JP2008542071A - 複合材料からなるプレート状の部材を形成する機械 - Google Patents

Abstract

機械（１）は、加熱プレート（５）、加熱プレート（５）の上方で案内する移送路に沿って部材（４）を移送するための移送手段（６）、加熱プレート（５）に対して垂直に移動可能な上部分（８）、上部分（８）に配置されたメンブレン（９）およびメンブレン（９）と加熱プレート（５）との間に配置された、移送手段と同期して移動可能な分離箔（１０）を有している。分離箔（１０）が、部分片（１１）に分割されており、各部分片（１１）は、移送路に対して横方向に方位付けされた１つの端縁においてだけ保持手段（３２）によって保持されている。従って部分片（１１）は、ルーズに、締付けなしで部材（４）上に載置される。メンブレン（９）は、上部分（８）の、加熱プレート（５）へ向いた一周する端面（４６）に添接し、かつ加熱プレート（５）の表面の平面上へ直接移動することができ、それによってこの加熱プレートと共にチャンバを形成する。そして、メンブレン（９）は、張り手段（２５、２６、２７）と結合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱プレート、加熱プレートの上方で案内する移送路に沿って部材を移送するための移送手段、加熱プレートに対して垂直に移動可能な上部分、上部分に配置されたメンブレンおよびメンブレンと加熱プレートとの間に配置された、移送手段と同期して移動可能な分離箔を有する、複合材料からなるプレート状の部材を形成する機械に関する。

複合材料からなるプレート状の部材、たとえば光起電力部材を製造する場合に、ガラスを含めた、複数の層が、圧力と熱の元で合体される。このプロセスのために使用される機械は、一般に、加熱可能なラミネートステーション、冷却ステーションおよび部材を間欠的に移送するための移送手段を有している。ラミネートステーションは、加熱プレートを有しており、加熱プレート上へ降下可能な上部分にメンブレンが設けられており、そのメンブレンが下降した状態において加熱プレートと共に閉成されたチャンバを形成する。このチャンバの排気によって、部材がガス抜きされ、メンブレンは、メンブレンのチャンバとは逆の側に作用する圧力によって加熱プレートおよび部材へ圧接されて、部材を圧縮する。

既知の機械は、部材のための移送手段として移送ベルトを有しており、その移送ベルトが同時に加熱プレートを、たとえば部材から流出する接着剤による、汚れから保護する。バキュームメンブレンを保護するために、部材の上方の面を分離箔で覆うことが、知られている。移送ベルトも、分離箔も、エンドレスの帯として形成することができる。その場合の欠点は、帯を移送ないしは方向変換させるローラから帯が側方へ走行しないことを保証するために、制御装置を設けなければならないことである。この欠点を除去するために、エンドレスの帯の代わりに、移動ルートの側方に配置された引っ張り部材、たとえばチェーンによって移送される部分片を使用することが、知られている。この場合にはこの部分片は、エンドレスのループになるように、ばね部材によって互いに結合されている。ばね部材によって、部分片が移送方向に引っ張り負荷を受け、そのことによって、分離箔の部分片が上に位置している場合に、プレス力が無効にされるとすぐに、部材が持ち上がってしまう。この場合に、流出して、分離箔と部材との間に達した接着剤が上方へ向いた力を部材へ加え、それが特にラミネートステーションにおいて欠点となる。というのは、そこでは部材の層間の接着剤がまだ硬化していないからである。

多くの既知の機械において、メンブレンはフレーム内に挟持されており、そのフレームはプレスを閉鎖する場合に一周するシールによって加熱プレートないしその端縁に対して密閉される。その場合にフレームとシールを形成する手間に加えて、メンブレンがプレスプロセスの間にフレームの領域内で大きい引っ張り力にさらされる状況が欠点となる。プレスプロセスの間のメンブレンの亀裂は、ラミネートすべき部材の破壊をもたらしかねない。メンブレンは、駆動の間大きな温度変動にさらされ、その結果、メンブレンが各作業サイクルに伴って伸張し、再び収縮する。メンブレンがフレーム内に極めてゆるく保持されている場合に、メンブレンは皺を形成する傾向があり、張り直されなければならない。この張直しのプロセスは、極めて煩雑である。というのは、フレームを取り外して、張り渡した後に再びしっかりとねじ止めしなければならないからである。

