WO2007045343A1 - Vorrichtung und verfahren zum fixieren von nichteisenmetall-blöcken - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Fixieren von zum Zersägen vorgesehenen Nichteisenmetall-Blöcken ist zum sicheren Fixieren und einfachen Lösen eines Nichteisenmetall-Blocks mindestens eine Fixier-Einheit (3) vorgesehen, die mindestens drei entlang einer Positionier-Richtung (20) geführt verlagerbare und arretierbare Positionierstifte (27) und mindestens ein elastisches Dichtelement (15) aufweist, wobei diese derart zusammenwirken, dass in mindestens einer von dem mindestens einen Dichtelement (15) teilweise begrenzten Vakuumkammer (21) ein den Nichteisenmetall-Block fixierender Unterdruck erzeugbar ist. Der Nichteisenmetall-Block ist mittels mindestens einer den fixierenden Unterdruck erzeugenden Vakuumerzeugungs-Einheit sicher fixierbar und leicht lösbar.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Fixieren von Nichteisenmetall- Blöcken

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fixieren von zum Zersägen vorgesehenen Nichteisenmetall-Blöcken, insbesondere zum Fixieren von in Kokillen kristallisierten Silizium-Blöcken.

Bei der Herstellung von Silizium- Wafern für Solarzellen oder elektronische Bauteile werden in Kokillen kristallisierte Silizium-Blöcke in eine Vielzahl von Silizium-Säulen mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt zersägt. Die Silizium-Säulen werden anschließend in eine Vielzahl von dünnen Silizium- Wafern zerteilt. Beim Zersägen müssen die Silizium-Blöcke und die daraus entstehenden Silizium- Säulen derart fixiert werden, dass einerseits eine Lageänderung der Silizium-Blöcke und der entstehenden Silizium-Säulen vermieden wird und andererseits das Zersägen, beispielsweise mittels einer Drahtsäge, nicht beeinträchtigt wird.

In bekannten Vorrichtungen zum Fixieren von Silizium-Blöcken werden diese mittels Klebstoffen an ihrer Unterseite fixiert, so dass das Zersägen mittels einer Drahtsäge uneingeschränkt möglich ist. Nachteilig bei dem Einsatz von Klebstoffen ist, dass die nach dem Zersägen entstandenen Silizium-Säulen nur schwer von der Vorrichtung zu trennen sind und ein Reinigen der Silizium-Säulen von den Klebstoffen erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine einfache und robuste Vorrichtung sowie ein einfaches Verfahren zum Fixieren von zum Zersägen vorgesehenen Nichteisenmetall-Blöcken zu schaffen, die ein sicheres Fixieren sowie ein einfaches Zersägen und Lösen der Nichteisenmetall- Blöcke ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 10 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass zum Fixieren des Nichteisenmetall-Blocks mittels der mindestens einen Vakuumerzeugungs- Einheit in der mindestens einen Vakuumkammer ein fixierender Unter- druck erzeugt wird. Die mindestens eine Vakuumkammer ist teilweise von dem mindestens einen Dichtelement und dem Nichteisenmetall-Block begrenzt, so dass zur Erzeugung des Unterdrucks das mindestens eine elastische Dichtelement dichtend an dem Nichteisenmetall-Block anliegen muss. Zum dichtenden Anliegen wirkt das mindestens eine elastische Dichtele- ment mit den mindestens drei geführt verlagerbaren und arretierbaren Positionierstiften zusammen, so dass Unebenheiten des auf den mindestens drei Positionierstiften angeordneten Nichteisenmetall-Blocks ausgleichbar sind. Zum sicheren Fixieren werden die mindestens drei verlagerten Positionierstifte arretiert, wobei aufgrund des erzeugten Unterdrucks der Nichteisen- metall-Block gegen die mindestens drei Positionierstifte und das mindestens eine Dichtelement gepresst wird. Dadurch, dass Unebenheiten des Nichteisenmetall-Blocks ausgleichbar sind, ist ein sicheres Fixieren des Nichteisenmetall-Blocks möglich. Der Nichteisenmetall-Block ist durch einfaches Arretieren der mindestens drei Positionierstifte und Erzeugen eines Unterdrucks fixierbar und durch einen Druckausgleich in der mindestens einen Vakuumkammer leicht lösbar. Lange Wartezeiten zum Aushärten der Klebstoffe und zum Reinigen des Nichteisenmetall-Blocks von den Klebstoffen entfallen, so dass das Fixieren und Lösen des Nichteisenmetall-Blocks deutlich schneller erfolgt. Aufgrund des Vermeidens eines Ein- satzes von Klebstoffen sowie aufgrund des einfachen und somit robusten Aufbaus der Vorrichtung wird deren wartungsfreie Betriebszeit deutlich erhöht. Insbesondere ist die Vorrichtung von beim Zersägen entstehenden Slurry-Rückständen einfach reinigbar. Ein Zersägen des fixierten Nichteisenmetall-Blocks ist uneingeschränkt möglich. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung mehrerer Ausfuhrungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Fixieren von zum Zersägen vorgesehenen Nichteisenmetall-Blöcken gemäß ei- nem ersten Ausfuhrungsbeispiel,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Vorrichtung in Fig. 1 mit einer Fixier-Einheit,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit der Fixier-Einheit in Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung mit der Fixier- Einheit entlang der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Fixieren von zum Zersägen vorgesehenen Nichteisenmetall-Blöcken gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 einen Ausschnitt der Vorrichtung in Fig. 5 mit einer Fixier-Einheit,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit der Fixier-Einheit in Fig. 6, Fig. 8 eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung mit der Fixier- Einheit entlang der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Klemm-Einheit der Vorrichtungen in Fig. 4 und Fig. 8 gemäß einer ersten Ausfuhrungsform.

