Die Erfindung betrifft darüber hinaus
eine Vorrichtung zur Plasmabehandlung von Werkstücken, die mindestens eine evakuierbare
Plasmakammer zur Aufnahme der Werkstücke aufweist und bei der die
Plasmakammer im Bereich einer Behandlungsstation angeordnet ist,
die von einer rotationsfähig
gela gerten Trageinrichtung entlang eines geschlossenen Umlaufweges
positionierbar ist.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen
werden beispielsweise eingesetzt, um Kunststoffe mit Oberflächenbeschichtungen
zu versehen. Insbesondere sind auch bereits derartige Verfahren
und Vorrichtungen bekannt, um innere oder äußere Oberflächen von Behältern zu
beschichten, die zur Verpackung von Flüssigkeiten vorgesehen sind.
Darüber hinaus
sind Einrichtungen zur Plasmasterilisation bekannt.
In der PCT-WO 95/22413 wird eine
Plasmakammer zur Innenbeschichtung von Flaschen aus PET beschrieben.
Die zu beschichtenden Flaschen werden durch einen beweglichen Böden in eine
Plasmakammer hineingehoben und im Bereich einer Flaschenmündung mit
einem Adapter in Verbindung gebracht. Durch den Adapter hindurch
kann eine Evakuierung des Flascheninnenraumes erfolgen. Darüber hinaus
wird durch den Adapter hindurch eine hohle Lanze in den Innenraum
der Flaschen eingeführt,
um Prozeßgas
zuzuführen.
Eine Zündung
des Plasmas erfolgt unter Verwendung einer Mikrowelle.
Aus dieser Veröffentlichung ist es auch bereits
bekannt, eine Mehrzahl von Plasmakammern auf einem horizontal rotierenden
Rad anzuordnen. Hierdurch wird eine hohe Produktionsrate von Flaschen
je Zeiteinheit unterstützt.
In der
EP-OS
10 10 773 wird eine Zuführeinrichtung
erläutert,
um einen Flascheninnenraum zu evakuieren und mit Prozeßgas zu
versorgen. In der PCT-WO 01/31680 wird eine Plasmakammer beschrieben,
in die die Flaschen von einem beweglichen Deckel eingeführt werden,
der zuvor mit einem Mündungsbereich
der Flaschen verbunden wurde.
Die PCT-WO 00/58631 zeigt ebenfalls
bereits die Anordnung von Plasmastationen auf einem horizontal rotierenden
Rad und beschreibt für
eine derartige Anordnung eine gruppenweise Zuordnung von Unterdruckpumpen
und Plasmastationen, um eine günstige
Evakuierung der Kammern sowie der Innenräume der Flaschen zu unterstützen. Darüber hinaus
wird die Beschichtung von mehreren Behältern in einer gemeinsamen
Plasmastation bzw. einer gemeinsamen Kavität erwähnt.
Eine weitere Anordnung zur Durchführung einer
Innenbeschichtung von Flaschen wird in der PCT-WO 99/17334 beschrieben.
Es wird hier insbesondere eine Anordnung eines Mikrowellengenerators
oberhalb der Plasmakammer sowie eine Vakuum- und Betriebsmittelzuleitung
durch einen Boden der Plasmakammer hindurch beschrieben.
Bei der überwiegenden Anzahl der bekannten
Verfahren werden zur Verbesserung von Barriereeigenschaften des
thermoplastischen Kunststoffmaterials durch das Plasma erzeugte
Behälterschichten
aus Siliziumoxiden mit der allgemeinen chemischen Formel SiOx verwendet. Zusätzlich können in den hierdurch erzeugten
Barriereschichten auch Anteile von Kohlenstoff, Wasserstoff und
Stickstoff enthalten sein. Derartige Barriereschichten verhindern
ein Eindringen von Sauerstoff in die verpackten Flüssigkeiten
sowie ein Austreten von Kohlendioxid bei CO2-haltigen
Flüssigkeiten.
Die Verwendung von um eine vertikale
Drehachse horizontal rotierenden Trageinrichtungen für die Plasmastationen
führt zu
einem relativ hohen Grundaufbau der Gesamtanlagen, da in das Innere des
Plasmarades hinein diverse Zuführungen
für Betriebsmittel
verlegt werden müssen.
