DE4231644A1 - Verdampfer zum bereichsweisen Auftragen eines eine Beschichtung verhindernden Mittels auf eine vorbeilaufende Folienbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer zum bereichswei­ sen Auftragen eines eine Beschichtung verhindernden Mit­ tels auf eine vorbei laufende Folienbahn innerhalb eines unter Vakuum stehenden Rezipienten, bevor diese zur Vaku­ umbeschichtung über eine Verdampfungsquelle geführt wird, welcher eine quer zur Folienbahn ausgerichtete Schlitz­ düse aufweist, die mit einem sie zu festgelegten Zeiten freigebenden oder absperrenden Verschluß versehen ist.

Ein Verdampfer der vorstehenden Art ist Gegenstand der DE-C-41 00 643. Mit ihm wird in Bereichen, welche nicht mit Metall beschichtet werden sollen, Öl auf die Folien­ bahn aufgebracht. Dieses Öl verdampft durch die Kondensa­ tionswärme des sich niederschlagenden Metalldampfes und verhindert dadurch, daß sich in diesen Bereichen eine Me­ tallschicht auf der Folie bildet. Bei dem in dieser Schrift gezeigten Verdampfer ist als Verschluß eine mit hoher Drehzahl rotierende, quer zur Folienbahn angeord­ nete Walze vorgesehen, welche in ihrer Mantelfläche eine diese durchdringende Nut aufweist. Aus dem Verdampfer vermag Verdampfungsmittel, bei dem es sich um Öl handelt, immer dann zur Folienbahn zu gelangen, wenn diese Nut un­ terhalb der zwischen der Walze und der Folienbahn ange­ ordneten Schlitzdüse gelangt.

Nachteilig bei der bekannten Walze als Verschluß ist es, daß ihre Drehzahl auf die Geschwindigkeit der Folienbahn abgestimmt sein muß, um ein gewünschtes Streifenmuster aus beschichteten und unbeschichteten Bereichen auf der Folienbahn zu erzeugen. Um jedoch möglichst scharf abge­ grenzte Streifen zu erhalten, sollte der Verschluß so rasch wie möglich öffnen und schließen, damit die aufge­ brachte Ölschicht in den Randbereichen möglichst rasch die erforderliche Schichtdicke hat, was sich jedoch mit der bekannten Walze wegen der notwendigen Kopplung ihrer Drehzahl mit der Geschwindigkeit der Folienbahn nur mit großem Aufwand erreichen läßt. Ein weiterer grundsätz­ licher Nachteil einer solche Walze als Verschluß liegt darin, daß sie notwendigerweise eine relativ hohe Masse hat und der Beschichtungsvorgang erst beginnen kann, wenn sie sich ausreichend erwärmt hat, um eine Kondensation des verdampften Öls zu verhindern. Dadurch wird bis zum Anfahren der Anlage unerwünscht viel Zeit benötigt. Hinzu kommt, daß die Walze die Folienbahn nicht erwärmen darf, so daß zusätzliche Kühlmaßnahmen bei der Folienbahn er­ forderlich sind.

Wenn bei einer Vakuumbeschichtungsanlage das durch die Beschichtung zu erzeugende Streifenmuster geändert werden soll, dann muß man bei dem bekannten Verdampfer die den Verschluß bildende Walze gegen eine andere Walze mit ge­ änderten Öffnungen in ihrer Mantelfläche austauschen, was relativ aufwendig ist.

Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, einen Verdamp­ fer der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sein Verschluß möglichst rasch öffnet und schließt, daß er möglichst massearm ist und zum Wechseln des Streifenmu­ sters leicht ausgetauscht werden kann.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verschluß durch ein von einem Stellantrieb hin und her bis über die Schlitzdüse bewegliches Verschlußblech gebildet ist, dessen zur Schlitzdüse weisende Verschluß­ kante zur Bildung eines Streifenmusters auf der Folien­ bahn unterschiedlich weit zurückspringende Verschlußbe­ reiche aufweist.