本発明の課題は、上述した欠点を持たない、ラミネート機械を提案することである。

この課題は、本発明に基づいて、分離箔が部分片に分割され、各部分片が移送路に対して横方向に方位付けされた唯一の端縁において、保持手段によって保持され、部分片が互いに結合されておらず、かつ保持手段が駆動手段によって移送路に沿って移動可能であることによって、解決される。

この解決の利点は、分離箔がラミネートすべき部材の形状に良好に適合することにある。というのは、分離箔が部材上にルーズに載置されており、分離箔はプレスを開放する場合に伸張されず、従って分離箔によって部材上に力が及ぼされないからである。さらに、本発明によれば、既知の機械において分離箔の部分片を互いに結合するために存在する構成部分と作業の手間が省かれる。

本発明の実施形態によれば、駆動手段は、一周する引っ張り手段、特にチェーンを有している。この引っ張り手段は、加熱プレートに隣接して案内され、かつ簡単な方法で移送手段と同期させることができる。

他の実施形態によれば、部分片は方向変換手段を介して循環して案内され、部分片が実質的に垂直下方へ案内される領域内に、部分片の両方の表面の少なくとも１つへ向けられた毛を備えた、ブラシとして形成されたガイドが配置されている。このガイドがないと、前方の端部においてのみ保持手段によって保持されている分離箔の、移送方向に見て後方の部分片が、上述した領域内で下方へ落下して、機械への部材の導入をじゃましてしまう。

他の実施形態によれば、保持手段はＣ字形状のプロフィール材を有しており、その長手側の開口部内へ、部分片の閉成されたループが突出し、そのループ内にアンカーバーが配置されており、そのアンカーバーの直径が、開口部の幅よりも大きい。この保持手段は、特に簡単かつ安価に形成され、さらに、分離箔の部分片のしわのない固定を保証する。

本発明の他のアスペクトによれば、課題は、メンブレンが上部分の、加熱プレートへ向いた一周する端面に添接し、メンブレンはその表面の、端面と対向する領域において外部の過圧に抗して加熱プレートの表面またはその端縁に密着するように移動可能であって、かつメンブレンが上部分に配置された張り手段と結合されていることによって、解決される。

この解決の本質的な利点は、メンブレン自体が分離箔と場合によっては移送手段を介在させて、しかし付加的なシールを有するフレームなしで、加熱プレート上に密着し、かつこの加熱プレートと共に閉成されたチャンバを形成することにある。従ってプレスプロセスの間に、メンブレンにはよりわずかな引っ張り力しか作用しない。というのは、メンブレンが挟持されるゾーンが加熱プレートの平面上に位置しており、従来技術のように加熱プレートの上方に位置していないからである。従って、メンブレン内の最大の引っ張り力は、プレスを開放する場合に初めて生じるので、場合によってメンブレンの亀裂が生じても、それはラミネート部材の損傷をもたらさない。さらに、張り手段によってメンブレン内に予め定められた応力を調節して維持することができるので、メンブレン内の過負荷としわの形成が回避される。

実施形態によれば、張り手段はクランプ装置によってメンブレンと結合されている。クランプ装置が、メンブレンを保持し、かつ張り渡すことを許し、その端縁に、裂ける傾向があることが知られている穴がもたらされることはない。

他の実施形態によれば、各クランプ装置は、ボルトによって互いに対して締め付け可能な２つのクランプ細片からなり、それらクランプ細片は長手方向に配置された凹部を有し、かつそれらクランプ細片の間にメンブレンを挟持し、凹部の少なくとも１つの中へ、メンブレンを方向変換させるプロフィールが挿入されている。このコスト的に好ましい措置によって、たとえば強い締付けによる、メンブレンの過負荷なしで、特に確実な保持が達成される。

