Die Erfindung bezieht sich auf ein Schleusenventil, insbesondere für eine Bandbehand¬ lungsanlage oder -beschichtungsanlage, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentan¬ spruchs 1.

Bandbehandlungsanlagen der hier in Rede stehenden Art dienen hauptsächlich zum Be¬ schichten von flexiblen Bandsubstraten, z. B. Kunststofffolien, Magnetbändern, Finnen etc., im Vakuum (z. B. durch Sputtern, also Zerstäuben von Targets, das ggf. von Magnetfeldern unterstützt wird, Aufdampfen, PVD- oder CVD-Verfahren) ), aber auch zu weiteren Be¬ handlungsformen wie Vorbehandlungen / Reinigen / Trocknen / Oberflächenaktivieren / Polymerisation etc. Hierbei ist es erforderlich, die in Ballen- oder Trommelform ge¬ wickelten Bandsubstrate oder Folien in die Anlage einzubringen und sie auf einer Lagerach¬ se aufzunehmen, so dass das Bandsubstrat während des Beschichtungsdurclilaufs von die¬ sem Ballen abgewickelt werden kann.

Jenseits / stromab der BescMch1xmgskammer(n) ist eine weitere Achse mit einer Aufwi¬ ckeltrommel vorgesehen, auf welche das beschichtete Bandsubstrat wieder aufgewickelt wird.

Eine solche Beschichtungsanlage ist also grundsätzlich in Module unterteilbar (Abwickel-, Beschichtungs- und Aufwickelmodul).

Bei bekannten Anlagen sind die beiden beidseitig gelagerten Achsen oder Walzen zum Ab¬ wickeln und Aufwickeln des Bandsubstrats auf einer gemeinsamen rahmenartigen Basis angebracht, was den Vorteil hat, dass sie in einer konstanten und festen Lagebeziehung zu¬ einander stehen. Wenn die beiden Achsen oder Walzen allerdings beidseits des Beschich- tungsmoduls angeordnet sind, so ist es beim Spulenwechsel nur rnithilfe von gesonderten Maßnahmen vermeidbar, auch die im Vakuum arbeitende Beschichtungskammer(n) zu be¬ lüften.

Es ist anzustreben, die im Vakuum arbeitende Beschichtungskammer nicht bei jedem Wechsel des Substratballens bzw. beim Entnehmen eines aus fertig beschichtetem Bandsub¬ strat neu gewickelten Ballens zu fluten / zu belüften.

Es ist deshalb schon bekannt, Schleusenventile zwischen den einzelnen Modulen vorzuse¬ hen. Damit wird das insgesamt wieder zu entlüftende Volumen deutlich verringert, da nur noch die Einlege- bzw. Entnahmestationen belüftet werden und die eigentliche Be¬ schichtungskammer stets im evakuierten Zustand verbleiben kann. Natürlich kann bei Be¬ darf die gesamte Anlage belüftet werden.

Ein bekanntes Schleusenventil besteht aus einer mit fludischem Druck (pneumatisch, hyd¬ raulisch) aufblasbaren Schlauch- oder Membrandichtung, die im Bereich einer Durchfüh¬ rung des Bandsubstrats angeordnet ist. Im aufgeblasenen Zustand wird die Dichtung gegen eine jenseits des Bandsubstrats angeordnete (und vorzugsweise elastisch nachgiebige) Dichtfläche gepresst und spannt dabei das Bandsubstrat zwischen sich und der Dichtfläche ein.

