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Die Erfindung betrifft ein Reinraumsystem
für Teileträger, insbesondere
von Microsystemen, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Reinraumsysteme der vorgenannten
Art sind grundsätzlich
aus der
DE 44 25 208
C2 und der
DE 199
16 932 C1 bekannt und bringen in der Beschickung von Bearbeitungsmaschinen
Erleichterungen. Bei diesen bekannten Reinraumsystemen ist als Transportwagen
ein fahrbares, gegen eine Andockstation fixierbares Gestell vorgesehen,
das einen Aufbau aufweist. Dieser Aufbau umfasst teleskopartig gegeneinander
ausfahrbare Gehäuseteile,
von denen der eine, an das Gestell anschließende Gehäuseteil als äußeres Gehäuseteil
einen in Hochrichtung ausfahrbaren inneren Gehäuseteil aufnimmt. Dieser innere
Gehäuseteil
bildet mit seiner Oberseite eine Aufsetzfläche für Transportbehälter in
Form so genannter SMIF-Boxen. Die Oberseite weist zentral eine über einen
absenkbaren Hubdeckel verschließbare Öffnung auf.
Der Deckel bildet den Träger
für den
auslösbaren
Boxenboden der jeweiligen SMIF-Boxe, deren Gehäuse, auf die Oberseite aufgesetzt
und die zentrale Öffnung
umschließend
eine haubenartige Abdeckung zur Öffnung
bildet. Der Boxenboden ist mit dem Trageinsatz der jeweiligen SMIF-Boxe
verbunden und über
den Hubdeckel in den inneren, gegenüber dem äußeren Gehäuseteil ausgefahrenen Gehäuseteil
einzufahren. In dieser Einfahrlage deckt der Trageinsatz in seitlicher Überdeckung
zu einem Schleusendeckel, der geöffnet
einen Übergang
zwischen dem gegen die Andockstation fixierten Transportwagen und
der Andockstation freigibt, so dass vom Trageinsatz aufgenommene Teile,
insbesondere planare Substrate wie Wafer oder dergleichen über entsprechende
Handhabungsgeräte
umgesetzt werden können.
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Des Weiteren ist aus der
DE 198 45 350 C1 ein
insbesondere in Verbindung mit Reinraumsystemen einsetzbarer Transportwagen
bekannt, der mit Regaleinheiten für zu transportierende SMIF-Boxen ausgerüstet ist,
die jeweils seitlich zu einem dazwischenliegenden Manipulator angeordnet
sind und über
diesen auf die Andockstation übergeben
werden können.
Zur lagegerechten Positionierung. gegenüber der Andockstation ist der
mit Laufrädern ausgerüstete Transportwagen
bodenseitig mit einer Hubplatte ausgerüstet, die in der Abstützung gegen die
Aufstandsfläche
Laufkugeln aufweist und gegenüber
dem Boden um eine aufrechte Achse drehbar ist, so dass in Verbindung
mit entsprechenden Zentriervorrichtungen gegenüber der Andockstation bei geringem
Kraftaufwand eine genaue wechselseitige Ausrichtung und Fixierung
möglich
ist.
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Schließlich sind als Transportwagen
ausgebildete Speicher für
Waferscheiben auch aus der
DE 39
31 985 A1 bekannt, und zwar bei Ausbildung des Transportwagens
als allseits geschlossener Speicher für die Waferscheiben, der deren
verschmutzungsfreien Transport ermöglicht. Der Zugriff auf den Transportraum
für die
Waferscheiben ist von einander gegenüberliegenden Seiten des Transportraumes
möglich,
und zwar über
höhenverschiebbare Deckel,
von denen jeweils einer, je nach Andocklage des Transportwagens
zu einer Andockstation, korrespondierend zu einer verschiebbaren
Schleusenabdeckung liegt, wobei der Zwischenraum zwischen dem jeweiligen
Deckel des Transportwagens und der Schleusenabdeckung der Andockstation
nach Andocken des Transportwagens an die Andockstation entlüftet werden
kann, bevor durch Absenken der Deckel der Übergang zwischen Transportwagen
und Andockstation freigegeben wird.
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Solche Reinraumsysteme unter dem
Gesichtspunkt des Arbeitsablaufes, der Arbeitsgeschwindigkeit, der
Erfüllung
verschärfter
Reinheitsbedingungen, der Arbeitseffizienz und/oder der konstruktiven
Gestaltung zu verbessern, liegt der Erfindung als Aufgabe zu Grunde.
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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 Rusgestaltungsmerkmale wie beispielsweise
die Gestaltung der Abschottung zwischen dem Aufnahmeraum und dem
Hubwerk des Transportwagens im Sinne der Vermeidung von Verunreinigungen
der Teileträger.
