DE102020204100A1

DE102020204100A1 - Neues Montageverfahren zum Installieren von Bogenmaterial

Info

Publication number: DE102020204100A1
Application number: DE102020204100.8A
Authority: DE
Inventors: Qiong Zhang; Dave Letteer; Carl Walzer
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2020-10-08
Also published as: US20200321647A1; CN111799496A

Abstract

Ein Verfahren zum Auftragen von Bogenmaterial auf eine Platte oder eine Oberfläche, wie etwa eine Kühlplatte zur Verwendung mit einer Batterie, wird offenbart. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Bereitstellen einer Zylinderwalze, die so ausgestaltet ist, dass ein Bogenmaterial auf ihrer äußeren Oberfläche selektiv anhaftet, Aufnehmen des Bogens von einem Substrat, indem die Zylinderwalze in Bezug auf das Substrat gedreht wird, und Ablegen des Bogens auf der Platte oder Oberfläche, indem die Zylinderwalze in Bezug auf die Platte oder Oberfläche gedreht wird. Die äußere Oberfläche der Zylinderwalze ist umlaufend in einen Haftabschnitt und einen Nicht-Haftabschnitt geteilt. Der Haftabschnitt ist ausgestaltet, eine Haftkraft zum Anhaften des Bogens auf der äußeren Oberfläche der Zylinderwalze bereitzustellen, während der Nicht-Haftabschnitt in Bezug auf eine Drehachse der Zylinderwalze beim Drehen der Zylinderwalze in Bezug auf das Substrat und die Platte oder Oberfläche stationär bleibt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Installieren eines Bogenmaterials auf einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche und ein Verfahren zur Verwendung desselben, und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Installieren eines Materialbogens auf einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche einer Platte.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektrofahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge umfassen üblicherweise relativ große Batterieanordnungen zum Erzeugen des Stroms, der zum Fahren des zugehörigen Fahrzeugs notwendig ist. Die Batterien, die solche Anordnungen bilden, neigen dazu, während ihres Betriebs signifikante Wärme zu erzeugen, weshalb es wichtig ist, Wärme von jeder der Batterien kontinuierlich zu entfernen, um einen gewünschten Temperaturbereich der zugehörigen Batterie aufrechtzuerhalten.
Ein Verfahren zum Kühlen der Batterien, welche die Batterieanordnung bilden, umfasst das Anordnen einer Kühlplatte in Wärmeaustauschbeziehung mit der zugehörigen Batterie, wobei die Kühlplatte einen Kühlkörper bilden kann, der geeignete Wärmeleiteigenschaften aufweist. Da jedoch solche Kühlplatten gewöhnlich aus elektrisch leitenden Materialien wie Metallmaterialien gebildet sind, besteht eine Möglichkeit der Bildung eines Kurzschlusses, wenn die elektrisch leitende Kühlplatte in direktem Kontakt mit einer elektrisch leitenden Oberfläche der zugehörigen Batterie angeordnet ist.
Um einen solchen Kurzschluss zu vermeiden, umfassen solche Batterieanordnungen gewöhnlich eine Schicht eines thermischen Grenzflächenmaterials (Thermal Interface Material - TIM) zwischen der Kühlplatte und der zugehörigen Batterie. Das TIM kann sich als Bogenmaterial darstellen, das so ausgewählt ist, dass es einen gewünschten Grad an Wärmeleitfähigkeit umfasst, während es im Wesentlichen elektrisch nichtleitend bleibt, um die Batterie von der Kühlplatte elektrisch zu isolieren. Entsprechend bildet das TIM einen Pfad für Wärme, um von der Batterie weg und zu der Kühlplatte hin zu strömen, während eine unerwünschte elektrische Verbindung zwischen der Batterie und der Kühlplatte vermieden wird.
Das Auftragen des TIMs auf die Oberfläche der Batterieplatte stellt einige Herausforderungen dar, was den Auftragungsprozess ineffizient und unpräzise macht. Viele TIMs, die zusammen mit elektrischen Komponenten verwendet werden, neigen dazu, aus relativ weichen und biegsamen Materialien wie wachs- oder silikonbasierten Polymermaterialien gebildet zu sein. Diese Materialien neigen dazu, schwer zu handhaben und schwer richtig auszurichten zu sein, schwer hantierbar zu sein, ohne das Material zu beschädigen, und schwer flach zu liegen, ohne unerwünschtes Einbringen von Mängeln wie Luftblasen und dergleichen, wobei solche Probleme dazu führen können, dass das TIM die Wärme nicht effizient von der Batterie weg und zu der Kühlplatte hin leitet oder dass es die Bildung eines Kurzschlusses zwischen der Kühlplatte und der zugehörigen Batterie nicht verhindert. Zusätzlich sorgt die Schwierigkeit, die der Handhabung eines biegsamen Bogens des TIMs innewohnt, dafür, dass ein Auftragungsprozess zeitintensiv und unpräzise ist, wenn solche Bögen manuell gehandhabt werden, selbst wenn ein solcher Prozess von einem Fachmann ausgeführt wird.
Ferner sind solche Bögen von TIM herkömmlicherweise auf eine Verwendung mit relativ kleinen elektrischen Komponenten beschränkt, die maximale Abmessungen im Bereich von Millimetern oder Zentimetern aufweisen. Solche Bögen stellen sich üblicherweise in ebener Form zum Auftragen auf eine entsprechende ebene Oberfläche dar. Die relative Kleinheit solcher Bögen ermöglicht, dass die Bögen von einem geeigneten automatisierten Mittel, das eine ebene Aufnahmeoberfläche aufweist, einfach aufgenommen werden können, bevor es den Bogen zu der gewünschten Stelle in Bezug auf das entsprechende Substrat befördert. Im Gegensatz dazu umfassen Batterien, die in einem Elektro- oder Hybridelektrofahrzeug verwendet werden, üblicherweise jedoch relativ große ebene Oberflächen, die Abmessungen von einem Meter oder mehr aufweisen. Solche relativ großen Bögen werden überaus schwierig zu handhaben aufgrund der Breiten- und Längenabmessungen des Bogens, die seine Dickenabmessung bei weitem übersteigen, was zu einer erhöhten Biegsamkeit des Bogens sowie zu einer Vergrößerung des Oberflächenbereichs des Bogens führt, der aufgenommen werden muss, um eine Beschädigung oder Fehlausrichtung des Bogens zu vermeiden. Die Vergrößerung des Oberflächenbereichs des Bogens, der zur Aufnahme notwendig ist, bringt auch eine größere Wahrscheinlichkeit für Defekte mit sich, die sich auf dem zugehörigen Bogen bilden werden, da das herkömmliche ebene Verfahren zum Aufnehmen keinen Mechanismus umfasst, um sicherzustellen, dass die Gesamtheit des Bogens auf der Aufnahmeoberfläche während des Aufnahmeprozesses gleichmäßig anhaftet.
Entsprechend wären ein System und ein Verfahren wünschenswert, um Bögen aus thermischem Grenzflächenmaterial zuverlässig und wiederholt aufzunehmen und anzuordnen, ohne sie falsch auszurichten oder Defekte in die Bögen aus thermischem Grenzflächenmaterial einzubringen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Kompatibel und abgestimmt mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Aufnehmen und/oder Ablegen eines Bogens aus thermischem Grenzflächenmaterial offenbart. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Bereitstellen einer Zylinderwalze, die so ausgestaltet ist, dass der Bogen auf einer äußeren Oberfläche der Zylinderwalze selektiv anhaftet und Drehen der Zylinderwalze in Bezug auf eine ebene Oberfläche, wobei der Bogen zwischen der Zylinderwalze und der ebenen Oberfläche zusammengedrückt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Auftragen eines Materialbogens auf eine ebene Oberfläche offenbart. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Bereitstellen einer Zylinderwalze, die so ausgestaltet ist, dass der Bogen auf einer äußeren Oberfläche der Zylinderwalze selektiv anhaftet; Aufnehmen des Bogens von einem Substrat, indem die Zylinderwalze in Bezug auf das Substrat gedreht wird; und Ablegen des Bogens auf der ebenen Oberfläche, indem die Zylinderwalze in Bezug auf die ebene Oberfläche gedreht wird. Das Bogenmaterial kann auch als bahn- oder plattenförmiges Material, und der Materialbogen als Materiallage oder -platte bezeichnet werden.
Figurenliste
Obige sowie sonstige Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann aus dem Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung angesichts der begleitenden Zeichnungen offensichtlich. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht im Querschnitt eines Pick-and-Place-Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Seitenansicht des Pick-and-Place (Aufnahme- und Ablage)-Systems im Querschnitt durch die Schnittlinien 2-2 von 1;
3 eine Seitenansicht des Pick-and-Place-Systems im Querschnitt durch die Schnittlinien 3-3 von 1;
4 bis 6 Seitenansichten im Querschnitt, die verschiedene Stufen eines Aufnahmeprozesses darstellen, der von dem Pick-and-Place-System von 1 ausgeführt wird,
7 eine vergrößerte, ausschnitthafte Seitenansicht im Querschnitt eines eingekreisten Abschnitts von 4;
8 bis 10 Seitenansichten im Querschnitt, die verschiedene Stufen eines Ablageprozesses darstellen, der von dem Pick-and-Place-System von 1 ausgeführt wird,
11 eine schematische Seitenansicht im Querschnitt, die eine Ausführungsform des Pick-and-Place-Systems darstellt, wobei die Zylinderwalze in Bezug auf ein stationäres Substrat befördert wird,
12 eine schematische Seitenansicht im Querschnitt, die eine Ausführungsform des Pick-and-Place-Systems darstellt, wobei ein Substrat in Bezug auf eine stationäre Zylinderwalze befördert wird;
13 eine Draufsicht einer Zylinderwalze, die eine Vielzahl von Materialbögen gleichzeitig aufnimmt oder ablegt;
14 eine Seitenansicht im Querschnitt einer Zylinderwalze, die eine Vielzahl von Materialbögen nacheinander aufnimmt oder ablegt;
15 eine schematische Stirnansicht einer Zylinderwalze eines Pick-and-Place-Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 eine vergrößerte, ausschnitthafte, schematische Stirnansicht eines Abschnitts der Zylinderwalze, der in 15 eingekreist ist; und
17 eine schematische Seitenansicht im Querschnitt des Pick-and-Place-Systems von 15 während eines repräsentativen Ablageprozesses.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung und anhängigen Zeichnungen beschreiben und veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und Zeichnungen dienen dazu, dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, und sollen den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise einschränken. In Bezug auf die offenbarten Verfahren sind die vorgestellten Schritte beispielhaft und folglich ist die Reihenfolge der Schritte nicht notwendig oder entscheidend.
