 eine Lanze 36 auf, die sich von der Einlassseite 16 aus durch die zylinderförmigen Bauteile 10 bis in das letzte Bauteil 10 der jeweiligen Reihe erstreckt. Die Lanzen 36 sind konzentrisch zu den Bauteilen 10 angeordnet und befinden sich somit im Bereich der jeweiligen Mittelachsen. In dieser Ausführungsform sind die Lanzen 36 fest mit dem Gaseinleitungssystem 18 der Beschichtungskammer 12 an der Einlassseite 16 verbunden. Beim Einfahren der Haltevorrichtung 30 müssen die Lanzen 36 daher gezielt in die Bauteile 10 eingeführt werden, um eine Beschädigung der Lanzen 36 und/oder der Bauteile 10 zu vermeiden.At the in 4 illustrated fourth embodiment, the gas introduction system 18 for each row with components arranged axially one behind the other 10 a lance 36 up, extending from the inlet side 16 out through the cylindrical components 10 to the last component 10 the respective row extends. The lances 36 are concentric to the components 10 arranged and are thus in the range of the respective central axes. In this embodiment, the lances 36 firmly with the gas introduction system 18 the coating chamber 12 on the inlet side 16 connected. When retracting the holding device 30 need the lances 36 therefore targeted in the components 10 be introduced to damage the lances 36 and / or the components 10 to avoid.

Bei der in 5 gezeigten fünften Ausführungsform sind die Lanzen 36 fest mit der Haltevorrichtung 30 verbunden. Die Lanzen 36 werden daher bei dieser Ausführungsform zusammen mit der hier in die Beschichtungskammer 12 ein- und ausfahrbaren Haltevorrichtung 30 in die Beschichtungskammer 12 eingebracht. Dies hat den Vorteil, dass die relative Anordnung der Bauteile 10 zu den Lanzen 36 außerhalb der Beschichtungskammer 12 erfolgen kann. Mittels einer Kopplungsvorrichtung 38 werden die Lanzen 36 dann innerhalb der Beschichtungskammer 12 nur noch mit dem Gaseinleitungssystem 18 verbunden.At the in 5 shown fifth embodiment, the lances 36 firmly with the holding device 30 connected. The lances 36 Therefore, in this embodiment, together with the here in the coating chamber 12 retractable and retractable holding device 30 in the coating chamber 12 brought in. This has the advantage that the relative arrangement of the components 10 to the lances 36 outside the coating chamber 12 can be done. By means of a coupling device 38 become the lances 36 then inside the coating chamber 12 only with the gas inlet system 18 connected.

Auch bei den in Verbindung mit den 4 und 5 beschriebenen Ausführungsformen wird jeweils mittels der Pumpen 28 ein Druckgefälle von der Einlassseite 16 zu der Auslassseite 24 erzeugt. Alternativ können auch an der Einlassseite 16 Pumpen 28 angeordnet werden, so dass auf der Einlassseite 16 und der Auslassseite 24 ein weitestgehend identischer Druck herrscht.Also in conjunction with the 4 and 5 described embodiments is in each case by means of the pump 28 a pressure gradient from the inlet side 16 to the outlet side 24 generated. Alternatively, also on the inlet side 16 pump 28 be arranged so on the inlet side 16 and the outlet side 24 a largely identical pressure prevails.

Im Folgenden werden im Zusammenhang mit den 6 bis 10 weitere Varianten von Lanzen 36 beschrieben, die in Beschichtungskammern 12 für erfindungsgemäße Anordnungen eingesetzt werden können.The following are related to the 6 to 10 other variants of lances 36 described in coating chambers 12 can be used for inventive arrangements.