Zwar kommt das Bandsubstrat im normalen Betrieb weder mit der Schlauch- oder Memb¬ randichtung noch mit der besagten Dichtfläche in Berührung, jedoch muss der verfügbare Durchfülirungsspalt wegen des eng begrenzten Hubs der Schlauch- oder Membrandichtung recht eng bleiben. Bei eventuellen Schwingungen des Bandsubstrats während des Be- schichtungsvorgangs kann es deshalb zu Berührungen zwischen dem Substrat und den Rän¬ dern der Durchfülirung kommen, die jedenfalls beim Verlassen der Beschichtungskammer zu Beschädigungen der soeben abgeschiedenen Beschichtung führen können. Ferner kann durch solche unerwünschten Kontakte sogar ein Abreißen des unter recht hoher Zugspan¬ nung stehenden Bandsubstrats verursacht werden, das wiederum einen Anlagenstillstand erzwingt. AIs problematisch erweist sich ferner die hohe Belastung der hohlen Dichtung im Vakuum, da sie extremen Druckdifferenzen ausgesetzt ist. Deshalb muss ihre Wand (Membran oder Schlauch) recht kräftig ausgelegt werden, was wiederum ihrer Flexibilität Abbruch tut. Hierdurch kann es zu Abdichtungsmängeln im Randbereich der Dichtung kommen, insbe¬ sondere dort, wo sie die Ränder des Bandsubstrats überdeckt (dort bildet sich eine Art Zwi¬ ckel, dessen Fläche nach Möglichkeit natürlich minimiert werden muss).

Schließlich wirkt bei dieser bekannten Form der Dichtung der einseitige Atmosphärendruck (aus der jeweils belüfteten Kammer) auf die Dichtung ein und drängt diese in die Vakuum¬ kammer hinein.

DE 199 12 707 Al offenbart eine Behandlungsanlage für flache, z. B. bandförmige Sub¬ strate. Durch deren (evakuierbares) Gehäuse sind zwei umlaufende Bänder geführt, die sich im Bereich der Durchführungen zum Ein- und Ausführen des Substrats berühren bzw. das zwischen ihnen mittransportierte flache Substrat einschließen. Hier wird durch die flächige Berührung der beiden Bänder mit dem Substrat eine hinreichende Dichtwirkung erzielt, jedoch zum Preis einer äußerst geringen Weite des Durchführungsspaltes und eines ständi¬ gen flächigen Kontakts des Substrats mit den Förderbändern.

DE 199 60 751 Al beschreibt eine andere Schleuse dieser Art, die im Wesentlichen zwei Walzen mit flexiblen, schlauchartigen Mänteln umfasst, welche einander berühren und zwi¬ schen denen ein Bandsubstrat durchlaufen kann. Zur Verbesserung der Dichtwirkung und zum Minimieren seitlicher Spalte zwischen den Walzen und den Rändern des durchlaufen¬ den Substrats können die Walzenmäntel mindestens zeitweise mit Druck beaufschlagt wer¬ den. Dabei blähen sie sich auf und erhöhen einerseits den Anpressdruck auf das Substrat, andererseits schließen sie weitestgehend die besagten Seitenspalte, hn Bereich der Vaku- umkammer sind die Mantelflächen der Walzen mit Stützrollen gegen übermäßige Ausdeh¬ nung in die Valmumkarnmer hinein abgestützt, was einen recht hohen zusätzlichen Auf¬ wand bedeutet. DE 44 18 383 C2 befasst sich mit einer Vakuumschleuse, die ebenfalls mit zwei sich berüh¬ renden Walzen arbeitet, zwischen denen ein Bandsubstrat durchlaufen kann. Hier sind die Walzen lediglich mit einer Ummantelung aus elastisch-nachgiebigem Material ausgestattet.

Auch WO 99/50 472 beschreibt eine Vakuum-Bandbeschichtuiigsanlage, in der das Band¬ substrat zwischen Lade- bzw. Entladestation und der eigentlichen Reaktionskamnier Wal¬ zenschleusen durchlaufen muss, die als Druckstufen dienen. Es kann dabei in einer Ausfüh¬ rung zwischen zwei aufeinander abrollenden Walzen, in einer anderen Ausfuhrung zwi¬ schen einer Walze und einem feststehenden Abdichtungsblock durchlaufen. Diese Walzen¬ schleusen können geöffnet werden, um z. B. ein neues Bandsubstrat einzufädeln. Zu diesem Zweck ist entweder eine der Walzen wegklappbar, indem ihre Rotationswelle um eine Schwenkachse klappbar gelagert ist, oder der Abdichtungsblock wird von der Walze abge¬ zogen. In der Variante mit nur einer Walze wird das Band zwischen der Walze und dem Abdichtungsblock durch einen zwar sehr engen, jedoch letztlich offenen Spalt befördert, damit es nicht mechanisch überbeansprucht wird. Eine vollständige Abdichtung ist damit nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein weiteres Schleusenventil für statische Ab¬ dichtungszwecke zu schaffen, mit dem die vorstehend erörterten Probleme vermieden oder jedenfalls reduziert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.

