CN101590702A - 用于层压基本为板形的工件的压力机和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在压力和热作用下层压基本为板形的工件的压力机和方法。下压力机半部和上压力机半部借助于环绕的、一体式或多件式密封件在闭合状态下形成真空腔。柔性隔膜将真空腔分隔成用于接纳至少一个工件的、能被抽真空的产品半部和能被加载压力的压力半部，隔膜设计和布置成，由于对产品半部抽真空和/或对压力半部加载压力而在真空腔中产生的压力差，隔膜将工件直接或间接地压抵到真空腔下侧。隔膜被固定在可拆卸地安装在上压力机半部上的、可单独操作的隔膜框架上，可在压力机外将隔膜张紧在隔膜框架上或其中。根据本发明，在压力机外保持至少一个在其上固定有隔膜的隔膜框架作为更换框架，特别是在隔膜框架－料箱中。

Description

用于层压基本为板形的工件的压力机和方法
技术领域
本发明涉及一种用于在压力作用和热作用下层压基本为板形的工件的、根据权利要求1的前序部分的压力机，以及一种用于在压力作用和热作用下层压这种工件的、根据权利要求10的前序部分的方法。
背景技术
在此，这种压力机包括下压力机半部和上压力机半部，二者借助于环绕的、一体式或多件式的密封件在闭合状态下形成真空腔，该真空腔通过柔性隔膜划分成产品半部和压力半部。真空腔的产品半部用于接纳至少一个工件并且可以被抽真空，而压力半部设计成可被加载压力。由于通过将产品半部抽真空和/或通过对压力半部加载压力而在真空腔中产生的压力差，使该工件被隔膜直接或间接地压抵到真空腔的下侧，以便实施层压过程。
本领域中的、用于在压力作用和热作用下层压基本为板形的工件的方法在应用这种压力机的情况下实施。在此，至少一个工件放置到由下压力机半部和上压力机半部形成的、通过柔性隔膜划分为产品半部和压力半部的真空腔中，在该处设置在产品半部中。然后，产品半部被抽真空和/或压力半部被加载压力，从而使隔膜随着在真空腔中由此产生的压力差直接或间接地将工件压抵到真空腔的下侧，以便实施层压过程。
这种类型的压力机优选用于层压光电模块。在此优选使用包括一定数量的加热板的多层压力机，在加热板之间分别形成压力机层。在每个加热板上方、在设置于该加热板上方的(另一)加热板的下侧上分别设置密封框架，该密封框架限定真空腔，该真空腔可以通过将密封框架密封地放置到设置于下方的加热板上而在封闭的压力机层中被抽真空。在密封框架上张紧有弹性或柔性的隔膜，该隔膜将真空腔划分为产品半部和压力半部，并且用作压紧件，以便向下部的加热板施加层压光电模块所需的压力。对此，在封闭的压力机中、在隔膜下方、在该隔膜和加热板之间的容积被抽真空，该容积形成真空腔的产品半部，由此隔膜紧密地贴靠在工件上。此外在需要时，通过相对于上部加热板对密封框架进行密封而形成的、向下由隔膜限定的真空腔压力半部被加载加压空气，以便进一步提高在隔膜和工件之间的压紧力。在此使产品半部抽真空能够实现无泡地层压工件，因为可能存在的空气夹杂等在达到在工件中应用的胶合剂的软化温度之前被抽出。通过工件与下部加热板的接触，该工件被逐渐加热，直到高于在工件中通常包含在胶合层中的胶合剂的软化温度和硬化温度，从而可以进行层压工艺直至胶合剂完全硬化。
为了在这种类型的压力机中层压工件时获得尽可能高的成本效率，人们致力于将生产周期保持得尽可能短。然而生产周期的缩短受到这样的限制，即层压过程的持续时间不可以被任意地缩短。为了获得较高的成本效率还取决于，缩短在实际的层压过程之外的其它时间，例如加热和冷却过程，特别是停机状态。
在此作为不可以被低估的时间因素突出的是对被损坏的隔膜的更换。这种类型的压力机的柔性隔膜必须保持高度机械加载状态，并经受相应的磨损。一般在的2000至3000个层压循环后，隔膜被磨损，必须被更换。
