Die Erfindung betrifft eine Transportwalze für die Vakuumbehandlung von Substraten, insbesondere zur Durchführung von Beschichtungs- oder/und Ätzprozessen an flächigen (platten- förmigen) Substraten wie Architekturglas, Solarzellen und so weiter. Derartige Prozesse finden in der Regel bei unterat- mosphärischem Druck, gegebenenfalls im Beisein eines Prozessgases, beispielsweise eines Inertgases oder eines Reaktivgases, und in einigen Fällen unter hohen Temperaturen, beispielsweise 600 oder 800 ⁰ C, statt.

Zum Transport insbesondere flächiger Substrate durch Pro- zessanlagen, in denen diese Prozesse stattfinden, sind

Transporteinrichtungen bekannt, die eine Anordnung von quer zur Transportrichtung der Substrate hintereinander angeordneten, an ihren Enden drehbar gelagerten Transportwalzen umfassen, wobei mindestens ein Teil der Transportwalzen antreibbar ist. Die Substrate werden auf die von den Transportwalzen gebildete Transportebene gelegt und durch Drehung der Transportwalzen in der Transportrichtung durch die Prozessanlage bewegt. Dabei werden die Substrate an Behandlungseinrichtungen, beispielsweise Einrichtungen zur Abtra- gung einer Oberflächenschicht von den Substraten oder Einrichtungen zur Abscheidung eines Beschichtungsmaterials auf der Oberfläche der Substrate, vorbeibewegt, so dass die gewünschten Behandlungsprozesse durchgeführt werden.

Die Transportwalzen können je nach Anwendungsfall aus metal- lischen Werkstoffen, beispielsweise Edelstahl oder Aluminium, oder aus nichtmetallischen Werkstoffen, beispielsweise Industriekeramik wie Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und so weiter, gefertigt sein. Bei Transportwalzen aus keramischen Werkstoffen ist es weiterhin bekannt, die Enden, an denen die Transportwalzen drehbar gelagert werden, mit sogenannten Endkappen (end caps) aus metallischen Werkstoffen zu versehen, welche der Lagerung, Zentrierung und Kraftübertragung der Transportwalzen dienen. Die Verbindung zwischen dem Walzenkörper und der Endkappe muss dabei zwei Bedingungen er- füllen. Erstens muss die Endkappe konzentrisch auf dem Ende des Walzenkörpers sitzen, um den Rundlauf der Transportwalze zu gewährleisten, und zweitens muss die Verbindung zwischen beiden so beschaffen sein, dass das zum Antrieb der Transportwalze erforderliche Drehmoment übertragen wird.

Es ist bekannt, die Verbindung zwischen der Endkappe und dem Walzenkörper durch Kleben herzustellen; allerdings hat diese Lösung offensichtliche Nachteile hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit der Verbindungsstelle zwischen Keramik und Metall sowie dadurch, dass eine Klebverbindung nicht lösbar ist. Insbesondere bei Beschichtungsanlagen, in denen die

Transportwalzen während des Betriebs Verschmutzungen ausgesetzt sind, besteht darüber hinaus die Gefahr, dass chemische Reinigungsprozesse die Klebstoffe auflösen, wodurch sich die Endkappen vom Walzenkörper lösen können.

In EP 0 393 292 Al und EP 0 388 206 Bl wurden zur Lagerung keramischer Walzenkörper geschlitzte Hülsen vorgeschlagen, die mittels Spannschrauben von außen gegen den Walzenkörper verspannt werden. Damit ist jedoch eine hochgenaue Zentrierung nicht möglich.

In US 5,906,567 wird hingegen vorgeschlagen, die Endkappe durch Mittel zur Herstellung einer drehfesten Verbindung und zusätzlich durch Mittel zur Zentrierung mit dem Walzenkörper zu verbinden. Diese Lösung ist sehr aufwendig und verursacht daher hohe Kosten.

Aus DE 30 06 114 C3 ist eine Lösung bekannt, bei der zwischen dem Walzenkörper und der Endkappe ein Radial-Spannring angeordnet ist, der die Drehmomentübertragung bewirken soll. Allerdings ist dieser Ansatz problematisch, weil der Radial- Spannring naturgemäß nur auf eines der beiden zu verbinden- den Bauteile eine Kraft ausüben kann und damit der Größe des übertragbaren Drehmoments enge Grenzen gesetzt sind.

