WO2006122677A2 - Method for singulating stacked, disk-shaped elements, and singulating device - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for separating stacked, disc-shaped elements, as well as a separating device.
- the object is achieved by the method according to claim 1 and the separating device according to claim 11.
- first of all a stack of disc-shaped elements is fed to an acceleration device.
- the stack consists of stacked, disk-shaped elements.
- the respective first element of the stack is lifted off the stack by increasing its conveying speed.
- the element is accelerated at a part of its peripheral edge in the direction of the stack axis away from the stack by an accelerating device.
- the thus lifted from the stack element is deposited on a transport device and then carried away by the transport device.
- the separating device has, in addition to a feed device for feeding the stack, an accelerating device with which the respectively first element of the stack experiences an acceleration force at a part of its peripheral edge.
- an accelerating device with which the respectively first element of the stack experiences an acceleration force at a part of its peripheral edge.
- the accelerated element is removed and thus increasingly removed from the rest of the stack.
- the acceleration at the part of the peripheral edge of the first element takes place in each case for the elements of the stack with a constant force, resulting in a constant separation both in terms of quality and the time interval of the separated elements.
- the subclaims relate to advantageous developments of the separating device according to the invention and of the method according to the invention.
- a conveying element moves at a speed which is increased with respect to the axial speed of the peripheral edge of the first element of the stack. Now meets the peripheral edge of the first element on the conveying element of the accelerator, this part of the peripheral edge is taken by the conveyor element and accelerated in the direction of the stack axis away from the stack.
- the acceleration of the part of the peripheral edge of the first element takes place in at least two acceleration stages.
- This has the advantage that the acceleration forces and the bending moments acting on the element by the unilaterally acting acceleration force are low.
- the element to be separated is first unilaterally lifted a bit before in the second step, a further acceleration takes place on the same peripheral edge.
- this affects the already solved element, so that effects, such as adhesion, between the individual elements of the stack no longer play a role at this point.
- the acceleration of the element at a part of its peripheral edge further has the advantage that a rotational movement of the element to be separated is triggered by the unilateral acceleration. If the stack is fed, for example, with its stacking axis in the horizontal direction, the element to be separated is deposited in the horizontal due to the rotational movement. The rotational movement is initiated solely on the basis of the unilateral acceleration of the element, so that the accelerated lower peripheral edge opposite lying upper peripheral edge of the first element tracked by gravity and the singulated element is stored, for example on a conveyor belt.
- a braking device with the at least the adjacent element of the first element to be lifted is subjected to a holding force directed counter to the acceleration force.
- Significant adhesion forces can occur between the individual elements of the stack. These can lead to the force applied to the peripheral edge of the first element not being sufficient to lift off the first element.
- a fluid jet is started to be injected or injected into the region of a contact surface between the first element to be lifted and its adjacent element.
- one or more nozzles arranged around the stack are provided, each of which directs at least one fluid jet onto the stack, wherein the fluid jet strikes the stack at the contact surface between the first element and its adjacent element at least immediately before the acceleration of the peripheral edge of the first element ,
- a fluid jet can be directed by one or more nozzles also from different directions on the stack, wherein the rays with a stacking axis can also have a deviating from 90 ° angle.
- a fluid cushion is generated between the already slightly lifted first element and the stack by at least one fluid jet through which the fluid cushion in The space between the first element and the stack is formed on which slides off the first element. In this way, a contact between the peripheral edge of the first element opposite the accelerated peripheral edge and the adjacent element of the stack is prevented or minimized.
- FIG. 1 shows a perspective view of an inventive dicing device at a first time
- FIG. 2 is a perspective view of the separating device according to the invention at a second time
- FIG. 3 shows a perspective view of the separating device according to the invention at a third point in time
- FIG. 4 is a perspective view of the separating device according to the invention at a fourth time
- FIG. 6 shows a section of an exemplary embodiment with a braking device
- Fig. 8 further embodiments of the embodiment of the transfer area
- Fig. 9 is an illustration of an alternative feeding device.
- FIG. 1 a separating device 1 according to the invention is shown in a perspective view.
- the illustration of FIG. 1 shows the separating device 1 according to the invention at a first time, too from a stack 2 already a first element 3 has been slightly lifted.
- the stack 2 consists of a plurality of elements 3, 3 ', ..., each having the same dimensions. It can also be used stack with elements having different sizes, the separation can be combined with a sorting process.
- Such elements 3, 3 ', 3 ", ... can be, for example, silicon wafers for the production of photovoltaic systems. Silicon wafers typically have a thickness of about 50 ⁇ m to 300 ⁇ m.
- the singulating device 1 according to the invention and the corresponding method for singling are not limited to such thin elements 3, 3 ", 3", ...
- the singling device is also, for example, for the singling of stacked printed circuit boards or other elements to be singulated used.
- the feeding device 4 In order to lift the respective first element 3 from the stack 2, first the stack 2 is transported by a feeding device 4 in the direction of an acceleration device 5.