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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.
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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:
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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,
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2 eine
Ansicht des Transportwagens gemäß 1 in Richtung des Pfeiles
II,
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3 einen
Transportwagen gemäß der Erfindung
in seiner gegenüber
der Andockstation festgelegten Lage, wobei Teile der Andockstation
veranschaulicht sind,
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4 in
Ergänzung
der 3 einen Teilbereich
der Andockstation, der bei angedocktem Transportwagen diesen oberseitig übergreift,
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5 eine
der 3 weitgehend entsprechende
Darstellung bei teilweise zur Darstellung gemäß 4 abweichender Ausbildung des Schleusenteiles
der Andockstation,
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6 in
einem schematisierten Querschnitt eine Draufsicht auf die Stapelvorrichtung
des Transportwagens mit einer teilweisen Prinzipdarstellung des
Hubwerkes,
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7 in
schematisierter Seitenansicht einen Teil der Hubvorrichtung mit
Hub- und Arbeitsgabel,
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8 eine
schematisierte Querschnittsdarstellung entsprechend Linie VIII-VIII
in 6 durch die Arbeitsgabel
mit den Gabelarmen zugeordneten Greifern für in den einzelnen Stapeln
der Stapelvorrichtung liegende Teileträger, wobei verschiedene Greiferpositionen
dargestellt sind,
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9 eine
der 8 entsprechende
Darstellung bei abweichenden Greiferstellungen,
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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,
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11 eine
Prinzipdarstellung zur Erläuterung
der Ausbildung der Abschottung im Bereich des Hubschlittens,
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12 eine
Schnittdarstellung gemäß Linie XII-XII
in 10 durch das Hubwerk
im Bereich des Hubschlittens, und
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13 eine
der 12 entsprechende
Darstellung in Verbindung mit einer abweichenden Ausbildung des
Hubantriebes des Hubwerkes.
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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.
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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 10 ff. noch näher erläutert wird.
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Der Teilbereich 8 ist bevorzugt
einer der Seiten des rechtekkigen Aufbaues 3 zugeordnet
und erstreckt sich im Wesentlichen über die Breite dieser Seite
des Aufbaues 3, wobei es zweckmäßig ist, auch auf der zum Teilbereich 8 gegenüberliegenden Seite
des Aufbaues 3 einen entsprechenden, kanalartigen Teilbereich 10 vorzusehen,
für dessen
Umriss die in 2 gezeigte
Ansicht in Richtung des Pfeiles II in 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.
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Entsprechend der Anordnung des Haltegriffs 12 im
Teilbereich
10 sind im Teilbereich 8 Konsolen 13 vorgesehen,
die Kupplungshülsen 14 tragen,
denen seitens einer in 3 bis 5 lediglich angedeuteten
Andockstation 15 Kupplungszapfen 16 entsprechen, über die,
im angedockten Zustand, der Transportwagen 1 zur Andockstation 15 lagefest
fixierbar ist.
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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.
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Zur Höhenverstellung des Aufbaues 3 gegen das
Fahrgestell 2 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 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.
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In zweckmäßiger Weise kann die Luftversorgung
für die
Rollbalgfeder 23 mit der Luftversorgung für eine Arretiervorrichtung 24 kombiniert
sein, wie sie in 3 und 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.
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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 3 angedeutet,
vom Innenraum der Rollbalgfeder 23 abgezweigt sein kann. 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.
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Wie unter anderem 1 zeigt, sind vom Deckel 29 die
nach oben offenen Bereiche des Aufbaues 3, insbesondere
die Aufnahme 5, im Ausführungsbeispiel
aber auch der 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 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.
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Die angedockte Position des Transportwagens 1 gegenüber der
Andockstation 15 veranschaulichen die 3 bis 5,
wobei 4 in Verbindung
mit 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, dessen Seitenwände 88 in 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 Dekkel 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.
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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.
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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
Schleusen deckel 33, das gegebenenfalls gesondert evakuiert
werden müsste,
sofern die jeweils einzuhaltenden Reinraumbedingungen dies nötig machen.
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Die in 4 veranschaulichte Überdeckung des
angedockten Transportwagens 1 durch einen Schleusendeckel 33 des
Teiles 32 der Andockstation 15 zeigt eine Auslenkung
des Schleusendeckels 33 parallel und benachbart zur Andockkante 41 des Transportwagens,
wobei die Auslenkung 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 Schleusendekkel 33 erfolgen
kann, und dieser andererseits auch in seiner Öffnungsstellung über den
Scharnierbolzen 35 arretierbar ist.
