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Die
Erfindung betrifft das automatische Zwischenlagern von Glasplatten
für rechteckige photovoltaische Module, bestehend aus zwei
aufeinander liegenden, gleich großen, Glasplatten mit einer
Zwischenlage aus einer, die Glasplatten verbindenden Folie.
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Moderne
Glasfassaden sind vielfach nicht nur ein Funktionselement eines
Baukörpers sondern dienen zunehmend auch zur solaren Stromerzeugung.
Maßgeschneiderte Solarmodule ermöglichen die passgenaue
Integration in Bauwerksraster und Profile. Semitransparente Solarzellen,
aber auch opake Solarzellen mit transparenten Bereichen, lassen
Photovoltaik-Verglasungen lichtdurchflutet erscheinen. Die Solarzellen übernehmen
dabei häufig den gewünschten Effekt des Sonnen-
und Blendschutzes.
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Die
Herstellung von solchen Photovoltaik-Anlagen erfordert Arbeitsbedingungen
wie sie vor allem bei der Herstellung von Halbleitern und integrierten
elektronischen Schaltungen üblich sind. Diese so genannten
Reinraum-Bedingungen machen bei der Herstellung von Photovoltaik-Anlagen
auch zusätzlich die Handhabung flächenmäßig
großer stoßempfindlicher Glasplatten erforderlich.
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Bei
einem photovoltaischen Modul handelt es sich, von außen
betrachtet, um die Verbindung einer Substratplatte aus Glas, eines
photovoltaischen Elements und einer Glasplatte als Deckglas mittels einer,
unter Wärmeeinwirkung diese Glasplatten verklebenden, Folie.
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Bei
der Herstellung solcher Module in einer großen Fabrikanlage
werden die einzelnen Bestandteile, im Wesentlichen die Substratplatte
und das Deckglas, oder auch das fertige photovoltaische Modul, auf
Transportbändern an den jeweiligen Bestimmungsort verbracht.
Dies kann gleichzeitig auf mehreren Fertigungslinien geschehen.
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Tritt
nunmehr an irgendeiner Stelle einer solchen Fabrikanlage eine nicht
absehbare Unterbrechung auf, besteht die Notwendigkeit, die am Beginn der
Unterbrechung auflaufenden Bestandteile der Fertigung an irgendeiner
Stelle vorübergehend zu lagern. Dieser Vorgang der Zwischenlagerung
muss schnell und sicher erfolgen, ohne dass der Fertigungsprozess
an anderer Stelle mehr als nötig gestört wird.
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Aus
dem Stand der Technik ist aus der
DE 197 12 368 A1 ein Verfahren zum Versetzen
von Gegenständen von einer ersten Stelle zu einer zweiten Stelle
unter Verwendung eines den Gegenstand während des Versetzens
an sich bindenden Haltemechanismus bekannt, bei dem die Aufgabe
gelöst werden soll, dieses Verfahren derart weiterzubilden, dass
auf einfache Weise ein unter allen Umständen sicheres Versetzen
von Gegenständen durchgeführt werden kann.
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Als
zu versetzende Gegenstände werden dabei Glasscheiben genannt.
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Die
Lösung dieser Aufgabe wird dadurch gelöst, dass
das Heranfahren des Haltemechanismus an den zu versetzenden Gegenstand
an die erste oder die zweite Stelle unter Berücksichtigung
der tatsächlichen Lage und/oder Ausrichtung derselben erfolgt,
wobei der Haltemechanismus bei Bedarf unter Ausnutzung einer freien
Drehbarkeit und/oder Schwenkbarkeit desselben um eine oder mehrere Achsen
ausgerichtet wird.
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Im
weiter beanspruchten Vorrichtungsanspruch 7 wird näher
erläutert, dass der zu versetzende Gegenstand eine Glasscheibe,
die erste Stelle ein Inlader-Gestell, die zweite Stelle ein Förderband,
und der Haltemechanismus ein Saugrahmen ist.