Die in diesem Dokument offenbarte Erfindung richtet sich auf ein System und Verfahren zur Aufnahme und Ablage von wärmeleitenden und elektrisch nichtleitenden Bogenmaterialien. In der vorgesehenen Anwendung kann das Bogenmaterial ein thermisches Grenzflächenmaterial (TIM) sein. Das TIM kann aus einem geeigneten Bogen eines biegsamen Materials gebildet sein, das die gewünschten Merkmale der Wärmeleitfähigkeit und elektrischen Leitfähigkeit für die gegebene Anwendung aufweist. Das TIM kann zum Beispiel aus einem Bogen eines Materials gebildet sein, das aus Silikon, einem Epoxid, einem Urethan, einem Acryl oder Kombinationen davon, als nicht einschränkende Beispiele, gebildet ist. Das TIM kann so gebildet sein, dass es relativ weich und verformbar ist, sodass es wünschenswert sein kann, übermäßiges Hantieren des Materialbogens zu vermeiden, um das Einbringen von Falten oder Rissen zu vermeiden, wenn versucht wird, den Bogen aufzunehmen oder abzulegen. Der Bogen des TIM-Materials wird nachstehend der Einfachheit halber als der Bogen 5 bezeichnet. Das Aufnehmen des Bogens 5 kann in Bezug auf eine im Wesentlichen ebene Oberfläche eines ersten Substrats ausgeführt werden, während das Ablegen des Bogens 5 in Bezug auf eine im Wesentlichen ebene Oberfläche eines zweiten Substrats ausgeführt werden kann. Das erste Substrat kann eine Struktur in Verbindung mit einem Herstellungsprozess für die Montage eines Produkts sein, das das zweite Substrat umfasst, wobei das zweite Substrat ein Abschnitt des Produkts sein kann, der ausgestaltet ist, den Bogen 5 während des Herstellungsprozesses aufzunehmen.
In den vorgesehenen Beispielen ist das zweite Substrat ein im Wesentlichen ebener Abschnitt einer Kühlplatte, die zu einer Batterie eines Elektro- oder Hybridelektrofahrzeugs gehört. Die Kühlplatte kann normalerweise als ein Wärmetauscher zum Entfernen von Wärme aus der Batterie während deren Betriebs fungieren, und der Bogen 5 kann zwischen der Kühlplatte und der zugehörigen Batterie angeordnet sein, um eine wärmeleitende und elektrisch nichtleitende Schicht zwischen der Batterie und der Kühlplatte vorzusehen. Entsprechend gewährleistet der Einschluss des Bogens 5, dass kein elektrischer Strom unerwünscht zwischen der Kühlplatte und der Batterie fließt, während Wärme von der Batterie in die Umgebung über die Kühlplatte übertragen werden kann.
Wie durchweg erläutert, können die allgemeinen erfinderischen Konzepte des offenbarten Systems auf eine Vielfalt von unterschiedlichen Strukturen und Prozessen angewendet werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Dementsprechend sind die in diesem Dokument vorgesehenen Beispiele rein beispielhaft und schränken die möglichen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung nicht ein. Es sollte für einen Fachmann offensichtlich sein, dass die in diesem Dokument offenbarten Strukturen und Verfahren leicht an eine Vielfalt von alternativen Ausgestaltungen und Prozessen angepasst werden können, während die vorteilhaften Merkmale der vorliegenden Erfindung aufrechterhalten bleiben.
Als ein nicht einschränkendes Beispiel zeigen die 1 bis 14 ein Pick-and-Place-System 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Pick-and-Place-System 10 umfasst im Allgemeinen ein Fördersystem 20 und eine Zylinderwalze 50 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Pick-and-Place-System 10 ist so ausgestaltet, dass es fähig ist, den Bogen 5 eines zugehörigen TIMs von einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche eines ersten Substrats 15 selektiv sowohl aufzunehmen als auch den Bogen 5 des TIMs an einer gewünschten Position auf einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche eines zweiten Substrats 115 selektiv abzulegen. Wie nachstehend beschrieben, kann das erste Substrat 15 eine im Wesentlichen ebene Oberfläche des Fördersystems 20 sein, während das zweite Substrat 115 eine im Wesentlichen ebene Oberfläche einer Kühlplatte einer Batterieanordnung sein kann.
Das Fördersystem 20 ist so ausgestaltet, dass es selektiv eine Position der Zylinderwalze 50 in Bezug auf das erste Substrat 15 festlegt, wenn ein Aufnahmeprozess ausgeführt wird, oder dass es selektiv eine Position der Zylinderwalze 50 in Bezug auf das zweite Substrat 115 festlegt, wenn ein Ablageprozess ausgeführt wird. Das Fördersystem 20 ist ebenfalls so ausgestaltet, dass es eine relative Bewegung zwischen der Zylinderwalze 50 und dem zugehörigen Substrat 15, 115 ermöglicht oder erleichtert, um das Rollen der Zylinderwalze 50 während des Pick-and-Place-Prozesses zu veranlassen.
Wenn der Bogen 5 auf dem ersten Substrat 15 vor dem Aufnahmeprozess angeordnet ist, umfasst der Bogen 5 eine erste Abmessung, die nachstehend als Längenabmessung bezeichnet wird, die sich in einer ersten Richtung parallel zu der im Wesentlichen ebenen Oberfläche des ersten Substrats 15 und senkrecht zu einer Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 erstreckt. Der Bogen 5 umfasst ferner eine zweite Abmessung, die nachstehend als Breitenabmessung bezeichnet wird, die sich in einer zweiten Richtung parallel zu der im Wesentlichen ebenen Oberfläche des ersten Substrats 15 und der Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 erstreckt, und eine dritte Abmessung, die nachstehend als Dickenabmessung bezeichnet wird, die sich in einer dritten Richtung erstreckt, die senkrecht zu jeder der ersten Richtung und der zweiten Richtung angeordnet ist. Die erste Richtung entspricht einer Laufrichtung der Zylinderwalze 50 in Bezug auf das erste Substrat 15, wenn die Zylinderwalze 50 in Bezug darauf während eines zugehörigen Aufnahmeprozesses rollt. Ähnlich findet eine Laufrichtung der Zylinderwalze 50 in Bezug auf das zweite Substrat 115, wenn der Bogen 5 auf dem entsprechenden zweiten Substrat 115 abgelegt wird, ebenfalls in der ersten Richtung entsprechend der Längenabmessung des abgelegten Bogens 5 statt.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Fördersystem 20 einen Rahmen 22, der sowohl eine Basis 24, die unterhalb der Zylinderwalze 50 angeordnet ist, als auch ein Stützelement 26 umfasst, das sich über der Zylinderwalze 50 erstreckt, wobei die Zylinderwalze 50 von dem Stützelement 26 nach unten abhängt. Wie in den 2 und 3 am besten dargestellt, umfasst das Stützelement 26 ein Paar von sich horizontal erstreckenden Schienen 28, die davon abhängen, wobei jede der Schienen 28 ausgestaltet ist, in einen von einem Paar beabstandeter Gleitmechanismen 30 einzugreifen. Jeder der Gleitmechanismen 30 ist ausgestaltet, in eine der Schienen 28 gleitend einzugreifen, sodass die Gleitmechanismen 30 im Einklang und in einer horizontalen Richtung gleiten können, wie aus der Perspektive von 1 dargestellt. Jedes Ende der Zylinderwalze 50 wird von einem der Gleitmechanismen 30 so gestützt, dass sich die Gesamtheit der Zylinderwalze 50 in der horizontalen Richtung verschiebt, wenn die Gleitmechanismen 30 in der horizontalen Richtung verschoben werden. Im vorgesehenen Beispiel entspricht die horizontale Richtung der ersten Richtung entsprechend der Längenabmessung des Bogens 5 vor dem Aufnahmeprozess oder nach dem Ablageprozess. Die Gleitmechanismen 30 können veranlasst werden, sich linear in Bezug auf die Schienen 28 zu verschieben, indem die Gleitmechanismen 30 mit einem geeigneten Mechanismus oder System für lineare Verschiebung (nicht dargestellt) verbunden werden, wie etwa einem geeigneten Fördersystem, Seilzugsystem, Spindelantriebssystem oder dergleichen. Der zugehörige Mechanismus oder das zugehörige System kann von jeder beliebigen Art eines geeigneten Aktuators (nicht dargestellt) angetrieben werden, wie etwa einem Elektromotor.
Jeder der Gleitmechanismen 30 umfasst ferner eine Federbaugruppe 32, die ausgestaltet ist, einen kontinuierlichen Druck zwischen der Zylinderwalze 50 und dem zugehörigen Bogen 5 aufzubauen, während die Zylinderwalze 50 in Bezug auf das zugehörige Substrat 15, 115 rollt. Jede der Federbaugruppen 32 trennt einen ersten Abschnitt 33 jedes der Gleitmechanismen 30, der an eine der Schienen 28 gekoppelt ist, von einem zweiten Abschnitt 34 jedes der Gleitmechanismen 30, der an eines der Enden der Zylinderwalze 50 gekoppelt ist. Die Federbaugruppe 32 liefert eine abwärts gerichtete Federkraft auf die Zylinderwalze 50 aus der Perspektive der 1 bis 3, wenn die Zylinderwalze 50 in Kontakt mit dem Bogen 5 gesetzt wird, da der zweite Abschnitt 34 jedes der Gleitmechanismen 30 zum entsprechenden ersten Abschnitt 33 jedes der Gleitmechanismen 30 hin verschoben wird, wodurch eine Feder 35 der Federbaugruppe 32 zwischen den ersten und zweiten Abschnitten 33, 34 zusammengedrückt wird. Die von der Feder 35 angewendete Federkraft gewährleistet ein kontinuierliches Zusammendrücken des Bogens 5 zwischen der Zylinderwalze 50 und dem zugehörigen Substrat 15, 115, während die Zylinderwalze 50 in Bezug auf das zugehörige Substrat 15, 115 rollt. Die Federbaugruppe 32 kann eine Vielzahl von Gleitverbindungen umfassen, die zwischen den ersten und zweiten Abschnitten 33, 34 jedes der Gleitmechanismen 30 angeordnet sind, wobei die Gleitverbindungen die Bewegung jedes der zweiten Abschnitte 34 ausschließlich in der vertikalen Richtung aus der Perspektive der 1 bis 3 während des Zusammendrückens der Feder 35 beschränken, wobei die vertikale Richtung der zuvor genannten dritten Richtung entspricht, die zu der Dickenabmessung des Bogens 5 gehört, wenn er auf dem zugehörigen Substrat 15, 115 angeordnet ist. Alternativ kann die Federbaugruppe 32 jede beliebige Art von Mechanismus umfassen, der zum Anwenden einer Kraft als Reaktion auf ein Zusammendrücken in der dritten Richtung geeignet ist, wie etwa eine pneumatische Federbaugruppe, als ein zusätzliches, nicht einschränkendes Beispiel.
