DE102010036561A1

DE102010036561A1 - Fördervorrichtung, insbesondere für spröde oder sprödbrüchige Substrate

Info

Publication number: DE102010036561A1
Application number: DE201010036561
Authority: DE
Inventors: Andreas Warschatka
Original assignee: Schott Solar AG
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2030-07-23
Also published as: DE102010036561B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Linearfördervorrichtung mit zwei zueinander parallel umlaufend geführten Förderbändern und seitlichen Führungsmitteln zum Führen und Zentrieren der geförderten Gegenstände. Erfindungsgemäß sind die Führungsvorsprünge auf den Förderbändern 20, 21 vorgesehen. Diese weisen konvexe Seitenflächen 29 auf, so dass es zu einer Punktberührung zwischen dem seitlichen Rand des zu fördernden Gegenstands 2 und den Führungsvorsprüngen 25 kommt. Somit kann eine einfache und zuverlässige seitliche Führung und Zentrierung gewährleistet werden. Bevorzugt werden rechteckförmige spröde oder sprödbrüchige Platten gefördert, insbesondere Halbleiter-Waferscheiben bei der Herstellung von Photovoltaik-Modulen oder Displaygläser bei der Herstellung von Flachbildschirmen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Linearfördervorrichtungen zum Transportieren von Gegenständen und betrifft insbesondere Linearfördervorrichtungen zum linearen Fördern von planparallelen, spröden oder sprödbrüchigen Substraten, wie beispielsweise aus einem Ingot herausgeschnittenen Halbleiterwafern für Anwendungen in der Photovoltaik oder von dünnen Glassubstraten zur Verwendung als Displaygläser im Rahmen der Herstellung von Flachbildschirmen.
Hintergrund der Erfindung
Halbleiterwafer sind dünne, planparallele spröde oder sprödbrüchige Substrate, die wegen ihrer geringen Stärke scharfkantig sein können. Dies gilt auch für dünne Glassubstrate, beispielsweise für Anwendungen als Displayglas, obwohl diese durchaus über eine gewisse Flexibilität verfügen können. Insbesondere werden diese bei Überschreiten einer maximalen Biegespannung brechen. Beiden Arten von Substraten ist gemeinsam, dass diese vergleichsweise dünn sind und somit häufig scharfkantig. Zur Weiterverarbeitung solcher Substrate werden diese in Prozesslinien überwiegend linear gefördert und dann von einer Bearbeitungsstation zur nächsten Bearbeitungsstation übergeben. Dabei kommt es häufig auf eine genaue Positionierung sowohl in Förderrichtung als auch quer zur Förderrichtung an. Beide Positioniergenauigkeiten bedingen sich häufig. Wenn das Spiel in Richtung quer zur Förderrichtung zu groß ist, kann dies zu einem Schräglauf oder gar zu einem Verkanten der Substrate führen, was die Übergabe an eine nachgeordnete Bearbeitungsstation erschwert. Im Falle eines Schräglaufs oder Verkantens lässt sich auch nicht zuverlässig eine Vorderkante des Substrates bestimmen, was zu einer Positionierungenauigkeit in Förderrichtung führt. Entsprechendes gilt auch beim Fördern von viereckigen Transportboxen, insbesondere solchen mit vergleichsweise geringer Höhe.
Zum linearen Fördern solcher nachfolgend verallgemeinert als Gegenstände bezeichneten Gegenständen werden herkömmlich Förderbänder mit zugeordneten seitlichen starren Führungsmitteln eingesetzt. Solche herkömmlichen Fördervorrichtungen weisen üblicherweise zwei zueinander parallel geführte Endlos-Förderbänder auf, die synchron zueinander um Umlenkrollen umlaufend geführt sind und auf welche die zu fördernden Gegenstände an ihren Längsseiten aufgelegt werden. Die zu fördernden Gegenstände, also insbesondere Halbleiterwafer oder Glassubstrate, werden durch seitlich neben den Förderbändern angeordnete starre Führungen in Richtung quer zur Förderrichtung zentriert. Hierdurch entsteht eine Relativbewegung von zu förderndem Gegenstand und seitlicher Führung, was eine Abnutzung der Führung zur Folge hat und auch zur Beschädigung des zu fördernden Gegenstands führen kann, beispielsweise im Falle eines Verkantens desselben. Außerdem kann so eine hohe Positioniergenauigkeit aus den vorgenannten Gründen nicht immer gewährleistet werden.