Fig. 10 einen Querschnitt durch eine Klemm-Einheit entsprechend Fig. 9 gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform,

Fig. 1 1 einen Querschnitt durch eine Klemm-Einheit entsprechend Fig. 9 gemäß einer dritten Ausfuhrungsform,

Fig. 12 einen Querschnitt durch eine Klemm-Einheit entsprechend Fig. 9 gemäß einer vierten Ausführungsform.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 und 9 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Eine Vorrichtung 1 zum Fixieren von zum Zersägen vorgesehenen Nichteisenmetall-Blöcken weist eine quadratische Grundplatte 2 mit daran befestigten Fixier-Einheiten 3 auf. Die Fixier-Einheiten 3 sind rasterförmig auf der Grundplatte 2 angeordnet, wobei in einer Längs-Richtung 4 und in einer senkrecht zu dieser verlaufenden Quer-Richtung 5 jeweils eine gleiche Anzahl von Fixier- Einheiten 3 nebeneinander und beabstandet voneinander angeordnet sind. Jede der Fixier-Einheiten 3 ist in Längs-Richtung 4 und in Quer-Richtung 5 bündig und gleichmäßig beabstandet zu den benachbarten Fixier-Einheiten 3, so dass zwischen den Fixier-Einheiten 3 Längs-Nuten 6 und senkrecht zu diesen verlaufende Quer-Nuten 7 ausgebildet sind. Die Längs-Nuten 6 und die Quer-Nuten 7 werden von den Fixier-Einheiten 3 und der Grundplatte 2 begrenzt, wobei die Fixier-Einheiten 3 die Nut-Seitenwände und die Grundplatte 2 den Nut-Boden bilden. Die Längs-Nuten 6 und die Quer- Nuten 7 verlaufen jeweils parallel zueinander und sind zur Aufnahme einer Drahtsäge in Richtung eines auf den Fixier-Einheiten 3 anordenbaren Nichteisenmetall-Blocks 8, insbesondere eines Silizium-Blocks, offen. Die Grundplatte 2 ist einteilig aus einem Metall ausgebildet. Alternativ können auch mehrere Grundplatten 2 vorgesehen sein, wobei an jeder Grundplatte 2 eine oder mehrere Fixier-Einheiten 3 befestigt ist.

Die Fixier-Einheiten 3 sind identisch ausgebildet, so dass nachfolgend eine Fixier-Einheit 3 genauer beschrieben wird. Die Fixier-Einheit 3 weist eine an der Grundplatte 2 befestigte und quaderförmig ausgebildete Fixierplatte 9 mit einem im Wesentlichen quadratischen Querschnitt auf. Die Fixierplatte 9 umfasst zwei sich gegenüberliegende und entlang der Längs- Richtung 4 verlaufende Längs-Wände 10 sowie zwei sich gegenüberlie- gende und entlang der Quer-Richtung 5 verlaufende Quer- Wände 11 , wobei die Längs-Wände 10 und die Quer- Wände 11 durch Übergangs- Wände 12 miteinander verbunden sind. Die Übergangs- Wände 12 schließen mit der Längs-Richtung 4 und der Quer-Richtung 5 im Wesentlichen einen Winkel von 45° ein, wobei die Übergangs- Wände 12 im Bereich der Ecken der Fixierplatte 9 ausgebildet sind, so dass die Fläche der Übergangs- Wände 12 wesentlich kleiner als die Fläche der Längs-Wände 10 und der Quer- Wände 1 1 ist. Die Längs-Wände 10 bilden teilweise die zugehörigen Längs-Nuten 6 und die Quer- Wände 1 1 teilweise die zugehörigen Quer- Nuten 7 aus. Weiterhin umfasst die Fixierplatte 9 eine der Grundplatte 2 zugewandte erste Stirnwand 13 und eine dieser gegenüberliegende und der Grundplatte 2 abgewandte zweite Stirnwand 14.

