DE102008051616A1 - Transport device and substrate coating system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Transporteinrichtung mit wenigstens einer drehbeweglich angeordneten Transportrolle (12), die einen Auflagezylinderabschnitt (6) zum seitlichen Tragen eines zu transportierenden Gegenstands aufweist, sowie auf eine Substratbeschichtungsanlage. Erfindungsgemäß besteht die Transportrolle mindestens in ihrem Auflagezylinderabschnitt aus einem volumenkorrosionsfesten Material, und/oder die Transportrolle ist mehrteilig gebildet. Verwendung z.B. in Substratbeschichtungsanlagen bei der Photovoltaikmodulfertigung.The invention relates to a transport device with at least one rotatably arranged transport roller (12), which has a support cylinder section (6) for laterally carrying an article to be transported, and to a substrate coating plant. According to the invention, the transport roller at least in its support cylinder portion of a volume corrosion resistant material, and / or the transport roller is formed in several parts. Use e.g. in substrate coating systems in photovoltaic module manufacturing.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Transporteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 12 und auf eine Substratbeschichtungsanlage.The The invention relates to a transport device according to the preamble of claim 1 or 12 and to a substrate coater.
Transporteinrichtungen dieser Art sind beispielsweise in Anlagen gebräuchlich, in denen Substrate beschichtet oder thermisch nachbehandelt werden, insbesondere für Anwendungen in der Dünnschichttechnologie, wie in der Dünnschichtsolarzellenfertigung. Häufig erfolgt die Beschichtung in diesen Anwendungen bei erhöhten Temperaturen und/oder in einer reaktiven Atmosphärenumgebung. Dies gilt speziell auch für Dünnschichtsolarzellensubstrate, die üblicherweise mit oder ohne einen Substratträger als Auflage z. B. im Durchlaufverfahren durch eine Vakuumbeschichtungsanlage hindurch transportiert werden. Der Transport kann in horizontaler oder vertikaler Richtung oder in einer beliebigen anderen, kombinierten Richtung erfolgen. Die Transporteinrichtung muss neben dem Substrattransport sicherstellen, dass sich das Substrat nicht zu stark durchbiegt und es sich auf einer festgelegten Bahn durch die Beschichtungsanlage hindurch bewegt.transport equipment This type are used, for example, in plants in which substrates coated or thermally post-treated, especially for applications in thin-film technology, as in thin-film solar cell production. Often the coating takes place in these applications at elevated temperatures and / or in a reactive atmosphere environment. This especially applies to Thin film solar cell substrates, the usual with or without a substrate carrier as a support z. B. in a continuous process by a vacuum coating system be transported through. The transport can be in horizontal or vertical direction or in any other, combined Direction. The transport device must ensure next to the substrate transport, that the substrate does not bend too much and it rises a defined path through the coating system moves through.
Für entsprechende Anwendungen gerade auch bei erhöhten Temperaturen in reaktiver Umgebung, wie bei der Substratbeschichtung für Photovoltaikmodule, zeigt es sich, dass in solchen Transporteinrichtungen bislang verwendete, einteilig aus einem Stahlmaterial ausgeführte Transportrollen zu Problemen führen können. Denn ein derartiges Stahlmaterial ist allenfalls oberflächlich korrosionsbeständig, indem sich eine schützende, dichte Passivierungsschicht aus Chromoxid an der Werkstoffoberfläche ausbildet. Durch die im Betrieb auftretenden Relativbewegungen zwischen Transportrolle und Substrat bzw. Substratträger und den damit einhergehenden Reibungseffekten ist diese oberflächliche Korrosionsschutzschicht einer Abnutzung unterworfen, welche die Lebensdauer der Transportrolle merklich limitieren und Funktionsstörungen der Transporteinrichtung verursachen kann.For appropriate Applications even at elevated Temperatures in a reactive environment, such as substrate coating for photovoltaic modules, it turns out that previously used in such transport facilities, One-piece made of a steel material running wheels to problems to lead can. Because such a steel material is possibly superficially corrosion resistant by a protective, dense passivation layer of chromium oxide forms on the surface of the material. By occurring during operation relative movements between transport roller and substrate or substrate carrier and the associated friction effects is this superficial corrosion protection layer subject to wear, which the life of the transport roller noticeably limit and malfunction can cause the transport device.