Dies sind insbesondere Zuführungen
für die
elektrische Energieversorgung, die Zufuhr von Vakuum und gegebenenfalls Druckluft
sowie die Zuführung
von Prozeßgasen
bei der Durchführung
einer Plasmabeschichtung. Diese Betriebsmittel werden mit Hilfe
von Verteilern den einzelnen Behandlungsstationen zugeführt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart anzugeben,
daß eine
Betriebsmittelzuführung
mit kurzen Versorgungsleitungen bei gleichzeitig kompaktem Gesamtaufbau
unterstützt
wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Trageinrichtung um eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Drehachse
herum mit einer Rotationsbewegung angetrieben wird.
weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart
zu konstruieren, daß bei
kompaktem Aufbau eine hohe Produktionsleistung sowie eine gute Produktqualität unterstützt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Trageinrichtung eine im wesentlichen horizontal verlaufende Drehachse
aufweist.
Durch die Anordnung der Drehachse
der Trageinrichtung mit einer im wesentlichen horizontal verlaufenden
Orientierung und aufgrund der Durchführung einer Rotationsbewegung
der Trageinrichtung um diese horizontal verlaufende Drehachse herum
ist es möglich,
ein Zentrum der Trageinrichtung in horizontaler Richtung und im
wesentlichen parallel zur Drehachse zu erreichen. Es ist somit nicht
erforderlich, die Versorgungsleitungen aus einer vertikalen Richtung
von oben oder unten in das Zentrum der Trageinrichtung verlaufen
zu lassen. Die Trageinrichtung kann hierdurch mit einem geringen
Abstand zu einem ebenerdigen Grundgestell angeord net werden und
es ist nicht erforderlich, oberhalb der Trageinrichtung Verteiler
oder Zuführungseinrichtungen
zu installieren. Es werden somit ein niedriger Schwerpunkt der Gesamteinrichtung
und eine geringe Bauhöhe
unterstützt.
Eine optimale Betriebsmittelzuführung wird dadurch
unterstützt,
daß eine
trommelartige Trageinrichtung um die horizontal verlaufende Drehachse
rotiert.
Einfach durchzuführende Übergabevorgänge der Werkstücke werden
dadurch unterstützt,
daß die
Behandlungsstationen mit ihren Längsachsen
in horizontaler Richtung orientiert gemeinsam mit der Trageinrichtung
rotieren.
Zu einer hohen Stabilität trägt es bei,
daß die Trageinrichtung
zweiseitig gelagert wird.
Eine Zufuhr elektrischer Betriebsmittel
wird dadurch unterstützt,
daß gemeinsam
mit der Trageinrichtung ein Teil einer elektrischen Drehkupplung
rotiert.
Eine zuverlässige Energieübertragung
kann dadurch erreicht werden, daß die elektrische Drehkupplung
elektrische Energie unter Verwendung von Schleifringen überträgt.
Eine Unterdruckzuführung wird
dadurch unterstützt,
daß gemeinsam
mit der Trageinrichtung mindestens eine Drehkupplung für eine Vakuumversorgung
rotiert.
Eine Verteilung des Unterdruckes
auf eine Mehrzahl von Behandlungsstationen kann dadurch erreicht
werden, daß die
Drehkupplung für
die Vakuumzuführung
Unterdruck auf mindestens zwei unterschiedliche Behandlungsstationen
verteilt.
Eine weitere Betriebsmittelzuführung wird dadurch
bereitgestellt, daß gemeinsam
mit der Trageinrichtung eine Prozeßgaskupplung für die Zufuhr von
Prozeßgas
rotiert.
Auch im Hinblick auf die Verteilung
des Prozeßgases
auf unterschiedliche Behandlungsstationen erweist es sich als vorteilhaft,
daß die
Prozeßgaskupplung
das Prozeßgas
mindestens zwei unterschiedlichen Behandlungsstationen zuführt.
Eine optimale Ausnutzung des zur
Verfügung
stehenden Bauraumes kann dadurch erfolgen, daß die elektrische Drehkupplung
und die Drehkupplung zur Unterdruckzuführung auf einander gegenüberliegenden
Seiten der Trageinrichtung gemeinsam mit der Trageinrichtung rotieren.
Eine funktionelle Strukturierung
der Behandlungseinrichtung wird dadurch unterstützt, daß die Prozeßgaskupplung und die Drehkupplung
für die Unterdruckzuführung einander
benachbart gemeinsam mit der Trageinrichtung rotieren.
