DE2202359A1

DE2202359A1 - Verfahren und Einrichtung zum Transport von Werkstuecken mittels eines Stroemungsmittels

Info

Publication number: DE2202359A1
Application number: DE19722202359
Authority: DE
Inventors: Johnson Robert A; A Watson Roy H; Richards Erwin H
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-01-22
Filing date: 1972-01-19
Publication date: 1972-08-03
Also published as: JPS5229516B1; ES398242A1; DE2202359B2; GB1362018A; IT941330B; DE2202359C3; BE777056A; US3649081A; FR2122423B1; CH529683A; CA949534A; FR2122423A1

Description

Böblingen, 17. Januar 1972 wi-fr

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket BU 970 016

Verfahren und Einrichtung zum Transport von Werkstücken mittels eines StrömungsmitteIs

Bei der Herstellung kleiner und leichter Werkstücke, wie z.B. Halbleiterplättchen (Chips), wird der Transport der Werkstücke üblicherweise durch geschlossene Transportkanäle mittels Druckluft durchgeführt. Zur Überwindung der Haftreibung zwischen den Werkstücken und der Wandung des Transportkanals sind verhältnismäßig hohe Luftdrücke und Strömungsgeschwindigkeiten erforderlich. Die dadurch bedingte starke Beschleunigung der Werkstücke kann Beschädigungen beim Aufprallen am Ende des Transportkanals zur Folge haben. Verringert man den Luftdruck, um die Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke zu beschränken, so bedarf es zusätzlich mechanischer Vibration, um die Werkstücke in Bewegung zu setzen. Diese Vibration hat aber eine beträchtliche Beanspruchung der Transportanlage zur Folge, was sich insbesondere nachteilig auf die Funktionssicherheit bestimmter empfindlicher Elemente auswirkt, wie z.B. elektrische Fühler und ähnliche Steuerglleder.

Zur Vermeidung der zusätzlichen mechanischen Vibrationen hat man pneumatische Transportanlagen, vorzugsweise zum berührungsfreien Fortbewegen von Werkstücken, gebaut, bei denen in regelmäßigen Abständen dem Transportweg Druckluft zugeführt wird, welche auf

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die Werkstücke unmittelbar einwirkt und indirekt auch eine vibrationsähnliche Wirkung erzeugt. Eine derartige Einrichtung ist in der USA-Patentschrift 3 408 113 beschrieben. Eine ähnliche Anordnung, bei der in Vorschubrichtung der Werkstücke ausgerichtete Düsen beiderseits der Transportbahn angeordnet sind, zeigt die USA-Patentschrift 3 160 443. Dabei werden zur Erzeugung der Vorschubkraft für die Werkstücke über die Düsen Druckimpulse zugeführt.

Die bekannten Anordnungen erfordern durch die große Anzahl von Druckluftzuführungen bzw. Düsen einen hohen Aufwand und verbrauchen viel Energie. Außerdem müssen die Druckverhältnisse sehr genau gesteuert werden, um die gewünschte Transportbewegung und -geschwindigkeit der Werkstücke zu gewährleisten. Auch kann mit den bekannten Ausführungen die Vorschubrichtung der Werkstücke in der Transportbahn nicht umgekehrt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Transport von in einem Kanal geführten Werkstücken mittels eines Strömungsmittels zu schaffen, das gegenüber den bekannten Ausführungen eine wesentliche Verringerung des Energieverbrauchs sowie des Bauaufwandes möglich macht, und bei dem darüber hinaus die Vorschubrichtung der Werkstücke auf einfachste Weise umgekehrt werden kann. Das Verfahren gemäß der Erfindung, mit dem diese Aufgabe gelöst worden ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke einer Wechselströmung ausgesetzt werden, deren Überdruck- und Unterdruckimpulse eine die Haftreibung im Transportweg überwindende Vibration der Werkstücke erzeugen. Zur Wahl der Bewegungsrichtung und der Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke können die Amplituden der Wechselimpulse bequem einzeln gesteuert werden, ebenso wie zur Änderung der Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke erfindungsgemäß lediglich eine Veränderung der Frequenz und/oder der zeitlichen Dauer der Wechselinipulse vorgenommen zu werden braucht.

Eine bevorzugte Einrichtung zur Durchführung des erfindungsqemäßen

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Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Drucksteuereinrichtung, welche aus einer kontinuierlich umlaufenden Steuerscheibe besteht, die auf einer konzentrischen Ringbahn angeordnete axiale Bohrungen aufweist; diese sind einerseits mit der Druckleitung und der gegen diese versetzt angeordneten Vakuumleitung und andererseits mit den Einlaßöffnungen eines ausgangsseitig mit dem Transportkanal verbundenen Leitungssystems ausgerichtet.

