DE112013005049T5 - Vorrichtung, System und Verfahren zum Heben und Bewegen formbarer und/oder faltbarer Teile - Google Patents

Abstract

Die Handhabung eines formbaren und/oder faltbaren Teils 30 bietet mehrere Herausforderungen, besonders wenn die Toleranzen für die Teilegeometrie gering sind. Die vorliegende Erfindung richtet sich auf Geräte, Systeme und Verfahren zum Anheben und Bewegen solcher Teile 30, die einige oder alle diese Herausforderungen überwinden. Die vorliegende Erfindung verwendet vorzugsweise ein Gerät 10 zum Aufnehmen eines Teils 30, das die Kräfte eines Vakuums 44 einsetzt und im Allgemeinen die Vakuumkraft gleichförmig über einen großen Teil der Oberfläche des Teils 32 verteilt. Das Gerät 10 sorgt vorzugsweise für eine Stützung des Teils 30 in regelmäßigen Intervallen, zum Beispiel unter Verwendung einer Verteilerplatte 14, die viele kleine Öffnungen 26 hat. Das Gerät 10 nutzt vorzugsweise eine poröse Schicht 12, wie zum Beispiel einen offenzelligen Schaum, zwischen der Verteilerplatte 14 und dem Teil 12. Die poröse Schicht 12 kann eines oder Kombination des Folgenden ausführen: ferner die Vakuumkräfte 44 verteilen, das Teil 30 gegenüber der Verteilerplatte 14 abfedern oder ferner die Abstützung für das Teil 30 verteilen.

Description

• PRIORITÄTSANSPRUCH
• Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Nutzen aus der Vorläufigen Patentanmeldung 61/716,158, eingereicht am 19. Oktober 2012, die hierin durch Verweis in Gänze für alle Zwecke integriert ist.
• GEBIET DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft Geräte, Vorrichtungen, Systeme und Verfahren zur Handhabung von Teilen unter Verwendung eines Vakuums. Insbesondere betrifft die Erfindung fas Heben und Bewegen von Teilen, die in einem formbaren Zustand sind und/oder Zellen haben, die leicht zusammengelegt werden können.
• STAND DER TECHNIK
• Viele Verfahren zur Handhabung von geformten Teilen, die sich in einem festen Zustand befinden, sind im Fachgebiet bekannt. Zum Beispiel ist die Verwendung eines Vakuums zum Heben von Teilen bekannt, wo ein abgedichteter Raum über einen oder mehrere im Allgemeinen kleine Bereiche auf der Oberfläche des Teils gebildet ist, das gehoben wird. Ein starkes Vakuum wird auf den abgedichteten Raum angewendet, so dass das ganze Teil gehoben werden kann. Andere ähnliche Geräte setzen Saugnäpfe auf kleinen Bereichen der Oberfläche des Teils ein, das gehoben wird. Wenn diese Geräte auf Teilen verwendet werden, die eine enge Abmessungstoleranz haben, ist es normalerweise wichtig, dass das Teil, welches gehoben wird, in einem festen Zustand ist und nicht in einem formbaren Zustand.
• Bei der Handhabung eines Teils, das sich in einem formbaren Zustand befindet, kann die Bewegung des Teils zu Änderungen oder Verformungen am Teil durch die Kräfte resultieren, die beim Heben des Teils ausgeübt werden. Bei einigen Teilen, wie zum Beispiel bei Teilen, die ein im Allgemeinen festes Profil haben (z. B. ohne Zellen), kann die Dicke des Teils alle Veränderungen an den Gesamtabmessungen des Teils minimieren. In anderen Situationen wird das Teil unter Verwendung eines Förderbandes oder eines anderen Mechanismus bewegt, der das Teil an seiner Unterseite abstützt und das Teil nicht hebt.
• Beim Handhaben von empfindlichen extrudierten Teilen, wie zum Beispiel Teilen, die mehrere Zellen, dünne Wände oder beides haben, besteht die Schwierigkeit im Heben der Teile, während sich das Material in einem formbaren Zustand befindet. Wenn solche Teile mit Hilfe herkömmlicher Verfahren gehoben werden, kann die Notwendigkeit für einen oder mehrere Endbearbeitungsschritte bestehen, Unvollkommenheiten zu entfernen, die sich während der Bewegung des Teils entwickelt haben, und/oder es kann die Notwendigkeit von Konstruktionsanpassungen bestehen, um eine mögliche Verformung des Teils zu kompensieren. Die Schwierigkeit bei der Handhabung eines Teils kann sich auf den Zustand des Materials im Teil, ein oder mehrere Struktureigenschaften oder beides beziehen. Zum Beispiel können Teile, die nicht gesintert wurden (d. h. vorgesinterte Teile), und/oder Teile, bei denen das Bindemittel nicht entfernt wurde (d. h. Teile vor dem Entfernen des Bindemittels), können in einem formbaren Zustand sein, der Schwierigkeiten bei Anheben des Teils erzeugt. Ein Beispiel für ein Teil, das Struktureigenschaften hat, die zu Schwierigkeiten bei der Handhabung des Teils führen können, ist ein extrudiertes Teil, das einen Querschnitt mit mehreren Reihen und/oder mehreren Spalten von offenen Zellen hat, die im Allgemeinen die Länge des extrudierten Teils erweitern, wie zum Beispiel ein Teil, das einen im Allgemeinen Honigwabenquerschnitt hat.
• Es besteht ein fortlaufender Bedarf an Geräten, Vorrichtungen, Systemen und Verfahren zur Handhabung empfindlicher Teile, die in einem formbaren Zustand sind. Zum Beispiel gibt es einen Bedarf an verbesserten Vakuumaufnahmeeinheiten zum Heben solcher Teile mit einer reduzierten oder sogar nicht sichtbaren Verformung des Teils.
• Außerdem besteht ein Bedarf an Vakuumaufnahmegeräten, die ein oder mehrere der folgenden Merkmale haben: Fähigkeit, Teile aufzunehmen, die zusammenlegbar sind; reduziert oder beseitigt die Verformung von Teilen; reduziert oder beseitigt alle Schrammen; oder Fähigkeit, keramische Teile zu handhaben, die sich in einem feuchten und/oder rohen Zustand befinden.
• Die Geräte, Vorrichtungen, Systeme und Verfahren gemäß den Lehren hierin können vorteilhaft zur Handhabung von empfindlichen Teilen verwendet werden, die sich in einem formbaren Zustand befinden. Wenn zum Beispiel beim Heben eines Teils, das sich in einem formbaren Zustand befindet, die verbesserten Vakuumaufnahmegeräte vorteilhaft jede sichtbare Verformung des Teils reduzieren oder sogar beseitigen. Die Vakuumaufnahmegeräte gemäß den Lehren hierin können ein Merkmal oder eine Kombination der folgenden Merkmale haben: Fähigkeit, die Verformung von Teilen zu reduzieren oder zu beseitigen, welche zusammenlegbar sind, Fähigkeit, Schrammen auf Teilen zu reduzieren oder zu beseitigen, oder Fähigkeit, keramische Teil zu handhaben, die sich in einem feuchten oder rohen Zustand befinden. Zum Beispiel können die Vakuumaufnahmegeräte bei Teilen eingesetzt werden, die vorgesintert sind, bei denen das Bindemittel vorentfernt wurde oder beides.
• KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
• Ein erster Aspekt der Erfindung richtet auf ein Gerät zum Aufnehmen eines Teils, das Folgendes umfasst: ein Vakuumaufnahmegerät einschließlich einer Vakuumleitung zur Verbindung mit einem Vakuum; einen Ansaugraum in Fluidkommunikation mit dem Vakuum über eine Vakuumleitung, wobei der Ansaugraum eine relativ kleine Öffnung zum Verbinden mit einer Vakuumleitung und eine relativ große Öffnung für die Ausbreitung des Vakuums über eine Fläche des Teils hat; eine Verteilerplatte zum Abdecken der relativ großen Öffnung des Ansaugraums, wobei die Verteilerplatte entgegengesetzte erste und zweite Flächen hat, wobei die erste Fläche dem Ansaugraum zugewandt ist und die zweite Fläche vom Ansaugraum weg weist, wobei die zweite Fläche im Allgemeinen planar ist; und ein offenzelliger Schaum, der entgegengesetzte erste und zweite Flächen hat, wobei der offenzellige Schaum ausreichend groß ist, so dass seine erste Fläche im Wesentlichen oder vollständig die zweite Fläche der Verteilerplatte bedeckt; wobei der offenzellige Schaum ausreichend porös ist, so dass die zweite Fläche des offenzelligen Schaums und das Vakuum in Fluidkommunikation stehen. Das Gerät kann besonders nützlich beim Bewegen von Teilen sein, die sich in einem formbaren Zustand befinden.
• Ein weiterer Aspekt der Erfindung richtet sich auf einen Prozess zum Bewegen eines Teils unter Verwendung eines Gerätes gemäß den Lehren hierin, wobei der Prozess Folgendes umfasst: einen Schritt der Kontaktaufnahme der oberen Fläche des Teils mit dem Schaum eines Vakuumaufnahmegerätes; Anwenden eines ausreichenden Vakuums auf den Ansaugraum, so dass die Schwerkraft aus der Masse des Teils durch die Kraft des Vakuums überwunden wird; und Heben des Teils durch Bewegen des Vakuumaufnahmegerätes in der vertikalen Richtung. Das Teil ist vorzugsweise in einem formbaren Zustand. Das Teil ist vorzugsweise ein Extrudat, wie zum Beispiel ein Extrudat mit einer Struktur, die eine oder mehrere Zellen einschließt, welche die Länge des Teils erweitern. Das Teil wird vorzugsweise bewegt, während das Teil in einem formbaren Zustand ist.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 ist eine Querschnittsansicht des veranschaulichenden Vakuumaufnahmegerätes.
• 2A ist eine Zeichnung eines illustrativen formbaren Teils, das von einer Vorrichtung angehoben wird, welche ein Vakuumaufnahmegerät (in der Querschnittsansicht gezeigt) hat, welches mit einer Vakuumquelle verbunden ist, wobei eine Vakuumleitung verwendet wird.
• 2B ist eine illustrative Querschnittsansichtszeichnung, die Merkmale zeigt, welche in einem Vakuumaufnahmegerät eingesetzt werden können.
• 3 ist eine schematische Zeichnung einer illustrativen Verteilerplatte.
• 4A ist eine Draufsicht auf eine illustrative Verteilerplatte. 4B ist eine Querschnittsansicht, die Merkmale der Verteilerplatte von 4A illustriert.
• 5 ist eine Querschnittsansicht des veranschaulichenden Vakuumaufnahmegerätes.
• 6A ist eine Unteransicht eines illustrativen Ansaugraums.
• 6B ist eine illustrative Querschnittsansicht des Ansaugraums von 6A.
• 6C ist eine weitere illustrative Querschnittsansicht des Ansaugraums von 6A.
• 7 ist eine Zeichnung, die illustrative Merkmale eines Systems zum Bewegen eines Teils zeigt, das sich in einem formbaren Zustand befindet.
• 8 ist eine Zeichnung, die illustrative Merkmale eines Systems zum Bewegen eines Teils zeigt, das sich in einem formbaren Zustand befindet.
• 9 ist eine Querschnittsansicht eines formbaren Teils, das eine oder mehrere Zellen hat.
• 10 ist eine perspektivische Ansicht eines formbaren Teils, wie zum Beispiel eines extrudierten Teils, das ein Profil hat, welches mehrere Reihen von Zellen, mehrere Spalten von Zellen oder beides hat.
• 11 ist eine perspektivische Ansicht eines formbaren Teils, das ein im Allgemeinen gleichförmiges Profil hat. Wie in 11 illustriert, kann das Profil eine im Allgemeinen Honigwabenstruktur haben.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Die Erläuterungen und Illustrationen, die hierin präsentiert werden, sollen Fachleute auf dem Gebiet mit der Erfindung, ihren Prinzipien und ihrer praktischen Anwendung bekannt machen. Die speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie dargelegt, sollen nicht erschöpfend oder einschränkend für die Erfindung sein. Der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung darf nicht mit Verweis auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern muss stattdessen mit Verweis auf die angehängten Ansprüche, zusammen mit dem vollen Geltungsbereich von Äquivalenten, bestimmt werden, zu welchen solche Ansprüche berechtigen. Die Offenbarungen aller Artikel und Bezugnahmen, einschließlich Patentanmeldungen und Publikationen, sind durch Verweis für alle Zwecke integriert. Andere Kombinationen sind ebenfalls möglich, wie aus den folgenden Ansprüchen zu ersehen ist, die hiermit ebenfalls durch Verweis in diese schriftliche Beschreibung aufgenommen werden. Ein oder mehrere, wie hierin verwendet, bedeutet, dass mindestens eine oder mehr als eine der angegebenen Komponenten als offenbart verwendet werden können.
• Definitionen
• Wie hierin verwendet, ist ein formbarer Zustand (z. B. ein leicht formbarer Zustand) ein flüssiger Zustand, Schmelzzustand, formbarer Tonzustand oder anderer teigartiger Zustand, der unter einer angewendeten Scherkraft fließen kann, extrudiert werden kann oder beides. Wenn das Material in einem flüssigen Zustand ist, ist die null Scherviskosität (d. h. die Viskosität, die durch Extrapolation der Kurve der Scherrate als Funktion der Viskosität auf eine Scherrate von null erhalten wird) vorzugsweise ausreichend hoch, so dass ein geformtes Teil im Allgemeinen seine Form zwischen der Zeit der Bildung und der Zeit, in der das Material nicht mehr in einem formbaren Zustand ist, beibehalten kann. Während es in einem formbaren Zustand ist, ist das Material vorzugsweise extrudierbar (d. h. in der Lage, in eine Form unter Verwendung eines Extrusionsprozesses gebracht werden zu können).
• Wie hierin verwendet, ist ein formbares Teil ein Teil, welches ein Material enthält oder im Wesentlichen aus demselben besteht, das sich in einem formbaren Zustand befindet. Die Masse des Materials in dem formbaren Zustand beträgt vorzugsweise etwa 50 Gew-% oder mehr, besser etwa 80 Gew-% oder mehr, noch besser etwa 95 Gew-% oder mehr und am besten etwa 99,5 Gew-% oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht des formbaren Teils. Zum Beispiel kann das formbare Teil vollständig aus Material bestehen, das sich in einem formbaren Zustand befindet.
