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    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft eine Werkstückträgervorrichtung100 zum Halten von Werkstücken 200,insbesondere währendder Oberflächenbehandlung. Darüber hinausbetrifft die Erfindung eine Behandlungsvorrichtung mit einer derartigenWerkstückträgervorrichtung. BekannteWerkstückträgereinrichtungenumfassen einen Substrattisch 110, mindestens ein auf dem Substrattisch 110um eine Planetenachse dP drehbar gelagertesPlanetenelement 120, mindestens ein auf dem Planetenelement um eineMondachse dM drehbar gelagertes Mondelement 140-m,welches als Werkstückhalterungzum Halten des Werkstücks200 ausgebildet ist, und mindestens eine Übertragereinrichtung 150 zum Übertrageneiner Drehbewegung auf das mindestens eine Mondelement 140-m. Um derartigeWerkstückträgervorrichtungenplatzsparender und gleichzeitig weniger störanfällig zu gestalten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,das Planetenelement 120-k ringförmigauszubilden und die Übertragereinrichtung150 zum Antreiben des Mondelementes 140-m in dem Innenraum 170 desringförmigenPlanetenelements 120 anzuordnen.
    公开号:DE102004027989A1
    申请号:DE200410027989
    申请日:2004-06-09
    公开日:2006-03-02
    发明作者:Stefan Esser
    申请人:Esser Stefan Dr-Ing；
    IPC主号:B25B11-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Werkstückträgervorrichtungzum Halten von Werkstücken,insbesondere währendeiner Oberflächenbehandlungder Werkstücke.Darüberhinaus betrifft die Erfindung eine Behandlungsvorrichtung mit einerderartigen Werkstückträgervorrichtungzum Behandeln der Oberflächender Werkstücke,insbesondere durch Beschichten.
    [0002] Ausdem Stand der Technik, zum Beispiel der Druckschrift EP 1 256 637 A1 , ist einederartige Werkstückträgervorrichtunggrundsätzlichbekannt. Die dort offenbarte Vorrichtung weist mindestens ein ringförmiges Planetenelementmit einer zentralen Öffnungauf, wobei durch die Öffnungein drehbarer Schaft verläuft,an welchem das Planetenelement drehfest befestigt ist. Auf dem Planetenelementist mindestens ein Mondelement, welches zum Tragen eines zu behandelndenWerkstücksausgebildet ist, um eine Mondachse drehbar gelagert. Zwecks Auslösung intermittierenderDrehungen des von dem Mondelement getragenen Werkstückes relativzu dem Planetenelement greift bei jeder Umdrehung des Planetenelementesein Mitnehmerfinger einer Mitnehmervorrichtung in ein Treibrad desMondelementes ein. Die Mitnehmervorrichtung ist außerhalb derPeripherie des Planetenelementes angeordnet, weshalb die gesamteWerkstückträgervorrichtung rechtvoluminösist.
    [0003] Ausder Druckschrift WO 00/36178 ist eine weitere derartige Werkstückträgervorrichtungenbekannt. Sie ist so konstruiert, dass sie eine optimale Ausrichtungder zu beschichtenden Werkstückeauf z. B. ein aufgesprühtesBeschichtungsmittel gewährleistet,mit dem Ziel einer optimalen Beschichtungshomogenität. Genauergesagt, offenbart die besagte Druckschrift eine Werkstückträgervorrichtungin Form eines Planetensystems. Auf einem Substrattisch ist mindestensein Planetenelement drehbar gelagert. Auf dem Planetenelement wiederumist ein Mondelement drehbar gelagert, welches als Halterung für das zubeschichtende Werkstückausgebildet ist. Mit dem Substrattisch ist eine Übertragereinrichtung verbunden,welche im Falle einer Drehbewegung des Planetenelementes eine zumindestzeitdiskontinuierliche Drehung des Mondelementes und damit des Werkstücks bewirkt.
    [0004] Ausgehendvon diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung einebekannte Werkstückträgervorrichtungsowie eine bekannte Behandlungsvorrichtung mit einer derarti genWerkstückträgervorrichtungin der Weise weiter zu bilden, dass sie platzsparender und gleichzeitigweniger störanfällig werden.
    [0005] DieseAufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. DieLösungist dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenelement ringförmig ausgebildetist und dass die Übertragereinrichtungzum Antreiben des Mondelementes in dem Innenraum des ringförmigen Planetenelements angeordnetist.
    [0006] Dabeiist der Begriff "ringförmig" nicht zwingend imSinne von "kreisförmig" zu interpretieren. Vielmehrkann sowohl die Innen- wie auch die Außenkontur des ringförmigen Planetenelementeszumindest abschnittsweise eckig oder unsymmetrisch begrenzt sein. "Ringförmig" im Sinne der Erfindung setztlediglich voraus, dass das Planetenelement eine Öffnung aufweist, welche sichradial zu einer Planetenachse erstreckt.