Die Basis 24 umfasst ein Paar Schienen 29, die sich in die Seite aus der Perspektive von 1 erstrecken, die den Schienen 29 entsprechen, die sich in der zweiten Richtung entsprechend der Breitenabmessung des Bogens 5 erstrecken. Ein Schlitten 35 ist gleitend auf den Schienen 29 angeordnet, sodass sich die Gesamtheit des Schlittens 35 und die übrigen Komponenten, die von dem Schlitten 35 gestützt werden, bei einer Verschiebung in der dritten Richtung im Einklang bewegen. Der Schlitten 35 kann veranlasst werden, sich linear in Bezug auf die Schienen 29 zu verschieben, indem der Schlitten 35 mit einem geeigneten Mechanismus oder System für lineare Verschiebung (nicht dargestellt) verbunden wird, wie etwa ein geeignetes Fördersystem, Seilzugsystem, Spindelantriebssystem oder dergleichen. Der zugehörige Mechanismus oder das zugehörige System kann von jeder beliebigen Art eines geeigneten Aktuators (nicht dargestellt) angetrieben werden, wie etwa einem Elektromotor.
Der Schlitten 35 stützt ferner einen Tisch 36, der in dem vorliegenden Beispiel das erste Substrat 15 bildet, auf dem der Bogen 5 vor dem Aufnahmeprozess wie nachstehend beschrieben angeordnet wird. Wie in 1 dargestellt, kann der Tisch 36 ferner das zweite Substrat 115 stützen, der ausgestaltet ist, den Bogen 5 während des Ablageprozesses darauf aufzunehmen, wobei das zweite Substrat 115 bezeichnend ist für eine der zuvor beschriebenen Kühlplatten. Der Tisch 36 ist betriebsfähig an ein Paar Spindelantriebsanordnungen 38 gekoppelt, die auf dem Schlitten 35 angeordnet sind. Jede der Spindelantriebsanordnungen 38 ist ausgestaltet, eine Höhe des Tischs 36 in Bezug auf den Schlitten 35 und somit die Basis 24 zu ändern, indem der Tisch 36 ausschließlich in der vertikalen oder dritten Richtung verschoben wird. Die Verschiebung des Tischs 36 in der dritten Richtung hin zu der Zylinderwalze 50 hin ist geeignet, um das Zusammendrücken des Bogens 5 zwischen der Zylinderwalze 50 und dem zugehörigen Substrat 15, 115 bereitzustellen und aufrechtzuerhalten, wie durch die Reaktion der Federbaugruppe 32 veranlasst. Die offenbarten Spindelantriebsanordnungen 38 sind rein bezeichnend für eine mögliche Form eines Mechanismus oder Systems für lineare Verschiebung und können durch jeden beliebigen geeigneten derartigen Mechanismus oder jedes beliebige geeignete derartige System ersetzt werden, wie etwa ein Fördersystem oder Seilzugsystem, als nicht einschränkende Beispiele.
Bezug nehmend nun auf die 2 und 3 umfassen die Gleitmechanismen 30 einen ersten Gleitmechanismus 41, der an ein erstes Ende 51 der Zylinderwalze 50 gekoppelt ist, und einen zweiten Gleitmechanismus 42,
42 der an ein zweites Ende 52 der Zylinderwalze 50 gekoppelt ist. Der erste Gleitmechanismus 41 umfasst eine Öffnung für die Aufnahme einer hindurchgehenden Saugleitung 43. Die Saugleitung 43 ist sicher an den ersten Gleitmechanismus 41 gekoppelt, um die Saugleitung 43 zu veranlassen, sich im Einklang mit dem ersten Gleitmechanismus 41 und der Zylinderwalze 50 beim Rollen der Zylinderwalze 50 in Bezug auf das zugehörige Substrat 15, 115 zu bewegen. Die Saugleitung 43 umfasst ein offenes Ende 44, das in einem hohlen Innenraum 54 der Zylinderwalze 50 angeordnet ist, um den hohlen Innenraum 54 in Fluidkommunikation mit einem Innenraum der Saugleitung 43 zu setzen. Der Innenraum der Saugleitung 43 wird in Fluidkommunikation mit einer Luftpumpe (nicht dargestellt) gesetzt, die ausgestaltet ist, einen Saugdruck in der Saugleitung 43 und somit in dem hohlen Innenraum 54 der Zylinderwalze 50 zu bilden. Der Saugdruck kann ein Teilvakuum sein und ist geringer als ein Druck der Umgebung, welche die Zylinderwalze 50 umgibt.
Das erste Ende 51 der Zylinderwalze 50 ist auf der Saugleitung
43 mittels Lager oder dergleichen drehbar gelagert, um zu veranlassen, dass eine Mittelachse der Saugleitung 43 mit der
Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 zusammenfällt. Das zweite Ende 52 der Zylinderwalze 50 kann eine Welle 56 umfassen, die in einer Öffnung, die in dem zweiten Gleitmechanismus 42 gebildet ist, mittels Lager oder dergleichen drehbar aufgenommen wird, wobei die Welle 56 koaxial mit der Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 angeordnet ist. Die Welle 56 kann betriebsfähig an einen Drehantrieb 58 gekoppelt sein, der ausgestaltet ist, die Zylinderwalze 50 in Bezug auf die Saugleitung 43 und somit um die Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 selektiv zu drehen. Der Drehantrieb 58 kann ein Elektromotor sein und ausgestaltet sein, entweder die Drehung der Zylinderwalze 50 bei ihrem Rollprozess anzutreiben oder die Zylinderwalze 50 vor oder nach einem zugehörigen Aufnahmeprozess oder Ablageprozess drehend neu zu positionieren. Zum Beispiel kann der Drehantrieb 58 die Zylinderwalze 50 selektiv zu einer gewünschten Drehstartposition vor jedem darauffolgenden Pick-and-Place-Prozess drehen, je nach Wunsch.
Die Zylinderwalze 50 umfasst eine äußere Oberfläche 62, die von einer sich umlaufend erstreckenden Wand 64 der Zylinderwalze 50 definiert wird. Die äußere Oberfläche 62 der Zylinderwalze 50 umfasst einen Fixierbereich 66, der geeignet ist, den Bogen 5 an der äußeren Oberfläche 62 während eines Pick-and-Place-Prozesses selektiv anzuhaften. Der Fixierbereich 66 erstreckt sich umlaufend um eine Gesamtheit der äußeren Oberfläche 62, während er sich ebenfalls über eine vorgewählte Länge der äußeren Oberfläche 62 in Bezug auf die zweite (Breiten-) Richtung erstreckt. Der Fixierbereich 66 kann in Bezug auf die zweite Richtung mittig auf der äußeren Oberfläche 62 angeordnet sein, je nach Wunsch. In dem in den 1 bis 13 vorgesehenen Beispiel entspricht der Fixierbereich 66 einem Abschnitt der Wand 64, der ein Feld von Saugöffnungen 65 aufweist, die hindurchgehend gebildet sind, wobei jede der Saugöffnungen 65 eine Fluidkommunikation zwischen der Umgebung, die außerhalb der Wand 64 angeordnet ist, und dem hohlen Innenraum 54 der Zylinderwalze 50 bereitstellt. Die Saugöffnungen 65 können so angeordnet sein, dass sie sich in der radialen Richtung der Zylinderwalze 50 um eine Gesamtheit des Umfangs des Fixierbereichs 66 erstrecken. Die Saugöffnungen 65 können in jedem beliebigen Muster in Bezug auf die äußere Oberfläche 62, je nach Wunsch, angeordnet sein, einschließlich einer abwechselnden, verschachtelten Ausgestaltung. Jede der Saugöffnungen 65 kann jede beliebige gewünschte Form und Größe aufweisen. Die Saugöffnungen 65 können voneinander beabstandet sein, um sicherzustellen, dass Lücken innerhalb des Fixierbereichs 66 frei von jeglichen Saugöffnungen 65 in Bezug auf die zweite Richtung oder die umlaufende Richtung der Zylinderwalze 50 nicht existieren.
Wie am besten in 7 dargestellt, die eine vergrößerte, ausschnitthafte Querschnittsansicht der Zylinderwalze 50 unmittelbar vor dem Start eines Aufnahmeprozesses zeigt, ist der Fixierbereich 66 der äußeren Oberfläche 62 umlaufend in einen Haftabschnitt 68 und einen Nicht-Haftabschnitt 69 geteilt. Der Haftabschnitt 68 bezieht sich auf einen Abschnitt des Fixierbereichs 66, der während eines Pick-and-Place-Prozesses unmittelbar eine Haftkraft auf den Bogen 5 anwendet, während sich der Nicht-Haftabschnitt 69 auf einen Abschnitt des Fixierbereichs 66 bezieht, der während des zugehörigen Pick-and-Place-Prozesses unmittelbar ohne Anwendung der Haftkraft auf den Bogen 5 ist. Der Haftabschnitt 68 und der Nicht-Haftabschnitt 69 können sich über eine Gesamtheit des Fixierbereichs 66 in Bezug auf die zweite (Breiten-) Richtung erstrecken. Der Haftabschnitt 68 erstreckt sich umlaufend entlang der äußeren Oberfläche 62 der Zylinderwalze 50 durch eine erste Winkelverschiebung, während sich der Nicht-Haftabschnitt 66 umlaufend entlang der äußeren Oberfläche 62 durch eine zweite Winkelverschiebung erstreckt, wobei die erste und zweite Winkelverschiebung die Gesamtheit des Umfangs der äußeren Oberfläche 62 entlang des Fixierbereichs 66 abdecken. In dem vorgesehenen Beispiel beträgt die erste Winkelverschiebung etwa 315 Grad, während die zweite Winkelverschiebung etwa 45 Grad beträgt. Jedoch können alternative Winkelverschiebungen verwendet werden, solange sie im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung bleiben, wie nachstehend ausführlich erläutert.