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Des
Weiteren wird noch in Verbindung mit dem Haltemechanismus auf Signalisierungseinrichtungen,
Entkopplungseinrichtungen, eine Erfassungseinrichtung und eine Steuereinrichtung
verwiesen.
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Eine
Offenbarung besonderer Mittel zum schnellen, sicheren Erfassen und
einer schnellen Aufnahme größerer Glasplatten
findet sich in dieser Druckschrift jedoch nicht.
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In
der
DE 10 2005
060 452 A1 wird im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen
von einer Handhabungsvorrichtung für Flachmaterialien,
umfassend einen Tragrahmen mit mindestens einem Saugrahmen mit,
in einer Tragfläche angeordneten, evakuierbaren Saugköpfen
zum Aufnehmen von ansaugbaren Flachmaterialien.
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Bei
einer solchen Vorrichtung soll die Aufgabe gelöst werden,
eine Handhabungsvorrichtung für Flachmaterialien bereitzustellen,
die verschiedene Formate als auch beispielsweise beschichtete und unbeschichtete
Flachmaterialien alternativ handhaben kann und dabei konstruktiv
möglichst einfach gestaltet ist.
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Die
Erfindung, bzw. die Lösung dieser Aufgabe, besteht darin,
dass der Tragrahmen zwischen einer im Wesentlichen vertikalen Position
und einer im Wesentlichen horizontalen Position der Tragfläche verschwenkbar
ist, wobei die Tragfläche wahlweise in eine horizontale
Position mit nach oben oder eine horizontale Position mit nach unten
weisenden Saugköpfen verschwenkbar ist.
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Auch
in dieser Druckschrift findet sich keine Anregung zur Offenbarung
besonderer Mittel zum schnellen, sicheren Erfassen und einer schnellen Aufnahme
großer Glasplatten.
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Aus
der
US 5 980 197 A ist
ein Verfahren zum Zwischenlegen von, einen Abstand haltenden, Rippen
zwischen Glasplatten bekannt. Diese Rippen wurden bei dem Stand
der Technik, von dem diese Druckschrift ausgeht, bisher manuell
eingelegt, deshalb liegt ihr die Aufgabe zugrunde, diesen Vorgang automatisch
zu bewerkstelligen. Zu diesem Zweck werden im Wesentlichen die Glasplatten
von Saugelementen und die Rippen von Greifern befördert
und an entsprechender Stelle losgelassen. Eine besondere Schnelligkeit
und Sorgfalt scheint bei diesem Vorgang nicht erforderlich.
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Der
erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem entsprechenden
Verfahren liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, auf der Fertigungslinie
einlaufende Glasplatten in kürzester Zeit zu erfassen,
aufzunehmen und sicher in einem Zwischenlager zu stapeln.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher beschrieben.
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Es
zeigen im Einzelnen:
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1:
eine Schnittzeichnung der Gesamtvorrichtung
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2:
eine Schnittzeichnung des Speichergehäuses
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3:
eine Detailzeichnung der Haupthubsäule
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4:
ein Querschnitt durch die Haupthubsäule
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5:
eine perspektivische Darstellung des Hubrechens
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6:
zwei Querschnitte des Hubrechens
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7:
eine perspektivische Darstellung einer Hubvorrichtung
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8:
eine perspektivische Darstellung eines Beschickungsvorgangs
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9:
eine besondere Ausgestaltung eines Hubrechens
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1 zeigt
eine Schnittzeichnung der Gesamtvorrichtung. Das als Zwischenspeicher
dienende Speichergehäuse (1) ist auf dem Speichersockel (2)
befestigt unter dem ein Rollenförderer (3) durchläuft,
von dem hier nur ein Teil dargestellt ist. Parallel zu der Längsseite
des Speichergehäuses (1) verläuft eine
Laufschiene (4) der Haupthubsäule (5).
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Die
Haupthubsäule (5) trägt die Horizontal-Verfahreinrichtung
(6) für den Hubrechen (7). Der Hubrechen
(7) befindet sich in der 1 in der
obersten Stellung in der Höhe des obersten Stapelrechens (8)
im Speichergehäuse (1). Das Speichergehäuse (1)
weist an seiner Rückseite einige besondere Speicherzugänge
(21) auf, über die die Möglichkeit besteht,
Bruchglas manuell zu entfernen. Eine weitere erfindungsgemäße
Möglichkeit Bruchglas automatisch zu entfernen, wird in
der 5 beschrieben.
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2 zeigt
eine Schnittzeichnung des Speichergehäuses (1)
mit dem zugehörigen Speichersockel (2). In der
Darstellung der 2 sind beispielhaft insgesamt
5 Rollenförderer (3) entsprechender Fertigungslinien
gezeigt, von denen in der 1 nur ein Teilstück
einer Fertigungslinie gezeigt wurde. Am unteren Rand der 2 ist
eine Laufschiene (4) der Haupthubsäule (5)
zu erkennen, wobei die Haupthubsäule (5) am linken
Rand der Laufschiene (4) und des Speichergehäuses
(1) dargestellt ist. Der Hubrechen (7) erstreckt
sich in der 2 auf der rechten Seite im rechten
Winkel zur Haupthubsäule (5) und befindet sich
hier in der obersten Stellung. Die Horizontal-Verfahreinrichtung
(6) für den Hubrechen (7) ist von hinten
zu erkennen. Ebenso ist die Rückwand (19) des
Speichergehäuses (1) mit den besonderen Speicherzugängen
(21) aus dieser Sicht von vorne zu sehen.
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In
der 3 ist eine Detailzeichnung der Haupthubsäule
(5) von der entgegengesetzten Seite wie in der 2 dargestellt,
wobei sich jedoch der Hubrechen (7) in einer unteren Position
in Relation zum Speichergehäuse (1) befindet.
Die Laufschiene (4) trägt hier den Horizontalantrieb
(10) der Haupthubsäule (5). Die für
diesen Antrieb benötigte Versorgungsleitung ist mit (13)
bezeichnet. Der Servoantrieb (9) für die vertikale
Bewegung des Hubrechens (7) und die technische Ausrüstung
des Hubrechens (7) werden über die Versorgungsleitung
(12) gesteuert.
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In
der 4 ist ein Querschnitt durch die Haupthubsäule
(5) mit besonderer Sicht auf die Gabeln (17) des
Hubrechens (7) gezeigt. Von oben sind hier die Laufschienen
(4) und der Horizontalantrieb (10) der Haupthubsäule
(5), sowie der Servoantrieb (9) für die
vertikale Bewegung des Hubrechens (7) zu erkennen. Mit
dem Horizontalantrieb (11) des Hubrechens (7)
werden seine beiden Gabeln (17) in das Speichergehäuse
(1) hinein gefahren und herausgefahren. Zur Aufnahme von
Glasplatten und zum Abladen erfolgt steuerungstechnisch noch ein
kurzes Anheben oder Absenken des Hubrechens (7).
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Nähere
Erläuterungen zu diesem Vorgang werden in der 5 gegeben,
die eine perspektivische Darstellung des Hubrechens (7)
zeigt. Der Hubrechen (7) weist besondere Konstruktionsmerkmale auf,
die ihn einerseits leicht und gleichzeitig gegen Verformungen relativ
unempfindlich machen. Er ist in einer so genannten Wabenbauweise
aus Stahlblech gefertigt. Diese Bauweise hat sich allen anderen Bauweisen,
beispielsweise aus Aluminium oder Kevlar, für die vorliegenden
Anforderungen als überlegen erwiesen.
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Im
Vordergrund ist der Querträger (16) als rechteckiger
Kastenholm dargestellt, mit dem am linken Ende und am rechten Ende
zwei Gabeln (17) verbunden sind. An dem schmalen Ende einer
Gabel (17) des Hubrechens (7) ist ein Sensor (14)
für die Speicherplatzbelegung im Speichergehäuse
(1) vorgesehen. Der Sensor (14) kann auch zusätzlich
an der anderen Gabel (17) angebracht werden. Beide Sensoren
(14) können beispielsweise unterschiedliche Erfassungswinkel
und/oder unterschiedliche Empfindlichkeits-Charakteristiken aufweisen,
und sich auf diese Weise in der Wirkung ergänzen.
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Das
gleiche gilt für den Sensor (15) für
die Detektion der Belegung des Hubrechens (7). Hier kann,
im Verbund mit einem weiteren Sensor (15), zusätzliche
Information darüber gewonnen werden, wie weit die betreffende
Glasplatte auf dem Hubrechen aufliegt. Die genannten Sensoren können
mit Ultraschall und/oder mit Licht arbeiten.
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Die
Bruchsensoren (20) durchleuchten die auf den Gabeln (17)
aufliegenden Glasplatten an verschiedenen Stellen und in verschiedene
Richtungen und ermitteln mittels des an Sprüngen auftretenden Streulichts
ob die Glasplatte ein Bruchrisiko aufweist oder sogar schon gebrochen
ist. In diesem Fall wird die beschädigte Glasplatte von
dem Hubrechen (7) an eine hierfür vorgesehene
Stelle zwischen den Fertigungslinien verbracht und dort entsorgt.
Hierbei kann der Hubrechen (7) die beschädigte
Glasplatte unter Zuhilfenahme der darunter liegenden Glasplatte
aus dem Speichergehäuse (1) entfernen.
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Eine
weitere Möglichkeit besteht darin, zwischen den Gabeln
(17) ein Netz aufzuspannen, das im Ernstfall die Bruchstücke
aufnimmt. Hierzu wird an dieser Stelle an die 9 verwiesen.
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Ein
manuelles Ausräumen des Speichergehäuses (1)
mittels der besonderen Speicherzugänge (21) entfällt
hiermit.
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Inder 6 ist
der Hubrechen (7) in verschiedenen Ansichten im Querschnitt
dargestellt. Zusätzlich sind hier die Befestigungselemente
(18) der Gabeln (17) am Querträger (16)
gekennzeichnet.
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In
der 7 ist zur besseren Erkennbarkeit eine gesondert
erfasste perspektivische Darstellung einer Hubvorrichtung gezeigt.
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Hier
ist zu erkennen dass die Horizontal-Verfahrvorrichtung (6)
sich auf zwei Hubsäulen (5) stützt, die über
quer verlaufende Verstrebungen verbunden sind. Der Horizontalantrieb
(11) des Hubrechens (7), der diesen über
einen Zahnriemen verfährt ist hier sehr deutlich gezeigt.
Ebenso sind der Servoantrieb (9) für die vertikale
Bewegung des Hubrechens (7) und die kettenartige Versorgungsleitung
(12) für diese vertikale Bewegung und die Sensoren
(14, 15, 20) zu erkennen.
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In
der 8 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung,
die im Detail in der 7 gezeigt wurde, in Verbindung
mit einem Rollenförderer (3) beim Aufnehmen von
Glasplatten von der Fertigungslinie zur Verlagerung in eine Beschichtungs-Station
dargestellt. In dieser Darstellung ist im Bereich der Beschichtungs-Station
(22) in zwei übereinander liegenden Ebenen jeweils
ein Querträger (16) im eingefahrenen Zustand gezeigt.
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In
der 9 ist eine besondere Ausgestaltung eines Hubrechens
(7) gezeigt, bei dem mittels eines aufspannbaren Netzes
eine beschädigte Glasscheibe, oder Teile davon, leicht
und kostengünstig entsorgt werden können.
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In
der 9 ist zu erkennen, dass die breiteren versteiften
Enden der Gabeln (17) des Hubrechens (7) nicht
nach innen weisen, sondern nach außen. Dies dient dem Zweck
für das Aufspannen eines Netzes eine gleichmäßige
rechteckige Fläche zu erhalten. Es wird angemerkt, dass
ein Aufspannen eines Netzes auch bei dem Belassen der Konstruktion gemäß der
Anordnung der Gabeln (17) wie sie in den 4 bis 7 gezeigt
sind, möglich ist. In diesem Fall müsste jedoch
die Netzführungsschiene (28) so gestaltet sein,
dass sich insgesamt wieder ein Rechteck ergibt. Eine andere Möglichkeit
bestünde darin, in diesem Fall ein elastisches Netz zu
verwenden, das sich, geführt in der, der bestehenden Kontur
folgenden, Netzführungsschiene (28) dem sich ändernden
Abstand zwischen den beiden Gabeln (17) anpasst.
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Im
Bereich des Querträgers (16), der zwischen den
beiden Gabeln (17) liegt ist, wie in der 9 gezeigt,
ein Netzbehälter (25) angebracht, der es ermöglicht,
ein in ihm unter Federspannung gelagertes, zusammen gerolltes, Netz
bis an die vordere Spitze der Gabeln (17) herauszuziehen.
Dies geschieht mittels eines Seiltriebs (26) der zwei Teile
eines, über Umlenkrollen (27) an der Spitze der
Gabeln (17) geführtes, Zugseils (24)
gegen die Kraft einer, in dem Netzbehälter (25)
befindlichen, Zugfeder aus dem Netzbehälter (25)
herauszieht. Mit diesem Zugseil (24) wird auch das Netz
(23), geführt in der Netzführungsschiene
(28), aus dem Netbehälter (25) herausgezogen.
Im umgekehrten Fall unterstützt der Seiltrieb (26)
mittels Umkehr der Drehrichtung das Aufwickeln des Netzes (23)
im Netzbehälter (25). Eine an beiden Seiten der
Innenkante der Gabeln (17) befestigte Netzführungsschiene
(28) gewährleistet einen störungsfreien
Betrieb.
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Die
interaktive Steuerung der Hubrechen (7) und der Elemente
der Hubsäule (4) in Verbindung mit der Erfassung
der Glasplatten, die Überwachung der Positionierung der
Glasplatten über Laser und/oder Sensoren im Rahmen einer
Herstellung von photovoltaischen Elementen über mehrere
Fertigungslinien erfordert ein spezielles Steuerungsprogramm.
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- 1
- Speichergehäuse
- 2
- Speichersockel
- 3
- Rollenförderer
(Fertigungslinie)
- 4
- Laufschiene
der Haupthubsäule
- 5
- Haupthubsäule
- 6
- Horizontal-Verfahreinrichtung
für den Hubrechen
- 7
- Hubrechen
- 8
- Stapelrechen
- 9
- Servoantrieb
für vertikale Bewegung
- 10
- Horizontalantrieb
der Haupthubsäule
- 11
- Horizontalantrieb
des Hubrechens
- 12
- Versorgungsleitung
(Vertikale Bewegung und Hubrechen)
- 13
- Versorgungsleitung
(Haupthubsäule)
- 14
- Sensor
für die Speicherplatzbelegung
- 15
- Sensor
für die Hubrechenbelegung
- 16
- Querträger
des Hubrechens
- 17
- Gabel
des Hubrechens
- 18
- Befestigungselement
am Hubrechen
- 19
- Rückwand
des Speichers
- 20
- Bruchsensor
- 21
- besonderer
Speicherzugang
- 22
- Beschichtungs-Station
- 23
- Netz
- 24
- Zugseil
- 25
- Netzbehälter
- 26
- Seiltrieb
- 27
- Umlaufrollen
- 28
- Netzführungsschiene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19712368
A1 [0007]
- - DE 102005060452 A1 [0013]
- - US 5980197 A [0017]