прижимной элемент и транспортирующая система для плоских транспортируемых грузов

Формула изобретения

1. Прижимной элемент для придавливания по существу плоских транспортируемых грузов, причем

по существу цилиндрический прижимной элемент имеет выполнение, по меньшей мере, из двух частей, и

состоит из оси и, по меньшей мере, из одной гильзы, при этом

внутренний диаметр гильзы больше, чем внешний диаметр оси, отличающийся тем, что

ось (8) и гильза (13) соединены и

к оси (8) прикреплен выступающий из нее поводок в форме штифта, который входит в паз (16), по меньшей мере, на одной стороне гильзы.

2. Прижимной элемент по п.1, отличающийся тем, что имеет, по меньшей мере, два расположенных на расстоянии друг от друга контактных элемента (15), зафиксированных на внешней стороне, причем зажимающий диаметр контактных элементов (15) больше, чем наибольший диаметр прижимного элемента (23).

3. Прижимной элемент по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что прижимные элементы (23) соединены между собой в любом количестве.

4. Прижимной элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что прижимные элементы (23) являются приводными.

5. Прижимной элемент по п.3, отличающийся тем, что прижимные элементы (23) являются приводными.

6. Прижимной элемент по п.1, отличающийся тем, что паз (16) в гильзе выполнен в форме продольного отверстия, продольно протяженного в окружном направлении (17).

7. Транспортирующая система для транспортировки по существу плоских грузов с прижимным элементом для придавливания по существу плоского транспортируемого груза, отличающаяся тем, что по существу цилиндрический прижимной элемент (23) имеет выполнение, по меньшей мере, из двух частей и состоит из оси (8) и, по меньшей мере, одной гильзы (13), причем внутренний диаметр гильзы (13) больше, чем внешний диаметр оси (8), ось (8) и гильза (13) соединены и к оси (8) прикреплен выступающий из нее поводок в форме штифта, который входит в паз (16), по меньшей мере, на одной стороне гильзы.

8. Транспортирующая система для транспортировки плоских транспортируемых грузов с транспортирующими роликами, по меньшей мере, с одним элементом удержания траектории и прижимными элементами, отличающаяся тем, что элемент удержания траектории имеет, по меньшей мере, один держатель траектории, диаметр которого больше, чем диаметр элемента удержания траектории в области снаружи держателя траектории, а по существу цилиндрический прижимной элемент выполнен, по меньшей мере, из двух частей и состоит из оси (8) и, по меньшей мере, одной гильзы (13), причем внутренний диаметр гильзы (13) больше, чем внешний диаметр оси (8), ось (8) и гильза (13) соединены, а к оси (8) прикреплен выступающий из нее поводок в форме штифта, который входит в паз (16), по меньшей мере, на одной стороне гильзы.

9. Применение транспортирующей системы по п.7 или 8 в качестве поточной линии при изготовлении полупроводников или элементов солнечных батарей, в частности, при жидкой химической обработке заготовок, например травлении и очистки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прижимному элементу для придавливания по существу плоских транспортируемых грузов к транспортирующим роликам, а также к транспортирующей системе для транспортировки по существу плоских грузов.

Уровень техники

В производственной цепи часто необходимо подавать транспортируемый груз на множество производственных участков. При этом груз преодолевает некоторые участки с определенными скоростями и проходит их под воздействием различных температур, давлений и разных сред. К тому же, плоские транспортируемые грузы до сих пор устанавливались в устройства для зажима заготовки или перемещались цепным или толкающим приводами. Подобные устройства представлены, например, в EP 001032023. Кроме того, из DE 3035877 A известен валок для роликового транспортера.

В DE 1256963 B и DE 3140546 A представлены прижимные элементы, выполненные из двух деталей, оси и гильзы, причем внутренний диаметр гильзы больше, чем внешний диаметр оси, а между осью и гильзой существует упругое соединение.

Кроме того, из US 5,711,806 известна транспортирующая система для транспортировки плоских грузов через химические ванны, которая снабжена транспортирующими роликами и прижимными элементами и на которой установлены подпружиненные прижимы.

Недостатки уровня техники

Транспортирование устройством для зажима заготовки обеспечивает достаточно устойчивое расположение отдельно транспортируемого груза, а также, в зависимости от исполнения, возможность хорошего контакта транспортируемого груза с окружающей средой, в условиях которой происходит жидкостной химический процесс.

Однако монтаж устройства для зажима заготовок является дорогостоящим и в серийном производстве приводит к повышенной потере времени и нежелательному фактору издержек.

Оборудование системы транспортирования цепным, толкающим или роликовым приводами проще. Здесь транспортируемый груз, как правило, просто укладывается и соответствующе фиксируется в зависимости от способа применения.