- the feeding device 4 has in the illustrated embodiment a first pair of conveyor belts consisting of a first conveyor belt 6a and a second conveyor belt 6b.
- the first and second conveyor belts 6a and 6b together form a conveying element of the feeding device 4.
- the first conveyor belt 6a and the second conveyor belt 6b are guided over a first pair of rollers 7a, 7b and a second pair of rollers 8a, 8b, wherein in FIG. 1 only the roller 8b of the second pair of rollers 8a, 8b can be seen.
- the drive of the conveyor belts 6a and 6b for example via a between the rollers 7a, 7b shown, fixedly connected to the rollers 7a, 7b drive axle.
- the disk-shaped elements 3 forming the stack 2 have a peripheral edge 9, which in the exemplary embodiment illustrated is identical for all elements 3, 3 ',... Of the stack 2 and these are illustrated in FIG Embodiment rectangular limited.
- the separation of the elements is also feasible for elements that are limited by deviating from each other in their geometry peripheral edges. With their respective lower peripheral edges 9 'are the elements 3, 3 1 , 3' 1 of the stack 2 on the conveyor belts 6a, 6b of the feeder 4 and thus by the feeding device 4 in the in Fig. 1 by an arrow promoted direction.
- the first element 3 of the stack 2 in the figure 1 is promoted so far to the right at a certain time that its lower peripheral edge 9 'loses contact with the conveyor belts 6a, 6b.
- the conveyor belts 6a, 6b of the feeding device 4 and the further conveyor belts in the illustrated embodiment have different levels for this purpose. In a simpler version, the levels can also be identical.
- the acceleration of the first element 3 is effected by a further conveying element.
- the further conveying element consists of a third conveyor belt IIa and a fourth conveyor belt IIb, which cooperate as a third pair of conveyor belts.
- the third and the fourth conveyor belt IIa, IIb move at the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 contacting side with a speed in the direction of arrow, which is greater than the feed rate of the stack 2 and which is greater than the axial speed of the elements 3, 3 ', 3 ⁇ ', ... of the stack 2 in direction of the stacking axis 10.
- the lower peripheral edge 9 'of the first member 3 is accelerated by the second pair of conveyor belts IIa, IIb in the arrow direction and moves away increasingly adjacent ones of the Element 3 'of the stack 2.
- the second pair of conveyor belts IIa, IIb forms a first conveying element of the accelerating device 5.
- the second pair of conveyor belts IIa, IIb is located substantially in axial extension to the first pair of conveyor belts 6a, ⁇ b. Due to the higher conveying speed, the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 is accelerated relative to the lower peripheral edges of the remaining elements of the stack 2 in a first acceleration stage.
- a third pair of conveyor belts 12a, 12b as a further conveyor element, which again have a relation to the second pair of conveyor belts IIa, IIb increased conveying speed. Due to this second acceleration stage, the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 is further accelerated.
- the second pair of conveyor belts IIa, IIb and the third pair of conveyor belts 12a, 12b run like the first pair of conveyor belts 6a, 6b via corresponding pairs of rollers 14 to 17, wherein corresponding letter suffixes a, b to the reference numerals denote the respective side membership, wherein a Part of the roles is hidden in the figures.
- the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb and the second pair of rollers 8a, 8b of the first pair of conveyor belts 6a, 6b are arranged in pairs on a common axis.
- the rollers are in each case rotatably mounted to one another.
- the second pair of rollers 15a, 15b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb and the first pair of rollers 16a, 16b of the third pair of conveyor belts 12a, 12b are also arranged in pairs on a common axis.
- the first element 3 now turned horizontally, lies with its original one Stack 2 facing surface flat on the conveyor belts.
- a transport device 32 which consists of a fourth pair of conveyor belts 13a, 13b.
- the conveyor belts 13a and 13b are again guided by two pairs of rollers 18a, 18b and 19a, 19b.
- the singulated element 3 can be stored, for example in the case of silicon wafers, either individually in a cassette, or fed directly into another processing process.
- the second acceleration stage can also be designed as a transport device at the same time.
- the stack 2 is held on at least two sides of the feeding device 4 by guide elements extending in the axial direction.
- the guide elements are not shown for better illustration in the figures.
- the separating device 1 shown is particularly suitable for separating silicon wafers.
- Such silicon wafers are available in different designs.
- singling a distinction must be made here primarily between two types of wafers.
- drawn wafers whose surface is slightly wavy is.
- further measures are therefore necessary or possible in addition to the acceleration of the lower peripheral edges 9 1 of the respective first element 3.
- the detachment of the first element 3 from the stack 2 is brought about by arranging a plurality of fluid nozzles 27a, 27b, 27c laterally in a transfer region from the supply device 4 to the accelerating device 5, with the aid of which a plurality of fluid jets 21a, 21b and 21c are applied to the Stack 2 will be addressed.