In 6 und 7 ist eine erste Variante einer Lanze 36 dargestellt, die sich durch fünf hintereinander angeordnete Bauteile 10 erstreckt. Gas tritt von der rechten Seite in die Lanze 36 ein. Gaseinlassöffnungen 20 sind in Form von Düsen 40 ausgebildet. In Umfangsrichtung der Lanze 36 verteilt sind jeweils mehrere (hier vier) Düsen 40 angeordnet, so dass eine gleichmäßige Beschichtung in Umfangsrichtung der Innenflächen 34 der Bauteile 10 erfolgt. In Axialrichtung betrachtet sind je Bauteil 10 die über den Umfang verteilten vier Düsen 40 jeweils mittig angeordnet.In 6 and 7 is a first variant of a lance 36 represented by five components arranged one behind the other 10 extends. Gas enters the lance from the right side 36 one. Gas inlet openings 20 are in the form of nozzles 40 educated. In the circumferential direction of the lance 36 in each case several (here four) nozzles are distributed 40 arranged so that a uniform coating in the circumferential direction of the inner surfaces 34 of the components 10 he follows. Viewed in the axial direction are per component 10 the four nozzles distributed over the circumference 40 each centered.

In 8 ist eine weitere Variante einer Lanze 36 mit exemplarischen weiteren geometrischen Gestaltungen von Gaseinlassöffnungen 20 dargestellt, die einzeln oder in Kombination jeweils an allen Lanzen 36 ausgebildet sein können. Die Gaseinlassöffnungen 20 können - wie an der Lanze 36 im Bereich des ersten und des zweiten Bauteils 10 von rechts gezeigt - als eine kreisförmige Öffnung 42 oder als mehrere kreisförmigen Öffnungen 42 ausgebildet sein.In 8th is another variant of a lance 36 with exemplary further geometric designs of gas inlet openings 20 shown individually or in combination on each lance 36 can be trained. The gas inlet openings 20 can - as at the lance 36 in the region of the first and the second component 10 shown from the right - as a circular opening 42 or as multiple circular openings 42 be educated.

Die Gaseinlassöffnung 20 kann - wie an der Lanze 36 im Bereich des mittleren Bauteils 10 gezeigt - ein sich über einen Großteil der Länge des Bauteils 10 in Axialrichtung erstreckender Schlitz 44 sein. Die Gaseinlassöffnung 20 kann - wie an der Lanze 36 im Bereich des zweiten Bauteils 10 von links gezeigt - ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Schlitz 46 sein. Oder es können - wie an der Lanze 36 im Bereich des linken Bauteils gezeigt - mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende Schlitze 46 innerhalb eines Bauteils 10 vorgesehen sein.The gas inlet opening 20 can - as at the lance 36 in the area of the middle component 10 shown - over a majority of the length of the component 10 axially extending slot 44 be. The gas inlet opening 20 can - as at the lance 36 in the region of the second component 10 shown from the left - a circumferentially extending slot 46 be. Or it can - like on the lance 36 in the region of the left component - a plurality of circumferentially extending slots 46 within a component 10 be provided.

Um einer abnehmenden und/oder zunehmenden Reaktionsfähigkeit der Gasströmung in Richtung der Auslassseite 24 und/oder unterschiedlichen Druckverhältnissen innerhalb der Beschichtungskammer 12 Rechnung zu tragen, kann der Querschnitt der Gaseinlassöffnungen 20 von der Einlassseite 16 zu der Auslassseite 24 in Richtung des Gasflusses hin zunehmend oder abnehmend ausgebildet sein. Eine entsprechende Gestaltung und Auslegung kann abhängig von der Bestückung der Beschichtungskammer 12 experimentell ermittelt werden. In 9 ist der Querschnitt der kreisförmigen Öffnungen 42 exemplarisch sich zunehmend vergrößernd ausgebildet. Damit tritt an den in Richtung der Einlassseite 16 angeordneten Bauteilen 10 nur durch einen verringerten Querschnitt Gas aus der Lanze 36 zum Beschichten der Innenflächen 34 aus. In Richtung der Gasauslassseite 24 vergrößern sich die Querschnitte, so dass - beispielsweise bei einem abnehmenden Überdruck in der Lanze 36 - die austretende Gasmenge über die Bauteile 10 in Axialrichtung konstant gehalten werden kann.To a decreasing and / or increasing responsiveness of the gas flow in the direction of the outlet side 24 and / or different pressure ratios within the coating chamber 12 Take into account the cross section of the gas inlet openings 20 from the inlet side 16 to the outlet side 24 be formed in the direction of the gas flow towards increasing or decreasing. An appropriate design and layout may depend on the placement of the coating chamber 12 be determined experimentally. In 9 is the cross section of the circular openings 42 exemplarily increasingly formed enlarged. This occurs at the direction of the inlet side 16 arranged components 10 only by a reduced cross section gas from the lance 36 for coating the inner surfaces 34 out. In the direction of the gas outlet side 24 enlarge the cross sections, so that - for example, with a decreasing pressure in the lance 36 - The escaping gas through the components 10 can be kept constant in the axial direction.