Verschiedene weitere Ansätze sind aus EP 0 789 829 Bl bekannt, beispielsweise unter Verwendung von bimetallischen Lamellen oder Keilen und damit zusammenwirkenden elastischen Mitteln oder quer zur Längsachse der Walze angeordnete Stifte.

Es besteht daher ein Bedarf an einer Transportwalze, bei der die Endkappe auf dem Walzenkörper drehfest angebracht ist. Weiterhin besteht ein Bedarf an einer Transportwalze, bei der die Endkappe auf dem Walzenkörper genau zentriert und gleichzeitig drehfest mit diesem verbunden ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Transportwalze mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser Transportwalze sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Es wird daher eine Transportwalze für die Vakuumbehandlung von Substraten vorgeschlagen, die einen keramischen Walzenkörper mit zwei Enden und zwei metallische Endkappen mit je einer Aufnahmebohrung umfasst, wobei jedes Ende des Walzenkörpers in einer Aufnahmebohrung einer Endkappe angeordnet und drehfest mit der Endkappe verbunden ist, und zwischen dem Ende des Walzenkörpers und der Aufnahmebohrung der Endkappe mindestens eine Schraubenfeder oder ein Spannstift parallel zur Symmetrieachse (Längsachse) des Walzenkörpers angeordnet ist. Hierzu kann vorgesehen sein, dass das Ende des Walzenkörpers und die Aufnahmebohrung der Endkappe mindestens je eine parallel zur Längsachse des Walzenkörpers verlaufende Nut aufweisen, die im zusammengefügten Zustand paarweise einen Hohlraum definieren, und in diesem Hohlraum mindestens eine Schraubenfeder oder ein Spannstift angeordnet ist, welcher eine Relativverdrehung zwischen Walzenkörper und Endkappe verhindert. In einer Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens drei über den Umfang verteilte Schraubenfedern oder Spannstifte parallel zur Symmetrieachse (Längsachse) des Walzenkörpers angeordnet sind, welche die Endkappe gleichzeitig auf dem Walzenkörper zentrieren und drehfest mit dem Walzenkörper verbinden. Hierzu kann vorgesehen sein, dass das Ende des Walzenkörpers und die Aufnahmebohrung der Endkappe mindestens je drei Nuten aufweisen, die im zusammengefügten Zustand paarweise je einen Hohlraum definieren, und in diesen mindestens drei Hohlräumen mindestens je eine Schraubenfeder oder je ein Spannstift angeordnet ist, so dass die Schraubenfedern oder Spannstifte die Endkappe gleichzeitig auf dem Walzenkörper zentrieren.

Das Fügen von Endkappe und Walzenkörper kann thermisch (durch Wärmedifferenz) erfolgen, um die im Hochtemperaturbetrieb aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der metallischen Endkappe und des keramischen Walzenkörpers auftretende Passungserweiterung zu minimieren.

Die Schraubenfeder wird dabei entgegen ihrer eigentlichen Zweckbestimmung wie ein Spannstift eingesetzt.

Ein Spannstift dient der Befestigung von Maschinenelementen. Er besteht aus Federstahl und wird durch Umformung eines Blechstreifens zu einem nicht ganz geschlossenen Rohr hergestellt. Zur Verbindung zweier Teile miteinander werden diese zusammengefügt und mit einer durch beide Teile verlaufenden Bohrung versehen. Anschließend wird der Spannstift in die Bohrung eingesetzt. Spannstifte können hohe Scherkräfte übertragen und sind hinsichtlich der Einbaubedingungen relativ anspruchslos; eine Passung für die Bohrung ist nicht unbedingt nötig. Spannstifte sind Gegenstand der ISO-Normen 8750, 8751, 8752 und 13337.

In diesem Sinne wird bei der vorgeschlagenen Transportwalze entweder ein Spannstift oder eine Schraubenfeder verwendet, wobei der Spannstift oder die Schraubenfeder parallel zur Längsachse des Walzenkörpers angeordnet wird und die Bohrung, in die der Spannstift oder die Schraubenfeder eingesetzt wird, durch das Zusammenwirken von Walzenkörper und Endkappe gebildet wird. Der Durchmesser der Schraubenfeder oder des Spannstifts wird größer gewählt als der Durchmesser der Bohrung, so dass die Schraubenfeder oder der Spannstift im eingebauten Zustand zusammengedrückt ist und von innen gegen die Wandung der Bohrung drückt. Hierzu wird der Durchmesser der Schraubenfeder beim Einbau durch Verdrehen der Schraubenfeder um ihre Längsachse verkleinert. Ist die

Schraubenfeder eingesetzt, so kann sie sich wieder entspannen und der vergrößerte Durchmesser bewirkt die Verspannung gegen die Wandung der Bohrung.

