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Die Erfindung betrifft eine Kontaktiervorrichtung zum elektrischen Verschalten von Solarzellenreihen eines Solarmoduls.
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Solarmodule weisen mehrere nebeneinander angeordnete Solarzellenreihen auf, die aus mehreren in Serie geschalteten Solarzellen bestehen und als Strings bezeichnet werden. Die Solarzellenreihen müssen seriell miteinander verschaltet werden. Hierzu müssen die entsprechenden Kontaktelemente, die auch als Busbars bezeichnet werden, elektrisch miteinander verbunden werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktiervorrichtung zu schaffen, die ein einfaches, zuverlässiges und schnelles Verschalten von Solarzellenreihen eines Solarmoduls ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kontaktiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Ausrichteinheit wird das auf dem Grundgestell angeordnete Solarmodul zunächst ausgerichtet und in einer definierten Position angeordnet. Die als Busbars bezeichneten Solarmodul-Kontaktelemente werden vor dem Anordnen des Solarmoduls auf dem Grundgestell hochgebogen, sodass sich diese relativ zu dem Solarmodul in einem Winkel im Bereich von 10° bis 30°, insbesondere in einem Winkel von beispielsweise 20° erstrecken. Nachdem das Solarmodul auf dem Grundgestell positioniert wurde, wird der Kontaktträger mit darin aufgenommenen Kontaktelementen manuell in der Positioniereinheit angeordnet, sodass der Kontaktträger mit den Kontaktelementen relativ zu dem Solarmodul positioniert wird. Die Positioniereinheit ist derart an dem Grundgestell angeordnet, dass die in dem Kontaktträger befindlichen Kontaktelemente unterhalb der hochgebogenen Solarmodul-Kontaktelemente positioniert werden. Das elektrische Verschalten der Solarzellenreihen erfolgt mittels der Löteinrichtung, die in einer definierten Position zu der Positioniereinheit bzw. dem darin aufgenommenen Kontaktträger an dem Grundgestell angeordnet ist. Mittels der Löteinrichtung werden die hochgebogenen Solarmodul-Kontaktelemente an die in dem Kontaktträger angeordneten Kontaktelemente gepresst und diese miteinander verlötet. Durch den Kontaktträger und die zugehörige Positioniereinheit können mehrere Kontaktelemente schnell und einfach relativ zu dem ausgerichteten Solarmodul positioniert werden. Die Löteinrichtung ist wiederum in einer definierten Position zu der Positioniereinheit bzw. dem Kontaktträger, sodass die Kontaktelemente zuverlässig mit den zugehörigen Solarmodul-Kontaktelementen verlötet werden können. Durch den Kontaktträger ist die Lage der Kontaktelemente vorgegeben, sodass ein falsches Kontaktieren der Kontaktelemente vermieden wird. Da die Kontaktelemente quer zu den Solarzellenreihen an deren Enden angeordnet werden, wird die Kontaktiervorrichtung auch als Querkontaktiervorrichtung bezeichnet. Vorzugsweise werden mittels der Löteinrichtung alle Kontaktelemente zeitgleich verlötet, wodurch die Zykluszeit zum Verschalten eines Solarmoduls besonders gering ist. Zusätzlich ist die Kontaktqualität besonders hoch, da alle Kontaktelemente im Wesentlichen mit dem gleichen Wärmeeintrag verlötet werden. Die Löteinrichtung kann als Kontakt-, Infrarot-, Induktions- oder Laserlöteinrichtung ausgebildet sein.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 2 ermöglicht ein einfaches automatisches Ausrichten des Solarmoduls der x-Richtung. Zum Ausrichten wird der zweite Längskanten-Anschlag in der y-Richtung verlagert, bis das Solarmodul bündig an dem ersten Längskanten-Anschlag anliegt. Das Verlagern des zweiten Längskanten-Anschlags erfolgt beispielsweise mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 3 ermöglicht ein einfaches Ausrichtendes Solarmoduls in der y-Richtung. Das Ausrichten erfolgt insbesondere automatisch, wenn der Querkanten-Anschlag an einer einer Zuführseite gegenüberliegenden Abführseite des Grundgestells angeordnet ist. Das an der Zuführseite in Richtung der Abführseite zugeführte Solarmodul schlägt dann automatisch an dem Querkanten-Anschlag an und wird ausgerichtet. Zum Abführen des Solarmoduls wird der Querkanten-Anschlag in der vertikalen z-Richtung unterhalb des Solarmoduls verlagert, also in dem Grundgestell versenkt, sodass die Abführseite zum Abführen des Solarmoduls freigegeben wird.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 4 ermöglicht ein einfaches und automatisches Zu- und Abführen des Solarmoduls. In Verbindung mit dem Querkanten-Anschlag kann insbesondere auch ein automatisches Ausrichten des Solarmoduls erfolgen. Ist die Transporteinrichtung als Gurtförderer ausgebildet, kann das Solarmodul einfach und zuverlässig auf dem Grundgestell angeordnet werden, wobei der mindestens eine Fördergurt gleichzeitig die Auflagefläche des Solarmoduls bildet.