Zur Befestigung eines Dichtelementes 15 sind die Längs-Wände 10, die Quer- Wände 1 1 und die Übergangs- Wände 12 im Bereich der zweiten Stirnwand 14 zurückgesetzt und bilden eine entlang des Umfangs der Fixierplatte 9 verlaufende Halte-Nut 16 und einen daran angrenzenden Halte- Steg 17 aus. Das Dichtelement 15 ist im Wesentlichen schlauchförmig ausgebildet und weist einen der Fixierplatte 9 entsprechenden Querschnitt auf. Zur Befestigung an der Fixierplatte 9 weist das Dichtelement 15 einen Halte- Abschnitt 18 auf, der den Halte-Steg 17 umgreift und sich wulstförmig in die Halte-Nut 16 erstreckt sowie gegen die zweite Stirnwand 14 anliegt. Angrenzend an den Halte- Abschnitt 18 weist das Dichtelement 15 einen Dicht- Abschnitt 19 auf, der faltenbalgförmig ausgebildet und elastisch ist. Der faltenbalgförmige Dicht- Abschnitt 19 weist entlang einer senkrecht zu der Längs-Richtung 4 und der Quer-Richtung 5 verlaufenden Positionier- Richtung 20 einen zickzackförmigen Querschnitt auf und ist zum dichtenden Anliegen an den Nichteisenmetall-Block 8 entlang der Positionier- Richtung 20 verformbar. Das Dichtelement 15 ist mittels des Halte- Abschnitts 18 an der Fixierplatte 9 befestigt und mit Ausnahme der elastischen Verformbarkeit des Dicht- Abschnitts 19 relativ zu der Fixierplatte 9 und der Grundplatte 2 ortsfest angeordnet.

Die zweite Stirnwand 14, das Dichtelement 15 und der auf der Fixier- Einheit 3 angeordnete Nichteisenmetall-Block 8 begrenzen im Wesentlichen eine Vakuumkammer 21 , in der mittels einer nicht dargestellten Va- kuumerzeugungs-Einheit ein den Nichteisenmetall-Block 8 fixierender Unterdruck erzeugbar ist. Zum Erzeugen des Unterdrucks ist die Vakuumkammer 21 mittels eines Vakuumkanals 22 mit der Vakuumerzeugungs- Einheit verbunden. Ein erster Kanal-Abschnitt 23 des Vakuumkanals 22 erstreckt sich ausgehend von der zweiten Stirnwand 14 entlang der Positio- nier-Richtung 20 vollständig durch die Fixierplatte 9 bis ungefähr mittig in die Grundplatte 2 hinein. Ein an den ersten Kanal-Abschnitt 23 angrenzender und quer zu der Positionier-Richtung 20 verlaufender zweiter Kanal- Abschnitt 24 verbindet den ersten Kanal-Abschnitt 23 mit der Vakuumser- zeugungs-Einheit. Im Bereich der zweiten Stirnwand 14 ist zur Abdichtung des ersten Kanal-Abschnitts 23 gegen die Grundplatte 2 und die Fixierplatte 9 eine hohlzylinderförmige Kanal-Dichtung 25 angeordnet. Die Kanal- Dichtung 25 ist in einer Dichtungsausnehmung 26 aufgenommen, die zu gleichen Teilen in der Grundplatte 2 und der Fixierplatte 9 ausgebildet ist.

Die zweiten Kanal-Abschnitte 24 der Fixier-Einheiten 3 stehen miteinander in Verbindung, so dass in den Vakuumkammern 21 der Fixier-Einheiten 3 ein gleichmäßiger Unterdruck erzeugbar ist. Die zweiten Kanal- Abschnitte 24 weisen im Vergleich zu den ersten Kanal-Abschnitten 23 einen größeren Durchmesser auf. Mittels der Vakuumserzeugungs-Einheit ist in den Vakuumkammern 21 ein Unterdruck von weniger als 0,6 bar, insbesondere von weniger als 0,4 bar, und insbesondere von weniger 0,2 bar erzeugbar.

Innerhalb der Vakuumkammer 21 sind zum Positionieren des Nichteisenmetall-Blocks 8 auf der Fixier-Einheit 3 vier entlang der Positionier- Richtung 20 geführt verlagerbare und arretierbare Positionierstifte 27 angeordnet. Alternativ können auch nur drei oder mehr als vier Positionier- stifte 27 vorgesehen sein. Die Positionierstifte 27 sind im Quadrat zueinander angeordnet, wobei ihr Abstand voneinander innerhalb der Vakuumkammer 21 , also in den Grenzen des Dichtelements 15, maximal ist. Die Positionierstifte 27 sind als Vollzylinder ausgebildet und zu ihrer Führung jeweils in einer entlang der Positionier-Richtung 20 in der Fixierplatte 9 verlaufenden Führungsausnehmung 28 aufgenommen. Die Positionierstifte 27 weisen eine dem Nichteisenmetall-Block 8 zugewandte kreisförmige und gekrümmte Auflagewand 29 auf, die einen Krümmungsradius R_A von größer als 0,5 mm, insbesondere von größer als 1 mm, und insbesondere von größer als 5 mm hat. Prinzipiell ist auch der Einsatz von sich elastisch anpassenden oder sich anders als beschrieben mechanisch anpassenden Positionselementen möglich.

