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Die Erfindung betrifft ein Transportsystem für flache Substrate, insbesondere Solarzellen, Wafer oder Leiterplatten, mit einem ersten antreibbaren Transportband und mit einem zweiten antreibbaren Transportband, wobei die Transportbänder hintereinander liegend eine Transportstrecke für die Substrate bilden, und wobei in Transportrichtung zwischen den Transportbändern eine Wendeeinrichtung zum Umdrehen der Substrate um eine Horizontalachse angeordnet ist.
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Transportsysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Bearbeitung von flachen Substraten in Fertigungslinien bedingt hin und wieder, dass die Substrate entlang der Fertigungslinie um eine horizontale Achse gewendet beziehungsweise umgedreht werden müssen, sodass beispielsweise zuerst eine Oberseite von oben und anschließend die Unterseite des Substrats ebenfalls von oben bearbeitet, beispielsweise bedruckt, werden kann. So ist aus der Offenlegungsschrift
DE 19906398 B4 beispielsweise ein Transportsystem bekannt, bei welchem Substrate um eine Horizontalachse mit Hilfe einer mechanisch arbeitenden Wendeeinrichtung gedreht werden. Dazu werden die Substrate zunächst angehoben, dann seitlich von der Wendeeinrichtung gegriffen, um die horizontal Achse um 180° gedreht, und wieder abgelegt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Transportsystem für flache Substrate zu schaffen, bei welchem das Wenden der Substrate besonders sanft erfolgt, um Beschädigungen der Substarte beim Wendeprozess zu vermeiden.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Transportsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Transportsystem hat den Vorteil, dass auf ein aufwendiges Anheben und Greifen der Substrate verzichtet wird, stattdessen wird das Wenden in den Transportprozess vorteilhaft integriert und ein schonender Umgang mit den Substraten gewährleitet. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass die Wendeeinrichtung ein drittes antreibbares Transportband aufweist, das an einem Wendekopf angeordnet ist, dass der Wendekopf um die Horizontalachse verdrehbar gelagert ist, und dass der Wendekopf eine Einrichtung zum Halten zumindest eines Substarts an dem Transportband zumindest während der Drehung aufweist. Das zu drehende Substrat wird somit von dem ersten oder dem zweiten Transportband auf das dritte Transportband gefördert, sodass ein Durchfördern des Substrats durch die Wendeeinrichtung ebenfalls möglich wäre, ohne das eine Wendung des Substrats erfolgt. Dadurch, dass die Wendeeinrichtung ein drittes Transportband aufweist, ist ein schonendes transportieren des Substrats in die Wendeeinrichtung sicher gewährleitet. Dadurch, dass die Einrichtung zum Halten des Substrat das Substrat an dem Transportband hält, wird erreicht, dass ein Lösen des Substrats vom Transportband nicht notwendig ist, wodurch auf ein Anheben oder Dergleichen verzichtet werden kann. Hierdurch wird das Substrat schonender behandelt und Beschädigungen werden sicher vermieden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Einrichtung eine Drucklufteinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, dass Substrat durch einen oder mehrere Druckluftströme gegen das Transportband zu pressen. Das Substrat wird somit mittels Luftdruck gegen das Transportband gedrückt oder gepresst, sodass dann, wenn der Wendekopf um die Horizontalachse verdreht wird, dass Substrat durch den Druckluftstrom an dem Transportband gehalten wird. Dadurch ist ein besonders schonender Umgang mit dem Substrat gewährleistet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Transportsystem lediglich ein erstes Transportband und die Wendeeinrichtung auf, wobei das erste Transportband sowohl zum Zuführen als auch zum Abführen der Substrate von und zu dem der Wendeeinrichtung dient. Dann ist zwar kein Durchfördern eines Substrats durch die Wendeeinrichtungen hindurch möglich, jedoch können dadurch beispielsweise Bauraum-Beschränkungen berücksichtigt werden. Nachdem der Wendekopf um die Horizontalachse verdreht wurde, insbesondere um 180°, wird das dritte Transportband angetrieben, um das Substrat von der Wendeeinrichtung zu dem ersten oder dem zweiten Transportband zu fördern. Dabei ist der Wendekopf derart ausgebildet, dass durch das Verdrehen des Wendekopfs um 180°, dass gedrehte Substrat sich nach der Drehung wieder in der Ausgangsebene befindet, sodass ein weiter Transport durch das erste oder zweite Transportband ohne das Überwinden einer Stufe gewährleistet ist.
