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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Glasscheiben,
insbesondere von Floatglas für die Herstellung von Photovoltaik-Elementen.
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Die
Herstellung von Floatglas erfolgt durch das fortlaufende Ausgießen
der Glasschmelze auf einem, in einer länglichen Wanne erhitzten,
Zinnbad und das sich hieraus ergebende Glasband.
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Das
anschließende Konfektionieren von Floatglas geschieht durch
Längsschneiden und Querschneiden des aus der Floatglasfertigung
mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit laufenden Glasbandes.
Das Längsschneiden bewirken hierbei in entsprechender Position über
dem Glasband stationär installierte Längsschneidräder
und das Querschneiden erfolgt mit Hilfe von Schneidbrücken
und daran quer über das Glasband bewegten Querschneidrädern.
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Die
zu schneidenden Glasplatten werden üblicherweise aus Floatglas
von einer Länge von 6 m und einer Breite von mehr als 3
m herausgeschnitten.
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Im
vorliegenden Fall dienen die aus dem Floatglas herausgeschnittenen
Glasplatten der großtechnischen Herstellung von Photovoltaik-Elementen.
Deshalb müssen diese besonders exakt und preiswert hergestellt
werden.
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Die
Herstellung von solchen Photovoltaik-Anlagen erfordert Arbeitsbedingungen
wie sie vor allem bei der Herstellung von Halbleitern und integrierten
elektronischen Schaltungen üblich sind. Die Herstellung
photovoltaischer Anlagen ist deshalb noch relativ teuer. Es besteht
deshalb das Bestreben die Herstellung photovoltaischer Elemente
in großen Serien herzustellen und somit die Kosten zu reduzieren.
Bei einem photovoltaischen Modul handelt es sich, von außen
betrachtet, um die Verbindung einer Substratplatte aus Glas, eines
photovoltaischen Elements und einer Glasplatte als Deckglas mittels
einer, unter Wärmeeinwirkung diese Glasplatten verklebenden,
Folie.
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Aus
der
DE 42 34 536 C2 ist
hierzu eine Anlage zum Schneiden von Glasscheiben, insbesondere
von Verbundglasscheiben mit einer Scheibenauflage, einer Schneid-Brech-
und Trenneinrichtung, einem Auslauf und einem Manipulator zum Verschwenken
der Scheibe bekannt, bei der die einzelnen Anlagenkomponenten derart
ausgestaltet sind, dass die Scheiben in vertikaler oder nahezu vertikaler Richtung
handhabbar sind.
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Als
nachteilig wird bei solchen Anlagen vor allem angesehen, dass die
zugeschnittenen Scheibenstücke manuell aus ihrer horizontalen
Lage genommen, und in vertikaler Richtung auf einem Gestell abgelegt
werden müssen. Deshalb liegt der dort beschriebenen Anlage
die Aufgabe zugrunde, das Schneiden von Glasplatten einfacher und
exakter und mit weniger Personalaufwand durchzuführen. Zur
Lösung dieser Aufgabe wird deshalb in der
DE 42 34 536 C2 vorgeschlagen,
dass der Manipulator horizontal verfahrbar und zum Positionieren
der Scheibe mit einer Steuereinrichtung versehen ist, und dass der
Manipulator im Anschluss an die Schneid-, Brech- und Trenneinrichtung
vorgesehen ist.
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Ein
besonders schnelles und effektives Schneiden der Glasplatten steht
hier offenbar nicht im Vordergrund.
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Weiter
ist aus der
DE 698
15 322 T2 ein Gerät zum Schneiden von Glasscheiben
bekannt, das im Wesentlichen die auf einem Bett liegende Glastafel
mittels eines in X-Richtung und eines in Y-Richtung verfahrbaren
ersten und zweiten Wagens und einem auf dem zweiten Wagen befindlichen
Schneidwerkzeugs elektronisch gesteuert abfährt. Bei einem solchen
Gerät wird als nachteilig angesehen, dass wegen der Vermeidung
eines notwendigen Werkzeugwechsels zusätzliche, gewichtige
Schneidwerkzeuge das Gewicht des betreffenden Wagens unzulässig
erhöhen.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird in dieser Druckschrift deshalb
im Wesentlichen vorgeschlagen, ein Werkzeugmagazin so einzusetzen,
dass das Gerät in der Lage ist, selbst für einen
schnellen Austausch des Werkzeugs zu sorgen.
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Die
hier gelöste Aufgabe kommt lediglich bei häufig
sich ändernden Einsätzen wie Gravieren oder dem
Schneiden von Kunststoffschichten, die die Scheibe bedecken, in
Betracht. Eine schnelle und effektive Schnittleistung wird hierbei
nicht angestrebt.
