DE10214262A1

DE10214262A1 - Reinraumsystem für Teileträger, insbesondere von Microsystemen

Info

Publication number: DE10214262A1
Application number: DE2002114262
Authority: DE
Inventors: Klaus Huegler
Original assignee: Asys GmbH; Asys Automatic Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Asys GmbH; Asys Automatic Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: DE10214262B4

Abstract

Es wird ein Reinraumsystem für Teileträger mit einem Transportwagen geschaffen, der gegebenenfalls selbst ein Reinraumsystem bildet und der gegen eine Andockstation fixierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reinraumsystem für Teileträger, insbesondere von Microsystemen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Reinraumsysteme der vorgenannten Art sind beispielsweise aus der DE 44 25 208 C2 bekannt und bringen in der Beschickung von Bearbeitungsmaschinen Erleichterungen.
Solche Reinraumsysteme unter dem Gesichtspunkt des Arbeitsablaufes, der Arbeitsgeschwindigkeit, der Erfüllung verschärfter Reinheitsbedingungen, der Arbeitseffizienz und/oder der konstruktiven Gestaltung zu verbessern, liegen der Erfindung als Aufgabe zu Grunde.
Erreicht wird dies anspruchsgemäß durch einen Grundaufbau, bei dem der Transportwagen schon zu einem Teil des Reinraumsystemes wird, sei es in der Beschickung, in der Nutzung des Transportwagens als Arbeitsglied im Reinraumsystem, im dem bereits reinraumgerechte Bedingungen vorbereitet werden oder gegeben sind, sei es durch konstruktive Ausgestaltungsmerkmale wie beispielsweise die Gestaltung der Abschottung zwischen dem Aufnahmeraum und dem Hubwerk des Transportwagens im Sinne der Vermeidung von Verunreinigungen der Teileträger.
Insbesondere erleichtert die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Reinraumsystemes die Transportvoraussetzungen, wobei durch die Automatisierung der Andockvorgänge auch automatisierte Transportabläufe mit oder ohne Zwischenspeicherung und mit oder ohne Aufrechterhaltung der jeweiligen Reinraumbedingungen ermöglicht werden.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachfolgend mit weiteren Details an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer schematisierten, teils aufgeschnittenen Darstellung einen gekapselten Transportwagen für ein Reinraumsystem, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel für den gestapelten Transport von Teileträgern unter atmosphärisch abgeschlossenen Bedingungen ausgerüstet ist und der des Weiteren an eine Andockstation des Reinraumsystemes anzuschließen ist und ein der Stapelvorrichtung zugeordnetes Hubwerk aufweist,
Fig. 2 eine Ansicht des Transportwagens gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II,
Fig. 3 einen Transportwagen gemäß der Erfindung in seiner gegenüber der Andockstation festgelegten Lage, wobei Teile der Andockstation veranschaulicht sind,
Fig. 4 in Ergänzung der Fig. 3 einen Teilbereich der Andockstation, der bei angedocktem Transportwagen diesen oberseitig übergreift,
Fig. 5 eine der Fig. 3 weitgehend entsprechende Darstellung bei teilweise zur Darstellung gemäß Fig. 4 abweichender Ausbildung des Schleusenteiles der Andockstation,
Fig. 6 in einem schematisierten Querschnitt eine Draufsicht auf die Stapelvorrichtung des Transportwagens mit einer teilweisen Prinzipdarstellung des Hubwerkes,
Fig. 7 in schematisierter Seitenansicht einen Teil der Hubvorrichtung mit Hub- und Arbeitsgabel,
Fig. 8 eine schematisierte Querschnittsdarstellung entsprechend Linie VIII-VIII in Fig. 6 durch die Arbeitsgabel mit den Gabelarmen zugeordneten Greifern für in den einzelnen Stapeln der Stapelvorrichtung liegende Teileträger, wobei verschiedene Greiferpositionen dargestellt sind,
Fig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende Darstellung bei abweichenden Greiferstellungen,
Fig. 10 eine schematisierte Schnittdarstellung durch das die Arbeitsgabel tragende Hubwerk im Bereich des mit der Arbeitsgabel verbundenen Hubschlittens des Hubwerkes, wobei der Aufnahmeraum für das Hubwerk gegen den Stapelraum der Stapelvorrichtung für die Teileträger durch eine Abschottung getrennt ist, die das Übertreten von Verunreinigungen, so auch Abrieb aus dem Hubwerksbereich in den Aufnahmeraum für die Teileträger zumindest im Wesentlichen verhindert,
Fig. 11 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Ausbildung der Abschottung im Bereich des Hubschlittens,
Fig. 12 eine Schnittdarstellung gemäß Linie XII-XII in Fig.10 durch das Hubwerk im Bereich des Hubschlittens, und
Fig. 13 eine der Fig. 12 entsprechende Darstellung in Verbindung mit einer abweichenden Ausbildung des Hubantriebes des Hubwerkes.
