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GEBIET DER ERFINDUNG
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Der
vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung und insbesondere
eine Transportvorrichtung, die mit einer Saugwalze ausgebildet ist,
um einem Objekt zu ermöglichen, bei Rotation der Saugwalze
transportiert zu werden, indem das Objekt an der rotierenden Saugwalze
anhaftet.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Anknüpfend
an die fortschreitende Technologie, schreitet die Entwicklung von
Verbrauchsgütern voran, um ebenfalls den immer wechselnden
Anforderungen unseres modernen Lebensstil zu entsprechen. Durch
die Vorteile der Flexibilität, Beweglichkeit, Fähigkeit
des Aufrollens und niedrige Kosten können deshalb flexible
elektronische Produkte, wie z. B. eine flexible Anzeige, der Zukunftstrend
sein. Da solche Produkte aus flexiblen Materialien hergestellt sind,
wird höchstwahrscheinlich eine Rolle-zu-Rolle- (roll-to-roll;
R2R)-Transportvorrichtung in deren Herstellungsprozess eingesetzt
und wird die zu verbessernde Schlüsselvorrichtung sein,
um den Herstellungsprozesses zu perfektionieren.
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Üblicherweise
werden diese flexiblen elektronischen Produkte, insbesondere die
flexible Anzeigen (Displays), durch einen komplexen Herstellungsprozess
hergestellt, der gewöhnlich aus einer Vielzahl an Herstellungsvorgänge
besteht. Wenn ein Substrat von dem flexiblen Produkt von einem Herstellungsvorgang
zu dem nächsten Herstellungsvorgang transportiert wird,
muss während des Durchführens eines solchen Herstellungsprozesses
das Substrat effektiv aufgenommen sein, um eine höhere
Genauigkeit, insbesondere in den Aufstapelungs- und Ausrichtungsvorgänge,
zu erlangen. Wenn jedoch eine Rolle-zu-Rolle-Vorrichtung in den
Herstellungsprozess zum Transportieren des Substrats eingesetzt
wird, ist irgendeine Form einer Substratverschiebung unvermeidbar.
Deshalb sollte ein bestimmtes Führungssystem, wie zum Beispiel
ein Abtriftkorrektor, in dem Herstellungsprozess zum Korrigieren
der Substratverschiebung eingesetzt werden. Wenn jedoch der Abtriftkorrektor
an einem halbfertigen Produkt eingesetzt wird, das heißt,
ein Substrat wird von einen Teilbereich des R2R-Herstellverfahrens
einschließlich dem Nassbeschichten (Wet Coating), der Rahmenklebebeschichtung
(Frame Glue Coating) und der Mediumauffüllung (Medium Filling) verarbeitet,
ist es unvermeidbar, dass der Abtriftkorrektor ein Kontaktieren
der Walze mit dem flexiblen Substrat verursacht und somit das Substrat
kontaminiert oder sogar einen strukturellen Schaden auf dem Substrat
verursacht. Während das Substrat zum Herstellen des flexiblen
Bauteils von einem Herstellungsvorgang zu dem nächsten
Herstellungsvorgang transportiert wird, wird jedes unvorsichtige
Behandeln oder Drücken während des Transports
irgend eine Art von Schaden am Substrat verursachen und deshalb
die Leistung des fertigen Produkts nachteilig beeinflussen.
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Während
das flexible Substrat kontinuierlich in dem Herstellverfahren transportiert
wird, ist es weiterhin üblich, dass es durch einen Oberflächenbearbeitungsvorgang
bearbeitet wird, gleich nachdem es vom Abtriftkontroller korrigiert
wird. Dann muss es vor dem Aushärten der Oberflächenbearbeitung
zum Vorbereiten für das nächste Herstellverfahren
wieder korrigiert werden. Unabhängig von der Ausführung der
Berichtigung durch Schütteln des Substrats oder Ermöglichung
des seitwärts Gleiten des Substrats, ist es an sich unmöglich,
ein Kontaktieren der Walze mit dem flexiblen Substrat zu verhindern
und somit ist die Produktionsqualität von solchen kontinuierlichen Herstellprozessen
nachteilig beeinflusst.