Ein typisches Anwendungsgebiet wird
dadurch definiert, daß die
Behandlungsstation zur Plasmabeschichtung von Werkstükken ausgebildet
ist.
Insbesondere ist daran gedacht, daß die Behandlungsstation
zur Innenbeschichtung von flaschenförmigen Werkstücken ausgebildet
ist.
Ein Anwendungsgebiet mit besonders
hohen Stückzahlen
kann dadurch erschlossen werden, daß die Behandlungsstation zur
Plasmabeschichtung eines thermoplastischen Kunststoffes ausgebildet
ist.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 Eine
Prinzipskizze einer Plasmakammer, die auf einem rotierenden Plasmarad
angeordnet ist und bei der das Plasmarad mit einer horizontal verlaufenden
Drehachse versehen ist,
2 eine
Draufsicht gemäß Blickrichtung
II in 1,
3 eine
perspektivische Darstellung eines Plasmarades mit einer Vielzahl
von Plasmakammern,
4 eine
perspektivische Darstellung einer Plasmastation mit einer Kavität,
5 eine
Vorderansicht der Vorrichtung gemäß 4 mit geschlossener Plasmakammer,
6 einen
Querschnitt gemäß Schnittlinie VI-VI
in 5,
7 eine
Darstellung entsprechend 5 mit
geöffneter
Plasmakammer,
8 einen
Vertikalschnitt gemäß Schnittlinie
VIII-VIII in 7 und
9 eine
vergrößerte Darstellung
der Plasmakammer mit zu beschichtender Flasche gemäß 6.
Aus der Darstellung in 1 ist ein Plasmamodul (1)
zu erkennen, das mit einem rotierenden Plasmarad (2) versehen
ist. Entlang eines Umfanges des Plasmarades (2) sind eine Mehrzahl
von Plasmastationen (3) angeordnet, dargestellt ist zur
Vereinfachung lediglich eine Plasmastation (3). Die Plasmastationen
(3) sind mit Kavitäten
(4) bzw. Plasmakammern (17) zur Aufnahme von zu
behandelnden Werkstücken
(5) versehen. Zur Erläuterung
des konstruktiven Grundprinzips ist in 1 jeweils nur ein Werkstück (5)
je Plasmastation (3) dargestellt. Auch die Zuführungen
und Ableitungen der Werkstücke zeigen
lediglich schematisch die Handhabung von einzelnen Werkstücken (5).
Es können
jedoch in jeder Plasmastation (3) auch zwei oder mehr Werkstücke (5)
gleichzeitig behandelt werden.
Die zu behandelnden Werkstücke (5)
werden gemäß der vorgenommenen
Vereinfachung der Darstellung dem Plasmamodul (1) im Bereich
einer Eingabe (6) zugeführt.
Die Eingabe (6) ist an eine Eingabestrecke (7)
angeschlossen. Die Eingabe (6) übergibt die zu behandelnden
Werkstücke
(5) an das Plasmarad (2). Nach einer Durchführung der
Behandlung werden die behandelten Werkstücke (5) von einer
Ausgabe (12) aus dem Bereich des Plasmarades (2)
entfernt und in den Bereich einer Ausgabestrecke (13) überführt.
1 veranschaulicht
darüber
hinaus, daß eine
das Plasmarad (2) tragende Radwelle (41) bzw. separate
Wellensegmente von Drehlagern (42, 43) geführt sind,
die von Stützen
(44, 45) relativ zum Maschinensockel (15)
fixiert und getragen sind. Gemeinsam mit der Radwelle (41)
rotieren eine elektrische Drehkupplung für die Energieversorgung des Plasmarades
(2) sowie eine elektrische Drehkupplung (47) zur
Bereitstellung einer Verbindung für die elektrischen Steuersignale.
Die Drehkupplungen (46, 47) weisen jeweils nicht
rotierende Außenringe
auf. Ein Außenring
der Drehkuppel (46) ist über eine Verbindungsleitung
(48) mit einer Energieversorgung (49) gekoppelt,
der Außenring
der Dreh kupplung (47) ist über eine Verbindungsleitung
(50) an eine Maschinensteuerung (51) angeschlossen.
Ein Antrieb des Plasmarades (2)
kann über einen
Motor (52) erfolgen, der beispielsweise über einen
Kupplungsriemen (53) mit dem Plasmarad (2) verbunden
ist.