Fig. 1 veranschaulicht im Schnitt, teilweise stark schematisiert, einen zumindest in einem Teilbereich atmosphärisch gekapselten Transportwagen 1, der ein Fahrgestell 2 und einen Aufbau 3 aufweist. Der Aufbau 3 nimmt eine Stapelvorrichtung 4 einer Aufnahme 5 für zu stapelnde Teileträger 6 auf, wobei die Aufnahme 5 als atmosphärisch geschlossener Raum ausgebildet ist und im Zugriffsbereich eines der Stapelvorrichtung 4 zugeordneten Hubwerkes 7 liegt. Das Hubwerk 7 liegt in einem gegen die Aufnahme 5 abgeschottenen Teilbereich 8 des Aufbaus, in dem bevorzugt ebenfalls zumindest reinraumähnliche atmosphärische Bedingungen gegeben sind.
Da das Hubwerk 7 zur Handhabung der in der Aufnahme 5 befindlichen oder in die Aufnahme 5 zu verbringenden Teileträger 6 in die Aufnahme 5 eingreifen muss, und da mit diesem Eingriff keine Beeinträchtigung der Reinraumatmosphäre in der Aufnahme 5 durch Verunreinigungen, wie beispielsweise Abrieb, verbunden sein soll, der im das Hubwerk 7 aufnehmenden Teilbereich 8 gegeben ist und/oder entsteht, ist der Übergangsbereich zwischen der Aufnahme 5 und dem Teilbereich 8 über eine Abschottung 9 abgetrennt, wie sie an Hand der Fig. 10 ff. noch näher erläutert wird.
Der Teilbereich 8 ist bevorzugt einer der Seiten des rechteckigen Aufbaues 3 zugeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen über die Breite dieser Seite des Aufbaues 3, wobei es zweckmäßig ist, auch gegenüberliegend zum Teilbereich 8 gegenüberliegenden Seite des Aufbaues 3 einen entsprechenden, kanalartigen Teilbereich 10 vorzusehen, für dessen Umriss die in Fig. 2 gezeigte Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 ein Beispiel zeigt. Hier sind die in Hochrichtung verlaufenden Seitenkanten 11 des Teilbereiches 10 sanduhrartig eingeschnürt, so dass Anschlusszonen für vertieft liegende Elemente, so beispielsweise Haltegriffe 12 entstehen. Ansonsten kann der Teilbereich 10 beispielsweise als Lüftungskanal dienen, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird.
Entsprechend der Anordnung des Haltegriffs 12 im Teilbereich 10 sind im Teilbereich 8 Konsolen 13 vorgesehen, die Kupplungshülsen 14 tragen, denen seitens einer in Fig. 3 bis 5 lediglich angedeuteten Andockstation 15 Kupplungszapfen 16 entsprechen, über die, im angedockten Zustand, der Transportwagen 1 zur Andockstation 15 lagefest fixierbar ist.
Das Fahrgestell 2 umfasst eine Grundplatte 17 und daran befestigte Räder 18, die beispielsweise teilweise als Schwenkrollen ausgebildet sind, so dass eine gute Manövrierbarkeit für den Transportwagen 1 gegeben ist. Auf der Grundplatte 17 ist höhenverschieblich der Aufbau 3 abgestützt, der seinerseits eine Bodenplatte 19 aufweist, die mit Führungsbohrungen 21 für von der Grundplatte 19 aufragende Hubzapfen 20 versehen ist, die sich gegen ihr freies Ende bevorzugt zumindest im Endbereich verjüngen.
Zur Höhenverstellung des Aufbaues 3 gegen das Fahrgestell 4 ist zwischen der Bodenplatte 19 und der Grundplatte 17 des Weiteren ein Hubelement 22 angeordnet, das im Ausführungsbeispiel durch eine zentral angeordnete Rollbalgfeder 23 gebildet ist und das bevorzugt an eine zentrale Luftversorgung angeschlossen ist, die bevorzugt beim Andocken des Transportwagens 1 an die Andockstation 15 mit den wagenseitigen Verbrauchern verbunden wird. Ein diesbezüglicher Anschluss ist bei 85 in Fig. 3 angedeutet. In entsprechender Weise lassen sich auch sonstige Verbraucheranschlüsse 86, gegebenenfalls automatisiert, anschließen, die bevorzugt seitlich anschließend an den Teilbereich 8 außerhalb des über den Deckel 29 abgedeckten Bereiches liegen.
In zweckmäßiger Weise kann die Luftversorgung für die Rollbalgfeder 23 mit der Luftversorgung für eine Arretiervorrichtung 24 kombiniert sein, wie sie in Fig. 5 schematisiert angedeutet ist, um den Transportwagen 1 in einer zum Verdocken gegen die Andockstation 15 geeigneten Ausgangslage zu fixieren. Die Arretiervorrichtung 24 umfasst beispielsweise für die der Andockstation 15 - im angedockten Zustand - zugewandten Räder 18 eine fangmaulartige, lagefeste Einfahrhilfe 25, die mit einer Fangbohrung für einen unter Druckbeaufschlagung ausfahrbaren Verriegelungszapfen 26 versehen ist, so dass nach Erreichen der Endlage zur Andockstation 15 eine Fixierung des Transportwagens 1 vorgenommen wird.