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Um
jede Beschädigung des flexiblen Substrats während
des Transports zu verhindern, ist es deshalb für die R2R-Vorrichtung
unerlässlich, eine stabile Haltekraft auf das Dünnfilmsubstrat
ausüben zu können, um wirksam dessen Bewegung
im Hinblick auf dessen Transport, Positionskorrektur, Spannung usw.
zu kontrollieren. In dem herkömmlichen R2R-Herstellprozess
gibt es mehrere Methoden, die zum Verhindern eines Kontakts der
Walze mit dem Substrat entwickelt wurden. Eine davon wird durch Aussparen
des mittleren Teilbereichs der Walze ausgeführt, um diese ähnlich
einer Hantel zu formen. Wenn die hantelförmigen Walzen
in der R2R-Vorrichtung zum Transportieren des Substrates eingesetzt werden,
werden sie dabei nur durch deren zwei hervortretenden Enden einen
Kontakt zum Substrat haben, während der Bereich der Ausnehmung
ein Kontaktieren mit dem Substrat verhindert, so dass der mittlere
Bereich des Substrats, während es transportiert wird, nicht
von den Walzen berührt wird. Eine andere Methode wird durch
Ausformen einer Vielzahl an Durchgangslöchern jeweils an
den zwei Längsseiten des Substrats verwirklicht, wobei
jeweils zwei benachbarte Durchgangslöcher durch ein bestimmtes Intervall
beabstandet sind; und dementsprechend ist eine Vielzahl von Punkten
auf der Oberfläche der Rolle bzw. linear an deren zwei
Enden ausgebildet. Wenn die Walze zum Rotieren angetrieben wird,
werden die Punkte in ihre entsprechenden Durchgangslöcher
zum Antreiben des Substrats eingefügt, um das Substrat
dementsprechend und gleichzeitig zu bewegen, so dass das bewegte
Substrat durch die in die Durchgangslöcher eingefügten
Punkte gehalten ist, was ähnlich zu dem Verfahren ist,
wie eine Papierrolle in einem herkömmlichen Punktmatrixdrucker gerollt
und bewegt wird.
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Außer
den vorher genannten Verfahren, gibt es einen anderen Weg, um das
Kontaktieren der Walze mit dem Substrat zu verhindern, welcher durch eine
im
US-Patent mit der Nummer 6
427 941 offenbarte Bandtransportvorrichtung und Verfahren
gegeben ist. In der vorher genannten Bandtransportvorrichtung ist
die Walze an ihrer ganzen Peripherie mit einer Vielzahl von Strahllöchern
ausgebildet, durch welche, sobald die Walze mit positiven Luftdruck
befüllt ist, Luft auf das Band ausströmt, damit
das Band in einer Art und Weise gleitet, so dass ein verkleinerter
Luftspalt zwischen dem Band und der Transportoberfläche
der Walze ausgebildet ist und deshalb ein direktes Kontaktieren
des Substrats mit der Walze vermieden wird. Im Unterschied zu der
vorher genannten Walze, die mit positivem Druck beaufschlagt wird,
gibt es darüber hinaus eine andere Walze, die eine Saugkraft
zum Transportieren des Substrats anwendet, wie diejenige, die in
dem
US-Patent mit der Nummer
5 931 635 offenbart ist. Darin wird die umlaufende Oberfläche
der Walze durch eine Schicht, die aus einem elastischen Material
besteht, abgedeckt. Die elastische Schicht, die auf der umlaufenden
Oberfläche der Walze angeordnet ist, umfasst etliche Saugnäpfe.
Die Walze ist als eine hohle Walze ausgebildet, welche eine mechanische
Vorrichtung umfasst, mit der die Saugnäpfe in der elastischen Schicht
auf der umlaufenden Oberfläche der Walze durch teilweiser
Verformung der besagten elastischen Schicht betrieben werden können.
Es sei angemerkt, dass die mechanische Vorrichtung durch zwei unterschiedliche
Räder gebildet sein kann, die mit jeweils länglichen
Vorsprüngen ausgebildet sind, welche in der hohlen Walze
angeordnet sind, wobei die Vorsprünge in der Lage sind,
das Innere der Walze intermittierend zu kontaktieren, während
die Räder rotieren.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung ist eine Saugwalze bereitzustellen, die in
der Lage ist, eine konstante Haltekraft auf einen bestimmten Bereich
zum sicheren Halten eines Objekts durch Saugwirkung auszuüben,
während ein Ausströmen des Gases von dem bestimmten
Saugwirkungsbereich kontrolliert wird und ebenfalls die Ursache
jeglicher Beschädigung der Bearbeitungsoberfläche
des Objekts vermieden wird, wobei das Objekt von einem Prozess zu
einem anderen Prozess in einem Herstellverfahren transportiert werden
kann, während dessen Bewegung hinsichtlich des Transports,
der Positionskorrektur und der Spannung wirksam kontrolliert wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Transportvorrichtung
bereitzustellen, welche nicht nur mit einer Saugwalze ausgebildet
ist, die zum sicheren Halten eines Objekts durch eine Saugwirkung
eingesetzt wird, sondern auch mit einer Positionsverstellvorrichtung
ausgebildet ist, die zum Kompensieren der Verschiebung während
der Bewegung des Objekts eingesetzt wird und deshalb eine bestimmte
Positionsgenauigkeit erreicht.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung stellt
die vorliegende Erfindung eine Saugwalze bereit, welche umfasst:
Eine Hülse, die eine Vielzahl an daran ausgebildeten ersten
Durchgangslöchern aufweist; ein äußeres
Rad, das in der Hülse angeordnet ist und eine Vielzahl
an daran ausgebildeten zweiten Durchgangslöchern an zu
den vielen ersten Durchgangslöchern entsprechenden Positionen
aufweist, während ein Ventil in jedem zweiten Durchgangsloch
angeordnet ist; und ein inneres Rad, das in dem äußeren
Rad angeordnet ist und mit einem Vorsprung und mindestens einer
Ausnehmung in einer Art und Weise ausgebildet ist, dass der Vorsprung
von der inneren Wand des äußeren Rads durch einen
exakten Spalt getrennt ist.