In Beschichtungsanlagen zur Photovoltaikmodulfertigung werden derartige Funktionsstörungen z. B. bei einer Materialkombination von nichtrostendem Stahl für die Transportrollen und Quarzglas oder Glaskeramik für das Substrat bzw. den Substratträger beobachtet, wobei es insbesondere zu einem korrosionsbedingten Materialabtrag an der Transportrolle in deren Kontaktbereich zum Substrat bzw. Substratträger kommen kann. Ein Austausch von einteilig gefertigten Transportrollen ist mit relativ hohem Zeit- und Kostenaufwand verbunden.In Coating plants for photovoltaic module production become such Malfunction z. As in a combination of stainless steel material for the transport rollers and quartz glass or glass ceramic for the substrate or the substrate carrier observed, in particular, a corrosion-related material removal come to the transport roller in the contact region to the substrate or substrate carrier can. An exchange of one-piece transport wheels is associated with relatively high time and cost.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Transporteinrichtung der eingangs genannten Art und einer Substratbeschichtungsanlage zugrunde, die eine vergleichsweise hohe Lebensdauer und Funktionszuverlässigkeit auch beim Einsatz und Betrieb in reaktiven Umgebungen ermöglichen und/oder vergleichsweise einfach zu warten sind.Of the Invention is the technical problem of providing a Transport device of the type mentioned and a substrate coating system underlying that has a comparatively long life and functional reliability as well allow for use and operation in reactive environments and / or comparatively easy to maintain.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Transporteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 3 oder 12 sowie durch eine Substratbeschichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 13.The Invention solves this problem by providing a transport device with the features of claim 1, 3 or 12 and by a substrate coating system with the features of claim 13.
Bei der Transporteinrichtung nach Anspruch 1 besteht die Transportrolle mindestens in ihrem Auflagezylinderabschnitt aus einem volumenkorrosionsfesten Material. Darunter ist vorliegend ein Material zu verstehen, das im Gegensatz z. B. zu korrosionsbeständigem Stahlmaterial im Volumen korrosionsfest ist und nicht lediglich aufgrund einer Oberflächenschutzschicht korrosionsfest ist. Reibungseffekte aufgrund von Relativbewegungen im Betrieb der Transporteinrichtung führen daher bei dieser Transportrolle nicht zu den Verschleißerscheinungen des Auflagezylinderabschnitts, die sich, wie oben erläutert, bei Verwendung von korrosionsfestem Stahlmaterial ergeben. Dies kann die Lebensdauer der Transportrolle im Einsatz deutlich erhöhen.at The transport device according to claim 1 is the transport role at least in its support cylinder section of a volume corrosion resistant Material. This is to be understood in the present case as a material that in contrast z. B. to corrosion resistant steel material in volume is corrosion resistant and not just due to a surface protective layer is corrosion resistant. Frictional effects due to relative movements during operation of the transport device therefore lead to this transport role not to the signs of wear the support cylinder section, which, as explained above, at Use of corrosion-resistant steel material result. This can significantly increase the service life of the transport roller during use.
Für die Transportrolle vorteilhaft verwendbare, volumenkorrosionsfeste Materialien sind in Ausgestaltung der Erfindung im Anspruch 2 angegeben.For the transport role are advantageously usable, volume corrosion resistant materials specified in an embodiment of the invention in claim 2.
Bei der Transporteinrichtung nach Anspruch 3 ist die Transportrolle mehrteilig mit einem Grundkörper und einem den Auflagezylinderabschnitt umfassenden, mit dem Grundkörper drehfest gekoppelten Laufschalenkörper oder mit einem den Auflagezylinderabschnitt umfassenden Transportrollenelement und einer in eine Buchsenaufnahme des Transportrollenelements eingefügten Einsatzbuchse gebildet. Diese mehrteilige Realisierung der Transportrolle erleichtert beträchtlich ihre Wartung und insbesondere einen etwa notwendig werdenden Austausch verschleißbelasteter Teile, z. B. des den Auflagezylinderabschnitt umfassenden Laufschalenkörpers oder der Einsatzbuchse.at The transport device according to claim 3 is the transport roller multi-part with a basic body and a support cylinder portion comprehensive, rotatably with the body coupled runner body or with a transport roller element comprising the support cylinder section and an insert bush inserted in a bush receptacle of the transport roller element educated. This multi-part realization of the transport roller facilitates considerably their maintenance and in particular a possibly necessary replacement verschleißbelasteter Parts, z. B. of the support cylinder section comprehensive running shell body or the insert bush.