US 6,648,128 B2 offenbart eine Linearfördervorrichtung mit zwei zueinander parallel geführten Endlos-Förderbändern. Zur Verminderung einer Reibung zwischen Wafer und Förderband sind auf der Auflagefläche eine Mehrzahl von Rollenelementen drehbeweglich gelagert. Verantwortlich für die verminderte Reibung ist eine Punktberührung zwischen der Mehrzahl von Rollenelementen und der Rückseite des zu transportierenden Wafers. Seitliche Führungen oder andere Mittel zur Zentrierung der zu fördernden Wafer quer zur Förderrichtung sind nicht offenbart.
US 4,181,214 offenbart eine weitere Linearfördervorrichtung mit zwei parallel und zueinander beabstandet umlaufend geführten Förderbändern, auf denen die kreisrund ausgebildeten Wafer unmittelbar aufgelegt werden. Diese Druckschrift befasst sich dabei unmittelbar mit der Übergabe eines Halbleiterwafers von einer ersten Linearfördervorrichtung zu einer zweiten Linearfördervorrichtung mit Förderrichtung senkrecht zur Förderrichtung der ersten Linearfördervorrichtung. Führungsmittel zur Zentrierung der Wafer in Richtung quer zur Förderrichtung sind nicht offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Linearfördervorrichtung der vorgenannten Art weiter zu verbessern, so dass die zu fördernden Gegenstände, also neben flachen, viereckigen Transportboxen insbesondere planparallele, spröde oder sprödbrüchige Substrate, wie beispielsweise Halbleiterwafer oder dünne Glassubstrate, im Produktionsprozess sicherer und schonender transportiert werden können, gleichzeitig für nachfolgende Prozessschritte mit hoher Genauigkeit positioniert und übergeben werden können und gleichzeitig eine Beschädigung des zu fördernden Gegenstands weitestgehend vermieden ist.
Somit geht die vorliegende Erfindung aus von einer Fördervorrichtung zum linearen Fördern von Gegenständen, mit zumindest zwei Endlos-Förderbändern, die synchron zueinander und um Umlenkrollen umlaufend geführt sind, und mit zwei seitlichen Führungen zum Führen und Ausrichten oder Zentrieren der von den Förderbändern geförderten Gegenstände in einer Richtung (nachfolgend als y bezeichnet) quer zur Förderrichtung (nachfolgend als x bezeichnet). Erfindungsgemäß weisen die Führungsmittel jeweils eine Mehrzahl von parallel zum Rand des zugeordneten Förderbands fluchtend zueinander angeordneten Führungsvorsprüngen auf, die mit dem zugeordneten Förderband jeweils verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet sind. Weil sich die als Führungsmittel wirkenden Führungsvorsprünge erfindungsgemäß synchron zu den Förderbändern in Förderrichtung mitbewegen, kommt es erfindungsgemäß zu keiner Relativbewegung mehr zwischen zu förderndem Gegenstand und dem Förderband. Somit kann erfindungsgemäß eine wesentliche Ursache für die vorgenannten Probleme beseitigt werden. Dabei können grundsätzlich auch mehr als zwei Förderbänder vorgesehen sein, wobei die Führungsvorsprünge jeweils am Rand der äußersten Förderbänder fluchtend, das heißt in Reihe ausgerichtet, angeordnet sind.
Die Führungsvorsprünge können dabei einzeln auf den seitlichen Rand eines Förderbands aufgeklebt, thermisch geschweißt oder dergleichen sein. Grundsätzlich können die Führungsvorsprünge jedoch auch einstückig mit dem Förderband ausgebildet sein. Alternativ können die Führungsvorsprünge auch in Form einer Kette von regelmäßig beabstandet zueinander angeordneten Führungsvorsprüngen vorgefertigt und mit dem seitlichen Rand des Förderbands verbunden werden, insbesondere durch Kleben, Aufschmelzen, thermisches Schweißen oder dergleichen.