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Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die Drucklufteinrichtung eine oder mehrere Druckluftdüsen aufweist, die fest an dem Wendekopf dem Transportband gegenüberliegend angeordnet sind. Durch die Druckluftdüsen wird der Druckluftstrom gezielt gegen das jeweilige Substrat beziehungsweise das Transportband des Wendekopfs gerichtet, um das sicherere Halten des Substrats an dem Transportband während der Drehung zu gewährleiten.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Drucklufteinrichtung zumindest eine an dem Wendekopf beweglich gelagerte Druckluftluftdüse dem Transportband gegenüberliegend aufweist. Durch die bewegliche Druckluftdüse ist es beispielsweise möglich, beim Abführen des Substrats aus der Wendeeinrichtung dem Substrat zumindest bereichsweise durch die mitbewegte Druckluftdüse zu folgen, um ein vorzeitiges Lösen des Substrats von dem Transportband sicher zu verhindern.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einrichtung alternativ oder zusätzlich eine Saugeinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein Substrat durch Erzeugen eines Unterdrucks gegen das Transportband zu pressen. Durch den Unterdruck wird das Substrat letztendlich gegen das Transportband gezogen. Auch hierdurch wird eine sichere Anlage des Substrats an dem Transportband gewährleitet.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Saugeinrichtung in dem Transportband ausgebildete Öffnungen aufweist, die mit einem Unterdruck beaufschlagbar sind. Der Unterdruck wird somit insbesondere durch das Transportband hindurch erzeugt, sodass ein sicheres und flächiges Anliegen des Substrats an dem Transportband jederzeit gewährleitet ist. Insbesondere wird das Transportband dazu auf einer Transportschiene geführt, welches Saugkanäle aufweist, die mit einer Vakuum- oder Unterdruckeinrichtung verbunden sind, und in Richtung des dritten Transportband offen ausgebildet sind, sodass die Öffnung des Transportbands, die mit den Saugkanälen fluchten, mit einem Unterdruck beaufschlagt werden.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einrichtung einen den Transportband gegenüberliegend angeordneten Lüfter mit zumindest einem Lüfterrad aufweist, wobei das Lüfterrrad derart ausgerichtet ist, dass es einen Luftstrom in Richtung des Transportbands erzeugt. In dieser Ausführungsform wird bevorzugt auf Druckluftdüsen verzichtet, stattdessen wird ein breiter Luftstrom genutzt, um das Substrat an dem Transportband zu Halten. Der erreichbare Luftdruck mag dabei geringer sein, führt aber zu einer schonenderen Behandlung des Substrats. Darüber hinaus reicht der Luftdruck dennoch dazu auf, dass Substrat an dem Transportband sicher zu halten.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einrichtung vorzugsweise ein viertes an dem Wendekopf angeordnetes Transportband aufweist, das dem dritten Transportband derart gegenüberliegt, dass ein Substrat zwischen dem dritten und dem vierten Transportband zumindest im Wesentlichen spielfrei aufnehmbar ist. Dadurch wird ein Substrat, das der Wendeeinrichtung zugeführt wird, automatisch zwischen dem dritten und dem vierten Transportband zumindest im Wesentlichen spielfrei aufgenommen, wodurch eine Halterung des Substrats an dem dritten Transportbands mechanisch durch das vierte Transportband gewährleistet ist. Bei einem Verdrehen des Wendekopfs wird das Substrat somit sicher zwischen dem dritten und dem vierten Transportband gehalten.
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Besonders bevorzugt sind das vierte Transportband oder das dritte Transportband zumindest Abschnittsweise in Halterichtung gefedert gelagert, um das Substrat durch eine Vorspannkraft zwischen dem dritten und dem vierten Transportband zu halten. Durch diese Federvorgespannte Halterung des Substrats zwischen dem dritten und dem vierten Transportband ist ebenfalls eine sichere Halterung und schonende Behandlung des Substrats während der Umdrehung gewährleistet.
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Das jeweilige Transportband ist bevorzugt flächig als einteiliges Transportband ausgebildet, auf welchem die Substrate jeweils flächig aufliegen. Alternativ ist das jeweilige Transportband bevorzugt zwei oder mehrteilig ausgebildet, sodass zwischen mehreren Transportbandteilen Abstände bestehen. So weist beispielsweise zumindest eines der Transportbänder zwei Transportbandteile auf, die parallel zueinander und beanstandet zueinander angeordnet sind, sodass die Substrate mit ihren Außenrändern auf den Transportbändern aufliegen und ansonsten frei zugängig sind.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 ein vorteilhaftes Transportsystem in einer vereinfachten Seitenansicht in einem ersten Betätigungszustand,
- 2 das Transportsystem in einem zweiten Betätigungszustand und
- 3 das Transportsystem in einem dritten Betätigungszustand.