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 5 ermöglicht ein einfaches und zuverlässiges Positionieren des Kontaktträgers in der Positioniereinheit, durch Einführen des Kontaktträgers in den mindestens einen Positionierschlitz bis zu dem Positionieranschlag. Dadurch, dass der mindestens eine Positionierschlitz im Wesentlichen horizontal verläuft, werden die in dem Kontaktträger befindlichen Kontaktelemente auf einfache Weise unterhalb der hochgebogenen Solarmodul-Kontaktelemente angeordnet.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 6 gewährleistet, dass der Kontaktträger sicher und während des Lötvorgangs fest in der Positioniereinheit angeordnet ist.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 7 verhindert, dass das Solarmodul während des Lötvorgangs thermisch beschädigt wird. Insbesondere die unterhalb der Solarzellen angeordnete EVA-Folie (EVA: Ethylenvinylacetat) ist äußerst hitzeempfindlich und kann durch den als Isolator wirkenden Kontaktträger während des Lötvorgangs geschützt werden.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 8 gewährleistet ein verrutschsicheres Anordnen der Kontaktelemente auf dem Kontaktträger bzw. in dem Kontaktträger. Der Kontaktträger mit den Aufnahmenuten wird auch als Schablone bezeichnet. Die Aufnahmenuten verlaufen insbesondere quer zu den Solarzellenreihen, sodass die in den Aufnahmenuten angeordneten Kontaktelemente die entsprechenden Solarmodul-Kontaktelemente kontaktieren können.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 9 gewährleistet ein schnelles und zuverlässiges Verlöten. Insbesondere weisen die gleichzeitig hergestellten Lötstellen bzw. Kontaktstellen eine gleiche Lötqualität auf, da diese mit einem im Wesentlichen gleichen Wärmeeintrag hergestellt wurden.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 10 gewährleistet ein einfaches Zu- und Abführen des Solarmoduls, da durch die an dem Traggestell angeordnete mindestens eine Löteinheit ein freier Zugang zu der Zu- und/oder der Abführseite sichergestellt ist.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 11 gewährleistet ein einfaches und flexibles Verlöten der Kontaktelemente mit den Solarmodul-Kontaktelementen. Durch die Verfahrbarkeit in z-Richtung können die Solarmodul-Kontaktelemente an die in dem Kontaktträger angeordneten Kontaktelemente gepresst werden, sodass ein sicheres Verlöten gewährleistet ist. Zusätzlich kann durch die Verfahrbarkeit in z-Richtung bei berührungslosen Lötverfahren, wie beispielsweise dem Infrarotlöten, dem Induktionslöten oder dem Laserlöten der Wärmeeintrag variiert bzw. gesteuert werden. Durch die Verfahrbarkeit in y-Richtung kann die Lötvorrichtung an Solarmodule mit unterschiedlichen Modulgrößen bzw. unterschiedlicher Lage der Solarzellenreihen angepasst werden. Weiterhin kann mittels der Verfahrbarkeit in y-Richtung eine Löteinheit für das Verlöten aller im Kontaktträger angeordneten Kontaktelemente eingesetzt werden. Je nach Bedarf kann die mindestens eine Löteinheit insgesamt oder in Teilen verfahrbar sein. Beispielsweise kann ein Lötelement zusammen mit einem Anpresselement verfahrbar sein. Alternativ hierzu kann lediglich ein Anpresselement verfahrbar sein, wohingegen das Lötelement fest an dem Traggestell angeordnet ist.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 12 ist einfach aufgebaut. Das elektrische Verbinden der Kontaktelemente mit den Solarmodul-Kontaktelementen erfolgt durch Kontaktlöten. Hierzu sind die Lötelemente in der z-Richtung verfahrbar und dienen gleichzeitig zum Anpressen der hochgebogenen Solarmodul-Kontaktelemente an die in dem Kontaktträger befindlichen Kontaktelemente. Bei einer entsprechenden Anzahl an Lötelementen können alle Kontaktelemente gleichzeitig verlötet werden.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 13 ist wartungsarm. Die Kontaktiervorrichtung kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass das elektrische Verbinden durch Infrarotlöten, Induktionslöten oder Laserlöten erfolgt. Das Verlöten der Kontaktelemente kann mit einer Löteinheit erfolgen, die in der y-Richtung verfahrbar ist. Alternativ kann das Verbinden mit mehreren festen Löteinheiten erfolgen. Zum Anpressen der Solarmodul-Kontaktelemente an die in dem Kontaktträger befindlichen Kontaktelemente sind Anpresselemente vorgesehen, die in der z-Richtung verfahrbar sind. Die Anpresselemente sind vorzugsweise über Federn gelagert.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 14 ermöglicht auf einfache Weise ein beidseitiges Verlöten der Solarzellenreihen. Hierdurch wird insbesondere eine kurze Zykluszeit erzielt.