Diese Fixierung kann automatisiert ausgelöst werden, beispielsweise über eine die Andocklage signalisierende Sensorik, die in einfacher Weise durch zwischen Transportwagen 1 und Andockstation 15 liegende, die Endstellung des Transportwagens 1 signalisierende Endschalter gebildet sein kann. Als zweckmäßig erweist es sich, die Auslösung der Verriegelung über die Verriegelungszapfen mit dem Anheben des Aufbaus 3 zum Einfahren der Kupplungszapfen 16 in die Kupplungshülsen 14 zu kombinieren, wofür die Druckversorgung für die Beaufschlagung des Verriegelungszapfens 26, wie über die Leitung 27 in Fig. 5 angedeutet, vom Innenraum der Rollbalgfeder 23 abgezweigt sein kann. Fig. 5 zeigt beispielhaft des Weiteren einen Führungszapfen 28, durch den unabhängig von der Hublage die Zentrierung der Bodenplatte 19 gegen die Grundplatte 17 sichergestellt wird.
Wie unter anderem Fig. 1 zeigt, sind vom Deckel 29 die nach oben offenen Bereiche des Aufbaues 3, insbesondere die Aufnahme 5, im Ausführungsbeispiel aber auch den Teilbereich 10 dichtend überdeckt, so dass der Transportwagen 1 für die in seiner Aufnahme 5 gestapelten Teileträger 6 einen Transportbehälter bildet, in dem auch Reinraumbedingungen aufrechterhalten werden können. Die dichtende Auflage des Deckels 29 kann beispielsweise über eine entsprechende Unterdruckatmosphäre im Aufbau 3 sichergestellt sein, es können aber auch zusätzliche Verriegelungen vorgesehen sein. Entsprechend dem Abschluss der Aufnahme 5 über den Deckel 29 nach oben kann erfindungsgemäß zwischen der Grundplatte 17 und der Bodenplatte 19 eine Abdichtung vorgesehen sein, wie sie in Fig. 1 schematisiert durch eine Dichtlage 30 dargestellt ist, die bei abgesenktem Aufbau 3 jene Teilbereiche der Bodenplatte 19 dichtend umschließt, in denen Austrittsöffnungen 31 vorgesehen sind, über die ein Anschluss der Aufnahme 5 an die Atmosphäre bei angehobenem Aufbau erreicht werden kann, wie durch den Pfeil 87 veranschaulicht.
Die angedockte Position des Transportwagens 1 gegenüber der Andockstation 15 veranschaulichen die Fig. 3 bis 5, wobei Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 3 aufzeigt, dass die Andockstation 15 für den angedockten Transportwagen 1 eine Aufnahmezelle bildet, in der der Transportwagen 1 durch einen übergreifenden Teil 32 der Andockstation 15 haubenartig überdeckt ist und deren Seitenwände 88 in Fig. 2 angedeutet sind. Der überdeckende Teil 32 ist, überdeckend zum angedockten Transportwagen 1 bzw. der diesen aufnehmenden Zelle, mit einem Schleusendeckel 33 versehen, der in seiner Schließlage eine Schleusenöffnung 34 des Teiles 32 der Andockstation 15 überdeckt, zu der der Deckel 29 des Aufbaues 3 des angedockten Transportwagens in Überdeckung liegt. Beim Andockvorgang wird somit der Deckel 29 zum Schleusendeckel 33 bevorzugt in eine Passlage gebracht, in der der Schleusendeckel 33 als Hubdeckel für den Deckel 29 dienen kann, was beispielsweise dadurch möglich ist, dass entsprechende pneumatische Sauggreifer 84 oder auch Magnetgreifer den Schleusendeckel 3 mit dem Deckel 29 verbinden, so dass beim Öffnen des Schleusendeckels 33 gleichzeitig auch die Aufnahme 3 des angedockten Transportwagens durch Abnehmen des Deckels 29 gegen den Teil 32 der Andockstation geöffnet wird.
Es ist bereits angesprochen, dass die Aufnahme 5 bevorzugt als atmosphärisch geschlossene Einheit ausgebildet ist, so dass der Aufbau 3 bei angedocktem Transportwagen 1 und Öffnung gegen die Andockstation 15 quasi einen Teil der Andockstation 15 bildet und somit atmosphärisch, wie auch die Andockstation, unter für Rein- oder Reinsträume geforderten Unterdruckbedingungen steht. Diese Bedingungen lassen sich im Rahmen der Erfindung aufrechterhalten, wenn der Transportwagen 1 von der jeweiligen Andockstation 15 getrennt für den weiteren Transport verwendet wird, so dass bei Andocken an nachfolgende Andockstationen, zum Beispiel anderer Bearbeitungsmaschinen, bereits entsprechende Unterdruckbedingungen gegeben sind, die ein schnelles Umschichten der jeweils zu bearbeitenden Substrate, so beispielsweise der Teileträger, sei dies vereinzelt oder in Kassetten, ermöglichen.
Hierzu kann es im Rahmen der Erfindung auch zweckmäßig sein, den Transportwagen mit zumindest einem Absauganschluss zu versehen, derart, dass der Aufbau 3 evakuiert, also bezüglich seiner Atmosphäre entsprechend konditioniert werden kann, so dass beispielsweise Rein- oder Reinstraumbedingungen gegeben sind. Damit wird es möglich, bereits bei der Lagerbeschickung eines derartigen Transportwagen diesen atmosphärisch auf die Einsatzgegebenheiten in der jeweiligen Ziel- und Andockstation, die gleichzeitig Bearbeitungsstation oder Zwischenglied zu einer Bearbeitungsstation sein kann, vorzubereiten, so dass beim Andocken zeitaufwendige Anpassungen entfallen. Bezogen auf das dargestellte Ausführungsbeispiel verbliebe bei einer derartigen Vorkonditionierung der Aufnahme 5 des Transportwagens 1 beim Andocken an die Andockstation 15 lediglich ein geringes Restvolumen zwischen dem Deckel 29 und dem Schleusendeckel 33, das gegebenenfalls gesondert evakuiert werden müsste, sofern die jeweils einzuhaltenden Reinraumbedingungen dies nötig machen.