• Die verschiedenen Aspekte der Erfindung betreffen Geräte, Systeme und Prozesse zum Bewegen von Teilen, die sich in einem formbaren Zustand befinden, unter Verwendung eines Vakuums, um die Schwerkraft zu überwinden, die auf das Teil wirkt, das bewegt wird. Ein Vakuumaufnahmegerät wird zum Bewegen des Teils eingesetzt, wie zum Beispiel durch Anheben und/oder durch Bewegen des Teils in einer oder mehreren horizontalen Richtungen. Das Vakuumaufnahmegerät gemäß den Lehren hierin kann einen oder mehrere der folgenden Vorteile haben: Reduzierung und/oder Beseitigung der Verformung des Teils, Reduzierung und/oder Beseitigung von Schrammen auf dem Teil oder Fähigkeit, engere Toleranzen in der Teilegeometrie einzuhalten.
• Die verschiedenen Aspekte der Erfindung können durch eines oder jede Kombination der folgenden Merkmale gekennzeichnet sein: Die Verteilerplatte ist ausreichend starr und das Vakuum ist ausreichend stark, so dass die Vorrichtung ein formbares Teil anheben kann, welches einen Teil mit niedrigem Modul hat, das formbar ist und eine im Allgemeinen flache obere Fläche hat und einen Innenraum mit mehreren länglichen Zellen, im Wesentlichen ohne die Form des Teils zu verändern; die zweite Fläche des Schaums bedeckt die gesamte obere Fläche des Teils; die Verteilerplatte hat etwa 20 oder mehr Perforationen, und das Verhältnis der Gesamtfläche der Perforationen zur Gesamtfläche der ersten Fläche der Platte beträgt etwa 0,8 oder weniger; die Vorrichtung umfasst ein Förderband zum Bewegen des Teils, das angehoben werden soll, von einer vorherigen Stufe des Prozesses, zum Beispiel in einer im Allgemeinen horizontalen Richtung, und ein Bewegungsgerät zum anfänglichen Bewegen des Vakuumaufnahmegerätes synchron mit dem Förderband, während der Schaum in Kontakt mit dem Teil ist; das Bewegungsgerät kann sich vertikal bewegen, um das Teil anzuheben; kann sich schneller als das Förderband in horizontaler Richtung bewegen, während das Teil angehoben wird; oder beides; die Vorrichtung umfasst einen Extruder zum Extrudieren einer Mischung, die ein oder mehrere anorganische Materialien einschließt, im Wesentlichen aus denselben besteht oder vollständig aus denselben besteht; etwa 35% oder mehr der Atome im Teil sind Sauerstoffatome; die Vorrichtung umfasst eine Matrize zum Bilden des Teils, das ein im Allgemeinen durchgehendes Profil umfasst, einschließlich einer Anordnung von länglichen Zellen; die Vorrichtung umfasst ein Förderband zum Transportieren des Extrudats weg von der Matrize, zum Beispiel in horizontaler Richtung; die Vorrichtung kann das Teil anheben, ohne eine Markierung zu hinterlassen, ohne die Form des Teils zu verzerren, oder beides; die Vorrichtung umfasst ein Ventil oder einen Schalter zum Steuern oder anderweitigen Regulieren des Vakuumgrades im Ansaugraum; das Bewegungsgerät kann das Teil vom Förderband zu einem vorgegebenen Ort bewegen, wobei jede Dimension des Teils sich um etwa 4% oder weniger verändert, während das Teil bewegt wird; das Extrudat umfasst Siliziumatome, Aluminiumatome oder beides; der Prozess umfasst einen Schritt des Extrudierens einer Mischung, die eine oder mehrere anorganische Verbindungen umfasst, durch einen Extruder; der Prozess umfasst einen Schritt des Bildens eines Profils durch Durchschicken der Mischung durch eine Matrize; der Prozess umfasst einen Schritt des Extrudats weg von der Matrize unter Verwendung eines Förderbandes in der Extrusionsrichtung; der Prozess umfasst einen Schritt des Schneidens des Extrudats auf eine vorgegebene Länge unter Verwendung eines Ultraschallmessers, eines Drahtschneiders oder von beidem; das Extrudat umfasst Ton; oder das Extrudat hat drei oder mehr Reihen von offenen Zellen, einschließlich einer obersten Reihe von offenen Zellen, und eine obere Außenwand oberhalb der obersten Reihe von offenen Zellen, wobei der Schritt des Vorschneidens des Extrudats das Schneiden vollständig durch die obere Außenwand einschließt, so dass die oberste Reihe von offenen Zellen freiliegt; alle Zellen des Teils bleiben offen nach dem Bewegen des Teils; oder der Extrudatteil hat eine im Allgemeinen rechteckige obere Fläche mit einer Breite und Länge und die zweite Fläche des offenzelligen Schaums hat eine Breite, die größer als die Breite des Teils ist, und eine Länge, die größer als die Länge des Teils ist.
• Die Vorrichtung zum Hochheben des formbaren Teils (d. h. des Teils einschließlich von formbarem Material, im Wesentlichen aus demselben bestehend oder vollständig aus demselben bestehend) umfasst ein Vakuumaufnahmegerät zum Kontaktieren des Teils, das angehoben werden soll. Das Vakuumaufnahmegerät ist ein Gerät, das ein Vakuum über eine Fläche des Teils verteilen kann. Das Vakuumaufnahmegerät kann im Allgemeinen ein ausreichendes Vakuum über die Fläche des Teils verteilen, so dass Schwerkraft überwunden wird und das Teil angehoben werden kann. Das Vakuumaufnahmegerät setzt vorzugsweise ein Vakuum ein, das ausreichend niedrig ist, so dass jede Verformung des Teils durch das Vakuum reduziert oder beseitigt wird.
• Das Vakuumaufnahmegerät ist vorzugsweise in der Lage, das Teil anzuheben, ohne Markierungen zu hinterlassen, ohne die Form des Teils zu verzerren oder beides.
• Das Vakuumaufnahmegerät umfasst eine poröse Schicht zum Kontaktieren des Teils, das angehoben werden soll, und eine Vakuumkammer, die in Fluidkommunikation mit der porösen Schicht steht. Die Vakuumkammer kann durch eine Verteilerplatte gebildet werden, die das Vakuum zur porösen Schicht und einer Ansaugkammer hin ausbreiten kann. Die Ansaugkammer kann in der Lage sein, einen Hohlraum für die Vakuumkammer zu bilden. Die Verteilerplatte kann im Allgemeinen zwischen der porösen Schicht und der Ansaugkammer angeordnet sein. Die poröse Schicht hat vorzugsweise eine erste Fläche zum Kontaktieren einer Fläche (d. h. der Kontaktierungsfläche) des Teils, das bewegt werden soll, und eine gegenüberliegende Fläche. Die gegenüberliegende Fläche der porösen Schicht kann zum Kontaktieren der Verteilerplatte verwendet werden. Die poröse Schicht hat im Allgemeinen eine ausreichende Zahl von Poren, und diese sind ausreichend offen, so dass die entgegengesetzten Flächen der porösen Schicht in Fluidkommunikation sind. Die Verteilerplatte ist vorzugsweise mit der Ansaugkammer zum Herstellen einer Vakuumkammer verbunden. Zum Beispiel können die Verteilerplatte und die Ansaugkammer mit Abdichtung verbunden sein. Die Ansaugkammer und die Verteilerplatte sind vorzugsweise mit Abdichtung verbunden oder andernfalls so befestigt, dass keine Luft in die Vakuumkammer durch die Räume zwischen der Ansaugkammer und der Verteilerplatte fließt. Optional umfasst das Vakuumaufnahmegerät eine Dichtungskomponente, wie zum Beispiel eine Dichtungsmanschette, eine Flanschdichtung, Klebstoff oder anderes Merkmal, das sich für eine lecksichere Dichtung zwischen der Ansaugkammer und der Verteilerplatte eignet. Die Verteilerplatte hat vorzugsweise eine ausreichende Zahl von Öffnungen, so dass das Vakuum von der Vakuumkammer über die Kontaktfläche des Teils verteilt wird, durch die offenen Poren der porösen Schicht verteilt wird oder beides. Die Ansaugkammer kann eine oder mehrere Vakuum aufnehmende Öffnungen umfassen, die sich zum Verbinden der Vakuumkammer mit einer Vakuumquelle eignen.
• Das Vakuumaufnahmegerät kann in einer Vorrichtung zum Aufnehmen eines Teils verwendet werden, das sich in einem formbaren Zustand befindet. Die Vorrichtung kann ein Vakuumaufnahmegerät gemäß den Lehren hierin, ein oder mehrere Vakuumquellen und eine oder mehrere Vakuumleitungen umfassen. Die Vakuumleitung umfasst vorzugsweise einen oder mehrere Durchgänge zum Bereitstellen einer Fluidkommunikation zwischen der Vakuumquelle und der Vakuumkammer. Die Vorrichtung kann eine Fluidsteuerungskomponente umfassen, die sich zum Steuern der Stärke des Vakuums in der Vakuumkammer eignet. Zum Beispiel kann die Fluidsteuerungskomponente ein Ventil sein, das die Fluidverbindung zwischen der Vakuumquelle und der Vakuumkammer steuert. Wenn die Fluidsteuerungskomponente eingesetzt wird, kann sie sich irgendwo zwischen der Vakuumquelle und der Vakuumkammer der Ansaugkammer befinden.
• Die Vorrichtung kann ein oder mehrere Bewegungsgeräte umfassen, die sich zum Bewegen des Vakuumaufnahmegerätes eignen. Das Bewegungsgerät kann in der Lage sein, das Vakuumaufnahmegerät in jede Richtung zu bewegen. Zum Beispiel kann das Bewegungsgerät fähig sein, Bewegung in einer vertikalen Richtung und/oder in einer oder mehreren horizontalen Richtungen auszuführen.
• Die Vorrichtung kann beim Aufnehmen eines formbaren Teils eingesetzt werden, das eine Oberfläche hat, welche sich für den Kontakt mit dem Vakuumaufnahmegerät eignet. Das formbare Teil wird vorzugsweise allein durch die Vakuumkräfte angehoben, die auf die Oberfläche des Teils ausgeübt werden, welche die poröse Schicht des Vakuumaufnahmegerätes kontaktiert. Als solche können die Vakuumkräfte größer als die Schwerkraft auf Grund der Masse des Teils sein.
• Die poröse Schicht kann einen verformten Bereich haben, der durch Vakuumkraft verformt ist, die auf das Teil wirkt, wenn das Teil angehoben wird. Dieser verformte Bereich verformt sich normalerweise, wenn das Aufnahmegerät das Teil kontaktiert, und kehrt in einen unverformten Zustand zurück, wenn das Teil freigegeben wird und das Aufnahmegerät von dem Teil zurückgezogen wird. Es wird darauf hingewiesen, dass der verformte Bereich durch die Form des Teils, die Positionierung des Teils gegenüber der porösen Schicht oder beides definiert wird. Wenn das Teil aufgenommen wird, kann die Dicke der porösen Schicht im verformten Bereich im Vergleich zur Dicke der porösen Schicht reduziert sein, wenn sie nicht in Kontakt mit einem formbaren Teil ist. Die poröse Schicht, die dem Teil zugewandt ist, kann einen oder mehrere unverformte Bereiche haben, die das Teil nicht kontaktieren. Die unverformten Bereiche können einen oder mehrere periphere Bereiche umfassen. Der Peripheriebereich wird vorzugsweise nicht durch das formbare Teil komprimiert. Wenn das Teil bewegt wird, kann die poröse Schicht dadurch gekennzeichnet sein, dass sie einen unverformten Bereich hat (z. B. einen Peripheriebereich), der dicker als die poröse Schicht in einem verformten Bereich. Beim Bewegen des formbaren Teils ist die poröse Schicht vorzugsweise ausreichend porös, so dass Luft von der Außenseite des Gerätes zumindest durch einen Teil der porösen Schicht und durch mindestens eine der Öffnungen in der Verteilerplatte fließen kann. Als solche kann die poröse Schicht ein begrenztes Eindringen von Luft in die Vakuumkammer ermöglichen. Solch ein Eindringen von Luft in die Vakuumkammer kann die Stärke des Vakuums in den Vakuumkammern reduzieren, so dass jede Verformung des verformbaren Teils reduziert oder beseitigt wird.
• Beim Anheben des Teils ist vorzugsweise ein oder sind mehrere oder sogar alle Bereiche des Teils, das in Fluidkommunikation mit dem Vakuum von der Vakuumkammer steht, nicht abgedichtet. Das unterscheidet sich von den herkömmlichen Verwendungen von Vakuum zum Anheben von Objekten, bei denen eine Vakuumdichtung erzeugt wird, so dass ein relativ hohes Vakuum geschaffen werden kann. Solch ein starkes Vakuum könnte die verformbaren Teile gemäß den Lehren hierin beschädigen.
• Wenn das Teil angehoben wird, ist das Vakuum vorzugsweise über die (ganze) Oberfläche des Teils verteilt, die der porösen Schicht zugewandt ist. Zum Beispiel kann die poröse Schicht im Wesentlichen die gesamte nach oben weisende Fläche des Teils kontaktieren. Durch Einwirken des Vakuums auf einen großen Teil der Oberfläche des Teils, der der porösen Schicht gegenüberliegt, ist es allgemein möglich, eine geringere Stärke des Vakuums zum Anheben des Teils zu verwenden, und daher kann die Verformung des Teils reduziert oder beseitigt werden.
• Gemäß den Lehren hierin wird das Vakuum vorzugsweise über mehrere Öffnungen in einem Verteiler verteilt. Jede Öffnung hat eine Fläche, und die Summe aller Öffnungsflächen ist die die gesamte Öffnungsfläche. Das Verhältnis der Fläche der Öffnung mit der größten Fläche zur Gesamtöffnungsfläche beträgt vorzugsweise etwa 15% oder weniger, besser etwa 10% oder weniger, noch besser etwa 5% oder weniger und am besten etwa 2% oder weniger.
• Das Aufnahmegerät vermeldet vorzugsweise das Einwirken einer Druckkraft auf das formbare Teil. Das Aufnahmegerät vermeidet vorzugsweise das Einwirken einer Zugkraft auf das Teil, mit Ausnahme der Kraft, die der Schwerkraft entgegenwirkt. Das Aufnahmegerät vermeidet vorzugsweise das Einwirken einer Druckkraft auf das formbare Teil. Schlechthin kann es eine kleine oder sogar keine Veränderung in der Form des Teils geben, die durch die Druckkräfte vom Aufnahmegerät verursacht werden. Zum Beispiel kann das Teil im Allgemeinen dieselbe Form vor dem Anheben und nach dem Bewegen durch die Vorrichtung haben. Wie hierin verwendet, kann ein Teil, das im Allgemeinen dieselbe Form hat, eine Breite haben und/oder eine Höhe, die um weniger als +/–5%, vorzugsweise um weniger als +/–2%, besser um weniger als +/–1% und am besten um +/–0,5% verändert wird.