Im Bereich des Maschinensockels (15)
ist mindestens eine Vakuumpumpe (54) angeordnet, die über mindestens
eine Unterdruckleitung (55) mit einer Drehkupplung (56)
verbunden ist. Auch bei der Drehkupplung (56) rotiert ein
innerer Kupplungsteil gemeinsam mit dem Plasmarad (2) und
ein äußerer Ring
ist feststehend und mit der Unterdruckleitung (55) verbunden.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt im Bereich der Drehkupplung (56) über eine
zugeordnete Kupplungseinrichtung auch die Zufuhr von Prozeßgas. Dargestellt
ist eine Ausführungsform
für eine
zweikanalige Zuführung
von Prozeßgas.
Statt der dargestellten einzelnen Vakuumpumpe (54) ist
insbesondere daran gedacht, mehrere Vakuumpumpen (54) sowohl
relativ zueinander parallel als auch hintereinander geschaltet als
Pumpengruppen zu betreiben. Eine Anordnung der Vakuumpumpen (54)
hintereinander unterstützt
eine stufenweise damit effektive Erzeugung eines Unterdruckes. Die
Zufuhr des Prozeßgases
erfolgt über
Prozeßgasleitungen
(58), die an eine Prozeßgaskupplung (57) angeschlossen
sind.
2 veranschaulicht
in einer Draufsicht nochmals den Aufbau des Plasmamoduls (1).
Der Aufbau der Eingabe (6) und der Ausgabe (12)
sind in einer etwas detaillierteren Darstellung zu erkennen. In
vertikaler Richtung liegt die Eingabe (6) tiefer als die
Ausgabe (12). Dies unterstützt die Handhabungsvorgänge, da
bei einer Zuführung
und Ableitung der Werkstücke
(5) mit Mündungen
in lotrechter Richtung nach oben jeweils nur eine viertel Drehung
der Werkstücke
(5) für
den Eingabevorgang sowie den Entnahmevorgang durchgeführt werden
muß. Zur Durchführung von
Bedienungsvorgängen
ist eine Bedieneinheit (59) installiert.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
werden fünf
Vakuumpumpen (54) eingesetzt. Die Anzahl der Vakuumpumpen
(54), eine jeweilige Gruppenbildung, sowie eine Kaskadierung
kann aber anwendungsabhängig
festgelegt werden.
3 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Plasmamoduls (1)
mit teilweise aufgebautem Plasmarad (2). Auch hier ist
zur Vereinfachung wieder nur ein Werkstück (5) je Plasmastation
(3) abgebildet. Die Plasmastationen (3) sind von
einem Koppelring (14) miteinander verbunden, der gegenüber einem
Maschinensockel (15) gelagert ist. Die Plasmastationen
(3) weisen jeweils einen Stationsrahmen (16) auf,
der Plasmakammern (17) haltert. Die Plasmakammern (17)
weisen zylinderförmige
Kammerwandungen (18) sowie Mikrowellengeneratoren (19)
auf.
In einem Zentrum des Plasmarades
(2) ist ein Drehverteiler (20) angeordnet, über den
die Plasmastationen (3) mit Betriebsmitteln sowie Energie versorgt
werden. Zur Betriebsmittelverteilung können insbesondere Ringleitungen
(21) eingesetzt werden.
Die zu behandelnden Werkstücke (5)
sind horizontal neben der zylinderförmigen Kammerwandungen (18)
dargestellt. Sokkelteile der Plasmakammern (17) sind zur
Vereinfachung jeweils nicht eingezeichnet.
4 zeigt
eine Plasmastation (3) in perspektivischer Darstellung.
Auch hier ist zur Vereinfachung wieder nur ein Werkstück (5)
je Plasmastation (3) abgebildet. Es ist zu erkennen, daß der Stationsrahmen
(16) mit Führungsstangen
(23) versehen ist, auf denen ein Schlitten (24)
zur Halterung der zylinderförmigen
Kammerwandung (18) geführt
ist. 4 zeigt den Schlitten
(24) mit Kammerwandung (18) in einem verschobenen
Zustand, so daß das
Werkstück (5)
freigegeben ist.
Im bezüglich der Zeichnungsebene oberen Bereich
der Plasmastation (3) ist der Mikrowellengenerator (19)
angeordnet. Der Mikrowellengenerator (19) ist über eine
Umlenkung (25) und einen Adapter (26) an einen
Kupplungskanal (27) angeschlossen, der in die Plasmakammer
(17) einmündet.