Alternativ dazu kann - wie in 10 dargestellt - ein sich in Längsrichtung erstreckender Schlitz 44 mit einer sich in Querrichtung kontinuierlich vergrößernden Weite an einer Lanze 36 ausgebildet sein.Alternatively, as in 10 shown - a longitudinally extending slot 44 with a width that increases continuously in the transverse direction on a lance 36 be educated.

In 11 ist eine Spannvorrichtung 48 dargestellt. Mit einer solchen Spannvorrichtung 48 können hintereinander angeordnete Bauteile 10 zu einer Reihe aneinander gepresst werden, um zu vermeiden, dass Gas zwischen zwei benachbarten Bauteilen 10 aus einer Reihe austritt und sicherzustellen, dass das Gas möglichst vollständig durch eine Reihe von der Einlassseite 16 zur Auslassseite 24 strömt. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Spannvorrichtung 48 auf jeder Außenseite der äußeren Bauteile 10 je zwei in Axialrichtung verschiebbare Spannelemente 50, mit welchen sämtliche Bauteile 10 einer Reihe zusammengepresst werden können. Um die Querstabilität der Bauteile 10 zueinander zu erhöhen und optional die Dichtwirkung zwischen zwei Bauteilen 10 zu verbessern, ist zwischen aneinander angrenzenden Bauteilen 10 jeweils eine Stützhülse 52 angeordnet, welche die Außenflächen der Bauteile 10 zumindest teilweise umschließt und sich mit Zwischenstegen 54 in den Bereich zwischen zwei zueinander gerichteten Stirnseiten der Bauteile 10 erstreckt. Die Stützhülsen 52 weisen eine hohlzylindrische Grundform auf, wobei sich der jeweilige Zwischensteg 54 senkrecht zu der Mantelfläche erstreckt und in Axialrichtung in etwa mittig angeordnet ist. Der Zwischensteg 54 ist vorzugsweise vollständig umlaufend ausgebildet.In 11 is a tensioning device 48 shown. With such a clamping device 48 can be arranged one behind the other components 10 be pressed together in a row, to avoid gas between two adjacent components 10 exit from a row and ensure that the gas is as complete as possible through a row from the inlet side 16 to the outlet side 24 flows. In the embodiment shown, the tensioning device comprises 48 on every outside of the outer components 10 two each displaceable in the axial direction clamping elements 50 , with which all components 10 in a row can be compressed. To the transverse stability of the components 10 to increase each other and optionally the sealing effect between two components 10 to improve is between adjacent components 10 one support sleeve each 52 arranged, which are the outer surfaces of the components 10 at least partially encloses and with intermediate webs 54 in the area between two facing end faces of the components 10 extends. The support sleeves 52 have a hollow cylindrical basic shape, wherein the respective gutter 54 extends perpendicular to the lateral surface and is arranged approximately centrally in the axial direction. The gutter 54 is preferably formed completely encircling.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims may be essential both individually and in any desired combinations for the realization of the invention in its various embodiments. The invention can be understood within the scope of the claims and in consideration the knowledge of the competent expert.