• Die Ansaugkammer ist eine Komponente, die fähig ist, sich mit einem Vakuum durch eine relativ kleine Öffnung zu verbinden und dieses Vakuum einem relativ großen Bereich zuzuführen. Die Ansaugkammer kann als Einzelkomponente gebildet sein oder kann mehrere Teilkomponenten umfassen, die zur Ansaugkammer zusammengesetzt werden. Die Ansaugkammer umfasst eine oder mehrere Vakuum aufnehmende Öffnungen, die zum Verbinden mit einer Vakuumleitung geeignet sind. Die Ansaugkammer umfasst vorzugsweise eine einzige Vakuum aufnehmende Öffnung. Die Ansaugkammer hat eine Vakuumverteilungsöffnung zum Verteilen des Vakuums über einen großen Bereich. Das Verhältnis der Fläche der Vakuum verteilenden Öffnung zur Vakuum aufnehmenden Öffnung ist vorzugsweise so groß, dass ein Verlust an Vakuum und Material, das für eine Vakuumleitung benötigt wird, reduziert wird. Zum Beispiel kann das Verhältnis der Fläche der Vakuum verteilenden Öffnung zur Fläche der Vakuum aufnehmenden Öffnung etwa 1,5 oder mehr, etwa 4 oder mehr, etwa 20 oder mehr oder etwa 100 oder etwa 300 oder mehr betragen. Die Vakuum verteilenden Öffnungen können dafür eingesetzt werden, das Vakuum für einen großen Bereich eines Teils bereitzustellen. Das Verhältnis der Fläche der Vakuum verteilenden Öffnung zur Fläche des Vakuum aufnehmenden Öffnung der Ansaugkammer ist normalerweise etwa 10.000 oder weniger, etwa 5.000 oder weniger oder etwa 1.000 oder weniger. Jedoch können Verhältnisse von mehr als 10.000 ebenfalls eingesetzt werden.
• Die Ansaugkammer kann ein oder mehrere Befestigungsmerkmale zum Befestigen der Ansaugkammer an der Verteilerplatte haben, so dass eine Vakuumkammer durch die zwei Komponenten erzeugt wird. Zum Beispiel kann die Ansaugkammer eine oder mehrere Öffnungen oder Löcher zum Aufnehmen eines Bolzens, einer Schraube oder anderen Befestigungskomponente haben. Eine Ansaugkammer kann auch an einer Verteilerplatte unter Verwendung einer Flanschdichtung, eines Dichtungsmaterials oder eines anderen Materials befestigt werden, das sich zur dichtenden Befestigung der zwei Komponenten eignet. Die Ansaugkammer kann ein oder mehrere Befestigungsmerkmale zum Befestigen der Ansaugkammer an einem Bewegungsgerät haben, so dass das Vakuumaufnahmegerät bewegt werden kann. Die Ansaugkammer sollte ausreichend starr sein, so dass sie das Vakuum in der Vakuumkammer beibehalten kann, ohne dass die Wände der Ansaugkammer zusammenfallen.
• Das Vakuumaufnahmegerät umfasst eine Verteilerplatte, die die zwei Funktionen des Verteilens über einen großen Bereich und des Bereitstellens einer starren Stützfläche erfüllt. Es ist gemäß den Lehren hierin darauf hinzuweisen, dass die Fläche der Verteilerplatte, die einem Teil gegenüberliegt, welches angehoben werden soll, der Form der Fläche des Teils angepasst wird, welche das Vakuumaufnahmegerät kontaktiert.
• Die Verteilerplattenöffnungen sollten eine im Allgemeinen geringe Abmessung haben. Zum Beispiel können die Öffnungen zylindrische Öffnungen sein (d. h. ein kreisförmiges Profil haben), die einen Durchmesser haben, der im Allgemeinen klein ist. Als weiteres Beispiel können die Öffnungen eine im Allgemeinen kubische Form haben mit mindestens einer Dimension (z. B. an dem Teil, der der Fläche der Verteilerplatte gegenüberliegt), die im Allgemeinen klein ist. Wenn die kleine Dimension einen Abstand x hat, dann ist der Abstand zwischen der Mitte der Öffnung und einem festen Teil der Verteilerplatte etwa x/2. Hält man x/2 klein, ist es möglich sicherzustellen, dass die Fläche des Teils direkt von der Verteilerplatte gestützt wird oder dicht an der Verteilerplatte ruht. Die Öffnungen haben vorzugsweise eine Dimension, x, die etwa 15 mm oder weniger, besser etwa 10 mm oder weniger, noch besser etwa 5 mm oder weniger, noch besser etwa 2 mm oder weniger und am besten etwa 1 mm oder weniger beträgt. Die Öffnungen haben vorzugsweise eine Dimension (z. B. einen Durchmesser), x, die ausreichend groß ist, so dass die Öffnungen während des Betriebs nicht verstopft werden. Zum Beispiel haben die Öffnungen vorzugsweise eine Dimension (z. B. einen Durchmesser), x, die etwa 0,005 mm oder mehr, besser etwa 0,05 mm oder mehr und am besten etwa 0,1 mm oder mehr beträgt.
• Die Verteilerplatte kann eine erste Fläche haben, die einem Teil gegenüberliegt, und eine gegenüberliegende zweite Fläche, die vom Teil weg weist. Die zweite Fläche kann zur Ansaugkammer weisen, zur Vakuumkammer weisen, die durch die Verteilerplatte und die Ansaugkammer gebildet wird, oder beides. Die Öffnungen in der Verteilerplatte erstrecken sich im Allgemeinen von der ersten Fläche bis zur gegenüberliegenden zweiten Fläche. Die Größe einer Öffnung an der ersten Fläche kann kleiner als die Öffnung an der zweiten Fläche sein, kann von derselben Größe sein oder größer als die Öffnung an der zweiten Fläche sein. Die Verteilerplatte hat vorzugsweise einen oder mehrere Öffnungsbereiche, einschließlich der Öffnungen, die über den ganzen Bereich verteilt sind. Zum Beispiel können alle Öffnungen in einem einzigen Öffnungsbereich sein, der im Allgemeinen durchgehend ist. Die Verteilerplatte kann optional einen oder mehrere feste Bereiche umfassen, die im Allgemeinen frei von Öffnungen zum Bereitstellen einer Fluidkommunikation mit der Vakuumkammer sind. Einer oder mehrere der im Allgemeinen festen Bereiche (z. B. alle) befinden sich entlang der äußeren Peripherie der Fläche.
• Der Abstand zwischen benachbarten Öffnungen ist vorzugsweise klein, so dass eine große Fläche des Teils dem Vakuum ausgesetzt ist. Zum Beispiel beträgt das Verhältnis des Abstandes zwischen benachbarten Öffnungen (wie z. B. von der Mitte der zwei Öffnungen gemessen) zur Abmessung der Öffnungen x (wie z. B. durch den Durchmesser einer Öffnung gemessen), R, vorzugsweise etwa 30 oder weniger, besser etwa 10 oder weniger, noch besser etwa 4 oder weniger, noch besser etwa 2 oder weniger, und am besten etwa 1,6 oder weniger. Der Abstand zwischen benachbarten Öffnungen sollte ausreichend groß sein, so dass die Verteilerplatte haltbar ist, so dass die Verteilerplatte nicht in die Oberfläche des Teils einschneidet oder beides. Zum Beispiel kann das Verhältnis R etwa 1,1 oder mehr, etwa 1,2 oder mehr, etwa 1,3 oder mehr oder etwa 1,4 oder mehr betragen.
• Der Teil der Verteilerplatte, der oberhalb eines Teils liegt, welches bewegt wird, hat einen ersten Flächenanteil, der ein starres Material zum Stützen der Platte ist, und einen zweiten Flächenanteil, der aus Öffnungen zum Bereitstellen des Vakuums für die Oberfläche des Teils besteht. Der erste Flächenanteil sollte ausreichend groß sein, so dass das Teil durch die Verteilerplatte und die poröse Schicht zwischen der Verteilerplatte und dem Teil gestützt wird. Zum Beispiel kann der Flächenanteil der ersten Fläche etwa 10% oder mehr, etwa 20% oder mehr, etwa 30% oder mehr, etwa 40% oder mehr, etwa 50% oder mehr oder etwa 60% oder mehr betragen. Der zweite Flächenanteil sollte ausreichend groß sein, so dass das Vakuum im Allgemeinen durch die poröse Schicht verteilt werden kann. Zum Beispiel kann der zweite Flächenanteil etwa 3% oder mehr, etwa 8% oder mehr, etwa 16% oder mehr, etwa 23% oder mehr oder etwa 31% oder mehr betragen. Die Zahl der Öffnungen in der Verteilerplatte zum Bereitstellen eines Vakuums für die Oberfläche des Teils sollte ausreichend groß sein, so dass das Teil schnell aufgenommen werden kann. Zum Beispiel kann die Zahl solcher Öffnungen etwa 5 oder mehr, etwa 10 oder mehr, etwa 20 oder mehr, etwa 100 oder mehr oder etwa 500 oder mehr betragen. Die Konzentration von Öffnungen (in Einheiten von Öffnungen pro Quadratzentimeter) kann etwa 0,01 oder, etwa 0,1 oder mehr, etwa 1,0 oder mehr oder etwa 3,0 oder mehr betragen. Jeder Bereich, der 10 oder mehr Öffnungen enthält, hat einen großen Anteil dieses Bereichs, der offen ist. Zum Beispiel beträgt das Verhältnis der Gesamtfläche der Öffnungen zur Gesamtfläche des Bereichs, der durch die am weitesten außen liegenden Öffnungen begrenzt ist, vorzugsweise etwa 0,03 oder mehr, besser etwa 0,08 oder mehr, noch besser etwa 0,16 oder mehr, noch besser 0,23 oder mehr und am besten etwa 0,31 oder mehr. Das Verhältnis der Gesamtfläche der Öffnungen zur Gesamtfläche des Bereichs, der durch die am weitesten Öffnungen begrenzt wird, beträgt vorzugsweise etwa 0,8 oder weniger, besser etwa 0,65 oder weniger und am besten etwa 0,5 oder weniger. Einige oder alle der Öffnungen in der Verteilerplatte zum Bereitstellen des Vakuums für das Teil sind vorzugsweise gekennzeichnet als gleichmäßig verteilt, über einen ganzen Bereich verteilt oder beides. Die Verteilerplatte kann mehrere Öffnungen zum Bereitstellen einer Fluidverbindung zwischen einer Vakuumkammer und einer porösen Schicht, ein oder mehrere Verbindungsmerkmale und einen festen Bereich, der im Allgemeinen frei von Öffnungen ist, umfassen. Die Verteilerplatte kann ein oder mehrere Dichtungsmerkmale zum Reduzieren oder Beseitigen von Undichtigkeit zwischen der Verteilerplatte und der Ansaugkammer umfassen. Zum Beispiel kann die Verteilerplatte einen oder mehrere Kanäle umfassen (z. B. eine Nut). Der Kanal kann dafür geeignet sein, einen Teil einer Wand einer Ansaugkammer aufzunehmen, ein Dichtungsmaterial aufzunehmen oder beides. Falls der Kanal eingesetzt wird, ist er vorzugsweise auf der zweiten Fläche der Verteilerplatte (d. h. der Fläche, die zur Ansaugkammer weist). Die Verteilerplatte kann ein oder mehrere Verbindungsmerkmale umfassen. Ein Verbindungsmerkmal kann zum Verbinden der Verteilerplatte mit einer anderen Komponente eingesetzt werden, wie zum Beispiel mit einer Ansaugkammer. Das Verbindungsmerkmal kann zum Aufnehmen einer Schraube, eines Bolzens oder eines anderen Befestigungsmittels bemessen oder anderweitig konfiguriert sein. Das Verbindungsmerkmal kann ein Loch umfassen, das sich teilweise oder vollständig durch die Platte erstreckt. Die Verbindung kann ein Loch umfassen, das mit Gewinde versehen ist oder nicht. Jedes Verbindungsmerkmal ist vorzugsweise so positioniert und konstruiert, dass bei Verwendung mit einem Befestigungsmittel zum Verbinden mit der Verteilerplatte das Verbindungsmerkmal und das Befestigungsmittel das formbare Teil, welches bewegt wird, nicht berühren. Zusätzlich oder als Alternative zu den vorgenannten Verbindungsmerkmalen können die Verteilerplatte und die Ansaugkammer befestigt werden unter Verwendung eines Schnappverschlusses und von Klebstoff, einem Dichtungsmittel, einem Dichtungsring oder einer Kombination derselben. Die Verteilerplatte sollte ausreichend starr sein, so dass die Flächen der Verteilerplatte eine im Allgemeinen konstante Form während der Verwendung beibehalten. Zum Beispiel kann die Fläche eine im Allgemeinen konstante Form innerhalb eines einzelnen Zyklus aus Heben und Abnehmen eines Teils beibehalten, über viele Zyklen einer solchen Verwendung oder beides. Die Verteilerplatte ist vorzugsweise ausreichend starr, so dass jedes Biegen unter diesen Beanspruchungen, denen sie ausgesetzt ist (einschließlich der Kontaktierung mit einem Teil und der Kräfte aus dem Vakuum) reduziert oder beseitigt ist.
• Die zweite Fläche der Verteilerplatte kann jede beliebige Form haben. Die zweite Fläche der Verteilerplatte kann allgemein planar oder nicht-planar sein. Die Fläche ist vorzugsweise profiliert, um zum Profil der oberen Fläche des Teils zu passen, das angehoben wird. Im Übrigen kann das Teil, das angehoben wird, einen im Allgemeinen halbkreisförmigen Querschnitt haben, wobei die bogenförmige Fläche nach oben weist, und die Verteilerplatte kann eine Form haben, die dem Teil ermöglicht, sich in der Verteilerplatte einzunisten. Es ist zu erkennen, dass der Abstand zwischen dem Teil und der Verteilerplatte im Allgemeinen gleichförmig ist. Die Standardabweichung des Abstandes zwischen dem Teil und der Verteilerplatte beträgt vorzugsweise etwa 10 mm oder weniger, besser etwa 5 mm oder weniger, noch besser etwa 3 mm oder weniger, noch besser etwa 2 mm oder weniger und am besten etwa 1 mm oder weniger. In einem besonders bevorzugten Vakuumaufnahmegerät haben die Verteilerplatte und die Oberfläche des Teils im Allgemeinen planare Flächen.
• Die Ansaugkammer und die Verteilerplatte können befestigt werden oder anderweitig kombiniert werden, um eine Kammer zu bilden. Zum Beispiel können die Verteilerplatte und die Ansaugkammer dichtend um eine Peripherie von einer oder beiden Komponenten befestigt werden. Die Verteilerplatte kann eine relativ große Öffnung der Ansaugkammer zum Bilden einer Kammer abdecken. Die Kammer kann eine Vakuumkammer sein, die zumindest teilweise unter Verwendung einer Vakuumquelle evakuiert wird. Die Befestigung zwischen der Ansaugkammer und dem Verteiler kann durch jedes Mittel erfolgen. Zum Beispiel können sie unter Verwendung eines Klebstoffs, einer Hartlötung, von einem oder mehreren mechanischen Befestigungsmitteln oder einer Kombination derselben befestigt werden. Die Ansaugkammer und die Verteilerplatte werden vorzugsweise dichtend befestigt, so dass Vakuum nicht aus der Vakuumkammer durch einen Raum zwischen der Ansaugkammer und dem Verteiler entweichen kann.
• Die Vorrichtung kann ein poröses Material einsetzen, um das Vakuum ferner entlang der Fläche zu verteilen. Das poröse Material hat eine Oberfläche, die das Teil kontaktiert. Das poröse Material hat vorzugsweise einen im Allgemeinen niedrigen Modul, so dass es sich verformen kann, um die Oberfläche des Teils aufzunehmen. Der Modul des porösen Materials ist vorzugsweise niedriger als der Modul des formbaren Teils. Das poröse Material kann ein geschäumtes Material, ein elastisches Material oder beides sein. Wie hierin verwendet, ist ein elastisches Material ein Material, das einen Zugverformungsrest von etwa 20% oder weniger hat, nachdem es auf eine Dehnung von 100% für 10 Minuten gestreckt wurde, wobei der Dehnungsrest gemessen wird, nachdem das Material sich 10 Minuten entspannen konnte, alles bei Raumtemperatur getestet. Das poröse Material ist vorzugsweise ein geschäumtes Material, das offene Zellen umfasst. Der Schaum umfasst vorzugsweise eine ausreichende Zahl von offenen Zellen (d. h. ist ausreichend porös), so dass die gegenüberliegenden Flächen des Schaums durch den Schaum in Fluidkommunikation sind. Die poröse Schicht ist vorzugsweise ausreichend dick, so dass es das Teil abfedern kann. Zum Beispiel kann die poröse Schicht ausreichend dick sein, so dass sie alle Differenzen zwischen der Kontur des Teils und der Kontur der Oberfläche der Verteilerplatte aufnehmen kann, die dem Teil zugewandt ist. Die poröse Schicht ist vorzugsweise ausreichend porös, so dass es keine wesentliche Einengung der Poren gibt, wenn das Teil gegen das poröse Material durch das Vakuum gepresst wird. Zum Beispiel kann der Prozentsatz der Poren, die eingeengt werden, etwa 80% oder weniger, etwa 40% oder weniger, etwa 25% oder weniger, etwa 10% oder weniger, etwa 5% oder weniger oder etwa 2% oder weniger betragen. Der Prozentsatz der Poren, die eingeengt werden, kann etwa 0% oder mehr, etwa 0,5% oder mehr oder etwa 1% oder mehr betragen. Die poröse Schicht hat vorzugsweise eine im Allgemeinen große Fläche zum Kontaktieren des Teils, so dass ein großer Teil einer Oberfläche des Teils die poröse Schicht kontaktiert. Die poröse Schicht kann eine Fläche, A₁, haben, die einem Teil zugewandt ist, und das Teil kann eine Oberseite haben, die eine Fläche A₂ hat. Das Verhältnis von A₁/A₂ ist vorzugsweise im Allgemeinen groß. Zum Beispiel kann das Verhältnis A₁/A₂ etwa 0,5 oder mehr, etwa 0,7 oder mehr, etwa 0,8 oder mehr, etwa 0,9 oder mehr oder etwa 1,0 oder mehr betragen. Es ist zu erkennen, dass das Verhältnis A₁/A₂ größer als 1,0 sein kann, wie zum Beispiel etwa 1,01 oder mehr oder etwa 1,05 oder mehr. Das Verhältnis A₁/A₂ ist vorzugsweise ausreichend niedrig, so dass die Menge an Vakuum, die verlorengeht, für die Vakuumquelle nicht übermäßig belastend ist. Vorzugsweise ist A₁/A₂ etwa 2,0 oder weniger, besser etwa 1,4 oder weniger, noch besser etwa 1,1 oder weniger und am besten etwa 1,05. Es ist zu erkennen, dass ein Verhältnis von A₁/A₂ kleiner als 1,0 eingesetzt werden kann, so dass es im Wesentlichen keine Überlappung der porösen Schicht gibt und daher ein minimales Entweichen des Vakuums. Trotzdem wird normalerweise ein gewisses Entweichen des Vakuums bevorzugt, so dass eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Teil und dem Aufnahmegerät vermieden wird. Das ist ein Unterschied gegenüber Geräten nach dem Stand der Technik, die eine gute Abdichtung bilden, wie zum Beispiel eine Saugdichtung zum Anheben eines Teils. Solch eine Dichtung könnte ein Teil, das in einem formbaren Zustand ist, dauerhaft verformen und kann zu Teilen führen, die die Toleranzwerte überschreiten. Die poröse Schicht kontaktiert vorzugsweise die obere Fläche des Teils. Im Übrigen kann die poröse Schicht die untere Schicht eines Vakuumaufnahmegerätes sein. Das System kann eine Vakuumquelle umfassen. Die Vakuumquelle sorgt vorzugsweise für ein ausreichendes Vakuum für das Vakuumaufnahmegerät zum Aufnehmen des Teils nur mit der Vakuumkraft zwischen dem Gerät und dem Teil, um die Schwerkraft aus dem Teil zu überwinden. Es kann jede bekannte Vakuumquelle eingesetzt werden. Im Übrigen können die Vakuumquellen eine Vakuumpumpe, eine Venturi-Pumpe oder beides umfassen. Die Stärke des Vakuums in der Vakuumkammer des Vakuumaufnahmegerätes sollte ausreichend hoch sein, so dass das Teil angehoben werden kann. Zum Beispiel kann das Vakuum in der Vakuumkammer beim Anheben des Teils, während sich das Teil bewegt oder bei beidem etwa 0,1 mm Hg oder mehr, etwa 0,5 mm Hg oder mehr, etwa 1 mm Hg oder mehr oder etwa 2 mm Hg oder mehr betragen. Die Stärke des Vakuums in der Vakuumkammer des Vakuumaufnahmegerätes sollte ausreichend niedrig sein, so dass Schrammen oder andere Verformungen der Oberfläche des Teils vermieden werden. Zum Beispiel kann die Stärke des Vakuums in der Vakuumkammer beim Anheben des Teils, beim Bewegen des Teils oder bei beidem etwa 300 mmHg oder weniger, etwa 200 mm Hg oder weniger, etwa 100 mm HG oder weniger, etwa 50 mm Hg oder weniger, etwa 30 mm Hg oder weniger, etwa 20 mm Hg oder weniger, etwa 10 mm Hg oder weniger oder etwa 5 mm Hg oder weniger betragen.
• Das Vakuum in der Vakuumkammer beim Anheben des Teils, beim Bewegen des Teils oder bei beidem ist vorzugsweise nur geringfügig größer als der Betrag, der zum Überwinden der Schwerkraft des Teils notwendig ist. Das Teil kann eine Masse, m, haben, und die Schwerkraft auf dem Teil kann mg sein. Beim Anheben des Teils kann die Vakuumkraft auf dem Teil F_v sein. Das Verhältnis der Vakuumkraft zur Schwerkraft (d. h. F_v/mg) ist im Allgemeinen gering, aber größer als die Einheit. Zum Beispiel ist das Verhältnis Fv/mg etwa 100 oder kleiner, vorzugsweise etwa 50 oder kleiner, besser etwa 10 oder kleiner, noch besser etwa 5 oder kleiner, noch besser etwa 3 oder kleiner, noch besser etwa 2 oder kleiner und am besten etwa 1,7 oder kleiner. Das Verhältnis F_v/mg beträgt vorzugsweise etwa 1,01 oder mehr, besser etwa 1,05 oder mehr und am besten etwa 1,1 oder mehr. Das System kann eine oder mehrere Vakuumleitungen zum Bereitstellen des Vakuums für das Vakuumaufnahmegerät umfassen. Die Vakuumleitung kann für eine Fluidkommunikation zwischen der Vakuumkammer des Vakuumaufnahmegerätes und der Vakuumquelle sorgen. Einige oder alle der Vakuumleitungen können flexibel sein, so dass eine Fluidverbindung aufrechterhalten wird, selbst wenn das Vakuumaufnahmegerät bewegt wird. Das System kann ein oder mehrere Ventile oder Controller zum Steuern des Vakuums in der Vakuumkammer des Vakuumaufnahmegerätes umfassen. Der Controller kann ein oder mehrere Sensoren zum Messen eines Drucks umfassen, wie zum Beispiel eines Drucks in der Vakuumkammer. Der Controller kann ein oder mehrere Ventile oder Schalter steuern, so dass das Vakuum erhöht, beibehalten oder verringert wird. Der Controller kann das Vakuum in der Vakuumkammer verstärken (d. h. den Druck verringern) zum Kontaktieren und Ergreifen des Teils, so dass es angehoben werden kann. Der Controller kann das Vakuum zum Lösen oder Freigeben des Teils verringern. Das System kann einen Vakuumfreisetzungsmechanismus zum Reduzieren des Vakuums in der Vakuumkammer zum Lösen des Teils vom Vakuumaufnahmegerät umfassen. Das System kann ein oder mehrere Ventile umfassen. Zum Beispiel kann ein Ventil zum Steuern des Vakuums zwischen der Vakuumquelle und dem Vakuumaufnahmegerät eingesetzt werden. Ein Ventil kann zum Steuern des Vakuumfreisetzungsmechanismus eingesetzt werden.
• Das System kann ein Bewegungsgerät umfassen, das sich zum Bewegen des Vakuumaufnahmegerätes eignet. Das Bewegungsgerät kann das Aufnahmegerät in eine Position zum Kontaktieren einer Oberfläche eines Teils bewegen. Das Bewegungsgerät kann das Aufnahmegerät in einer festen Position relativ zu einem sich bewegenden Teil halten. Zum Beispiel kann das Bewegungsgerät in der Lage sein, das Aufnahmegerät synchron zu einem extrudierten Teil zu bewegen, das weg vom Extruder bewegt wird. Das Bewegungsgerät kann das Aufnahmegerät in einer allgemein vertikalen Bewegung zum Platzieren eines Teils anheben. Das Bewegungsgerät kann das Aufnahmegerät zu einer Station zum Platzieren des Teils bewegen. Das Bewegungsgerät kann eine nach unten gerichtete vertikale Bewegung zum Absenken des Teils auf einer Unterlage in der Station ausführen. Es ist zu erkennen, dass die Station zum Lagern mehrerer Teile eingesetzt werden kann. Im Übrigen kann das Bewegungsgerät sich an die Orte anderer Teile und/oder verfügbare Positionen zum Platzieren eines Teils erinnern oder dieselben anderweitig identifizieren. Es ist zu beachten, dass andere Bewegungsrichtungen benötigt werden können. Zum Beispiel kann das Bewegungsgerät das Teil in einer senkrechten Richtung bewegen, das Bewegungsgerät kann das Teil zu einem Förderband bewegen, das Bewegungsgerät kann das Teil zu einer Vorrichtung zum Ausführen einer sekundären Operation bewegen oder eine Kombination derselben ausführen. Ein Schritt des Entfernens von Bindemittel (z. B. ein anfänglicher Schritt des Entfernens von Bindemittel) im Teil kann nach dem Bewegen des Teils mit dem Bewegungsgerät ausgeführt werden. Ein Schritt des Sinterns (z. B. ein anfänglicher Schritt des Sinterns) kann nach dem Bewegen des Teils mit dem Bewegungsgerät ausgeführt werden. Das Bewegungsgerät kann jedes bekannte Gerät sein, welches sich zum Bewegen des Aufnahmegerätes in den Richtungen eignet, die zum Verlagern (d. h. Neupositionieren) des Teils notwendig sind. Das Bewegungsgerät kann den Ort des Teils identifizieren, das verlagert werden soll. Das Bewegungsgerät kann Bewegungen in 2 bis 6 Achsen ausführen. Da das Extrudat sich im Allgemeinen axial weg von der Extrudermatrize bewegt, wird bevorzugt, dass das Gerät Bewegung in 3 oder mehr Achsen ausführen kann. Geräte, die Bewegungen in mehr als 2 Achsen ausführen können, ermöglichen das Kontaktieren eines sich bewegenden Teils, Anheben des Teils und Neupositionieren des Teils. Exemplarische Geräte umfassen Roboter, pneumatisch betätigte 2D-Schieber, lineare Bewegungssysteme, rotatorische Bewegungssysteme und dergleichen. Das Gerät kann ein pneumatisch, hydraulisch und elektromechanisch angetriebenes Bewegungssystem sein.
• Beim Kontakt des Vakuumaufnahmegerätes mit einem Teil, das sich auf einem Förderband bewegt, wird bevorzugt, dass das Bewegungsgerät bewirkt, dass das Vakuumaufnahmegerät sich synchron mit dem Teil bewegt. Nach dem Kontakt mit dem Teil und während des anfänglichen Anhebens des Teils weg vom Förderband bewegt das Bewegungsgerät das Teil vorzugsweise in Richtung des Förderbandes mit derselben Geschwindigkeit oder mit einer höheren Geschwindigkeit als das Förderband.
• Die Vorrichtung oder das System kann einen oder mehrere Positionierungscontroller zum Steuern der Position des Vakuumaufnahmegerätes umfassen. Zum Beispiel kann der Controller die Position des Vakuumaufnahmegerätes relativ zu einem sich bewegenden Werkstück (z. B. ein formbares Teil) steuern. Der Positionierungscontroller kann einen oder mehrere Aktivatoren oder Sensoren zum Bestimmen umfassen, ob das Aufnahmegerät richtig in Bezug auf das Werkstück platziert ist. Der Positionierungscontroller kann einen oder mehrere Aktivatoren oder Sensoren zum Bestimmen umfassen, wann ein Schritt des Kontaktierens des Aufnahmegerätes mit dem Werkstück ausgeführt werden sollte. Der Positionierungscontroller kann einen oder mehrere Aktivatoren oder Sensoren zum Bestimmen umfassen, dass das Werkstück angehoben werden kann. Zum Beispiel kann der Controller die Vakuumstärke überwachen, um sicherzustellen. dass es ein ausreichendes Vakuum zum Anheben des Werkstücks gibt. Der Positionierungscontroller kann ein Element oder jede Kombination des Folgenden steuern: Start eines Schritts zum Anheben eines Werkstücks, Bewegung des Vakuumaufnahmegerätes, während das Teil bewegt wird, Bewegung des beweglichen Aufnahmegerätes, wenn das Teil aus dem Vakuumaufnahmegerät freigesetzt wird, oder Bewegung des Vakuumaufnahmegerätes nach der Freisetzung des Werkstücks.
• Die Geräte, Vorrichtungen, Systeme und Verfahren gemäß den Lehren hierin können beim Bewegen eines Teils eingesetzt werden (z. B. eines extrudierten Teils), das einen Querschnitt hat, der stabil ist, oder einen Querschnitt hat, der eine oder mehrere Zellen hat. Wie hierin vorher diskutiert, ist das Teil vorzugsweise in einem formbaren Zustand. Bevorzugte Teile sind extrudierte Teile, oder anderenfalls haben geformte Teile einen Querschnitt in der Querrichtung mit einer oder mehreren Öffnungen. Zum Beispiel kann das Teil ein im Allgemeinen gleichförmiges Profil haben, kann eine oder mehrere offene Zellen haben, die die Länge des Teils erweitern oder beides. Das Teil wird im Allgemeinen von einem Substrat getragen, wie zum Beispiel einem stationären Substrat oder einem beweglichen Substrat vor dem Bewegen. Zum Beispiel kann das Teil von einem beweglichen Substrat gestützt werden, wie zum Beispiel von einem Förderband. Das Teil kann eine Zelle (z. B. eine offene Zelle) mit einer oder mehreren Wänden haben, die einen Teil oder die ganze Zelle umgeben. Zum Beispiel kann das Teil eine oder mehrere Seitenwände (z. B. im Allgemeinen senkrechte Seitenwände), eine obere Wand (z. B. eine im Allgemeinen horizontale obere Wand), eine untere Wand (z. B. eine im Allgemeinen horizontale Wand) oder eine Kombination derselben haben. Die Zelle kann von einer beliebigen Zahl von Wänden umgeben sein. Eine offene Zelle ist an einer oder mehreren Seiten offen. Zum Beispiel kann die offene Zelle an der Vorderseite der Zelle, an der Rückseite der Zelle oder vorzugsweise beiden offen sein. Das Teil kann eine Zelle haben, die von einer einzigen Wand umgeben ist. Zum Beispiel kann das Teil eine im Allgemeinen zylindrische offene Zelle haben, die von einer einzigen Wand umgeben ist. Das Teil kann eine Zelle haben, die von mehreren Wänden umgeben ist. Zum Beispiel kann das Teil zwei oder mehr, drei oder mehr, vier oder mehr oder sechs oder mehr Wände haben. Wände, die gekrümmt sind (wie zum Beispiel eine einzige Wand in einer zylindrischen Öffnung), können so gekennzeichnet werden, dass sie Bereiche haben, die im Allgemeinen horizontal sind (z. B. eine Neigung von weniger als 25° haben), und Bereiche, die im Allgemeinen vertikal sind (z. B. eine Neigung von mindestens 25° haben). Wie hierin verwendet, kann eine vertikale Wand ein vertikaler Bereich einer gekrümmten Wand sein, eine horizontale Wand kann ein horizontaler Bereich einer gekrümmten Wand sein oder beides. Eine Wand kann dadurch gekennzeichnet werden, dass sie eine Dicke hat, die gleichförmig ist oder die variieren kann.
• Wenn das Teil mit dem Aufnahmegerät bewegt wird, kann die anfängliche Bewegung in jede Richtung führen. Zum Beispiel kann die Richtung der Bewegung ein Anheben des Teils in vertikaler Richtung einschließen. Die Richtung der anfänglichen Bewegung des Teils durch ein Aufnahmegerät kann in der Dickenrichtung einer der Wände sein, wie zum Beispiel eine obere Wand. Das Teil kann durch Kontakt mit einem Vakuumaufnahmegerät zu einer äußeren Fläche von einer oder mehreren Wänden bewegt werden. Das Vakuumaufnahmegerät kontaktiert vorzugsweise die obere Wand des Teils. Die obere Wand kann durch eine oder mehrere Stützwände gestützt werden. Die Breite der oberen Wand kann im Allgemeinen groß sein, die Dicke einer Stützwand kann im Allgemeinen gering sein oder beides, so dass darauf zu achten ist, den Zusammenbruch oder eine andere Verformung der Öffnung zu verhindern, wenn das Teil in Kontakt mit dem Aufnahmegerät kommt, wenn ein Vakuum an die Oberfläche der oberen Wand angelegt wird und wenn das Teil bewegt wird. Das Teil kann eine obere Fläche haben, die planar, bogenförmig oder beides ist. Bevorzugte Teile haben eine im Allgemeinen planare obere Fläche. Das Teil kann eine untere Fläche haben, die planar, bogenförmig oder beides ist. Bevorzugte Teile haben eine im Allgemeinen planare untere Fläche.
• Besondere Vorteile werden erhalten, wenn das Teil einen Querschnitt hat, der mehrere Zellen umfasst, die die Länge des Teils ausdehnen (z. B. die Länge des Extrudats). Das Heben und Bewegen von formbaren Teilen, die eine große Zahl von Zellen haben, kann unter Verwendung der Geräte, Vorrichtungen, Systeme und Verfahren gemäß den Lehren hierin erreicht werden. Zum Beispiel kann das Extrudat etwa 2 oder mehr, etwa 6 oder mehr, etwa 12 oder mehr, etwa 20 oder mehr, etwa 30 oder mehr oder etwa 80 oder mehr Zellen haben. Die Zellen können in einem regelmäßigen Muster angeordnet sein, oder sie können unregelmäßig angeordnet sein. Zum Beispiel können die Zellen in einem Feld angeordnet sein, das eine oder mehrere Reihen und eine oder mehrere Spalten umfasst. Die Zahl der Reihen beträgt vorzugsweise 2 oder mehr, 4 oder mehr oder 7 oder mehr. Die Zahl der Spalten beträgt vorzugsweise 2 oder mehr, 4 oder mehr oder 7 oder mehr. Das sich wiederholende Muster kann eine beliebige Zahl von Zellen umfassen. Zum Beispiel kann der Querschnitt ein sich wiederholendes Muster mit einer einzigen Zelle oder ein sich wiederholendes Muster mit zwei oder mehr Zellen haben. Das Teil (z. B. das Extrudat) wird vorzugsweise so gekennzeichnet, dass es mehrere Zellen hat, einschließlich einer ersten Reihe von Zellen nahe dem Boden des Teils und einer oberen Reihe von Zellen nahe der Oberseite des Teils. Zum Beispiel kann das Teil zwei oder mehr (z. B. drei oder mehr) Reihen von offenen Zellen haben, einschließlich einer obersten Reihe von offenen Zellen und einer oberen Außenwand oberhalb der obersten Reihe von offenen Zellen. Die Struktur des Teils (z. B. die Extrudatstruktur) kann im Allgemeinen eine Honigwabenstruktur sein. Zum Beispiel kann die Struktur so gekennzeichnet werden, dass sie im Allgemeinen hexagonal geformte offene Zellen hat. Das Teil kann ein Feld von allgemein rechteckig oder quadratisch geformten Zellen haben. Es ist zu erkennen, dass der Abstand zwischen Zellen im Allgemeinen gleichförmig sein kann. Jedoch können Zellen mit unregelmäßigem Abstand ebenfalls eingesetzt werden.
• Das Teil kann aus einem Extrudat gebildet werden. Das Extrudat kann eine oder mehrere Außenflächen haben, die bogenförmig sind, eine oder mehrere Flächen, die planar sind, oder beides. Wenn das Extrudat eine Bodenfläche hat, die bogenförmig ist, kann ein Träger zum Transportieren oder anderenfalls Tragen des Teils eingesetzt werden. Die Extrudatstruktur hat vorzugsweise einen im Allgemeinen planaren Boden, so dass das Extrudat entlang eines im Allgemeinen flachen (z. B. planaren) Förderbandes transportiert werden kann. Die äußere Querschnittsform des Teils (d. h. die äußere Umfangslinie des Querschnitts des Teils) senkrecht zur Maschinenrichtung kann zwei oder mehr Seiten, drei oder mehr Seiten oder vier oder mehr Seiten haben. Zum Beispiel kann die äußere Querschnittsform des Teils ein Dreieck, ein Quadrat, ein Rechteck, ein Fünfeck, ein Sechseck, ein Halbkreis oder ein Halboval, eine Halbellipse sein. Das Teil hat vorzugsweise einen im Allgemeinen gleichförmigen Querschnitt mit einer äußeren Umfangslinie, die im Allgemeinen polygonal ist und besser im Allgemeinen rechteckig ist. Das Teil hat vorzugsweise mehrere offene Zellen, die über den ganzen Querschnitt des Teils gleichförmig verteilt sind.
• Die Vorrichtungen, Geräte und Systeme können eingesetzt werden, um im Allgemeinen schwere Teile unter Verwendung eines Vakuums anzuheben. Die Teile können durch die Flächendichte des Teils wie definiert gekennzeichnet werden durch Teilen der Masse des Teils durch die Flächengröße der oberen Fläche des Teils. Besondere Brauchbarkeit findet man, wenn das Teil eine Flächendichte von etwa 5 kg/m² oder mehr, etwa 10 kg/m² oder mehr, etwa 20 kg/m² oder mehr oder etwa 40 kg/m² oder mehr hat. Normalerweise hat das Teil eine Flächendichte von etwa 600 kg/m² oder weniger oder etwa 120 kg/m² oder weniger. Es ist zu erkennen, dass Teile, die eine Flächendichte von etwa 5 kg/m² oder weniger haben, ebenfalls eingesetzt werden können.
• Das System kann einen Extruder, eine Extrudermatrize, eine Extruderförderanlage, eine sekundäre Förderanlage nach einer Extruderförderanlage, ein Trocknungs- oder Brenngerät, einen Sensor zum Messen von einer oder mehreren Dimensionen des Extrudats oder Teils oder eine beliebige Kombination derselben. Das System kann einen Extruder zum Extrudieren des Extrudats umfassen. Zum Beispiel kann sich der Extruder zum Extrudieren einer Mischung eignen, die im Wesentlichen oder vollständig aus einem oder mehreren anorganischen Materialien besteht. Das System kann eine Matrize zum Formen eines Profils für das Extrudat umfassen. Das System kann einen Extrudatförderer zum Transportieren des Extrudats weg von der Matrize in horizontaler Richtung umfassen. Das System umfasst vorzugsweise eine Matrize zum Formen eines Teils, das ein im Allgemeinen durchgehendes Profil hat, welches eine oder mehrere längliche Zellen umfasst. Zum Beispiel kann die Matrize ein Profil erzeugen, das durch ein Element der folgenden oder durch eine Kombination derselben gekennzeichnet ist: Das Profil umfasst eine oder mehrere Reihen von Zellen, das Profil umfasst eine oder mehrere Spalten von Zellen, das Profil umfasst ein Feld von länglichen Zellen, das Profil umfasst eine Wabenanordnung von Zellen, oder das Profil umfasst vier oder mehr Zellen. Die Matrize ist vorzugsweise in der Lage, ein Profil zu erzeugen, welches ein Feld von länglichen Zellen hat. Zum Beispiel kann die Matrize in der Lage sein, ein Profil zu erzeugen, das 3 oder mehr Reihen von Zellen hat (z. B. fünf oder mehr Zellreihen). Die Matrize kann so ausgewählt werden, dass der Querschnitt des Extrudatprofils (d. h. senkrecht zur Extrusionsrichtung) eine Profil-Querschnittsfläche hat und der Querschnitt des Extrudatprofils Zellen hat, die eine Gesamtzellquerschnittsfläche haben, wobei das Verhältnis der gesamten Zellquerschnittsfläche zur Profilquerschnittsfläche etwa 0,4 oder mehr beträgt.
• Der Extruder kann ein Material bei einer Temperatur nahe der Umgebungstemperatur (d. h. von etwa –5°C bis etwa 38°C) oder bei einer erhöhten Temperatur (d. h. über 38°C) extrudieren. In einem bevorzugten Prozess umfasst das extrudierte Material mehr als 60 Gew-% anorganische Partikel und wird nahe den Umgebungsbedingungen extrudiert.
• Die Geräte, Vorrichtungen, Systeme und Verfahren gemäß den Lehren hierin können bei jedem extrudierten Material eingesetzt werden. Besondere Vorteile werden gefunden, wenn man durch Materialien schneidet, die in einem formbaren Zustand sind. Das Material kann ein organisches Material, ein anorganisches Material oder beides sein. Das Material kann Polymermaterial sein oder kann im Wesentlichen frei von Polymermaterial sein. Das Extrudatmaterial (d. h. die Extrudatzusammensetzung) kann eine Mischung sein, die ein oder mehrere Feststoffe und ein oder mehrere flüssige Materialien umfasst.
• Ein besonders bevorzugtes Extrudatmaterial ist ein Material, das ein oder mehrere anorganische Verbindungen umfasst, daraus im Wesentlichen besteht oder vollständig daraus besteht. Zum Beispiel kann das Extrudat Teilchen von einer oder mehreren anorganischen Verbindungen umfassen. Das Extrudat kann eine ausreichende Menge von einem oder mehreren Bindemitteln umfassen zum Zusammenhalten der Teilchen, zum Verbessern des Materialflusses oder von beidem. Das Bindemittel kann eine oder mehrere Flüssigkeiten umfassen, die sich zum Zusammenhalten der Teilchen eignen, sich zum Verbessern des Materialflusses eignen oder beides. Eine besonders bevorzugte Flüssigkeit für das Extrudatmaterial ist eine Flüssigkeit, die Wasser, Glykol oder beides umfasst, daraus im Wesentlichen besteht oder daraus besteht. Beispiele für anorganische Teilchen, die eingesetzt werden können, umfassen Teilchen einschließlich Siliziumatomen, Aluminiumatomen, Titanatomen oder eine Kombination derselben. Die Teilchen können ein oder mehrere anorganische Oxide umfassen oder daraus bestehen. Zum Beispiel können die Teilchen ein Siliziumoxid, ein Aluminiumoxid, ein Titanoxid oder eine Kombination derselben umfassen. Besonders bevorzugte anorganische Verbindungen umfassen etwa 35 Atom-% oder mehr Sauerstoffatome. Zum Beispiel können etwa 35 Prozent oder mehr der Atome im Extrudatmaterial Sauerstoffatome sein. Das Extrudatmaterial kann ein oder mehrere Tone und ein oder mehrere Bindemittel umfassen. Wenn Ton eingesetzt wird, beträgt die Konzentration von Ton vorzugsweise etwa 20 Gewichtsprozent oder mehr, besser etwa 40 Gewichtsprozent oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht des Extrudatmaterials. Bevorzugte anorganische Teilchen haben eine durchschnittliche Größe von etwa 100 μm oder weniger, besser etwa 30 μm oder weniger, noch besser etwa 10 μm oder weniger und am besten etwa 5 μm oder weniger. Normalerweise haben die anorganischen Teilchen eine durchschnittliche Größe von etwa 0,01 μm oder mehr.
• Die Menge der Flüssigkeit im Extrudatmaterial kann ausreichend sein, so dass das Extrudatmaterial durch einen Extruder und durch eine Extrudermatrize bei oder in der Nähe von Umgebungstemperaturen verarbeitet werden kann. Zum Beispiel kann die Extrusionstemperatur, die Temperatur des Materials, das durch die Matrize läuft, oder beides etwa 38°C oder weniger, etwa 35°C oder weniger, etwa 30°C oder weniger oder etwa 25°C oder weniger betragen. Die Extrusionstemperatur, die Temperatur des Materials, das durch die Matrize läuft, oder beides können etwa 5°C oder mehr, besser etwa 10°C oder mehr betragen. Das Extrudatmaterial kann in der Lage sein, getrocknet oder gebrannt zu werden, so dass das extrudierte Material nicht mehr formbar ist. Zum Beispiel kann das Extrudatmaterial gesintert, von Bindemittel befreit oder beides werden.
• Damit das Extrudatmaterial formbar ist, kann es ein oder mehrere Bindemittel umfassen. Das Bindemittel kann ein oder mehrere Fluide mit niedrigem Molekulargewicht umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder vollständig daraus bestehen. Per Beispiel kann das Bindemittel Wasser, ein Lösungsmittel, einen Weichmacher oder ein Kombination derselben umfassen, im Wesentlichen aus denselben bestehen oder vollständig aus denselben bestehen. Die Konzentration des Fluids mit niedrigem Molekulargewicht sollte ausreichend hoch sein, so dass das Material formbar ist. Zum Beispiel kann die Konzentration des Fluids mit niedrigem Molekulargewicht etwa 1% oder mehr, etwa 2% oder mehr, etwa 4% oder mehr, etwa 6% oder mehr, etwa 8% oder mehr oder etwa 10% oder mehr betragen. Die Konzentration des Fluids mit niedrigem Molekulargewicht ist vorzugsweise ausreichend niedrig sein, so dass das Teil nicht ohne aufgewandte Kraft fließt. Zum Beispiel kann die Konzentration des Fluids mit niedrigem Molekulargewicht etwa 40% oder weniger, etwa 30% oder weniger, etwa 25% oder weniger, etwa 20% oder weniger sein, bezogen auf das Gesamtgewicht des Materials.
• Das Extrudatmaterial kann einen oder mehrere keramische Ausgangsstoffe umfassen. Ein extrudiertes Teil, das einen keramischen Ausgangsstoff umfasst, kann zum Herstellen eines keramischen Filters verwendet werden. Zum Beispiel kann das Extrudatmaterial zum Herstellen eines keramischen Filters verwendet werden, das sich zum Filtern von Dieselteilchen eignet (d. h. ein Dieselteilchenfilter). Das Extrudatmaterial, das ein oder mehrere keramische Ausgangsstoffe umfasst, umfasst optional: ein oder mehrere Bindemittel, ein oder mehrere flüssige Träger oder beides. Die keramischen Ausgangsstoffe sind die Reaktionspartner oder Komponenten, die bei der Einwirkung bestimmter Bedingungen einen keramischen Körper oder Teil eines formbaren Extrudatteils bilden (z. B. rohe Körper aus feuchter Keramik). Alle bekannten keramischen Ausgangsstoffe können bei der Bildung von rohen Körpern aus feuchter Keramik und schließlich dem keramischen Filter genutzt werden. In den keramischen Ausgangsstoffen sind die Ausgangsstoffe enthalten, die zum Herstellen von einem oder mehreren der Elemente Mullit (wie zum Beispiel in US 7,485,594 ; US 6,953,554 ; US 4,948,766 und US 5,173,349 offenbart, die alle hierin durch Verweis aufgenommen werden), Siliziumkarbid, Cordierit, Aluminiumtitanat, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Siliziumoxynitrid, Siliziumcarbonitrid, Beta-Spodumen, Strontiumaluminiumsilikate, Lithiumaluminiumsilikate und dergleichen verwendet werden. Bevorzugte poröse keramische Körper umfassen Mullit, Siliziumkarbid, Aluminiumtitanat, Cordierit und Zusammensetzungen, die Ceramind-Bindemittel und keramische Fasern enthalten, Mullit oder Kombinationen derselben. Bevorzugte Siliziumkarbide werden in den US-Patenten Nr. 6,582,796 , 6,669,751 B1 und in den WO-Publikationen EP 1142619 A1 , WO 2002/070106 A1 beschrieben. Andere geeignete poröse Körper werden durch WO 2004/011386 A1 , WO 2004/011124 A1 , US 2004/0020359 A1 und WO 2003/051488 A1 beschrieben, die alle hierin durch Verweis aufgenommen werden. Organische Bindemittel, die in dieser Erfindung nützlich sind, umfassen alle bekannten Materialien, die die feuchtkeramische Ausgangsstoffmischung formbar machen. Die Bindemittel sind vorzugsweise organische Materialien, die bei Temperaturen unterhalb der Temperatur zerfallen oder verbrennen, bei der die keramischen Ausgangsstoffe reagieren und keramische Filtersegmente bilden. Unter den bevorzugten Bindemitteln sind diejenigen, welche in Introduction to the Principles of Ceramic Processing, J. Reed, Wiley Interscience, 1988, beschrieben werden, das hierin durch Verweis aufgenommen wird. Ein besonders bevorzugtes Bindemittel ist Methylzellulose (wie zum Beispiel METHOCEL A15LV Methylzellulose, The Dow Chemical Co., Midland, Mich.). Flüssige Träger umfassen jede Flüssigkeit, die die Bildung einer formbaren Feuchtkeramikmischung erleichtert. Unter den bevorzugten flüssigen Trägern (Dispergiermitteln) sind diejenigen Materialien, die in Introduction to the Principles of Ceramic Processing, J. Reed, Wiley Interscience, 1988, beschrieben werden. Ein besonders bevorzugter flüssiger Träger ist Wasser. Die Mischung, die für die Herstellung von Feuchtkeramik-Rohkörpern nützlich ist, kann mit jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden, wie zum Beispiel den im Fachgebiet bekannten. Beispiele umfassen Kugelmahlen, Bandmischen, vertikales Schneckenmischen, V-Blending und Reibungsmahlen. Die Mischung kann trocken (d. h. bei Fehlen eines flüssigen Trägers) oder nass hergestellt werden. Wenn die Mischung bei Fehlen eines flüssigen Trägers hergestellt wird, wird ein flüssiger Träger anschließend zugesetzt, wobei eines der Verfahren genutzt wird, die in diesem Abschnitt beschrieben werden.
• Die Mischung von keramischen Ausgangsstoffen, optional Bindemitteln und flüssigen Trägern, kann mit jedem Mittel, das im Fachgebiet bekannt ist, geformt werden. Beispiele umfassen Spritzgussverfahren, Extrusion, isostatisches Pressen, Schlickergießen, Walzpressen und Foliengießen. Jedes dieser Verfahren wird detaillierter in Introduction to the Principles of Ceramic Processing, J. Reed, Chapters 20 und 21, Wiley Interscience, 1988, beschrieben, das hierin durch Verweis aufgenommen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Mischung in die endabmessungsnahe Form und Größe des endgültigen gewünschten keramischen Teils geformt. Die endabmessungsnahe Form und Größe bedeutet, dass die Größe des Feuchtkeramik-Rohkörpers innerhalb von 10 Volumenprozent der Größe des endgültigen keramischen Filters ist, und die Größe und Form liegen vorzugsweise innerhalb von 5 Volumenprozent von der Größe des endgültigen keramischen Filters. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Feuchtkeramik-Rohkörper derart geformt, dass er als Durchflussfilter genutzt werden kann. In diesem Stadium des Prozesses hat der Feuchtkeramik-Rohkörper zwei entgegengesetzte Flächen, die im Wesentlichen planar sind. Der Feuchtkeramik-Filterrohkörper weist eine Querschnittsform auf, die gleichbleibend für alle Ebenen parallel zu den zwei gegenüberliegenden Flächen ist. In diesem Stadium sind vorzugsweise alle Strömungsdurchgänge zu beiden entgegengesetzten Flächen hin offen. Dies ermöglicht eine effizientere Beseitigung des flüssigen Trägers.
• Die Geräte, Systeme und Vorrichtungen gemäß den Lehren hierin können in einem Prozess des Bewegens eines Teils verwendet werden, das in einem formbaren Zustand ist. Der Prozess kann einen Schritt des Kontaktierens einer Fläche des Teils mit dem Vakuumaufnahmegerät umfassen. Der Prozess umfasst im Allgemeinen einen Schritt des Anwendens eines ausreichenden Vakuums vom Vakuumaufnahmegerät auf eine Fläche des Teils, so dass das Teil angehoben und neu positioniert werden kann. Der Prozess kann einen Schritt des Kontaktierens der oberen Fläche eines Extrudats mit der porösen Schicht des Aufnahmegerätes umfassen. Wenn das Teil bewegt wird, kann es in einem formbaren Zustand sein. Das Vakuum sollte ausreichend sein, so dass die Schwerkraft von der Masse des Teils durch die Kraft des Vakuums überwunden wird. Der Prozess kann einen Schritt des Anhebens des Teils durch Bewegen des Vakuumaufnahmegerätes in vertikaler Richtung umfassen. Der Prozess kann einen Schritt des Neupositionierens eines Teils durch Absenken des Teils unter Verwendung des Vakuumaufnahmegerätes umfassen.
• Der Prozess kann zum Bewegen eines extrudierten Teils eingesetzt werden. Es kann zum Beispiel wünschenswert sein, ein formbares Teil aus einem Extrusionsprozess kurz nach dem Extrudieren wegzubewegen. Der Prozess kann einen Schritt des Extrudierens eines Materials umfassen, um ein Extrudat zu bilden. Das Extrudat wird im Allgemeinen in Teile oder Werkstücke geschnitten, wie zum Beispiel Teile, die eine vorgegebene Länge haben. Der Prozess kann durch eine oder jede Kombination (z. B. alle) der Folgenden gekennzeichnet werden: Der Prozess umfasst einen Schritt des Extrudierens einer Mischung, die mehrere anorganische Materialien umfasst, durch eine Matrize, so dass ein Extrudat gebildet wird; das Extrudat hat ein Profil mit mehreren Reihen von offenen Zellen; das Extrudat umfasst Siliziumatome, Aluminiumatome oder beides; der Prozess umfasst einen Schritt des Bildens eines Profils durch Durchleiten der Mischung durch eine Matrize; der Prozess umfasst einen Schritt des Transportierens des Extrudats weg von der Matrize unter Verwendung eines Förderbandes in der Extrusionsrichtung; der Prozess umfasst einen Schritt des Schneidens des Extrudats auf eine vorgegebene Länge unter Verwendung eines Ultraschallmessers, eines Drahtschneiders oder von beidem; das Extrudat umfasst Ton; das Extrudat hat drei oder mehr Reihen von offenen Zellen, einschließlich einer obersten Reihe von offenen Zellen und eine obere Außenwand oberhalb der obersten Reihe von offenen Zellen, wobei der Schritt des Vorschneidens des Extrudats das vollständige Schneiden durch die obere Außenwand umfasst, so dass die oberste Reihe von offenen Zellen freigelegt wird; oder das Extrudatteil hat eine im Allgemeinen rechteckige obere Fläche mit einer Breite und Länge, und die zweite Fläche des Offenzellschaums hat eine Breite, die größer als die Breite des Teils ist, und eine Länge, die größer als die Länge des Teils ist; alle Zellen des Teils bleiben nach dem Bewegen des Teils offen.
• 1 illustriert Merkmale eines Vakuumaufnahmegerätes 10 gemäß den Lehren hierin. 1 ist eine Teilquerschnittszeichnung des Aufnahmegerätes durch eine Mitte des Gerätes. Das Vakuumaufnahmegerät umfasst eine Verteilerplatte 14, die im Allgemeinen zwischen einer porösen Schicht 12 und einer Ansaugkammer 16 angeordnet ist. Die poröse Schicht 12 hat vorzugsweise eine erste Fläche 18 zum Kontaktieren einer Fläche (d. h. der Kontaktierungsfläche) des Teils, das bewegt werden soll, und eine gegenüberliegende Fläche 20. Die gegenüberliegende Fläche 20 der porösen Schicht 12 kann zum Kontaktieren der Verteilerplatte 14 verwendet werden. Die poröse Schicht 12 hat im Allgemeinen eine ausreichende Zahl von Poren 22, so dass die entgegengesetzten Flächen 18, 20 sich in Fluidkommunikation befinden. Die Verteilerplatte 14 ist vorzugsweise mit der Ansaugkammer 16 zum Herstellen einer Vakuumkammer 24 verbunden. Zum Beispiel können die Verteilerplatte 14 und die Ansaugkammer 16 mit Abdichtung verbunden sein. Die Verteilerplatte 14 hat vorzugsweise eine ausreichende Zahl von Öffnungen 26, und diese sind ausreichend offen, so dass das Vakuum aus der Vakuumkammer 24 über die Kontaktfläche des Teils ausgebreitet wird, durch die Poren 18 der porösen Schicht 12 ausgebreitet wird oder beides. Die Ansaugkammer 16 kann eine oder mehrere Vakuum aufnehmende Öffnungen 28 zum Verbinden mit einer Vakuumquelle umfassen.
• Das Vakuumaufnahmegerät 10 kann in einer Vorrichtung zum Aufnehmen eines Teils verwendet werden, das sich in einem formbaren Zustand befindet. Mit Bezug auf 2A kann die Vorrichtung 8 ein Vakuumaufnahmegerät 10 gemäß den Lehren hierin, ein oder mehrere Vakuumquellen 34 und eine oder mehrere Vakuumleitungen 36 umfassen. 2A ist eine Teilquerschnittsansicht einer Vorrichtung. Die Vakuumleitung 36 umfasst vorzugsweise einen Durchgang 38 zum Bereitstellen einer Fluidkommunikation zwischen der Vakuumquelle 34 und der Vakuumkammer 24. Die Vorrichtung 8 kann ein Ventil 40 zum Steuern der Stärke des Vakuums in der Vakuumkammer 24 umfassen. Wenn das Ventil 40 eingesetzt wird, kann es sich irgendwo zwischen der Vakuumquelle 34 und der Vakuumkammer 24 der Ansaugkammer 16 befinden.
• Die Vorrichtung 8 kann ein oder mehrere Bewegungsgeräte 42 umfassen, die sich zum Bewegen des Vakuumaufnahmegerätes eignen. Das Bewegungsgerät kann in der Lage sein, das Vakuumaufnahmegerät in jede Richtung zu bewegen. Zum Beispiel kann das Bewegungsgerät 42 fähig sein, Bewegung in einer vertikalen Richtung 48 und/oder in einer oder mehreren horizontalen Richtungen 47 auszuführen.
• Mit Bezug auf 2A kann die Vorrichtung eingesetzt werden beim Anheben eines formbaren Teils 30, das eine Fläche 32 hat, welche sich zum Kontaktieren des Vakuumaufnahmegerätes 10 eignet. Das formbare Teil 30 wird vorzugsweise allein durch die Vakuumkräfte 44 angehoben, die auf die Oberfläche 32 des Teils ausgeübt werden, welche die poröse Schicht 12 des Vakuumaufnahmegerätes kontaktiert. Als solche können die Vakuumkräfte 44 größer als die Schwerkraft 46 auf Grund der Masse des Teils 30 sein.
• 2B ist eine illustrative Teilquerschnittsansicht durch eine poröse Schicht 12, ein formbares Teil 30 und eine Verteilerplatte 14. Die poröse Schicht 12 befindet sich zwischen dem formbaren Teil 30 und der Verteilerplatte 14, während das formbare Teil 30 unter Verwendung eines Vakuums bewegt wird. Wie in 2B illustriert wird, kann die poröse Schicht 12 einen verformten Bereich 13 haben, der durch Vakuumkraft, die auf das Teil wirkt, verformt wird. Die Dicke der porösen Schicht 12 kann vorzugsweise im zentralen Bereich 13 im Vergleich zur Dicke der porösen Schicht 12 reduziert werden, wenn sie nicht in Kontakt mit einem formbaren Teil ist. Die poröse Schicht 12 kann einen Peripheriebereich 11 haben. Der Peripheriebereich wird vorzugsweise nicht durch das formbare Teil komprimiert. Wenn das Teil bewegt wird, kann die poröse Schicht dadurch gekennzeichnet werden, dass sie einen Peripheriebereich 11 hat, der dicker als die poröse Schicht in einem zentralen Bereich 13 ist. Beim Bewegen des formbaren Teils ist die poröse Schicht vorzugsweise ausreichend porös, so dass Luft von der Außenseite des Gerätes zumindest durch einen Teil der porösen Schicht und durch mindestens eine der Öffnungen 26 in der Verteilerplatte 14 fließen kann. Als solche kann die poröse Schicht ein begrenztes Eindringen von Luft in die Vakuumkammer 24 ermöglichen. Solch ein Eindringen von Luft in die Vakuumkammer 24 kann die Stärke des Vakuums in der Vakuumkammer 24 reduzieren, so dass jede Verformung des verformbaren Teils reduziert oder beseitigt wird.
• Anschauliche Merkmale einer Verteilerplatte 14 werden in 3 gezeigt. Die Verteilerplatte kann eine erste Fläche 50 haben, die einem Teil gegenüberliegt, und eine gegenüberliegende zweite Fläche 52, die vom Teil weg weist. Die zweite Fläche 52 kann zur Ansaugkammer weisen, zur Vakuumkammer weisen, die durch die Verteilerplatte und die Ansaugkammer gebildet wird, oder beides. Die Öffnungen 26 in der Verteilerplatte erstrecken sich im Allgemeinen von der ersten Fläche 50 bis zur zweiten Fläche 52. Die Größe einer Öffnung 26 an der ersten Fläche 50 kann kleiner als die Öffnung an der zweiten Fläche 52 sein, kann von derselben Größe sein oder größer als die Öffnung an der zweiten Fläche sein. Die Verteilerplatte 14 hat vorzugsweise einen oder mehrere Öffnungsbereiche 54, einschließlich der Öffnungen 26, die über den ganzen Bereich verteilt sind. Zum Beispiel können alle Öffnungen 16 in einem einzigen Öffnungsbereich 54 sein, der im Allgemeinen durchgehend ist. Mit Bezug auf 3 kann die Verteilerplatte 14 einen oder mehrere im Allgemeinen feste Bereiche 56 umfassen, die im Allgemeinen frei von Öffnungen zum Bereitstellen einer Fluidverbindung mit der Vakuumkammer sind. Einer oder mehrere (z. B. alle) der im Allgemeinen festen Bereiche befinden sich entlang der äußeren Peripherie 59 der Fläche. Die Verteilerplatte kann durch eine Dicke 58 gekennzeichnet werden, die gleichförmig sein kann oder variieren kann. Die Verteilerplatte hat vorzugsweise eine ausreichende Dicke 58, so dass sie sich nicht verformt, wenn das Teil unter Verwendung von Vakuum angehoben wird. Wie in 3 illustriert, können einige oder alle der Öffnungen 26 in der Verteilerplatte dadurch gekennzeichnet werden, dass sie mit gleichförmigem Abstand angeordnet, über einen ganzen Bereich verteilt oder beides sind. Zum Beispiel können die Öffnungen in einem zweidimensionalen Feld angeordnet sein. Die Öffnungen 26 können im Allgemeinen kreisförmig sein. Jedoch können auch anders geformte Öffnungen verwendet werden.
• 4A ist eine Draufsicht auf eine illustrative Verteilerplatte 14, welche Merkmale gemäß den Lehren hierin hat. Mit Bezug auf 4A kann die Verteilerplatte mehrere Öffnungen 26 zum Bereitstellen einer Fluidverbindung zwischen einer Vakuumkammer und einer porösen Schicht, ein oder mehrere Verbindungsmerkmale 57 und einen festen Bereich 56 umfassen, der im Allgemeinen frei von den Öffnungen 26 ist. Die Verteilerplatte 14 kann ein oder mehrere Dichtungsmerkmale zum Reduzieren oder Beseitigen von Undichtigkeit zwischen der Verteilerplatte 14 und der Ansaugkammer umfassen. Zum Beispiel kann die Verteilerplatte einen oder mehrere Kanäle 55 umfassen (z. B. eine Nut). Der Kanal 55 kann dafür geeignet sein, einen Teil einer Wand einer Ansaugkammer aufzunehmen, ein Dichtungsmaterial aufzunehmen oder beides. Mit Bezug auf 4A kann die Verteilerplatte ein oder mehrere Verbindungsmerkmale 57 umfassen. Ein Verbindungsmerkmal kann zum Verbinden der Verteilerplatte mit einer anderen Komponente eingesetzt werden, wie zum Beispiel mit einer Ansaugkammer. Das Verbindungsmerkmal kann zum Aufnehmen einer Schraube, eines Bolzens oder eines anderen Befestigungsmittels bemessen oder anderweitig konfiguriert sein. Das Verbindungsmerkmal 57 kann ein Loch umfassen, das sich teilweise oder vollständig durch die Platte erstreckt. Die Verbindung kann ein Loch umfassen, das mit Gewinde versehen ist oder nicht. Jedes Verbindungsmerkmal ist vorzugsweise so positioniert und konstruiert, dass bei Verwendung mit einem Befestigungsmittel zum Verbinden mit der Verteilerplatte das Verbindungsmerkmal und das Befestigungsmittel das formbare Teil, welches bewegt wird, nicht berühren. Die Verteilerplatte sollte ausreichend starr sein, so dass die Flächen der Verteilerplatte 50, 52 eine im Allgemeinen konstante Form während der Verwendung behalten. 4B ist eine anschauliche Querschnittsansicht der Verteilerplatte von 4A entlang der Linie A-A. Die verborgenen Linien (z. B. für die Verbindungsmerkmale 57) werden in dieser Querschnittsansicht nicht gezeigt. Wie in 4B illustriert, können sich die Öffnungen 26 zwischen den beiden Flächen 50, 52 der Platte 14 erstrecken. Wenn der Kanal vorhanden ist, erstreckt er sich vorzugsweise nicht bis zur ersten Fläche 50 der Verteilerplatte.
• 5 ist eine schematische Zeichnung eines illustrativen Aufnahmegerätes 10. Mit Bezug auf 5 kann das Aufnahmegerät eine poröse Schicht 12, eine Verteilerplatte 14 und eine Ansaugkammer 16 umfassen. Die Ansaugkammer kann eine aufnehmende Öffnung 28 und eine Verteilungsöffnung 29 haben. Die aufnehmende Öffnung 28 ist vorzugsweise relativ klein im Vergleich mit der Verteilungsöffnung 29. Die Verteilerplatte 14 hat eine ausreichende Zahl von Öffnungen 26, so dass das Vakuum von der Vakuumkammer 24 über die poröse Schicht 12 verteilt wird.
• Die 6A, 6B und 6C sind Zeichnungen einer illustrativen Ansaugkammer 16. 6A ist eine Zeichnung der Ansaugkammer mit Blick von unten nach oben. 6B ist eine Querschnittsansicht der Ansaugkammer an der Linie B-B von 6A. 6C ist eine Querschnittsansicht der Ansaugkammer an der Linie C-C von 6A. Mit Bezug auf die 6A, 6B und 6C kann die Ansaugkammer ein oder mehrere Sicherheitsmerkmale 27 zum Befestigen der Ansaugkammer an einer Verteilerplatte, zum Befestigen der Ansaugkammer an einem beweglichen Gerät oder beides umfassen. Die Ansaugkammer kann einen oder mehrere Wandteile 31 umfassen, die sich zum Einpassen in einen Kanal oder eine Nut der Verteilerplatte eignen. Der Wandteil 31 kann eine geneigte Kante 33 oder eine anderweitig abgeschrägte Kante umfassen, die das Einpassen des Wandteils in einen Kanal der Verteilerplatte erleichtert. Zum Beispiel kann der Wandteil 31 eine Abfasung umfassen.
• 7 ist eine schematische Zeichnung, die Systemmerkmale zum Bewegen eines Teils 30 gemäß den Lehren hierin illustriert. Mit Bezug auf 7 kann das Teil 30, das bewegt werden soll, anfangs von einem Substrat 70 getragen werden. Das Substrat 70 kann ein sich bewegendes Substrat sein, wie zum Beispiel ein Förderband 90. Das System kann ein Vakuumaufnahmegerät 10 umfassen, das in Fluidverbindung mit einer Vakuumquelle 34 steht. Die Fluidverbindung kann durch eine oder mehrere Vakuumleitungen 36 bereitgestellt werden. Das System kann ein Bewegungsgerät 42 umfassen, das sich zum Bewegen des Teils 30 vom Substrat 70 zu einem gewünschten Ort 89 eignet. Das Vakuumaufnahmegerät umfasst im Allgemeinen eine Vakuumkammer. Wenn das Teil angehoben und bewegt wird, ist das Vakuum in der Vakuumkammer des Vakuumaufnahmegerätes ausreichend hoch, so dass das Teil angehoben werden kann. Nachdem das Teil 30 am gewünschten Ort 89 positioniert ist, kann die Stärke des Vakuums in der Vakuumkammer reduziert werden, so dass das Vakuumaufnahmegerät 10 sich vom Teil 30 wegbewegen kann. Das System kann einen Vakuumregler oder -ventil (nicht dargestellt) zum Steuern des Vakuums in der Vakuumkammer des Vakuumaufnahmegerätes umfassen. Das System umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Komponenten (nicht dargestellt) zum Reduzieren der Stärke des Vakuums in der Vakuumkammer des Vakuumaufnahmegerätes, so dass das Vakuumaufnahmegerät 10 sich vom Teil 30 wegbewegen kann, nachdem das Teil an einem gewünschten Ort 89 positioniert wurde.
• 8 illustriert Merkmale eines Systems gemäß den Lehren hierin. Das System kann einen Extruder 80 und eine Matrize 82 zum Bilden eines Extrudats 96 umfassen. Das System kann ein oder mehrere Schneidgeräte 86, 87 zum Schneiden des Extrudats in Teile 30 umfassen. Zum Beispiel kann das System ein Schneidgerät einschließlich eines Messers 84 umfassen, wie zum Beispiel ein Ultraschallmesser zum zumindest teilweisen Schneiden durch die Dicke des Extrudats. Als weiteres Beispiel kann das System ein Schneidgerät 87 einschließlich eines Drahtschneiders umfassen. In einem besonders bevorzugten System umfasst das System sowohl ein Ultraschallmesser wie auch einen Drahtschneider. Zum Beispiel kann das Ultraschallmesser zum Herstellen eines Vorschnitts in das Teil verwendet werden, und der Drahtschneider kann zum Abschließen des Schnitts durch den Querschnitt des Teils eingesetzt werden.
• 9 ist eine illustrative Zeichnung eines Querschnitts eines extrudierten Teils 30 in Querrichtung, die Merkmale eines Extrudatprofils zeigt, welches gemäß den Lehren hierin verwendet werden kann. Beispiele für Teile, die 2 oder mehr Zellen haben, werden in den 10 und 11 illustriert. 10 ist eine perspektivische Ansicht eines illustrativen Teils 30, das eine im Allgemeinen planare obere Fläche hat. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren illustrativen Teils 30, das eine im Allgemeinen planare obere Fläche hat. Die Teile 30 können eine oder jede Kombination der Merkmale umfassen, die in diesen Figuren illustriert werden. Das extrudierte Teil 30 kann von einem Substrat 70 getragen werden, wie zum Beispiel von einem Förderband. Das extrudierte Teil kann eine Öffnung 62 und mehrere Wände 74, 76A, 76B und 78 haben, die die Öffnung 62 umgeben. Die Richtung 68 der anfänglichen Bewegung des Teils durch ein Aufnahmegerät kann in der Dickenrichtung einer der Wände sein, wie zum Beispiel eine obere Wand 74. Das Teil kann durch Kontakt eines Vakuumaufnahmegerätes mit einer äußeren Fläche einer Wand bewegt werden. Das Vakuumaufnahmegerät kontaktiert vorzugsweise die obere Wand 74 des Teils. Die obere Wand 74 kann durch eine oder mehrere Stützwände 76A, 76B getragen werden. Die Breite 60 der oberen Wand 74 kann im Allgemeinen groß sein, die Dicke 64 einer Stützwand kann im Allgemeinen gering sein oder beides, so dass darauf zu achten ist, den Zusammenbruch der Öffnung zu verhindern, wenn das Teil in Kontakt mit dem Aufnahmegerät kommt, wenn ein Vakuum an die Oberfläche der oberen Wand 74 angelegt wird und wenn das Teil bewegt wird. Wenn das Teil mehrere Zellen umfasst, können die Zellen in einem regelmäßigen Muster angeordnet sein, wie zum Beispiel in den 10 und 11 gezeigt, oder sie können unregelmäßig angeordnet sein. Zum Beispiel können die Zellen in einem Feld angeordnet sein, das eine oder mehrere Reihen und eine oder mehrere Spalten umfasst. Die Zahl der Reihen beträgt vorzugsweise 2 oder mehr, 4 oder mehr oder 7 oder mehr. Die Zahl der Spalten beträgt vorzugsweise 2 oder mehr, 4 oder mehr oder 7 oder mehr. Das sich wiederholende Muster kann eine beliebige Zahl von Zellen umfassen. Zum Beispiel illustriert 10 ein sich wiederholendes Muster 63 mit 1 Zelle, und der Querschnitt in 11 illustriert ein sich wiederholendes Muster 63 mit 2 Zellen. Eine Zelle in einem Teil, das mehrere Zellen hat, wie zum Beispiel in 10 oder 11 illustriert, kann eine oder jede Kombination der Merkmale umfassen, die in 9 illustriert werden. Die Extrudatstruktur kann eine allgemeine Wabenstruktur sein, wie zum Beispiel die Struktur, die im Allgemeinen hexagonal geformte Zellen hat, wie in 11 illustriert. Die Extrudatstruktur kann ein Feld von im Allgemeinen rechteckig oder quadratisch geformten Zellen sein, wie zum Beispiel in 10 illustriert. Es ist zu erkennen, dass der Abstand zwischen Zellen vorzugsweise allgemein gleichförmig sein ist. Jedoch können Zellen mit ungleichförmigen Abständen ebenfalls innerhalb der Lehren hierin betrachtet werden.
• Beispiel 1. Ein Material, einschließlich einer Mischung von anorganischen Teilchen und einem Bindemittel, wird bei Raumtemperatur extrudiert. Das Material läuft durch eine Matrize, um ein Profil herzustellen, einschließlich 1936 im Allgemeinen quadratischer Zellen, die in einem Feld von etwa 44 Reihen mal etwa 44 Spalten angeordnet sind. Das Profil hat eine Höhe von etwa 80 mm und eine Breite von etwa 80,2 mm. Die Toleranz für die Teilehöhe beträgt etwa ±4 mm. Das Extrudat wird auf einem Förderband bei konstanter Geschwindigkeit transportiert. Das Extrudat wird zuerst mit einem Ultraschallmesser vorgeschnitten. Das Ultraschallmesser läuft mit einer Geschwindigkeit synchron zur Geschwindigkeit des Extrudats oder mit einer größeren Geschwindigkeit. Das Ultraschallmesser erzeugt einen Vorschnitt nur durch die oberen 1–4 Reihen von Zellen, und dann wird das Ultraschallmesser entfernt. Der Schnitt durch den Rest des Querschnitts erfolgt unter Verwendung eines Drahtschneiders, der weg vom Extruder synchron mit dem Extrudat läuft. Keine der Zellen wird blockiert oder abgedichtet, und es wird kein Vakuum gebildet. Das Extrudat behält seine Höhe innerhalb einer Toleranz von etwa 1 mm. Das extrudierte Teil hat eine Länge von etwa 253 mm und wiegt etwa 1240 Gramm.
• Obwohl das extrudierte Teil immer noch auf einem Förderband transportiert wird und immer noch in einem formbaren Zustand ist, wird das Teil unter Verwendung von voneinander getrennten vertikalen Platten bewegt. Eine ausreichende Kraft wird auf das Teil angewendet, um es vor dem Herausrutschen zu bewahren, während das Teil vom Förderband abgehoben wird. Das Teil wird durch vertikales Anheben und dann durch Bewegen des Teils zu einem Lagertisch bewegt. Wenn das Teil auf dem Lagertisch freigegeben wird, hat sich seine Breite um etwa 6% oder mehr verändert, und/oder das Teil hat Markierungen von den Platten. Beim Wiederholen des Prozesses mit ähnlich extrudierten Teilen wird eine große Variabilität im Aussehen und der Form des endgültigen Teils beobachtet, trotz der hohen Gleichförmigkeit der Teileabmessungen nach dem Extrudieren und dem Schneiden auf Länge.
• Beispiel 2. Der Prozess von Beispiel 1 wird wiederholt, um das extrudierte Teil herzustellen, das eine Länge von etwa 253 mm hat. In Beispiel 2 wird das Teil unter Verwendung einer herkömmlichen Vakuumdichtvorrichtung bewegt. Die versiegelte Vakuumdichtvorrichtung dichtet einen Bereich auf der oberen Fläche des Teils ab. Die Fläche des Teils, das sich im abgedichteten Bereich befindet, beträgt etwa 400 mm². Es wird ein ausreichendes Vakuum auf diesen abgedichteten Bereich angewendet, so dass das Teil angehoben werden kann, ohne sich von der Vakuumdichtvorrichtung zu lösen. Das Teil wird vertikal unter Verwendung der Vakuumdichtvorrichtung angehoben und zum Lagertisch bewegt. Nach dem Platzieren des Teils auf dem Lagertisch wird das Vakuum abgelassen, und die Vorrichtung wird vom Teil entfernt. Es gibt Markierungen auf der oberen Fläche des Teils, die den Ort zeigen, wo das Teil abgedichtet wurde. Die Oberfläche des Teils hat eine Kontur in dem Bereich, der abgedichtet war, und ist nicht mehr planar. Das Teil liegt nicht mehr innerhalb der geforderten Toleranzen.
• Beispiel 3. Der Prozess von Beispiel 1 wird wiederholt, um das extrudierte Teil herzustellen, das eine Länge von etwa 253 mm hat. In Beispiel 3 wird das Teil unter Verwendung eines Vakuumaufnahmegerätes bewegt, das eine Ansaugkammer und eine Verteilerplatte umfasst, die mehrere Öffnungen hat. Das Vakuumaufnahmegerät umfasst keine poröse Schicht. Die Verteilerplatte kontaktiert die obere Fläche des Teils. Wegen der Länge des Teils und der Starrheit der Verteilerplatte kontaktiert die Platte das Teil nicht überall gleichzeitig, und die Kräfte auf dem Teil sind nicht gleichförmig. Ein ausreichendes Vakuum wird auf das Teil durch die Öffnungen in der Verteilerplatte angewendet, um das Teil anzuheben. Das Teil wird vertikal angehoben und zum Lagertisch bewegt. Nach dem Positionieren des Teils auf dem Lagertisch wird das Vakuum abgelassen, und die Vorrichtung wird vom Teil entfernt. Die obere Fläche des Teils hat Markierungen, die Bereiche anzeigen, wo die Platte das Teil zuerst kontaktiert hat. Die obere Fläche des Teils hat Markierungen, wo das Material vom Teil teilweise in die Öffnungen der Verteilerplatte geströmt oder sich geneigt hat.
• Beispiel 4. Der Prozess von Beispiel 1 wird wiederholt, um das extrudierte Teil herzustellen, das eine Länge von etwa 253 mm hat. In Beispiel 4 wird das Teil unter Verwendung eines Vakuumaufnahmegerätes bewegt, das eine Ansaugkammer und eine Verteilerplatte, die mehrere Öffnungen hat, und eine poröse Schaumschicht unterhalb der Verteilerplatte umfasst. Die poröse Schaumschicht kontaktiert die obere Fläche des Teils. Bereiche der porösen Schicht, die das Teil kontaktieren, werden zusammengepresst, ohne irgendwelche Markierungen auf dem Teil zu hinterlassen. Die poröse Schaumschicht erstreckt sich über die obere Fläche des Teils hinaus um etwa 1 mm oder mehr auf jeder Seite. Es wird ein Vakuum angelegt, welches bewirkt, dass das Teil die poröse Schaumschicht zusammendrückt. Das Vakuum ist ausreichend, um das Teil anzuheben, und wird gleichförmig über die obere Fläche des Teils verteilt. Das Teil wird vertikal angehoben und zum Lagertisch bewegt. Während das Teil bewegt wird, strömt Luft durch die Kanten des Schaums, die das Teil überlappen, und in die Vakuumkammer des Vakuumaufnahmegerätes. Nach dem Positionieren des Teils im Lagerbereich wird das Vakuum reduziert, und das Vakuumaufnahmegerät wird vom Teil wegbewegt. Die Oberfläche des Teils nach dem Bewegen hat dieselbe Form und dasselbe Aussehen, die es vor dem Bewegen des Teils hatte.

Claims (21)

1. Gerät zum Aufnehmen eines Teils in einem formbaren Zustand, umfassend: ein Vakuumaufnahmegerät, einschließlich: einer Ansaugkammer, die eine oder mehrere relativ kleine Öffnungen zum Bereitstellen einer Fluidkommunikation mit dem Vakuum über eine Vakuumleitung hat, wobei die Ansaugkammer eine relativ große Öffnung zum Verbreiten des Vakuums über eine Fläche des Teils hat; einer Verteilerplatte, die ausreichend groß ist zum Abdecken der relativ großen Öffnung der Ansaugkammer zum Bilden einer Vakuumkammer im Raum zwischen der Ansaugkammer und der Verteilerplatte, wobei die Verteilerplatte entgegengesetzte erste und zweite Flächen hat, wobei die erste Fläche der Ansaugkammer zugewandt ist und die zweite Fläche von der Ansaugkammer weg weist, wobei die zweite Fläche im Allgemeinen planar ist, und die Verteilerplatte einen Bereich mit mehreren Saugöffnungen hat, der für eine Fluidkommunikation zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche der Verteilerplatte zum Aufnehmen des Teils sorgt; und einer porösen Schicht, die entgegengesetzte erste und zweite Flächen hat, wobei die poröse Schicht ausreichend groß ist, so dass ihre erste Fläche im Wesentlichen oder vollständig die Saugöffnungen der Verteilerplatte abdeckt; wobei der offenzellige Schaum ausreichend porös ist, so dass die zweite Fläche der porösen Schicht und das Vakuum in Fluidkommunikation sind; wobei das Gerät ein Teil in einem formbaren Zustand aufnehmen kann.
2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Verteilerplatte und die Ansaugkammer abdichtend verbunden sind und die poröse Schicht einen offenzelligen Schaum umfasst.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Fläche des Schaums die gesamte obere Fläche des Teils abdeckt.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verteilerplatte etwa 20 oder mehr Öffnungen hat und das Verhältnis der Gesamtfläche der Öffnungen zur Gesamtfläche der ersten Fläche der Platte etwa 0,1 oder mehr bis etwa 0,8 beträgt.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Gerät das Teil anheben kann, ohne Schrammen zurückzulassen, ohne die Form des Teils zu verzerren oder beides.
6. System, das das Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst, wobei das System ein Förderband zum Bewegen des Teils, das angehoben werden soll, in einer im Allgemeinen horizontalen Richtung umfasst, und ein Bewegungsgerät zum anfänglichen Bewegen des Vakuumaufnahmegerätes synchron zum Förderband, während der Schaum in Kontakt mit dem Teil ist.
7. System nach Anspruch 6, wobei sich das Bewegungsgerät senkrecht bewegen kann, um das Teil anzuheben; sich schneller als das Förderband in horizontaler Richtung zu bewegen, während das Teil angehoben wird, oder beides.
8. System nach Anspruch 6 oder 7, wobei das System umfasst: einen Extruder zum Extrudieren einer Mischung, die im Wesentlichen ein oder mehrere anorganische Materialien umfasst, im Wesentlichen aus denselben besteht oder vollständig aus denselben besteht; eine Matrize, die sich zum Bilden des Teils eignet, das ein im Allgemeinen durchgehendes Profil hat, einschließlich eines Feldes von länglichen Zellen; und ein Förderband zum Transportieren des Extrudats weg von der Matrize.
9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Vorrichtung ein Ventil oder einen Schalter zum Steuern oder anderweitigen Regeln der Stärke des Vakuums im Ansaugraum umfasst.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Bewegungsgerät das Teil vom Bandförderer zu einem vorgegebenen Ort bewegen kann, wobei jede Dimension des Teils sich um etwa 4% oder weniger verändert, während das Teil bewegt wird.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das System eine Vakuumleitung zum Bereitstellen einer Fluidkommunikation zwischen einer Vakuumquelle und der Vakuumkammer umfasst, die durch den Ansaugraum und die Verteilerplatte gebildet wird.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Verteilerplatte ausreichend starr ist und das Vakuum ausreichend stark ist, so dass das Gerät ein formbares Teil anheben kann, das eine im Allgemeinen ebene obere Fläche hat und ein Inneres mit mehreren länglichen Zellen hat, im Wesentlichen ohne die Form des Teils zu ändern.
13. Prozess zum Bewegen eines Extrudats, umfassend: einen Schritt des Kontaktierens der oberen Fläche eines Extrudats mit der porösen Schicht des Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Teil auf einem Substrat ist; Anwenden eines ausreichenden Vakuums auf die Ansaugkammer, so dass die Schwerkraft aus der Masse des Teils durch die nach oben gerichtete Kraft des Vakuums überwunden wird; und Anheben des Teils durch Bewegen des Vakuumaufnahmegerätes weg vom Substrat..
14. Prozess nach Anspruch 13, wobei der Prozess Folgendes umfasst: einen Schritt des Extrudierens einer Mischung, die mehrere anorganische Materialien umfasst, durch eine Matrize, so dass ein Extrudat gebildet wird, das mehrere Reihen von offenen Zellen hat.
15. Prozess nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Extrudat Siliziumatome, Aluminiumatome oder beides umfasst.
16. Prozess nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Prozess eine oder jede Kombination der folgenden Merkmale umfasst: I. Der Prozess umfasst einen Schritt des Extrudierens einer Mischung, die eine oder mehrere anorganische Verbindungen umfasst, durch einen Extruder; II. der Prozess umfasst einen Schritt des Bildens eines Profils durch Durchleiten der Mischung durch eine Matrize; III. der Prozess umfasst einen Schritt des Transportierens des Extrudats weg von der Matrize unter Verwendung eines Förderbandes in der Extrusionsrichtung; IV. der Prozess umfasst einen Schritt des Schneidens des Extrudats auf eine vorgegebene Länge unter Verwendung eines Ultraschallmessers, eines Drahtschneiders oder von beidem; V. das Extrudat umfasst Ton; oder VI. das Extrudat hat drei oder mehr Reihen von offenen Zellen, einschließlich einer obersten Reihe von offenen Zellen, und eine obere Außenwand oberhalb der obersten Reihe von offenen Zellen, wobei der Schritt des Vorschneidens des Extrudats das vollständige Schneiden durch die obere Außenwand umfasst, so dass die oberste Reihe von offenen Zellen freigelegt wird.
17. Prozess nach Anspruch 16, wobei der Prozess I, II, III, IV, V und VI umfasst.
18. Prozess nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei das Extrudatteil eine im Allgemeinen rechteckige obere Fläche mit einer Breite und Länge hat, und die zweite Fläche des Offenzellschaums eine Breite hat, die größer als die Breite des Teils ist, und eine Länge, die größer als die Länge des Teils ist.
19. Prozess nach den Ansprüchen 13 bis 18, wobei alle Zellen des Teils nach dem Bewegen des Teils offen bleiben.
20. Prozess nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei jede Dimension des Teils sich nicht ändert oder um etwa 4% oder weniger verformt.
21. Prozess nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei die etwa 35% oder mehr der Atome im Teil Sauerstoffatome sind.

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