Grundsätzlich
kann der Mikrowellengenerator (19) sowohl unmittelbar im
Bereich des Kammerdeckels (31) als auch über ein
Distanzelement an den Kammerdeckel (31) angekoppelt mit
einer vorgebbaren Entfernung zum Kammerdeckel (31) und
somit in einem größeren Umgebungsbereich
des Kammerdeckels (31) angeordnet werden. Der Adapter (26)
hat die Funktion eines Übergangselementes
und der Kupplungskanal (27) ist als ein Koaxialleiter ausgebildet.
Im Bereich einer Einmündung
des Kupplungskanals (27) in den Kammerdeckel (31)
ist ein Quarzglasfenster angeordnet. Die Umlenkung (25)
ist als ein Hohlleiter ausgebildet.
Das Werkstück (5) wird im Bereich
eines Dichtelementes (28) positioniert, das im Bereich
eines Kammerbodens (29) angeordnet ist. Der Kammerboden
(29) ist als Teil eines Kammersockels (30) ausgebildet.
Zur Erleichterung einer Justage ist es möglich, den Kammersockel (30)
im Bereich der Führungsstangen
(23) zu fixieren. Eine andere Variante besteht darin, den
Kammersockel (30) direkt am Stationsrahmen (16)
zu befestigen. Bei einer derartigen Anordnung ist es bei spielsweise
auch möglich,
die Führungsstangen
(23) in vertikaler Richtung zweiteilig auszuführen.
5 zeigt
eine vereinfachte Vorderansicht der Plasmastation (3) gemäß 3 in einem geschlossenen
Zustand der Plasmakammer (17). Auch hier ist zur Vereinfachung
wieder nur ein Werkstück (5)
abgebildet. Der Schlitten (24) mit der zylinderförmigen Kammerwandung
(18) ist hierbei gegenüber der
Positionierung in 4 verschoben,
so daß die Kammerwandung
(18) gegen den Kammerboden (29) gefahren ist.
In diesem Positionierzustand kann die Plasmabeschichtung durchgeführt werden.
6 zeigt
in einer Querschnittdarstellung die Anordnung gemäß 5. Es ist insbesondere zu erkennen,
daß der
Kupplungskanal (27) in einen Kammerdeckel (31)
einmündet,
der einen seitlich überstehenden
Flansch (32) aufweist. Im Bereich des Flansches (32)
ist eine Dichtung (33) angeordnet, die von einem Innenflansch
(34) der Kammerwandung (18) beaufschlagt wird.
In einem abgesenkten Zustand der Kammerwandung (18) erfolgt
hierdurch eine Abdichtung der Kammerwandung (18) relativ
zum Kammerdeckel (31). Eine weitere Dichtung (35)
ist in einem unteren Bereich der Kammerwandung (18) angeordnet,
um auch hier eine Abdichtung relativ zum Kammerboden (29)
zu gewährleisten.
In der in 6 dargestellten Positionierung umschließt die Kammerwandung
(18) die Kavität
(4), so daß sowohl
ein Innenraum der Kavität
(4) als auch Innenräume
der Werkstükke
(5) evakuiert werden können.
Zur Unterstützung
einer Zuleitung von Prozeßgas
sind im Bereich des Kammersockels (30) hohle Lanzen (36)
angeordnet, die in den Innenraum der Werkstücke (5) hineinverfahrbar
sind. Zur Durchführung
einer Positionierung der Lanzen (36) werden diese von einem Lanzenschlitten
(37) gehaltert, der entlang der Führungsstangen (23)
positionierbar ist. Innerhalb des Lanzenschlittens (37)
verläuft
ein Prozeßgaskanal
(38), der in der in 6 dargestellten angehobenen
Positionierung mit einem Gasanschluß (39) des Kammersockels
(30) gekoppelt ist. Durch diese Anordnung werden schlauchartige
Verbindungselemente am Lanzenschlitten (37) vermieden.