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Eine Kontaktiervorrichtung nach Anspruch 15 erhöht die Zuverlässigkeit beim beidseitigen Verlöten der Solarzellenreihen. Durch die Kontaktträger und die zugehörigen Positioniereinheiten wird gewährleistet, dass der jeweilige Kontaktträger ausschließlich in der dafür vorgesehenen Positioniereinheit positionierbar ist, sodass ein Vertauschen der unterschiedlichen Kontaktträger und dementsprechend ein falsches Verschalten der Solarzellenreihen unmöglich ist.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Kontaktiervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem darauf angeordneten Solarmodul und zur Bestückung mit Kontaktelementen vorgesehenen Kontaktträgern,
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2 eine vergrößerte Darstellung der Kontaktiervorrichtung in 1 im Bereich einer Positioniereinheit für einen der Kontaktträger und einer zugehörigen Löteinrichtung,
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3 eine perspektivische Ansicht entsprechend 2 einer Kontaktiervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem in der zugehörigen Positioniereinheit angeordneten Kontaktträger,
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4 eine perspektivische Ansicht entsprechend 2 einer Kontaktiervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit einem in der zugehörigen Positioniereinheit angeordneten Kontaktträger und
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5 eine perspektivische Ansicht entsprechend 2 einer Kontaktiervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel mit einem in der zugehörigen Positioniereinheit angeordneten Kontaktträger.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Eine Kontaktiervorrichtung 1 weist ein Grundgestell 2 auf, an dem eine Transporteinrichtung 3 angeordnet ist. Die Transporteinrichtung 3 ist als sogenannter Gurtförderer ausgebildet und weist drei mittels eines Antriebsmotors 4 drehantreibbare Fördergurte 5 bis 7 auf. Die Fördergurte 5 bis 7 verlaufen im Wesentlichen parallel zu einer horizontalen x-Richtung und sind in einer senkrecht zu der x-Richtung verlaufenden y-Richtung gleichmäßig beabstandet, sodass die Fördergurte 5 bis 7 parallel zueinander verlaufen. Die Fördergurte 5 bis 7 sind umlaufend ausgebildet und sind an einer Zuführseite 8 und an einer Abführseite 9 des Grundgestells 2 über eine jeweilige Umlenkwelle 10, 11 umgelenkt. Mittels der Transporteinrichtung 3 ist ein zu bearbeitendes Solarmodul 12 von der Zuführseite 8 zu der Abführseite 9 transportierbar. Die Fördergurte 5 bis 7 bilden für das Solarmodul 12 die Auflagefläche.
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Zum Ausrichten des Solarmoduls 12 auf dem Grundgestell 2 ist an diesem eine Ausrichteinheit 13 angeordnet. Die Ausrichteinheit 13 weist zwei erste Längskanten-Anschläge 14 für die Längskanten 15 des Solarmoduls 12 auf, die in der x-Richtung verlaufen und fest an einer ersten Seitenwand 16 des Grundgestells 2 angeordnet sind. Darüber hinaus weist die Ausrichteinheit 13 zwei zweite Längskanten-Anschläge 17 auf, die gegenüberliegend zu den ersten Längskanten-Anschlägen 14 an einer zweiter Seitenwand 18 des Grundgestells 2 angeordnet sind. Die zweiten Längskanten-Anschläge 17 sind über zugehörige Kolben-Zylinder-Einheiten 19 relativ zu den ersten Längskanten-Anschlägen 14 in der y-Richtung verschiebbar an dem Grundgestell 2 befestigt.