    [0007] Inder Beschreibung werden die Begriffe "drehfest" und "drehgekoppelt" verwendet. Der Begriff "drehfest" ist so zu verstehen,dass zwei drehfest miteinander verbundene Teile keine Relativbewegungzueinander ausführenkönnen,weil sie z. B. fest miteinander verschweißt sind. Demgegenüber istder Begriff "drehgekoppelt" so zu verstehen,dass zwei miteinander drehgekoppelte Teile eine Relativbewegungzueinander ausführenkönnen,weil sie z. B. miteinander in Dreheingriff stehen.
    [0008] Durchdie Öffnungbzw. die ringförmigeAusbildung des Planetenelementes wird im Innern des Planetenelementesein Innenraum frei, welcher grundsätzlich für verschiedene Zwecke verwendet werdenkann. Gemäß der Erfindungwird er insbesondere zur Aufnahme der Übertragereinrichtung zum Antreibender Mondelemente verwendet. Gegenüber dem Stand der Technik,bei dem eine derartige Übertragereinrichtungaußerhalbdes Planetenelementes vorgesehen war, wird hier Bauvolumen eingespart.Außerdemist die beanspruchte Werkstückträgervorrichtungkonstruktiv einfacher gestaltet und deshalb auch einfacher realisierbar.
    [0009] DieAnordnung der Übertragereinrichtungim Innern des Planetenelementes bietet weiterhin den Vorteil, dassdie Übertragereinrichtung – im Unterschiedzum Stand der Technik – nichtmehr unmittelbar z. B. einem Beschichtungsmaterial ausgesetzt ist,mit welchem die Oberflächender Werkstückebeschichtet werden. Dadurch wird eine ansonsten primär durchdas Beschichtungsmittel bedingte Versprödung der Übertragereinrichtung verlangsamt, wodurchderen Lebensdauer verlängertwird. Der Betrieb der Übertragereinrichtungund damit der Mondelemente ist deshalb vorteilhafterweise wenigerstöranfällig. Außerdem istein Reinigen der Übertragereinrichtungauch nach mehrfacher Verwendung der Werkstückträgervorrichtung entbehrlich.
    [0010] Gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung ist die Mondachse gegenüber der Planetenachse geneigtund das ringförmigePlanetenelement vorzugsweise konisch ausgebildet. Das bietet den Vorteil,dass der zur Verfügungstehende Beschichtungsraum, d. h. das von den zu behandelnden Werkstücken beanspruchteVolumen, in der Werkstückträgervorrichtunginsbesondere bei Verwendung von mehreren übereinander gestapelten konischenPlanetenelementen wesentlich besser ausgenutzt werden kann.
    [0011] Einzeit-diskontinuierlicher Antrieb der Mondelemente bzw. der daringehaltenen Werkstücke,d. h. insbesondere ein Verzicht auf eine Drehung der Werkstücke während derjenigenZeitintervalle, währendsie nicht mit Beschichtungsmaterial besprüht werden, spart vorteilhafterweiseAntriebsenergie ein, ohne dass das Beschichtungsergebnis darunterleiden müsste.
    [0012] EineAnordnung von Mitnehmerelementen in vorbestimmter Anzahl an vorbestimmtenPositionen am Umfang der Übertragereinrichtungbietet den Vorteil, dass auf diese Weise die Ansteuerung der Mondelementeund damit der Werkstückedauerhaft sehr genau, z. B. auch synchronisiert auf die Positioneiner Verdampfereinrichtung in der Umgebung der Werkstückträgervorrichtungeingestellt werden kann. Ein Anbringen und Einstellen der Mitnehmerelementebei jedem neuen Zusammenbau der Werkstückträgervorrichtung zwecks Beschickungmit einer neuen Charge von Werkstücken – wie dies im Stand der Technikerforderlich war – istdamit entbehrlich. Über dieAnzahl der an der Übertragereinrichtungangebrachten Mitnehmerelemente kann die Gleichförmigkeit der Drehbewegung derMondelemente bzw. der Werkstückeeingestellt werden, wobei gilt: je größer die Anzahl, desto gleichförmiger dieDrehbewegung.
    [0013] Vorteilhafterweisesind die Mitnehmerelemente oder die Begrenzungen der Ausnehmungen derMondelemente in welche die Mitnehmerelemente eingreifen, elastischausgebildet; dadurch wird gewährleistet,dass ein Klemmen oder Verhaken eines Mitnehmerelementes in einerAusnehmung und damit die Gefahr eines Funktionsausfalls der Werkstückträgervorrichtungdeutlich verringert oder zumindest auf einen Teilbereich der Werkstückträgervorrichtung,insbesondere ein Planetenelement beschränkt wird.
    [0014] ZumZwecke der Erhöhungder Beschichtungsrate, d. h. der Anzahl der zu beschichtenden Werkstücke proZeiteinheit, ist es vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl von Planetenelementenzu einer Gruppe zusammen gefasst werden, indem sie axial zu derPlanetenachse übereinandergestapelt und drehfest miteinander verbunden werden.