7 und 8 zeigen die Anordnung gemäß 5 und 6 in einem verschobenen Zustand der Kammerwandung
(18). In diesem Positionierungszustand der Kammerwandung
(18) ist es problemlos möglich, die behandelten Werkstücke (5) aus
dem Bereich der Plasmastation (3) zu entfernen neue zu
behandelnde Werkstücke
(5) einzusetzen. Alternativ zu der in den Zeichnungen dargestellten Positionierung
der Kammerwandung (18) in einem durch Verschiebung erreichten
geöffneten
Zustand der Plasmakammer (17) ist es auch möglich, den Öffnungsvorgang
durch eine Verschiebung einer konstruktiv modifizierten hülsenförmigen Kammerwandung
in eine entgegengesetzte Richtung durchzuführen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
besitzt der Kupplungskanal (27) eine zylinderförmige Gestaltung
und ist im wesentlichen koaxial zur Kammerwandung (18)
angeordnet.
9 zeigt
den Vertikalschnitt gemäß 6 in einer vergrößerten teilweisen
Darstellung in einer Umgebung der Kammerwandung (18). Zu
erkennen ist insbesondere das Übergreifen
des Innenflansches (34) der Kammerwandung (18) über den
Flansch (32) des Kammerdeckels (31) und die Halterung
der Werkstücke
(5) durch die Dichtelemente (28). Darüber hinaus
ist zu erkennen, daß die
Lanze (36) durch eine Ausnehmung (40) des Dichtelementes
(28) hindurchgeführt
ist.
Ein typischer Behandlungsvorgang
wird im folgenden am Beispiel eines Beschichtungsvorganges erläutert und
derart durchgeführt,
daß zunächst die
Werkstücke
(5) unter Verwendung der Eingabe (6) zum Plasmarad
(2) transportiert werden und daß in einem verschobenen Zustand
der hülsenartigen Kammerwandung
(18) das Einsetzen der Werkstücke (5) in die Plasmastation
(3) erfolgt. Nach einem Abschluß des Einsetzvorganges wird
die Kammerwandung (18) in ihre abgedichtete Positionierung verfahren
und zunächst
gleichzeitig eine Evakuierung sowohl der Kavität (4) als auch von
Innenräumen
der Werkstücke
(5) durchgeführt.
Nach einer ausreichenden Evakuierung
des Innenraumes der Kavität
(4) werden die Lanzen (36) in die Innenräume der
Werkstücke
(5) eingefahren und durch eine Verschiebung der Dichtelemente
(28) eine Abschottung der Innenräume der Werkstücke (5)
gegenüber
dem Innenraum der Kavität
(4) durchgeführt.
Ebenfalls ist es möglich,
die Lanzen (36) bereits synchron zur beginnenden Evakuierung
des Innenraumes der Kavität
in die Werkstücke
(5) hinein zu verfahren. Der Druck im Innenraum der Werkstücke (5)
wird anschließend
noch weiter abgesenkt. Darüber
hinaus ist auch daran gedacht, die Positionierbewegung der Lanzen
(36) wenigstens teilweise bereits parallel zur Positionierung
der Kammerwandung (18) durchzuführen. Nach Erreichen eines
ausreichend tiefen Unterdruckes wird Prozeßgas in die Innenräume der
Werkstücke
(5) eingeleitet und mit Hilfe des Mikrowellengenerators
(19) das Plasma gezündet.
Insbesondere ist daran gedacht, mit Hilfe des Plasmas sowohl einen
Haftvermittler als auch die eigentliche Barriereschicht aus Siliziumoxiden
auf den inneren Oberflächen
der Werkstücke
(5) abzuscheiden.
Die Aufbringung des Haftvermittlers
kann beispielsweise in einem zweistufigen Verfahren als erste Stufe
vor der Aufbringung der Barriereschicht in der zweiten Stufe erfolgen,
es ist aber auch denkbar, in einem kontinuierlichen Verfahren wenigstens
einen dem Werkstück
(5) zugewandten Teil der Barriereschicht als Gradientenschicht
auch bereits zeitgleich zum Aufbringen mindestens eines Teiles des Haftvermittlers
zu erzeugen. Eine derartige Gradientenschicht kann in einfacher
weise während
der Dauer eines bereits gezündeten
Plasmas durch Veränderung
der Zusammensetzung des Prozeßgases
erzeugt werden. Eine derartige Änderung
der Zusammensetzung des Prozeßgases
kann abrupt durch Änderung
von Ventilsteuerungen oder kontinuierlich durch Veränderung
des Mischungsverhältnisses
von Bestandteilen des Prozeßgases
erreicht werden. Ein typischer Aufbau einer Gradientenschicht erfolgt
derart, daß in
einem dem Werkstück
(5) zugewandten Teil der Gradientenschicht ein zumindest überwiegender
Anteil des Haftvermittlers und in einem dem Werkstück (5)
abgewandten Teil der Gradientenschicht zumindest überwiegend
ein Anteil des Barrierematerials enthalten ist. Ein Übergang
der jeweiligen Bestandteile erfolgt zumindest in einem Teil der Gradientenschicht
kontinuierlich entsprechend einem vorgebbaren Gradientenverlauf.