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In
der
DE 699 08 257
T2 ist ein Schneidtisch zum Bearbeiten von Glasscheiben
beschrieben, bei dem im Wesentlichen das Ritzmittel einer vorgegebenen
Referenzbahn folgt. Hierbei soll unter Schutz gestellt werden, dass
die Verfolgungsmittel getrennt von dem Schneidwerkzeug sind und
zum Verfolgen der Referenzbahn eine Lichtleiter-Verfolgungsvorrichtung
aufweisen, unabhängig von den Mitteln, die zum Definieren
oder Tragen der Referenzbahn verwendet werden. Hiermit soll erreicht
werden, dass die normalerweise sehr arbeitsaufwändigen
Justierungs- und Einrichtabläufe reduziert werden.
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Das
hier beschriebene Verfahren bietet keine Anregung zum preiswerten
automatischen Schneiden großformatiger Glasplatten bei
schnellen Taktzeiten.
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In
der
DE 697 00 543
T2 ist ferner eine gesteuerte Maschine zum Schneiden von
Glastafeln entlang vorbestimmter Bahnen beschrieben, wobei diese
Vorrichtung im Wesentlichen Schneidmittel, Druckmittel zum Brechen
der Scheibe, sowie Steuerungs- und Bedienungsmittel zum Steuern
und Bedienen der Antriebsmittel aufweist. Da bei dem Stand der Technik,
von dem diese Druckschrift ausgeht, das Arbeitsergebnis in hohem
Maß von der Geschicklichkeit und der Erfahrung des Bedieners
abhängt, liegt dieser Druckschrift die Aufgabe zugrunde
diesen Nachteil zu überwinden.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe soll gemäß der
DE 697 00 543 T2 unter
Schutz gestellt werden, dass die Steuerungs- und Bedienungsmittel
proportionale Ventilmittel, eine elektronische Zentraleinheit zum Steuern
der proportionalen Ventilmittel und mit der Zentraleinheit verbundene
Eingangssignalübertragungsmittel zum Übertragen
von Eingangssignalen umfassen, wobei die Zentraleinheit über
Steuerungsmittel zum Aussenden von Steuerungssignalen, wenigstens
an die proportionalen Ventilmittel als Folge der Eingangssignale,
verfügt.
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Hier
werden lediglich allgemein übliche elektronische Steuerungsarten
für die Betätigung von Ventilen beansprucht. Es
ergibt sich hieraus keine Anregung zum preiswerten automatischen
Schneiden großformatiger Glasplatten bei schnellen Taktzeiten.
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Der
erfindungsgemäßen Vorrichtung, liegt deshalb die
Aufgabe zugrunde, das Schneiden großer Glasplatten für
die Herstellung von photovoltaischen Elementen automatisch gesteuert,
zuverlässig und mit schnellen Taktzeiten preiswert zu gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden
näher beschrieben.
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Es
zeigen im Einzelnen:
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1:
eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
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2:
eine Draufsicht auf den Schneidetisch,
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3:
eine Seitenansicht des Schneidetisches quer zur Längsachse,
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4:
eine Seitenansicht des Schneidetisches in Richtung der Längsachse,
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5:
eine perspektivische Darstellung aus dem Bereich der Hebeeinrichtung,
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6:
eine perspektivische Darstellung des Schneidkopfes,
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7:
einen Querschnitt des Schneidkopfes.
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Die 1 zeigt
eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. Der Schneidetisch (2) wird getragen von dem
Grundrahmen (1) und seinen Stützen. Die Längsverfahr-Einrichtung
(3) auf beiden Längsseiten des Grundrahmens (1)
dient dem Transport der Querverfahr-Einrichtung (4) in
der Richtung der einfahrenden Glasplatten. Die Querverfahr-Einrichtung
(4) trägt den Schneidkopf (5). Sowohl
in Längsrichtung als auch im Bereich der Querverfahr-Einrichtung
(4) sind mit (29) die jeweiligen Versorgungsleitungen
bezeichnet.
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In
der, in der 2 gezeigten, Draufsicht auf den
Schneidetisch sind wieder der Schneidetisch (2), die beiden,
links und rechts angeordneten, Längsverfahr-Einrichtungen
(3) und die, auf diesen verfahrbare, Querverfahr-Einrichtung
(4) zu erkennen. Die Richtung der einlaufenden Glasplatten
ist mit 3, von rechts nach links zeigenden, Längspfeilen
gekennzeichnet. Der Schneidkopf (5) ist im Querschnitt
gezeichnet. Zusätzlich ist in der 2 der Antrieb
(6) für die Querverfahr-Einrichtung (4)
zu sehen. Der in der perspektivischen Darstellung der 1 nicht
sichtbare Antrieb (7) für die Längsverfahr-Einrichtung
ist in der 2 links oben zu erkennen.