    [0015] Umein Eindringen von Beschichtungsmaterial aus der Umgebung der Werkstückvorrichtungin das Innere der aufeinander gestapelten Planetenelemente zu vermeiden,ist es vorteilhaft, wenn die Übergänge zwischenden übereinandergestapelten Planetenelementen abgedichtet sind.
    [0016] Vorteilhafterweiseist auf Höhejedes der übereinandergestapelten Planetenelemente eine zugeordnete Übertragereinrichtung zum Drehendes mindestens einen, auf dem jeweiligen Planetenelement drehbargelagerten Mondelementes vorgesehen. Weil diese übereinander angeordneten Übertragereinrichtungensowie zumindest die mit den Übertragereinrichtungendrehgekoppelten Teile der Mondelemente erfindungsgemäß in demInnenraum der Planetenelemente angebracht sind, sind die Übertragereinrichtungensowie die genannten Teile der Mondelemente nicht dem Beschichtungsmaterialfür die Werkstücke ausgesetzt.Dadurch wird ausgeschlossen, dass sich beim Betrieb der WerkstückträgervorrichtungBeschichtungsmaterial von den Übertragereinrichtungenoder den genannten Teilen der Mondelemente löst und auf tiefer positionierteWerkstücke fällt. ImStand der Technik, bei dem die Übertragereinrichtungenzum Drehen der Mondelemente außerhalbder Planetenelemente angeordnet waren, trat dieser unerwünschte Effektregelmäßig aufund bewirkte, dass die Beschichtung der von dem herabfallenden Beschichtungsmaterialgetroffenen Werkstückeunbrauchbar wurde.
    [0017] EineAusbildung der Welle in Form einer Mehrzahl von Wellenabschnittenund eine drehfeste Anordnung von Übertragereinrichtungen vorzugsweisean jedem der Wellenabschnitte bietet den Vorteil einer flexiblenGestaltungsmöglichkeitbeim Zusammenbau der Werkstückträgervorrichtung,insbesondere im Hinblick auf eine aktuelle Chargengröße, d. h.die Anzahl der aktuell bzw. zeitgleich zu behandelnden Werkstücke.
    [0018] DieAusbildung von insbesondere der auf dem Substrattisch fest-stehendenWelle als elektrischer Leiter bietet den Vorteil, dass ein elektrisches Potential,welches zur Durchführungeiner guten Beschichtung mitunter erforderlich ist, störungsfreioder zumindest störungsarmauch an Werkstücke übertragenwerden kann, welche von Mondelementen in höheren Ebenen von gestapeltenPlanetenelementen gehalten werden.
    [0019] Weiterhinermöglichtdie fest-stehende Welle vorteilhafterweise ein Anbringen von beliebigenEinrichtungen, mit denen auf den Behandlungsprozess der Werkstücke Einflussgenommen werden kann, in dem Innenraum der Planetenelemente, undzwar in jeder gewünschtenStapelhöhe.
    [0020] Durcheine planetäreAnordnung von mehreren Gruppen von Planetenelementen können das Beschichtungsvolumenund die Beschichtungsrate ebenfalls gesteigert werden.
    [0021] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen der Werkstückträgervorrichtung sind Gegenstandder Unteransprüche.
    [0022] Dieoben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch eine Behandlungsvorrichtung, insbesondereBeschichtungsvorrichtung, mit der Werkstückträgervorrichtung gelöst. DieVorteile dieser Behandlungsvorrichtung entsprechen im Wesentlichenden oben beschriebenen Vorteilen der Werkstückträgervorrichtung. Darüber hinausist es fürdie Behandlungsvorrichtung vorteilhaft, wenn die Werkstückträgervorrichtungausgebildet ist, die Drehung des Mondelementes mit einer Vorbeibewegung desWerkstücksinnerhalb eines Sektorbereiches an mindestens einer Emissionseinrichtungzu synchronisieren.
    [0023] DerBeschreibung sind insgesamt sieben Figuren beigefügt, wobei
    [0024] 1 einerstes Ausführungsbeispielfür den Aufbauder erfindungsgemäßen Werkstückträgervorrichtung;
    [0025] 2 eineVariante des ersten Ausführungsbeispielsin einer perspektivischen Ansicht;
    [0026] 3 einAusführungsbeispielfür eine Übertragereinrichtunggemäß der Erfindung;
    [0027] 4 eineDetailansicht aus 2;
    [0028] 5 einzweites Ausführungsbeispielfür denAufbau der erfindungsgemäßen Werkstückträgervorrichtung;
    [0029] 6 eineVariante des zweiten Ausführungsbeispielsin einer perspektivischen Ansicht im Zusammenwirken mit einer Emissionseinrichtung; und
    [0030] 7 eindrittes Ausführungsbeispielfür den Aufbauder erfindungsgemäßen Werkstückträgervorrichtung;zeigt.
    [0031] DieErfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispieleunter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben.
    [0032] 1 zeigtein erstes Ausführungsbeispiel für den Aufbaueiner Werkstückträgervorrichtung 100' zum Haltenvon Werkstücken 200-1, 200-2,insbesondere währendeiner Oberflächenbehandlung. DieOberflächenbehandlungkann z. B. in der Beschichtung der Werkstücke mit einem BeschichtungsmittelB bestehen.