При транспортировании по принципу конвейера к отдельному участку обработки необходимо следить за тем, чтобы заготовка была доступна для обработки, химических реакций, промывания и т.д. К тому же заготовку необходимо поворачивать в зависимости от обстоятельств, что делает процесс медленным.

Прежде всего, это является проблематичным для транспортируемых грузов, чувствительных к разрушению, таких как тонкие полупроводниковые пластины или заготовки для изготовления элементов солнечных батарей. Так как некоторые транспортируемые грузы лежат свободно или с возможностью перемещения, то от вибрации транспортирующей системы они могут легко оказаться вне заданной колеи или потерять свою ориентацию.

Если транспортируемые грузы больше не находятся в заданном положении на транспортирующей системе, то их перемещение или приемка для следующих этапов обработки осложняются, и поэтому не могут быть осуществлены механически. Если транспортируемые грузы сталкиваются или оказываются не в определенной позиции, то это может ухудшить качество дальнейших процессов обработки, так как транспортируемый груз не полностью или вовсе не находится в правильном положении. Кроме того, при столкновении с неподвижным элементом конструкции возникает опасность повреждения.

Другая проблема возникает, если транспортируемый груз необходимо направить в жидкую среду. Если собственного веса транспортируемых грузов недостаточно для крепкого прилегания и грузы оказываются незафиксированными, они могут оторваться от транспортирующей системы под действием подъемной силы. Эта проблема усугубляется, если осуществляется жидкостная химическая реакция. При этом может происходить выделение пузырьков и связанное с этим увеличение подъемной силы.

Вытеснению транспортируемых грузов в жидкости может противодействовать прижимной элемент. Он прижимает транспортируемый груз к расположенной снизу транспортирующей системе. Однако в этом случае транспортируемый груз сдавливается нажимным элементом, что, в частности, при введении в жидкостную химическую ванну и переменных толщинах транспортируемого груза означает опасность разрушения.

Кроме того, все транспортирующие системы проявляют недостатки при применении химических или зависящих от температуры технологий. Транспортные средства, будь то цепь, ролик, валок или устройство для зажатия заготовки, должны только незначительно расширяться при повышении температуры, при этом для заготовок должны обеспечиваться плавность хода и прямолинейность транспортирования, в то же время транспортное средство необходимо изготавливать из материала, который сам не вступает в реакцию при жидкой химической обработке или не реагирует.

Возможное решение данной проблемы представлено в DE 3035117 A, где описываются валки, выполненные из двух компонентов. Ось из термостойкого материала, подобно углеродному волокну или стекловолокну, окружена эластичной, химически стойкой оболочкой. Однако эта оболочка при колебаниях температуры подвержена, по меньшей мере, малому расширению, что в свою очередь оказывает отрицательное влияние на стабильность положения и ориентации транспортируемого груза.

Задача изобретения

Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить прижимной элемент и транспортирующую систему, которые позволяют поточную обработку по существу плоских заготовок по возможности с более точным удержанием траектории перемещения при деликатном манипулировании и которые при различных условиях, таких как температура, давление и окружающая среда, оказывают на заготовки минимальную механическую нагрузку.

Решение задачи

Задача изобретения решена благодаря тому, что по существу цилиндрический прижимной элемент имеет образованную из двух частей конструкцию и состоит из оси и, по меньшей мере, одной гильзы, причем внутренний диаметр гильзы больше, чем внешний диаметр оси, ось и гильза прижимного элемента соединены, а к оси прикреплен выступающий поводок в форме штифта, который входит в гнездо, по меньшей мере, на одной стороне гильзы.

Более предпочтительное решение заключается в конструкции транспортирующей системы для транспортировки по существу плоских грузов транспортирующими роликами и соответствующими изобретению прижимными элементами.

Преимущества изобретения

При транспортировании плоских грузов через жидкие вещества или участки производства, на которых транспортируемый груз обдается или опрыскивается газом или соответственно жидкостью, предпочтительно предохранять транспортируемый груз от всплытия с помощью прижимного элемента. Прижимной элемент в соответствии с изобретением выполнен из двух частей. Он состоит из оси и гильзы, внутренний диаметр которой больше, чем внешний диаметр оси. Вследствие этого между гильзой и осью образуется зазор, гильза висит на установленной на подшипниках оси, причем геометрическая ось гильзы и геометрическая ось оси не лежат на одной линии.

Поэтому прижимной элемент можно расположить над транспортным участком таким образом, что гильза прижимного элемента надавливает на транспортируемый груз только своим весом. При колебаниях толщины транспортируемого груза в пределах зазора между гильзой и осью гильза может смещаться. За счет зазора между гильзой и осью на транспортируемый груз оказывается постоянное давление. Положение зазора не должно быть таким, чтобы транспортируемый груз придавливался к прижимному элементу снизу, вследствие чего возникла бы нежелательная нагрузка, которая может привести к разрушению.