Der nebengeordnete Ansprach 12 gibt eine mit mindestens einem erfindungsgemäßen Schleusenventil ausgestattete B eschichtungs anläge an.

Man verwendet zur Verbesserung des Schleusenventils eine die Öffnung, durch welche das Bandsubstrat läuft, rahmenartig umgebende Dichtfläche. Mit ihr korrespondiert ein Körper, der auf einer Seite des Bandsubstrats angeordnet und beweglich mit einem mechanisch steuerbaren Hub gelagert ist. Dieser Körper ist so auf die Dichtfläche abgestimmt, dass er die von ihr umschriebene Öffnungsfläche vollständig überdecken und zugleich vollständig — 3 —

verschließen kann. Letzteres ist unabhängig davon zu sehen, ob sich ein Bandsubstrat durch die Öffnung erstreckt oder nicht.

Im ersteren Fall wird der Abschnitt des Bandsubstrats einfach zwischen dem Körper und der Dichtfläche eingespannt, wobei es sich flexibel verformt und bei geeigneter Auslegung der Dichtfläche und des Körpers auch keinerlei Schaden davon trägt. Der Körper tritt dabei na¬ türlich nur mittelbar mit der Dichtfläche in Berührung, da das Bandsubstrat in der Art eines zusätzlichen Dichtmittels genutzt wird.

Diese Anordnung und Funktionsweise des Schleusenventils hat den Vorteil, dass bei jedem Wechsel des Bandes, d. h. in der Regel nach vollständigem Durchlauf einer Bandspule durch die Beschichtungsanlage, ein Abschnitt des Bandes in der Beschichtungskamrner bzw. dem ggf. aus mehreren hintereinander liegenden Beschichtungskammern bestehenden Modul verbleiben kann. Mit diesem Abschnitt lässt sich nach dem Einlegen einer neuen Spule in die Abwickelkammer das neue Bandsubstrat fest verkleben, während auf der Auf¬ wickelseite das Reststück auf eine leere Spule aufgezogen wird. Nach dem Evakuieren der beiden Lade- oder Wechselkammern kann der Anfang des neuen Bandsubstrats dann ein¬ fach mithilfe des Reststücks in die Beschichtungsanlage eingezogen werden.

Im anderen Fall, wenn also kein Bandsubstrat in der Öffnung vorhanden ist, verschließt der Körper die Öffnung durch unmittelbaren umlaufenden Kontakt mit der Dichtfläche.

Nach einer vorteilhaften AusMrrung hat mindestens der Körper, vorzugsweise auch die Dichtfläche eine gekrümmte Kontur oder Fläche. Ist die Dichtfläche im Wesentlichen eben und nur der Körper gekrümmt, so wird der Körper so dimensioniert, dass er die jeweils ein¬ ander gegenüber liegenden Dichtkanten der Dichtfläche berührt oder das Bandsubstrat zwi¬ schen sich und diesen Kanten einspannt.

Selbstverständlich muss ein vorhandener Krümmungsradius der Dichtfläche größer oder mindestens gleich dem Radius der auf dem Körper vorgesehenen, der Dichtfläche zuge¬ wandten gekrümmten Fläche sein, damit die vorstehend erwähnte Kantendichtwirkung er¬ reicht wird. Mit dieser Gestaltung vermeidet man insbesondere allzu starke Abimickwinkel des Band¬ substrats in der Schließ Stellung des Schleusenventils. Bei ebener Dichtfläche wird man die¬ se also wenigstens schräg zur Lotrechten auf dem Bandsubstrat legen, so dass das vom Dichtkörper eingespannte Bandtrum beim Schließen des Schleusenventils lediglich in einem stumpfen Winkel abgeknickt wird. Bei gekrümmter Dichtflächenkontur wird man deren globale Krümmung entsprechend anlegen, wie später anhand des Ausführungsbeispiels noch näher erörtert wird.