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In
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung
stellt die vorliegende Erfindung eine Transportvorrichtung bereit,
welche umfasst: Mindestens eine Saugwalze, wobei jede an einer Basis
angeordnet ist, um zum Transportieren eines Objekts eingesetzt zu
werden und jede weiterhin umfasst: Eine Hülse, die eine
Vielzahl an daran ausgebildeten ersten Durchgangslöchern
aufweist; ein äußeres Rad, das in der Hülse
angeordnet ist und eine Vielzahl an daran ausgebildeten zweiten
Durchgangslöchern an zu den vielen ersten Durchgangslöchern
entsprechenden Positionen aufweist, während ein Ventil
in jedem zweiten Durchgangsloch angeordnet ist; und ein inneres
Rad, das in dem äußeren Rad angeordnet ist und
mit einem Vorsprung und mindestens einer Ausnehmung in einer Art
und Weise ausgebildet ist, dass der Vorsprung von der inneren Wand
des äußeren Rads durch einen exakten Spalt getrennt
ist; eine Negativdruckquelle, die an die mindestens eine Saugwalze
gekoppelt ist, um dort einen Negativdruck bereitzustellen; und eine Positionsverstellvorrichtung,
die an die Basis gekoppelt ist, um hiervon die Position einzustellen
und somit die Verschiebung während des Transports des Objekts
kompensiert.
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Der
weitere Einsatzbereich der vorliegenden Erfindung wird besser durch
die nachfolgende detaillierte Beschreibung verstanden werden. Es
ist jedoch selbstverständlich, dass die detaillierte Beschreibung und
die besonderen Beispiele, die bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung darstellen, nur zum Zweck der Veranschaulichung gegeben
sind, da verschiedene Änderungen und Modifikationen im
Rahmen des Wesens und Umfangs der Erfindung für einen Fachmann
mit dieser detaillierten Beschreibung offensichtlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die
vorliegende Erfindung wird besser durch die nachfolgende detaillierte
Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen verstanden,
die nur zur Veranschaulichung beigefügt sind und deshalb
nicht die vorliegende Erfindung einschränken sollen, wobei
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1a eine
dreidimensionale Ansicht einer Saugwalze entsprechend einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung ist;
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1b eine
Explosionsdarstellung einer Saugwalze entsprechend einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung ist;
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2a und 2b Prinzipdarstellungen sind,
welche die Formen der Ventile darstellen, die in der Saugwalze der
Erfindung eingesetzt werden;
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3a eine
Schnittdarstellung eines äußeren Rads ist, das
in der Saugwalze gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung eingesetzt wird;
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3b und 3c dreidimensionale
Darstellungen sind, welche die Ventile darstellen, die in der Saugwalze
in einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eingesetzt
werden;
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4 eine
Schnittdarstellung eines inneren Rads ist, das in der Saugwalze
entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung
eingesetzt wird;
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5a und 5b Prinzipdarstellungen sind,
die darstellen, wie das Ventil in der Saugwalze entsprechend einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung arbeitet;
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6a bis 6c Prinzipdarstellung
sind, die darstellen, wie Schritt für Schritt (Steg by
Step) ein Objekt durch die Saugwalze der Erfindung transportiert
wird;
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7a eine
Prinzipdarstellung ist, die eine Transportvorrichtung entsprechend
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung
darstellt;
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8a ein
Diagramm ist, das die Effizienz einer herkömmlichen Saugwalze,
die in der
US 6,427,941 offenbart
ist, zeigt; und wobei
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8b ein
Diagramm ist, das die Effizienz einer Saugwalze der Erfindung zeigt.