In dem vorgesehenen Beispiel wird die Haftkraft des Fixierbereichs 66 durch die Druckdifferenz bereitgestellt, die zwischen der Umgebung bei atmosphärischem Druck und dem hohlen Innenraum 54 der Zylinderwalze 50 vorhanden ist, wenn der Saugdruck darin vorliegt, der während der Einschaltung der Luftpumpe in fluider Kommunikation mit der Saugleitung 43 vorhanden ist. Wenn die Druckdifferenz groß genug ist, reicht die Haftkraft, die durch die Druckdifferenz hervorgerufen wird, aus, um den Bogen 5 an der äußeren Oberfläche 62 entlang des Haftabschnitts 68 anzuhaften, um den zugehörigen Pick-and-Place-Prozess auszuführen.
Der Fixierbereich 66 ist in den Haftabschnitt 68 und den Nicht-Haftabschnitt 69 durch das Vorhandensein einer Nicht-Haftstruktur 70 innerhalb der Zylinderwalze 50 geteilt. Die Nicht-Haftstruktur 70 ist ausgestaltet, den Luftstrom durch einen ersten Abschnitt der Saugöffnungen 65, die hin zu der Nicht-Haftstruktur 70 gewandt sind und daran enden, zu blockieren, wobei der Abschnitt des Fixierbereichs 66, der die blockierten Saugöffnungen 65 aufweist, dessen Nicht-Haftabschnitt 69 entspricht. Umgekehrt ist ein zweiter Abschnitt der Saugöffnungen 65, der dem Haftabschnitt 68 entspricht, nicht durch die Nicht-Haftstruktur 70 versperrt und weist demnach die Druckdifferenz auf, die zwischen der Umgebung und dem Saugdruck in dem hohlen Innenraum 54 der Zylinderwalze 50 vorhanden ist, wobei die daraus resultierende Haftkraft auf jedes beliebige Material angewendet werden kann, das an den Haftabschnitt 68 des Fixierbereichs 66 angrenzt oder in Kontakt damit ist.
In dem vorgesehenen Beispiel wird die Nicht-Haftstruktur 70 von einer Wand 72 gebildet, die eine zylindrisch geformte äußere Oberfläche 73 aufweist, die in ihrer Form der zylindrischen inneren Oberfläche der Wand 64 entspricht. Die Wand 72 erstreckt sich umlaufend durch die zweite Winkelverschiebung entsprechend der Winkelverschiebung des Nicht-Haftabschnitts 69. Die äußere Oberfläche 73 der Wand 72 kann in Gleitkontakt mit der inneren Oberfläche der Wand 64 in einer Weise gesetzt werden, die ausreichend ist, um den Luftstrom durch jegliche Saugöffnungen 65, die hin zu der Nicht-Haftstruktur 70 gewandt sind, unmittelbar zu verhindern.
Die Nicht-Haftstruktur 70 ist in den 2 und 3 so dargestellt, dass sie sicher an die Saugleitung 43 gekoppelt oder ansonsten einstückig mit dieser gebildet ist, aber die Nicht-Haftstruktur 70 kann an jeden beliebigen Abschnitt des Fördersystems 20 sicher gekoppelt sein, der sich nicht im Einklang mit der Wand 64 der Zylinderwalze 50 während eines Pick-and-Place-Prozesses dreht, solange man innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung bleibt. Dementsprechend ist die Nicht-Haftstruktur 70 ausgestaltet, ihre Winkelposition in Bezug auf die Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 beim Rollen der Zylinderwalze 50 in Bezug auf das zugehörige Substrat 15, 115 aufrechtzuerhalten, und selbst wenn die Zylinderwalze 50 in Bezug auf das zugehörige Substrat 15, 115 in der ersten Richtung während des Rollprozesses verschoben wird. Die Weise, in der die Nicht-Haftstruktur 70 ihre Winkelposition aufrechterhält, während sie sich in der ersten Richtung verschiebt, ist ähnlich der Weise, in der eine Drehposition eines Griffs oder Stabs eines Nudelholzes aufrechterhalten wird, selbst wenn sich die entsprechende Walze dreht und sich in Bezug auf das zugehörige Substrat während des Rollprozesses verschiebt. Der Fachmann sollte ohne Weiteres verstehen, dass die Nicht-Haftstruktur 70 in die Struktur der Zylinderwalze 50 in einer Vielfalt an unterschiedlichen Ausgestaltungen eingebaut werden kann, während die in diesem Dokument offenbarten Beziehungen immer noch aufrechterhalten werden, solange sich die Wand 64 der Zylinderwalze 50 in Bezug auf den Abschnitt des Fördersystems 20 dreht, an den die Nicht-Haftstruktur 70 beim Rollen der Zylinderwalze 50 sicher gekoppelt ist.
Eine Steuerung (nicht dargestellt) kann in Signalkommunikation mit der Luftpumpe sein, die mit der Saugleitung 43 verbunden ist, sowie jedem der zuvor genannten Aktuatoren, die für die Beförderung oder Drehung der Zylinderwalze 50 in Bezug auf das zugehörige Substrat verantwortlich sind. Die Steuerung kann vorprogrammiert sein, um einen Pick-and-Place-Prozess, wie nachstehend beschrieben, automatisch auszuführen, oder die Steuerung kann zum manuellen Steuern ausgestaltet sein, je nach Wunsch. Es wird angenommen, dass eine nachfolgende Diskussion jeglicher Bewegung, die in Bezug auf das Pick-and-Place-System 10 erfolgt, in Antwort auf die Signalkommunikation erfolgt, die mit der Steuerung hergestellt wird.
Bezug nehmend nun auf die 4 bis 6 wird ein Verfahren zur Aufnahme des Bogens 5 unter Verwendung eines zugehörigen Aufnahmeprozesses dargestellt und beschrieben. 4 bis 6 zeigen die Zylinderwalze 50, den Bogen 5 und einen Abschnitt des Tischs 36, der das erste Substrat 15 bildet, isoliert für zusätzliche Klarheit. Vor dem Aufnahmeprozess wird das Fördersystem 20 angesteuert, die Zylinderwalze 50 an einer gewünschten Position in Bezug auf den Bogen 5 abzulegen, wenn er auf dem erster Substrat 15 angeordnet ist. Die Steuerung des Fördersystems 20 kann das Einschalten eines zugehörigen Aktuators umfassen, der zum Erzeugen einer relativen Bewegung zwischen der Zylinderwalze 50 und dem ersten Substrat 15 erforderlich ist, um den Fixierbereich 66 der Zylinderwalze 50 in Bezug auf ein Ende des Bogens 5 bezogen auf dessen Längenabmessung richtig zu positionieren. In dem vorgesehenen Beispiel kann die Zylinderwalze 50 in der ersten Richtung in Bezug auf das erste Substrat 15 über eine Bewegung der Gleitmechanismen 30 in Bezug auf die zugehörigen Schienen 28 verschoben werden, der Schlitten 35 kann in der zweiten Richtung in Bezug auf die Zylinderwalze 50 über eine Bewegung des Schlittens 35 in Bezug auf die zugehörigen Schienen 29 verschoben werden und der Tisch 36, der das erste Substrat 15 bildet, kann in der dritten Richtung über die Einschaltung der Spindelantriebe 38, die den Tisch 36 stützen, verschoben werden. Sobald richtig positioniert wurde, kann der Tisch 36 ferner in der dritten Richtung hin zu der Zylinderwalze 50 hin verschoben werden, um die Feder 35 jeder der Federbaugruppen 32 mindestens teilweise zusammenzudrücken, wenn der Bogen 5 zwischen dem ersten Substrat 15 und der äußeren Oberfläche 62 der Zylinderwalze 50 zusammengedrückt wird, wodurch die äußere Oberfläche 62 der Zylinderwalze 50 veranlasst wird, kontinuierlichen Druck auf den darunter liegenden Bogen 5 beim Rollen der Zylinderwalze 50 anzuwenden.
4 zeigt die Zylinderwalze 50, wenn sie mit dem Ende des Bogens 5 in Kontakt gesetzt ist und unmittelbar vor dem Rollen der Zylinderwalze 50. Wie in 7 dargestellt, umfasst die äußere Oberfläche 62 der Zylinderwalze 50 einen Druckabschnitt 75 in Kontakt mit dem Bogen 5 und Druck auf diesen in der dritten (Dicken-) Richtung anwendend, um den Bogen 5 in der dritten Richtung zwischen dem Druckabschnitt 75 der äußeren Oberfläche 62 und dem darunter liegenden ersten Substrat 15 zusammenzudrücken. Der Druckabschnitt 75 wird entsprechend von einem Abschnitt der äußeren Oberfläche 62 gebildet, der parallel zu dem ersten Substrat 15 angeordnet und direkt hin zu diesem gewandt ist. Wie in 4 dargestellt, fällt eine Winkelposition des Druckabschnitts 75 in Bezug auf die Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 mit einer Winkelposition eines Endes der Nicht-Haftstruktur 70 zusammen. Der Druckabschnitt 75 definiert entsprechend eine Grenze zwischen dem Haftabschnitt 68 und dem Nicht-Haftabschnitt 69 des Fixierbereichs 66. Der Nicht-Haftabschnitt 69 erstreckt sich umlaufend von dem Druckabschnitt 75 bis zu der gewünschten Winkelverschiebung, um eine zweite Grenze zwischen dem Haftabschnitt 68 und dem Nicht-Haftabschnitt 69 zu beabstanden, die von einem gegenüberliegenden Ende der Nicht-Haftstruktur 70 in einem geeigneten umlaufenden Abstand von dem Druckabschnitt 75 gebildet wird. Die zweite Grenze kann von dem Druckabschnitt 75 umlaufend beabstandet sein, um einen Vorfall zu vermeiden, wobei die Haftkraft unerwünschter Weise auf einen Abschnitt des Bogens 5 angewendet wird, der von dem Druckabschnitt 75 in Bezug auf die erste Richtung beabstandet ist. Die Winkelverschiebung des Nicht-Haftabschnitts 69 weg von dem Druckabschnitt 75 kann entsprechend ausgewählt werden basierend auf Faktoren wie etwa dem Gewicht des Bogens 5, der Dicke des Bogens 5, der Haftkraft, die durch die Druckdifferenz erzeugt wird, die an den Saugöffnungen 65 vorhanden ist, oder dergleichen, je nach Wunsch.