In Ausgestaltung dieser Maßnahme ist gemäß Anspruch 4 der Laufschalenkörper seinerseits mehrteilig mit einer drehfest mit der Grundkörper gekoppelten Halteplatte und einer drehfest mit der Halteplatte gekoppelten Laufschale gebildet. Auch dies trägt vorteilhaft zu einer erleichterten Wartung bzw. einem erleichterten Austausch der den Auflagezylinderabschnitt umfassenden Laufschale bei. Gleiches gilt für eine Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 durch die dabei vorgesehene Einsatzbuchse.In Design of this measure is according to claim 4 of the running shell body in turn, in several parts with a rotatably coupled to the body Retaining plate and a rotatably coupled to the retaining plate running shell educated. This also contributes advantageous for easier maintenance or easier Replacement of the bearing cylinder section comprehensive running shell at. The same applies to an embodiment of the invention according to claim 5 by the case provided insert bushing.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 umfasst die Transportrichtung mehrere, in einer Transportrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Paare von sich quer zur Transportrichtung beabstandet gegenüberliegenden Transportrollen. In dieser Ausgestaltung kann der zu transportierende Gegenstand zwischen den sich paarig gegenüberliegenden Transportrollen bewegt und dabei mindestens randseitig auf den Auflagezylinderabschnitten der Transportrollen getragen werden. In weiterer Ausgestaltung ist nach Anspruch 7 eine sich jeweils zwischen den beiden Transportrollen eines Paares erstreckende Mittenunterstützungsstange vorgesehen, die an ihren Enden in einer Stangenaufnahme der jeweiligen Transportrolle gehalten ist, wobei die Halterung an wenigstens einem der beiden Enden drehbeweglich ausgeführt ist. Die Mittenunterstützungsstange kann eine zusätzliche Abstützung des zu transportierenden Gegenstands, z. B. eines zu beschichtenden Photovoltaikmodulsubstrats, in einem Mittenbereich oder an beliebiger anderer Stelle zwischen den sich gegenüberliegenden Transportrollen bieten. Damit wird einer unerwünscht großen Durchbiegung auch von relativ dünnen Substraten entgegengewirkt.In a further development of the invention according to Claim 6, the transport direction comprises a plurality of successively arranged in a transport direction pairs of transversely to the transport direction spaced opposite transport rollers. In this embodiment, the object to be transported can be moved between the paired opposite transport rollers and thereby be worn at least at the edge on the support cylinder sections of the transport rollers. In a further embodiment, a respectively extending between the two transport rollers of a pair center support rod is provided according to claim 7, which is held at their ends in a rod receiving the respective transport roller, wherein the holder is rotatably carried on at least one of the two ends. The center support bar may provide additional support for the item to be transported, e.g. B. to be coated photovoltaic module substrate, in a central region or at any other location between the opposite transport rollers offer. This counteracts an undesirably large deflection even of relatively thin substrates.