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BESCHEIBUNG VON BEISPIELHAFTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zum
weiteren Verständnis und zur Kenntnis der verwirklichten
Funktionen und strukturellen Merkmalen der Erfindung, werden verschiedene
beispielhafte Ausführungsformen im Zusammenhang mit der detaillierten
Beschreibung wie folgt dargestellt.
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Es
wird auf die 1a und 1b verwiesen,
die eine dreidimensionale Ansicht und eine Explosionsdarstellung
einer Saugwalze entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung darstellen. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist
die Saugwalze 2 zum Ausführen einer Saugkraft an
einem Objekt 90 ausgebildet, um das Objekt 90 bei
Rotation der Saugwalze 2 zu transportieren. In dieser Ausführungsform
kann das Objekt 90 aus einem Material hergestellt sein,
das aus der Gruppe ausgewählt ist, die ein weiches Material
und ein flexibles Material umfasst. Die oben erwähnte Saugwalze
umfasst: eine Hülse 20, ein äußeres
Rad 21 und ein inneres Rad. Die Hülse 20 ist
mit einem Aufnahmeraum 202 und einer Vielzahl an ersten
Durchgangsstiftlöchern 201 ausgebildet. In 1 ist jedes der ersten Durchgangsstiftlöcher 201 wie
ein Kreis geformt. Die Hülse 20 kann aus Stahl,
Glas, Keramik, Fasern oder Kunststoffen hergestellt sein. Das äußere
Rad 21, das innerhalb des Aufnahmeraums 202 angeordnet
ist, ist mit einem Aufnahmeraum 213 und einer Vielzahl
an zweiten Durchgangslöchern 211 ausgebildet,
wobei die vielen zweiten Durchgangslöcher an zu den ersten
Durchgangsstiftlöchern 201 korrespondierenden
Positionen an dem äußeren Rad 21 ausgebildet
sind, während jedes mit einem Ventil 212 darin
ausgebildet ist. Es ist zu bemerken, dass die in 1b dargestellten
Ventile 212 nur zur Veranschaulichung sind, so dass nur
ein Teilbereich des Ventils 212 in den vielen zweiten Durchgangslöchern 211,
wie in 1b dargestellt, angebracht ist.
In dieser Ausführungsform ist jedes der zweiten Durchgangslöcher 211 ein
konusförmiges Loch. Um ein Herausfallen des Ventils 212 von
den ersten Durchgangsstiftlöchern 201 während
der Rotation des äußeren Rads 21 zu vermeiden,
ist die Öffnung der ersten Durchgangsstiftlöcher 201 kleiner
als die äußerste Öffnung der zweiten
Durchgangslöcher 211 ausgebildet. Mit Verweis
auf die 2a und 2b, welche
Prinzipdarstellungen sind, sind die Formen der Ventile dargestellt,
die in der Saugwalze der Erfindung eingesetzt werden. Um mit der
Form und der Größe der zweiten Durchgangslöcher 211 zusammen
zu passen, kann das Ventil 212 als Ball oder als Kegel,
wie in den 2a und 2b dargestellt, ausgebildet
sein. Weiterhin ist das Ventil 212 aus einem Material hergestellt,
das aus der Gruppe, umfassend Stahl, Glas, Keramik, Faserstoffe
und Kunststoffe, ausgewählt ist.
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Mit
Verweis auf 3a ist eine Schnittdarstellung
von einem äußeren Rad gegeben, das in der Saugwalze
entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung
eingesetzt ist. In dieser Ausführungsform sind die an dem äußeren
Rad 21 ausgebildeten zweiten Durchgangslöchern 212a nicht
wie ein kreisförmiges Loch ausgebildet, sondern als längliches
konusförmiges Loch. Um mit solchen länglichen
konusförmigen zweiten Durchgangslöchern 211a zusammen
zu passen, können die Ventile bzw. jedes Ventil eine Säule 212a,
wie in 3b dargestellt, oder ein konusförmiger
Zylinder 212b sein, wie in 3c dargestellt,
um so in ihren entsprechenden zweiten Durchgangslöchern 211a angeordnet
zu werden, um deren Ein-Aus zu kontrollieren. Wenn die zweiten Durchgangslöcher 211a,
wie in 3a dargestellt, konusförmige
Langlöcher sind, sollten die ersten Durchgangsstiftlöcher 201 auch
als längliche Löcher 201 geformt sein,
deren Breite kleiner als die des zweiten Durchgangslochs 211a sein sollte,
um ein Herausfallen des Ventils von den ersten Durchgangslöchern 201a während
der Rotation des äußeren Rads zu verhindern.