为了更换这种类型的层压压力机的隔膜，必须不再使用且冷却压力机，以便可以使操作人员接近隔膜。在拆卸损坏或磨损的隔膜后，必须安装且张紧新的隔膜。为了可以在此之后重新开始进行生产，压力机或者其加热板必须被重新加热到工作温度。因此隔膜更换一般导致2至3小时的停机状态。
在多层压力机中这个问题扩大了几倍，该多层压力机具有一定数量的上下设置的、带有下部和上压力机半部的真空腔(其中通常第一真空腔的上压力机半部由加热板形成，该加热板同时形成紧邻在该第一真空腔上方的真空腔的下压力机半部)。原因是一方面与具有仅一个真空腔的压力机相比在所述单独的真空腔中的隔膜明显更难被接近，另一方面冷却和加热过程持续明显较长的时间。此外，每当多个彼此上下设置的真空腔的某一个中自身的隔膜损坏时都必须使整个多层压力机停机。
然而，当除由磨损引起的损坏之外不会出现(其它的)隔膜损坏时，一旦出现第一次由磨损引起的隔膜损坏，必须要：或者防备性地更换全部隔膜而引起了相应的超支，或者使整个多层压力机均遭受的停机状态与单层压力机相比增加了数倍，所述停机状态是由因磨损而出现的隔膜损坏引起的。
为了简化隔膜更换，在EP 1 609 597 A2中提出，将隔膜固定在可单独操作的隔膜框架上，该隔膜框架本身被可拆卸地安装在上压力机半部上。该隔膜可以在压力机外固定在可单独操作的隔膜框架上。然后该隔膜框架可以在无工具的情况下引入在压力机中的上压力机半部的下侧上的滑动导向装置中。这自然明显提高了更换损坏或磨损的隔膜的速度。然而隔膜更换需要了解该技术领域的人员，这些人员用手从压力机中取出隔膜框架且将其装入压力机中。此外，如果层压压力机没有事先进行冷却，对于人员来说在此存在很大的受伤危险。最后根据可能为几平方米的、使用隔膜的面积，有时几乎不可能将相应较大面积的隔膜框架引入滑动导向装置或者从该滑动导向装置中取出，这至少需要多个人员。
发明内容
基于现有技术，本发明的目的在于，在由于隔膜磨损而必要的停机状态方面进一步改进开头所述类型的压力机。
该目的通过具有权利要求1的特征的压力机以及通过具有权利要求10的特征的方法来实现。
根据本发明的压力机的优选的设计方案在权利要求2至9中给出；根据本发明的方法的合适改进方案记录在权利要求11至14中。
根据本发明，应在压力机外保持至少一个具有固定在其上的隔膜的隔膜框架作为更换框架，在根据本发明的压力机中一隔膜框架-料箱用于此目的。更换被损坏的隔膜所需的时间因此局限于：从真空腔中取出带有隔膜的隔膜框架以及放入准备好的、作为更换框架预先保持的隔膜框架连同张紧于其上(aufspannen)或张紧于其中(einspannen)的隔膜。
利用根据本发明的原理，可以在持续生产时为更换框架设置新的隔膜，该隔膜又优选地可以在没有时间压力的情况下被小心地张紧在隔膜框架上或者张紧在该隔膜框架中。就应用多层压力机而言，仅预先保持一个或两个多余的隔膜框架作为更换框架已经足够。
在此特别有利的是，隔膜框架可以借助于快速锁合件安装在上压力机半部上。即使压力机处于工作温度，这种快速锁合件优选地可以由工作人员来操作，从而可以省去用于更换被损坏的隔膜的冷却及加热循环。
如果隔膜框架被分为上隔膜框架半部和下隔膜框架半部，在二者之间张紧隔膜，便得出特别的优点。由此简化了对具有张紧的隔膜的隔膜框架的操作，原因是隔膜由于其“处于内部”的布置结构而得到更好的保护。
特别是在隔膜框架的这种两件式的设计中，可在上侧和下侧为该隔膜框架设置密封件，并形成用于在两个通常平面设计的压力机半部之间构成真空腔的密封框架，该压力机半部可以是多层压力机的各个加热板。然而优选的是，隔膜框架设计成略小于真空腔，并能够在真空腔内固定在上压力机半部上。如果隔膜框架在此不是真空腔的密封结构的一部分，则在压力机之外对其进行操作时隔膜框架又显示出较高的耐用性。
对于机械地将根据本发明的隔膜框架放入真空腔和从该真空腔中取出非常有利的是，设置用于隔膜框架的输送框架，在该输送框架上可借助用于输入或输出工件的装料装置和/或卸料装置将该隔膜框架输入该真空腔和从该真空腔中输出。这样机械地放入隔膜框架用于实现：即使压力机保持在工作温度上仍可实施隔膜更换，并且可额外地显著缩短更换时间。