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An
den beiden Längsseiten des Schneidetisches (2)
sind jeweils eine Zentrier- und Fixiereinrichtung dargestellt. Deren
Wirkung besteht darin, dass mittels ihres jeweiligen Antriebs die
entsprechende Klemmleiste (9) im Wesentlichen senkrecht
zu ihrer Längsachse, das heißt quer zur Laufrichtung
der Glasplatten, bewegt wird. Dadurch wird erreicht, dass die betreffende
Glasplatte zwischen den Klemmleisten (9) eingeklemmt, bzw.
fixiert wird. Erreicht wird die beschriebene Bewegung der Klemmleisten
(9) dadurch, dass jede Klemmleiste (9) auf beiden
Seiten jeweils als Teil eines Kniehebel-Systems geführt
ist, bei dem das Gelenk jeweils gleichzeitig durch einen entsprechenden
Antrieb translatorisch bewegt werden kann. Zu sehen ist das in der 2 auf
der rechten Seite (in Laufrichtung der Glasplatten) in der Form
des Antriebs (8) und auf der linken Seite in der Form des
Antriebs (10). Parallel zur Längsrichtung sind
in der 2 die Transportbänder (11) mit
ihrem Antrieb (12) dargestellt. Am Ende der Längsverfahr-Einrichtung
(3) ist ein Vorratsbehälter (13) für
die Schneidflüssigkeit zu erkennen.
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In
der 3: ist eine Seitenansicht des Schneidetisches
(2) quer zur Längsachse gezeigt. Neben dem Grundrahmen
(1) mit seinen Stützen und dem Schneidetisch (2)
sind die beiden Holme der Längsverfahr-Einrichtung (3)
und die Transportbänder (11) im Querschnitt, sowie
die Querverfahr-Einrichtung (4), zu erkennen. Der Schneidkopf
(5) und der Antrieb (6) für die Querverfahr-Einrichtung
sind hier in der Seitenansicht dargestellt. Die Versorgungsleitung
(29) für die Querverfahr-Einrichtung (4) ist
in der Seitenansicht gezeigt.
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Entsprechend
zeigt die 4: eine Seitenansicht des Schneidetisches
in Richtung seiner Längsachse. Hier sind die Transportbänder
(11) im Schneidetisch (2) dargestellt, sowie der
Schneidkopf (5) in der Seitenansicht. Außerdem
ist die Versorgungsleitung (29) die zu der Querverfahr-Einrichtung (4)
führt, zu erkennen. In dieser 4 ist zudem
die Hebeeinrichtung (14) für den Schneidetisch
(2) gezeigt.
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In
der 5: ist eine perspektivische Darstellung aus dem
Bereich der Hebeeinrichtung gezeigt. Eine solche Hebeeinrichtung
des Schneidetischs wird benötigt, da die Transportbänder
(11) einerseits über das Niveau des Schneidetischs
(2) hinausragen müssen um eine zu schneidende
Glasplatte auf diesen Tisch zu befördern, jedoch andererseits einem
Schneidevorgang im Wege stehen und deshalb relativ zum Schneidetisch
(2) abgesenkt werden müssen. Der im Querschnitt
dargestellte Grundrahmen (1) weist auf der Oberseite 2
Führungen (17) auf, zwischen denen ein Querträger
(16) des Schneidetisches (2) beweglich auf einem
Gummischlauch (15) gelagert ist Der Gummischlauch (15)
ist ebenso auch unter den weiteren Querträgern des Schneidetisches
(2) hindurch geführt und trägt auf diese
Weise den gesamten Schneidetisch (2). In dem Gummischlauch
(15) befindet sich ein Medium, zum Beispiel Luft, dessen
Volumen in einem gewissen Rahmen verringert und erhöht
werden kann. Auf diese Weise kann die Höhenstellung des
Schneidetisches (2) in Abhängigkeit vom Volumen
des Gummischlauchs (15) verändert werden. Die
Verstellung der Höhe des Schneidetisches (2) erfolgt
auf diese Weise immer gleichmäßig, da sich die
Veränderung des Volumens des Schlauches (15) in
allen Bereichen gleichmäßig und auf dieselbe Weise
auswirkt. Insgesamt ergibt sich mit dieser Maßnahme eine
zuverlässige und preiswerte Höhenverstellung des
Schneidetisches (2). Die Einrichtungen zur Steuerung des
Volumens des Schlauches (15) sind dem Fachmann bekannt und
deshalb nicht gesondert dargestellt.
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6:
zeigt eine perspektivische Darstellung des Schneidkopfes (5).