Die Führungsausnehmungen 28 gehen im Bereich der zweiten Stirnwand 14 in ringförmige Positionierstift-Dichtungsausnehmungen 30 über, in denen jeweils eine Positioniertstift-Dichtung 31 befestigt ist. Die Positionierstifte 27 weisen entlang der Positionier-Richtung 20 jeweils ausgehend von der Auflagewand 29 einen im Wesentlichen vollzylinderförmig ausgebildeten Führungs- Abschnitt 32, ein scheibenförmiges und über den Führungs- Abschnitt 32 radial vorspringendes Begrenzungselement 33 und ein vollzy- linderförmiges und gegenüber dem Führungs- Abschnitt 32 zurückspringendes Zentrierelement 34 auf. Die Begrenzungselemente 33 und die Zentrierelemente 34 der Positionierstifte 27 strecken sich jeweils in zugehörige vollzylinderförmige Grundplatten- Ausnehmungen 35. Die Grundplatten- Ausnehmungen 35 weisen im Vergleich zu den zugehörigen Führungsausnehmungen 28 einen größeren Durchmesser auf, so dass die Fixierplatte 9 einen Positionierstift- Anschlag 36 für das jeweilige Begrenzungselement 33 ausbildet und die Verlagerung der Positionierstifte 27 entlang der Positionier-Richtung 20 somit begrenzt wird.

Zur Verlagerung der Positionierstifte 27 wirken diese jeweils mit einem Federelement 37 zusammen, das in der zugehörigen Grundplatten- Ausnehmung 35 zwischen dem Begrenzungselement 33 und einem Grundplatten-Boden 38 angeordnet ist. Die Federelemente 37 sind als Schrauben- federn ausgebildet und durch die Zentrierelemente 34 relativ zu den Positionierstiften 27 festgelegt. Die Federelemente 37 sind derart vorgespannt, dass die Positionierstifte 27 in unbelastetem Zustand, das heißt ohne einen darauf angeordneten Nichteisenmetall-Block 8, mit ihren Begrenzungselementen 33 gegen die Positionierstift-Anschläge 36 anliegen. Zur Abdich- tung der Grundplatten- Ausnehmungen 35 sind ringförmige Grundplatten- Dichtungen 39 vorgesehen, die in im Bereich der ersten Stirnwand 13 ausgebildete Grundplatten-Dichtungsausnehmungen 40 aufgenommen sind.

Die Positionierstifte 27 sind relativ zu der Grundplatte 2, der Fixierplatte 9 und dem Dichtelement 15 jeweils um mindestens 1 cm, insbesondere um mindestens 2 cm, und insbesondere um mindestens 3 cm entlang der Posi- tionier-Richtung 20 verlagerbar. Das Verlagern der Positionierstifte 27 wird in der Positionier-Richtung 20 durch das Anschlagen der Begren- zungselemente 33 an der Fixierplatte 9 und entgegen die Positionier- Richtung 20 durch das Anschlagen der Zentrierelemente 34 an dem Grundplatten-Boden 38 begrenzt.

Zum Arretieren der Positionierstifte 27 weist die Fixier-Einheit 3 je Positi- onierstift 27 eine mit diesem zusammenwirkende Klemm-Einheit 41 auf. Die in Fig. 4 dargestellte und in dem ersten Ausführungsbeispiel eingesetzte Klemm-Einheit 41 ist im Detail in Fig. 9 dargestellt. Die Klemm-Einheit 41 gemäß Fig. 9 weist ein Klemm-Mittel 42 in Form einer elastischen Membrane auf, die schlauchförmig ausgebildet ist und innerhalb der Füh- rungsausnehmung 28 zwischen dem Positionierstift 27 und der Fixierplatte 9 angeordnet ist. Das Klemm-Mittel 42 ist im Bereich der ersten Stirnwand 13 und der zweiten Stirnwand 14 mit Befestigungs- Abschnitten 43 dichtend an der Fixierplatte 9 befestigt. Zwischen den Befestigungs- Abschnitten 43 weist das Klemm-Mittel 42 einen Klemm-Abschnitt 44 auf, wobei die Membran mit dem Klemm-Abschnitt 44 und der Fixierplatte 9 einen ringförmigen Klemmraum 45 begrenzt. In den Klemmraum 45 mündet ein Klemmkanal 46, der mit einer nicht dargestellten Druckerzeugungs- Einheit in Verbindung steht. Zur Ausbildung des Klemmraums 45 weist der Führungs-Abschnitt 32 des Positionierstiftes 27 mittig einen verminderten Durchmesser auf.

Der Klemmkanal 46 weist einen entlang der Positionier-Richtung 20 ver- laufenden und mittig zu der Fixier-Einheit 3 angeordneten ersten Klemmkanal-Abschnitt 47 auf, der ausgehend von der ersten Stirnwand 13 sich mittig bis in die Fixierplatte 9 und die Grundplatte 2 erstreckt. Ausgehend von einem fixierplattenseitigen Ende des ersten Klemmkanal- Abschnitts 47 verlaufen quer zu der Positionier-Richtung 20 jeweils ein zweiter Klemm- kanal- Abschnitt 48 zu den Klemmräumen 45 der Positionierstifte 27. Die zweiten Klemmkanal-Abschnitte 48 weisen unmittelbar benachbart zu den Klemmräumen 45 einen verminderten Querschnitt auf. Ausgehend von einem grundplattenseitigen Ende des ersten Klemmkanal- Abschnitts 47 verläuft ein sich quer zu der Positionier-Richtung 20 erstreckender dritter Klemmkanal-Abschnitt 49 zu der Druckerzeugungs-Einheit. Die dritten Klemmkanal- Abschnitte 49 der Fixier-Einheiten 3 stehen miteinander in Verbindung, so dass ein gleichmäßiger Druck in den Klemmkanälen 46 der Positionierstifte 27 der Fixier-Einheiten 3 erzeugbar ist. Die Klemmkanäle 46 der Positionierstifte 27 einer Fixier-Einheit 3 weisen einen gemeinsa- men ersten Klemmkanal- Abschnitt 47 und einen gemeinsamen dritten