Die Führungsvorsprünge sind bevorzugt unter regelmäßigen Abständen zueinander und mit Lücke ausgebildet und so dimensioniert, dass entlang einem seitlichen Rand eines zu fördernden Gegenstands mehrere Führungsvorsprünge verteilt angeordnet sind. Da die lichte Weite zwischen einander entsprechenden Führungsvorsprüngen auf gegenüberliegenden Förderbändern abgestimmt ist auf die Breite der zu fördernden Gegenstände, bevorzugt dieser exakt entspricht, werden auch anfangs schräg auf das Förderband einlaufende Gegenstände parallel zu diesen ausgerichtet und automatisch zentriert, so dass die Gegenstände am stromabwärtigen Ende der Fördervorrichtung stets exakt parallel zu den Förderbändern ausgerichtet sind und zentriert sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ragen die Führungsvorsprünge von einer Auflagefläche eines jeweiligen Förderbands ab, insbesondere unter einem rechten Winkel, und weisen diese eine zum zu fördernden Gegenstand hin ausgebauchte bzw. konvexe Innenfläche auf, also eine Innenfläche, die sich einem seitlichen Rand des zu fördernden Gegenstandes annähert und sich wieder davon entfernt. Mit anderen Worten, die Innenfläche weist einen Scheitelpunkt auf, an welchem es zu einer Punktberührung zwischen dem seitlichen Rand des zu fördernden Gegenstands und den Führungsvorsprüngen kommt. Die lichte Weite zwischen einander gegenüberliegenden Scheitelpunkten der Führungsvorsprünge auf den gegenüberliegenden Förderbändern entspricht dabei bevorzugt exakt der maximalen Breite der zu fördernden Gegenstände, die ganz besonders bevorzugt mit einer viereckigen Grundfläche mit jeweils parallel zueinander verlaufenden gegenüberliegenden Seiten ausgebildet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Innenfläche eine stetige Kontur auf und ist der vorgenannte Scheitelpunkt auf einer Mittelsenkrechten auf eine Basis des Führungsvorsprungs angeordnet. Ganz besonders bevorzugt sind die Führungsvorsprünge in Draufsicht betrachtet, spiegelsymmetrisch zu der Mittelsenkrechten auf deren Basis ausgebildet. Eine solche Ausbildung der Führungsvorsprünge unterstützt eine Autozentrierung der zu fördernden Gegenstände weiter vorteilhaft, insbesondere weil die vorherrschenden Reibungskräfte zwischen dem seitlichen Rand des zu fördernden Gegenstands und der Mehrzahl von Führungsvorsprüngen symmetrisch vorherrschen und sich automatisch ein Zustand mit minimalem Reibungskoeffizienten einstellt, in welchem Zustand der zu fördernde Gegenstand parallel zu den beiden Förderbändern ausgerichtet und zwischen diesen zentriert ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Innenfläche der Führungsvorsprünge kreisbogenförmig gewölbt. Grundsätzlich sind jedoch auch beliebig andere ausgebauchte Profile denkbar, insbesondere elliptische Profile, dreieckförmige Profile oder dergleichen. Bevorzugt werden jedoch Profile mit einem Scheitelpunkt auf einer Mittelsenkrechten, wie vorstehend ausgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Innenfläche unter einem spitzen Winkel relativ zu der Auflagefläche geneigt. Mit anderen Worten, das vorgenannte Profil der Innenfläche schneidet die Auflagefläche nicht unter einem rechten Winkel sondern unter einem spitzen Winkel, der geringfügig kleiner als 90° ist, beispielsweise im Bereich zwischen 60° und 85°, bevorzugter im Bereich zwischen 75° und 85° liegt, so dass auch den Toleranzen in der Breite der zu fördernden Gegenstände Rechnung getragen werden kann. Die Innenfläche kann auch, in Schnittansicht betrachtet, kreisbogenförmig ausgebaucht sein, also konkav oder konvex auf die Auflagefläche zulaufen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Führungsvorsprünge, zumindest jedoch deren dem geförderten Gegenstand zugewandte Innenfläche, einen niedrigeren Reibungskoeffizienten auf als die Auflagefläche des zugeordneten Förderbands. Dies mindert die Wahrscheinlichkeit eines Verkantens der zu fördernden Gegenstände weiter und begünstigt die vorgenannte Ausrichtung und Autozentrierung der zu fördernden Gegenstände.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind weiterhin Zentriermittel zum Zentrieren der Förderbänder auf den Umlenkrollen vorgesehen, so dass diese exakt parallel zueinander verlaufend und umlaufend geführt sind und der Abstand zwischen diesen bevorzugt über deren gesamte Trumlänge konstant ist und auf die maximale Breite der zu fördernden Gegenstände abgestimmt ist. Solche Zentriermittel können in Gestalt eines Zentriervorsprungs bzw. Zentrierstegs oder einer Zentnernut auf der den Umlenkrollen zugewandten Rückseite der Förderbänder ausgebildet sein, welche mit korrespondierend damit ausgebildeten Vertiefungen bzw. Nuten oder Vorsprüngen auf den Umlenkrollen zusammenwirken.