用于保持所准备好的隔膜框架的隔膜框架-料箱可以配属于装料装置和/或卸料装置，其中优选地设置有隔膜框架-更换工位，装料装置和/或卸料装置或者隔膜框架-料箱能在需要时从该隔膜框架-更换工位装载隔膜框架。如果压力机设计成多层并且应用具有多层的装料筐，则后者(使用隔膜框架-料箱)是特别有利的。该装料筐优选地可以具有特有的隔膜框架层，在该隔膜框架层中总是保持有带张紧的隔膜的、准备好的隔膜框架。
特别是对于层压光电模块有利的是，根据本发明的压力机是多层压力机，在该多层压力机中上下设置多个压力机层，每个压力机层均具有一下压力机半部和一上压力机半部，所述下压力机半部和上压力机半部共同形成一真空腔，其中每个压力机层都具有可拆卸地固定在各自的上压力机半部上的、可独立操作的隔膜框架，所述隔膜框架具有张紧的隔膜。因为在光电模块的电能收益/效率直接与模块的面积成比例。多个压力机层的上下布置在不提高对生产位置面积的要求的情况下提高了层压的模块面积。
与应用仅具有一层的压力机还是多层的压力机无关，为根据本发明的方法应用具有优选至少两层的隔膜框架-料箱，借助于该隔膜框架-料箱将隔膜框架放入真空腔中和再从该真空腔中取出。在该隔膜框架-料箱的第一层中保持有带完好隔膜的隔膜框架作为更换框架。在隔膜损坏时，将具有损坏的隔膜的隔膜框架从真空腔输出到隔膜框架-料箱的第二层中，而后将作为更换框架预先保持的隔膜框架从第一层输入真空腔中。特别是如果借助快速锁合件将隔膜框架安装到上压力机半部上，通过该操做方法实现了以相应较短的停机状态对损坏隔膜更换的再次加速，如果在输送框架中将该隔膜框架输送到真空腔中，则能进一步优化所述更换，该输送框架特别优选地设置有用于将隔膜框架提升到上压力机半部上的提升元件，特别是可由外部手动操作的提升元件。
附图说明
下面参照附图详细描述和阐明根据本发明设计的压力机的实施例。其中：
图1示出根据本发明设计的压力机的示意性侧视局部视图；
图2示出用于在图1中示出的压力机之前前置的装料筐的示意性侧视局部视图；
图2a示出图2的一部分的另一实施例；
图3a和3b示出隔膜框架-料箱的侧视图和俯视图，该隔膜框架-料箱同时是隔膜框架-更换工位；
图4a和4b示出另一隔膜框架-料箱或者另一隔膜框架-更换工位的侧视图和俯视图；
图5a和5b示出另一隔膜框架-料箱的侧视图和俯视图。
具体实施方式
在图1中以示意性局部视图示出了根据本发明设计的压力机，其中四个加热板1、1′、1″、1″′形成了三个上下布置的压力机层，其中加热板1形成最上面的压力机层的上压力机半部，加热板1′形成最上面的压力机层的下压力机半部并同时形成中间压力机层的上压力机半部。在例如最上面的压力机层的上压力机半部(即在最上面的加热板1)上，借助于快速锁合件3分别安装一可独立操作的隔膜框架2。快速锁合件3可侧向从外部接近，从而能够在不冷却加热板1的情况下将该快速锁合件释开。该快速锁合件由可转动地安装在加热板1上的快速夹紧杆组成，该快速夹紧杆可以接合到在隔膜框架2中被切出的隙部19中。当然也可以是所有其它已知类型的快速夹紧器件和可快速释开的连接件。
隔膜框架2由上隔膜框架半部4和下隔膜框架半部5组成，借助环绕的密封件6在压力机的闭合状态下如此相对于加热板1和1′密封，使得该隔膜框架在其内部形成真空腔7。该真空腔通过柔性隔膜8分为产品半部9和压力半部10，其中隔膜8被张紧在上隔膜框架半部4与下隔膜框架半部5之间。在压力机的外部实现了将隔膜8张紧在隔膜框架2中；该隔膜8可以同隔膜框架2一起在需要时从压力机中取出或者装入到该压力机中。以由第二靠上的加热板1′和第三靠上的加热板1″形成的中间压力机层为示例，在局部剖开的图中说明：隔膜框架2′的内部看起来是怎样的，隔膜8′怎样将由隔膜框架2′形成的真空腔7′分成产品半部9′和压力半部10′。
