DE102010031226A1

DE102010031226A1 - Transporteinrichtung und Substratbehandlungsanlage

Info

Publication number: DE102010031226A1
Application number: DE102010031226A
Authority: DE
Inventors: Matthias KLOOSS; Michael Hentschel; Hans-Jürgen Heinrich; Thomas Pünsch
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: DE102010031226B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung, umfassend eine Anordnung von hintereinander angeordneten Transportrollen (2), die mit mindestens einem Ende (21) in einem Drehlager (42) gelagert sind, wobei mehrere Drehlager (42) in einer gemeinsamen Lagerbank (41) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbank (41) kühlbar ist, sowie eine Substratbehandlungsanlage mit einer solchen Transporteinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung, insbesondere für eine Substratbehandlungseinrichtung, sowie eine Substratbehandlungseinrichtung.
Die Erfindung betrifft eine Transportrolle mit mindestens einem Strahlungsschutz, die vorteilhaft in einer Transporteinrichtung zum Transport von Substraten in Substratbehandlungsanlagen verwendet werden kann, sowie eine Transporteinrichtung mit derartigen Transportrollen.
In Substratbehandlungsanlagen, beispielsweise Anlagen zur Beschichtung oder/und zum Trockenätzen plattenförmiger Substrate, sind Transporteinrichtungen bekannt, die eine Anordnung von Transporträdern oder Transportwalzen aufweisen, auf denen die Substrate stehend oder liegend durch die Substratbehandlungsanlage transportiert werden.
Unter einer Transportwalze soll dabei ein langgestreckter, im wesentlichen zylindrischer Körper verstanden werden, der beispielsweise in einer typischen Transporteinrichtung zum liegenden (horizontalen) Transport plattenförmiger Substrate an jedem seiner beiden Enden drehbar gelagert ist, wobei mehrere Transportwalzen beispielsweise mit jedem Ende in je einer Lagerbank gelagert sein können, die jeweils die Lager für mehrere in der Transportrichtung der Substrate hintereinander angeordnete Transportwalzen aufweisen. Eine derartige Transporteinrichtung ist beispielsweise in DE 10 2005 016 406 A1 beschrieben.
Unter einem Transportrad soll hingegen für die Zwecke dieser Beschreibung ein relativ kurzer, im wesentlichen zylindrischer Körper (mit oder ohne umlaufende Führungsrille) verstanden werden, der beispielsweise in einer typischen Transporteinrichtung zum stehenden (vertikalen oder leicht aus der Vertikalen geneigten) Transport plattenförmiger Substrate an nur einem seiner beiden Enden drehbar gelagert ist.
Auch hier können mehrere Transporträder beispielsweise mit einem Ende in einer Lagerbank gelagert sein, die jeweils die Lager für mehrere in der Transportrichtung der Substrate hintereinander angeordnete Transporträder aufweisen. Alternativ können die Lager auch in einer Kammerwand der Substratbehandlungsanlage angeordnet sein. In diesem Fall bildet die Kammerwand die Lagerbank. Eine derartige Transporteinrichtung ist beispielsweise in DE 10 2007 052 524 A1 beschrieben.
Aus Gründen der sprachlichen Vereinfachung werden nachfolgend Transportwalzen und Transporträder der oben beschriebenen Art einheitlich als Transportrollen bezeichnet.
Insbesondere bei Substratbehandlungsprozessen, die unter hohen Temperaturen stattfinden, haben die Prozessbedingungen negative Effekte auf die Lager der Transportrollen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Lager einer derartigen Transporteinrichtung vor Beschädigungen durch hohe Temperaturen zu schützen.
Hierzu wird bei einer Transporteinrichtung, die eine Anordnung von hintereinander angeordneten Transportrollen umfasst, die mit mindestens einem Ende in einem Drehlager gelagert sind, wobei mehrere Drehlager in einer gemeinsamen Lagerbank angeordnet sind, vorgeschlagen, dass die Lagerbank kühlbar ist. Durch Wärmeleitung in der üblicherweise aus metallischen Werkstoffen, beispielsweise Edelstahl, hergestellten Lagerbank wird durch die Kühlung der Lagerbank den Drehlagern der Transportrollen Wärme entzogen, so dass die negativen Einflüsse hoher Temperaturen, wie Dehnungen, Ausgasen usw., verhindert oder zumindest verringert werden.
In einer ersten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Lagerbank mindestens einen Kühlkanal aufweist. Der Kühlkanal kann dazu dienen, ein Kühlmittel beispielsweise in einem Kreislauf durch die Lagerbank zu leiten, welches Wärme aufnimmt und außerhalb der Anlagenkammer beispielsweise in einem Wärmetauscher wieder abgibt.
Ein solcher Kühlkanal kann beispielsweise so gestaltet sein, dass er im Innern der Lagerbank verläuft. Hierzu kann die Lagerbank beispielsweise nach bekannten Gießverfahren hergestellt sein, wobei die Kühlkanäle durch in die Gießform eingelegte Kerne, die beispielsweise aus Sand oder Salz gepresst sind, gebildet werden und die anschließend entfernt werden. Alternativ können die Kühlkanäle in das Material der Lagerbank durch spanende Bearbeitung, beispielsweise Bohren, Fräsen oder dergleichen, eingearbeitet sein.
Wird in diesem Fall die Lagerbank nicht einteilig gefertigt, weil der Verlauf der Kühlkanäle dies nicht zulässt, so werden die so erzeugten Kühlkanäle anschließend verschlossen, beispielsweise durch Aufschweißen einer Abdeckplatte. Ebenfalls alternativ kann die Lagerbank mindestens eine Komponente umfassen, in die Kühlkanäle durch Umformung, beispielsweise Pressen oder Schmieden, eingebracht sind. Auch in diesem Fall sind diese offenen Kanäle anschließend zu verschließen, beispielsweise indem eine Platte auf das Umformteil aufgeschweißt wird, die die Kühlkanäle abdeckt, oder das Umformteil direkt mit der Lagerbank verbunden wird, so dass die Kühlkanäle durch die Lagerbank verschlossen werden, oder indem zwei spiegelbildlich gestaltete Umformteile miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt werden und das so gewonnene Kühlkanalgehäuse mit der Lagerbank wärmeleitend verbunden wird.