Klemmkanal-Abschnitt 49 auf. Fertigungstechnisch bedingt erstreckt sich einer der zweiten Klemmkanal-Abschnitte 48 von zwei sich diagonal gegenüberliegenden Positionierstiften 27 bis zu der benachbarten Übergangs- Wand 12. Dies ist dadurch bedingt, dass die zweiten Klemmkanal- Abschnitte 48 von jeweils zwei diagonal gegenüberliegenden Positionierstiften 27 ausgehend von einer Übergangs-Wand 12 in die Fixierplatte 9 gebohrt werden. Im Bereich der ersten Stirnwand 13 ist zur Abdichtung des ersten Klemmkanal-Abschnitts 47 eine hohlzylinderförmige Klemmkanal-Dichtung 50 angeordnet, die in einer entsprechend geformten Klemmkanal- Dichtungsausnehmung 51 aufgenommen ist. Die Klemmkanal- Dichtungsausnehmung 51 erstreckt sich ausgehend von der ersten Stirnwand 13 zu gleichen Teilen in die Grundplatte 2 und die Fixierplatte 9.

Alternativ zu der ersten Ausführungsform einer Klemm-Einheit 41 gemäß Fig. 9 können auch Klemm-Einheiten gemäß den Fig. 10 bis 12 vorgesehen sein. Die Klemm-Einheiten gemäß den Fig. 10 bis 12 werden nachfolgend noch genauer beschrieben.

Die beschriebene Fixier-Einheit 3 umfasst die Fixierplatte 9, das Dichtelement 15, die Vakuumkammer 21 , den Vakuumkanal 22, die Positionierstif- te 27 mit den zugehörigen Führungsausnehmungen 28, die Federelemente 37 und die Klemm-Einheiten 41 mit den Klemmkanälen 46. Die Fixier- Einheit 3 ist mittels in der Fixierplatte 9 versenkten Innen-Mehrkant- Schrauben 52 mit der Grundplatte 2 verschraubt.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Vorrichtung 1 beschrieben. Vor dem Anordnen eines Nichteisenmetall-Blocks 8 ist die Vakuumserzeu- gungs-Einheit zur Erzeugung eines Unterdrucks in den Vakuumkammern 21 und die Druckerzeugungs-Einheit zum Betätigen der Klemm-Einheiten 41 nicht aktiv. Die Positionierstifte 27 sind in der in Fig. 4 gezeigten Posi- tion, wobei die Begrenzungselemente 33 gegen die Positionierstift- Anschläge 36 anliegen. Der Nichteisenmetall-Block 8 wird auf den Fixier- Einheiten 3 derart angeordnet, dass alle Fixier-Einheiten 3 von dem Nichteisenmetall-Block 8 überdeckt werden und der Nichteisenmetall-Block 8 seitlich über die Fixier-Einheiten 3 übersteht. Die Vorrichtung 1 ist für Nichteisenmetall-Blöcke 8, insbesondere für multikristalline Silizium- Blöcke, mit einem Gewicht von größer 100 kg und Unebenheiten von kleiner als 3 cm, insbesondere von kleiner als 2 cm, und insbesondere von kleiner als 1 cm ausgelegt. Der Nichteisenmetall-Block 8 kann ferner eine Rautiefe von bis zu 2 mm aufweisen. Durch das Gewicht des Nichteisenmetall-Blocks 8 werden die Positionierstifte 27 der Fixier-Einheiten 3 gegen die Federkraft der Federelemente 37 entgegen die Positionier-Richtung 20 verlagert, wobei Unebenheiten des Nichteisenmetall-Blocks 8 durch die Positionierstifte 27 ausgeglichen werden und alle Positionierstifte 27 mit ihrer Auflagewand 29 an dem Nichteisenmetall-Block 8 anliegen. Aufgrund der Unebenheiten weisen die Positionierstifte 27 folglich unterschiedliche Verlagerungswege auf. Die Vorspannkraft und der maximale Federweg der Federelemente 37 ist derart gewählt, dass die Positionierstifte 27 entgegen die Positionier-Richtung 20 nicht derart weit verlagerbar sind, dass das Dichtelement 15 beschädigt wird. Dadurch, dass die Positionierstifte 27 relativ zu den Dichtelementen 15 verlagert werden, liegen die Dichtelemente 15 mit ihren Dicht- Abschnitten 19 dichtend an dem Nichteisenmetall-Block 8 an, wobei aufgrund der elastischen Ausbildung der Dicht- Abschnitte 19 Unebenheiten und Rauigkeiten des Nichteisenmetall - Blocks 8 ausgeglichen werden.