Die in Fig. 4 veranschaulichte Überdeckung des angedockten Transportwagens 1 durch ein als Schleusendeckel 32 ausgebildetes Teil der Andockstation 15 zeigt eine Anlenkung des Schleusendeckels parallel und benachbart zur Andockkante 41 des Transportwagens, wobei die Anlenkung über einen im Querschnitt abgeflachten Scharnierbolzen 35 erfolgt, dem seitens des gestellfesten Scharnierteiles wie auch des deckelseitigen Scharnierteiles Langlochführungen zugeordnet sind, so dass über den Scharnierbolzen 35 einerseits der Schwenkantrieb für den Schleusendeckel 35 erfolgen kann, und dieser andererseits auch in seiner Öffnungsstellung über den Scharnierbolzen 35 arretierbar ist.
Der Zugriff auf einzelne Teileträger 6, die bei geöffneten Deckeln 29, 33 über das Hubwerk 7 in den Schleusenteil angehoben sind, ist auch bei dieser Lösung ausgehend von der Andockstation 15 quer zu der durch den Scharnierbolzen 35 bestimmten Anlenkachse der Deckel 29, 33 mit herkömmlichen, bekannten Greifern möglich, und es ist hierzu der Schleusendeckel 33 im zur durch die Scharnierbolzen 35 gebildeten Anlenkachse benachbarten Bereich mit einer Durchgriffsöffnung 36 versehen, die zwischen Anlenkachse und Dichtrand des Schleusendeckels 33 liegt, wobei der Zugriffsweg des nicht dargestellten Greifers in Fig. 4 durch den Pfeil 37 symbolisiert ist.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 5 ist die Anlenkung der Deckel 29, 33, die in der Ausbildung der anhand der Fig. 4 geschilderten entspricht, der zur Andockkante 41 gegenüberliegenden Seite des Transportwagens 1 zugeordnet, so dass bezogen auf einen Zugriff aus der Andockstation 15, also in Richtung des Pfeiles 37 keine Einengungen gegeben sind, womit es möglich wird, auch gleichzeitig eine größere Anzahl von Teileträgern 6, oder gegebenenfalls Kassetten oder dergleichen zu entnehmen.
Fig. 4 zeigt, dass die Andockstation 15 in ihrem Teilbereich 32, der als Schleusenteil und Übergabestation dient, zweckmäßigerweise mit einer Ventilationseinheit 38 ausgerüstet sein kann, über die eine Strömung 39 aufgebaut wird, über die die der Aufnahme 5 zugeordnete Stapelvorrichtung 4 mit den Teileträgern 6 überströmt wird, so dass etwaige Verunreinigungen und etwaiger Abrieb über die Strömung 39 gegen die Bodenplatte 19 abgeschwemmt und über die Austrittsöffnungen 31 der Bodenplatte und die zwischen Bodenplatte 19 und Grundplatte 17 in der angehobenen Stellung des Aufbaues 3 entstehenden Abströmwege (Pfeil 87) ausgetragen werden kann. Die Zuführung von auf diesem Wege umzuwälzender Luft kann beispielsweise über den Teilbereich 10 der Aufnahme 5 erfolgen, der als Luftkanal ausgebildet sein kann und der auch entsprechende Filtereinrichtungen aufnehmen kann. Hierbei kann es auch zweckmäßig sein, vom Teilbereich 10 als Luftkanal ausgehend, umzuwälzende gereinigte Luft quer über die Förderstapel zu blasen, wie dies über die Pfeile 89 angedeutet ist. Eine Filter- und Gebläseanordnung mit Filter 90 und Gebläse 91, über die gegebenenfalls Abluft wieder in den Kreislauf gebracht, bzw. für diesen genutzt werden kann, zeigt Fig. 5, womit veranschaulicht ist, dass im Rahmen der Erfindung verschiedene Versorgungsmöglichkeiten wie auch Anströmwege gegeben sind. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, den Teilbereich 10 als Luftkanal gegebenenfalls gegenläufig anzuströmen, um über einen entsprechenden Druckaufbau die Querströmung, wie durch die Zeile 89 angedeutet, zu verstärken.
Die Zeichnungen veranschaulichen, dass der Transportwagen 1 zweckmäßigerweise eine Stapelvorrichtung 4 aufweist, die mehrere Teilträgerstapel 40 umfasst, wobei Fig. 6 in Draufsicht und schematisiert eine diesbezügliche Lösung mit 6 Teileträgerstapeln 40 zeigt, die - schachbrettartig geordnet - paarweise hintereinander liegend quer zur Andockkante 41 des Transportwagens 1 angeordnet sind. Fig. 6 lässt erkennen, dass die jeweils hintereinander liegendenden Teileträgerstapel 40, dass also jeweils zwei Teileträgerstapel 40 zwischen einander benachbarten Gabelarmen 42 einer vierarmigen Hubgabel 43 liegen, die dem Hubwerk 7 zugeordnet ist. Die jeweiligen Teileträgerstapel 40 sind gegeneinander und bezüglich ihrer jeweiligen Teileträger 6 über Führungseinrichtungen 44 positioniert, so dass die Gabelarme 42 in Hochrichtung freigängig zwischen die Teileträgerstapel eingreifen und die Teileträgerstapel 40, bzw. auch einzelne Teileträger 6 der Teileträgerstapel 40 über die Gabelarme 42 in Hochrichtung verfahrbar sind.
Wenn in diesem Zusammenhang von Teileträgern 6 gesprochen wird, so sind damit auch Zusammenfassungen von Teileträgern z. B. in Kassetten und dergleichen gemeint.