Der Rahmen (18) des Schneidkopfes (5) weist auf
seiner Oberseite eine Vorrichtung auf, mittels derer das Schneidrad
(24), sichtbar auf der Unterseite der 6,
auf die jeweilige zu schneidende Glasdicke eingestellt werden kann.
Diese Einstellung kann manuell oder auch über einen Stellmotor
und die Ausgangssignale entsprechender Sensoren automatisch erfolgen.
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Die
Erzeugung der Schneidkraft, das heißt der Kraft mit der
das Schneidrad (24) auf die zu schneidende Glasplatte gedrückt
wird, wird durch den Schneidkrafterzeuger (20), zum Beispiel
in der Form eines Elektromagneten, aufgebracht. Für solche
Fälle, in denen die Erzeugung der Schneidkraft mittels
des Schneidkrafterzeugers (20) nicht ausreicht, kann ein
zusätzlicher Magnet in der Form eines Hilfsmagneten (21)
zugeschaltet werden.
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Die
Spitze des Schneidrades (24), kann entsprechend der Linienführung
des anzuwendenden Schnittes, gedreht werden. Der Antrieb zur Ausführung
einer solchen Drehung ist mit (22) bezeichnet. Die Zuführung
und Verteilung der Schneidflüssigkeit erfolgt über
die diesbezügliche Einrichtung (25). Der Schneidkopf
(5) wird in der Querverfahr-Einrichtung (4) über
den Führungsschlitten (26) mittels der Transportriemenbefestigung
(27) verfahren.
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Der
Im Bereich des Schneidrads (24) installierte Sensor (23)
detektiert Glasbruch und veranlasst über die Steuerung
sofortige Maßnahmen zur Minimierung des entstandenen Schadens.
Der Sensor (23) steht hier für alle Arten von
Sensoren, die für die Detektion des Entstehens, bzw. dessen
Existenz, eines Glasbruchs infrage kommen, wie zum Beispiel optische,
piezoelektrische oder akustische Sensoren.
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Da
während des Schneidvorgangs sämtliche relevanten
Parameter aufgezeichnet werden, lässt sich nach der Detektion
eines Glasbruchs rekonstruieren welche Einstellungen oder Glasfehler
zu dem Bruch geführt haben. Ergeben sich hierbei neue,
aufzeichnungswerte, Erkenntnisse werden diese datentechnisch gespeichert
und dienen als Basis für die im Steuerungsprogramm der
erfindungsgemäßen Vorrichtung erfassten Erfahrungswerte.
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7:
zeigt einen Querschnitt des Schneidkopfes, der in der 6 perspektivisch
dargestellt wurde.
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Zusätzlich
ist hier noch die Rückstellfeder (28) zu erkennen,
die dem Schneidkrafterzeuger (20) entgegenwirkt und sicherstellt,
dass sich das Schneidrad (24) bei fehlender Ansteuerung
des Schneidkrafterzeugers (20) in der Ruheposition befindet.
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- 1
- Grundrahmen
mit Stützen
- 2
- Schneidetisch
- 3
- Längsverfahr-Einrichtung
- 4
- Querverfahr-Einrichtung
- 5
- Schneidkopf
- 6
- Antrieb
für die Querverfahr-Einrichtung
- 7
- Antrieb
für die Längsverfahr-Einrichtung
- 8
- Antrieb
(rechts) für die Längs-Zentrier- und Fixiereinrichtung
- 9
- Klemmleiste
für die Längs-Zentrier- und Fixiereinrichtung
- 10
- Antrieb
(links) für die Längs-Zentrier- und Fixiereinrichtung
- 11
- Transportbänder
- 12
- Antrieb
für die Transportbänder
- 13
- Vorratsbehälter
für die Schneidflüssigkeit
- 14
- Hebeeinrichtung
für den Schneidetisch
- 15
- Gummischlauch
zum Heben und Senken des Schneidetisches
- 16
- Querträger
des Schneidetischs
- 17
- Führung
für den Querträger des Schneidetisches
- 18
- Schneidkopfrahmen
- 19
- Glasdicken-Einstellung
(manuell oder automatisch)
- 20
- Schneidkrafterzeuger
(Elektromagnet)
- 21
- Hilfsmagnet
für den Schneidkrafterzeuger
- 22
- Antrieb
für die Dreheinrichtung der Schneidkopfspitze
- 23
- Sensor
- 24
- Schneidrad
- 25
- Zuführung
und Verteilung der Schneidflüssigkeit
- 26
- Führungsschlitten
- 27
- Transportriemenbefestigung
(Zahnriemen)
- 28
- Rückstellfeder
- 29
- Versorgungsleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4234536
C2 [0007, 0008]
- - DE 69815322 T2 [0010]
- - DE 69908257 T2 [0013]
- - DE 69700543 T2 [0015, 0016]