图2以侧视示意图示出了用于多层压力机的装料筐11，例如其在图1中示出。该装料筐11由具有输送带12、12′、12″的多个层组成，所述输送带用于将板形工件输入各个压力机层和从所述压力机层中输出。最上面的输送带12形成附加的隔膜框架-层，其中保持有带张紧的隔膜8的、准备好的隔膜框架2，从而在需要时可以将该隔膜框架输送到这样的压力机层中，在取出侧从该压力机层中输出具有大致损坏的隔膜的隔膜框架。如上所述，这可以在压力机的工作温度下实现，原因是快速锁合件3、19可以从压力机的侧面从外部被接近，以及机械地实现隔膜框架2的输入和输出。
仅仅为了更好地表明，在图2中示出的装料筐11的中间输送带12′上以局部剖视图示出了另一隔膜框架2′。在本实施例中装料筐11的该层通常不在隔膜框架2′中预先保持隔膜8′；在另一实施例中这完全可以实现，或者装料筐11的该层用于输出具有损坏的隔膜8′的隔膜框架2′。
图2a示出了在图2中示出的装料筐11的最上面的输送带12，其中具有隔膜8和用于快速锁合件3的隙部19的隔膜框架2被保持在输送框架15上。该输送框架15具有与用于待层压的工件的输送框架(未示出)相同的尺寸，从而能够以与待层压的工件本身相同的类型和方式、在整个设备的全部输送器件中输送在输送框架15上的隔膜框架2。
图3a示出了设计为隔膜框架-更换工位13的隔膜框架-料箱的侧视图，而图3b示出了该隔膜框架-料箱的俯视图。隔膜框架-更换工位13位于装料筐11前面，其中在隔膜框架-更换工位13和装料筐11之间设置一用于输入待层压的工件的横向输送装置14。在隔膜框架-更换工位13中保持有带张紧的隔膜8的隔膜框架2，该隔膜框架被保持在输送框架15上，该输送框架设计成对应于待层压的工件或其输送框架，从而确保了隔膜框架2可以毫无问题地利用现有的输送器件和装料筐11被输送到压力机中或者从该压力机中输出。叉式装载机16可以从隔膜框架-更换工位13中抬起隔膜框架2，以便能够在单独的工位上为该隔膜框架张紧以新的隔膜8。
图4a和4b以相应的示意图示出了图3a和3b中的隔膜框架-更换工位13的变型方案。该变型在于，隔膜框架-更换工位13基本上设计为在横向输送装置14(也可以是纵向输送装置)和装料筐11之间的输送段，其中叉式装载机16可以从隔膜框架-更换工位13中取出可能输出的隔膜框架2(与输送框架15一起)，也能够在该工位处再次放置新的隔膜框架2(与输送框架15一起)，以便经由装料筐11将隔膜框架输送到相应的压力机层中。
图5a和5b再次以侧视图和俯视图示出了隔膜框架-料箱17的另一变型方案。这个隔膜框架-料箱又设置在装料筐11前面，然而用于输送待层压的工件的横向输送装置14相对于隔膜框架-料箱17既不设置在前面也不后置在后面，而是并列设置。这由此实现，隔膜框架-料箱17设置在横向输送装置14以及较短的纵向输送段18上方，因此直接配属于装料筐11。因此优化地使用装料筐11在高度上的可移动性。在隔膜框架-料箱17中以在输送框架15上储存的方式保持多个准备好的隔膜框架2，以便在短时间内为多层压力机设置多个新的隔膜。

Claims (14)

1.一种用于在压力作用和热作用下层压基本为板形的工件的压力机，所述压力机具有下压力机半部(1′)和上压力机半部(1)，所述下压力机半部和上压力机半部借助于环绕的、一体式或多件式的密封件(6)在闭合状态下形成一真空腔(7)；所述压力机具有柔性隔膜(8)，所述柔性隔膜将所述真空腔(7)划分成用于接纳至少一个工件的、能被抽真空的产品半部(9)和能被加载压力的压力半部(10)，其中所述隔膜(8)设计和布置成，使得由于通过对所述产品半部(9)抽真空和/或通过对所述压力半部(10)加载压力而在所述真空腔(7)中产生的压力差，所述隔膜将工件直接或间接地压抵到所述真空腔(7)的下侧，其中所述隔膜(8)被固定在可单独操作的隔膜框架(2)上，所述隔膜框架可拆卸地安装在所述上压力机半部(1)上，
其特征在于，