Die die Gabelarme umfassende Hub- oder Arbeitsgabel 43 ist in einer schematisierten Seitenansicht in Fig. 7 in Zuordnung zum teilweise gezeigten Hubschlitten 5 des Hubwerkes 7 veranschaulicht. In Fig. 8 und 9 ist erkennbar, dass die Gabelarme mit Greifeinrichtungen 48 versehen sind, über die jeweils aufeinander folgende Teileträger 6 zu erfassen sind. Gegenüber dem Hubschlitten 45 liegen die Gabelarme 42 nach oben versetzt, so dass bei Beschränkung des Hubes des Hubschlittens 45 auf den Verfahrweg innerhalb des Aufbaues 3 die über die Gabelarme 42 jeweils zu versetzenden Teileträger 6 oder Teileträgerstapel bis in den Schleusenteil 42 der Andockstation 15 angehoben werden können, und so in den Bereich einer der Andockstation 15 zugehörigen oder mit der Andockstation zusammenarbeitenden Transporteinheit, wie beispielsweise einem Übergabeförderer bekannter Bauart, gelangen.
Fig. 8 und 9 veranschaulichen die den Gabelarmen 42 zugeordneten Greifereinrichtungen 48 als pneumatisch betätigt, wobei in Hochrichtung sich erstreckende, schwenkbar angelenkte Greiferarme 49 vorgesehen sind, die mit Greifernasen 50 versehen sind, welche gegenüber der Armebene ausgeschwenkt Anschlagflächen 51 der Teileträger 6 untergreifen können, oder in entsprechender Weise auch Anschlagflächen von Kassetten oder dergleichen, die anstelle von hier gezeigten Teileträgern 6 in der Stapelvorrichtung magaziniert sind, wobei die Greifernasen 50 in ihrer Beabstandung zueinander entsprechend anzupassen sind.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 und 9 ist erkennbar, dass für einen Teileträgerstapel in den angrenzenden Gabelarmen 42jeweils in zwei höhenversetzt übereinander liegenden Ebenen angeordnete Greifernasen 50 vorgesehen sind, wobei die in der einen Ebene liegenden Greifernasen 50 zu den in der anderen Ebene liegenden Greifernasen 50 einen Abstand aufweisen, der dem Abstand der Anschlagflächen zweier aufeinander liegender Teileträger 6 entspricht. Die jeweils einem Gabelarm 42 zugeordneten, gegen den gleichen Teileträgerstapel gerichteten Tragnasen sind, bezogen auf die verschiedenen Ebenen, unabhängig voneinander zu betätigen und sind bevorzugt auch verschiedenen Greiferarmen zugeordnet. Für einer Ebene zugeordnete Greifernasen 50, die von einem Gabelarm 42 ausgehend auf einen Trägerstapel Zugriff nehmen, ist es von Vorteil, diese einem Greiferarm zuzuordnen, so dass sich die Anzahl der Betätigungsvorrichtungen verringert. Die voneinander unabhängige Betätigung der Greiferarme ist im Rahmen der Erfindung auch pneumatisch möglich, wobei eine solche pneumatische Betätigung über einen Kolben 52 möglich ist, bei federnder Abstützung in Gegenrichtung. Die federnde Abstützung erfolgt bevorzugt in Richtung auf die die Anschlagflächen 51 untergreifende Lage der Anschlagnasen 50.
Als eine zweckmäßige Anordnung der einem Gabelarm 42 zugeordneten, gegen einen jeweiligen Teileträgerstapel gerichteten Nasen 50 ist in Fig. 6 veranschaulicht. Von den in Hubrichtung gegeneinander versetzten Greifernasen 50 sind zweckmäßigerweise die der einen Ebene zugeordneten Nasen 50 seitlich, d. h. in Erstreckungsrichtung des Gabelarmes 42 versetzt zu den der anderen Ebene zugeordneten Nasen 50 angeordnet. So können beispielsweise die Nasen 50 der jeweils oberen Ebene 46 - diese Nasen sind in Fig. 6 mit 50a bezeichnet - seitlich außerhalb einer oder mehrerer Nasen 50b der unteren Ebene 47 liegen.
Bezogen auf den in Fig. 8 und 9 dargestellten Stapel von Teileträgern 6 ist in Fig. 8 linksseitig ein geschlossener Stapel mit aufeinander folgenden Teileträgern 6 gezeigt. Die Greiferarme 49 der Greifereinrichtung 48 sind eingefahren, die Nasen 50 stehen außer Eingriff zu den Teileträgern. In Fig. 8 rechtsseitig sind die beiden oberen Teileträger 6 von den Greifernasen 50 erfasst, und gegenüber dem darunter liegenden Teileträger 6 abgehoben, und zwar soweit, dass dieser über einen eingreifenden Manipulatorarm oder dergleichen erfasst oder versetzt werden kann.
Eine entsprechende Vereinzelung ist in Fig. 9 rechtsseitig für den im Stapel zunächst obersten Teileträger vorgenommen, so dass über eine Manipulator auf den oder die darunter liegenden Teileträger 6 Zugriff genommen werden kann, gegebenenfalls auch der oberste Teileträger 6 soweit angehoben werden kann, dass weitere Teileträger dazwischen geschoben werden können.
Linksseitig in Fig. 9 ist eine der Ausgangssituation in Fig. 8 entsprechende Positionierung im Stapel wiedergegeben.