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Wie
in 1a und in 1b dargestellt,
ist das innere Rad 22, das innerhalb des Aufnahmeraums 213 des äußeren
Rads 21 angeordnet ist, mit einem Vorsprung 220 und
mindestens einer Ausnehmung 221 ausgebildet. Der Vorsprung 220 ist,
wie in 5b dargestellt, von der inneren
Wand des äußeren Rads 21 durch einen
kleinen, exakten Spalt 25 getrennt. In der in 4 dargestellten
Ausführungsform ist der Vorsprung 220 mit einem
Verlaufswinkel Θ ausgebildet, welcher ein Winkel im Bereich
zwischen 10° und 180° ist. Es ist zu bemerken,
dass der Bereich der Saugwirkung, welche durch die Saugwalze auf
dem Objekt generiert und ausgeübt werden kann, von dem
Verlaufswinkel abhängig ist.
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Wie
in 1a und in 1b dargestellt
ist, ist das innere Rad 22 jeweils an seinen beiden Enden an
zwei Röhren 222 angeordnet, während jede
Röhre 222 durch ein Lager 26 ummantelt
ist. Die innere Wand 260 von jedem Lager 26 ist
passend zu der äußeren Wand ihrer jeweiligen Röhre 222 ausgebildet, während
die äußere Wand 261 von dem Lager 26 passend
zu der inneren Wand 214 des äußeren Rads 21 ausgebildet
ist, so dass das äußere Rad 21 gegenüber
den Lager 26 drehbar ist. Ferner sind die Röhren
weiterhin jeweils mit Öldichtungskomponenten 27 umhüllt,
welche außerhalb der Lager 26 angeordnet sind.
Jede der beiden seitlichen Seiten des inneren Rads 22 ist
durch eine Kappe 28 bedeckt, die zum festen Sichern der
Lager 26 und der Öldichtungskomponenten 27 an
dem äußeren Rad 21 eingesetzt wird. Es
ist zu bemerken, dass der äußere Durchmesser der
Kappe 28 ungefähr gleich dem der Hülse 20 ist.
Darüber hinaus gibt es Leitungen 23, die entsprechend
an den zwei Enden der Saugwalze 2 in einer Art und Weise
angeschlossen sind, dass jede Leitung 23 mit einer entsprechenden
Röhre 222 des inneren Rads 22 durch eines
ihrer Enden verbunden ist, während das andere Ende davon
mit einer Negativdruckquelle 24 verbunden ist. Dadurch
kann der Negativdruck der Negativdruckquelle 24 durch den Schlitz 221 des
inneren Rads 22 auf die Ventile 212 innerhalb
jedes zweiten Durchgangslochs wirken, welche in der Lage sind, mit
dem inneren Rad 22 zu kommunizieren. Es ist zu bemerken,
dass durch die Ausbildung der in 1 und 2b dargestellten Saugwalze,
das Leckageproblem zwischen dem äußeren Rad 21 und
dem inneren Rad 22 verbessert werden kann. Durch die Ausbildung
der zweiten Durchgangslöcher 211 auf dem äußeren
Rad 21 und der Ventile 212 mit spezifischen Formen,
die in die zweiten Durchgangslöcher 211 eingepasst
sind, kann das Ein-Aus der Ventile 212 wirksam durch den negativen
Druck der Negativdruckquelle 24 kontrolliert werden, der
durch das innere Rad 22 ausgeübt wird, so dass
die Saugkraft der Saugwalze, die auf das Objekt, das transportiert
wird, ausgeübt wird, dadurch verbessert wird, da der durch
den Negativdruck erzeugte Luftfluss wirksam kontrolliert werden kann.
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Hinsichtlich
des Zusammenbaus der in 1a und 1b dargestellten
Saugwalze, wird dieser zuerst durch Einsetzen des inneren Rads 22 in das äußere
Rad 21 vollzogen, während die Negativdruckquelle 24 mit
den zwei seitlichen Seiten des inneren Rads 22 verbunden
wird, um es dem äußeren Rad 21 zu ermöglichen,
eine Saugwirkung durch den Negativdruck seiner zweiten Durchgangslöchern 211 auszuüben.