Nachdem der Nichteisenmetall-Block 8 gleichmäßig auf den Positionierstiften 27 aufliegt, wird mittels der Druckerzeugungs-Einheit ein in den Klemmkanälen 46 befindliches Druck-Medium unter Druck gesetzt. Als Druck-Medium ist beispielsweise Luft, Öl oder Wasser einsetzbar. Aufgrund des Drucks in den Klemmkanälen 46 werden die Klemmräume 45 mit dem Druck-Medium gefüllt, so dass die als Membrane ausgebildeten Klemm-Mittel 42 gegen die jeweils zugehörigen Positionierstifte 27 ge- presst werden. Aufgrund der Reibung zwischen den Positionierstiften 27 und den Klemm-Mitteln 42 sind die Positionierstifte 27 in ihrer eingenommenen Position arretiert.

Nach dem Arretieren der Positionierstifte 27 wird mittels der Vakuumer- zeugungs-Einheit ein Unterdruck in den Vakuumkammern 21 erzeugt. Aufgrund des Unterdrucks wird der Nichteisenmetall-Block 8 gegen die Positionierstifte 27 gepresst und ist somit fixiert. Die Vorrichtung 1 mit dem darauf fixierten Nichteisenmetall-Block 8 kann nun zum Zersägen in eine entsprechende Bearbeitungsmaschine eingesetzt werden.

Beim Zersägen des Nichteisenmetall-Blocks 8, beispielsweise mittels einer Drahtsäge, wird der Nichteisenmetall-Block 8 mittels in Längs-Richtung 4 und in Quer-Richtung 5 verlaufender Drähte in Säulen zersägt. Die in Längs-Richtung 4 und in Quer-Richtung 5 verlaufenden Drähte sind unge- fähr 0,5 cm bis 3,0 cm höhenversetzt angeordnet, so dass beim Zersägen alle Drähte gleichzeitig in Eingriff sind und der Nichteisenmetall-Block 8 in einem Arbeitsgang in Säulen zersägt wird. Die Drähte tauchen beim Zersägen in die Längs-Nuten 6 und in die Quer-Nuten 7 ein, so dass der Nichteisenmetall-Block 8 vollständig durchtrennt und die Fixier-Einheiten 3 nicht beschädigt werden. Die durch das Zersägen entstandenen Säulen sind jeweils mittels einer Fixier-Einheit 3 sicher fixiert, wobei die maximale Lageänderung der Säulen beim Zersägen kleiner als 0,1 mm, insbesondere kleiner als 0,05 mm, und insbesondere kleiner als 0,01 mm ist. Die über die Fixier-Einheiten 3 hinausstehenden und abgetrennten Teil-Stücke fallen entweder herunter oder sind mittels weiterer Fixier-Einheiten 3, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind, fixiert. Nach dem Durchtrennen des Nichteisenmetall-Blocks 8 werden die Drähte in Positionier-Richtung 20 durch die entstandenen und fixierten Säulen aus dem Nichteisenmetall-Block 8 herausgeführt. Nach dem Zersägen des Nichteisenmetall-Blocks 8 sind die Säulen leicht durch Druckausgleich in den Vakuumkammern 21 von den Fixier- Einheiten 3 lösbar. Klebestoffe zum Fixieren des Nichteisenmetall-Blocks 8 oder der daraus entstandenen Säulen sind nicht erforderlich. Dadurch, dass die Positionierstifte 27 innerhalb der Vakuumkammern 21 angeordnet sind, kommen diese nicht mit stark abrasiven Slurry-Rückständen in Kontakt, die beim Zersägen des Nichteisenmetall-Blocks 8 entstehen. Die Vorrichtung 1 ist somit sehr wartungsarm und robust, so dass die wartungsfreie Betriebszeit deutlich erhöht wird. Nach dem Entfernen der Säulen wird die Arretierung der Positionierstifte 27 durch Wegnahme des Drucks in den Klemmkanälen 46 gelöst, so dass die Positionierstifte 27 wieder die in Fig. 4 gezeigte Position einnehmen.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Vorrichtung 1 in einer Draht- säge. Die zum Zersägen des Nichteisenmetall-Blocks 8 eingesetzten Drähte üben relativ geringe Schnittkräfte auf den Nichteisenmetall-Block 8 und die daraus entstehenden Säulen aus, was die Fixierung der Säulen erleichtert und sich vorteilhaft bei der Auslegung der Fixier-Einheiten 3 bemerkbar macht. Ein besonderer wirtschaftlicher Vorteil der Verwendung in ei- ner Drahtsäge ist dadurch gegeben, dass die Drähte nach dem Zersägen aus den Längs-Nuten 6 und den Quer-Nuten 7 wieder unzerstört in Positionier- Richtung 20 aus dem in Säulen zersägten Nichteisenmetall-Block 8 herausführbar sind. Das unzerstörte Herausführen der Drähte wird insbesondere durch das Zusammenwirken der Längs-Nuten 6 und der Quer-Nuten 7 in der Grundplatte 2 und der Fixier-Einheiten 3, die die entstandenen Säulen exakt fixieren, ermöglicht.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beispiel hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten die gleichen Bezugszeichen mit einem nachgestellten a. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem ersten Ausfuhrungsbeispiel besteht darin, dass die Positionierstifte 27 außerhalb der Vakuumkammer 21a angeordnet sind. Das Dichtelement 15a weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf und ist gleichmäßig beabstandet von den Positionierstifϊten 27 teilweise in einer Fixierplatten-Ausnehmung 53 angeordnet. Der Vakuumkanal 22a durchbricht das Dichtelement 15a im Bereich des Halte- Abschnitts 18a, wobei sich der Halte- Abschnitt 18a in eine Fixierplatten-Durchbrechung 54 erstreckt und den ringförmigen Halte-Steg 17a umgreift. Die Positionierstift-Dichtungen 31 a sind im Vergleich zu dem ersten Ausfuhrungsbeispiel robuster ausgebildet, da die Positionierstifte 27 außerhalb der Vakuumkammer 21 a ange- ordnet sind und deswegen den Slurry-Rückständen ausgesetzt sind. Die Klemm-Einheit 41 entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel. Alternativ sind auch die Klemm-Einheiten gemäß den Fig. 10 bis 12 einsetzbar. Der Aufbau des Klemmkanals 46 entspricht dem ersten Ausfuhrungsbeispiel wobei aufgrund der Fixierplatten-Ausnehmung 53 die Klemmkanal- Abschnitte 47, 48, 49 geeignet in der Fixierplatte 9a und der Grundplatte 2a angeordnet sind. Das Dichtelement 15a ist als Standardbauteil erhältlich, so dass die Vorrichtung Ia kostengünstiger herstellbar ist. Hinsichtlich der Funktionsweise der Vorrichtung Ia wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen.