In weiterer Ausgestaltung dieser Maßnahme ist gemäß Anspruch 8 die Stangenaufnahme an der jeweiligen Transportrolle von einem hohlen Innenraum des Auflagezylinderabschnitts gebildet, so dass dieser Funktionsabschnitt der Transportrolle eine Doppelfunktion erfüllt. In weiterer Ausgestaltung ist die Stangenaufnahme gemäß Anspruch 9 von der Einsatzbuchse gebildet, die in eine Aufnahme der Transportrolle einge setzt ist und in die das betreffende Ende der Mittenunterstützungsstange eingefügt ist. Es zeigt sich, dass die Einsatzbuchse hinsichtlich weiterer Verringerung der Verschleißanfälligkeit und hinsichtlich hoher Funktionssicherheit insbesondere der drehbeweglichen Kopplung von Mittenunterstützungsstange und Transportrolle vorteilhaft ist. So lässt sich ein etwaiges Festkorrodieren der Mittenunterstützungsstange in ihrer jeweiligen Stangenaufnahme mit der Einsatzbuchse besonders zuverlässig verhindern.In Another embodiment of this measure is according to claim 8 the rod holder on the respective transport roller of a hollow interior of the support cylinder section formed so that this Function section of the transport roller fulfills a dual function. In Another embodiment is the rod holder according to claim 9 formed by the insert bush, which in a recording of the transport roller is set and in which the relevant end of the center support rod is inserted. It turns out that the insert bush in terms of further reduction the susceptibility to wear and in terms of high reliability especially the rotatable Coupling of center support rod and transport roller is advantageous. So it can be a possible Festkorrodieren the center support rod especially in their respective pole mount with the insert bushing reliably prevent.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 10 weist die Mittenunterstützungsstange wenigstens einen zylindrischen Stützabschnitt in einem Mittenbereich auf, wobei der jeweilige Stützabschnitt einen größeren Außendurchmesser besitzt als beidseits anschließende Stangenbereiche. Durch den oder die Stützabschnitte kann der zu transportierende Gegenstand je nach Anwendungsfall ausreichend und zuverlässig nicht nur an seinen Seitenbereichen, sondern auch dazwischen abgestützt werden.In a development of the invention according to claim 10, the center support rod at least a cylindrical support portion in a central region, wherein the respective support section a larger outer diameter has as adjoining on both sides Bar areas. By or the support sections of the transported Subject sufficient and reliable not depending on the application be supported only on its sides, but also in between.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 11 weist die Transportrolle ein Antriebskopplungsmittel zum Ankoppeln an einen Rotationsantrieb auf. Damit kann die aktive Bewegung des auf dem Auflagezylinderabschnitt der Transportrolle randseitig getragenen Gegenstands in der Transportrichtung bewirkt werden, wobei im Fall sich paarig gegenüberliegender Transportrollen insbesondere vorgesehen sein kann, von einem jeweiligen Transportrollenpaar nur eine der beiden Transportrollen aktiv anzutreiben, während die andere frei mitdreht. Dies macht Synchronisationsmaßnahmen bezüglich zweier Antriebe für beide Transportrollen eines jeweiligen Rollenpaares überflüssig.In a development of the invention according to claim 11, the transport roller a drive coupling means for coupling to a rotary drive on. Thus, the active movement of the on the support cylinder section the transport roller edge-worn object in the transport direction be effected, in the case of pairs of opposing transport rollers in particular may be provided by a respective pair of transport rollers to actively drive only one of the two transport rollers, while the other freely rotates. This makes synchronization measures with respect to two Drives for both transport rollers of a respective pair of rollers superfluous.
Bei der Transporteinrichtung nach Anspruch 12 wird die Bewegung des zu transportierenden Gegenstands durch eine Rotationsbewegung der einen oder mehreren Transportstangen bewirkt, die in Querrichtung un ter der gesamten Breite des zu transportierenden Gegenstands verlaufen und an einem ihrer beiden Enden durch einen zugeordneten Stangenantrieb einseitig angetrieben werden. Am anderen Ende ist die jeweilige Transportstange drehbeweglich, aber antriebslos gehalten. Im Gegensatz zu einem beidseitigen Antrieb bedarf dieser einseitige Antrieb keiner Synchronisierungsmaßnahmen, und es besteht keine Gefahr von Torsionsbelastungen der Transportstangen aufgrund fehlsynchronisierter beidseitiger Antriebe.at the transport device according to claim 12, the movement of the to be transported object by a rotational movement of the one or more transport bars causes, in the transverse direction un run the entire width of the object to be transported and at one of its two ends by an associated rod drive be driven on one side. At the other end is the respective one Transport rod rotatably held, but unpowered. In contrast For a two-sided drive this one-sided drive requires none Synchronization measures and there is no risk of torsional loads on the transport bars due to mis-synchronized double-sided drives.