所述压力机包括隔膜框架-料箱(17)，所述隔膜框架-料箱用于保持至少一个准备好的、功能完备的隔膜框架(2)作为更换框架，该隔膜框架具有固定在隔膜框架上的隔膜(8)。
2.根据权利要求1所述的压力机，其特征在于，所述压力机包括用于将工件输入所述真空腔(7)中和从所述真空腔(7)中输出的装料装置和/或卸料装置，其中所述装料装置和/或卸料装置此外还用于将所述隔膜框架(2)输入所述真空腔(7)和从所述真空腔(7)中输出。
3.根据权利要求2所述的压力机，其特征在于，设置有用于所述隔膜框架(2)的输送框架(15)，在所述输送框架上能借助于装料装置和/或卸料装置将所述隔膜框架(2)输入所述真空腔(7)和从所述真空腔中输出。
4.根据权利要求3所述的压力机，其特征在于，所述输送框架(15)设置有用于提升所述隔膜框架(2)的提升元件，特别是可手动操作的提升元件。
5.根据权利要求2至4中至少一项所述的压力机，其特征在于，所述装料装置和/或卸料装置配备有隔膜框架-更换工位(13)。
6.根据权利要求1至5中至少一项所述的压力机，其特征在于，所述隔膜框架(2)能借助于快速锁合件(3)安装在所述上压力机半部(1)上。
7.根据权利要求1至6中至少一项所述的压力机，其特征在于，所述隔膜框架(2)在所述真空腔(7)内部固定在所述上压力机半部(1)上。
8.根据权利要求1至7中至少一项所述的压力机，其特征在于，所述压力机是多层压力机，其中上下布置多个压力机层，每个压力机层皆具有一下压力机半部(1′)和一上压力机半部(1)，所述下压力机半部和上压力机半部皆共同形成一真空腔(7)，其中每个压力机层都具有可拆卸地固定在各自的上压力机半部(1)上的、可独立操作的隔膜框架(2)，所述隔膜框架具有固定在该隔膜框架上的隔膜(8)。
9.根据权利要求8所述的压力机，其特征在于，为了给压力机层装料，设置有具有隔膜框架-层(12)的多层式装料筐(11)。
10.一种用于在压力作用和热作用下层压基本为板形的工件的方法，其中应用根据权利要求1至9中至少一项所述的压力机，
其中，将至少一个工件放入由下压力机半部和上压力机半部形成的、被柔性隔膜分成产品半部和压力半部的真空腔中，并布置在所述产品半部中，之后由于通过将产品半部抽真空和/或通过对压力半部加载压力而在所述真空腔中产生的压力差，使所述工件被隔膜直接或间接地压抵到所述真空腔的下侧，以便实施层压过程，
其中，在压力机外部将所述隔膜固定在可单独操作的隔膜框架上，将所述隔膜框架可拆卸地安装在所述上压力机半部上，
其特征在于，
在压力机外，保持至少一个隔膜框架作为更换框架，该隔膜框架具有固定在隔膜框架上的隔膜。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述压力机配备有带至少两层的隔膜框架-料箱，其中在该隔膜框架-料箱的第一层中保持一隔膜框架作为更换框架，当隔膜损坏时，将处于真空腔中的、带被损坏的隔膜的隔膜框架取出到隔膜框架-料箱的第二层中，而后将作为更换框架保持的、准备好的隔膜框架放入所述真空腔中。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，用于将工件输入压力机的真空腔和从所述真空腔中输出的装料装置和/或卸料装置此外还用于将隔膜框架输入真空腔和从所述真空腔中输出。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述隔膜框架在输送框架上被放入真空腔和从所述真空腔中取出。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述隔膜框架在被放入真空腔后借助于布置在输送框架中的提升元件--特别是可手动操作的提升元件--被提升到上压力机半部，以便能够将该隔膜框架固定在所述上压力机半部处。
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