Erfindungsgemäß wird somit durch abwechselnd auf die Werkstücke einwirkende Impulse von Überdruck und Unterdruck eine rein pneumatisch verursachte Vibration der Werkstücke erzeugt, ohne daß die umliegenden Teile der Einrichtung Vibrationsbeanspruchungen ausgesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung

zum Transport von Werkstücken mittels eines Strömungsmittels,

Fig. 2 eine vereinfachte Ausführung der Drucksteuereinrichtung und

Fig. 3 ein Zeit-ZDruckdiagramm zur Darstellung der

Wechselimpulse im Transportkanal der Werkstücke.

Gemäß Fig. 1 werden eine Anzahl Werkstücke 10 in einem Transportkanal 12 geführt, der rechteckigen oder runden Querschnitt hat und in einem Gehäuseblock 14 gebildet ist. Die Enden 16 und 18 des Transportkanals 12 bilden je nach der gewünschten Bewegungsrichtung der Werkstücke den Einlaß oder den Auslaß. Dem Ende 16 des Transportkanals 12 gegenüber befindet sich eine Auslaßleitung 22 eines T-förmigen Leitungssystems 20 mit zwei Einlaßleitungen 24 und 26. Diese sind gegeneinander um 180 versetzt, bezüglich der Auslaßleitung 22 symmetrisch angeordnet

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und münden bei der Abzweigung 28 in diese.

Die Einlaßöffnungen 30 und 32 der Einlaßleitungen 24 bzw. 26 sind axial auf eine Steuerscheibe 34 gerichtet, die um die Achse 36 drehbar ist und den wesentlichen Bestandteil der Drucksteuereinrichtung 35 bildet. Die Achse 36 fluchtet mit der Auslaßleitung 22, so daß die Einlaßleitungen 24 und 26 auch zur Achse 36 symmetrisch angeordnet sind.

Die Steuerscheibe 34 wird von einem Motor 38 über eine Welle 40 in der in Fig. 1 durch einen Pfeil angedeuteten Antriebsrichtung angerrieben. Nahe dem Umfang der Steuerscheibe 34 sind auf einer konzentrischen Kreisbahn in gleichmäßigen Abständen eine Mehrzahl axialer Bohrungen 42 angeordnet und mit den Einlaßöffnungen 30 und 32 der Einlaßleitungen 24 bzw. 26 ausgerichtet. Auf der entgegengesetzten Seite der Steuerscheibe 34 befinden sich die Mündung 52 einer Vakuumleitung 50 und die Mündung 58 einer Druckleitung 56, welche jeweils an eine Vakuumpumpe 48 bzw. an eine Druckpumpe 54 angeschlossen sind. Die Mündungen 52 und 58 sind mit den zugeordneten Einlaßöffnungen 3O bzw. 32 ausgerichtet.

Bei der Drehbewegung der Steuerscheibe 34 wird die Verbindung zwischen der Vakuumleitung 50 und der Einlaßleitung 24 bzw. der Druckleitung 56 und der Einlaßleitung 26 periodisch wechselweise geöffnet und geschlossen, so daß die Auslaßleitung 22 jeweils wechselweise aufeinanderfolgend an die Vakuumpumpe 48 und sodann an die Druckpumpe 54 angeschlossen ist. Die somit in der Auslaßleitung 22 wechselweise auftretenden überdruck- und Unterdruckimpulse werden zum Transportkanal 12 übertragen und gleichzeitig über eine Leitung 62 einem Manometer 60 zugeführt.

Die in Fig. 2 dargestellte Drucksteuereinrichtung 35 ist auf einer Grundplatte 64 aufgebaut, auf der ein U-förmiger Träger 66 befestigt ist, durch dessen Einschnitt 68 die umlaufende Steuerscheibe 34 ragt. Im unteren Bereich der Steuerscheibe 34

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passleren die axialen Bohrungen 42 die im Träger 66 geführte Druckleitung 56 sowie die Einlaßleitung 26. Ein zweiter U-förmiger Träger 70 ist ebenfalls auf der Grundplatte 64 gelagert, jedoch über ein, in Fig. 2 durch die Steuerscheibe 34 verdecktes, mit der Achse 36 ausgerichtetes Gelenk. Dadurch kann der Träger 70 um die Achse 36 des Motors 38 und der Welle 40 geschwenkt werden, wodurch eine zeitliche Versetzung des Wirksamwerdens der Vakuumimpulse gegenüber den Druckimpulsen erreicht wird. Denn im Träger 70 sind die Vakuumleitung 50 und die Einlaßleitung 24 befestigt, welche sich, durch die Steuerscheibe 34 getrennt, gegenüberstehen.

Die auf die beschriebene Weise in der Auslaßleitung 22 auftretenden Wechselimpulse sind durch den Doppelpfeil 78 gekennzeichnet. Bei konstanter Drehzahl des Motors 38 bleibt auch die Frequenz der Wechselimpulse in der Auslaßleitung 22 konstant, während durch Änderung der Drehzahl des Motors 38 sich auch die Frequenz der Wechselimpulse ändert. Die' gleiche Wirkung kann aber auch durch die Verwendung einer Steuerscheibe 42 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Bohrungen 42 erreicht werden. Andererseits ist durch Wahl des Durchmessers der Bohrungen 42 die zeitliche Länge der Impulse bestimmbar, und weiterhin ermöglicht es die Wahl unterschiedlicher Druckwerte in der Vakuumleitung 50 und der Druckleitung 56 eine weitgehende Anpassung der Wechselströmungscharakteristik in der Auslaßleitung 22. Auf diese Weise sind für bestimmte zu transportierende Werkstücke optimale Bedingungen einstellbar.

Die zwischen überdruck und Unterdruck wechselnden Strömungsimpulse können anstelle der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung auch mittels rein strömungsmechanisch arbeitender Anordnungen erzielt werden.

Die in der Auslaßleitung 22 sowie im Transportkanal 12 auftretenden Strömungsverhältnisse, wie sie in Fig. 2 durch den Doppelpfeil 78 dargestellt sind, zeigt anschaulich Fig. 3. Aus dem

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Kurvenverlauf für die Strömungsimpulse ist erkennbar, daß der Druckwechsel sich über einen Bereich von -60 cm WS bis +90 cm WS erstreckt, wobei der Impulsabstand zwischen zwei überdruckimpulsen 0,012 Sekunden beträgt.

Der in Fig. 3 durch die gepunktete Linie a dargestellte Druck bezeichnet diejenige Druckhöhe, welche zur Überwindung der Gleitreibung der Werkstücke erforderlich ist, während der zur Haftreibung nötige höhere Druck durch die gestrichelte Linie b dargestellt ist. Da gemäß Fig. 3 die Überdruckimpulse eine höhere Amplitude erreichen als die negativen, Unterdruck darstellenden Impulse, bewegen sich die Werkstücke im Transportkanal 12 vorwärts, d.h. in Fig. 1 von links nach rechts. Zur Umkehrung der Vorschubrichtung der Werkstücke muß lediglich die Amplitude der Vakuumimpulse gegenüber derjenigen der Druckimpulse erhöht werden. In diesem Fall dient das Ende 18 des Transportkanals 12 nicht, wie vorher, als Auslaß, sondern als Einlaß und entsprechend das Ende 16 nunmehr als Auslaß für die Werkstücke 10.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Transport von in einem Kanal geführten Werkstücken mittels eines Strömungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke einer Wechselströmung ausgesetzt werden, deren Überdruck- und Unterdruckimpulse eine die Haftreibung im Transportweg überwindende Vibration der Werkstücke erzeugen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wahl der Bewegungsrichtung und der Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke die Amplituden der Wechselimpulse einzeln gesteuert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke die Frequenz und/oder die zeitliche Dauer der Wechselimpulse verändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Vorschubrichtung der Werkstücke die Amplitude der Überdruckimpulse größer bzw. kleiner gewählt wird als die Amplitude der Unterdruckimpulse.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Drucksteuereinrichtung (35), bestehend aus einer kontinuierlich umlaufenden Steuerscheibe (34) mit auf einer konzentrischen Ringbahn angeordneten axialen Bohrungen (42), die einerseits mit der Druckleitung (56) und der gegen diese versetzten Vakuumleitung (50) und andererseits mit den Einlaßöffnungen (30, 32) eines ausgangsseitig mit dem Transportkanal (12) verbundenen Leitungssystems (20) ausgerichtet sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

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mittels eines um die Drehachse (36) der Steuerscheibe (34) schwenkbaren, die Vakuumleitung (50) und die zugehörige Einlaßöffnung (30) führenden U-förmigen Trägers (70) der Versetzungswinkel der Druckleitung (56) und der Vakuumleitung (50) verstellbar ist.

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