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Förderbänder als Zahnriemen ausgebildet, um einen Synchronlauf der beiden Förderbänder zu gewährleisten. Die hierzu entsprechend ausgebildeten Umlenkrollen sind dabei mittels einer starren Achse miteinander verbunden. Bevorzugt sind im Bereich der Vorsprünge und Vertiefungen auch die vorgenannten Zentriermittel ausgebildet oder vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine Spannrolle vorgesehen, die in ein unteres Trum der Förderbänder eingreift, um diese zu spannen und einen exakten Parallellauf weiter zu verbessern. Dabei kann in der Spannrolle eine umfängliche Nut zum Führen der auf dem unteren Trum nach unten abragenden Führungsvorsprünge ausgebildet sein, ohne die von den Spannrollen ausgeübte Spannwirkung zu beeinträchtigen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fördervorrichtung weiterhin Detektionsmittel zum erfassen einer vorderen Kante eines geförderten Gegenstands. Solche Detektionsmittel können berührend oder nicht berührend ausgelegt sein und wirken insbesondere optisch, also mithilfe eines Lichtsenders und Lichtempfängers, oder über Funk, beispielsweise mithilfe von sogenannten Transpondern, wobei die Detektionsmittel ausgelegt sind, um entsprechend der Detektion einer vorderen Kante des zu fördernden Gegenstands ein Synchronisationssignal auszugeben, so dass der zu fördernde Gegenstand zu vorbestimmten Zeitpunkten an eine nachgeordnete Fördervorrichtung und/oder Bearbeitungsstation übergeben werden kann.
Figurenübersicht
Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, woraus sich weitere Vorteile, Merkmale und zu lösende Aufgaben ergeben werden. Es zeigen:
1 in einer schematischen Perspektivansicht eine Fördervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 in einem perspektivischen Teilschnitt einen Ausschnitt aus einem Förderband der Fördervorrichtung gemäß der 1;
3 die beiden Förderbänder der Fördervorrichtung gemäß der 1 in Draufsicht und die von diesen ausgeübte Zentrierwirkung;
4 die geometrischen Verhältnisse bei der vorgenannten Zentrierung;
5a–5c in einer schematischen Draufsicht unterschiedliche Konturen von Führungsvorsprüngen der Förderbänder gemäß der 1;
6a in einer Schnittansicht ein Förderband gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6b in einer schematischen Schnittansicht ein Förderband gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleichwirkende Elemente oder Elementgruppen.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Gemäß der 1 weist die insgesamt mit 1 bezeichnete Linearfördervorrichtung zwei beabstandet und parallel zueinander geführte Förderbänder 20, 21 auf, die um die vorderen und hinteren Umlenkrollen 3, 4 umlaufend geführt sind und endlos ausgebildet sind. Das untere Trum der Förderbänder 20, 21 wird dabei von einer Spannrolle 18 gespannt. Die beiden Förderbänder 20, 21 sind dabei als Zahnriemen ausgebildet, mit einer auf der Rückseite 33 ausgebildeten Verzahnung (in der 1 nicht dargestellt), welche in die Außenverzahnung 9 der Umlenkrollen 3, 4 eingreift. Die vorderen Umlenkrollen sind dabei als Antriebs-Umlenkrollen ausgebildet und werden von dem Antriebsmotor 7 über die Antriebswelle 6 angetrieben, wobei die linke und rechte vordere Umlenkrolle 3 über eine starre Achse 5 miteinander gekoppelt sind, so dass sich diese synchron drehen. Somit werden auch die beiden Förderbänder 20, 21 synchron bewegt. Die hinteren Umlenkrollen 4 sind freilaufende Umlenkrollen.
Gemäß der 1 ist die gesamte Vorrichtung 1 auf einer Grundplatte 11, beispielsweise einem Maschinenrahmen, abgestützt, wobei die Umlenkrollen auf den Stützplatten 12 gelagert sind und zwischen den Förderbändern 20, 21 eine Abdeckplatte 13 vorgesehen ist, beispielsweise zum Auffangen von Waferbruch.
Die Umlenkrollen 3, 4 weisen jeweils einen vorstehenden Seitenflansch 10 auf und die Förderbänder 20, 21 sind so auf den Umlenkrollen 3, 4 geführt, dass diese stets exakt parallel zueinander und unter Ausbildung eines konstanten Abstands ausgerichtet sind. Gemäß der 1 sind auf der als Auflagefläche dienenden Außenfläche 22 der Förderbänder 20, 21 eine Mehrzahl von Führungsvorsprüngen 25 vorgesehen, die entlang dem Rand des jeweiligen Förderbands 20, 21 fluchtend und parallel zu diesen ausgerichtet sind, wobei die Führungsvorsprünge 25 unter konstanten Abständen zueinander in Förderrichtung x beabstandet angeordnet sind. Deshalb ist auf der Spannrolle 18 eine Nut bzw. Aussparung 19 ausgebildet, durch welche die nach unten abragenden Führungsvorsprünge 25 des unteren Trums laufen, ohne die von der Spannrolle 18 ausgeübte Spannwirkung zu beeinträchtigen.