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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 4 durch den Pfeil 37 symbolisiert
ist.
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Bei der Darstellung gemäß 5 ist die Auslenkung der
Deckel 29, 33, die in der Ausbildung der anhand
der 4 geschilderten
entspricht, der zur Ausdockkante 41 gegenüberliegenden
Seite des Transportwagens 1 zugeordnet, so dass bezogen
auf einen Zugriff aus der Ausdockstation 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.
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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 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 Pfeile 89 angedeutet,
zu verstärken.
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Die Zeichnungen veranschaulichen,
dass der Transportwagen 1 zweckmäßigerweise eine Stapelvorrichtung 4 aufweist,
die mehrere Teilträgerstapel 40 umfasst,
wobei 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. 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.
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Wenn in diesem Zusammenhang von Teileträgern 6 gesprochen
wird, so sind damit auch Zusammenfassungen von Teileträgern z.
B. in Kassetten und dergleichen gemeint.
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Die die Gabelarme 42 umfassende
Hub- oder Arbeitsgabel 43 ist in einer schematisierten
Seitenansicht in 7 in
Zuordnung zum teilweise gezeigten Hubschlitten 53 des Hubwerkes 7 veranschaulicht.
In 8 und 9 ist erkennbar, dass die Gabelarme 42 mit
Greifeinrichtungen 48 versehen sind, über die jeweils aufeinander
folgende Teileträger 6 zu erfassen
sind. Gegenüber
dem Hubschlitten 53 liegen die Gabelarme 42 nach
oben versetzt, so dass bei Beschränkung des Hubes des Hubschlittens 53 auf
den Verfahrweg innerhalb des Aufbaues 3 die über die
Gabelarme 42 jeweils zu versetzenden Teileträger 6 oder
Teile trägerstapel
bis in den Schleusenteil 32 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.
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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.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 8 und 9 ist erkennbar, dass für einen
Teileträgerstapel
in den angrenzenden Gabelarmen 42 jeweils 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 Betäti gungsvorrichtungen
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.
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Als eine zweckmäßige Anordnung der einem Gabelarm 42 zugeordneten,
gegen einen jeweiligen Teileträgerstapel
gerichteten Nasen 50 ist in 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 6 mit 50a bezeichnet – seitlich
außerhalb
einer oder mehrerer Nasen 50b der unteren Ebene 47 liegen.
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Bezogen auf den in 8 und 9 dargestellten
Stapel von Teileträgern 6 ist
in 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 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.
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Eine entsprechende Vereinzelung ist
in 9 rechtsseitig für den im
Stapel zunächst
obersten Teileträger
vorgenommen, so dass über
einen 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.
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Linksseitig in 9 ist eine der Ausgangssituation in 8 entsprechende Positionierung
im Stapel wiedergegeben.
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In der Schemadarstellung gemäß 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.
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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.
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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 4 einzufahren und den Schleusenteil
mit der Bodenplatte des Hubturmes zu verschließen.
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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.
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Anhand der 10 bis 12 wird
nachfolgend das der Stapelvorrichtung zugeordnete Hubwerk 7 mit
der im Übergang
zwischen Hubwerk 7 und Stapelvorrichtung 4, die
in 10 bis 13 nicht dargestellt ist,
liegenden Abschottung 9 näher erläutert.
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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 6, im Teilbereich 8 liegend
einen Motor 55 umfasst, über den ein Linearantrieb,
beispielsweise als Spindel 56 ausgebil det, wie in 10 dargestellt, beaufschlagt
ist. Mit der Spindel 56 ist der Hubschlitten 53 verbunden.
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In der Ausgestaltungsform gemäß 10 erfolgt die Antriebsverbindung
zwischen dem Hubschlitten 53 und der Spindel 56 über eine
Spindelmutter 57, wie diese auch in der Prinzipdarstellung
gemäß 11 erkennbar ist.
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Die 12 und 13 zeigen Schnitte gemäß Linie 12-12 in 10 und veranschaulichen
in Verbindung mit der Prinzipdarstellung gemäß 11, dass der Hubschlitten 53 mit
der Spindel 56 bei einem Grundaufbau gemäß 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, 60 geschlossen 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.
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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 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 11 – gebildet sind, aber auch
einem einheitlichen Führungsgehäuse zugeordnet
bzw. durch dieses gebildet sein können, wie dies in 12 durch das Gehäuse 72 vereinfachend
veranschaulicht ist.
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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.
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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.
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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 53 längs der
Spannwand 61.
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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.
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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.
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Anstelle eines Spindelantriebes,
wie er in 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 13 jenem gemäß 12, so dass auf die diesbezüglichen Erläuterungen
Bezug genommen wird.