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Weiterhin weist die Ausrichteinheit 13 zwei Querkanten-Anschläge 20 für eine Querkante 21 des Solarmoduls 12 auf. Die Querkanten-Anschläge 20 sind an der Abführseite 9 an dem Grundgestell 2 angeordnet und verlaufen in der y-Richtung. Die Querkanten-Anschläge 20 sind mittels zugehöriger Kolben-Zylinder-Einheiten 22 in einer vertikalen z-Richtung verlagerbar, sodass diese in einer Ausrichtstellung in z-Richtung über die Fördergurte 5 bis 7 überstehen und in einer Freigabestellung in z-Richtung unterhalb der Fördergurte 5 bis 7 angeordnet sind. Die x-, y- und z-Richtung bilden ein kartesisches Koordinatensystem.
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An der Zuführseite 8 ist eine erste Positioniereinheit 23 an dem Grundgestell 2 angeordnet, die zum Aufnehmen und Positionieren eines ersten Kontaktträgers 24 dient. Entsprechend ist an der Abführseite 9 eine zweite Positioniereinheit 25 an dem Grundgestell 2 angeordnet, die zum Aufnehmen und Positionieren eines zweiten Kontaktträgers 26 dient. Die Positioniereinheiten 23, 25 weisen jeweils zwei Positionierelemente 27, 28 bzw. 29, 30 auf. Die Positionierelemente 27, 28 sind an der Zuführseite 8 angeordnet und an der jeweils zugehörigen Seitenwand 16, 18 befestigt. Entsprechend sind die Positionierelemente 29, 30 an der Abführseite 9 angeordnet und an der jeweils zugehörigen Seitenwand 16, 18 befestigt. Jedes der Positionierelemente 27 bis 30 weist an einer den Solarmodulen 12 zugewandten Seite einen in der x-Richtung verlaufenden Positionierschlitz 31 auf, wobei jeder der Positionierschlitze 31 an einer dem Solarmodul 12 abgewandten Seite eine Einführöffnung 32 und an einer dem Solarmodul zugewandten Seite einen Positionieranschlag 33 aufweist. Die Positionierschlitze 31 sind nutartig ausgebildet.
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Die Kontaktträger 24, 26 weisen jeweils einen plattenförmigen Grundkörper 34, 35 mit einem zugehörigen Griff 36, 37 auf. Die Grundkörper 34, 35 sind in ihren Abmessungen derart an die Positionierelemente 27 bis 30 angepasst, dass der Grundkörper 34 in die Positionierschlitze 31 der Positionierelemente 27, 28 und der Grundkörper 35 in die Positionierschlitze 31 der Positionierelemente 29, 30 einführbar ist. Die Grundkörper 34, 35 bestehen aus einem thermisch isolierenden Material und weisen jeweils mehrere Aufnahmenuten 38 für Kontaktelemente 39 auf. Die Kontaktträger 24, 26 unterscheiden sich in der Anzahl, Anordnung und/oder Länge der Aufnahmenuten 38.
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Die Kontaktelemente 39 dienen zum elektrischen Verschalten von Solarzellenreihen 40 des Solarmoduls 12. Die Solarzellenreihen 40 sind aus in Reihe geschalteten Solarzellen 41 gebildet und weisen an ihren jeweiligen Enden Solarmodul-Kontaktelemente 42 auf. Zur richtigen Verschaltung der Solarmodul-Kontaktelemente 42 an beiden Seiten der Solarzellenreihen 40 sind die Positioniereinheiten 23, 25 und die Kontaktträger 24, 26 derart ausgebildet, dass der erste Kontaktträger 24 ausschließlich in der ersten Positioniereinheit 23 und der zweite Kontaktträger 26 ausschließlich in der zweiten Positioniereinheit 25 positionierbar ist. Hierzu können die Grundkörper 34, 35 und die zugehörigen Positionierelemente 27, 28 und 29, 30 entsprechend ausgebildet sein, sodass der Grundkörper 34 ausschließlich in die Positionierschlitze 31 der Positionierelemente 27, 28 und der Grundkörper 35 ausschließlich in die Positionierschlitze 31 der Positionierelemente 29, 30 einführbar ist.