    [0033] DieWerkstückträgervorrichtungumfasst einen Substrattisch 110 auf dem mindestens einPlanetenelement 120 um eine Planetenachse dp drehbar gelagertist. Auf dem Planetenelement 120 wiederum ist mindestensein Mondelement 140-m mit m=1-M um eine Mondachse dM-m drehbar gelagert, wobei M die maximaleAnzahl von Mondelementen pro Planetenelement bezeichnet. Das Mondelementist als Werkstückhalterungzum Halten des zu behandelnden Werkstücks 200-1, 200-2 ausgebildet.
    [0034] DasPlanetenelement 120 ist erfindungsgemäß ringförmig ausgebildet. In dem Innenraumdieses ringförmigenPlanetenelementes 120 ist eine Übertragereinrichtung 150 angeordnetzum Antreiben, d. h. Drehen von vorzugsweise allen auf dem Planetenelementgelagerten Mondelementen. Die Übertragereinrichtungwird von einer Welle 160 in Form einer Stange oder einesRohres getragen, welche axial zu der Planetenachse dP auf dem Substrattisch 110 befestigtist. Die Übertragereinrichtung 150 erstrecktsich im Wesentlichen radial zu der Welle 160 und ist mitdieser drehfest verbunden.
    [0035] DieWerkstückträgervorrichtung 100' gemäß 1 funktioniertwie folgt: Übereine Antriebseinrichtung 130 wird ein Antriebsrad 132 angetrieben,welches vorzugsweise mit dem äußeren Randdes ringförmigenPlanetenelementes 120 drehgekoppelt ist. Auf diese Weisewird auch das Planetenelement 120 von der Antriebseinrichtung 130 zueiner Drehung um die Planetenachse dp angetrieben.
    [0036] DerAntrieb der Mondelemente 140-m und damit eine Drehung derWerkstückeum ihre jeweilige Mondachse dM erfolgt nurindirekt überdie Antriebseinrichtung 130; vielmehr erfolgt sie direkt,wie bereits erwähnt, über die Übertragereinrichtung 150. Weildie Übertragereinrichtung 150 drehfestmit dem Substrattisch 110 verbunden ist, entsteht bei einer Drehungdes Planetenelementes 120 eine Relativbewegung zwischendem Planetenelement 120 und der Übertragereinrichtung 150.Aufgrund der eingerichteten Drehkopplung zwischen der Übertragereinrichtung 150 undden in dem Planetenelement gelagerten Mondelementen bewirkt die seRelativbewegung einen Antrieb, d. h. ein Drehen der Mondelemente 140-m unddamit der Werkstücke 200-m umihre jeweiligen Mondachsen.
    [0037] Gemäß einerin 1 nicht gezeigten alternativen Ausführungsformkann das Planetenelement 120 auch mit einer axial zu derPlanetenachse verlaufenden Antriebswelle drehfest verbunden seinund dann durch diese Antriebswelle relativ zu dem Substrattischgedreht werden. Die drehfeste Verbindung zwischen der Welle 160 unddem Substrattisch 110 erfolgt dann nicht, wie in 1 gezeigt,am unteren Ende der Welle 160, sondern über einen außerhalb desPlanetenelementes drehfest mit dem Substrattisch verbundenen kranförmigen Bügel, andessen Ausleger die Welle 160 mit Übertragereinrichtung 150 drehfestbefestigt ist. An dem Ausleger hängend wirddie Welle mit der Übertragereinrichtungdann in dem Innern des Planetenelementes gehalten.
    [0038] 2 zeigtdie Werkstückträgervorrichtung 100' in einer perspektivischenAnsicht. Das Planetenelement 120 ist bei der hier gezeigtenVariante des ersten Ausführungsbeispielskonisch ausgebildet. Das Planetenelement 120 weist Bohrungen 124-m auf,in denen die hier hülsenförmig ausgebildeten Mondelemente 140-m jeweilsum ihre individuelle Mondachse dM-m drehbargelagert sind. Die einzelnen Mondachsen dM-msind gegenüberder Planetenachse dp vorzugsweise alle umeinen Winkel α geneigt.Der Antrieb der Mondelemente 140-m mit Hilfe der Übertragereinrichtung 150 wirdnachfolgend unter Bezugnahme auf die 3 und 4 näher beschrieben.
    [0039] 3 zeigtein Ausführungsbeispielfür die Übertragereinrichtung 150.Eine Ausbildung der Übertragereinrichtungin der dort gezeigten Weise hat folgende Vorteile: Zum einen hatdiese Übertragereinrichtungnur ein geringes Gewicht und zum anderen ist sie sehr einfach herzustellen.Für dieHerstellung muss in einem ersten Schritt lediglich ein zunächst planbaresBlech geeignet (wie in 3 zu erkennen) ausgeschnittenwerden. In einem zweiten Schritt müssen dann nur noch die Arme 151-1, 151-2 rechtwinkeligabgebogen werden. Jeder dieser Arme weist an seinem einen Ende einvorzugsweise radial ausgerichtetes Mitnehmerelement 152-1, 152-2, 152-3 auf.