Dann wird das äußere Rad 21 in einem Behälter
angeordnet, der eine Vielzahl von darin angeordneten Ventilen aufweist
und der zum Rotieren angetrieben wird, so dass es während
der Rotation ein Ventil 211 gibt, das durch die Saugwirkung,
die durch den Negativdruck durch jedes zweite Durchgangsloch 211 verursacht
ist, in ihr korrespondierendes zweites Durchgangsloch 211 gesaugt
wird. Danach wird das äußere Rad 21 in
der thermisch expandierten Hülse 20 angeordnet,
und kann nach deren Abkühlung somit dicht in der Hülse 20 zur
Vervollständigung der Saugwalze eingebaut werden, wie bei
derjenigen, die in 1a dargestellt ist. Abgesehen
von der Nutzung des Prinzips, dass ein Objekt beim Erwärmen
expandiert und beim Abkühlen schrumpft, um es dem äußeren
Rad 21 zu ermöglichen, fest innerhalb der Hülse 20 eingebaut
zu sein, gibt es auch andere Methoden, die in der Lage sind, das
gleiche zu erreichen, beispielsweise die Nutzung eines hohen Drucks,
um das äußere Rad 21 in die Hülse 20 zu
pressen, oder das äußere Rad 21 in die Hülse 20 durch
gleichzeitiges Rotieren und Pressen des äußeren
Rads 21 zu zwingen, etc.
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Die
Abgabe eines Negativdrucks durch die zweiten Durchgangslöcher
mittels der Ein-Aus-Schaltung der entsprechenden Ventile wird in
der folgenden Beschreibung beschrieben. Mit Bezug auf 5a und 5b,
welche Prinzipdarstellungen sind, ist dargestellt, wie das Ventil
in der Saugwalze entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung arbeitet. Zuerst, wenn die Ventile 212 in
den zweiten Durchgangslöchern 211 des äußeren
Rads 21 angeordnet werden, wird dann das äußere
Rad 21 innerhalb der Hülse 20 angeordnet,
um ein Herausfallen der Ventile 212 zu verhindern, wenn
das äußere Rad 11 stillsteht. Es ist
zu bemerken, dass die Hülse 20 ausgebildet ist,
um synchronen mit der Rotation des äußeren Rads 21 zu drehen.
Was das innere Rad 22 anbelangt, so ist dieses stillstehend
ausgebildet und weist zeitgleich nur einen Kontakt mit einem Teilbereich
der Ventile 212 auf dem äußeren Rad 21 durch
dessen Vorsprung 220 auf. Bevor die Negativdruckquelle 24 eingeschaltet
wird, wird eine Schicht eines flexiblen Substrats 91 auf
der Saugoberfläche der Hülse 20 angeordnet.
Sobald die Ventile 212 dem Negativdruck der arbeitenden
Negativdruckquelle 24 durch das innere Rad 22 ausgesetzt
sind, werden die Ventile 212 durch den Negativdruck gezogen,
um fest in den zweiten Durchgangslöchern 211 zu
stecken, so dass die zweiten Durchgangslöcher 211 von
den Ventilen 212 zugesetzt sein können. Wie in 5a dargestellt,
werden nur diese Ventile 212, die mit dem Vorsprung 220 in
Kontakt sind, durch den Vorsprung 220 gedrückt,
so dass sie nicht in die korrespondierenden zweiten Durchgangslöchern
gesaugt werden, um diese zu belegen. Für diese zweiten
Durchgangslöcher, deren Ventile 212 durch den
Vorsprung 220 anliegen, ist es möglich, Luft von
ihrer äußeren Umgebung in das innere Rad 22 durch
diese Ventile 212 und den korrespondierenden zweiten Durchgangslöchern 211,
wie in 5b dargestellt, strömen
zu lassen. Folglich wird ein Teilbereich des flexiblen Substrats 91 auf
der Hülse 20, der an einer zu den zweiten Durchgangslöchern
entsprechenden Position angeordnet ist, deren Ventile 212 durch
den Vorsprung 220 gedrückt werden, durch den Negativdruck
durch die korrespondierende ersten Durchgangsstiftlöcher 201 zum
Generieren einer Saugwirkung beeinflusst.