Insbesondere kann die Anordnung der Bauteile 10 und der Beschichtungskammer 12 auch derart ausgerichtet sein, dass die Axialrichtung der Bauteile 10 in Hochrichtung, d.h. in Richtung der Schwerkraft, ausgerichtet ist und dass die Einlassseite 16 mit dem Gaseinleitungssystem 18 oben angeordnet ist. Eingebrachtes Gas kann dann in Richtung der Schwerkraft zu der Auslassseite 24 strömen. Die Schwerkraft kann in diesem Fall einen gerichteten Gasfluss unterstützen.In particular, the arrangement of the components 10 and the coating chamber 12 also be aligned such that the axial direction of the components 10 is aligned in the vertical direction, ie in the direction of gravity, and that the inlet side 16 with the gas introduction system 18 is arranged above. Incorporated gas can then move in the direction of gravity to the exhaust side 24 stream. Gravity can assist in this case a directed gas flow.

In einer Ausführungsform, in der die Einlassseite 16 unten angeordnet ist und das Gas entgegen der Schwerkraft nach oben zur Auslassseite 24 strömt, kann ein durch das Plasma entstehender Wärmestrom ausgenutzt werden, in dem die heißen Gase nach oben steigen.In an embodiment in which the inlet side 16 is located down and the gas against gravity up to the outlet side 24 flows, can be exploited by the plasma resulting heat flow in which the hot gases rise to the top.

In den vorstehend beschriebenen vertikalen Anordnungen kann die Beladung der Beschichtungskammer 12 mit der Haltevorrichtung 30 und den darauf angeordneten Bauteilen 10 insbesondere mittels eines Krans oder durch Öffnen einer Seitenwand und Einfahren einer geeignet gestalteten Haltevorrichtung (nicht gezeigt) erfolgen.In the vertical arrangements described above, the loading of the coating chamber 12 with the holding device 30 and the components arranged thereon 10 in particular by means of a crane or by opening a side wall and retracting a suitably designed holding device (not shown).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Bauteilcomponent
1212
Beschichtungskammercoating chamber
1414
Umfangswandperipheral wall
1616
Einlassseiteinlet side
1818
GaseinleitungssystemGas delivery system
2020
GaseinlassöffnungGas inlet port
2222
Gasquellegas source
2424
Auslassseiteoutlet
2626
GasaustrittsöffnungGas outlet
2828
Pumpepump
3030
Haltevorrichtungholder
3232
Eintrittsöffnunginlet opening
3434
Innenflächepalm
3636
Lanzelance
3838
Kopplungsvorrichtungcoupling device
4040
Düsejet
4242
kreisförmige Öffnungcircular opening
4444
Schlitzslot
4646
Schlitzslot
4848
Spannvorrichtungjig
5050
Spannelementclamping element
5252
Stützhülsesupport sleeve
5454
Zwischensteggutter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19623577 A1 [0002]DE 19623577 A1 [0002]
  • KR 20160001133 U [0003]KR 20160001133 U [0003]

Claims (10)