Nachfolgend werden alternative Klemm-Einheiten 41 gemäß den Fig. 10 bis 12 genauer beschrieben. Die Klemm-Einheiten 41 gemäß den Fig. 10 bis 12 sind in der Vorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und in der Vorrichtung 1 a gemäß dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel einsetzbar.

Eine zweite Ausfuhrungsform der Klemm-Einheit 41 gemäß Fig. 10 weist als Klemm-Mittel 42 einen quer zu der Positionier-Richtung 20 verlagerbaren Stift auf, der benachbart zu dem Positionierstift 27 in dem zweiten Klemmkanal- Abschnitt 48 angeordnet ist. Zur Begrenzung der Bewegung des als Stift ausgebildeten Klemm-Mittels 42 verjüngt sich der zweite Klemmkanal- Abschnitt 48 in Richtung des ersten Klemmkanal- Abschnitts 47. Der Stift ist in Richtung des Positionierstiftes 27 spitz oder abgerundet ausgebildet. Zur Arretierung des Positionierstiftes 27 wird das Druck- Medium in dem Klemmkanal 46 unter Druck gesetzt, so dass das als Stift ausgebildete Klemm-Mittel 42 gegen den Positionierstift 27 gepresst wird. Zum Lösen des Positionierstiftes 27 wird der Druck im Klemmkanal 46 wieder abgesenkt. Der Positionierstift 27 kann einen Führungs- Abschnitt 32 mit einem gleichmäßigen Durchmesser oder mit einem mittig verringerten Durchmesser aufweisen.

Eine dritte Ausführungsform der Klemm-Einheit gemäß Fig. 11 weist ei- nen ringförmigen Klemmraum 45 auf, der sich ausgehend von der ersten Stirnwand 13 entlang der Positionier-Richtung 20 bis ungefähr 9/10 in die Fixierplatte 9 erstreckt. Der Klemmraum 45 läuft im Bereich der oberen Stirnwand 14 konusförmig zu. In dem Klemmraum 45 ist ein als Klemm- Buchse ausgebildetes Klemm-Mittel 42 angeordnet, wobei die Klemm- Buchse an einem der oberen Stirnwand 14 zugewandten Ende entsprechend dem Klemmraum 45 konusförmig zuläuft. Das als Klemm-Buchse ausgebildete Klemm-Mittel 42 weist mittig einen einteilig angeformten, ringförmigen Begrenzungs- Anschlag 55 auf, der in einer Ringnut 56 des zweiten Klemmkanal- Abschnitts 48 entlang der Positionier-Richtung 20 verschieb- bar angeordnet ist. Der Klemmkanal 46 ist im Bereich des zweiten Klemmkanal-Abschnitts 48 zweigeteilt, so dass ein unterer, zweiter Klemmkanal- Abschnitt 48 an einer der ersten Stirnwand 13 zugewandten Seite in die Ringnut 56 mündet und ein oberer, zweiter Klemmkanal- Abschnitt 48 an einer der zweiten Stirnwand 14 zugewandten Seite in die Ringnut 56 mündet. Der Klemmkanal 46 ist mit einem Druck-Medium gefüllt, wobei der untere, zweite Klemmkanal-Abschnitt 48 und der obere, zweite Klemmkanal-Abschnitt 48 mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar sind, so dass das als Klemm-Buchse ausgebildete Klemm- Mittel 42 entlang der Positionier- Richtung 20 verschiebbar ist. Vor dem Arretieren des Positionierstiftes 27 ist der obere, zweite Klemmkanal- Abschnitt 48 mit einem höheren Druck beaufschlagt als der untere, zweite Klemmkanal-Abschnitt 48, so dass das als Klemm-Buchse ausgebildete Klemm-Mittel 42 maximal entgegen die Positionier-Richtung 20 verlagert ist und den Positionierstift 27 nicht arretiert. Zum Arretieren des Positionierstiftes 27 wird der untere, zweite Klemmkanal- Abschnitt 48 mit einem höheren Druck beaufschlagt als der obere, zweite Klemmkanal-Abschnitt 48, so dass die Klemm-Buchse derart in die Positionier-Richtung 20 verlagert wird, dass diese sich mit der Fixierplatte 9 und den Positionierstift 27 verklemmt und den Positionierstifit 27 arretiert.