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Mit
Verweis auf 6a bis 6c, welche Prinzipdarstellungen
sind, ist dargestellt, wie ein Objekt durch die Saugwalze gemäß der
Erfindung Schritt für Schritt transportiert wird. In der 6a wird das
flexible Substrat 91 angesaugt und haftet deshalb an der
Oberfläche der Hülse 20. In der 6b drehen
sich die Ventile 212 bei Rotation der Hülse 20 und
während der Rotation werden sie durch den Vorsprung 220 an
dem inneren Rad 22 der Reihe nach gedrückt, um
entsprechend der Reihe nach die zweiten Durchgangslöcher 211 zu öffnen,
um, wie in 5b dargestellt, die Bildung
von Luftfluss zu ermöglichen und somit eine Saugwirkung
zu generieren. Das flexible Substrat 91, das angesaugt
wird und an der Hülse haftet, kann nachfolgend der sequenziellen
Freigabe der zweiten Durchgangslöcher 211 während
der Rotation durch die Rotation der Hülse 20,
transportiert werden. Sobald die Ventile 212 vom Druck
des Vorsprungs 220 befreit sind, werden sie wieder durch
den Negativdruck angesaugt und somit fest in die korrespondierenden
zweite Durchgangslöcher 211 gestopft, um diese
zu verstopfen, so dass das flexible Substrat 91, das ursprünglich
durch die Saugwirkung durch die ersten Durchgangsstiftlöcher 201 angesaugt
wurde, entsprechend den neuerlich verstopften zweiten Durchgangslöchern 211 losgelassen
wird. Indem das flexible Substrat 91 angesaugt wird und
an der Saugwalze 2 an einer Position entsprechend dem Vorsprung 220 anhaftet,
kann es nachfolgend der sequenziellen Freigabe der zweiten Durchgangslöcher 211 während
der Rotation entsprechend durch die Rotation der Saugwalze 2 vorwärts
transportiert werden,.
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Mit
Verweis auf 7a, welche eine Prinzipdarstellung
ist, ist eine Transportvorrichtung entsprechend einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In dieser beispielhaften
Ausführungsform umfasst die Transportvorrichtung 3:
ein Paar Saugwalzen 30, eine Negativdruckquelle 31 und
eine Positionsverstellvorrichtung 32. Die zwei Saugwalzen 30 sind
an einer Basis 33 angeordnet, um zum Transport eines Objekts 93 eingesetzt
zu werden. Das Objekt kann ein weiches Substrat oder ein flexibles
Substrat sein, in anderen Worten, beispielsweise ein Kunststoffsubstrat
oder andere Substrate, die aus polymere Materialien hergestellt
sind; jedoch ist es nicht darauf beschränkt. In dieser
Ausführungsform ist jede der zwei Saugwalzen 30 gleich der
vorstehend beschriebenen Saugwalze aufgebaut und wird nachfolgend
nicht weiter beschrieben.
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Die
Negativdruckquelle 31 ist an das Paar Saugwalzen 30 durch
Leitungen angeschlossen, um einen Negativdruck bereitzustellen.
Die Positionsverstellvorrichtung 32 ist an die Basis 33 gekoppelt,
um die Position davon zu verstellen und somit eine Verschiebung
während des Transports des Objekts 93 zu kompensieren.
In dieser Ausführungsform kann die Positionsverstellvorrichtung 32 ein
Linearmotor mit hoher Präzision sein, welcher in der Lage
ist, eine translatorische Bewegung zum Verstellen der Position des
Objekts 93 zu ermöglichen, so dass jede Verschiebung
des Objekts 93, die durch den Transport verursacht ist,
kompensiert werden kann. Der Linearmotor ist mit einem Controller
und einer Führungsschiene ausgebildet, der den Controller
zum Empfang von Steuersignalen einsetzt und dann die Führungsschiene
entsprechend bewegt, wobei dies einem Fachmann bekannt ist und deshalb
nachfolgend nicht beschrieben wird. Darüber hinaus gibt
es mindestens einen Positionssensor 34, um eine Position betreffend
der seitlichen Seite 930 von dem Objekt 93, zu
detektieren. Die Positionsverstellvorrichtung 32 ist basierend
auf einer Verschiebung der seitlichen Seite 930, welche
durch den Positionssensor 34 detektiert wird, ausgebildet,
um eine präzise translatorische Bewegung zum Kompensieren
der Verschiebung des Objekts 93 zu programmieren. Sowohl
die Lage als auch die Menge der Positionssensoren, die an der Transportvorrichtung 3 angeordnet
sind, werden entsprechend der tatsächlichen Anforderungen bestimmt
und sind nicht auf jene, die in 7a dargestellt
sind, beschränkt.
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Mit
Verweis auf 7b, welche eine Prinzipdarstellung
ist, ist eine Transportvorrichtung entsprechend einer weiteren beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die in 7b dargestellte
Transportvorrichtung ist grundsätzlich die gleiche wie
die, welche in 7a dargestellt ist, unterscheidet
sich jedoch folgendermaßen: die Transportvorrichtung 3 aus 7b ist
mit einem Abroll-Rollenbereich 35 und einem Aufroll-Rollenbereich 36 ausgebildet.