Es verstellt sich ohnehin, dass die Kanten der Dichtfläche einerseits aus einem nachgiebigen Material (z. B. Gummi, Weichkunststoff etc.) bestehen sollten, um die Dichtwirkung durch flächiges Anschmiegen zu verbessern, andererseits auch gut ausgerundet sein sollten, damit Beschädigungen (Knicke, Falten, Risse) an dem Bandsubstrat praktisch ausgeschlossen werden können. Auch der Körper selbst ist vorzugsweise mit einem elastisch nachgiebigen Oberflächenmaterial wie die Dichtfläche ausgestattet oder auch ganz aus einem solchen gefertigt.

In einer Ausführungsform wird der Körper als zylindrische Walze ausgeführt. Das hat den Vorteil, dass nicht unbedingt immer dieselben Stellen des Körpers mit der Dichtfläche zu¬ sammen wirken müssen. Man kann den Körper aber auch mit einem Querschnitt ausfuhren, der nur einem Abschnitt eines Kreisrings oder eines Walzenumfangs entspricht.

Der Körper ist etwas breiter als die Öffnung, so dass er in Schließstellung sämtliche Kanten der Öffnung überdeckt und diese vollständig abdichtet.

Eine bevorzugte Ausführung des Schleusenventils umfasst ein Gehäuse, in dem die Öff¬ nung, die Dichtfläche und der Körper nebst Lagerung und ggf. Antrieb modulartig zusam- mengefasst werden können.

Als Antrieb für das Umstellen oder -schalten des Körpers kommen reversierbare elektrische oder fluidische Antriebe in Frage, ggf. unter Zwischenschaltung eines geeigneten Getriebes oder Gestänges. Da das Schleusenventil im normalen Betrieb der Anlage nicht ständig hin und her geschaltet werden muss, könnte man jedoch auch einen manuellen Antrieb vorse¬ hen, wobei ggf. der Körper mithilfe eines Kraftspeichers (z. B. mechanische oder Gasdruck- Feder) oder eines Kniehebels oder dgl. auf die Dichtfläche gespannt werden könnte. Einen manuellen Antrieb wird man ohnehin z. B. zum Einsatz bei einem Ausfall der Fremdkraft- antriebe vorsehen.

Generell hätte ein solches Aufspannen des Dichtkörpers des Schleusenventils mithilfe eines Kraftspeichers unabhängig von der Antriebsart (Fremdkraft oder manuell) den Vorteil, dass stets eine gleich bleibende Anpresskraft bereitgestellt wird. Es versteht sich, dass ein solcher Kraftspeicher hinreichend kräftig ausgelegt werden muss, um auch einen eventuell vorhan¬ denen Bandzug des Bandsubstrats zu überwinden und dieses sicher auf die Dichtfläche zu spannen.

Vorzüge dieser erfiiidungsgemäßen Lösung sind insbesondere:

y Die Spaltgröße der Öffnung kann größer als beim Stand der Technik gehalten werden, so dass bei geöffnetem Ventil eventuelle Schwingungen des Bandsubstrats aus seiner Laufebene hinaus nicht so bald zu Kontakten mit den Kanten der Öffnung führen. Be¬ schädigungen an der Beschichtung und Bandabrisse werden so weitestgehend ausge¬ schlossen. ^ Abweichend vom Stand der Technik wird kein mit fluidischem Druck arbeitender Ven¬ tilkörper mehr benötigt, so dass mit der erfindungsgemäßen Gestaltung auch dessen weiter oben erörterten Nachteilen abgeholfen werden kann. > Es ist möglich, die Dichtfläche nebst dem zugehörigen Dichtkörper oder Ventilkörper in den periodisch zu belüftenden Arbeitsbereich (Abwickel- und Aufwickelmodule) einzu¬ bauen. Folglich drückt der Atmosphärendruck den Ventil- oder Dichtkörper nur umso fester auf die Dichtfläche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels und deren sich im Folgenden anschließender eingehender Be¬ schreibung hervor. Es zeigen in vereinfachter, schematischer und nicht maßstäblicher Darstellung