In der Schemadarstellung gemäß Fig. 7 sind linksseitig die Greiferebenen 46 und 47 angedeutet, und ferner ist rechtsseitig für den Teileträgerstapel veranschaulicht, dass die Nasen 50a der oberen Ebene 46 in Eingriff zu der Anschlagfläche 51 eines Teileträgers 6 steht, der gegenüber dem darunter liegenden abgehoben ist. Entsprechend sind die Nasen 50b außer Eingriff.
In dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel sind die Teileträgerstapel schachbrettartig zueinander angeordnet und haben unabhängig von der Höhenlage stets die gleiche Ausrichtung zum Hubschlitten des Hubwerkes, können daher über eine axial verfahrbare Hubgabel bei entsprechender Gabelgestaltung sämtlich erfasst werden.
Eine im Rahmen der Erfindung liegende Lösung, die nicht zeichnerisch dargestellt ist, besteht darin, die Teileträgerstapel um ein Zentrum zu gruppieren, und dadurch in Umfangsrichtung nebeneinander liegend in einem Hubturm zusammenzufassen, wobei dieser Hubturm zweckmäßigerweise rotierbar ist, so dass durch die jeweilige Drehlage eine Ausrichtung auf eine Entnahme- oder Übergabevorrichtung erfolgen kann. Besonders zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, den Hubturm mit einer bodenseitigen Tragplatte zu versehen, die die entsprechenden Lagerungen enthalten kann, und die bevorzugt, was eine eigenständige erfinderische Lösung darstellt, gleichzeitig eine Deckelplatte bilden kann. Eine derartige Ausgestaltung macht es möglich, die Teileträgerstapel, in Form des Hubturmes zusammengefasst, insgesamt in einen Schleusenteil einer Andockvorrichtung, analog zum Teil 32 in Fig. 4 einzufahren und den Schleusenteil mit der Bodenplatte des Hubturmes zu verschließen.
Eine derartige, erfindungsgemäße, vom Transportwagen zu separierende Stapelvorrichtung ermöglicht hinsichtlich des Einsatzes von Transportwagen eine höhere Flexibilität, da keine Notwendigkeit besteht, den Transportwagen insgesamt für die Zeit des Abarbeitens seines Inhaltes in der Andockstation zu belassen. Der Transportwagen kann vielmehr bereits anderweitig eingesetzt werden, was in Verbindung mit den hohen Kosten derartiger Einrichtungen von Bedeutung ist. Grundsätzlich ist eine derartige Ausgestaltung des Transportwagens mit einem Wechselsystem nicht an eine Ausgestaltung der dem Transportwagen bzw. dessen Aufbau zugeordneten Stapelvorrichtung als Stapelturm bzw. drehbarer Stapelturm mit in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Stapelvorrichtungen gebunden, wenn auch in Verbindung mit einer solchen Ausgestaltung die Vorteile für die Vereinfachung des Gesamtsystems besonders groß sind.
Anhand der Fig. 10 bis 12 wird nachfolgend das der Stapelvorrichtung zugeordnete Hubwerk 7 mit der im Übergang zwischen Hubwerk 7 und Stapelvorrichtung 4, die in Fig. 10 bis 13 nicht dargestellt ist, liegenden Abschottung 9 näher erläutert.
Das Hubwerk 7 ist, bezogen auf die gezeigten Ausführungsbeispiele, mit der Hubgabel 43 verbunden, wobei die Verbindung über den Hubschlitten 53 erfolgt. Dem Hubschlitten 53 ist ein Hubantrieb 54 zugeordnet, der im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6, im Teilbereich 8 liegend einen Motor 55 umfasst, über den ein Linearantrieb, beispielsweise als Spindel 56 ausgebildet, wie in Fig. 10 dargestellt, beaufschlagt ist. Mit der Spindel 56 ist der Hubschlitten 53 verbunden.
In der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 10 erfolgt die Antriebsverbindung zwischen dem Hubschlitten 53 und der Spindel 56 über eine Spindelmutter 57, wie diese auch in der Prinzipdarstellung gemäß Fig. 11 erkennbar ist.
Die Fig. 12 und 13 zeigen Schnitte gemäß Linie 12-12 in Fig. 10 und veranschaulichen in Verbindung mit der Prinzipdarstellung gemäß Fig. 11, dass der Hubschlitten 53 mit der Spindel 56 bei einem Grundaufbau gemäß Fig. 10 eine im Wesentlichen gekapselte Einheit 58 bildet, die sich über die Höhe der Stapelvorrichtung im Teilbereich 8 erstreckt, wobei die Spindel 56 in einer oberen Deckwand 59 und in einer unteren Deckwand 60 geführt ist und wobei der Spalt, über den der Hubschlitten 53 zur Anbindung an der Hubgabel 43 aus dem Teilbereich 8 in die Aufnahme 5 hineinragt, durch eine Spannwand 61 abgegrenzt ist. Die Spannwand 61 ist durch ein flexibles Stahlband gebildet, das zwischen oberer und unterer Deckwand 59, 60geschlossen durchläuft, wobei das Stahlband im Übergang und in der Anbindung des Hubschlittens 53 an die Spindelmutter 57 eine, bezogen auf eine Querebene zur Spannwand 61, symmetrische, doppelt gegenläufig geschleifte Umlenkung durchläuft. Über diese Umlenkung erfolgt gleichzeitig auch die notwendige Verspannung und Lagefixierung der Spindelmutter 57 gegen den Hubschlitten 53.