他の実施形態によれば、張り手段は、力を発生させる少なくとも１つの装置を有している。ばねのような、力を蓄える装置とは異なり、サーボモータのような、力を発生させる装置は、メンブレンの長さ変化が大きい場合でも、メンブレン内に常に変わらないテンションを維持することができる。

他の実施形態によれば、力を発生させる装置は、ピストン・シリンダ・ユニットである。この種のユニットは、場所をとらず、特に簡単に駆動される。

そして、他の実施形態においては、力を発生させる装置は、引っ張り手段を介してメンブレンと結合されている。この装置が、存在している場所状況に応じて、力を発生させる装置をメンブレンに位置決めすることを許す。

以下、図面に示す実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

最初に確認するが、様々に説明される実施形態において、同一の部分は同一の参照符号ないし構成部品名称を有しており、説明全体に含まれる開示は、主旨において同一の参照符号ないし同一の構成部品名称を有する同一の部分に移し替えることができる。たとえば上、下、側方など、説明において選択された位置記載も、直接記載され、ないしは図示されている図に関するものであって、位置が変化した場合には主旨に従って新しい位置へ移し替えられる。

実施例は、機械の可能な実施変形例を示しており、ここで注意すべきことは、本発明は具体的に示されたその実施変形例に限定されるものではなく、むしろ、個々の実施変形例を互いに多様に組み合わせることが可能であって、これらの変形可能性は、対象となる発明により技術的に取り扱うための教示に基づいて、この技術分野に従事する当業者の技量内にある。従って、示され、かつ説明される実施変形例の個々の詳細を組み合わせることによって可能になる、すべての考えられる実施変形例も、保護範囲に含まれる。

念のために付け加えるが、機械の構造をより良く理解するために、機械ないしその構成部品は、部分的に寸法通りでなく、かつ／または拡大および／または縮小して示されている。

図１は、本発明に基づく機械１の実施形態を著しく簡略化し、図式的に示す、長手軸を通る断面図である。もちろん、機械は、架台内に取り付けられているが、見やすくするためにそれは図示されていない。機械内で、プレート状の部材４、たとえば光起電部材が、移送手段６によってラミネートステーション２内へ移送され、そこで部材４が圧力と熱の元でラミネートされる。次に、部材４は、移送手段６によって矢印３１方向に冷却ステーション３へ移送され、そこで所定の時間圧力の下に留まる。ラミネートステーション２は、実質的に加熱プレート５とこれに対して垂直に移動可能な上部分８からなる。参照符号１２で示すのは、昇降駆動装置であって、それによって上部分８が加熱プレート５に対して下降可能かつ上昇可能である。上部分８は、その下側にメンブレン９を支持しており、そのメンブレンは上部分８が下降した状態において加熱プレート５と共に閉成されたチャンバを形成し、そのチャンバは排気されることができる。チャンバが排気される場合に、ラミネートすべき部材４がメンブレン９によって加熱プレート５に対して押圧され、場合によっては部材４の層の間にまだ存在する封入空気が除去されて、部材４の層の間に存在する接着剤が圧力および／または熱によって活性化される。上部分８内で、メンブレン９と中間壁１４の間にチャンバ１６が形成されており、そのチャンバは、メンブレン９を持ち上げるか、あるいは下方へ押圧するために、必要に応じて負圧または過圧を供給可能である。上部分８内に存在する中空室１３は、中間壁１４に配置された開口部１５を介してチャンバ１６と連通している。

冷却ステーション３は、実質的に冷却プレート２１とこの冷却プレートに対して昇降駆動装置２２によって移動可能な上部分２８とからなり、その上部分はラミネートステーション２の上部分８と同様にメンブレン２９を支持している。

移送手段６は、この例において、フラットでフレキシブルな材料の矩形の部分片７によって形成されており、その部分片が移送方向３１の前方の端縁においても、移送方向の後方の端縁においても、保持手段２３によって保持されている。移送手段６の２つの隣接する部分片７の保持手段２３は、ばね２４によって互いに結合されているので、移送手段６は方向変換ローラ１８を介して案内されるエンドレスのループを形成し、そのループの戻り側が、冷却プレート２１と加熱プレート５の下方を通って案内される。