    [0040] 4 veranschaulichtdie Drehkopplung zwischen der Übertragereinrichtung 150 undeinem Mondelement 140-m. Es ist zu erkennen, dass das Mondelement 140-m anseinem unteren, d. h. der Übertragereinrichtung 150 zugewandtenEnde Ausnehmungen 142 aufweist. In diese Ausnehmungen 142 greifendie Mitnehmerelemente 152-1, 152-2 bei einer Drehungder Übertragereinrichtung 150 zeitweiseein und bewirken so eine stückweiseDrehung des Mond elementes bzw. des Werkstücks 200-m um einenvorbestimmten Mond-Drehwinkel um die jeweilige Mondachse dM-m. Wenn nur ausreichend viele Mitnehmerelementeam Umfang der Übertragereinrichtungverteilt angeordnet sind, so lässtsich auch eine im wesentlichen kontinuierliche Drehbewegung derWerkstückeum ihre Mondachsen realisieren. Die Mitnehmerelemente oder die Begrenzungender Ausnehmungen sind vorzugsweise elastisch ausgebildet, um dieWahrscheinlichkeit eines Verklemmens zwischen Mitnehmerelement undAusnehmung zu minimieren.
    [0041] 5 zeigtein zweites Ausführungsbeispiel für den Aufbauder erfindungsgemäßen Werkstückträgervorrichtung 100''. Dieses zweite Ausführungsbeispielunterscheidet sich von dem in 1 gezeigtenersten Ausführungsbeispieldarin, dass hier mehrere Planetenelemente 120-k mit k=1-K übereinandergestapelt sind, wobei K die Anzahl der übereinander gestapelten Planetenelementerepräsentiert;in 5 ist K=3. Gegenüber dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispielkann mit dem hier in 5 gezeigten Aufbau der Werkstückträgervorrichtung 100' die dreifacheAnzahl von Werkstückengleichzeitig behandelt werden.
    [0042] Die übereinandergestapelten Planetenelemente 120-k sind vorzugsweise drehfestmiteinander verbunden. Dann ist es ausreichend, wenn lediglich einesder Planetenelemente, vorzugsweise dasjenige 120-1, welchesauf dem Substrattisch drehbar gelagert ist, wie oben unter Bezugnahmeauf 1 beschrieben, angetrieben wird; aufgrund derdrehfesten Verbindung drehen sich dann ggf. auch die anderen darüber gestapeltenPlanetenelemente 120-2, 120-3 mit.
    [0043] DiePlanetenelemente könnenin ihrem jeweiligen Innenraum eine Führungseinrichtung 122-k miteiner Hülse 124-k anzentraler Stelle aufweisen. Beim Übereinanderstapeln der Planetenelemente werdendie Hülsen 124-k aufdie fest-stehende Welle 160 aufgeschoben, wodurch automatischeine richtige Positionierung der Planetenelemente 120-k inBezug auf die Welle 160 gewährleistet wird.
    [0044] Auchbei den übereinandergestapelten Planetenelementen ist jedem Planetenelement 120-1, 120-2 und 120-3 jeweilseine Übertragereinrichtung 150-1, 150-2 und 150-3 zugeordnet,wobei alle diese Übertragereinrichtungenauf der Welle 160 drehfest montiert sind. Die Welle kannentweder einstückig ausgebildetsein oder aus einer Vielzahl von drehfest miteinander verkuppelbarenWellenabschnitten 160-k zusammensetzbar sein. LetztereAusbildung der Welle hat den Vorteil, dass die Höhe bzw. Länge der Welle 160 individuellder jeweiligen StapelhöheH angepasst werden kann. Die Wellenabschnitte 160-k können jeweilseinstückigmit einer Übertragereinrichtung 150-k ausgebildetsein, was einen erneuten Aufbau der gesamten Werkstückträgervorrichtung 100'', wie er typischerweise vor jedemBehandlungs- bzw. Beschichtungsvorgang erneut erforderlich ist, wesentlichvereinfacht.
    [0045] Diefest-stehende Welle 160, die auf ihr angebrachten Übertragereinrichtungen 150-k unddie durch die Übertragereinrichtungenangetriebenen Mondelemente 140-m sind vorteilhafterweisejeweils elektrisch leitend ausgebildet und bilden zusammen einennicht-unterbrochenenelektrischen Leiter. Dieser Leiter dient zum Übertragen eines für die Behandlung/Beschichtungder Werkstücke(200-m) erforderlichen elektrischen Bias-Potentials vonder Welle 160 überdie als Werkstückhalterungausgebildeten Mondelemente (140-m) auf die Werkstücke. Weilsich die Welle, wie oben erwähnt, über diegesamte StapelhöheH erstreckt, kann überdie Welle auch das elektrische Potential störungsfrei, d. h. beispielsweiseohne Wackelkontakte (arcing Effekt), in diese Höhe und damit zu den in dieserHöhe gehaltenenWerkstückengeleitet werden.