Im Einzelnen ist hierzu der Hubschlitten 53 gegen die Spindelmutter 57 zu, anschließend an einen wechselseitig in Hubrichtung hinterschnittenen Bereich mit Hinterschnitten 62, mit gegenläufig in Hubrichtung verlaufenden Armen 63 versehen, in denen jeweils eine Achse 64 geführt ist. Die Spindelmutter 57 ist mit den Hubschlitten 53 quer zur Hubrichtung übergreifenden Armen 65 versehen, die in gegeneinander gerichtete Ansätze 66 übergehen, welche jeweils ebenfalls von einer Achse 67 durchsetzt sind. Wie Fig. 12 veranschaulicht, sind auf den Achsen 64 bzw. 67 jeweils Rollen 68 bzw. 69 im seitlich an den Hubschlitten 53 anschließenden, also im überstehenden Bereich gelagert, die ihrerseits in radialer Überdeckung zu Anlageflächen 70 bzw. 71 stehen, welche beispielsweise durch der Einheit 58 zugehörige, über die Höhe zwischen den Deckwänden 59 und 60 durchlaufende Führungsschienen 82, 83 - in der Schemadarstellung gemäß Fig. 11 - gebildet sind, aber auch einem einheitlichen Führungsgehäuse zugeordnet bzw. durch dieses gebildet sein können, wie dies in Fig. 12 durch das Gehäuse 72 vereinfachend veranschaulicht ist.
Die Spannwand 61, die durch ein flexibles Stahlband gebildet ist, verläuft - ausgehend von der jeweiligen Deckwand 59, 60 - über die durch die Rollen 69 gebildete Führung und nach Umlenkung in Gegenrichtung über die jeweils durch die Rollen 68 gebildete Führung, so dass sich eine geschlossene Dichtgrenze ergibt, da das die Spannwand 61 bildende Stahlband gegen die jeweilige Anlageflächen 70 und 71 dichtend in Anlage gehalten ist und axial im Bereich zwischen den jeweiligen, koaxial liegenden Rollen 68 bzw. 69, sowie auch zwischen den korrespondierenden Anlageflächen 71 frei liegt, so dass kein Abrieb entstehen kann. Dies wird durch eine relativ hohe Vorspannung des Stahlbandes erreicht, die in Anbetracht des in Verlaufsrichtung des Bandes gegebenen Versatzes der Rollen 68 und 69 entsprechend dem in Hubrichtung gegebenen Versatz ihrer Achsen 64 und 67 bei radialer Überlappung der Rollen 68 und 69 auch zu einer verspannenden Verbindung zwischen dem Hubschlitten 53 und der Spindel 57 führt.
Um über die Spannwand 61 bzw. das die Spannwand bildende Stahlband zusätzlich zur Abschottung die gewünschte Verspannung zwischen Hubschlitten 53 und Spindelmutter 57 sicherzustellen, ist der Körper des Hubschlittens 53 in einer Querebene zur Achse der Spindel 56 geschlitzt, Schlitz 75, so dass die über die Achsen 64 abgestützten, dem Hubschlitten 53 zugeordneten Rollen 68 in Richtung der Spindelachse nachgiebig zueinander abgestützt sind. In entsprechender Weise sind die die Achsen 67 der mit der Spindelmutter 57 verbundenen Rollen 69 federnd nachgiebig abgestützt, derart, dass sie in Richtung auf die Anlageflächen 71 ausweichen können, wozu im Ausführungsbeispiel die Ansätze 66 scharnierend mit den Armen 65 verbunden sind, was durch entsprechende, geschlitzte Übergänge 76 erreicht wird.
Durch die axiale und radiale Überlappung der Rollen 68 und 69 bei einer wechselseitigen Abstützung, bei der das Stahlband lediglich eine Zwischenlage bildet und bei einem Abstand zwischen Anlageflächen 70 und 71, der deutlich kleiner ist als die Summe der gegeneinander abgestützten Rollen 68 und 69, ergibt sich mit einfachen Mitteln eine sehr hohe Verspannung, und dies trotz nahezu widerstandsloser Verfahrbarkeit des Hubschlittens 45 längs der Spannwand 61.
Im Hinblick darauf, dass die Anlage der Spannwand 61 zur Anlagefläche 71 durchlaufend, d. h. über die Höhe des Aufbaues 3 und über die Verfahrhöhe des Hubwerkes 7 sichergestellt sein soll, erweist es sich des Weiteren als zweckmäßig, die Anlagefläche 71 nicht geradlinig zwischen den Spannpunkten 73 und 74 verlaufend durchzuführen, sondern mit einer wenn auch sehr geringen Überwölbung in Richtung auf die Spindel 56, so dass die Spannwand 61 quasi über einen Bogen gespannt wird.
Um die Spannwand 61 mit der geforderten hohen Spannkraft verspannen und gespannt halten zu können, erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Spannpunkte 73, 74 in der gezeigten Form ausgebildet werden, nämlich in einer der Spannflächen mit einer Einkerbung 77, der in der Gegenfläche einer entsprechende wulstartige Überhöhung 78 entspricht.
Anstelle eines Spindelantriebes, wie er in Fig. 10 und 12 veranschaulicht ist, kann der Antrieb für den Hubschlitten auch als Rollenantrieb ausgebildet sein, wobei einer Antriebswelle 80 umfangsseitig Reibrollen 81 zugeordnet werden, die bei leicht geneigter Stellung ihrer Rollenachse zur Achse der Antriebswelle 80 entsprechend der Drehrichtung der Welle 80 jeweils in einer Längsrichtung derselben wandern und dadurch den Hubschlitten mitnehmen. Ansonsten entspricht der Aufbau gemäß Fig. 13 jenem gemäß Fig. 12, so dass auf die diesbezüglichen Erläuterungen Bezug genommen wird.