Anordnung von zylinderförmigen Bauteilen (10) in einer Beschichtungskammer (12) zur Beschichtung der Innenflächen (34) der zylinderförmigen Bauteile (10) mittels Gasphasenabscheidung, wobei die Beschichtungskammer (12) eine nach außen abdichtende Umfangswand (14) aufweist, wobei im Bereich einer Einlassseite (16) ein Gaseinleitungssystem (18) mit mindestens einer Gaseinlassöffnung (20) angeordnet ist und wobei auf einer Auslassseite (24) mindestens eine Pumpe (28) zum Fördern von Gas aus der Beschichtungskammer (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Beschichtungskammer (12) die zylinderförmigen Bauteile (10) derart angeordnet sind, dass die Axialrichtung der Bauteile (10) von der Einlassseite (16) zu der Auslassseite (24) verläuft und mehrere Bauteile (10) in Axialrichtung hintereinander angeordnet sind.Arrangement of cylindrical components (10) in a coating chamber (12) for coating the inner surfaces (34) of the cylindrical components (10) by means of vapor deposition, wherein the coating chamber (12) has an outwardly sealing peripheral wall (14), wherein in the region of an inlet side (16) a gas inlet system (18) having at least one gas inlet opening (20) is arranged and wherein on an outlet side (24) at least one pump (28) for conveying gas from the coating chamber (12) is arranged, characterized in that in Coating chamber (12) the cylindrical components (10) are arranged such that the axial direction of the components (10) from the inlet side (16) to the outlet side (24) and a plurality of components (10) are arranged one behind the other in the axial direction. Anordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in der Beschichtungskammer (12) eine Haltevorrichtung (30) zur Anordnung der zu beschichtenden Bauteile (10) angeordnet ist, wobei die Bauteile (10) in der Beschichtungskammer (12) mittels der Haltevorrichtung (30) gegenüber dem Gaseinleitungssystem (18) derart angeordnet sind, dass die Einleitung von Gas über mindestens je eine Gaseinlassöffnung (20) in ein der Einlassseite (16) am nächsten angeordnetes Bauteil (10) erfolgt.Arrangement according to the preceding claim, characterized in that in the coating chamber (12) a holding device (30) for arranging the components to be coated (10) is arranged, wherein the components (10) in the coating chamber (12) by means of the holding device (30 ) are arranged opposite to the gas introduction system (18) in such a way that the introduction of gas takes place via at least one gas inlet opening (20) into a component (10) arranged closest to the inlet side (16). Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaseinleitungssystem (18) mindestens eine stabförmige Lanze (36) mit mindestens einer Gaseinlassöffnung (20) umfasst, wobei die Lanze (36) in die zylinderförmigen Bauteile (10) hineinragend angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the gas inlet system (18) comprises at least one rod-shaped lance (36) with at least one gas inlet opening (20), wherein the lance (36) is arranged projecting into the cylindrical components (10). Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Pumpe (28) über mindestens eine Gasaustrittsöffnung (28) fluidal mit der Auslassseite (24) der Beschichtungskammer (12) verbunden ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one pump (28) via at least one gas outlet opening (28) is fluidly connected to the outlet side (24) of the coating chamber (12). Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umfangswand (14) der Beschichtungskammer (12) als Teil einer ersten Elektrode und die Haltevorrichtung (30) und/oder mindestens eine elektrisch gegenüber der Beschichtungskammer (12) isolierte, stabförmige Lanze (36) als Teil einer zweiten Elektrode dient.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a peripheral wall (14) of the coating chamber (12) as part of a first electrode and the holding device (30) and / or at least one electrically in relation to the coating chamber (12) insulated, rod-shaped lance (36 ) serves as part of a second electrode. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaseinleitungssystem (18) mehrere über die Höhe und/oder Breite der Beschichtungskammer (12) verteilte Gaseinlassöffnungen (20) aufweist, wobei eine Steuerung zur bedarfsweisen Aktivierung und Deaktivierung bestimmter Gaseinlassöffnungen (20) vorgesehen ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the gas introduction system (18) has a plurality of over the height and / or width of the coating chamber (12) distributed gas inlet openings (20), wherein a control for on-demand activation and deactivation of certain gas inlet openings (20) is. Verfahren zur Beschichtung von Innenflächen (34) von zylinderförmigen Bauteilen (10) in einer Beschichtungskammer (12), wobei die Beschichtungskammer (12) eine nach außen abdichtende Umfangswand (14) aufweist, wobei Gas von einer Einlassseite (16) über mindestens eine Gaseinlassöffnung (20) in die Beschichtungskammer (12) eingeleitet wird und an einer Auslassseite (24) über mindestens eine Gasaustrittsöffnung (26) aus der Beschichtungskammer (12) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Bauteilen (10) in der Beschichtungskammer (12) angeordnet werden und dass zur Beschichtung ein Druckgradient zwischen der Gasaustrittsöffnung (26) und der mindestens einen Gaseinlassöffnung (20) erzeugt wird, wobei der Druck im Bereich der mindestens einen Gaseinlassöffnung (20) zwischen 1,1 und 100 mal höher ist als im Bereich der Gasaustrittsöffnung (24).A method of coating inner surfaces (34) of cylindrical members (10) in a coating chamber (12), the coating chamber (12) having an outwardly sealing peripheral wall (14), gas from an inlet side (16) via at least one gas inlet aperture (16). 20) is introduced into the coating chamber (12) and is discharged from the coating chamber (12) via an outlet side (24) via at least one gas outlet opening (26), characterized in that a plurality of components (10) in the coating chamber (12) be arranged and that for coating a pressure gradient between the gas outlet opening (26) and the at least one gas inlet opening (20) is generated, wherein the pressure in the region of the at least one gas inlet opening (20) between 1.1 and 100 times higher than in the Gas outlet (24). Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung folgende Verfahrensschritte umfasst: a) Relatives Anordnen von zu beschichtenden zylinderförmigen Bauteilen (10) in der Beschichtungskammer (12); b) Evakuieren der Beschichtungskammer (12) mit mindestens einer an der Auslassseite (24) der Beschichtungskammer (12) angeordneten Pumpe (28) bis zu einem mittleren Kammerdruck pm zwischen 20 Pa bis 1000 Pa; c) Einstellen einer Temperatur in der Beschichtungskammer (12) im Bereich zwischen 100°C und 300°C; d) Einleiten von kohlenstoffhaltigem Gas in die Beschichtungskammer (12) über ein an der Einlassseite (16) angeordnetes Gaseinleitungssystem (18); e) Erzeugung eines Gas-Plasmas mittels einer Plasmaquelle in der Beschichtungskammer (12); f) Abscheiden einer DLC-Schicht mit einer Dicke zwischen 0,1 µm und 40 µm auf der Innenfläche (34) der Bauteile (10); g) Abschalten der Plasmaquelle, Schließen des Gaseinleitungssystems (18) oder Einleitung eines Gases zur Kühlung, Einstellen einer vorgegebenen Abkühltemperatur.Method according to the preceding claim, characterized in that the coating comprises the following method steps: a) relative arrangement of cylindrical components (10) to be coated in the coating chamber (12); b) evacuating the coating chamber (12) with at least one on the outlet side (24) of the coating chamber (12) arranged pump (28) up to a mean chamber pressure p m between 20 Pa to 1000 Pa; c) setting a temperature in the coating chamber (12) in the range between 100 ° C and 300 ° C; d) introducing carbonaceous gas into the coating chamber (12) via a gas introduction system (18) disposed on the inlet side (16); e) generating a gas plasma by means of a plasma source in the coating chamber (12); f) depositing a DLC layer having a thickness between 0.1 μm and 40 μm on the inner surface (34) of the components (10); g) switching off the plasma source, closing the gas introduction system (18) or introducing a gas for cooling, setting a predetermined cooling temperature. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt b) mindestens eine Zwischenschicht abgeschieden wird.Method according to the preceding claim, characterized in that at least one intermediate layer is deposited before step b). Verfahren nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in Verfahrensschritt f) die Einleitung der Gase pulsiert erfolgt.Method according to one of the two preceding claims, characterized in that at least in process step f), the introduction of the gases is pulsed.
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JP 2006 – 199 980 A (Maschinenübersetzung), AIPN [online] JPO [abgerufen am 24.07.2017] *
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