Ein solches Verschlußblech als Verschluß kann sehr masse­ arm ausgeführt werden, so daß es sehr rasch vor die Schlitzdüse bewegt und wieder zurückgezogen werden kann. Die Geschwindigkeit dieser Bewegungen kann unabhängig von der Geschwindigkeit der Folienbahn gewählt werden. Es ist deshalb zu erwarten, daß mit dem erfindungsgemäßen Ver­ schluß Bandgeschwindigkeiten bis zu 10 m/s möglich sind, ohne daß die Ränder der aufgebrachten Streifen unscharf werden. Die leichte Verschiebbarkeit des Verschlußbleches ist auch dadurch gegeben, daß es sich bei dem verdampften Mittel üblicherweise um Öl handelt, so daß die Führungen des Verschlußbleches zwangsläufig geschmiert werden.

Ein weiterer Vorteil der geringen Masse des Verschlußble­ ches liegt darin, daß es sich rasch auf die erforderliche Betriebstemperatur aufheizt, so daß kurze Anfahrzeiten der Anlage möglich werden. Hinzu kommt, daß ein Austausch des Verschlußbleches rasch erfolgen kann. Dadurch ist ein Wechsel des zu erzeugenden Streifenmusters in kurzer Zeit durchführbar.

Hervorzuheben ist auch, daß das Verschlußblech an seiner Verschlußkante sehr unterschiedlich gestaltet sein kann. Man hat daher einen großen Gestaltungsfreiraum und kann mit geringem Aufwand sehr unterschiedliche Streifenmu­ ster, insbesondere Quer- und Längsstreifen, erzeugen. Da­ durch eignet sich der erfindungsgemäße Verdampfer insbe­ sondere für Vakuumbeschichtungsanlagen, in denen be­ schichtete Folienbahnen zur Erzeugung von Wickelkonden­ satoren produziert werden sollen.

Eine gute Führung des Verschlußbleches kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch er­ reicht werden, daß das Verschlußblech zumindest eine ständig über die Schlitzdüse führende Zunge hat, welche in eine Führungsnut eines feststehenden Führungsbleches auf der dem Verschlußblech gegenüberliegenden Seite der Schlitzdüse greift. Durch eine solche Zunge entsteht auf der Folienbahn ein über ihre gesamte Länge verlaufender Metallstreifen, was normalerweise bei beschichteten Fo­ lien für Wickelkondensatoren ohnehin erforderlich ist. Es wird somit ein für die Abdeckung der Schlitzdüse ohnehin erforderlicher Teil des Verschlußbleches zu seiner Füh­ rung benutzt.

Durchgehende, in Längsrichtung der Folienbahn verlau­ fende, nicht beschichtete Steifen lassen sich auf sehr einfache Weise dadurch erzeugen, daß das Verschlußblech zumindest einen Verschlußbereich hat, welcher durch eine von seiner Verschlußkante entgegen der Schließrichtung so weit in das Verschlußblech hinein verlaufende Nut gebil­ det ist, daß die Schlitzdüse in diesem Bereich stets of­ fen bleibt.

Für Wickelkondensatoren ist es vorteilhaft, wenn die auf­ gebrachten Metallflächen über einen schmalen, leitenden Bereich mit einem alle Metallflächen verbindenden Metall­ streifen Verbindung haben. Im Falle eines Kurzschlusses schmilzt dann dieser schmale Bereich, so daß der Konden­ sator, abgesehen von dem Ausfall einer geringen Kondensa­ torfläche, funktionstüchtig bleibt. Das für eine solche Ausbildung erforderliche Streifenmuster kann mit sehr ho­ her Geschwindigkeit erzeugt werden, wenn das Verschluß­ blech zumindest einen Verschlußbereich hat, welcher durch eine von seiner Verschlußkante entgegengesetzt der Schließrichtung so weit in das Verschlußblech hinein ver­ laufenden Nut gebildet ist, daß die Schlitzdüse in diesem Bereich nur kurzfristig abgedeckt ist.

Das Verschieben des Verschlußbleches kann mit geringem konstruktiven Aufwand dadurch erfolgen, daß es durch zu­ mindest eine Stellstange mit dem Stellantrieb verbunden ist und daß der Stellantrieb zum Verschieben der Stell­ stange einen umlaufenden Steuernocken oder Exzenter hat.

Der Stellantrieb braucht ähnlich wie der Ventilantrieb bei Verbrennungsmotoren nur in eine Richtung zu wirken, wenn das Verschlußblech durch eine Feder in einer Grund­ stellung vorgespannt ist.

Der Stellantrieb vermag das Verschlußblech ganz besonders rasch hin- und her zu bewegen, wenn es zur Erzeugung des Stellhubs eine Vielzahl von hintereinander angeordneter Piezoelemente hat.

Der freie Querschnitt der Schlitzdüse kann den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden, wenn die Schlitzdüse zwi­ schen einem feststehenden Blendenteil und einem hierzu im Abstand verstellbaren Blendenteil gebildet ist.

Das Verschlußblech ist besonders leicht und rasch auszu­ wechseln, wenn der Verschluß in einer lösbar mit einem Verdampferbehälter verbundenen Deckeleinheit angeordnet ist.

Zur weiteren Erleichterung der Auswechselbarkeit des Ver­ schlußbleches trägt es bei, wenn gemäß einer anderen Wei­ terbildung der Erfindung das Verschlußblech auf einer wegklappbaren Auflage angeordnet ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In ihr zeigen die

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verdampfer,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teil­ bereiches eines Verschlußbleches des Ver­ dampfers,

Fig. 3 das Verschlußblech in einer ersten Stellung zur Schlitzdüse und darunter die bei dieser Stellung beschichtete Folienbahn,

Fig. 4 das Verschlußblech in einer zweiten Stel­ lung und darunter die entsprechend beschich­ tete Folienbahn,

Fig. 5 das Verschlußblech in einer dritten Stel­ lung und darunter die entsprechend beschich­ tete Folienbahn.

Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen Verdampfer 1, der anstelle des in der eingangs genannten DE-C-41 00 643 be­ schriebenen Verdampfers in einer Folienbeschichtungsan­ lage eingesetzt werden kann. Dieser Verdampfer 1 hat einen Verdampferbehälter 2, in dem sich als Verdampfungs­ mittel ein Ölbad 3 befindet, welches mittels eines Heiz­ elementes 4 verdampft werden kann. Auf dem Verdampferbe­ hälter 2 sitzt eine Deckeleinheit 5. Dieser hat nach oben hin eine Schlitzdüse 6, dessen Breite durch Verschieben eines Blendenteils 7 relativ zu einem feststehenden Blen­ denteil 8 verstellt werden kann. Auf diesen Blendenteilen 7, 8 gleitet eine durch den Verdampfer 1 mittels der Schlitzdüse 6 mit Öl bereichsweise zu besprühende Folien­ bahn 9.

Um zu erreichen, daß die Folienbahn 9 nicht in allen Be­ reichen ständig durch die Schlitzdüse 6 mit Öl besprüht wird, ist unterhalb der Blendenteile 7, 8 ein Verschluß angeordnet, welcher aus einem feststehenden Führungsblech 10 und einem verschieblichen Verschlußblech 11 besteht. Das Führungsblech 10 ist auf einem Tragteil 12, das Ver­ schlußblech 11 auf einer Auflage 13 abgestützt. Diese Auflage 13 kann zum Zwecke des Austauschs des Verschluß­ bleches 11 um ein Gelenk 14 nach unten hin weggeklappt werden, was in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet wurde.

Wichtig für die Erfindung ist, daß das Verschlußblech 11 je nach Stellung einzelne Bereiche der Schlitzdüse 6 ab­ deckt. Hierzu ist am Verschlußblech 11 eine aus der Dek­ keleinheit 5 herausragende Stellstange 15 vorgesehen. Diese hat einen Bund 16, gegen den sich eine als Druckfe­ der ausgebildete Feder 17 abstützt, welche mit ihren ge­ genüberliegenden Enden gegen einen gehäusefesten Anschlag 18 anliegt. Durch diese Feder 17 wird die Stellstange 15 und damit auch das Verschlußblech 11 in Fig. 1 gesehen nach rechts hin vorgespannt.