Um den für die Schraubenfeder oder die Spannstifte benötig- ten Bauraum zwischen Endkappe und Walzenkörper zu schaffen und gleichzeitig den Spalt zwischen beiden Bauteilen möglichst gering zu halten, können entsprechend der Anzahl der zu verwendenden Schraubenfedern oder Spannstifte zueinander korrespondierende Nuten am Ende des Walzenkörpers und in der Aufnahmebohrung der Endkappe vorgesehen sein. Werden die Endkappe und der Walzenkörper korrekt zusammengefügt, so bilden je eine Nut auf dem Ende des Walzenkörpers und in der Aufnahmebohrung der Endkappe miteinander einen bohrungsähnlichen Hohlraum, der parallel zur Symmetrieachse des Walzen- körpers verläuft und zur Aufnahme einer Schraubenfeder oder eines Spannstifts geeignet ist.

Die Schraubenfedern oder Spannstifte können bereits vor dem Fügen der Endkappe in die Nuten des Endes des Walzenkörpers eingelegt werden. Alternativ kann die Endkappe in Verlänge- rung der in der Aufnahmebohrung angeordneten Nuten Einführbohrungen aufweisen, durch welche die Schraubenfedern oder Spannstifte stirnseitig eingeführt werden können, nachdem die Endkappe auf das Ende des Walzenkörpers gesteckt wurde.

In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die End- kappe mindestens eine Ausdrückbohrung aufweist, die so angeordnet ist, dass durch die Ausdrückbohrung hindurch eine Druckkraft auf das Ende des Walzenkörpers ausgeübt werden kann, um den Walzenkörper aus der Endkappe herauszudrücken. Die Ausdrückbohrung kann konzentrisch an der Endkappe angeordnet sein, so dass die Druckkraft mittig auf den Walzenkörper wirkt. Alternativ können eine oder mehrere Ausdrückbohrungen exzentrisch, beispielsweise zwischen je zwei Einführbohrungen, angeordnet sein, so dass die Druckkraft au- ßermittig auf den Walzenkörper wirkt.

Weiter kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Boden der Aufnahmebohrung der Endkappe und dem Ende des Walzenkörpers eine Druckplatte zum Ausdrücken des Walzenkörpers aus der Endkappe angeordnet ist.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Transportwalze anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Ausgestaltung mit drei Spannstiften und exzentrisch angeordneten Ausdrückbohrungen, und

Fig. 2 eine Ausgestaltung mit sechs Schraubenfedern und einer konzentrisch angeordneten Ausdrückbohrung.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist der keramische Walzenkörper 1 zwei Enden 11 auf, die gegenüber dem Durchmesser des mittleren Teils des Walzenkörpers 1 verjüngt sind. An diesem verjüngten Ende 11 befinden sich drei Nuten 12 mit ungefähr halbkreisförmigem Querschnitt, die jeweils um 120° zueinander versetzt sind und parallel zur Symmetrieachse (Längsachse) des Walzenkörpers 1 verlaufen.

Auf das verjüngte Ende 11 des Walzenkörpers 1 ist eine End- kappe 2 aufgesteckt, die der Lagerung der Transportwalze dient. Hierzu weist die Endkappe 2 eine Aufnahmebohrung 21 auf, deren Durchmesser mit dem Durchmesser des Endes 11 des Walzenkörpers 1 eine Presspassung bildet. Zum Fügen der Verbindung zwischen Endkappe 2 und Walzenkörper 1 kann die Endkappe 2 erwärmt und auf das Ende 11 des Walzenkörpers 1 aufgeschrumpft werden. In der Aufnahmebohrung 21 sind ebenfalls drei jeweils um 120° zueinander versetzte Nuten 22 mit ungefähr halbkreisförmigem Querschnitt in der Längsrichtung des Walzenkörpers 1 angeordnet. Beim Fügen der Endkappe 2 muss darauf geachtet werden, dass die Nuten 22 in der Endkappe 2 über den Nuten 12 des Walzenkörpers 1 positioniert sind. Dadurch bildet jedes Nutenpaar 12, 22 einen bohrungsähnlichen Hohlraum 3, in den anschließend ein Spannstift 4 eingeführt wird. Hierzu sind in Verlängerung der Nutenpaare 12, 22 Einführbohrungen 23 an der Endkappe 2 vorgesehen, durch welche die Spannstifte 4 stirnseitig eingeführt werden kön- nen, nachdem die Endkappe 2 auf das Ende 11 des Walzenkörpers 1 gesteckt wurde.