Der Innenraum der Plasmakammer (17)
und die Innenräume
der Werkstücke
(5) werden zunächst gemeinsam
auf ein Druckniveau von etwa 20 mbar bis 50 mbar evakuiert. Anschließend wird
der Druck in den Innenräumen
der Werkstücke
(5) weiter auf etwa 0,1 mbar abgesenkt. Während der
Durchführung
des Behandlungsvorganges wird ein Unterdruck von etwa 0,3 mbar aufrechterhalten.
Nach einem Abschluß des Beschichtungsvorganges
werden die Lanzen (36) wieder aus den Innenräumen der
Werkstücke
(5) entfernt und die Plasmakammer (17) sowie die
Innenräume
der Werkstücke
(5) werden belüftet.
Nach Erreichen des Umgebungsdruckes innerhalb der Kavität (4)
wird die Kammerwandung (18) wieder verschoben, um eine Entnahme
der beschichteten Werkstücke
(5) sowie eine Eingabe von neuen zu beschichtenden Werkstücken (5)
durchzuführen.
Zur Ermöglichung
einer seitlichen Positionierung der Werkstücke (5) bzw. der Träger (41)
werden die Dichtelemente (28) mindestens bereichsweise
wieder in den Kammersockel (30) hinein verfahren.
Alternativ zur erläuterten
Innenbeschichtung von Werkstükken
(5) können
auch Außenbeschichtungen,
Sterilisationen oder Oberflächenaktivierungen
durchgeführt
werden.
Eine Positionierung der Kammerwandung (18),
der Dichtelemente (28) und / oder der Lanzen (36)
kann unter Verwendung unterschiedlicher Antriebsaggregate erfolgen.
Grundsätzlich
ist die Verwendung pneumatischer Antriebe und / oder elektrischer
Antriebe, insbesondere in einer Ausführungsform als Lineazmotor,
denkbar. Insbesondere ist aber daran gedacht, zur Unterstützung einer
exakten Bewegungskoordinierung mit einer Rotation des Plasmarades
(2) eine Kurvensteuerung zu realisieren. Die Kurvensteuerung
kann beispielsweise derart ausgeführt sein, daß entlang
eines Umfanges des Plasmarades (2) Steuerkurven angeordnet
sind, entlang derer Kurvenrollen geführt werden. Die Kurvenrollen
sind mit den jeweils zu positionierenden Bauelementen gekoppelt.
Zur Zuführung von benötigten Betriebsmitteln,
insbesondere von Unterdruck und von Prozeßgas, können im Bereich des Kammersockels
(30) Kanalverzweigungen angeordnet werden, die es ermöglichen,
mit gemeinsamen Steuerventilen mehrere Plasmakammern (17)
oder Kavitäten
(4) zu versorgen.
Ebenfalls ist daran gedacht, eine
funktionelle gruppenweise Zuordnung von Pumpen vorzunehmen, die
zur Erzeugung der erforderlichen Unterdrücke verwendet werden. Beispielsweise
ist es möglich,
gleichartige Pumpen zu verwenden, und in Bewegungsrichtung aufeinander
folgende Plasmastationen (3) abwechselnd mit den jeweiligen
Pumpen zu verbinden. Hierdurch bleibt die einzelne Plasmastation
(3) länger
an eine jeweils zugeordnete Pumpe angeschlossen und es werden Umschaltzeiten
eingespart. Bei einer gleichzeitigen Behandlung von unterschiedlich
geformten Werkstücken
(5) oder Werkstücken
(5) mit relativ zueinander unterschiedlicher Größe ist es
auch möglich,
die jeweiligen Plasmastationen (3) bzw. die zugeordneten
Plasmakammern (17) mit unterschiedlichen Pumpen zu verbinden,
um jeweils an die konkrete Geometrie des Werkstückes (5) angepaßte optimale
Prozeßbedingungen
bereitzustellen. Aufeinander folgende Plasmastationen (3) können hierdurch
schaltungstechnisch mit unterschiedlichen Pumpen verbunden werden.