Zum Verschieben des Verschlußbleches 11 entgegen der Kraft der Feder 17 dient ein Stellantrieb 19, welcher beispielsweise einen von einem Motor 20 angetriebenen Steuernocken 21 haben kann, der gegen das Ende der Stell­ stange 15 anliegt. Statt eines Steuernockens 21 kann man auch einen Exzenter vorsehen. Möglich ist es auch, den Stellantrieb 19 statt mit einem Motor 20 zu versehen über einen Treibriemen durch ein angetriebenes Teil der Anlage anzutreiben. Der Hub der Stellstange kann auch auf gänz­ lich andere Weise erzeugt werden, insbesondere durch ein Paket von Piezoelementen, wodurch sich ein besonders ra­ sches Verschieben erreichen läßt.

In Fig. 2 sind das feststehende Führungsblech 10 auf ei­ ner Seite der strichpunktiert angedeuteten Schlitzdüse 6 und das Verschlußblech 11 auf der anderen Seite darge­ stellt. Dieses Verschlußblech 11 ragt mit Zungen 22, 23 über die Schlitzdüse 6 hinweg, welche im Führungsblech 10 in jeweils einer Führungsnut 24, 25 geführt sind. Der ma­ ximal mögliche Hub des Verschlußbleches 11 ist derart, daß diese Zungen 22, 23 die Schlitzdüse 6 ständig über­ decken. In diesen Bereichen kann deshalb kein Öl aus der Schlitzdüse 6 austreten, so daß auf der oberhalb von ihr vorbeigeführten, in Fig. 1 gezeigten Folienbahn 9 zwei entsprechende Metallstreifen 30, 31 entstehen.

Bewegt sich das Verschlußblech 11 in Fig. 2 gesehen nach links, dann gelangt zunächst eine Verschlußkante 26 über die Schlitzdüse 6. Zwei Nuten 27, 28 im Verschlußblech 11 halten jedoch die Schlitzdüse 6 in diesen Bereichen of­ fen. Die Nut 27 führt so weit von der Verschlußkante 26 in das Verschlußblech 11 hinein, daß die Schlitzdüse 6 in diesem Bereich immer frei bleibt, während die Nut 28 kurz vor Erreichen der linken Endstellung des Verschlußbleches 11 über die Schlitzdüse 6 hinausgelangt ist, so daß dann auch dieser Bereich abgedeckt ist.

Da auf einer Folienbahn 9 meist zahlreiche Reihen von Streifenmustern nebeneinander erzeugt werden und das Ver­ schlußblech 11 sich über die gesamte Breite der Folien­ bahn 9 erstreckt, wiederholt sich die in Fig. 2 gezeigte Gestaltung mehrfach. Der Zunge 23 folgt jeweils eine kurze Nut 28a, dieser eine nicht gezeigte längere Nut 27, der sich jeweils eine weitere ebenfalls nicht gezeigte Zunge anschließt.

Die in Fig. 3 gezeigte Stellung des Verschlußbleches 11 entspricht der in Fig. 2. Man erkennt, daß die Schlitz­ düse 6 nur von den Zungen 22, 23 abgedeckt ist. Auf der unterhalb des Verschlußbleches 11 gezeigten Folienbahn 9 wird deshalb ein Ölstreifen 29 quer zur Bewegungsrichtung der Folienbahn 9 aufgebracht, der zweimal durch einen später beim Beschichten entstehenden Metallstreifen 30, 31 unterbrochen ist.

Die Dicke des Ölstreifens 29 nimmt infolge der Vorschub­ bewegung der Folienbahn 9 so lange zu, bis die Verschluß­ kante 26 die Schlitzdüse 6 überdeckt, was in Fig. 4 ge­ zeigt ist. In dieser Position kann nur noch Öl durch die Nuten 27, 28 austreten, wodurch im Anschluß an den quer verlaufenden Ölstreifen 29 zwei in Fig. 5 gezeigte Öl­ längsstreifen 32, 33 entstehen. Da in der Endstellung ge­ mäß Fig. 5 die Nut 28 kurzfristig über die Schlitzdüse 6 hinausgelangt, wird der Öllängsstreifen 33 durch einen Steg 34 unterbrochen, bevor er sich wieder fortsetzt, was in Fig. 5 gestrichelt gezeigt wurde. Der Öllängsstreifen 32 ist hierzu im Gegensatz kontinuierlich, da die Nut 27 die Schlitzdüse 6 niemals versperrt. Es entsteht somit das im unteren Teil der Fig. 5 gezeigte, für die Her­ stellung eines Wickelkondensators optimale Streifenmu­ ster. In durchgezogenen Linien wurde dabei derjenige Teil eines Musterbereiches dargestellt, der bei der beschrie­ benen Schließbewegung des Verschlußbleches 11 entsteht, während im Anschluß daran gestrichelt der folgende, spie­ gelbildliche Bereich dargestellt ist, welcher beim an­ schließenden Öffnen des Verschlußbleches 11 erzeugt wird.