Claims

1. Reinraumsystem für Teileträger, insbesondere von Microsystemen, mit einem Transportwagen mit Fahrgestell und Aufbau, mit einer Andockstation für den Transportwagen, mit einander zugeordneten, über Abdeckungen dichtend verschließbaren Übergabeöffnungen von Andockstation und Transportwagen und mit einer vom Aufbau des Transportwagens aufgenommenen Stapelvorrichtung für Teileträger und einem der Stapelvorrichtung zugeordneten Hubwerk, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau (3) gegenüber dem Fahrgestell (2) höhenverstellbar ist und in seiner zum Fahrgestell (2) angehobenen Lage gegen die Andockstation (15) festgelegt ist, wobei in der angedockten Lage die Abdeckung (Deckel 29) der Stapelvorrichtung (4) in Überdeckung zur Abdeckung (Schleusenabdeckung 33) der Schleusenöffnung (4) der Andockstation (15) liegt, die Abdeckungen (Deckel 29, Schleusenabdeckung 33) gegeneinander festgelegt sind und die Abdeckung (Deckel 29) der Stapelvorrichtung (4) über die Abdeckung (Schleusenabdeckung 33) der Andockstation (15) zu öffnen ist.

2. Reinraumsystem für Teileträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Fahrgestell (2) und Aufbau (3) ein Hubelement (22), insbesondere ein pneumatisches Hubelement vorgesehen ist.

3. Reinraumsystem für Teileträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische Hubelement (22) durch eine Rollbalgfeder (23) gebildet ist.

4. Reinraumsystem für Teileträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Transportlage der Aufbau (3) gegenüber dem Fahrgestell (2) ausgerichtet ist und dass mit der Kopplung des Aufbaus (3) an die Andockstation (15) die Ausrichtung des Aufbaus (3) auf das Fahrgestell (2) auf eine Ausrichtung des Aufbaus (3) auf die Andockstation (15) wechselt.

5. Reinraumsystem für Teileträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Fahrgestell eine die Andockposition vorgebende Einfahrhilfe (25) vorgesehen ist.

6. Reinraumsystem für Teileträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung des Aufbaus (3) gegenüber dem Fahrgestell (2) mit einer Verriegelung des Fahrgestelles (2) in seiner durch die Einfahrhilfe (25) festgelegten Andocklage verbunden ist.

7. Reinraumsystem für Teileträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Verriegelung des Fahrgestelles (2) und/oder dem Anheben des Aufbaus (3) die Kopplung von Verbraucher- und/oder Steueranschlüssen verbunden ist.

8. Reinraumsystem für Teileträger, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Teileträgerstapel der Stapelvorrichtung (4) eine kartesische, schachbrettartige Anordnung vorgesehen ist.

9. Reinraumsystem für Teileträger, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Teileträgerstapel der Stapelvorrichtung (4) eine Gruppierung vorgesehen ist, bei der diese in Umfangsrichtung aufeinander folgend um ein Zentrum angeordnet sind.

10. Reinraumsystem für Teileträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Teileträgerstapel punktsymmetrisch angeordnet sind.

11. Reinraumsystem für Teileträger nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teileträgerstapel der Stapelvorrichtung (4) auf einer Tragplatte angeordnet sind.

12. Reinraumsystem für Teileträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilträgerstapel der Stapelvorrichtung (4) mit der Tragplatte in die Andockstation (15) zu überführen sind und dass in der überführten Lage die Tragplatte für die Schleusenöffnung (34) der Andockstation (15) einen Abschlussdeckel bildet.

13. Reinraumsystem für Teileträger, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teileträgerstapel der Stapelvorrichtung (4) in einer Aufnahme (5) angeordnet sind, in die das Hubwerk (7) eingreift.

14. Reinraumsystem für Teileträger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubwerk (7) mit einer Hubgabel (43) in die Aufnahme (5) eingreift.

15. Reinraumsystem für Teileträger nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen dem Hubwerk (7) und der Stapelvorrichtung (4) durch eine Abschottung (9) abgesperrt ist.

16. Reinraumsystem für Teileträger nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschottung (9) zwischen einem Hubschlitten (53) und dem Antrieb des Hubwerkes (7) liegt.

17. Reinraumsystem für Teileträger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschottung (9) durch eine Spannwand (61) gebildet ist, die zwischen dem Abgriffsglied des Hubwerkes (7) und dem mit diesem verbundenen Hubschlitten (53) durchläuft.

18. Reinraumsystem für Teileträger nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannwand (61) durch ein Stahlband gebildet ist.

19. Reinraumsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannwand (61) in doppelt gegenläufig geschleifter Umlenkung zwischen Abtriebsglied des Hubwerkes (7) und über dieses mitgenommenem Hubschlitten (53) hindurch läuft.

20. Reinraumsystem für Teileträger, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrollen (68, 69) der doppelt gegenläufig ausgebildeten Umlenkung Druckrollen bilden, über die die Spannwand (61) gegen Anlageflächen (71 bzw. 72) angedrückt ist, die die Begrenzung eines durch die Spannwand (61) überbrückten Spaltes bilden.