Von einer so ausgebildeten Fördervorrichtung wird ein plattenförmiger, in der 1 mit quadratischer Grundfläche dargestellter Gegenstand 2 in der Förderrichtung x gefördert, wobei der zu fördernde Gegenstand im Sinne der vorliegenden Anmeldung durch eine vorbestimmte Breite W in der y-Richtung, also quer zur Förderrichtung x, und durch eine vorbestimmte Länge L in Förderrichtung x charakterisiert sein soll. Gemäß der 1 ist der Gegenstand 2 eine planparallele Platte mit zwei zueinander parallelen Oberflächen. Bei bevorzugten Anwendungen der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei einem solchen Gegenstand um ein rechteckiges oder quadratisches Halbleitersubstrat, insbesondere für Anwendungen in der Photovoltaik, beispielsweise zur Fertigung von Solarmodulen, oder um Displayglas, das zur Herstellung von Flachbildschirmen transportiert werden soll. Selbstverständlich können die im Sinne der vorliegenden Anmeldung zu fördernden Gegenstände 2 auch in der z-Richtung eine gewisse Höhe aufweisen und insbesondere auch die Oberseiten der Führungsvorsprünge 25 überragen. Insbesondere können solche Gegenstände auch in Form von rechteckigen oder quadratischen Transportboxen ausgebildet sein. Gemeinsam ist diesen zu fördernden Gegenständen 2, dass diese eine plane Unterseite aufweisen, wobei jeweils gegenüberliegende Seitenränder der Gegenstände 2 exakt parallel zueinander verlaufen, diese also rechteckförmig oder quadratisch zueinander ausgebildet sind.
Gemäß der 1 wird die zu fördernde Platte 2, während diese auf den Auflageflächen 22 aufliegt, von den Führungsvorsprüngen 25 exakt parallel zu den Förderbändern 20, 21 ausgerichtet und zwischen diesen zentriert.
Die 2 zeigt weitere Einzelheiten der Ausbildung der Führungsvorsprünge 25. Diese sind unter Ausbildung von Lücken 26 beabstandet und regelmäßig entlang der Förderrichtung x verteilt angeordnet und weisen senkrecht von der Auflagefläche 22 abragende Seitenflächen 27, eine Oberseite 28 und eine mit einer Kontur versehene Innenfläche 29 auf. Diese Innenfläche 29 läuft gemäß der 2 unter einem spitzen Winkel auf die Auflagefläche 22 zu und dient einem weiteren Toleranzausgleich in der Querrichtung y. Ausgehend von einer Seitenfläche 27 läuft die Kontur der Innenfläche 29 zunächst auf den seitlichen Rand der zu fördernden Platte hin zu und dann wieder von diesem weg. Mit anderen Worten, die Innenfläche 29 ist zum seitlichen Rand der zu fördernden Platte hin konvex ausgebaucht und weist einen Scheitelpunkt auf, an welchem es zu einer punktförmigen Berührung zwischen Innenfläche 29 und seitlichem Rand der zu fördernden Platte kommt. Bevorzugt sind die Führungsvorsprünge 25, in Draufsicht betrachtet, spiegelsymmetrisch ausgebildet. Beispiele hierfür sind in den 5a bis 5c gezeigt.
Gemäß der 5a weist der Führungsvorsprung 25 eine rechteckförmige Basis 30 auf, von der sich die konvexe Innenfläche 29 erhebt, deren Scheitelpunkt 31 auf einer Mittelsenkrechten 32 auf die Basis 30 liegt. Die Höhe der Kontur in Querrichtung y beträgt dabei H. Die konvexe Kontur kann insbesondere elliptisch oder kreisbogenförmig ausgebaucht sein. Gemäß der 5b erstreckt sich die Ausbauchung über die gesamte Höhe H der Kontur in Querrichtung y. Gemäß der 5c ist die Innenfläche, in Draufsicht betrachtet, als spitzwinkliges, gleichschenkliges Dreieck ausgebildet.