機械１への進入側３０において、各部材４ないし部材４のグループ上に、一方で、メンブレン９を、たとえば部材４から流出する接着剤による、汚れから保護し、他方で、特にラミネートステーション２を開放する場合に、部材４の個々の層の間の相対移動をもたらすおそれがある力を回避するために、分離箔１０がテンションなしで載置される。分離箔１０の各部分片はその、移送方向３１において前を走行する、移送方向に対して直角に方位付けされた端縁を、保持手段３２によって保持され、その保持手段はここに記載する実施例においてプロフィール材として形成されており、そのプロフィール材が移送路の両側で引っ張り手段駆動装置、たとえば図示されていないチェーンコンベアによって、移送路に沿って移動される。移送手段３２については、後に図４を用いてさらに詳細に説明する。分離箔１０の部分片１１の残りの端縁は自由であるので、各部分片は機械１を通して移送される際に部材４上にルーズに載置される。これは、ラミネートステーション２から冷却ステーション３へのルート部分上で特に効果的である。というのは、そこでは部材４がまだ熱く、従って個々の層を結合する接着剤はまだ硬化しておらず、従ってべたべたしており、かつ流れやすい。冒頭で説明した従来技術の機械の場合がそうであるように、このルート部分上で分離箔が張り渡されると、それによって層間の望ましくない相対移動がもたらされるおそれがある。もちろんさらに、ここで説明する構造は、上述した従来技術に比較して、分離箔１０の各部分片において、一方の側で保持手段が省かれ、部分片を結合するばねは、完全に省かれる、という利点を有している。保持手段３２を移動させる引っ張り手段駆動装置は、循環して走行し、分離箔１０の部分片１１は方向変換ローラ１７を介して案内され、それらは冷却ステーション３およびラミネートステーション２の上部分２８ないし８の上方で、再び機械１の進入側３０へ、図１において左へ、移送されて戻る。機械の上方に、ガイドを設けることができ（図示せず）、そのガイドを介して分離箔１０の各部分片の自由端部１９が引っ張られる。部分片１１が、進入側３０に対して実質的に垂直の方向に戻るように案内される領域内で、簡単に落下することを防止するために、そこに移送方向３１へ向けられた細長いブラシ２０の形状のガイドが配置されている。分離箔１０の両方の面上に配置される堅固なガイドは、適していない。というのは、それらは互いに、それらの間に保持手段３２を通過させる間隔を持たなければならないからである。それぞれ分離箔１０の剛性に応じて、分離箔はガイド間のこの間隔内で前後にしわになり、それによって望ましくないように折曲されかねないからである。それに対して、分離箔１０の両側のブラシは、その表面まで達している。というのは、そのブラシは撓むので、保持手段３２を問題なく通過させることができるからである。

移送手段６と分離箔１０が冷却ステーション３を出た後に機械１の進入側３０へ戻るように案内されるルート部分上に、図示されていない清掃装置を配置することができ、その清掃装置によって移送手段６と分離箔１０から接着剤の残りのような汚れを除去することができる。図１にはっきりと示すように、移送手段６と分離箔１０は同じ長さである必要はない。たとえば、分離箔１０は問題なく、移送手段６より１つ以上多い部分片を有することができる。

図２は、図１の一部を拡大して、ラミネートステーション２の一部を開放された位置で、すなわち上部分８が持ち上げられた状態で、示している。ラミネートすべき部材４は、移送手段の部分片７を介在させて、加熱プレート５上に位置決めされており、かつ分離箔の部分片１１によって覆われている。図から明らかなように、部分片１１の保持手段３２、部分片７の保持手段２３および部分２３を互いに結合するばね２４は、上部分８が下降した場合にこの上部分によって挟まれないように、位置決めされている。さらに、部分片１１の保持手段３２と部分片７の保持手段２３は、移送方向に互いに変位しているので、それらは重なり合わない。メンブレン９が、上部分８の端縁４６を回って案内されており、メンブレン９と上部分８の間にシール３４を挿入することができる。メンブレン９の端縁は、張り駆動装置２５と協働するクランプ装置３３によって捕捉されている。張り駆動装置２５は、好ましくは油圧または空気圧で駆動されるピストン・シリンダ・ユニットとして形成されている。場所的な理由から、張り駆動装置２５が上部分８の上方に配置されて、その力を、引っ張り手段２６、たとえば方向変換ローラ２７を介して案内されるボーデンワイヤ、を介してクランプ装置３３へ伝達すると、効果的である。張り駆動装置２５は、メンブレン９内に予め定められたテンションを維持することを許す。張り駆動装置は、この目的のために、機械の制御装置と接続することができる。

図３において、ラミネートステーションは閉鎖されており、すなわち上部分８は昇降駆動装置１２によって、一周する下方の端縁４６がシール３４、メンブレン９、分離箔の部分片１１および移送手段６の部分片７を加熱プレート５ないし同じ高さにあるその端縁に対して密に圧接するまで、下降されている。それによって加熱プレート５とメンブレン９の間に閉成されたチャンバ３５が形成され、その中にラミネートすべき部材４がある。このチャンバ３５は、排気されるので、部材４はガス抜きされて、メンブレン９が部材４とその上にルーズに位置している分離箔１０の部分片１１上に密着する。

図４には、分離箔１０の部分片１１の保持手段３２の実施例が、先行する図に比較して拡大された寸法で示されている。分離箔１０の部分片１１は、唯一の端縁にループ３６を有しており、そのループは折曲げ、溶接、接着または縫合によって形成されている。このループ３６は、Ｃ字形状のプロフィール材３７の長手側の開口部内にアンカーバー３８によって保持されており、そのアンカーバーの直径は、上述した開口部の幅よりも大きい。好ましくは、アンカーバーはパイプ形状である。

図５は、メンブレン９のためのクランプ装置を、先行する図２および３に比較してさらに拡大した寸法で示している。メンブレン９は、２つのクランプ細片３９と４０の間に挟持されており、クランプ細片３９は図示されていない方法で引っ張り手段２６と結合されている。クランプ装置３３内のメンブレン９の保持を改良するために、さらに、クランプ細片４０に長手方向に延びる凹部が設けられており、その中へ挿入プロフィール４２が嵌め込まれる。クランプ細片３９は、挿入プロフィールの領域に、同様に凹部を有しているので、メンブレン９は挟持される場合に幾重にも折り曲げられ、それによって引裂きに対する摩擦抵抗がずっと高まる。ボルト４１が、クランプ細片３９、４０を締め付けるために用いられる。

図６は、従来技術に基づくラミネートプレスの一部を図式的に示している。メンブレン９は、張りフレーム４３を用いて上部分８に対して固定されることにより、固定されている。張りフレーム４３は、メンブレン９に形成された穴を通して案内されるボルト４５によって、上部分８のフランジに堅固に螺合されている。フレーム４３を加熱プレート５ないしその端縁に密着させるために、張りフレーム４３内に配置されたシール４４が必要である。

図１は、本発明に基づく機械の実施形態を図式的に示す縦断面図である。 図２は、図１の一部を、図１に比較して拡大した寸法で示している。 図３は、図２に相当する一部を、他の駆動状態で示している。 図４は、分離箔の保持手段の実施形態を示している。 図５は、メンブレンのための締付け手段の実施形態を示している。 図６は、従来技術に基づく機械の一部を示している。

符号の説明

１ 機械
２ ラミネートステーション
３ 冷却ステーション
４ プレート形状の部材
５ 加熱プレート
６ 移送手段
７ ６の部分片
８ ２の上部分
９ メンブレン
１０ 分離箔
１１ １０の部分片
１２ ８のための昇降駆動装置
１３ ８内の中空室
１４ ８の中間壁
１５ １４の開口部
１６ チャンバ
１７ １０のための方向変換ローラ
１８ ６のための方向変換ローラ
１９ １０の自由端部
２０ ブラシ
２１ 冷却プレート
２２ ２８のための昇降駆動装置
２３ ６のための保持手段
２４ ばね
２５ 張り駆動装置
２６ 引っ張り手段
２７ 方向変換ローラ
２８ ３の上部分
２９ メンブレン
３０ 進入側
３１ 移送方向
３２ クランプ装置
３３ １１のための保持手段
３４ シール
３５ チャンバ
３６ ループ
３７ Ｃ字状プロフィール材
３８ バー
３９ クランプ細片
４０ クランプ細片
４１ ボルト
４２ 挿入プロフィール
４３ 張りフレーム
４４ シール
４５ ボルト
４６ 端面

Claims (10)

1. 加熱プレート（５）、加熱プレート（５）の上方で案内する移送路に沿って部材（４）を移送するための移送手段（６）、加熱プレート（５）に対して垂直に移動可能な上部分（８）、上部分（８）に配置されているメンブレン（９）およびメンブレン（９）と加熱プレート（５）との間に配置された、移送手段と同期して移動可能な分離箔（１０）を有する、複合材料からなるプレート形状の部材（４）を形成する機械（１）において、
   分離箔（１０）が、部分片（１１）に分割されており、
   各部分片（１１）が、移送路に対して横方向に方位付けされた、唯一の端縁において保持手段（３２）によって保持されており、
   部分片（１１）が互いに結合されておらず、かつ
   保持手段（３２）が駆動手段によって移送路に沿って移動可能であることを特徴とする、複合材料からなるプレート状の部材を形成する機械。
2. 駆動手段が、一周する引っ張り手段、特にチェーンを有していることを特徴とする請求項１に記載の機械。
3. 部分片（１１）が、方向変換手段（１７）を介して循環して案内され、部分片（１１）が実質的に垂直下方へ案内される領域内に、部分片（１１）の２つの表面の少なくとも１つに対して向けられた毛を備えた、ブラシ（２０）として形成されたガイドが配置されていることを特徴とする請求項１と２のいずれか１項に記載の機械。
4. 保持手段（３２）が、Ｃ字形状のプロフィール材（３７）を有しており、前記プロフィール材の長手側の開口部内へ、部分片（１１）の閉成されたループ（３６）が突出しており、前記ループ内にアンカーバー（３８）が収容されており、前記アンカーバーの直径が開口部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の機械。
5. 加熱プレート（５）、加熱プレート（５）の上方で案内する移送路に沿って部材（４）を移送する移送手段（６）、加熱プレート（５）に対して垂直に移動可能な上部分（８）、上部分（８）に配置されたメンブレン（９）およびメンブレン（９）と加熱プレート（５）との間に配置された、移送手段と同期して移動可能な分離箔（１０）を有する、複合材料からなるプレート形状の部材（４）を形成する機械（１）において、
   メンブレン（９）が、上部分（８）の、加熱プレート（５）へ向いた一周する端面（４６）に添接し、
   メンブレンがその表面の、前記端面と対向する領域において、外部の過圧に抗して加熱プレート（５）の表面またはその端縁上へ密閉するように移動可能であって、かつ
   メンブレン（９）が、上部分（８）に配置された張り手段（２５、２６、２７）と結合されていることを特徴とする、複合材料からなるプレート形状の部材を形成する機械。
6. 張り手段（２５、２６、２７）が、クランプ装置（３３）によってメンブレンと結合されていることを特徴とする請求項５から６のいずれか１項に記載の機械。
7. 各クランプ装置（３３）が、ボルト（４１）によって互いに対して締め付け可能な２つのクランプ細片（３９、４０）からなり、前記クランプ細片が長手方向に配置された凹部を有し、かつそれらクランプ細片の間にメンブレンを挟持し、凹部の少なくとも１つの中に、メンブレンを方向変換させるプロフィールが挿入されていることを特徴とする請求項６に記載の機械。
8. 張り手段が、力を発生させる少なくとも１つの装置（２５）を有していることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の機械。
9. 前記力を発生させる装置が、ピストン・シリンダ・ユニット（２５）であることを特徴とする請求項８に記載の機械。
10. 力を発生させる装置（２５）が、引っ張り手段（２６）を介してメンブレン（９）と結合されていることを特徴とする請求項８から９のいずれか１項に記載の機械。

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