DE69001945T2 - Verfahren zum Modifizieren der relativen Lagen einer Mehrzahl von ausgerichteten Elementen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Änderung der relativen Positionen einer Vielzahl von Elementen, die gemäß einer ersten Konfiguration ausgerichtet sind, in der Weise, daß sie in Reihe gemäß einer zweiten Konfiguration angeordnet sind.
• Die Erfindung betrifft ebenso eine Vorrichtung zur Verwirklichung dieses Verfahrens.
• Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Abänderung der relativen Positionen von Einspritzern (auch Versorgungsröhren genannt) in einer Verteilungsdüse für pulvrige Produkte in Suspension in einem Gas zum Aufspritzen auf einen darunter vorbeilaufenden Träger, um auf diesem Träger eine Folie mit besonderen Eigenschaften zu erhalten.
• Es ist bekannt, insbesondere durch Patent FR 2 427 141 und die europäische Patentanmeldung A-125 153 auf einem fortlaufenden Substrat, wie zum Beispiel einem Glasband, pulverförmige Produkte in Suspension in einem Gas, durch eine Verteilungsdüse kontinuierlich zu verteilen, die über dem Substrat und quer zur Bewegungsrichtung des letzteren angeordnet ist. Diese Düse wird durch die untere Spitze einer Verteilungsvorrichtung gebildet, die man ebenso Düse nennt und einen Hohlraum umfaßt, der sich über die ganze Länge der Düse erstreckt. Dieser Hohlraum wird mit zerstäubten Produkten in Suspension in einem Gas durch eine Reihe von Einspritzern versorgt, die parallel zu dem Spalt stehen.
• Die Verfahren und Vorrichtungen, die in diesen Patenten beschrieben werden, dienen zur Bildung einer winzigen Schicht auf einem Substrat, zum Beispiel auf einem Glasband, die spezielle, insbesondere optische und/oder elektrische Eigenschaften besitzt. Um konstante Eigenschaften über die ganze Oberfläche des Substrats zu erhalten, ist es notwendig, daß die Schicht keine Variationen in der Dicke, abgesehen von ganz kleinen, aufweist.
• Trotz Herumwirbelns, Turbulenzen des Trägergases für das pulverisierte Produkt, oder der Einführung von zusätzlichem Gas in die Düse, um die Verteilung des zerstäubten Produkts in Raum und Zeit zu steuern, hat man feststellen müssen, daß der Vertikalen von jedem der Einspritzer des zerstäubten Produkts einer Ablagerung auf dem Substrat, genannt Spur, von einer bestimmten Größe entspricht, womit die Dicke entlang dieser Breite also nicht konstant sein kann, und wobei die maximale Dicke sich ungefähr auf der Achse der Einspritzer befindet. Die Gesamtheit der Spuren bildet durch ihre teilweise Überlappung die abgelagerte Schicht auf dem Substrat. Wenn alle Einspritzer, die mit dem zerstäubten Produkt versorgt werden, geeignet von einander distanziert sind, führt die Überlappung der Spuren von jedem Einspritzer auf eine homogene Ablagerung. Wenn die Ablagerung nicht homogen ist, infolge einer zu großen oder zu kleinen Dicke in einem Bereich, dann ändert man den herrschenden Zwischenraum zwischen den Einspritzern, was zur Folge hat, daß sich die Überlagerung der Spuren verändert. Ebenso, wenn die Beschichtung in einem Bereich zu dick ist, entfernt man die Einspritzer und wenn die Dicke nicht ausreicht, reduziert man den Zwischenraum zwischen den Einspritzern in der Weise, daß man auf dem gesamten Substrat eine gleichmäßige Dicke erhält.
• Man steuert die Gleichmäßigkeit der Beschichtung und folglich die seiner Dicke durch Messung der Variationen der Lichtreflexionen von der Beschichtung unter Verwendung eines Apparates, genannt Spotmeter. Diese Reflexionsmessung erlaubt es, die Abweichungen der Dicke der Schicht im Vergleich zu einem vorgegebenen Dickewert zu bestimmen, der anfänglich durch die Steuerung des Ausstoßes des zerstäubten Produkts geregelt wird. Wenn die Messung anzeigt, daß die Dicke nicht übereinstimmt, unterbricht man die Versorgung mit dem pulverförmigen Produkt, um die Zwischenräume zwischen den Einspritzern als Funktion der beobachteten Abweichung abzuändern, das heißt, wie bereits aufgeführt ist, durch Annäherung oder Zurückziehen der Einspritzer entsprechend einer zu großen oder zu geringen Dicke.
• Dieses Verfahren hat eine Reihe von Nachteilen. Insbesondere die Reflexionsmessungen finden außerhalb der Fabrikationslinie auf einem transversalen Glasband von 100 mm Breite statt. Diese Messungen können daher erst eine gewisse Zeit nach dem Auftreten der Fehler in der Beschichtung gemacht werden. Außerdem erfordert die Auswertung dieser Messungen eine zusätzliche Zeit, so daß in der Zwischenzeit ungefähr 30 Minuten seit der Herstellung des zu kontrollierenden Glases verstrichen sind.
• Wenn man sich die Tatsache vergegenwärtigt, daß es ungefähr 30 Minuten dauert, um die Abstände zwischen den Einspritzern zu regeln und wenn man weiß, daß die Geschwindigkeit des Ablaufs des Glasbandes zwischen 6 und 25 m/min liegt, kann man sich den Produktionsverlust, der daraus resultiert, vorstellen, der nicht nur der Menge des Glases entspricht, das nach der optischen Messung behandelt worden ist, sondern auch der Fläche des Glases, das weiterhin während der Regulationsperiode der Zwischenräume der Einspritzer hergestellt wird. Die Kapazität der Produktion ist dadurch beschränkt. Es ist daher von großer Wichtigkeit, ein System zu finden, das eine schnelle Regelung der Zwischenräume zwischen den Einspritzern erlaubt, sobald die Fehler durch optische Messung festgestellt sind.
• Die Erfindung hat daher ein Verfahren zum Ziel und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, womit die relativen Positionen der Einspritzer, die zur Versorgung einer Verteilungsdüse mit dem zerstäubten Produkt dienen, schnell - vorzugsweise automatisch - abgeändert werden können mit Hinblick auf die Ablagerung eines Produkts auf einem darunter vorbeilaufenden Substrat und ebenso, allgemeiner, von allen Systemen, die eine Vielzahl von Vorrichtungen, die gemäß einer ersten Konfiguration ausgerichtet sind, in der Weise zu verschieben, daß sie gemäß einer zweiten Konfiguration in Reihe angeordnet werden.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Abänderung der relativen Positionen einer Anzahl von Elementen, die gemäß einer ersten Konfiguration ausgerichtet sind, durch ihre Verschiebung gemäß einer zweiten Konfiguration, besteht aus:
• a) selektive Ankopplung von zumindest einem der besagten Elemente an einen Wagen, der parallel zur Anordnung der Elemente beweglich ist,
• b) Verschiebung des Wagens und des/der Elemente, das/die an diesen gekoppelt ist/sind, von einer Ausgangsstellung bis zu einer vorbestimmten Stellung und,
• c) Entkopplung des Wagens von dem/den Element(en) nachdem es oder sie an der vorbestimmten Position aufgestellt sind,
• d) Wiederholung der Schritte a), b) und c) für alle zu verschiebenden Elemente.
• Vorzugsweise wird die Ankopplung der Elemente an den Wagen und die Verschiebung des letzteren durch einen Computer gesteuert.
• Die Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens der Abänderung der Relativpositionen der ausgerichteten Bauteile gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile beweglich auf einer gemeinsamen Werkbank montiert sind, daß sie mindestens einen Wagen umfaßt, der parallel zur Anordnung der Elemente beweglich ist, und daß sie Einrichtungen zum selektiven Ankoppeln des Gleitwagens an zumindestens einem Bauteil und Einrichtungen zur Verschiebung des Wagens und des/der Elemente umfaßt, die an diesen angekoppelt sind, von einer Ausgangsposition bis zu einer vorbestimmten Position.
• Nach einer Ausführungsform sind die Bauteile jeweils mit einem Schlitten verbunden, die auf einer Werkbank, die für alle Schlitten gemeinsamen ist, beweglich montiert sind.
• In der beigefügten, nur beispielhaften Zeichnung zeigen
• Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Anlage gemäß der Erfindung,
• Figur 2 einen Transversalschnitt dieser Anlage.
• In diesen Figuren ist die Erfindung dargestellt in einer nicht begrenzenden Anwendung auf die Verschiebung von Einspritzer oder Versorgungsröhren für Pulver, die geradlinig in einer Düse ausgerichtet sind, wie es in dem Oberbegriff der vorliegenden Beschreibung beschrieben ist, und zwar von einer ersten zu einer zweiten Konfiguration in Reihe, die sich durch den relativen Abstand von zumindest einem Teil der ausgerichteten Einspritzer unterscheiden.
• In Figur 1 ist ein Einspritzer (1) gezeigt, der das eine der Elemente zum Verschieben von einer Konfiguration in eine andere bildet. Es ist klar, daß die Vorrichtung tatsächlich mehrere Einspritzer umfaßt, von denen nur einer in Figur 1 zur Klarheit der Beschreibung gezeigt ist. Der Einspritzer (1) ist auf einem Schlitten (2) montiert, der auf einer Schiene (4) geradlinig beweglich ist, die auf einer Werkbank (3) befestigt ist. Die Werkbank (3) ist einer Gruppe von Schlitten gemeinsam, die jeder einen der Einspritzer (1) tragen. Ein Gleitwagen (5) ist auf einer Gleitvorrichtung (6), die fest auf der Werkbank 3 montiert ist, beweglich und seine Verschiebungen werden durch einen Antrieb (7), wie zum Beispiel einen Kolben, gesichert. Der Gleitwagen (5) umfaßt eine Platte (8), die in einer Ebene parallel zur Bahn des Schlittens angeordnet ist. Eine Platte (8) des Gleitwagens (5) ist mit einer Anzahl von Aufnahmen (9) versehen, die parallel zur Richtung der Bahn des Schlittens ausgerichtet sind. Diese Aufnahmen (9) liegen dem Kern (11 - Figur 2) eines Elektromagneten (10 - Figur 2) gegenüber, der auf dem Schlitten (2) angebracht ist. Der Kern (11 - Figur 2) ist beweglich zwischen einer zurückgezogenen Position, die einer Entkopplung des Gleitwagens entspricht, und einer ausgefahrenen Position, die dem äußeren Teil des Kerns erlaubt, in eine der Aufnahmen (9) der Platte (8) des Gleitwagens in Hinsicht auf eine transversale Verschiebung des Schlittens einzugreifen.
• Der Zylinder (7), der den Gleitwagen entlang der Gleitvorrichtung (6) mitführt, kann ein Zylinder sein, der von einem Schrittmotor elektrisch gesteuert ist.
• Vorteilhafterweise kann die Vorrichtung weiterhin umfassen: Eine Reibkopplungsvorrichtung zwischen der Werkbank (3) und jedem der Schlitten (2), um die letzteren in einer festen Position in Bezug auf die Werkbank (3) nach seiner Anordnung auf dem Gleitwagen (5) an einer festen vorbestimmten Position zu halten. Diese Reibkopplungsvorrichtung umfaßt beispielsweise einen zweiten Elektromagneten (12 - Figur 2), der auf dem Schlitten (2) montiert ist und dessen Kern (13 - Figur 2) beweglich ist zwischen einer zurückgezogenen Position, die die Verschiebung des Schlittens durch den Wagen erlaubt, und einer heraus stehenden Position, in welche er an eine rauhe Fläche (14 - Figur 1 und Figur 2) der Bank (3) angreift, um die Reibungskopplung zu sichern.
• Um die Rekonfigurierung der Relativpositionen der verschiedenen ausgerichteten Bauteile zu automatisieren, werden die Kopplungsvorrichtungen der Schlitten des Gleitwagens, die Reibungskopplungsvorrichtungen der Schlitten auf der Bank und der Zylinder (7) zur Verschiebung des Wagens durch einen geeignet programmierten Computer gesteuert.
• Während der Produktion entnimmt man eine Probe des beschichteten Glasbandes, wie es oben gezeigt ist, durch Abschneiden eines transversalen, relativ schmalen Streifens von diesem Band und mißt die Reflexion dieses Streifens über seine ganze Länge mit einem Apparat, wie einem Abtastspotmeter.
• Diese Messungen werden mit einem Analog-Digital-Umwandler digitalisiert und liefern an einen Computer, wie zum Beispiel einen IBM-PC Computer, der mit einer logischen Datenverarbeitung zur Berechnung eventueller Korrekturen der Zwischenräume der Einspritzer programmiert ist, die Korrekturen, die mit Hilfe geeigneter Steuersignale an die Anlage gemäß der Erfindung übertragen werden, um die Einspritzer gemäß einer zweiten Konfiguration neu anzuordnen, die geeignet ist, die vom Spotmeter aufgespürten Fehler in der Gleichmäßigkeit zum Verschwinden zu bringen.
• Die Reflexionsmessungen werden vorteilhafterweise direkt auf dem Glasband in Bewegung ausgeführt, um ein Anhalten der Produktion zu vermeiden.
• Im Betrieb sichert die Anlage gemäß der Erfindung über die Steuerung des Computers die Verschiebung des Gleitwagens (5) in der Weise, daß eines der Aufnahmelöcher (9) der Platte (8) gegenüber dem Kern (11) des Elektromagneten (10), der der Kopplung des Schlittens (2) an den Wagen dient, in Stellung gebracht wird. Der Computer steuert die Anregung des Elektromagneten (10) in der Weise, daß das Ende (11) des Elektromagneten (10) in das Aufnahmeloch (9) eingreift, das ihm gegenüberliegt, was bewirkt, daß der Schlitten (2) und der Gleitwagen (5) fest verbunden sind. Der zweite Elektromagnet (12), der als Reibungskupplungsvorrichtung zwischen der Werkbank (3) und dem Schlitten (2) dient, wird dann in der Weise gesteuert, daß der Kern (13) zurückgezogen wird und der Schlitten (2) von der Werkbank (3) entkoppelt wird. Der Schlitten (2) ist dann nur mit dem Gleitwagen (5) gekoppelt. Der Computer steuert die Verschiebung des letzteren mit Hilfe des Zylinders (7) um eine bestimmte Distanz. Der Wagen wird vorteilhafterweise durch Einzelschritte verschoben, zum Beispiel um 0,25 mm. Sobald der Schlitten die gewünschte Position eingenommen hat, steuert der Computer den zweiten Elektromagneten (12) in der Weise, daß sein Kern eine herausstehende Stellung einnimmt, die es erlaubt, an dem aufgerauhten Bereich (14) der Werkbank (3) anzugreifen, um die Unbeweglichkeit des Schlittens (2) auf der Bank (3) zu sichern.
• Der Elektromagnet (10) wird dann angewiesen, seinen Kern (11) zurückzuziehen und den Schlitten (2) und den Gleitwagen (5) zu entkoppeln.
• Der Gleitwagen (5) wird dann aufs Neue verschoben in der Weise, daß er eines der Aufnahmen (9) der Platte (8) gegenüber einem anderen Schlitten, der zu verschieben ist, aufstellt. Das vorangegangene Verfahren wiederholt sich dann, um die Position der verschiedenen Schlitten zu verändern und sie gemäß einer neuen erwünschten Konfiguration zu plazieren.
• Gegebenenfalls kann der Gleitwagen (5) gleichzeitig mit mehreren Schlitten gekoppelt werden, indem man dann jeden mit einem Aufnahmeloch (9) der Platte (8) verbindet, um sie gleichzeitig zu verschieben.
• Das Verfahren und die Anlage gemäß der Erfindung, wie oben beschrieben, sind besonders zur automatischen Veränderung der Positionen der Einspritzer geeignet, die zur Versorgung von pulverförmigen Teilchen für eine Verteilungsdüse dienen, wie es in den Patenten, die vormals zitiert wurden, beschrieben ist, mit Hinsicht auf die Auftragung dieser Teilchen auf einem darunterliegenden Substrat, wie zum Beispiel einem Glasband, um dort eine Schicht mit besonderen Eigenschaften zu bilden.
• Die Erfindung erlaubt in der Tat eine schnelle Regelung der Zwischenräume zwischen den Einspritzern aus der Ferne, sobald Fehler in der Homogenität der Schicht, wie vormals erwähnt, ermittelt werden. Die Zeitspanne, die zwischen dem Moment der Anzeige des Fehlers in der Schicht und dem Moment, wenn die Zerstäubung nach der Regelung der Zwischenräume der Einspritzer wieder aufgenommen werden kann, kann beispielsweise um 30 Minuten reduziert sein. Die Erfindung liefert daher den Vorteil das Eingreifen auf der Fabrikationsstraße bequemer zu machen, und die Zeitdauer des Eingreifens sowie den Produktionsverlust zu reduzieren.
• Das Verfahren und die Anlage gemäß der Erfindung sind ersichtlich in jedem System verwertbar, das ausgerichtete Bauteile umfaßt, deren relative Positionen verändert werden müssen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Veränderung der Relativpositionen einer Anzahl von Elementen (1), die gemäß einer ersten Konfiguration ausgerichtet sind, insbesondere von Einspritzern für pulverförmige Teilchen, die in einer Verteilungsdüse ausgerichtet sind, zur Bildung einer Schicht auf einem darunter vorbeilaufenden Träger, in der Weise, daß sie in einer Reihe gemäß einer zweiten Konfiguration angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) mindestens eines der Elemente (1) an einen Wagen (5) gekoppelt wird, der parallel zur Aufstellung der Elemente beweglich ist,

b) der Wagen (5) und das bzw.die Elemente (1), die mit ihm gekoppelt sind, von einer Ausgangsposition bis zu einer vorbestimmten Position verschoben werden, und

c) der Wagen (5) von den Elementen (1) entkoppelt wird, nachdem es/sie in der vorbestimmten Position aufgestellt sind,

d) die Etappen a), b) und c) für alle zu verschiebenden Elemente (1) wiederholt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung von mindestens einem Bauteil an den Wagen (5) ebenso wie die Verschiebung des letzteren durch einen Computer gesteuert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (5) um Einzelschritte verschoben wird.

4. Vorrichtung zur Änderung der Relativpositionen einer Anzahl von Elementen (1) die gemäß einer ersten Konfiguration ausgerichtet sind, in der Weise, daß sie in Reihe gemäß einer zweiten Konfiguration aufgestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (1) beweglich auf einer gemeinsamen Werkbank (3) angeordnet sind, und daß die Vorrichtung zumindest einen Wagen (5) aufweist, der parallel zur Aufstellung der Elemente beweglich ist, sowie Vorrichtungen zur selektiven Kopplung des Wagens mit mindestens einem der Elemente und eine Einrichtung (7) zur Verschiebung des Wagens und der bzw. den Elemente(n), die mit ihm gekoppelt sind, bis zu einer vorbestimmten Position.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente jeweils mit einem Schlitten (2) verbunden sind, der auf der Werkbank (3) beweglich montiert ist, die allen Schlitten (2) gemeinsam ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur selektiven Kopplung des Wagens mit mindestens einem der Schlitten einen Elektromagneten (10), der auf dem Schlitten (2) montiert ist, und einen Kern (11) des Elektromagneten umfaßt, der zwischen einer zurückgezogenen Position, die einer Entkopplung des Gleitwagens entspricht, und einer heraus stehenden Position, die einer Kopplung des Gleitwagens entspricht, beweglich ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (5) eine Platte (8) umfaßt, die parallel zur Bahn der Schlitten auf der Höhe des Elektromagneten (10) zur Kopplung des Schlittens an den Wagen angeordnet ist, und die mit einer Anzahl von Aufnahmen (9) versehen ist, die parallel zur Bahn des Schlittens ausgerichtet sind, und die selektiv mit dem Ende des Kerns (11) des Elektromagneten (10) zusammenwirken, um den Wagen und den Schlitten transversal zu koppeln.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) zur Verschiebung des Wagens bis zu einer vorbestimmten Position einen mit einem Schrittmotor elektrisch verbundenen Zylinder umfaßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Vorrichtung zur Reibungskopplung zwischen der Werkbank und dem Schlitten umfaßt, um den letzteren in einer festen Position in Bezug zur Werkbank zu halten nachdem der Wagen in seine vorgesehene Position gebracht ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Reibungskopplung einen zweiten Elektromagneten (12), der auf dem Schlitten montiert ist, und einen Kern (13) des Elektromagneten umfaßt, der beweglich ist zwischen einer zurückgezogenen Position, die die Verschiebung des Schlittens durch den Gleitwagen erlaubt, und einer herausragenden Position, in welche er auf eine rauhe Fläche der Bank angreift, um die Reibungskopplung sicherzustellen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Kopplung und die Einrichtungen zur Verschiebung des Wagens durch einen Computer gesteuert werden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgerichteten Elemente Einspritzer für pulverförmige und sich in Suspension in einem Gas befindliche Teilchen zur Versorgung einer Verteilerdüse sind, die transversal zur Verschiebung eines darunter vorbeilaufenden Substrates angeordnet sind, zum Zwecke der Auftragung der Teilchen auf dieses Substrat, um dort eine Schicht zu bilden.

13. Anwendung der Vorrichtung nach Anspruch 12 zur Auftragung eines pulverförmigen Produktes auf ein Glasband.