Die 3 zeigt in Draufsicht zwei unterschiedliche Phasen beim Fördern von rechteckförmigen Platten 2 mittels der in der 1 dargestellten Fördervorrichtung. Hierbei seien Führungsvorsprünge 25 gemäß dem Profil der 5a beispielhaft angenommen. Es wird der Fall betrachtet, dass die zu fördernde Platte 2 schräg auf die Förderbänder 20, 21 einläuft. Deren seitliche Ränder 41 gelangen somit zunächst mit zwei einander gegenüberliegenden Führungsvorsprüngen 25 in Anlage und die Platte 2 wird zunächst weiter schräg in Förderrichtung x gefördert. Die mit einem Apostroph bezeichneten Bezugszeichen bezeichnen die Positionierung zu einem späteren Zeitpunkt, zu welchem weitere Führungsvorsprünge 25 der Förderbänder 20, 21 mit dem seitlichen Rand 41' in Anlage stehen. Die seitlichen Ränder 41' gleiten dabei an den neu hinzutretenden Führungsvorsprüngen 25 ab, so dass die Platte 2' zunehmend parallel zu den Förderbändern 20 ausgerichtet wird und schließlich zwischen der Mehrzahl von Führungsvorsprüngen 25 exakt zentriert ist. Für diese Ausrichtung kann es von Vorteil sein, wenn die Innenflächen der Führungsvorsprünge 25 nicht senkrecht von der Auflagefläche 22 abragen sondern vielmehr unter einem spitzen Winkel von dieser abragen oder auch mit einem in z-Richtung konkaven Profil ausgebildet sind.
Die dabei vorherrschenden geometrischen Verhältnisse sind in der 4 bezugnehmend auf die 3 zusammengefasst. Es sei dabei angenommen, dass die zu fördernde Platte 2 zwischen den einander gegenüberliegenden Reihen von Führungsvorsprüngen der beiden einander gegenüber liegenden Förderbänder 20, 21 mit einem seitlichen Spiel p, in Querrichtung y betrachtet, geführt sind. Der Winkel α bezeichnet dabei den maximal möglichen Verkippungswinkel der Platte 2 relativ zur Förderrichtung x, also den spitzen Winkel zwischen dem seitlichen Rand 41 einer verkippten Platte 2 und der Tangente 42 an die Scheitelpunkte der Führungsvorsprünge 25. Es gilt: tanα = p/2L, wobei L die Länge der Platte 2 in der Förderrichtung x bezeichnet. Für das Spiel Δx in Förderrichtung x bzw. die maximale Verkippung relativ zur Richtung y gilt: Δx = p/2L·W, wobei mit W die Breite der Platte 2 in Querrichtung y bezeichnet wird. Mit anderen Worten, mit verschwindendem Spiel p ist auch die Positionierungenauigkeit in Δx in Förderrichtung x verschwindend. Diese hängt linear von dem seitlichen Spiel p in Querrichtung y und von der Breite W ab und ist invers zur maximalen Länge L der zu fördernden Platten 2.
Für die Geometrie der Führungsvorsprünge 25 gemäß den 5a bis 5c gilt zweckmäßig: tanα = H·2/l ≤ p/2L. Somit gilt: H ≤ p/4(l/L). Für Führungsvorsprünge, die eine solche geometrische Beziehung erfüllen, kann eine besonders sanfte Zentrierwirkung der Führungsvorsprünge erzielt werden.
Die Förderbänder 20, 21 bestehen bevorzugt aus einem elastischen, geringfügig dehnbaren Material, insbesondere aus geeigneten Gummimaterialien oder Kunststoffen. Die Führungsvorsprünge können aus dem gleichen Material bestehen und können grundsätzlich einstückig mit diesem ausgebildet sein. Damit auch Standardförderbänder aus dem Handel eingesetzt werden können, können die Führungsvorsprünge auch nachträglich mit diesen verbunden werden, wozu dem Fachmann geeignete Verbindungstechniken bekannt sind. In der Regel weisen die Innenflächen der Führungsvorsprünge somit den gleichen Reibungskoeffizienten auf wie die Förderbänder. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Innenflächen der Führungsvorsprünge jedoch auch einen niedrigeren Reibungskoeffizienten aufweisen wie die Förderbänder, so dass die Führungsvorsprünge lediglich eine Zentrierwirkung, jedoch keinerlei Transportwirkung ausüben. Etwaige verkantet einlaufende Platten werden somit von den Führungsvorsprüngen so autozentriert, bis diese auf den Auflageflächen der Förderbänder aufliegen.
Zur Zentrierung der Förderbänder dienen gemäß der 6a Zentriernuten 35, welche in den auf der Rückseite des Förderbands 20 ausgebildeten Verzahnungsrippen 34 ausgebildet sind, die einem Antrieb der Förderbands 20 in der Art eines Zahnriemens dienen. Erkennbar ist in der 6a auch die konvex ausgebauchte Kontur der Innenflächen 29 der Führungsvorsprünge. Gemäß der 6b sind hingegen auf der Rückseite des Förderbands 20 Zentnerstege 36 ausgebildet. Die genannten Zentriernuten 35 bzw. Zentrerstege 36 wirken mit nicht dargestellten korrespondierend ausgebildeten Zentriervorsprüngen oder Zentriemuten auf der Verzahnungs-Umfangsfläche 9 der Umlenkrollen 3, 4 zusammen, um so die Förderbänder 20, 21 zu zentrieren (1).
Um eine synchronisierte Übergabe der zu fördernden Platten 2 zu ermöglichen, sind Detektionsmittel zum Erfassen einer Förderkante der Platte 2 vorgesehen. Gemäß der 1 dient hierzu das von einer LED 14 abgestrahlte und mittels einer Linse 15 abgebildete Licht, das von einem nicht dargestellten Photosensor detektiert wird, der ein Synchronisationssignal entsprechend der Erfassung der Vorderkante der Platte 2 abgibt. Grundsätzlich geeignet sind hierzu auch beliebige andere berührungslose oder auch berührende Detektionsverfahren. Alternativ kann der zu fördernde Gegenstand 2, insbesondere wenn dieser als Transportbox ausgebildet ist, mit einem aktiven oder passiven Sender 16 versehen sein, aus dessen Erfassung auf das Einlaufen der Vorderkante des Gegenstands 2 in den vorderen Umlenkbereich der Fördervorrichtung geschlossen werden kann. Bei solchen Sendern 16 kann es sich insbesondere um aktive Radiosender oder auch um Transponder handeln.
Mittels einer erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 werden insbesondere rechteckförmige oder quadratische, spröde oder sprödbrüchige dünne Platten gefördert, insbesondere Halbleiterwafer, die aus einem Ingot rechteckförmig herausgeschnitten sind und zur Herstellung von Photovoltaik-Modulen verwendet werden, oder von dünnen rechteckförmigen Displaygläsern bei der Herstellung von Flachbildschirmen.
Wenngleich für die Führungsvorsprünge vorstehend beschrieben wurde, dass deren Innenfläche mit einer Ausbauchung oder einer Kontur und/oder mit einer Abschrägung ausgebildet sind, sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch mit Führungsvorsprüngen realisiert werden kann, deren Innenfläche geradlinig, also ohne Ausbauchung, ausgebildet sind und/oder unter einem rechten Winkel von der Auflagefläche der Förderbänder abragt. Wie dem Fachmann beim Studium der vorstehenden Beschreibung ersichtlich sein wird, kann die Erfindung auch in anderer Weise als spezifisch vorstehend beschrieben umgesetzt werden. Deshalb soll der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nur durch die Patentansprüche und deren technische Äquivalente beschränkt sein.
Bezugszeichenliste

1: Fördervorrichtung
2: Wafer/Transportbox
3: vordere Umlenkrolle
4: hintere Umlenkrolle
5: Welle
6: Antriebswelle
7: Antriebsmotor
8: Achse
9: Verzahnung
10: Seitenflansch
11: Grundplatte
12: Stützplatte
13: Abdeckplatte
14: LED
15: Linse
16: Sender/Reflektor
18: Spannrolle
19: Aussparung
20: linker Förderriemen
21: rechter Förderriemen
22: Auflagefläche
23: Vorsprung
24: Vertiefung
25: Führungsvorsprung
26: Lücke
27: Seitenfläche
28: Oberseite
29: Innenfläche
30: Basis
31: Scheitelpunkt
32: Mittelsenkrechte/Symmetrieachse
33: Rückseite
34: Vorsprung
35: Zentriernut
36: Zentnersteg
40: Vorderkante
41: seitlicher Rand
42: Tangente an Führungsvorsprünge
43: gedachte Verlängerungslinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6648128 B2 [0004]
US 4181214 [0005]

Claims

Fördervorrichtung zum linearen Fördern von Gegenständen (2) mit einer planen Unterseite, einer vorbestimmten Breite (W) und einer vorbestimmten Länge (L), insbesondere von planparallelen, spröden oder sprödbrüchigen Substraten, entlang einer Förderrichtung (x), mit zumindest zwei Endlos-Förderbändern (20, 21), die synchron zueinander und um Umlenkrollen (3, 4) umlaufend geführt sind, und zwei seitlichen Führungsmitteln zum Führen und Ausrichten oder Zentrieren der von den Förderbändern (20, 21) geförderten Gegenstände in eine Richtung (y) quer zur Förderrichtung (x), dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel jeweils eine Mehrzahl von parallel zum Rand des zugeordneten Förderbands fluchtend zueinander angeordneten Führungsvorsprüngen (25) umfassen, die mit dem zugeordneten Förderband (20, 21) jeweils verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet sind.
Fördervorrichtung nach Anspruch 1, wobei Führungsvorsprünge (25) von einer Auflagefläche (22) der Förderbänder (20, 21) abragen und eine Innenfläche (29) aufweisen, die sich einem seitlichen Rand (41) eines geförderten Gegenstands annähert und sich wieder davon entfernt.
Fördervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Innenfläche (29) eine stetige Kontur mit einem Scheitelpunkt (31) zur Punktberührung mit dem seitlichen Rand (41) des geforderten Gegenstands aufweist, welcher Scheitelpunkt (31) bevorzugt auf einer Mittelsenkrechten auf eine Basis (30) des Führungsvorsprungs (25) liegt.
Fördervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Innenfläche (29) kreisbogenförmig gewölbt ist und/oder unter einem spitzen Winkel relativ zu der Auflagefläche (22) geneigt ist oder in Bezug zu dieser kreisbogenförmig ausgebaucht ist.
Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei gilt: H ≤ p/4(l/L), wobei H die Höhe der Kontur der Innenfläche in der Richtung (y) quer zur Förderrichtung (x) bezeichnet, p ein seitliches Spiel eines geförderten Gegenstands in der Richtung (y) quer zur Förderrichtung (x) bezeichnet, l die Länge eines Führungsvorsprungs in der Förderrichtung (x) bezeichnet und L die vorbestimmte Länge des Gegenstands (2) bezeichnet.
Fördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führungsvorsprünge (25) fluchtend entlang dem Rand des jeweiligen Förderbands (20, 21) angeordnet und so dimensioniert sind, dass mehrere Führungsvorsprünge entlang dem seitlichen Rand (41) eines geförderten Gegenstands (2) unter regelmäßigen Abständen zueinander verteilt angeordnet sind.
Fördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest die dem geförderten Gegenstand (2) zugewandte Innenfläche (29) der Führungsvorsprünge (25) einen niedrigeren Reibungskoeffizienten aufweist als die Auflagefläche (22) des zugeordneten Förderbands (20, 21).
Fördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend Zentnermittel (35, 36) zum Zentrieren der Förderbänder auf den Umlenkrollen (3, 4).
Fördervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Förderbänder als Zahnriemen mit regelmäßigen Vorsprüngen (23) und Vertiefungen (24) auf deren Rückseite (33) ausgebildet sind, worin die Zentriermittel (35, 36) ausgebildet oder vorgesehen sind.
Fördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Förderbänder aus einem flexiblen, elastischen Material bestehen und die Führungsvorsprünge mit einer Oberseite derselben verbunden sind.
Fördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Spannrolle (18), die in ein unteres Trum der Förderbänder (20, 21) eingreift, um diese zu spannen, wobei in der Spannrolle eine umfängliche Nut (19) zum Führen der Führungsvorsprünge (25) des unteren Trums ausgebildet ist.
Fördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein Detektionsmittel (14, 15) zum Erfassen einer vorderen Kante (40) eines geförderten Gegenstands und zum Ausgeben eines dieser entsprechenden Synchronisationssignals.
Fördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweils äußersten Förderbänder (20, 21) so geführt sind, dass eine lichte Weite zwischen den Führungsvorsprüngen (25) in einer Richtung (y) quer zur Förderrichtung (x) exakt gleich oder nur geringfügig größer ist als die vorbestimmte Breite (W).
Verfahren zum linearen Fördern von Gegenständen (2) mit einer planen Unterseite, einer vorbestimmten Breite (W) und einer vorbestimmten Länge (L), insbesondere von planparallelen, spröden oder sprödbrüchigen Substraten, entlang einer Förderrichtung (x), mit den Schritten: Bereitstellen einer Fördervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und lineares Fördern der Gegenstände (2) in der Förderrichtung (x) unter Verwendung der Fördervorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Gegenstände viereckige, flache Transportboxen oder viereckige Halbleiterwafer oder Displaygläser sind.
Verwendung der Fördervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder des Verfahrens nach Anspruch 14 oder 15 zum Fördern von Halbleiterwafern bei der Herstellung von Photovoltaik-Modulen oder von Displaygläsern zur Herstellung von Flachbildschirmen.