Fig. 1 eine perspektivische Teil-Schnitt- Ansicht einer Ausfuhrungsforni des erfindungsge¬ mäßen Schleusenventils; Fig. 2 die geöffnete Stellung des erfindungsgemäßen Schleusenventils; Fig. 3 die Schließ Stellung des erfindungsgemäßen Schleusenventils.

Gemäß Fig. 1 umfasst ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Schleusenventil ein Gehäuse 2, in dem mindestens eine Öffnung 3 zum Durchführen eines Bandsubstrats 4 vorgesehen ist. In der bevorzugten Einbaulage ist links vom Gehäuse 2 und von der Öffnung 3 eine (nicht ge¬ zeigte) Vakuum-Beschichtungskammer (z. B. eine Sputterkammer oder dgl), während sich rechts an das Gehäuse 2 eine im Wechsel evakuierbare und belüftbare Kammer anschließt (ebenfalls nicht dargestellt).

Letztere wird für den hier beschriebenen speziellen Anwendungsfall eine Wechselkammer sein, in der sich eine Achse zum Aufnehmen eines Ballen oder einer Spule eines Bandsub¬ strates befindet. Letzteres ist hier nur durch einen kleinen, mit 4 bezeichneten Teilabschnitt repräsentiert. Dieser Teilabschnitt des Bandsubstrats 4 erstreckt sich frei, d. h. ohne Kon¬ takt, durch die Öffnung 3. Es ist insbesondere auch sicherzustellen, dass die beiden Seiten¬ kanten des Bandsubstrats 4 im Betrieb nicht mit den beiden Seitenkanten der Öffnung in Berührung kommen. Berührungen nach oben oder unten (senkrecht zur Flächenebene des Substrats) werden nicht immer zu vermeiden sein, wenn das Bandsubstrat Schwingungen ausführt.

Man erkennt eine die Öffnung 3 auf der im Wechsel evakuierten und belüfteten (rechten) Seite rahmenartig umgebende Dichtfläche 5. Die zugehörige Innenfläche 6 des Gehäuses 2, in die die Öffnung 3 ausmündet, ist zumindest im Bereich des Austritts der Öffnung 3 zy¬ lindrisch gekrümmt.

Der Dichtungssitz im Gehäuse besteht bevorzugt aus Metall, während die eigentliche Dicht¬ fläche 5 aus einem relativ dünnen, ggf. ebenfalls bandartigen Material besteht, oder z. B. aus einer Gummierung, die um die Öffnung 3 herum auf der besagten gekrümmten Innenfläche des Gehäuses 2 sicher, z. B. durch Kleben, festgelegt ist. Es ist sicherzustellen, dass die Fu¬ ge zwischen dem Material der DichtfLäche 5 und der Innenfläche 6 des Gehäuses 2 absolut vakuumdicht ist.

Im Gehäuse 2 ist femer ein walzenförmiger Ventil- oder Dichtkörper 7 mithilfe eines Schwenkarms 8 schwenkbar um eine Achse 9 gelagert. Man erkennt den mit Qr bezeichne¬ ten Schwenkwinkel zwischen der (gezeichneten) Ruhestellung und einer Schließstellung des Dichtkörpers 7 an den beiden strichpunktierten Phantomdarstellungen des Schwenkarms 8. Die Walzenform des Dichtkörpers hat den Vorteil, dass nicht immer dieselbe Oberflächensektion seiner zylindrischen Oberfläche zur Anlage auf der Dichtfläche kommt. Grundsätzlich kann der Walzen-Dichtkörper nämlich auf dem Schwenkarm 8 seinerseits in der Art einer Walzrolle drehbar gelagert sein. Auch die Walze besteht aus Metall, und ihre Oberfläche ist mit einer Gummierung versehen.