Если необходимо осуществить фиксированное перемещение транспортируемого груза, то зазор между гильзой и осью можно уменьшить путем сближения внешнего диаметра оси и внутреннего диаметра гильзы или введением элемента связи между осью и гильзой.

Зазор между осью и гильзой, прежде всего, имеет преимущества, если под прижимным элементом необходимо переместить транспортируемые грузы с различной толщиной. При этом прижимные элементы не нужно специально монтировать заново, а можно использовать для любой толщины транспортируемого груза, которая допускается зазором между гильзой и осью. Также имеет преимущество варьирование возможных толщин заготовок, если колебания толщины происходит внутри серии, а следовательно, когда транспортируемые грузы с различными толщинами перемещаются под прижимным элементом один за другим или рядом друг с другом.

Кроме того, части прижимного элемента могут изготавливаться независимо и параллельно, что приводит к технологичности производства.

Изобретение предусматривает, что ось и гильза соединены. Вследствие этого, гильза приводится от привода оси. Предпочтительно соединение не является жестким, вследствие чего зазор между гильзой и осью остается неизменным, а зазор уменьшается лишь за счет соединения.

Согласно изобретению для соединения к оси прикрепляется выступающий от оси поводок в форме штифта, который входит в паз, по меньшей мере, на одной стороне гильзы. Штифт препятствует перемещению гильзы относительно оси вниз и ее свободному вращению вокруг оси. При приведении в действие оси гильза перемещается вместе с ней, и таким образом привод передается на транспортируемый груз.

Штифт может иметь возможность перемещения аналогично пружине. Он может быть изготовлен из упругого материала. Однако в предпочтительном варианте осуществления под штифтом понимается жесткий на изгиб элемент, который выступает в радиальном направлении от оси и жестко соединен с ней.

Штифт может входить в паз гильзы с геометрическим замыканием и тем самым сильно ограничивать величину зазора между осью и гильзой. Однако в предпочтительном варианте осуществления диаметр паза, по меньшей мере, в одном направлении больше, чем диаметр штифта.

В предпочтительном варианте осуществления прижимные элементы имеют зафиксированные на внешней стороне гильзы контактные элементы, зажимающий диаметр которых больше, чем наибольший диаметр прижимного элемента. Как следствие это приводит к наименьшей возможной контактной поверхности между прижимным элементом и заготовкой. Благодаря этому сохраняется точечное базирование заготовки на транспортирующих роликах и одновременно с этим предоставляется пространство для контакта с окружающей средой. В качестве контактного элемента предпочтительно использовать кольцо круглого сечения из фторкаучука.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения прижимные элементы соединены между собой, образуя линию произвольной протяженности. Секция прижимного элемента может состоять, например, из сколь угодно большого количества соединенных между собой прижимных элементов. Производитель или поставщик прижимных элементов может легко реагировать на требования клиента, не прибегая к организации усложненного складского хранения. Прижимной элемент, поскольку он может применяться для секций любой длины, является изделием массового производства, что снижает стоимость их изготовления.

Прижимные элементы могут, например, вставляться друг в друга, прикручиваться друг к другу, соединяться друг с другом посредством зажима или привариваться, что дает преимущества при изготовлении и хранении.

В другом предпочтительном осуществлении прижимные элементы являются приводными, что положительно влияет на синхронность перемещения транспортируемого груза.

В предпочтительном варианте осуществления паз гильзы выполнен в виде продольного отверстия, продольно протяженного в окружном направлении. Вследствие этого гильза обладает большей вращательной степенью свободы, сравнимой с возможностью перемещения в направлении оси. Перемещение в направлении оси содержит в себе опасность изменения траектории перемещения транспортируемого груза. Представленный паз, с одной стороны, обеспечивает описанный выше зазор между осью и гильзой, а с другой стороны, препятствует перемещению гильзы в направлении оси. Предпочтительно продольное отверстие должно иметь, по меньшей мере, такую большую протяженность, что гильза при повороте прижимного элемента в каждом положении прилегает к оси.

Деликатное обращение с транспортируемым грузом обеспечивается в случае оборудования транспортирующей системы соответствующими изобретению прижимными элементами.