    [0046] DerInnenraum 170 der ringförmigenPlanetenelemente kann auch dazu genutzt werden, um z. B. Heizeinrichtungen(310), Kühleinrichtungen 330 oderMesseinrichtungen (320), insbesondere Temperaturmessgeräte, dortanzuordnen; siehe 7. Mit Hilfe dieser Einrichtungenkann der Behandlungsverlauf der Werkstücke beeinflusst oder überwachtwerden. Die Einrichtungen werden vorzugsweise an der fest-stehendenWelle 160 oder den Übertragereinrichtungen 150-k inden verschiedenen, durch die übereinandergestapeltenPlanetenelement (120-k) repräsentierten Stapelebenen, angebracht.
    [0047] Die übereinandergestapelten Planetenelemente sind vorzugsweise an ihren Übergängen gegeneinanderabgedichtet. Die Abdichtung bietet den Vorteil, dass insbesondereradial von außenauf die Werkstückeund damit auch auf die Planetenelemente gespritztes Beschichtungsmaterialnicht in den durch die übereinandergestapelten Planetenelemente gebildeten Innenraum 170 eindringenkann. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die in dem Innenraumangeordneten Übertragereinrichtungen 150-1, 150-2 und 150-3 nichtdurch das Beschichtungsmaterial in ihrer Funktionsfähigkeitbeeinträchtigtwerden.
    [0048] 6 zeigteine zweite Variante des zweiten Ausführungsbeispiels der Werkstückträgervorrichtungin einer perspektivischen Ansicht. Bei dieser Variante sind diePlanetenelemente jeweils konisch ausgebildet und die Mondachsen,zu denen die zu behandelnden Werkstücke 200-m axial gehalten sind,jeweils zu der Planetenachse dp geneigt. Die hier gezeigte Stapelungder konischen Planetenelemente bietet den Vorteil, dass eine wesentlichgrößere Pa ckungsdichteder zu behandelnden Werkstücke 200-m realisiertwerden kann, d. h. es könnenbei gleicher StapelhöheH mehr Werkstückein die Vorrichtung gepackt und gleichzeitig behandelt werden, alsbei der in 5 gezeigten ersten Variantedes zweiten Ausführungsbeispiels.Der Grund dafürist darin zu sehen, dass hier nicht, wie bei der in 5 gezeigtenersten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels,der Abstand zwischen den einzelnen übereinander gestapelten Planetenelementenmindestens der Höhebzw. Längeder Werkstücke 200-m entsprechenmuss. Die Ineinanderstapelung der konischen Planetenelemente bietetweiterhin den Vorteil, dass sich die Planetenelemente vorzugsweise teilweise überlappen.Es verbleiben dann keine Lückenzwischen den Planetenelementen durch welche Beschichtungsmaterial,das währendeiner Beschichtung typischerweise aus radialer Richtung von außen aufdie Werkstückeund die Planetenelemente gelangt, direkt in den Innenraum 170 eindringenkönnte; eineAbdichtung zwischen den konischen Planetenebenen ist deshalb entbehrlich.
    [0049] DieWerkstückträgervorrichtung 100', 100'', 100''' ist typischerweiseBestandteil einer Behandlungs- bzw. Beschichtungseinrichtung 1000 zum Oberflächenbehandeln,beispielsweise Beschichten, der Werkstücke. Neben der Werkstückträgervorrichtung 100', 100'' 100''' umfasst dieBehandlungseinrichtung 1000 noch mindestens eine Emissionseinrichtungz. B. in Form einer Verdampfereinrichtung 300, angeordnetin der äußeren Umgebungder Planetenelemente 120, vorzugsweise in der Mitte, d.h. imBereiche einer Drehachse dS des Substrattisches 110.Die Emissionseinrichtung emittiert ein Beschichtungsmittel B aufdie Werkstücke 200,wenn diese sich in einem Sektorbereich γ an der Verdampfereinrichtung 300 vorbeibewegen.Währendder Vorbeibewegung führendie Werkstückegrundsätzlichnur eine Planetenbewegung um die Planetenachse dp aus.Zusätzlichkönnendie Werkstückejedoch auch – beientsprechender Ansteuerung der Mondelemente von denen sie gehaltenwerden – eineDrehung um ihre jeweilige Mondachse dM durchführen. DieseDrehung um die Mondachse kann wahlweise erfolgen bevor und/oderwährendsich das Werkstückdurch den Sektorbereich γ bewegt.Durch das Drehen um die jeweilige Mondachse wird eine besondersgleichmäßige Beschichtungder Oberflächedes Werkstücksrealisiert.