Als Nächstes wird die Luftpumpe eingeschaltet, die mit der Saugleitung 43 verbunden ist, um den Saugdruck in dem hohlen Innenraum 54 der Zylinderwalze 50 zu generieren. Die daraus resultierende Druckdifferenz veranlasst, dass Luft durch die freigelegten Saugöffnungen 65 strömt, die auf jeder Seite der Nicht-Haftstruktur 70 gebildet sind, während verhindert wird, dass ein Strom in jenen Saugöffnungen 65 auftritt, die direkt zu der äußeren Oberfläche 73 der Wand 72 führen, welche die Nicht-Haftstruktur 70 bildet.
Wenn die Luftpumpe erstmals gestartet wird, ist das Ende des Bogens 5 im Wesentlichen mit dem Druckabschnitt 75 der Zylinderwalze 50 in Bezug auf die erste (Längen-) Richtung des Bogens 5 ausgerichtet. Dementsprechend ist das Ende des Bogens 5 an der Grenze zwischen dem Haftabschnitt 68 und dem Nicht-Haftabschnitt 69 angeordnet, sodass das Ende des Bogens 5 noch keiner Haftkraft ausgesetzt worden ist, die von dem Haftabschnitt 68 erzeugt wird.
Die Zylinderwalze 50 wird dann in Bezug auf das erste Substrat 15 zum Rollen gebracht, wie durch Vergleich der 4 bis 6 dargestellt. Das Rollen kann durch Betätigung des Drehaktuators 58 gestartet werden oder das Rollen kann über eine relative Bewegung zwischen der Zylinderwalze 50 und dem ersten Substrat 15 in Bezug auf die erste Richtung gestartet werden. Solch relative Bewegung in der ersten Richtung kann veranlasst werden, indem die Gleitmechanismen 30 und die Zylinderwalze 50 in Bezug auf die Schienen 28 über einen zugehörigen Aktuator verschoben werden, je nach Wunsch.
Das Rollen umfasst eine gegen den Uhrzeigersinn verlaufende Drehung der Wand 64 der Zylinderwalze 50 in Bezug auf die nicht-drehende Saugleitung 43 aus der Perspektive der 4 bis 6 dargestellt. Das Rollen der Zylinderwalze 50 veranlasst die Drehachse 53 und die Nicht-Haftstruktur 70 der Zylinderwalze 50, sich ausschließlich in der ersten Richtung von rechts nach links zu verschieben, während die Nicht-Haftstruktur 70 dieselbe Drehposition in Bezug auf die Drehachse 53 aufrechterhält trotz der Drehung der Wand 64 der Zylinderwalze 50 in Bezug darauf. Das Rollen erfolgt mit dem Nicht-Haftabschnitt 69 des Fixierbereichs 66, der hin zu dem noch aufzunehmenden Bogen 5 gewandt ist, während der Haftabschnitt 68 von dem noch aufzunehmenden Bogen 5 weg gewandt ist. Mit anderen Worten ist die Laufrichtung der Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 dieselbe wie die Richtung, zu welcher der Nicht-Haftabschnitt 69 im Allgemeinen beim Rollen der Zylinderwalze 50 hin gewandt ist.
Wie zu verstehen sein sollte, führt das Rollen der Zylinderwalze 50 dazu, dass unterschiedliche Abschnitte der Wand 64 und somit unterschiedliche der Saugöffnungen 65 auf die Nicht-Haftstruktur 70 treffen, da sich die Wand 64 in Bezug auf die Nicht-Haftstruktur 70 dreht. Die Abschnitte der Wand 64, die den Haftabschnitt 68 und den Nicht-Haftabschnitt 69 bilden, ändern sich demnach kontinuierlich beim Rollen der Zylinderwalze 50, während die Winkelposition und -verschiebung des Haftabschnitts 68 und des Nicht-Haftabschnitts 69 jeweils aufrechterhalten werden.
Sobald der Rollprozess beginnt, geht das Ende des Bogens 5 unverzüglich von dem Druckabschnitt 75 zu dem Haftabschnitt 68 über, da sich die Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 in der ersten Richtung verschiebt und die Wand 64 über den Bogen 5 rollt. Der beliebige momentane Abschnitt des Bogens 5 geht von dem Druckabschnitt 75 zu dem Haftabschnitt 68 in Bezug auf die erste Richtung über, die an dem Haftabschnitt 68 generierten Haftkräfte haften den Bogen 5 unverzüglich an der äußeren Oberfläche 62 der Zylinderwalze 50 an. Dies erfolgt kontinuierlich, da sich die Zylinderwalze 50 weiterhin in der ersten Richtung verschiebt, um dem Bogen 5 zu ermöglichen, kontinuierlich an der äußeren Oberfläche 62 anzuhaften, während der Bogen 5 umlaufend um die Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 läuft. Der Rollprozess drückt vorteilhafterweise jeden darauffolgenden Abschnitts des Bogens 5 in dem Moment zusammen, in dem der Bogen 5 beginnt, an der äußeren Oberfläche 62 anzuhaften, wenn er an dem Druckabschnitt 75 vorüberläuft. Dieses kontinuierliche Zusammendrücken des Bogens 5 führt zu einer Beseitigung von Falten, Luftblasen oder sonstigen Defekten, die ansonsten in den Bogen 5 eingebracht werden können, wenn er an der Zylinderwalze 50 anhaftet.
Das Rollen geht weiter, bis eine gesamte Länge des Bogens 5 auf dem Haftabschnitt 68 des Fixierbereichs 66 angeordnet ist und anhaftet. Wie in 6 ersichtlich ist, können ein Durchmesser der Zylinderwalze 50 sowie die Winkelverschiebung der Nicht-Haftstruktur 70 ausgewählt werden, wobei der Bogen 5 im Wesentlichen in seiner Länge der Umfangsdistanz entspricht, die von dem Haftabschnitt 68 des Fixierbereichs 66 eingenommen wird, je nach Wunsch.
Das Fördersystem 20 wird dann betätigt, um die Zylinderwalze 50 von dem ersten Substrat 15 in der dritten Richtung weg zu schieben, um den Bogen 5 von dem Substrat 15 vollständig zu entfernen. In dem vorgesehenen Beispiel kann der Tisch 36 vertikal nach unten verschoben werden, um die Zylinderwalze 50, die den Bogen 5 aufweist, von dem ersten Substrat 15 zu beabstanden.
Bezug nehmend nun auf die 8 bis 10 wird ein Verfahren zur Ablage des Bogens 5 auf dem zugehörigen zweiten Substrat 115 dargestellt und beschrieben. 8 bis 10 zeigen die Zylinderwalze 50, den Bogen 5, den Abschnitt des Tischs 36, der das erste Substrat 15 bildet, und die Kühlplatte, die das zweite Substrat 115 bildet, isoliert für zusätzliche Klarheit.
Zuerst wird die Zylinderwalze 50 in Bezug auf das zweite Substrat 115 über eine angemessene Betätigung des Fördersystems 20 positioniert. In dem vorgesehenen Beispiel kann die Zylinderwalze 50 entlang der Schienen 28 in der ersten Richtung verschoben werden, bis die Zylinderwalze 50 über das zweite Substrat 115 an einer gewünschten Position angeordnet ist, wie etwa einer Position, die zum Zentrieren des Bogens 5 auf dem darunter liegenden zweiten Substrat 115 geeignet ist. Die Zylinderwalze 50 wird dann in druckbeaufschlagtem Kontakt mit dem zweiten Substrat 115 abgelegt, um ein Ende des Bogens 5 zwischen dem Druckabschnitt 75 der Zylinderwalze 50 und dem zweiten Substrat 115 zusammenzudrücken. Der druckbeaufschlagte Kontakt kann erzielt werden, indem der Tisch 36 aufwärts in der vertikalen Richtung zu der Zylinderwalze 50 hin verschoben wird. Es sollte sich verstehen, dass die von dem Haftabschnitt 68 generierten Haftkräfte während der Beförderung und darauffolgenden Ablage der Zylinderwalze 50 aufrechterhalten werden, um unerwünschtes Entfernen des Bogens 5 von der Zylinderwalze 50 zu vermeiden.
Der Ablageprozess erfolgt in der im Wesentlichen gleichen Weise wie der Aufnahmeprozess, außer dass die Zylinderwalze 50 veranlasst wird, sich in eine entgegengesetzte Drehrichtung bei ihrem Rollen zu drehen, verglichen mit dem offenbarten Aufnahmeprozess. In dem vorgesehenen Beispiel umfasst das Rollen beim Ablageprozess eine im Uhrzeigersinn verlaufende Drehung der Wand 64 der Zylinderwalze 50 in Bezug auf die nicht-drehende Saugleitung 43 aus der Perspektive der 8 bis 10, um die Drehachse 53 der Zylinderwalze 50 zu veranlassen, sich in der ersten Richtung von links nach rechts zu verschieben. Da sich die Wand 64 in Bezug auf die Drehachse 53 dreht, läuft jeder darauffolgende Abschnitt des Bogens 5 kontinuierlich an dem Druckabschnitt 75 in Bezug auf die erste Richtung vorüber, um den Bogen 5 zu veranlassen, sich kontinuierlich von der äußeren Oberfläche 62 zu lösen, wenn der Druckabschnitt 75 passiert wird. Ähnlich wie beim Aufnahmeprozess umfasst der Ablageprozess vorteilhafterweise, dass jeder darauffolgende Abschnitt des Bogens 5 in dem Moment zusammengedrückt wird, in dem der Bogen 5 von der Zylinderwalze 50 gelöst wird, sodass Falten, Luftblasen oder sonstige Defekte, die durch Lufteinschlüsse verursacht werden, beim Ablageprozess nicht in den Bogen 5 eingebracht werden.