Der Abroll-Rollenbereich 35 wird zum Zuführen
eines flexiblen Objekts eingesetzt und der Aufroll-Rollenbereich 36 wird
zum Aufnehmen und Aufrollen des flexiblen Objekts nach dem Verarbeiten durch
die Transportvorrichtung 3 eingesetzt. Da die Transportvorrichtung 3 aus
der 7b im Wesentlichen eine Rolle-zu-Rolle-Vorrichtung
ist, wird das flexible Objekt 94 durch Arbeitsabläufe,
wie zum Beispiel Beschichten und Mediumfüllen („Medium
filling”) während des Transports verarbeitet.
Bevor jedoch das verarbeitete flexible Objekt 94 ausgehärtet ist,
sollte jegliches Pressen oder Walzen gegen die Oberfläche
des flexiblen Objekts 94 vermieden werden, um Beschädigungen
zu verhindern. Um eine Beschädigung der verarbeiteten Oberfläche
des flexiblen Substrats durch das Pressen der Walzen zu verhindern,
wendet deshalb die Transportvorrichtung 3 die oben genannte
Saugwalze zum Transport des flexiblen Objekts 94 an.
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Um
eine Verschiebung des flexiblen Objekts 94 zu kompensieren,
während es zum Transport durch die Saugwalzen 30 angesaugt
wird, gibt es zusätzlich Positionssensoren, die in der
Transportapparatur 3 angeordnet sind, um eine Position
bezogen auf die seitliche Seite 940 des Objekts 94 zu
detektieren, damit jede Verschiebung des Objekts 94 detektiert
werden kann. Das heißt, sobald eine Verschiebung während
des Transports des flexiblen Objekts 94 auftritt, kann
das Maß der Verschiebung, bezogen auf die seitliche Seite 940,
von dem Positionssensor 34 abgetastet und detektiert werden
und das abgetastete Signal wird dann zu dem Linearmotor-Controller
in der Positionsverstellvorrichtung 32 zum Kontrollieren
des Controllers gesendet, um den Motor zum Ausführen einer
Positionskorrekturhandlung anzuweisen.
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Obwohl
die beiden Ausführungsformen aus 7a und 7b mit
einem Paar Saugwalzen ausgebildet sind, ist es für einen
Fachmann offensichtlich, dass eine Transportvorrichtung mit nur
einer einzelnen Saugwalze einfach durch Integrieren der Saugwalze 2 aus 1 mit dem Positionssensor 34 und
der Positionsverstellvorrichtung 32 aus 7a und 7b möglich
ist. Darüber hinaus kann die Saugwalze und deren Transportvorrichtung
in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt werden, in welchen
sie nicht nur zum Transportieren flexibler Komponenten, z. B. einer
flexiblen Anzeige und flexibler Leiterplatten (PCBs) eingesetzt
wird, sondern sie kann auch in der Produktverpackung, dem Produkttransport
usw. eingesetzt werden.
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Mit
Verweis auf
8a und
8b, sind
Diagramme dargestellt, die entsprechend die Effizienz einer konventionellen
Saugwalze, die in der
US-Patentschrift
Nr. 6 427 941 veröffentlicht wurde, und die Effizienz
einer Saugwalze gemäß der Erfindung zeigen. In
den
8a und
8b repräsentiert
die Koordinate des Winkels den Bereich des Winkels, innerhalb welchem
die Saugwalze eine Saugwirkung auf das Objekt ausübt und
die Koordinate der Zugkraft repräsentiert die Größe
der zum Ziehen des Objekts benötigten Zugkraft, sobald
das Objekt durch die Saugwirkung der Saugwalze unter einem bestimmten
Winkelbereich anhaftet. Aus dem Profil der
8a ist
zu bemerken, dass die generierte Saugwirkung von einer konventionellen
Saugwalze nicht stabil ist, d. h., je kleiner der Kontaktwinkel
ist, desto kleiner wird die Saugwirkung sein und umgekehrt. Die
Begründung dafür ist, dass es eine Leckage in der
konventionellen Saugwalze geben kann, so dass die Saugwirkung entlang
des Kontaktbereichs wechselt. Andererseits, da es keine Leckage
in der Saugwalze gemäß der Erfindung gibt, wie
in
8b dargestellt, ist eine solche Saugwalze gemäß der
Erfindung in der Lage, eine stabile Saugwirkung auf das Objekt auf
der gesamten Kontaktfläche auszuüben.
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Für
die Erfindung, die somit beschrieben wurde, ist es offensichtlich,
dass diese auf verschiedene Wege verändert werden kann.
Diese Veränderungen werden nicht als abweichend vom Wesen
und dem Bereich der Erfindung angesehen und alle diese Modifikationen,
die einem Fachmann naheliegend sind, sind beabsichtigt, im Schutzbereich
der folgenden Ansprüche eingeschlossen zu sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6427941 [0006, 0022, 0037]
- - US 5931635 [0006]