In einer anderen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Kühlkanal wärmeleitend an der Lagerbank angebracht ist. Hierdurch kann für den oder die Kühlkanäle relativ dünnwandiges Material verwendet werden, welches beispielsweise nach demselben Prinzip wie oben für die Lagerbank aus einem Umformteil und einer die Kühlkanäle verschließenden Platte oder zwei spiegelbildlich gestalteten Umformteilen gefügt ist, die beispielsweise durch Schweißen miteinander verbunden sind. Die so gebildeten, ein eigenes Gehäuse aufweisenden Kühlkanäle sind wärmeleitend an der Lagerbank angebracht, beispielsweise mit der Lagerbank verklebt, verschraubt oder vernietet.
Grundsätzlich sind die Kühlkanäle vorteilhaft mäanderförmig gestaltet, so dass eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels über die Fläche der Lagerbank erzielt wird.
Anstelle oder zusätzlich zu Kühlkanälen kann die Lagerbank mindestens einen thermoelektrischen Wandler aufweisen. Anstelle oder zusätzlich zu Kühlkanälen oder/und thermoelektrischen Wandlern kann die Lagerbank mindestens ein Wärmerohr aufweisen. Thermoelektrische Wandler und Wärmerohre können auch in Kühlkanälen angeordnet sein. Thermoelektrische Wandler, beispielsweise Peltierelemente, und Wärmerohre (heat pipes) haben den Vorteil, dass sie ohne Zu- und Abfuhr von Kühlmittel auskommen, so dass von ihnen kein die Prozessatmosphäre gefährdendes Leckagepotential ausgeht.
Die beschriebene Transporteinrichtung kann mit besonderem Vorteil in einer Substratbehandlungsanlage Verwendung finden, die eine von Kammerwänden begrenzte Anlagenkammer, mindestens eine in der Anlagenkammer angeordnete Substratbehandlungseinrichtung und eine in der Anlagenkammer angeordnete Transporteinrichtung der oben beschriebenen Art umfasst.
Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die Lagerbank fest mit einer Kammerwand verbunden oder durch eine Kammerwand gebildet ist und die Kammerwand an der Außenseite mindestens eine Öffnung zum Abtransport der Wärme aufweist. Diese Öffnung kann zur Zu- oder Abfuhr von Kühlmittel dienen, so dass innerhalb der Anlagenkammer keine Verbindung von Kühlmittelleitungen und Kühlkanälen benötigt wird, oder zur elektrischen Versorgung von thermoelektrischen Wandlern dienen oder das Wärmerohr aufnehmen, so das dessen Heizzone in die Lagerbank hineinragt und dessen Kühlzone aus der Anlagenkammer herausragt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
1 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem Kühlkanäle durch die Lagerbank verlaufen, und
2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem Kühlkanäle mit der Lagerbank wärmeleitend verbunden sind,
3 ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem ein Kühlkanal mäanderförmig um die Drehlager geführt ist,
4 ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem ein Kühlkanal durch den unteren Teil einer Lagerbank geführt ist, und
5 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem bei dem ein Kühlkanal als Schleife durch den unteren Teil einer Lagerbank geführt ist.
In einer von Kammerwänden 11 begrenzten Anlagenkammer 1 einer Substratbehandlungsanlage ist eine Transporteinrichtung angeordnet, die eine Mehrzahl von Transportrollen 2 umfasst, auf denen Substrate 31 liegend an einer Substratbehandlungseinrichtung 32 vorbei durch die Substratbehandlungsanlage bewegt werden. Die Transportrollen 2 sind mit Lagerzapfen 21 beidseitig in Drehlagern 42 gelagert, die in einer gemeinsamen Lagerbank 41 angeordnet sind. Auf der anderen Seite der Lagerbank 41 ist am Ende des Lagerzapfens 21 der Transportrolle 2 ein Antriebsrad 22 angeordnet. Die Antriebsräder 22 mehrerer hintereinander angeordneter Transportwalzen 2 sind durch ein Übertragungsmittel 5, beispielsweise eine Kette oder einen Zahnriemen, miteinander verbunden, um diese synchron anzutreiben.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist in der Lagerbank 41 ein Kühlkanal 6 angeordnet, durch welchen ein Kühlmittel geleitet wird. Die Lagerbank 41 ist fest mit einer Kammerwand 11 verbunden und der Kühlkanal 6 mündet in einer Öffnung 62 außerhalb der Anlagenkammer, so dass der Anschluss für Kühlmittelleitungen außerhalb der Anlagenkammer erfolgt. Die Kühlkanäle 6 durchziehen die Lagerbank 41 mäanderförmig, so dass das Drehlager 42 von Kühlmittel umspült wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die Kühlkanäle 6 hingegen in einem eigenen Kühlkanalgehäuse 61 angeordnet, welches wärmeleitend mit der Lagerbank 41 verbunden ist. Auch das Kühlkanalgehäuse 61 ist mit einer Kammerwand 11 in der Weise verbunden, dass der Kühlkanal 6 in einer Öffnung 62 außerhalb der Anlagenkammer mündet.
Die 3 bis 5 zeigen Lagerbänke 41 mit Öffnungen zur Aufnahme der Drehlager 42, bei denen Kühlkanäle auf verschiedene Weise in die Lagerbank 41 eingebettet sind.
In 3 ist in de Lagerbank 41 ein Kühlkanal 6 eingebettet, der mäanderförmig um de Drehlager 42 herumgeführt ist, um die Drehlager 42 möglichst effektiv zu kühlen.
In 4 ist eine zweiteilige Lagerbank 41 dargestellt, bei der ein Kühlkanal 6 nur im unteren Teil unterhalb der Drehlager 42 verläuft. Der Kühlkanal 6 mündet in zwei Öffnungen 62, die an je einem Ende der Lagerbank angeordnet sind.
In 5 ist ebenfalls eine zweiteilige Lagerbank 41 dargestellt, bei der ein Kühlkanal 6 nur im unteren Teil unterhalb der Drehlager 42 verläuft. Der Kühlkanal 6 bildet eine Schleife und mündet in zwei Öffnungen 62, die an demselben Ende der Lagerbank angeordnet sind.
Der Kühlkanal 6 kann bei allen Ausführungsbeispielen wie weiter oben in der Beschreibung dargestellt hergestellt sein. Alternative Ausführungen umfassen beispielsweise Kühlkanäle 6, die durch Kombinationen horizontaler und vertikaler Bohrungen hergestellt sind, wobei die Bohrungen abschließend so verschlossen werden müssen, dass kein Kühlmittel in das Innere der Anlagenkammer 1 gelangen kann. Alternativ kann ein Kühlkanal 6 durch Einlegen eines Kerns beim Herstellen der Lagerbank aus Edelstahl-Feinguss hergestellt sein. Weiter alternativ kann der Kühlkanal 6 ein Rohr, beispielsweise aus Edelstahl oder Kupfer, sein, welches in eine Lagerbank 41 aus Aluminiumguss eingegossen ist. Die Enden des Edelstahlrohrs können die Lagerbank 41 nach unten überragen, damit sie durch die Kammerwand 11 zur Außenseite der Anlagenkammer 1 geführt werden können. An der Unterseite der Lagerbank 41 können Dichtungen vorgesehen sein, um Leckagen in das Innere der Anlagenkammer 1 zu vermeiden.
Bezugszeichenliste

1: Anlagenkammer
11: Kammerwand
2: Transportrolle
21: Lagerzapfen
22: Antriebsrad
31: Substrat
32: Substratbehandlungseinrichtung
41: Lagerbank
42: Drehlager
5: Übertragungsmittel
6: Kühlkanal
61: Kühlkanalgehäuse
62: Öffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005016406 A1 [0004]
DE 102007052524 A1 [0006]

Claims

Transporteinrichtung, umfassend eine Anordnung von hintereinander angeordneten Transportrollen (2), die mit mindestens einem Ende (21) in einem Drehlager (42) gelagert sind, wobei mehrere Drehlager (42) in einer gemeinsamen Lagerbank (41) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbank (41) kühlbar ist.
Transporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbank (41) mindestens einen Kühlkanal (6) aufweist.
Transporteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (6) durch die Lagerbank (41) verläuft.
Transporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (6) wärmeleitend an der Lagerbank (41) angebracht ist.
Transporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbank (41) mindestens einen thermoelektrischen Wandler aufweist.
Transporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbank (41) mindestens ein Wärmerohr aufweist.
Substratbehandlungsanlage, umfassend eine von Kammerwänden (11) begrenzte Anlagenkammer (1), mindestens eine in der Anlagenkammer (1) angeordnete Substratbehandlungseinrichtung (32) und eine in der Anlagenkammer (1) angeordnete Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Substratbehandlungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbank (41) fest mit einer Kammerwand (11) verbunden oder durch eine Kammerwand (11) gebildet ist und die Kammerwand (11) an der Außenseite der Anlagenkammer (1) mindestens eine Öffnung (62) zum Abtransport der Wärme aufweist.