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Zum Verlötender in dem Kontaktträger 24 angeordneten Kontaktelemente 39 mit den zugehörigen Solarmodul-Kontaktelementen 42 ist im Bereich der Positioniereinheit 23 eine erste Löteinrichtung 43 an dem Grundgestell 2 angeordnet. Entsprechend ist im Bereich der Positioniereinheit 25 eine zweite Löteinrichtung 44 an dem Grundgestell 2 angeordnet. Die Löteinrichtungen 43, 44 sind baugleich, sodass nachfolgend lediglich die Löteinrichtung 44 beschrieben ist.
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Die Löteinrichtung 44 weist ein Traggestell 45 mit zwei Stützen 46, 47 und einem Querträger 48 auf. Die Stützen 46, 47 sind an der jeweils zugehörigen Seitenwand 16, 18 befestigt und verlaufen in der z-Richtung. Der Querträger 48 ist an den Stützen 46, 47 befestigt und verläuft in z-Richtung oberhalb des Grundgestells 2 in der y-Richtung. An dem Traggestell 45 ist eine Löteinheit 49 angeordnet, die mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 50 in der z-Richtung an den Stützen 46, 47 verfahrbar ist. Hierzu ist ein z-Schlitten 51 verfahrbar an den Stützen 46, 47 gelagert, an dem mittig die Kolben-Zylinder-Einheit 50 angeordnet ist. Die Kolben-Zylinder-Einheit 50 ist weiterhin an dem Querträger 48 befestigt.
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Die Löteinrichtung 44 ist derart ausgebildet, dass alle zu verlötenden Kontaktelemente 39 gleichzeitig verlötbar sind. Hierzu weist die Löteinrichtung 44 eine Vielzahl von stiftförmigen Lötelementen 52 auf, die entsprechend der Lage der positionierten Kontaktelemente 39 und der ausgerichteten Solarmodul-Kontaktelemente 42 an dem z-Schlitten 51 angeordnet sind. Das bedeutet, dass die Lötelemente 52 im Bereich der Aufnahmenuten 38 des positionierten Kontaktträgers 26 angeordnet sind. Die Lötelemente 52 sind in üblicher Weise zum Erhitzen der Lötstellen elektrisch beheizbar.
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Zur Steuerung der Kontaktiervorrichtung 1 ist eine Steuereinrichtung 53 mit mehreren Bedienelementen 54 an dem Grundgestell 2 angeordnet. Die Steuereinrichtung 53 ist als sogenannte Zweihandsteuerung ausgebildet, sodass ein Lötvorgang von einem Bediener nur mittels beider Hände manuell gestartet werden kann.
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Zum Bestücken der Kontaktträger 24, 26 mit Kontaktelementen 39 ist neben der Kontaktiervorrichtung 1 eine Bestückungsvorrichtung 55 angeordnet. Die Bestückungsvorrichtung 55 weist einen Tisch 56 zur Ablage der Kontaktträger 24, 26 und zwei Konfektioniereinrichtungen 57 zum Konfektionieren der Kontaktelemente 39 auf.
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Die Solarmodul-Kontaktelemente 42, die auch als Busbars bezeichnet werden, werden vor dem Zuführen des Solarmoduls 12 zu der Kontaktiervorrichtung 1 manuell oder automatisch hochgebogen sodass diese in einem Winkel im Bereich von 10° bis 30°, insbesondere mit einem Winkel von ungefähr 20° zu dem Solarmodul 12 verlaufen. Anschließend wird das Solarmodul 12 manuell oder automatisch an der Zuführseite 8 der Transporteinrichtung 3 zugeführt und mit dieser solange in Richtung der Abführseite 9 transportiert, bis die Querkante 21 an den Querkanten-Anschlägen 20 anliegt. Durch Betätigen der Kolben-Zylinder-Einheiten 19 werden die zweiten Längskanten-Anschläge 17 in y-Richtung verfahren, bis diese an der Längskante 15 anliegen und das Solarmodul 12 mit der gegenüberliegenden Längskante 15 an die Längskanten-Anschläge 14 drücken. Das Solarmodul 12 ist nun auf dem Grundgestell 2 ausgerichtet.