Wie durchweg beschrieben, kann das Fördersystem 20 in beliebiger Anzahl von Gesichtspunkten abgewandelt werden, solange die allgemeinen Konzepte der vorliegenden Erfindung aufrechterhalten werden. Zum Beispiel sind 11 und 12 teils schematische Darstellungen alternativer Versionen des Fördersystems 20, welche die unterschiedlichen Freiheitsgrade des Fördersystems 20 alternativ verteilen. Zum Beispiel zeigt 11 das erste Substrat 15 als stationär, während die Zylinderwalze 50 ausgestaltet ist, sich in der ersten, zweiten und dritten Richtung in Bezug auf das stationäre erste Substrat 15 zu verschieben. Zusätzlich ist die Zylinderwalze 50 ferner so dargestellt, dass sie fähig ist, sich um eine Achse entsprechend jeder der offenbarten Richtungen zu drehen. Im Gegensatz dazu zeigt 12 die Zylinderwalze 50 als im Wesentlichen stationär, während das erste Substrat 15 ausgestaltet ist, sich in der ersten, zweiten und dritten Richtung in Bezug auf die stationäre Zylinderwalze 50 zu verschieben oder sich darum zu drehen. In jedem Fall sollte klar sein, dass die relative Bewegung zwischen der Zylinderwalze 50 und dem Rest des Fördersystems 20 durch alternative Mittel erzielt werden kann, ohne die Art und Weise zu ändern, in der die Zylinderwalze 50 den Bogen 5 selektiv anhaftet oder sich davon löst basierend auf einer Rollrichtung der Zylinderwalze 50 in Bezug auf das darunter liegende Substrat 15, 115. Die für den Betrieb des Pick-and-Place-Systems 10 notwendigen unterschiedlichen Freiheitsgrade können demnach in jeder beliebigen geeigneten Weise zwischen der Bewegung der Zylinderwalze 50 und der Bewegung des darunter liegenden Substrats 15, 115 verteilt sein, um die in diesem Dokument offenbarten Aufnahme- und Ablageprozesse zu erzielen.
Es sollte ebenfalls offensichtlich sein, dass sich die offenbarten Laufrichtungen nicht auf Absolutrichtungen beziehen, sondern sich eher auf Richtungen in Bezug auf einen Referenzrahmen beziehen, der bei jedem Pick-and-Place-Prozess erstellt wird. Insbesondere beziehen sich die erste, zweite und dritte Richtung auf die Ausrichtung des Bogens 5 in Bezug auf das Rollen der Zylinderwalze 50 und nicht auf absolute Raumkoordinaten. Man kann sich ohne Weiteres vorstellen, dass sich ein Abschnitt des Fördersystems 20 ferner dreht oder ansonsten ferner eine Ausrichtung der Zylinderwalze 50 in Bezug auf die zugehörigen Substrate 15, 115 verändert, sodass der Aufnahmeprozess und der Ablageprozess nicht mit parallelen ersten Laufrichtungen der Zylinderwalze 50 erfolgen. Zum Beispiel kann die in 10 dargestellte Ausgestaltung bezeichnend sein für einen Mehrachsroboter (nicht dargestellt), der die Zylinderwalze 50 aufweist, die als ein Endwerkzeug vorgesehen ist, sodass die Zylinderwalze 50 in viele verschiedene Ausgestaltungen in Bezug auf jedes der vorgesehenen Substrate 15, 115 sowohl verschoben als auch gedreht werden kann. Der Roboter kann die Zylinderwalze 50 in Bezug auf das erste Substrat 15 positionieren, um den Aufnahmeprozess auszuführen, bevor die Zylinderwalze 50 verlagert und neu ausgerichtet wird, um den Ablageprozess in Bezug auf ein beabstandetes zweites Substrat 115 auszuführen, wobei das Rollen für jeden Prozess nicht in einer gemeinsamen oder parallelen Richtung erfolgt. Eine solche Neuausrichtung kann das Ändern der Rollrichtung um etwa 90 Grad umfassen, indem der zugehörige Roboter um eine Achse gedreht wird, die parallel zu der dritten (vertikalen) Richtung angeordnet ist, als ein nicht-einschränkendes Beispiel.
Die Zylinderwalze 50 ist ebenso fähig, eine Vielzahl der Bogen 5 während eines einzigen Pick-and-Place-Prozesses aufzunehmen und abzulegen. Zum Beispiel zeigt 13 ein Beispiel, wobei drei der Bogen 5 in der zweiten (Breiten-) Richtung der Zylinderwalze 50 voneinander beabstandet sind, wobei jeder der Bogen 5 mit dem Fixierbereich 66 der Zylinderwalze 50 ausgerichtet ist.
Eine solche Ausgestaltung ermöglicht das gleichzeitige Pick-and-Place von drei der Bogen 5. Alternativ dazu zeigt 13 ein Beispiel, wobei fünf der Bogen 5 in der ersten (Längen-) Richtung voneinander beabstandet sind, um die fünf der Bogen 5 zu veranlassen, umlaufend voneinander beabstandet zu werden, wenn sie an dem Haftabschnitt 68 der Zylinderwalze 50 anhaften. Das darauffolgende Ablegen der fünf Bogen 5 kann so erfolgen, dass die Bogen 5 in Abständen in der ersten Richtung entsprechend der Beabstandung der Bogen 5 in der ersten Richtung vor dem Aufnahmeprozess beabstandet werden. Alternativ dazu kann der Drehaktuator 58 der Zylinderwalze 50 ausgestaltet sein, die Zylinderwalze 50 zwischen jedem Ablegen jedes der Bogen 5 selektiv zu drehen, um das Vorhandensein von längsgerichteten Lücken zwischen den verschiedenen Bogen 5 zu vermeiden, je nach Wunsch, oder um den nächsten der Bogen 5 zum Ablegen nach einer Neupositionierung über das Fördersystem 20 zu lokalisieren.
Die Aufnahme-oder-Ablage von mehreren Bogen 5 kann in Bezug auf ein einzelnes zweites Substrat 115 ausgeführt werden oder kann in Bezug auf eine Vielzahl von zweiten Substraten 115 ausgeführt werden. Zum Beispiel ermöglicht das Pick-and-Place mehrerer Bogen 5, die in der zweiten Richtung beabstandet sind, wie in 13 dargestellt, dass die Bogen 5 entweder auf viele verschiedene Abschnitte eines gemeinsamen zweiten Substrats 115 aufgetragen werden, oder dass die Bogen 5 auf eine Vielzahl von unabhängig vorgesehenen zweiten Substraten 115 aufgetragen werden, die während des Ablageprozesses in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind. Ähnlich ermöglicht das Pick-and-Place mehrerer Bogen 5, die in der ersten Richtung beabstandet sind, wie in 14 dargestellt, ebenfalls, dass die Bogen 5 auf viele verschiedene Abschnitte auf einem gemeinsamen zweiten Substrat 115 aufgetragen werden, oder dass sie auf eine Vielzahl von unabhängig vorgesehenen zweiten Substraten 115 aufgetragen werden, die während des Ablageprozesses in der ersten Richtung voneinander beabstandet sind.
Das Pick-and-Place-System 10, das in den 1 bis 14 dargestellt ist, verwendet eine mechanische Beziehung, um die jeweiligen Winkelpositionen und - verschiebungen des Haftabschnitts 68 und des Nicht-Haftabschnitts 69 beim Rollen der Zylinderwalze 50 aufrechtzuerhalten. Im Gegensatz zeigen die 15 bis 17 ein Pick-and-Place-System 110 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Zylinderwalze 150, welche die jeweiligen Winkelpositionen und -verschiebungen eines Haftabschnitts 168 und eines Nicht-Haftabschnitts 169 durch Verwendung einer Steuerung 200 aufrechterhält, welche die Haftkraft beim Rollen der Zylinderwalze 150 selektiv anwendet.
Die Zylinderwalze 150 kann mit jeder beliebigen der in diesem Dokument offenbarten Fördersystemausgestaltungen verbunden werden, solange das zugehörige Fördersystem 20 fähig ist, die Zylinderwalze 150 in Bezug auf das zugehörige Substrat 15, 115 bezogen auf jede der offenbarten Richtungen richtig zu positionieren und auszurichten, Druck auf den Bogen 5 in der dritten Richtung anzuwenden, wenn er zwischen der Zylinderwalze 150 und dem entsprechenden Bogen 5 angeordnet ist, und die relative Rollbewegung zwischen der Zylinderwalze 150 und dem zugehörigen Substrat 15, 115 in der ersten Richtung während eines Pick-and-Place-Prozesses zu veranlassen. Die Steuerung 200 kann so ausgestaltet sein, dass sie mit jeder relevanten Komponente kommuniziert, die das Fördersystem bildet, um jede beliebige der in diesem Dokument beschriebenen Aufgaben in Bezug auf das Fördersystem auszuführen.
Die Zylinderwalze 150 ist an eine elektrische Leitung 143 an einem Ende davon gekoppelt. Die elektrische Leitung 143 ist der Saugleitung 43 insofern ähnlich als die elektrische Leitung 143 eine hohle Öffnung in fluider Kommunikation mit einem Innenraum der Zylinderwalze 150 umfasst, während sie ebenfalls ausgestaltet ist, drehfest zu bleiben, während sich die Zylinderwalze 150 in Bezug auf die elektrische Leitung 143 dreht. Die Zylinderwalze 150 kann drehbar an die elektrische Leitung 143 unter Verwendung von Lagern oder dergleichen gekoppelt sein, je nach Wunsch. Ein gegenüberliegendes Ende der Zylinderwalze 150 umfasst eine Welle 156, die an einen Drehaktuator 158 gekoppelt ist, wobei der Drehaktuator 158 für das selektiv Drehen der Welle 156 und somit der Zylinderwalze 150 verantwortlich ist. Wie oben erläutert, kann die Zylinderwalze 150 in Abwesenheit der Welle 156, die an den Drehaktuator 158 gekoppelt ist, alternativ gebildet sein, wenn die Zylinderwalze 150 an jedem Ende drehbar gelagert ist und veranlasst wird, sich durch Verschiebung des zugehörigen Fördersystems bei einem Rollprozess zu drehen, ähnlich wie die Rollwirkung eines Nudelholzes.