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1 bis 3 zeigen jeweils ein vorteilhaftes Transportsystem 1 für den Transport flacher Substrate, wie beispielsweise Leiterplatten, Solarzellen, Wafer oder dergleichen. Das Transportsystem 1 weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erstes antreibbares Transportband 2 sowie ein zweites antreibbares Transportband 3 auf. Die Transportbänder sind jeweils durch mehrere Stützrollen oder Umlenkrollen 3 an einem Träger 4 gelagert und als Unendlichtrieb ausgebildet. Jedem Transportband 2, 3 ist dabei vorteilhafterweise ein Antrieb 5, von dem in 1 nur einer gezeigt ist, zugeordnet. Durch Ansteuern der Antriebe 5 sind die Transportbänder 2, 3 jeweils in eine Umlaufbewegung versetzbar. Optional sind die Transportbänder 2, 3 jeweils zweigeteilt ausgebildet, sodass sowohl auf der Vorderseite des jeweiligen Trägers 4 (in der Figuren sichtbar) als auch auf der Hinterseite des Trägers 4 (durch den Träger 4 verdeckt) jeweils ein Transportbandteil angeordnet ist. Die Transportbandteile sind dabei parallel zueinander ausgerichtet und beabstandet voneinander an dem Träger 4 gelagert, sodass ein auf dem Transportband 2 oder 3 befindliches Substrat 6 an seinen Längsseitenrändern auf dem Transportband 2 beziehungsweise den Transportbandteilen jeweils aufliegt und dazwischen frei zugängig ist.
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Die beiden Transportbänder 2, 3 sind beabstandet zueinander in Förderrichtung, wie durch einen Pfeil 7 angezeigt, angeordnet. Zwischen den Transportbändern 2, 3 ist eine Wendeeinrichtung 8 angeordnet, die dazu dient, Substrate 6, die von dem einen Transportband 2 zu dem zweiten Transportband 3 transportiert werden, um eine Horizontalachse umzudrehen beziehungsweise zu wenden. Die Substrate 6 werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von dem Transportband 2 der Wendeeinrichtung 8 zugeführt. Dabei liegen die Substrate 6 mit einer Unterseite 9 auf dem Transportband 2 auf, sodass die Oberseite 10 frei zugängig ist. Beispielsweise wurde die Oberseite 10 in einem vorhergehenden Schritt bedruckt. Durch die Wendeeinrichtung 8 werden die Substrate 6 nun nacheinander gewendet, sodass sie auf dem Transportband 3 anschließend mit der Unterseite 9 nach oben gerichtet mit der Oberseite 10 auf dem Transportband 3 aufliegend weitergefördert und bearbeitet werden können.
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Die Wendeeinrichtung 8 weist dazu einen Wendekopf 11 auf, der um eine Horizontalachse, die senkrecht zur Transportrichtung 7 ausgerichtet ist, verdrehbar an einem hier nicht dargestellten Träger gelagert ist. Der Wendekopf 11 trägt ein drittes Transportband 12. Dieses ist durch mehrere Umlenkrollen 13 an dem Wendekopf 11 als Unendlichtrieb umlaufend antreibbar ausgebildet. Wie auch die Transportbänder 2 und 3 kann das Transportband 12 mehrteilig ausgebildet sein. Dem Transportband 12 ist ebenfalls ein Antrieb 14 zugeordnet, mittels dessen das Transportband 12 in die Umlaufbewegung antreibbar ist.
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Das Transportband 12 vervollständigt die Transportstrecke der Substrate 6. Dazu liegt ein Transportabschnitt des Transportbands 12 in der gleichen Ebene, wie Transportabschnitte der Transportbänder 2 und 3, sodass die Substrate 6 ohne Höhenunterschied von einem Transportband zum nächsten weitertransportiert werden können.
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Der Wendekopf 11 weist weiterhin eine Einrichtung 15 auf, die dazu ausgebildet ist, ein auf dem Transportband 12 aufliegendes Substrat 6, wie in der 1 beispielhaft gezeigt, durch einen Luftstrom, der in 1 durch Pfeile 16 angedeutet ist, zu halten. Zunächst wird das Substrat 6 durch Ansteuern des Antriebs 14 in eine mittige Position auf dem Transportband 12 transportiert und dann das Transportband 12 gestoppt. Durch den Luftstrom wird das jeweilige Substrat 6 somit gegen das Transportband 12 gedrückt, sodass es an diesem arretiert ist.
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Anschließend wird der Wendekopf 8 um eine Horizontalachse gedreht. 2 zeigt hierzu einen Zwischenzustand, in welchem der Wendekopf 12 um 90° im Uhrzeigersinn gedreht ist. Aufgrund des Luftstroms gemäß der Pfeile 16, der auf das Substrat 6 auf dem Transportband 12 wirkt, ist das Substrat 6 auf dem Transportband 12 arretiert und fällt nicht herunter. Der Luftstrom ist dabei ausreichend groß, um eine ausreichende Haftreibung des Substrats 6 an dem Transportband 12 zu gewährleisten.