Am Grunde der Aufnahmebohrung 21 ist eine Druckplatte 5 zum Ausdrücken des Walzenkörpers 1 aus der Endkappe 2 angeordnet, die an der Stirnseite des Walzenkörpers 1 anliegt. Wei- terhin sind an der Endkappe 2 drei Ausdrückbohrungen 24 exzentrisch, ebenfalls um jeweils 120° zueinander versetzt zwischen je zwei Einführbohrungen 23 angeordnet. Die Ausdrückbohrungen 24 sind mit einem Innengewinde versehen, in das je ein Gewindestift 6 oder eine Schraube eingeschraubt werden kann. Mit fortschreitendem Einschrauben der Gewindestifte 6 kann der Walzenkörper 1 bedarfsweise aus der Endkappe 2 herausgedrückt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist der keramische Walzenkörper 1 zwei Enden 11 auf, die gegenüber dem Durchmesser des mittleren Teils des Walzenkörpers 1 verjüngt sind. An diesem verjüngten Ende 11 befinden sich sechs Nuten 12 mit ungefähr halbkreisförmigem Querschnitt, die jeweils um 60° zueinander versetzt sind und parallel zur Symmetrieachse (Längsachse) des Walzenkörpers 1 verlaufen. Auf das verjüngte Ende 11 des Walzenkörpers 1 wird eine Endkappe 2 aufgesteckt, die der Lagerung der Transportwalze dient. Hierzu weist die Endkappe 2 eine Aufnahmebohrung 21 auf, deren Durchmesser mit dem Durchmesser des Endes 11 des Walzenkörpers 1 eine Presspassung bildet. Zum Fügen der Verbindung zwischen Endkappe 2 und Walzenkörper 1 wird die Endkappe 2 erwärmt und auf das Ende 11 des Walzenkörpers 1 aufgeschrumpft. In der Aufnahmebohrung 21 sind ebenfalls sechs jeweils um 60° zueinander versetzte Nuten mit ungefähr halb- kreisförmigem Querschnitt in der Längsrichtung des Walzenkörpers 1 angeordnet. Beim Fügen der Endkappe 2 muss darauf geachtet werden, dass die Nuten 22 in der Endkappe 2 über den Nuten 12 des Walzenkörpers 1 positioniert sind. Dadurch bildet jedes Nutenpaar 12, 22 einen bohrungsähnlichen Hohl- räum 3, in den anschließend eine Schraubenfeder 4 eingeführt wird. Hierzu sind in Verlängerung der Nutenpaare 12, 22 Einführbohrungen 23 an der Endkappe 2 vorgesehen, durch welche die Schraubenfedern 4 stirnseitig eingeführt werden können, nachdem die Endkappe 2 auf das Ende 11 des Walzenkörpers 1 gesteckt wurde.

An der Endkappe 2 ist eine Ausdrückbohrung 24 konzentrisch, d.h. mittig angeordnet. Durch die Ausdrückbohrung 24 kann, beispielsweise mit Hilfe eines Dorns oder einer geeigneten Abziehvorrichtung, eine in der Längsrichtung des Walzenkör- pers 1 wirkende Kraft auf den Walzenkörper 1 ausgeübt und auf diese Weise der Walzenkörper 1 bedarfsweise aus der Endkappe 2 herausgedrückt werden. Transportwalze mit Endkappen

Bezugszeichenliste

1 Walzenkörper

11 Ende

12 Nut

2 Endkappe

21 Aufnahmebohrung

22 Nut

23 Einführbohrung

24 Ausdrückbohrung

3 Hohlraum

4 Schraubenfeder oder Spannstift

5 Druckplatte

6 Gewindestift