Der hohle Innenraum der elektrischen Leitung 143 ist ausgestaltet, elektrische Kabel oder Anschlüsse von außerhalb der Zylinderwalze 150 in deren Innenraum zu befördern. Die elektrischen Kabel oder Anschlüsse können mit der Steuerung 200 sowie einer Stromquelle 210 verbunden sein, die mit dem Betrieb der Zylinderwalze 150 verbunden ist. Die Steuerung 200 kann auch in Signalkommunikation mit der Stromquelle 210 stehen, wobei die Steuerung 200 für das Aktivieren oder Deaktivieren der Stromquelle 210 verantwortlich ist, wenn gewünschte Abschnitte der Zylinderwalze 150 selektiv mit Strom versorgt werden, wie nachstehend erläutert.
Die Zylinderwalze 150 umfasst eine äußere Oberfläche 162, die einen Fixierbereich 166 aufweist, der in den Haftabschnitt 168 und den Nicht-Haftabschnitt 169 geteilt ist, ähnlich der Zylinderwalze 50. Jedoch im Gegensatz zu der Verwendung einer mechanischen Struktur zum Erzeugen der Teilung zwischen dem Haftabschnitt 66 und dem Nicht-Haftabschnitt 69 der Zylinderwalze 50 verwendet die Zylinderwalze 150 stattdessen ein Steuerungsschema, wie es von der Steuerung 200 ausgeführt wird, um die Teilung zwischen dem Haftabschnitt 168 und dem Nicht-Haftabschnitt 169 zu erhalten.
Die Steuerung 200 ist verantwortlich für das selektiv Generieren einer Haftkraft entlang des Haftabschnitts 168 des Fixierbereichs 166, während sie gleichzeitig keine Haftkraft innerhalb des Nicht-Haftabschnitts 169 des Fixierbereichs 166 generiert, um die Teilung zwischen den zwei Abschnitten 168, 169 zu bilden. In dem vorgesehenen Beispiel kann die Haftkraft eine elektromagnetische Kraft sein, die ausgestaltet ist, mit einem zugehörigen Bogen 5 zusammenzuwirken, um den Bogen 5 an der äußeren Oberfläche 162 der Zylinderwalze 150 anzuhaften. Insbesondere kann die elektromagnetische Kraft als eine elektrostatische Haftkraft angewendet werden, die nachstehend als „Elektroadhäsion“ bezeichnet wird. Bei der Verwendung des Begriffs in diesem Dokument bezeichnet „Elektroadhäsion“ die mechanische Kopplung von zwei Objekten unter Verwendung elektrostatischer Kräfte. Elektroadhäsion, wie in diesem Dokument beschrieben, verwendet eine elektrische Steuerung dieser elektrostatischen Kräfte, um eine temporäre und lösbare Befestigung zwischen zwei Objekten zu ermöglichen. Diese Elektroadhäsion hält zwei Oberflächen dieser Objekte zusammen oder erhöht die Zugkraft oder Reibung zwischen zwei Oberflächen aufgrund elektrostatischer Kräfte, die durch ein angelegtes elektrisches Feld erzeugt werden.
In der vorliegenden Erfindung umfasst die Zylinderwalze 150 eine Vielzahl von Elektroden 118, die auf der oder angrenzend an die äußere Oberfläche 162 der Zylinderwalze 150 entlang ihres Fixierbereichs 166 angeordnet sind. Die Elektroden 118 sind so dargestellt, dass sie als Gitter gebildet sind, das sich in der zweiten (Breiten-) Richtung und der umlaufenden Richtung der Zylinderwalze 150 erstreckt, doch jedes beliebige geeignete Muster der Elektroden 118 kann verwendet werden, je nach Wunsch. Jede der Elektroden 118 befindet sich in Kommunikation mit der Steuerung 200 und der Stromquelle 210.
Wie in der vergrößerten, ausschnitthaften Ansicht von 16 dargestellt, ist die Steuerung 200 ausgestaltet, eine Elektroadhäsionsspannung an die Elektroden 118 anzulegen, sodass angrenzende der Elektroden abwechselnd positiven und negativen Ladungen ausgesetzt sind. Die Spannungsdifferenz, die zwischen den angrenzenden Elektroden 118 erzeugt wird, sorgt dafür, dass Elektroadhäsion auftritt, wobei die Elektroadhäsion geeignet ist, um den Bogen 5 an der äußeren Oberfläche 162 der Zylinderwalze 150 entlang jener Bereiche davon anzuhaften, worin die Elektroadhäsion von den Elektroden 118 erzeugt wird.
Die Steuerung 200 stellt entsprechend die Teilung zwischen dem Haftabschnitt 168 und dem Nicht-Haftabschnitt 169 bereit, indem die Elektroadhäsionsspannungen nur an jene Elektroden 118 angelegt werden, die den Haftabschnitt 168 des Fixierbereichs 166 bilden. Die Steuerung 200 ist ferner ausgestaltet, die relative Drehposition der Zylinderwalze 150 in Bezug auf deren Drehachse 153 kontinuierlich zu überwachen oder ansonsten zu erkennen. Dementsprechend erkennt die Steuerung 200 die Winkelposition jeder der Elektroden 118 in Bezug auf die umlaufende Richtung der Zylinderwalze 150.
Die Elektroden 118 bewegen sich im Einklang mit dem Rest der äußeren Oberfläche 162 der Zylinderwalze 150 während eines Pick-and-Place-Prozesses. Trotz dieser Drehbewegung ermöglicht die Tatsache, dass die Steuerung 200 die Winkelposition jeder der Elektroden 118 erkennt, es der Steuerung 200, die Elektroadhäsionsspannung nur an jene Elektroden 118 anzulegen, die an Winkelpositionen in Bezug auf die Drehachse 153 angeordnet sind, die dem Haftabschnitt 168 entsprechen, während jene Elektroden 118, die dem Nicht-Haftabschnitt 169 entsprechen, keine Elektroadhäsionsspannung aufweisen. Entsprechend muss die Steuerung 200 kontinuierlich ändern, welche der Elektroden 118 die Elektroadhäsionsspannung beim Rollen der Zylinderwalze 150 aufweist, um die Winkelposition sowohl des Haftabschnitts 168 als auch des Nicht-Haftabschnitts 169 aufrechtzuerhalten.
Zum Beispiel zeigt 17 die Zylinderwalze 150 beim Ausführen eines Ablageprozesses hinsichtlich eines der Bogen 5 in Bezug auf das zweite Substrat 115. Die Zylinderwalze 150 wendet Druck auf den Bogen 5 an ihrem Druckabschnitt 175 an, der parallel zu dem zweiten Substrat 115 angeordnet ist. Wenn der Druckabschnitt 175 für eine Drehposition von 0 Grad in Bezug auf die Drehachse 153 gehalten wird, stellt sich der Haftabschnitt 168 so dar, dass er sich umlaufend gegen den Uhrzeigersinn von der 0-Grad-Position zu einer Position von etwa 320 Grad erstreckt, während sich der Nicht-Haftabschnitt 169 von der Drehposition von etwa 320 Grad zu dem Druckabschnitt 175 erstreckt, der an der 0/360-Grad-Position angeordnet ist. Die Steuerung 200 bestimmt demnach, die Elektroadhäsionsspannung nur an jene Elektroden 118 anzulegen, die den Positionen zwischen 0 und 320 Grad in der dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung bei der Drehung der Zylinderwalze 150 in Bezug auf ihre Drehachse 153 entsprechen.
Die Zylinderwalze 150 funktioniert ansonsten in der gleichen Weise wie oben in Bezug auf die Zylinderwalze 50 offenbart, wobei sich die Zylinderwalze 150 in einer Drehrichtung beim Aufnahmeprozess dreht, bevor sie sich beim Ablageprozess in der entgegengesetzten Drehrichtung dreht. Die Zylinderwalze 150 hilft ebenfalls beim Verhindern von Lufteinschlüssen oder sonstigen Defekten, indem sie den Bogen 5 kontinuierlich zusammendrückt, unmittelbar bevor die Kräfte, die durch die Elektroadhäsion erzeugt werden, angewendet oder gelöst werden, wenn der Bogen 5 an dem Druckabschnitt 175 vorüberläuft.
Entsprechend offenbart die vorliegende Erfindung zwei alternative Verfahren zum Erhalten der drehfesten Haftabschnitte 68, 168 und Nicht-Haftabschnitte 69, 169 beim Rollen der entsprechenden Zylinderwalze 50, 150 entweder bei einem Aufnahmeprozess oder einem Ablageprozess. Es sollte sich ferner verstehen, dass die in diesem Dokument offenbarten allgemeinen Konzepte ferner an alternative Haftkräfte, bauliche Ausgestaltungen und dergleichen in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung angepasst werden können.
Als ein Beispiel kann ein Klebstoff zum Bilden der Haftkräfte verwendet werden, solange man innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung bleibt. Mit nochmaligem Bezug auf die Zylinderwalze 50, die in den 1 bis 14 offenbart ist, können die Saugöffnungen 65 stattdessen so ausgestaltet sein, dass sie einen Klebstoff an die äußere Oberfläche 62 der Zylinderwalze 50 verteilen, während die Nicht-Haftstruktur 70 so ausgestaltet sein kann, dass sie das Auftragen eines solchen Klebstoffes blockiert oder in sonstiger Weise verhindert, wodurch eine Teilung zwischen einem Haftabschnitt und einem Nicht-Haftabschnitt geschaffen wird.
Als weiteres Beispiel kann anstelle einer mechanischen Struktur in Form der Nicht-Haftstruktur 70, die in Bezug auf die Drehung der Zylinderwalze 50 stationär bleibt, die Zylinderwalze 50 stattdessen angepasst sein, eine Steuerung zu umfassen, ähnlich jener, die mit Bezug auf die Zylinderwalze 150 beschrieben wurde. Eine solche Ausgestaltung kann örtlich festgelegte Ventilelemente oder dergleichen umfassen, die mit verschiedenen der Saugöffnungen 65 verbunden sind, wobei eine geeignete Steuerung nur jene Ventilelemente öffnet, die mit den Saugöffnungen 65 verbunden sind, die an Winkelpositionen entsprechend dem Haftabschnitt 68 der Zylinderwalze 50 angeordnet sind.