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Nachdem die Kontaktelemente 39 mittels der Konfektioniereinrichtung 57 manuell konfektioniert und in den Aufnahmenuten 38 angeordnet wurden, wird der Kontaktträger 24 in der ersten Positioniereinheit 23 und der Kontaktträger 26 in der zweiten Positioniereinheit 25 manuell angeordnet. Hierzu wird der Kontaktträger 24 mit seinem Grundkörper 34 in die Einführöffnungen 32 der Positionierelemente 27, 28 eingeführt und in den Positionierschlitzen 31 bis zu dem jeweiligen Positionieranschlag 33 geschoben. Dadurch, dass die Solarmodul-Kontaktelemente 42 hochgebogen wurden, sind die Kontaktelemente 39 im eingeschobenen Zustand des Kontaktträgers 24 zwischen dem Grundkörper 34 und den Solarmodul-Kontaktelementen 42 angeordnet. Der Kontaktträger 24 mit den darin aufgenommenen Kontaktelementen 39 ist nun relativ zu dem Solarmodul 12 und den zugehörigen Solarmodul-Kontaktelementen 42 positioniert. In entsprechender Weise wird der Kontaktträger 26 in die Einführöffnungen 32 der Positionierelemente 29, 30 eingeführt und in den Positionierschlitzen 31 bis zu den jeweiligen Positionieranschlägen 33 geschoben. Der Kontaktträger 26 mit den darin angeordneten Kontaktelementen 39 ist im eingeschobenen Zustand relativ zu dem Solarmodul 12 und den zugehörigen Solarmodul-Kontaktelementen 42 positioniert. Ein Bediener kann nun über die Bedienelemente 54 den Lötvorgang starten.
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Zum Verlöten der Kontaktelemente 39 mit den Solarmodul-Kontaktelementen 42 werden die z-Schlitten 51 der Löteinrichtungen 43, 44 in z-Richtung zu dem Solarmodul 12 verfahren, sodass die Lötelemente 52 auf die Solarmodul-Kontaktelemente 42 treffen und diese auf die Kontaktelemente 39 pressen. Durch Beheizen der Lötelemente 52 werden alle Kontaktelemente 39, 42 an den gewünschten Kontaktstellen miteinander verlötet. Der Lötvorgang wird auch als Kontaktlöten bezeichnet. Durch das thermisch isolierende Material der Grundkörper 34, 35 wird eine thermische Beschädigung der unterhalb der Solarzellen 41 angeordneten EVA-Folie vermieden. Am Ende des Lötvorgangs sind die Solarzellenreihen 40, die auch als Strings bezeichnet werden, seriell miteinander verschaltet.
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Zum Abführen des Solarmoduls 12 werden die z-Schlitten 51 in z-Richtung von dem Solarmodul 12 abgehoben. Die Querkanten-Anschläge 20 werden mittels der Kolben-Zylinder-Einheiten 22 von der Ausrichtstellung in die Freigabestellung gebracht, sodass das Solarmodul 12 mittels der Transporteinrichtung 3 der Abführseite 9 abtransportiert werden kann.
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Die Kontaktträger 24, 26 wirken als Schablonen und verhindern ein falsches Anbringen der Kontaktelemente 39. Darüber hinaus wirken die Kontaktträger 24, 26 als thermischer Isolator, sodass hitzeempfindliche Teile des Solarmoduls 12 während des Lötvorgangs vor einem übermäßigen Wärmeeintrag geschützt werden. Die Kontaktiervorrichtung 1 kann einfach auf die gewünschte Modulgröße angepasst werden. Das Verlöten erfolgt automatisch, wobei die Lötparameter mittels der Steuereinrichtung 53 einstellbar sind. Durch das gleichzeitige Verlöten aller Kontaktelemente 39, 42 werden alle Kontaktstellen mit gleicher Qualität hergestellt.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a. Die baugleichen Löteinrichtungen 43a, 44a der Kontaktiervorrichtung 1a weisen Löteinheiten 49a auf, mittels denen die Kontaktelemente 39, 42 berührungslos verlötbar sind. Hierzu weisen die Löteinheiten 49a mehrere als Infrarotstrahler ausgebildete Lötelemente 52a auf, die fest an dem Querträger 48a angeordnet sind. Zum Anpressen der Solarmodul-Kontaktelemente 42 an die Kontaktelemente 39 ist ein leistenförmiges Anpresselement 58 an dem Traggestell 45a angeordnet, das sich in der y-Richtung erstreckt und in der z-Richtung verfahrbar ist. Zum Verfahren des Anpresselements 58 sind an diesem Führungsstifte 59 angeordnet, die über Federelemente 60 mittels der Kolben-Zylinder-Einheiten 50a betätigbar bzw. verlagerbar sind.
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Der Lötvorgang wird als Infrarotlöten bezeichnet. Beim Infrarotlöten werden alle Kontaktelemente 39, 42 an den gewünschten Kontaktstellen gleichzeitig miteinander verlötet. Die Kontaktelemente 39 und/oder die Solarmodul-Kontaktelemente 42 müssen hierzu lotgetränkt sein. Zum Verlöten werden die Solarmodul-Kontaktelemente 42 mittels des Anpresselements 58 an die Kontaktelemente 39 gepresst. Die lotgetränkten Kontaktelemente 39, 42 werden mittels der Infrarotstrahler 52a erhitzt, sodass diese miteinander verlötet werden. Nach Abschluss des Infrarotlötens wird das Anpresselement 58 von dem Solarmodul 12 abgehoben und in der beschriebenen Weise abgeführt. Durch das berührungslose Infrarotlöten sind die Löteinrichtungen 43a, 44a wartungsarm. Durch das Infrarotlöten sind eine konstante Wärmeeinbringung und eine kurze Lötzeit gewährleistet.
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Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise wird auf das vorangegangene Ausführungsbeispiel verwiesen.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 4 ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten b. Die baugleichen Löteinrichtungen 43b, 44b der Kontaktiervorrichtung 1b sind derart ausgebildet, dass die Kontaktelemente 39, 42 berührungslos mittels Induktionslöten verlötbar sind. Hierzu weisen die Löteinrichtungen 43b, 44b einen y-Schlitten 61 auf, der in der y-Richtung an dem jeweiligen Querträger 48b mittels eines Antriebsmotors 62 verfahrbar ist. An dem y-Schlitten 61 ist über die Kolben-Zylinder-Einheit 50b der z-Schlitten 51b angeordnet. Der z-Schlitten 51b ist gestellartig ausgebildet. An dem z-Schlitten 51b ist ein als Induktionslötkopf ausgebildetes Lötelement 52b sowie eine Lötdrahtrolle 63 mit einer zugehörigen Zuführeinheit 64 zur dosierten Zuführung von Lötdraht angeordnet. Weiterhin sind an dem z-Schlitten 51b zwei stiftartige Anpresselemente 58b über zugehörige Federelemente 60b gelagert.
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Zum Verlöten der Kontaktelemente 39, 42 fährt der Induktionslötkopf 52b mittels des y-Schlittens 61 nacheinander die einzelnen Lötstellen an. An jeder Lötstelle wird der z-Schlitten 51b in z-Richtung abgesenkt, wobei durch die Anpresselemente 58b die Solarmodul-Kontaktelemente 42 an das zugehörige Kontaktelement 39 gedrückt werden. Zum Verlöten werden die Kontaktelemente 39, 42 mittels des Induktionslötkopfes 52b erwärmt und bei Bedarf über die Zuführeinheit 64 Lötdraht von der Lötdrahtrolle 63 zugeführt. Nach Abschluss des Induktionslötvorgangs, der ca. 2 Sekunden dauert, wird der z-Schlitten 51b in z-Richtung angehoben und zu der nächsten Lötstelle verfahren. Das Verlöten erfolgt mittels der Löteinrichtungen 43b und 44b zeitgleich. Durch das berührungslose Verlöten der Kontaktelemente 39, 42 sind die Löteinrichtungen 43b, 44b wartungsarm. Das Induktionslöten gewährleistet eine schnelle und konstante Wärmeeinbringung, sodass kurze Lötzeiten erzielt werden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 5 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten c. Die baugleichen Löteinrichtungen 43c, 44c sind entsprechend den Löteinrichtungen 43b, 44b des zweiten Ausführungsbeispiels ausgebildet, wobei die Kontaktelemente 39, 42 durch Laserlöten berührungslos verlötet werden. Hierzu ist das Lötelement 52c als Laserlötkopf ausgebildet. Die Kontaktelemente 39, 42 werden dementsprechend beim Verlöten mittels des Laserlötkopfes 52c erwärmt, wobei je nach Bedarf über die Zuführeinheit 64 Lötdraht von der Lötdrahtrolle 63 zugeführt werden kann. Durch das berührungslose Laserlöten sind die Löteinrichtungen 43c, 44c wartungsarm. Das Laserlöten gewährleistet kurze Lötzeiten von ca. 2 Sekunden und ist insbesondere auch für Feinstlötungen geeignet. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
