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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeits-Dosiervorrichtung für eine Solarzellen-Lötstation mit einer Halteeinrichtung, einem Flüssigkeits-Leitungselement zum Aufbringen von Flüssigkeit, und einer an der Halteeinrichtung angebrachten optischen Flüssigkeits-Überwachungseinheit zur Überwachung der aus dem Flüssigkeits-Leitungselement austretenden Flüssigkeit. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Solarzellen-Lötvorrichtung mit einer solchen Flüssigkeits-Dosiervorrichtung.
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Bei der Herstellung von Solarmodulen werden einzelne Solarzellen zu sog. Strings verschaltet. Hierzu werden benachbarte Solarzellen über elektrisch leitfähige Verbinder miteinander verbunden. Diese Verbindung erfolgt durch einen Lötvorgang, wobei es für eine gute Lötverbindung erforderlich ist, das Lötflussmittel (nachfolgend kurz Flussmittel genannt) auf die entsprechenden Stellen aufgebracht wird.
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Bei einer automatisierten Fertigung solcher Solarmodule wird dieser Flussmittelauftrag von einer Flussmittel-Dosiervorrichtung vorgenommen, die Teil einer Solarzellen-Lötvorrichtung sein kann. Da ein unzureichender oder fehlerhafter Flussmittelauftrag fehlerhafte Lötstellen zur Folge haben kann, werden mittlerweile Messvorrichtungen eingesetzt, um den Flussmittelaustrag zu überwachen. Eine entsprechende Flussmittel-Überwachungseinheit ist bspw. in der Druckschrift
DE 10 2005 010 847 A1 gezeigt. Die Überwachungseinheit besitzt einen U-förmigen Aufbau, wobei in einem Schenkel eine optische Sendeeinheit und im gegenüberliegenden Schenkel eine optische Empfangseinheit untergebracht sind. Die Sendeeinheit strahlt einen Lichtstrahl zu der Empfangseinheit, wobei die Überwachungseinheit bezüglich des Flussmittel-Austritts so angeordnet ist, dass das Flussmittel den Lichtstrahl kreuzt. Dieses Durchkreuzen des Lichtstrahls wird optisch erfasst und ausgewertet.
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Der bisherige Aufbau einer Flüssigkeits-Dosiervorrichtung sieht ein Flüssigkeits-Leitungselement vor, das bspw. eine Düse und ein Ventil für den Auftrag von Flüssigkeits umfasst, welches zwischen zwei Halteelementen festgeklemmt wird. Problematisch dabei ist einerseits, dass das Flüssigkeits-Leitungselement durch das Klemmen beschädigt werden kann und andererseits eine Ausrichtung zu der optischen Überwachungseinheit nach dem Klemmen vorgenommen werden muss. Insbesondere ist es dabei erforderlich, die optische Überwachungseinheit exakt zum Flüssigkeits-Austrag, d.h. dem Flüssigkeits-Strahl auszurichten.
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Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Flüssigkeits-Dosiervorrichtung vorzusehen, die einerseits eine einfache und beschädigungsfreie Befestigung des Flüssigkeits-Leitungselements und andererseits die optische Ausrichtung zu einer optischen Überwachungseinheit zulässt.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird von der eingangs genannten Flüssigkeits-Dosiervorrichtung dadurch gelöst, dass ein Aufnahmeelement vorgesehen ist, das von der Halteeinrichtung in einem festen räumlichen Bezug zu der Flüssigkeits-Überwachungseinheit gehalten ist und derart ausgelegt ist, dass das Flüssigkeits-Leitungselement einsteckbar und in einem festen räumlichen Bezug zu der Flüssigkeits-Überwachungseinheit fixierbar ist.
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Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass das Flüssigkeits-Leitungselement sehr einfach in die Flüssigkeits-Dosiervorrichtung einsetzbar ist, in dem es in das Aufnahmeelement eingesteckt wird. Gleichzeitig wird das Flüssigkeits-Leitungselement exakt zu der Überwachungseinheit ausgerichtet, so dass eine spätere Ausrichtung der Überwachungseinheit nicht mehr erforderlich ist.
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Bei der vorgenannten Flüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um ein Flussmittel, das beim Löten eingesetzt wird.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Aufnahmeelement einen rohrförmigen Abschnitt auf, in den das Flüssigkeits-Leitungselement einführbar ist. Weiter bevorzugt ist das rohrförmige Aufnahmeelement so angeordnet, dass dessen Längsachse den Überwachungsbereich der Flüssigkeits-Überwachungseinheit kreuzt.
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Der Vorteil dieser Maßnahmen ist darin zu sehen, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln eine sehr genaue Ausrichtung möglich ist. Darüber hinaus lässt sich das Flüssigkeits-Leitungselement in ein rohrförmiges Aufnahmeelement einfach einführen.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Halteeinrichtung als geschlossenes Gehäuse ausgebildet und weist zwei gegenüberliegende zueinander fluchtend angeordnete Öffnungen auf, wobei das Aufnahmeelement innerhalb des Gehäuses fluchtend zu den Öffnungen vorgesehen ist, so dass das Flüssigkeits-Leitungselement in eine Öffnung einsteckbar ist und das Flüssigkeits durch die andere Öffnung ausbringbar ist.
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Weiter bevorzugt ist die Flüssigkeits-Überwachungseinrichtung außerhalb des Gehäuses derart angebracht, dass das durch die Öffnung ausgebrachte Flüssigkeit überwacht werden kann.
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Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass die Halteeinrichtung konstruktiv einfach ausgebildet ist und sich leicht in eine entsprechend vorgesehene Aufnahme innerhalb bspw. der Solarzellen-Lötvorrichtung einbringen lässt.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung weist das Aufnahmeelement ein Rastelement auf, dass mit dem Flüssigkeits-Leitungselement rastend zusammenwirkt. Insbesondere ist das Rastelement so ausgelegt, dass die Rastung lösbar, insbesondere werkzeuglos lösbar ist.
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Ein solcher Rastmechanismus hat den Vorteil, dass das Einbringen und Fixieren des Flüssigkeits-Leitungselements sehr einfach und in einem Zug möglich ist. Das Flüssigkeits-Leitungselement muss lediglich in das Aufnahmeelement eingeführt werden, wobei es dann in einer festgelegten Endposition einrastet und damit festgelegt ist.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der beiliegenden Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Figur eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeits-Dosiervorrichtung mit teilweise geöffnetem Gehäuse.
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In der Figur ist eine Flüssigkeits-Dosiervorrichtung dargestellt und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die Flüssigkeits-Dosiervorrichtung 10 wird bspw. in einer Solarzellen-Lötvorrichtung eingesetzt, um punktgenau und dosiert Flüssigkeit, nämlich insbesondere Lötflussmittel auf Solarzellen aufzubringen. Bei der Flüssigkeit handelt es sich bevorzugt also um Flussmittel, so dass die Dosiervorrichtung auch als Flussmittel-Dosiervorrichtung bezeichnet werden kann.
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Die Flüssigkeits-Dosiervorrichtung weist ein Gehäuse 12 auf, das bei der in der Figur gezeigten Ausführungsform als Hexaeder mit sechs Begrenzungsflächen 14 ausgebildet ist. In der Figur ist aus Übersichtlichkeitsgründen die vordere Begrenzungsfläche weggelassen, so dass der Blick in das Gehäuseinnere frei wird.
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Die Flüssigkeits-Dosiervorrichtung weist ferner eine optische Überwachungseinheit 16 auf, die zwei Überwachungselemente 18, 20 umfasst. Die beiden Überwachungselemente 18, 20 sind dabei fest mit dem Gehäuse 12 verbunden.
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In der in der Figur obenliegenden Begrenzungsfläche 22 sowie in der untenliegenden Begrenzungsfläche 24 ist jeweils eine Öffnung 26 bzw. 28 vorgesehen. Die beiden Öffnungen 26, 28 liegen konzentrisch zu einer gedachte Längsachse L, die bevorzugt rechtwinklig zu der oberen Begrenzungsfläche 22 und der unteren Begrenzungsfläche 24 verläuft.
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Im Inneren des Gehäuses 12 ist ebenfalls konzentrisch zu der Längsachse L ein Aufnahmeelement 30 vorgesehen, das vorzugsweise als rohrförmiges Element 32 ausgebildet ist. Das Aufnahmeelement 30 erstreckt sich von der oberen Begrenzungsfläche 22 entlang der Längsachse L zu der unteren Begrenzungsfläche 24, wobei es jedoch in einem gewissen Abstand zu der unteren Begrenzungsfläche endet. Die obere Öffnung 26 in der oberen Begrenzungsfläche 22 ist zumindest so groß wie der Innendurchmesser des rohrförmigen Aufnahmeelements 30.
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Das Aufnahmeelement 30 ist innerhalb des Gehäuses über zumindest ein vorzugsweise mehrere Halteelemente 34 festgelegt, so dass insbesondere ein fester räumlicher Bezug zu der unteren Öffnung 28 entsteht.
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Innerhalb des Gehäuses 12 sind weitere Halteelement 36 dargestellt, die der Fixierung der Begrenzungsflächen 14 dienen.
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Die Figur lässt ferner noch eine Leitung 40 erkennen, die sich von oben durch die obere Begrenzungsfläche 22 nach unten zur unteren Begrenzungsfläche 24 erstreckt. Diese Leitung 40 dient der Versorgung der optischen Überwachungseinheit 16. Insbesondere enthält die Leitung 40 einzelne Leitungen zur Signalübertragung und zur elektrischen Energieversorgung der in der Überwachungseinheit 16 vorgesehenen elektrischen Komponenten.
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Die gezeigte Flüssigkeits-Dosiervorrichtung 10 weist ferner ein Flüssigkeits-Leitungselement auf, das mit dem Bezugszeichen 50 gekennzeichnet ist. Dieses Flüssigkeits-Leitungselement 50 erstreckt sich von oben durch die obere Begrenzungsfläche 22 nach unten bis zur unteren Öffnung 28, wobei eine Spitze 52 über die untere Begrenzungsfläche 24 etwas hinausragt. Diese Spitze 52 liegt zentrisch zu der Längsachse L und damit auch zentrisch zu der unteren Öffnung 28.
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Wie sich aus der Figur ergibt, erstreckt sich das Flüssigkeits-Leitungselement 50 durch das Aufnahmeelement 30 hindurch.
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In der Figur ist nicht zu erkennen, dass das Aufnahmeelement 30 zumindest abschnittsweise Zentrierelemente aufweist, um das Leitungselement 50 zentrisch zur Längsachse L zu halten, so dass sicher gewährleistet ist, dass die Spitze 52 exakt zentrisch zu der Öffnung 28 liegt.
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Darüber hinaus enthält das Aufnahmeelement 30 eine Anschlagfläche, um eine definierte Position des Leitungselements in Längsrichtung L zu gewährleisten. Schließlich weist das Aufnahmeelement 30 ein Halteelement, bevorzugt ein Rastelement auf, das eine Fixierung des Leitungselements 50 in Längsrichtung gewährleistet. Das Halteelement ist dabei jedoch so ausgelegt, dass die Fixierung lösbar, insbesondere werkzeuglos lösbar ist.
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Das heißt mit anderen Worten, dass das Flüssigkeits-Leitungselement 50 von oben durch die obere Öffnung 26 in der Begrenzungsfläche 22 in das Aufnahmeelement 30 einführbar ist, bis es an einer definierten Position, nämlich an der Anschlagfläche anstößt. Bevorzugt rastet das Leitungselement 50 in dieser Position ein, so dass die Position fixiert ist. Über die Zentrierelemente wird dabei gewährleistet, dass das Leitungselement 50 zentriert verläuft.
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Selbstverständlich kann die Fixierung innerhalb des Aufnahmeelements 30 auch anders erfolgen, bspw. durch manuelles Einbringen eines Fixierelements.
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Wie bereits erwähnt, sorgt das Aufnahmeelement 30 dafür, dass das Flüssigkeits-Leitungselement 50 zentrisch zur Längsachse verläuft, so dass die Spitze 52 zentrisch zur Öffnung 28 liegt. Damit ist gewährleistet, dass die Spitze 52 auch einen festen räumlichen Bezug zu der optischen Überwachungseinheit 60 und hier insbesondere zu den beiden Überwachungselementen 18 und 20 besitzt. Dieser feste räumliche Bezug ist erforderlich, da die Überwachungseinheit 16 dazu vorgesehen ist, den Flüssigkeits-Austrag, der über die Spitze 52 des Leitungselements 50 erfolgt, zu überwachen. Dieser Flüssigkeits-Austrag erfolgt nach unten entlang der Längsachse L und wird optisch dadurch überwacht, dass eine Lichtstrahl von einem Überwachungselement ausgesendet und vom gegenüberliegenden Überwachungselement empfangen wird, wobei der Lichtstrahl die Längsachse L durchquert. Damit ist gewährleistet, dass ausgebrachtes Flüssigkeit, insbesondere Flussmitel, den Lichtstrahl unterbricht und auf diese Weise detektiert werden kann.
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Dadurch, dass die Spitze 52 nach dem Einbringen des Leitungselements in das Aufnahmeelement 30 exakt zentrisch ausgerichtet ist, muss die Überwachungseinheit 16 nicht neu ausgerichtet werden.
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Darüber hinaus gewährleistet das Aufnahmeelement 30 eine schonende Fixierung des Leitungselements 50, so dass Beschädigungen oder dergleichen ausgeschlossen werden können.
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Das erläuterte Flüssigkeits-Leitungselement 50 ist im einfachsten Fall als Rohrleitung ausgebildet, kann jedoch auch weitere Elemente wie Ventile, Düsen etc. aufweisen.
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Das Gehäuse 12 selbst ist so ausgebildet, dass es sehr einfach, vorzugsweise werkzeuglos in entsprechende Aufnahmen in der Solarzellen-Lötvorrichtung eingesteckt werden kann. So ist ein einfacher und schneller Austausch der Flüssigkeits-Dosiervorrichtung 10 möglich. Darüber hinaus ist auch ein einfacher Austausch des Flüssigkeits-Leitungselements 50 möglich, indem es nach oben aus dem Aufnahmeelement 30 herausgezogen wird. Ein neues oder gereinigtes Flüssigkeits-Leitungselement 50 lässt sich umgekehrt von oben in das Aufnahmeelement 30 einstecken und fixieren.
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Insgesamt zeigt sich, dass eine Flüssigkeits-Dosiervorrichtung geschaffen wird, die einerseits das Flüssigkeits-Leitungselement 50 schonend fixiert und andererseits ohne nachträgliche Ausrichtung der optischen Überwachungseinheit 16 auskommt, da das Leitungselement 50 zentrisch in festem räumlichen Bezug zu der Überwachungseinheit 16 gehalten wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005010847 A1 [0003]