Als noch anderes Beispiel kann das Steuerungsschema, das in Bezug auf das Elektroadhäsionsverfahren offenbart wurde, alternativ durch eine mechanische Struktur zum Steuern der Teilung zwischen dem Haftabschnitt und dem Nicht-Haftabschnitt ersetzt werden. Zum Beispiel kann eine Bürste oder ein sonstiger elektrischer Anschluss nur entlang des Haftabschnitts 168 der Zylinderwalze 150 vorhanden sein, sodass die Elektroadhäsionsspannung nur fähig ist, an jene Elektroden 118 angelegt zu werden, die an den elektrischen Anschluss angrenzen oder damit in Kontakt sind. Entsprechend drehen sich die Elektroden 118 in Bezug auf den ansonsten stationären elektrischen Anschluss, während verschiedene der Elektroden 118 beim Rollen der Zylinderwalze 150 aktiviert werden. Alternativ kann eine Struktur, die den an die Elektroden 118 angelegten Strom aussetzt oder in sonstiger Weise unterbricht, stattdessen mit dem Nicht-Haftabschnitt 169 verbunden werden, um die gleiche Wirkung zu erzeugen.
Alternative Haftkräfte können ebenfalls in Übereinstimmung mit den Konzepten der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu jenen verwendet werden, die in diesem Dokument beschrieben wurden. Die Haftkräfte können generiert werden durch jede beliebige Art einer selektiv generierten oder angewendeten Anziehungskraft, die zum Anhaften eines der Bogen an der äußeren Oberfläche der entsprechenden Zylinderwalze geeignet ist. Die Haftkraft kann zum Beispiel als elektromagnetische Anziehungskraft generiert werden, die zum Heranziehen eines der Bogen geeignet ist, oder sie kann durch die Anziehungskräfte einer chemischen Bindung oder dergleichen generiert werden. Solche Anziehungskräfte können unter Verwendung der in diesem Dokument offenbarten Verfahren und Strukturen angewendet werden.
Die in diesem Dokument offenbarte Erfindung stellt zahlreiche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik bereit. Die Verwendung der Zylinderwalze 50, 150 anstelle eines ebenen Aufnahmeverfahrens bietet den Vorteil, dass der Bogen während des Aufnahme- und Ablageprozesses gerollt wird, sodass der Bogen vor einer Bildung von Defekten bewahrt wird, wie etwa jenen, die normalerweise durch Lufteinschlüsse verursacht werden. Der Rollprozess führt ebenfalls zu einer homogeneren Installation des TIMs über die Gesamtheit der entsprechenden Oberfläche. Die Verwendung der Zylinderwalze 50, 150 ermöglicht ebenfalls, dass eine Vielzahl der Bogen einfach und zuverlässig während eines zugehörigen Prozesses aufgenommen oder abgelegt werden kann, um eine Vielzahl der zugehörigen Komponenten, wie etwa die offenbarten Kühlplatten, effizient herzustellen. Die Verwendung der Zylinderwalze 50 verringert ebenfalls die Abmessungen des Systems, das die Zylinderwalze verwendet, da die Längenabmessung des zugehörigen Bogens umlaufend um die Zylinderwalze 50 herumgewickelt wird, wodurch der Raum begrenzt wird, der von jedem beliebigen Montagesystem, das die Zylinderwalze verwendet, eingenommen wird.
Die vorliegende Erfindung ist besonders während einer Herstellung der in diesem Dokument offenbarten Kühlplatten. Solche Kühlplatten erfordern üblicherweise das Auftragen eines TIMs, das besonders biegsam ist und anfällig für die Einbringung von Herstellungsdefekten oder Fehlausrichtungen aufgrund der relativ großen Größe solcher Bogen. Zum Beispiel können die zugehörigen Kühlplatten Oberflächen umfassen, die ausgestaltet sind, einen der Bogen aufzunehmen, die eine Breiten- oder Längenabmessung von über 10 cm oder sogar 1 m aufweisen. Entsprechend sieht das in diesem Dokument offenbarte Verfahren ein Verfahren zum raschen und effizienten Bedecken einer relativ großen Oberfläche eines Wärmetauschers mit einem der Bogen vor, während sichergestellt wird, dass das Auftragen des einen der Bogen ohne Einbringung von Defekten oder Fehlausrichtungen erfolgt. Zusätzlich sind die in diesem Dokument offenbarten Systeme und Verfahren ebenso besonders gut angepasst, um einen Herstellungsschritt in Bezug auf eine Vielzahl der Kühlplatten während entweder des Aufnahmeprozesses oder des Ablageprozesses basierend auf der Weise zu erhalten, in der das offenbarte System und Verfahren einfach eine Vielzahl von Bogen fassen können, die in der Breitenrichtung, der Längsrichtung oder Kombinationen davon beabstandet sind.
Aus der vorstehenden Beschreibung kann ein Durchschnittsfachmann einfach die wesentlichen Merkmale dieser Erfindung ermitteln und er kann, ohne von dem Erfindungsgedanken und ihrem Schutzumfang abzuweichen, diverse Änderungen und Abwandlungen an der Erfindung vornehmen, um sie an diverse Nutzungsformen und Bedingungen anzupassen.

Claims

Verfahren zum Aufnehmen oder Ablegen eines Materialbogens, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen einer Zylinderwalze, die so ausgestaltet ist, dass der Bogen auf einer äußeren Oberfläche der Zylinderwalze selektiv anhaftet; und Drehen der Zylinderwalze in Bezug auf eine ebene Oberfläche, wobei der Bogen zwischen der Zylinderwalze und der ebenen Oberfläche zusammengedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die äußere Oberfläche der Zylinderwalze umlaufend in einen Haftabschnitt und einen Nicht-Haftabschnitt geteilt ist, wobei der Haftabschnitt ausgestaltet ist, den Bogen auf der äußeren Oberfläche der Zylinderwalze anzuhaften.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Position des Nicht-Haftabschnitts in Bezug auf eine Drehachse der Zylinderwalze beim Drehen der Zylinderwalze in Bezug auf die ebene Oberfläche aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein Druckabschnitt der äußeren Oberfläche der Zylinderwalze einem Abschnitt der äußeren Oberfläche entspricht, der parallel zu der ebenen Oberfläche angeordnet ist, während er beim Drehen der Zylinderwalze in Bezug auf die ebene Oberfläche Druck auf den Bogen anwendet, wobei der Druckabschnitt eine erste Grenze zwischen dem Haftabschnitt und dem Nicht-Haftabschnitt bildet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine zweite Grenze zwischen dem Nicht-Haftabschnitt und dem Haftabschnitt umlaufend von der ersten Grenze in Bezug auf die äußere Oberfläche der Zylinderwalze beabstandet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Bogen an der äußeren Oberfläche der Zylinderwalze anhaftet oder sich davon löst, wenn der Bogen beim Drehen der Zylinderwalze in Bezug auf die ebene Oberfläche an dem Druckabschnitt vorüberläuft.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Nicht-Haftabschnitt hin zu einem Abschnitt des Bogens gewandt ist, der auf der ebenen Oberfläche angeordnet ist, bevor der Abschnitt des Bogens auf dem Haftabschnitt der äußeren Oberfläche der Zylinderwalze während des Aufnahmeprozesses angehaftet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Nicht-Haftabschnitt hin zu einem Abschnitt des Bogens gewandt ist, der auf der ebenen Oberfläche angeordnet ist, nachdem der Abschnitt des Bogens von dem Haftabschnitt der äußeren Oberfläche der Zylinderwalze während des Ablageprozesses gelöst worden ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Haftkraft den Bogen auf der äußeren Oberfläche der Zylinderwalze anhaftet.
Verfahren zum Auftragen eines Materialbogens auf eine ebene Oberfläche, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen einer Zylinderwalze, die so ausgestaltet ist, dass der Bogen auf einer äußeren Oberfläche der Zylinderwalze selektiv anhaftet; Aufnehmen des Bogens von einem Substrat, indem die Zylinderwalze in Bezug auf das Substrat gedreht wird; und Ablegen des Bogens auf der ebenen Oberfläche, indem die Zylinderwalze in Bezug auf die ebene Oberfläche gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die äußere Oberfläche der Zylinderwalze umlaufend in einen Haftabschnitt und einen Nicht-Haftabschnitt geteilt ist, wobei der Haftabschnitt ausgestaltet ist, den Bogen auf der äußeren Oberfläche der Zylinderwalze anzuhaften.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei eine Position des Nicht-Haftabschnitts in Bezug auf eine Drehachse der Zylinderwalze beim Drehen der Zylinderwalze in Bezug entweder auf das Substrat oder die ebene Oberfläche aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Position einer Struktur, die dem Nicht-Haftabschnitt entspricht, in Bezug auf die Drehachse der Zylinderwalze beim Drehen der Zylinderwalze in Bezug entweder auf das Substrat oder die ebene Oberfläche aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Zylinderwalze eine Vielzahl von darin gebildeten Saugöffnungen umfasst und eine Haftkraft durch eine Druckdifferenz quer über die Saugöffnungen gebildet wird, wobei die Struktur ausgestaltet ist, die Saugöffnungen, die entlang des Nicht-Haftabschnitts angeordnet sind, fluidisch zu blockieren.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Steuerung eine Haftkraft entlang des Haftabschnitts selektiv generiert.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Haftkraft eine Elektroadhäsion ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein Druckabschnitt der äußeren Oberfläche der Zylinderwalze einem Abschnitt der äußeren Oberfläche entspricht, der parallel zu dem Substrat oder der ebenen Oberfläche angeordnet ist, während er beim Drehen der Zylinderwalze in Bezug auf das Substrat oder die ebene Oberfläche Druck auf den Bogen anwendet, wobei der Druckabschnitt eine erste Grenze zwischen dem Haftabschnitt und dem Nicht-Haftabschnitt bildet.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei eine zweite Grenze zwischen dem Nicht-Haftabschnitt und dem Haftabschnitt umlaufend von der ersten Grenze in Bezug auf die äußere Oberfläche der Zylinderwalze beabstandet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Aufnahmeschritt das Aufnehmen einer Vielzahl der Bogen umfasst und der Ablageschritt das Ablegen der Vielzahl von Bogen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Aufnehmen des Bogens das Drehen der Zylinderwalze in einer ersten Drehrichtung umfasst und das Ablegen des Bogens das Drehen der Zylinderwalze in einer zweiten Drehrichtung umfasst, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist.