DE19907706A1

DE19907706A1 - Vorrichtung zum Transportieren von scheibenförmigen Substraten

Info

Publication number: DE19907706A1
Application number: DE1999107706
Authority: DE
Inventors: Martin Eichlseder
Original assignee: Krauss Maffei Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: Krauss Maffei Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2000-08-24
Also published as: WO2000050323A1

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zum Transportieren von scheibenförmigen Substraten wie insbesondere spritzgegossenen Kunststoffscheiben für optische Datenträger wie CD, DVD oder dergleichen. Als Transportsystem wird ein sogenannter Airtrack verwendet, auf dem eine Reihe von Trägern für die Substrate auf einem Luftkissen gleitend bewegt werden, wobei die Träger einen Zentrierpin aufweisen, der in entsprechende Ausnehmungen in den Kunststoffscheiben paßt. Die Träger verfügen vorzugsweise über einen zentralen, vertikal verlaufenden Kanal, von dem oberhalb und unterhalb des Substrats Abzweigungen radial nach außen abgehen, so daß über den zentralen Kanal zugeleitete, dem Luftkissen entnommene Luft das Substrat von beiden Seiten umströmt wird. Das Substrat erhält somit strömungsbedingt durch eine Art Venturieffekt einen stabilen Sitz auf den Trägern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren von scheibenförmigen Substraten gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Das bevorzugte Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von Substraten für Informationen tragende Kunststoffscheiben wie CD, DVD oder dergleichen mit Spritzgießmaschinen. Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung auch für andere als spritzgegossene Erzeugnisse verwendbar ist.

Für den Transport von spritzgegossenen CD- oder DVD-Substraten ist der sogenannte "Walking Beam" bekannt. Hierbei handelt es sich um ein Transportsystem, bei dem ein horizontal feststehender und vertikal bewegbarer Transportbalken (sogenannter "Beam") mit einem koaxial zu diesem Transportbalken angeordneten und in Längsrichtung bewegbaren Transportrahmen (sogenannter "Walk") wie folgt zusammenwirkt. Der Transportbalken ist mit einer Reihe von im wesentlichen zylinderförmigen, mit Zentrierpins ausgestatteten Trägern bestückt, auf denen die Substrate abgelegt werden, wobei jeweils der Zentrierpin die zentrische Ausnehmung in dem Substrat durchstößt. Zum Transportieren werden durch eine Abwärtsbewegung des Transportbalkens zunächst die auf den Trägern aufliegenden Substrate auf dem Transportrahmen abgelegt und nachfolgend die Zentrierpins nach unten aus den zentrischen Ausnehmungen der Substrate herausgefahren. Der Transportrahmen kann nun um eine vorgebbare Anzahl von Stationen in Längsrichtung bewegt werden, bis die Reihe von Substraten so über dem Transportbalken positioniert ist, daß sich die zentrischen Ausnehmungen der Substrate wieder genau über Zentrierpins befinden. Durch eine Aufwärtsbewegung des Transportbalkens greifen die Zentrierpins in die Ausnehmungen der Substrate und der Transportbalken mit den Trägern hebt diese vom Transportrahmen ab. Der Transportrahmen (Walk) wird nun in die entgegengesetzte Richtung in seine Ausgangsposition zurückbewegt und der Zyklus beginnt von neuem, d. h. der Transportbalken (Beam) beginnt mit der nächsten Abwärtsbewegung und so fort. Dieses Transportsystem erfordert einen nicht unerheblichen Aufwand hinsichtlich seiner mechanischen Konstruktion und hinsichtlich der elektrischen und pneumatischen oder hydraulischen Einrichtungen für die Bewegung von Transportbalken und Transportrahmen. Daraus ergibt sich insgesamt ein höherer Platzbedarf.

Es ist außerdem bekannt, zum Transportieren von CD's diese auf einer Platte auf einem Luftkissen. mit einer vorgegebenen Strömungsrichtung liegend zu befördern (sogenannter "Airtrack"). Dabei besteht die Gefahr, daß bei nachlassender Luftzufuhr die CD's mit ihrer Unterseite an die Platte anstoßen und infolgedessen mit Beschädigungen zu rechnen ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn CD's von Hand zu Testzwecken entnommen werden, da an dieser Stelle die Luft ungehindert entweichen kann und es zu einem Druckabfall in den übrigen Bereichen kommt. Da die CD's sehr dicht über der Platte liegen, ist zudem das Greifen von Hand schwierig.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine kompakte Vorrichtung anzugeben, mit der scheibenförmige Substrate ohne Gefahr von Beschädigungen und gleichzeitig mit der Möglichkeit einer leichten und sicheren Entnahme zu Testzwecken zwischen Bearbeitungsstationen transportiert werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen sind mit den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 10. Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Substrate auf einer Reihe von Trägern liegend über ein Luftkissen bewegt werden. Daher kann man die Substrate zu Testzwecken leicht von Hand greifen, ohne daß es zu einem Druckabfall kommt, da das Luftkissen unter dem Träger bestehen bleibt. Sollte dennoch einmal ein Druckabfall auftreten, der zu einem Zusammenbruch des Luftkissens führt, setzt lediglich der Träger auf und das Substrat bleibt unbeschädigt. Für diesen Fall kann man die Unterseite der Träger mit Notlaufeigenschaften ausstatten (Unteranspruch 10). Die Ausführungsformen der Träger mit Kanälen, die an der Unterseite der Träger beginnen und oberhalb und unterhalb des Substrat aus dem Träger bzw. dem Zentrierpin austreten (Unteransprüche 5 und 6) haben den zusätzlichen Vorteil, daß durch eine Art Venturieffekt das Substrat stabil auf dem Träger aufliegt. Ein Nebeneffekt hierbei ist, daß das Substrat gekühlt wird, was einen zusätzlichen Vorteil für den Transport nach der Substratherstellung darstellt.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 Ausschnitt aus einem Transportsystem nach dem Airtrack-Prinzip mit einem Träger;

Fig. 2 Aufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Teil des Airtrack-Transportsystems;

Fig. 3 Aufsicht auf einen Träger mit angedeuteten Kanälen;

Fig. 4 Querschnitt durch einen Träger eines Airtrack-Transportsystems mit Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist eine Platte 16 zur Erzeugung eines Luftkissens 15 eine Vielzahl von Luftzuführkanälen 7 auf, die mit einem oder mehreren im Boden der Platte 16 verlaufenden Luftkanälen 18 in Verbindung stehen. Letztere sind an eine zentrale Luftzufuhreinheit angeschlossen. Durch eine geeignete Schrägstellung der Luftzuführkanäle 17 erhält das Luftpolster 15 eine bevorzugte Strömungsrichtung und die Träger 3, von denen hier nur ein Exemplar dargestellt ist, werden in die durch einen Pfeil in Fig. 1 dargestellte Transportrichtung bewegt. Je flacher der Winkel δ ist, den die Zuführkanäle 17 mit der Plattenoberfläche einschließen, um so größer ist die Geschwindigkeit, mit der die Träger 3 sich in Transportrichtung bewegen. Die Geschwindigkeit läßt sich zusätzlich durch den Luftdruck variieren. Aus der Aufsicht in Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Platte 16 über seitliche Anschlagleisten 19 und 20 verfügt, so daß der Airtrack einen im wesentlichen U- förmigen Querschnitt aufweist und eine seitliche Führung der Träger 3 gegeben ist. Der Airtrack kann geradlinig oder auch kurvig, entsprechend der gewünschten Transportrichtung, ausgeführt sein. Die Platte 16 verfügt in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über vier Reihen mit Luftzuführkanälen 17, von denen jeweils zwei links und zwei rechts symmetrisch zur Achse des Airtracks verlaufen. Der Durchmesser des tellerartigen Fuß 21 des Trägers 3 hängt unter anderem von der Anzahl der Luftzuführkanäle 17 pro Flächeneinheit, dem erzeugten Luftdruck, seinem Eigengewicht und dem Gewicht des aufliegenden Substrats ab. Der Abstand der U-Schenkel, also der seitlichen Anschlagleisten 19 und 20, ist so einzustellen, daß die Träger 3 während des Transports nicht verklemmen können. Zum Anhalten der Träger 3, beispielsweise zur Weitergabe der Substrate 5 an eine nächste Bearbeitungsstation, sind ein- und ausfahrbare Anschlagbolzen 22 in der Platte 16 vorgesehen.

Um die Substrate in ihrer Lage auf dem Träger 3 zu stabilisieren, sind ein Zentrierpin 4 und ein zentraler, vertikal verlaufender Kanal 23 vorgesehen, der an der Unterseite des tellerartigen Fuß 21 beginnt und der bis in den Zentrierpin 4 reicht. Von diesem Kanal 23 gehen oberhalb und unterhalb des Substrats 5 Abzweigungen 12 und 13 radial nach außen ab und treten aus dem Zentrierpin 4 und dem Träger 3 heraus. Aus dem Luftkissen 15 strömt Luft über den zentralen Kanal 23 und die Abzweigungen 12 und 13 zu deren Austrittsöffnungen oberhalb und unterhalb des Substrats 5 und nachfolgend radial von innen nach außen zum Rand des Substrats 5. Dadurch besitzt das Substrat 5 strömungsbedingt durch eine Art Venturieffekt eine stabile Lage. Als Nebeneffekt erfolgt eine Kühlung von Ober- und Unterseite des Substrats.

In Fig. 3 sind die in dem Träger 3 oberhalb und unterhalb des Substrats verlaufenden Kanäle 12 und 13 eingezeichnet. Die hier dargestellte Ausführungsform eines Trägers 3 verfügt über sechs Kanäle 12 oberhalb und sechs Kanäle 13 unterhalb des Substrats, die um einen Winkel von 30° zueinander versetzt sind. Sie können aber auch, wie in Fig. 1 ersichtlich, ohne Versatz übereinander liegend angeordnet werden. Die Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 4 mit dem Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 3 zeigt die Lage des zentralen, an der Unterseite des tellerartigen Fuß 21 beginnenden Kanals 23, und die von diesem oberhalb und unterhalb des Substrats 5 radial nach außen abgehenden Abzweigungen 12 und 13. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Abzweigungen leicht schräg auf das Substrat zulaufend ausgebildet sind, wie dies in Fig. 4 der Fall ist. Ein Winkel kleiner als 10°, vorzugsweise von ungefähr 5°, zwischen der Auflagefläche und den Abzweigungen ist empfehlenswert.

Bezugszeichenliste

3

Träger

4

Zentrierpin

5

Substrat

6

zentrische Ausnehmung im Substrat

12

obere Abzweigungen

13

untere Abzweigungen

15

Luftkissen

16

Platte

17

Luftzuführkanäle

18

Luftkanal

19

,

20

Anschlagleisten

21

tellerartiger Fuß des Trägers

3

22

Anschlagbolzen

23

zentraler Kanal

Claims

1. Vorrichtung zum Transportieren von scheibenförmigen Substraten (5), insbesondere von Substraten für Informationen tragende Kunststoffscheiben wie CD, DVD oder dergleichen, mit einer Platte (16) die mit einer Vielzahl von Gaszuführkanalen (17) ausgestattet ist, die in der Oberseite der Platte (16) enden und die mit einer Gaszuführung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß Träger (3) für die Substrate (5) vorgesehen sind, daß zwischen der Unterseite der Träger (3) und der Plattenoberfläche ein Gaskissen (15) vorgesehen ist, und daß Mittel zum Bewegen der Träger (3) über das Gaskissen (15) vorgesehen sind.

2. . Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer bevorzugten Strömungsrichtung in dem Gaskissen (15) auf der Platte (16) die Gaszuführkanäle (17) in der Platte nicht orthogonal zur Plattenoberfläche verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (3) einen tellerartig ausgebildeten Fuß (21) aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (3) einen Zentrierpin (4) aufweisen, der in entsprechend große Ausnehmungen (6) der Substrate (5) paßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, in den Trägern (3) jeweils ein zentraler Kanal (23) vorgesehen ist, von dem Abzweigungen (12, 13) in dem Zentrierpin (4) oberhalb des Substrats (5) und in dem Träger (3) unterhalb des Substrats (5) radial nach außen verlaufen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigungen (12, 13) derart schräg verlaufen, daß sie das Substrat (5) mit einem spitzen Winkel schneiden, der kleiner als 20°, vorzugsweise kleiner als 10° ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (16) als U-förmige Schiene ausgebildet ist, daß die Träger (3) zwischen den Schenkeln (19, 20) dieser Schiene geführt sind, und daß die Träger (3) einen kreisförmigen Fuß (21) aufweisen, dessen Durchmesser im wesentlichen dem Abstand der Schenkel (19, 20) entspricht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Substratentnahmepositionen vorgesehen sind und daß die Platte (16) an diesen Positionen als Schiene mit einer auf dem Kopf stehenden T-nutenförmigen Ausnehmung ausgestaltet ist, so daß der Fuß (21) der Träger an den Substratentnahmepositionen in vertikaler Richtung fixiert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (3) in einer Reihe angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Träger (3) mit einer Gleitschicht versehen ist.