Bezugszeichenliste

 1 Verdampfer
 2 Verdampferbehälter
 3 Ölbad
 4 Heizelement
 5 Deckeleinheit
 6 Schlitzdüse
 7 Blendenteil
 8 Blendenteil
 9 Folienbahn
10 Führungsblech
11 Verschlußblech
12 Tragteil
13 Auflage
14 Gelenk
15 Stellstange
16 Bund
17 Feder
18 Anschlag
19 Stellantrieb
20 Motor
21 Steuernocken
22 Zunge
23 Zunge
24 Führungsnut
25 Führungsnut
26 Verschlußkante
27 Nut
28 Nut
29 Ölstreifen
30 Metallstreifen
31 Metallstreifen
32 Öllängsstreifen
33 Öllängsstreifen
34 Steg

Claims (10)

1. Verdampfer zum bereichsweisen Auftragen eines eine Be­ schichtung verhindernden Mittels auf eine vorbei laufende Folienbahn innerhalb eines unter Vakuum stehenden Rezipi­ enten, bevor diese zur Vakuumbeschichtung über eine Ver­ dampfungsquelle geführt wird, welcher eine quer zur Foli­ enbahn ausgerichtete Schlitzdüse aufweist, die mit einem sie zu festgelegten Zeiten freigebenden oder absperrenden Verschluß versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß durch ein von einem Stellantrieb (19) hin und her bis über die Schlitzdüse (6) bewegliches Verschluß­ blech (11) gebildet ist, dessen zur Schlitzdüse (6) wei­ sende Verschlußkante zur Bildung eines Streifenmusters auf der Folienbahn (9) unterschiedlich weit zurücksprin­ gende Verschlußbereiche aufweist.

2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußblech (11) zumindest eine ständig über die Schlitzdüse (6) führende Zunge (22, 23) hat, welche in eine Führungsnut (24, 25) eines feststehenden Füh­ rungsbleches (10) auf der dem Verschlußblech (11) gegen­ überliegenden Seite der Schlitzdüse (6) greift.

3. Verdampfer nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verschlußblech (11) zumindest einen Verschlußbereich hat, welcher durch eine von seiner Ver­ schlußkante (26) entgegen der Schließrichtung so weit in das Verschlußblech (11) hinein verlaufende Nut (27) ge­ bildet ist, daß die Schlitzdüse (6) in diesem Bereich stets offen bleibt.

4. Verdampfer nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußblech (11) zumindest einen Verschlußbereich hat, welcher durch eine von seiner Verschlußkante (26) entgegengesetzt der Schließrichtung so weit in das Verschlußblech (11) hinein verlaufenden Nut (28) gebildet ist, daß die Schlitzdüse (6) in diesem Bereich nur kurzfristig abgedeckt ist.

5. Verdampfer nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußblech (11) durch zumindest eine Stellstange (15) mit dem Stell­ antrieb (19) verbunden ist und daß der Stellantrieb (19) zum Verschieben der Stellstange (15) einen umlaufenden Steuernocken (21) oder Exzenter hat.

6. Verdampfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußblech (11) durch eine Feder (17) in ei­ ner Grundstellung vorgespannt ist.

7. Verdampfer nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (19) zur Erzeugung des Stellhubs eine Vielzahl von hin­ tereinander angeordneter Piezoelemente hat.

8. Verdampfer nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzdüse (6) zwischen einem feststehenden Blendenteil (8) und einem hierzu im Abstand verstellbaren Blendenteil (7) gebildet ist.

9. Verdampfer nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß in ei­ ner lösbar mit einem Verdampferbehälter (2) verbundenen Deckeleinheit (5) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußblech (11) auf einer wegklappbaren Auf­ lage (13) angeordnet ist.