    [0050] 7 zeigtein drittes Ausführungsbeispiel für den Aufbauder erfindungsgemäßen Werkstückträgervorrichtung 100'''.Hier sind mindestens zwei Planetenelemente 120-1-I, 120-1-II planetär auf dem Substrattisch 110 angeordnetund drehbar gelagert. Jedes der drehbar gelagerten Planetenelemente 120-1-I, 120-1-II kannals Trägerfür eineindividuelle Mehrzahl von darauf gestapelten weiteren Planetenelementen 120-k-I, 120-I-II dienen,wobei in diesem Fall k mit k=1-K die Anzahl der in einer erstenGruppe I übereinandergestapelten Planetenelemente und I mit I=1-L die Anzahl der in einerzweiten Gruppe II übereinandergestapelten Planetenelemente bezeichnet. Für jedes einzelne Planetenelementbzw. fürjede Gruppe der hier verwendeten Planetenelemente gelten die obenbeschriebenen Ausführungsbeispieleund Varianten gleichermaßen.
    [0051] DerSubstrattisch 110 wird bei dem dritten Ausführungsbeispieldirekt von der Antriebseinrichtung 130 angetrieben, d.h. in eine Drehbewegung um eine Substrattischachse dS versetzt.Dies führt zunächst nurzu einer Planetenbewegung der Planetenelemente um die SubstrattischachsedS, aber noch nicht zu einer Drehung derPlanetenelemente um ihre jeweiligen Planetenachsen dp-I,dp-II. Letztere erfolgt mit Hilfe einesalternativen Antriebsrades 134, welches in Bezug auf dieDrehung des Substrattisches und in Bezug auf die Drehung des Planetenelementesentkoppelt und fest in der Werkstückträgervorrichtung 100''' angeordnetist. Das alternative Antriebsrad 134 steht in Dreh-Eingriffmit der Außenseitevon jeweils einem Planetenelement 120-1-I, 120-1-II injeder Gruppe I, II. Eine Drehung des Substrattisches 110,angetrieben durch die Antriebseinrichtung 130 bewirkt deshalb über dasalternative Antriebsrad 134 auch eine Drehung der Planetenelementebzw. Gruppen I, II von Planetenelementen um ihre jeweiligen Planetenachsendp-I, dp-II. EineDrehung der Werkstückeum ihre jeweiligen Mondachsen erfolgt, wie oben unter Bezugnahmeauf insbesondere die 1 und 5 beschrieben.
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') zum Halten vonWerkstücken(200-m mit m=1-M), insbesondere während einer Oberflächenbehandlung,umfassend: mindestens ein um eine Planetenachse (dp)drehbar gelagertes Planetenelement (120-k mit k=1-K); mindestensein auf dem Planetenelement (120-k) um eine Mondachse (dM) drehbar gelagertes Mondelement (140-m),welches als Werkstückhalterungzum Halten des Werkstücks(200-m) ausgebildet ist; und mindestens eine Übertragereinrichtung(150-k) zum Übertrageneiner Drehbewegung auf das mindestens eine Mondelement (140-m); dadurchgekennzeichnet, dass das Planetenelement (120-k)ringförmigausgebildet ist; und die Übertragereinrichtung(150-k) zum Antreiben des Mondelementes (140-m)in dem Innenraum (170) des ringförmigen Planetenelements (120-k)angeordnet ist.
    [2] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach Anspruch 1,gekennzeichnet durch einen Substrattisch (110) aufdem das Planetenelement (120) um die Planetenachse drehbargelagert ist; und eine mit dem Substrattisch (110)drehfest verbundene und sich axial zu der Planetenachse (dp) erstreckende Welle (160), mitwelcher die Übertragereinrichtung(150-k) drehfest verbunden ist.
    [3] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach einem dervorangegangenen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Mondelement (140-m) dasWerkstück(200-m) axial zu der Mondachse (dM)hält, wobeidie Mondachse (dM) gegenüber der Planetenachse (dp) vorzugsweise um einen festen Winkel (α) geneigtist.
    [4] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Planetenelement (120-k)konisch ausgebildet ist.
    [5] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach einem dervorangegangenen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragereinrichtung (150-k)ausgebildet ist, das Mondelement (140-m) entweder zeitkontinuierlichoder zeit-diskontinuierlich, dann vorzugsweise periodisch anzutreiben.
    [6] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragereinrichtung (150-k)mindestens ein vorzugsweise radial ausgerichtetes Mitnehmerelement (152)aufweist, welches zum Drehen des Mondelements (140-m) umeinen vorbestimmten Mond-Drehwinkel mit einer Ausnehmung (142)des Mondelementes (140-m) in Dreh-Eingriff steht, wenndas Mondelement (140-m) aufgrund einer Drehung des Planetenelements(120-k) relativ zu dem Substrattisch (110) undder Übertragereinrichtung(150-k) an dem Mitnehmerelement (152) vorbeibewegtwird.
    [7] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (152)der Übertragereinrichtung (150-k)oder die Begrenzungen der Ausnehmung (142) des Mondelementes(140-m) elastisch ausgebildet sind.
    [8] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach einem dervorangegangenen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das eine Mehrzahl (K, L) von vorzugsweiseidentischen Planetenelementen (120-k) vorgesehen ist, welcheaxial zu der Planetenachse (dp) übereinandergestapelt und drehfest miteinander verbunden sind.