Особенно предпочтительное осуществление транспортирующей системы заключается в том, что транспортируемый груз перемещается между транспортирующими роликами и соответствующими изобретению прижимными элементами. Данная комбинация, в частности, имеет преимущество, когда транспортируемый груз перемещается через различные среды, если он омывается, опрыскивается, обдувается или проходит другие этапы обработки и если груз необходимо погрузить в ванну для жидкостной химической обработки. Для этого необходимо опустить заготовку по наклонной направляющей роликового транспортера в ванну. Прижимные элементы препятствуют всплытию заготовки. Транспортирующие ролики с опорными элементами предохраняют заготовку от соскальзывания по наклонной.

При этом каждый транспортирующий ролик может быть согласован с прижимным элементом или прижимные элементы могут быть расположены в местах, где они необходимы для перемещения или удержания.

Так как благодаря транспортирующей системе транспортирование осуществляется с высокой производительностью и одновременно является очень деликатным для транспортируемого груза, оно особенно пригодно для транспортировки очень чувствительного груза.

Поэтому согласно изобретению предлагается использование транспортирующей системы в качестве поточной линии при изготовлении элементов солнечных батарей. Такие элементы, как правило, имеют толщину от 100 до 500 мкм и состоят преимущественно из моно- или поликристаллического кремния. Кремний является хрупким материалом. Вследствие этого элементы очень чувствительны к разрушению и предъявляют к транспортирующей системе высокие требования. Соответствующая изобретению транспортирующая система позволяет очень деликатное, высокопроизводительное манипулирование пластинами при высокой пропускной способности.

Наряду с простым транспортированием элементов транспортирующая система обеспечивает как погружение элементов в жидкостную химическую отделочную ванну, так и подачу на обе стороны элемента жидких или газообразных сред. Для использования подходят процессы очистки и травления. Затем пластины промываются и высушиваются.

Дальнейшие преимущества и варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения и следуют из описания и прилагаемых чертежей.

Все поясняемые признаки могут использоваться не только в существующей комбинации, но и также в других комбинациях или самостоятельно, не ограничивая объема изобретения.

На чертежах показано:

фиг.1 - сечение через ось прижимного элемента;

фиг.2 - гильза прижимного элемента, вид сбоку;

фиг.3 - прижимной элемент по фиг.1 и 2, вид сбоку;

фиг.4 - продольное сечение прижимного элемента согласно фиг.3;

фиг.5 - поперечное сечение прижимного элемента согласно фиг.3 вдоль линии V-V на фиг.4;

фиг.6 - транспортирующая система с транспортирующими роликами и соответствующими изобретению прижимными элементами.

Описание варианта осуществления

При наклонном перемещении транспортируемого груза или погружении в химическую ванну благоприятно, если транспортируемый груз удерживается прижимными элементами 23 (фиг.1-5).

Они предпочтительно изготовлены из двух частей. Фиг.1 показывает сечение оси 8, одной детали прижимного элемента 23. Ось 8 снабжена замком 9, посредством которого она вставлена и закреплена в находящемся на противоположной стороне гнезде 10 следующей (не представленной на чертеже) оси прижимного элемента. По существу цилиндрическая ось 8 имеет область 11 с уменьшенным диаметром, который в монтажном положении окружен гильзой 13 (фиг.2). В центре области 11 расположено отверстие 12, в которое может вводиться поводок в виде стержня, который предназначен для соединения оси 8 и гильзы.

На фиг.2 показан вид сбоку гильзы 13. Она имеет две отстоящие от внешней стороны канавки 14 под контактные элементы 15, например под кольца круглого сечения, и паз 16 в форме продольного отверстия, продольная протяженность которого лежит в окружном направлении 17.

На фиг.5 представлено сечение прижимного элемента 23 согласно предыдущим чертежам. Из сечения следует, что между осью 8 и гильзой 13 предусмотрен зазор A. Данный зазор А соответствует допуску заготовки. Это значит, что более толстые заготовки могут транспортироваться без новой регулировки транспортирующей системы. Поэтому ось 8 внутри гильзы 13 имеет зазор такой, что внутренняя стенка гильзы 13 может прилегать к внешней стороне оси 8. При этом стержнеобразный поводок передает приложенное к оси 8 вращение на гильзу 13. За счет силы тяжести и равновесной конструкции прижимного элемента 23 в транспортирующей системе гильза 13 или расположенный на ней контактный элемент 15 находится в постоянном контакте с заготовкой (в том числе при вращении).

На фиг.6 показан схематичный вид сбоку транспортирующей системы с транспортирующими роликами 22 и прижимными элементами 23. Транспортируемый груз 24 расположен на транспортирующих роликах 22. При нависании на наклонной направляющей груз придавлен прижимными элементами 23 к транспортирующим роликам 22 и вследствие этого перемещается вниз. При погружении в химическую ванну 25 прижимные элементы 23 препятствуют отрыву груза от транспортирующих роликов 22.