Grundsätzlich könnten für den Dichtungssitz und die Walze auch Kunststoffe verwendet werden, soweit sie vakuumtauglich sind und insbesondere nicht zu sehr ausgasen.

Die Walze 7 ist länger als die Öffnung 3 breit ist, so dass sie auch die kurzen Kanten der Öffnung noch überdeckt und unmittelbar abdichten kann.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht entsprechend der Fig. 1, die eine Gegenüberstellung mit der in Fig. 3 gezeigten Schließstellung des Schleusenventils ermöglicht. Gleiche Bauteile haben in allen Figuren gleiche Bezugszeichen.

Während in Fig. 2 das Bandsubstrat 4 offensichtlich frei durch die Öffnung 3 laufen kann und der Dichtkörper 7 einen größeren Abstand zu ihm einhält, ist in Fig. 3 nach einem Schwenken des Dichtkörpers um die Achse 9 bzw. den Winkel a (Fig. 1) das Bandsubstrat 4 fest zwischen dem Dichtkörper 7 und der unteren Kante der Dichtfläche 5 eingespannt. Es verstellt sich, dass das Umschalten des Schleusenventils 1 in diese Schließstellung nur bei stillstehendem Bandsubstrat möglich sein sollte; die Anlage wird eine entsprechend abge¬ stimmte Steuerung umfassen. Selbstverständlich wird das Schleusenventil aber noch vor dem Belüften des Spulenwechselraums in die Schließstellung geschaltet, wenn das Vakuum in der Beschichtungskammer aufrecht erhalten bleiben soll.

Damit an der Knickstelle des Bandsubstrats 4 im Bereich der Kante der Dichtfläche 5 keine Schäden auftreten, sollte mindestens letztere Kante eine gute Abrundung aufweisen und insbesondere aus einem möglichst weichen, wemi auch widerstandsfähigen Material be¬ stehen.

Femer ist die Krämmung der Dichtfläche 5 vorteilhaft so angeordnet, dass sich die Dicht¬ fläche von der hier unterhalb des Bandsubstrats 4 liegenden Dichtkante ausgehend mit ei¬ nem schräg im stumpfen Winkel zum Lot auf das (frei durchlaufende) Bandsubstrat stehen¬ den Tangentenwinkel fortsetzt. Damit wird der in Fig. 3 gut sichtbare Zweck erreicht, dass das zwischen dem Dichtkörper 7 und der Dichtfläche 5 eingespannte Bandsubstrat nur in einen stumpfen, ggf. sogar abgerundeten Knick verformt wird.

Es sei daran erinnert, dass auf der rechten Seite des Dichtkörpers 7 bzw. des Gehäuses 2 Atmosphärendruck herrschen kann, während im normalen Betrieb der Anlage auf der linken Seite stets Vakuum herrscht. Erkennbar wird durch die Druckdifferenz von rechts nach links der Anpressdruck des Dichtkörpers 7 auf die Dichtfläche 5 bzw. das Bandsubstrat 4 noch erhöht, so dass insgesamt eine sehr hohe und zuverlässige Dichtwirkung erzielt wird.

Ein hier nicht gezeigter Fremdkraftantrieb für den Schwenkarm 8 und den Dichtkörper 7 kann innerhalb oder außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet sein. Wird dieser Antrieb innen liegend angeordnet, so kann vorteilhaft eine Durchfülirung eines beweglichen Teils (Welle auf der Achse 9) nebst dem entsprechenden Dichtungsaufwand entfallen. Eventuelle Lei- timgsdurchfuhrungen für elektrische Kabel -bei einem elektrischen Antrieb- oder Schläuche -für einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb- können mit geringerem Aufwand abgedichtet werden.