Die erfindungsgemäße Substratbeschichtungsanlage nach Anspruch 13 weist vorteilhaft eine erfindungsgemäße Transporteinrichtung auf, um zu beschichtende und/oder thermisch nachzubehandelnde Substrate, z. B. für Dünnschichtsolarzellenbauelemente bzw. Photovoltaikmodule, zu transportieren.The Substrate coating system according to the invention according to claim 13 advantageously has a transport device according to the invention on to be coated and / or thermally post-treated substrates, z. For example Thin film solar cells components or photovoltaic modules to transport.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:advantageous embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below described. Hereby show:
In
den
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
der
Der
Auflagezylinderabschnitt
Zwischen
den beiden gegenüberliegenden Transportrollen
Die
Eine
in
Selbst
wenn daher die Transportrolle
Die
zweiteilige Transportrollenausführung gemäß
Eine
in
Die
drehsichere Fixierung des Lagerschalenkörpers
Eine
in
Die
Lagerschale
Eine
in
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist mindestens die Einsatzbuchse
Eine
in
Eine
in
Während in
den
Mit der erfindungsgemäßen Transporteinrichtung lassen sich somit zu beschichtende Substrate in einer entsprechenden Substratbeschichtungsanlage funktionssicher und zuverlässig entlang der gewünschten Transportrichtung bewegen, z. B. kontinuierlich in einem Durchlaufprozess, wobei der Transport in horizontaler, vertikaler oder beliebiger anderer Richtung erfolgen kann. Die Transportrollen treiben den Substrattransport und sind dazu drehbeweglich gehalten. Gleichzeitig dienen sie dem drehbeweglichen Halten der Mittenunterstützungsstangen. Vorzugsweise wird jeweils eine Transportrolle jedes Transportrollenpaares aktiv von einem zugehörigen Rotationsantrieb in Drehung versetzt. Gegenüber einem beidseitigen Transportrollenantrieb hat dies den Vorteil, dass keine Synchronisierung der Antriebe von zwei sich als Paar gegenüberliegenden Transportrollen benötigt wird und auch nicht die Gefahr besteht, dass übermäßige Torsionsbelastungen auf die zugehörige Mittenunterstützungsstange einwirken, falls diese doch einmal in ihren endseitigen axialen Aufnahmen verklemmen sollte. Im übrigen wird jedoch dies und die Gefahr einer übermäßigen korrosiven Abnutzung und damit auch Durchmesserverringerung des Auflagezylinderabschnitts der Transportrollen durch Wahl eines volumenkorrosionsfesten Materials für die Stangenaufnahme und für die Substratauflagefläche der Transportrolle verhindert.With the transport device according to the invention can thus be coated substrates in a corresponding Substrate coating system reliable and reliable along the desired Move transport direction, z. B. continuously in a continuous process, the transport being horizontal, vertical or any other Direction can be done. The transport rollers drive the substrate transport and are rotatably held. At the same time they serve the Rotary holding center support rods. Preferably In each case one transport roller of each pair of transport rollers becomes active from an associated one Rotary drive set in rotation. Opposite a two-sided transport roller drive this has the advantage that no synchronization of the drives of two transport rollers opposite each other as a pair needed and there is also no risk that excessive torsional loads on the associated Center support rod act, if they once in their axial end Should jam recordings. Otherwise, will however, this and the risk of excessive corrosive wear and thus also diameter reduction of the support cylinder section the transport rollers by choosing a volume corrosion resistant material for the Rod holder and for the Substrate supporting surface prevents the transport roller.
Die
Erfindung umfasst neben diesen Realisierungen mit Transportrollen
und darin drehbeweglich aufgenommenen Mittenunterstützungsstangen auch
Ausführungsformen
mit direkt angetriebenen Transportstangen, d. h. in diesen Ausführungsformen ersetzt
eine solche Transportstange je ein Paar gegenüberliegender Transportrollen
und die zugehörige Mittenunterstützungsstange.
Die Erfindung ist, wie erläutert, besonders vorteilhaft z. B. für Vakuumbeschichtungsanlagen bei der Photovoltaikmodulfertigung verwendbar. Darüber hinaus ist sie selbstverständlich auch in beliebigen anderen Substratbeschichtungsanwendungen einsetzbar, bei denen ein zu be schichtendes Substrat zu transportieren ist, insbesondere unter Prozessbedingungen mit erhöhten Temperaturen und/oder reaktiven Atmosphärenumgebungen.The Invention is, as explained, particularly advantageous z. For example Vacuum coating equipment used in photovoltaic module production. Furthermore it goes without saying can also be used in any other substrate coating applications, in which a substrate to be coated is to be transported, especially under process conditions with elevated temperatures and / or reactive atmosphere environments.
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