    [9] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, dass der durch die übereinander gestapelten ringförmigen Planetenelemente(120-k) gebildete Innenraum (170) zumindest gegenüber im Wesentlichenradial von außenim Rahmen einer Oberflächenbehandlung aufdie Werkstücke(200-m) und die Planetenelemente (120-k) einwirkendenSubstanzen abgedichtet ist.
    [10] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach Anspruch 8oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe bzw. Länge der fest-stehenden Welle(160) im Wesentlichen der Höhe (H) der übereinander-gestapelten Planetenelemente(120-k) entspricht und dass auf Höhe jedes der übereinander-gestapeltenPlanetenelemente (120-k) eine zugeordnete Übertragereinrichtung(150-k) zum Drehen des dem jeweiligen Planetenelement (120-k)zugeordneten mindestens einen Mondelementes (140-m) drehfestauf der Welle (160) angeordnet ist.
    [11] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (160) einstückig ausgebildetist und dass die Übertragereinrichtungen(150-k) auf die Welle (160) aufsteckbar und mitdieser drehfest verbindbar sind.
    [12] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (160) aus einerMehrzahl von Wellenabschnitten (160-k) gebildet ist, welchedrehfest miteinander verkuppelbar sind, und wobei mit jedem Wellenabschnitt(160) eine Übertragereinrichtung (150-k)drehfest verbindbar ist.
    [13] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach einem dervorangegangenen Ansprüche 2bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die fest-stehende Welle (160),die auf ihr angebrachten Übertragereinrichtungen(150-k) und die durch die Übertragereinrichtungen angetriebenenMondelemente (140-m) jeweils elektrisch leitend ausgebildetsind und zusammen einen nicht-unterbrochenen elektrischen Leiterrepräsentierenzum Übertrageneines fürdie Beschichtung des Werkstücks(200-m) in dem als Werkstückhalterung ausgebildeten Mondelement (140-m)erforderlichen elektrischen Bias-Potentials vonder Welle (160) auf das Werkstück.
    [14] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach einem derAnsprüche2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung mit welcher aufden Behandlungsprozess der Werkstücke Einfluss genommen werdenkann, z. B. eine Heizeinrichtung (310), eine Kühleinrichtung(330) oder eine Messeinrichtung (320), in demInnenraum des mindestens einen Planetenelementes (120-k),vorzugsweise an der fest-stehenden Welle (160) in gewünschter Höhe über demSubstrattisch (110) angebracht ist.
    [15] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach einem dervorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnetdurch eine Antriebseinrichtung (130) mit einem Antriebsrad(132), welches vorzugsweise mit dem äußerem Rand des auf dem Substrattisch (110)drehbar gelagerten Planetenelementes (120-1) drehgekoppeltist.
    [16] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach einem derAnsprüche1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung (130)zum unmittelbaren Drehen des Substrattisches (110) und zummittelbaren Drehen des mindestens einen Planetenelementes (120-k)mit Hilfe eines alternativen Antriebsrades (134), welchesin Bezug auf die Drehung des Substrattisches (110) unddie Drehung des Planetenelementes (120-1) fest-stehendendin der Werkstückträgervorrichtung(100''') angeordnet ist.
    [17] Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach Anspruch 16,dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Substrattisch (110)mindestens zwei Planetenelemente planetär angeordnet sind, wobei jedesdieser Planetenelemente (120-1-1, 120-1-2) zwecksDrehung um seine eigene Planetenachse dp-I,dp-II mit dem alternativen Antriebsrad (134)drehgekoppelt ist.
    [18] Behandlungsvorrichtung (1000), insbesondereeine PVD-Beschichtungsvorrichtung, zum Behandeln der Oberfläche einesWerkstücks(200-m), insbesondere durch Beschichten mit einem Beschichtungsmittel(B), umfassend: eine Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') nach einem derAnsprüche1 bis 17 zum Halten des zu beschichtenden Werkstücks (200-m); und mindestenseine Emissionseinrichtung (300), insbesondere Verdampfereinrichtung,in der äußeren Umgebungeines Planetenelementes (120-k) der Werkstückträgervorrichtung(100', 100'', 100''') zum Emittiereneines Behandlungsmittels, insbesondere des Beschichtungsmittels(B) auf das Werkstück(200-k), wenn sich das Werkstück bei einer Drehung des Planetenelementesum die Planetenachse (dp) an der Emissionseinrichtung(300) vorbeibewegt.
    [19] Behandlungsvorrichtung (1000) nach Anspruch18, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückträgervorrichtung (100', 100'', 100''') ausgebildet ist,die Drehung des Mondelementes (140-m) bzw. des Werkstücks (200-m)um die Mondachse (dM) mit der Vorbeibewegungdes Werkstücks (200-m)an der Emissionseinrichtung (300) zu synchronisieren, beispielsweisediese Drehung um die Mondachse (dM) nurdann erfolgen zu lassen, bevor und/oder während sich das Werkstück (200-m)in einem Sektorbereich (γ)an der Emissionseinrichtung (300) vorbeibewegt.
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