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3 zeigt den Endzustand der Umdrehung des Wendekopfs 11. Im Vergleich zu der Ausgangslage von 1 ist der Wendekopf 11 nunmehr um 180° gedreht, entsprechendes gilt auch für das Substrat 6 auf dem Transportband 12. In der Endstellung gemäß 3 wird das Substrat 6 weiterhin durch den Luftstrom der Einrichtung 15 an dem Transportband 12 gehalten, liegt jedoch über Kopf. Wird nunmehr das Transportband 12 erneut angetrieben, gemäß dem Richtungspfeil der Transportstrecke 7, so wird es auf das Transportband 3 überführt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht dabei ein Höhenversatz zwischen dem Substrat 6 und dem Transportband 3. Durch den Luftstrom wird jedoch gewährleistet, dass das Substrat 6 sanft auf dem Transportband 3 zum Aufliegen kommt, sobald es den Wirkungsbereich des Luftstroms verlässt. Alternativ ist der Wendekopf 11 bevorzugt derart ausgebildet, dass beim Wenden des Substrats 6 um die Horizontalachse, dieser mit der Oberseite des Substrats 6 nunmehr derart zum Liegen kommt, dass die Oberseite nur minimal beabstandet zu dem Transportband 3 liegt, sodass insbesondere ein stufenfreies Übergeben des Substrats 6 von der Wendeeinrichtung 8 zu dem Transportband 3 gewährleistet ist. Optional ist der Wendekopf 14 dazu in der Höhe verstellbar, wie durch einen Doppelpfeil 17 in 3 angedeutet, um unterschiedlich dicke Substrate wenden zu können.
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Durch die vorteilhafte Ausbildung des Transportsystems 1 ist ein schonendes Wenden der Substrate 6 entlang der Transportstrecke 7 somit sicher gewährleistet.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Einrichtung 15 zum Bereitstellen des Luftstroms einen Lüfter 18 mit einem antreibbaren Lüfterrad auf. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Einrichtung 15 eine Drucklufteinrichtung 19 auf, die außerdem eine oder mehrere Druckluftdüsen 19_1 aufweist, die in 3 beispielhaft gestrichelt gezeichnet sind, mittels welcher jeweils ein Druckluftstrom gezielt auf das Substrat 6 beziehungsweise das Transportband 12 geführt wird, um das Substrat 6 an dem Transportband 12 mit einem Druckluftstrom oder mit mehreren gezielten Druckluftströmen, insbesondere während der Umdrehung zu halten.
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Alternativ oder zusätzlich weist die Einrichtung 15 eine Saugeinrichtung 20 auf, die der von dem Substrat 6 abgewandten Unterseite des Transportbands 12 zugeordnet ist, um durch Erzeugen eines Unterdrucks oder Vakuums das Substrat 6 an das Transportband 12 anzuziehen. Vorzugsweise ist das Transportband 2 dazu luftdurchlässig ausgebildet, sodass der Unterdruck direkt durch das Transportband 12 auf das Substrat 6 ausgeübt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Wendeeinrichtung 8 ein an dem Wendekopf 11 angeordnetes viertes Transportband 2 auf, das dem Transportband 12 gegenüberliegt und beispielsweise spiegelbildlich dazu ausgebildet ist. Dabei ist das vierte Transportband 21 derart nahe an dem Transportband 12 angeordnet, dass das Substrat 6 zwischen den beiden Transportbändern 12, 21 zumindest im Wesentlichen spielfrei gehalten ist. Auch hier ist ein sicherer Transport und schonender Umgang des Substrats 6 während der Umdrehung des Wendekopfs 11 gewährleistet.
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Das nächste Substrat 6 wird in der Endlage des Wendekopfs 11, wie sie in 3 gezeigt ist, bevorzugt in die Wendeeinrichtung 8 durch das Transportband 2 eingeschoben, wobei die Einrichtung 15, unabhängig von ihren unterschiedlichen Ausbildungen, die vorstehend beschrieben wurden, sicher an das Transportband 12 geführt und dort gehalten wird. Dazu wird beispielsweise der Lüfter 18 dauerhaft betrieben. Sobald das folgende Substrat 6 in der Wendeeinrichtung 8 platziert ist, wird der Wendekopf 11 erneut um 180°, beispielsweise erneut im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht, sodass das Substrat 6 gewendet und anschließend auf das Transportband 3 weiter transportiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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