Eine vierte Ausführungsform der Klemm-Einheit 41 gemäß Fig. 12 weist ein als Klemm-Rolle ausgebildetes Klemm-Mittel 42 auf, das in dem Klemmraum 45 angeordnet und exzentrisch und drehbar gelagert ist. Das Klemm-Mittel 42 ist um eine quer zu der Positionier-Richtung 20 verlaufende Drehachse 57 drehbar, wobei bei einer Verlagerung des Positionierstiftes 27 entgegen die Positionier-Richtung 20 das an den Positionierstift 27 anliegende Klemm-Mittel 42 in einer Dreh-Richtung 58 rotiert wird und den Positionierstift 27 mit zunehmender Verlagerung verklemmt und arre- tiert. Bei einer Entlastung des Positionierstiftes 27 fährt dieser aufgrund der Vorspannkraft des Federelements 37 wieder selbsttätig aus, bis das Begrenzungselement 33 an dem Positionierstift- Anschlag 36 anschlägt. Ein Klemmkanal ist bei dieser Ausführungsform der Klemm-Einheit 41 nicht vorgesehen.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Fixieren von zum Zersägen vorgesehenen Nichteisenmetall-Blöcken, mit a. mindestens einer Grundplatte (2; 2a), b. mindestens einer an der mindestens einen Grundplatte (2; 2a) befestigten Fixier-Einheit (3; 3a), die aufweist i. mindestens drei entlang einer quer zu der Grundplatte (2; 2a) verlaufenden Positionier-Richtung (20) geführt verlagerbare und arretierbare Positionierstifte (27) zum Positionieren eines

Nichteisenmetall-Blocks (8), ii. mindestens ein relativ zu der Grundplatte (2; 2a) ortsfest angeordnetes und elastisches Dichtelement (15; 15a) zum dichtenden Anliegen an dem Nichteisenmetall-Block (8), und iii. mindestens eine von dem mindestens einen Dichtelement (15;

15a) teilweise begrenzte Vakuumkammer (21 ; 21 a), und c. mindestens einer Vakuumerzeugungs-Einheit zur Erzeugung eines den Nichteisenmetall-Block (8) fixierenden Unterdrucks in der mindestens einen Vakuumkammer (21 ; 21 a).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Fixier-Einheit (3; 3a) zur Befestigung an der Grundplatte (2; 2a) mindestens eine Fixierplatte (9; 9a) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierplatte (9; 9a) zur Führung der mindestens drei Positionierstifte (27) jeweils eine Führungsausnehmung (28) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dichtelement (15; 15a) an der Fixierplatte (9; 9a) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dichtelement (15; 15a) entlang der Posi- tionier-Richtung (20) faltenbalgfbrmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- net, dass die mindestens eine Fixier-Einheit (3; 3a) zum Positionieren des Nichteisenmetall-Blocks (8) je Positionierstift (27) mindestens ein mit diesem zusammenwirkendes Federelement (37) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass die mindestens eine Fixier-Einheit (3; 3a) zum Arretieren der mindestens drei Positionierstifte (27) jeweils eine Klemm-Einheit (41) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich- net, dass die mindestens drei Positionierstifte (27) zur Begrenzung der

Verlagerung entlang der Positionier-Richtung (20) jeweils ein Begren- zungselement (33) aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich- net, dass die mindestens drei Positionierstifte (27) relativ zu dem mindestens einen Dichtelement (15; 15a) jeweils um mindestens 1 cm, insbesondere um mindestens 2 cm, und insbesondere um mindestens 3 cm verlagerbar sind.

10. Verfahren zum Fixieren von zum Zersägen vorgesehenen Nichteisenmetall-Blöcken, umfassend die Schritte: a. Bereitstellen einer Vorrichtung (1 ; 1 a) gemäß einem der Ansprüche

1 bis 9 und eines Nichteisenmetall-Blocks (8), b. Anordnen des Nichteisenmetall-Blocks (8) auf der mindestens einen

Fixier-Einheit (3; 3a), wobei die mindestens drei Positionierstifte (27) derart in der Positionier-Richtung (20) relativ zu dem mindestens einen elastischen Dichtelement (15; 15a) verlagert werden, dass das mindestens eine Dichtelement (15; 15a) dichtend an dem Nicht- eisenmetall-Block (8) anliegt, c. Arretieren der mindestens drei verlagerten Positionierstifte (27), und d. Fixieren des Nichteisenmetall-Blocks (8) durch Erzeugen eines Unterdrucks in der mindestens einen Vakuumkammer (21 ; 21 a) mittels der Vakuumerzeugungs-Einheit.