- the first element 3 with its peripheral edge 9 has passed the fluid steels 21a, 21b and 21c.
- the fluid is injected through the fluid nozzles 27a, 27b, and 27c into the area of a contact surface between the first member 3 and the adjacent member 3 ", thus causing easy lifting of the adhered wafers.
- the fluid nozzles 27a, 27b and 27c are preferably arranged to be movable.
- the movable arrangement allows either a linear movement in and opposite to the transport direction of the stack 2 or a rotation of the fluid nozzles 27a, 27b, and 27c.
- the angle at which the fluid impinges on the elements 3 to be separated of the stack 2 changes.
- the fluid nozzles 27a, 27b and 27c are moved together oscillating, so that a gradual fanning of the elements of the stack 2 takes place.
- either the fluid can be continuously supplied by the fluid nozzles 27a, 27b and 27c or clocked, wherein in the case of a pulsed supply of fluid, the fluid flow is preferably for a Movement of the fluid nozzles 27 a, 27 b and 27 c counter to the conveying direction of the stack 2 is exposed.
- the fluid used in the simplest case is air.
- a fluid tuned to a machining process is possible by using a cleaning fluid as the fluid.
- the injection or injection of the fluid can also be started before the entry of the stack 2 in the transfer area.
- the stack 2 is ideally already loosened during the feeding continuously.
- both on both sides of the stack 2 and at the bottom of the stack 2 each have a fluid nozzle 27a, 27b, 27c is provided, each with a sharp beam 21a, 21b, 21c the Lift off the first element 3 effect.
- the geometry of the beams 21a, 21b, 21c substantially corresponds in each case to a circle segment, the extent being sharply delimited in the direction of the stack axis 10. Good results can also be achieved with a cylindrical jet, which is preferably sharply defined.
- the beam direction is approximately perpendicular to the stacking axis 10. However, it may also be advantageous to guide the fluid jets 21a, b, c slightly in the direction of the conveying direction in order to promote the lifting of the first element 3 by the fluid jets 21a to 21c.
- the singulating device 1 is shown at a later point in time. While the first element 3 is already almost completely deposited on the third pair of conveyor belts 12a, 12b, the adjacent element 3 1 has already been accelerated at its lower peripheral edge and initiated its rotational movement. The other element 3 1 1 , however, still has contact with the first pair of conveyor belts 6a, 6b, so that its lower peripheral edge does not experience any accelerating force. For the sake of clarity, the further elements of the stack 2 are no longer shown in FIG.
- a particularly gentle method of singling results, in which in particular the surface of the respectively adjacent element, in the illustrated example, the surfaces of the adjacent elements 3 ', 3 1 1 is not damaged by the upper peripheral edge 9 " in that the rotational movement of the first element 3 is carried out with the assistance of a fluid cushion.
- further fluid nozzles 23 to 26 are provided with which on the stack 2 facing side of the rotating elements 3, 3 ', a fluid cushion is provided. This supports the rotating elements 3, 3 ', so that the respective upper peripheral edge of the rotating elements 3, 3' does not come into contact with the surface of the subsequent element 3 'or 3' 1 of the stack 2.
- the individual fluid nozzles 23 to 27 can also be operated with different fluid media.
- a mixture of different fluid media may also be used on a part or all of the fluid nozzles 23 to 27.
- a cleaning liquid may be sprayed as a spray along with air through the fluid nozzles 23 to 27.
- the first fluid nozzle 23 of the fluid cushion is already arranged shortly after or in the transfer region from the supply device 4 to the acceleration device 5 in the region of the first pair of conveyor belts IIa, IIb.
- the injected from the first fluid nozzle 23 for generating the fluid cushion or fluid flows into the forming in the region of the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 gap between the first element 3 and the adjacent element 3' or at the time of FIG. 2 between the adjacent element 3 'and the further element 3''.
- the singling device 1 can be easily adjusted to different stacked elements 3, 3 ', 3 ",... In particular, this makes it possible to adjust the separating device 1 in a simple manner to, for example, different wafer thicknesses.
- the fluid jets 28 to 31 generated by the fluid nozzles 23 to 26 are preferably arranged in a space formed between the respective conveyor belt pairs gap.
- the separating device 1 is shown at a later point in time.
- the further adjacent element 3 '' has been accelerated at its lower peripheral edge and the first element 3 is already in a horizontal plane on the conveyor belts 13a, 13b of the transport device 32.
- a device for controlling the correct separation can be integrated. It is conceivable, for example, a weight detection or an optical thickness control.
- the integration may also involve automatic sorting of the elements or other devices. If the separation is not correct, the element (s) not correctly separated is taken from the further transport and returned to the singulation process. In the adjacent element 3 'whose rotational movement is almost complete.
- such a clocked supply device 4 can be dispensed with, for example, if the elements to be separated are comparatively thick elements.
- Such thicker elements are, for example, stacked printed circuit boards. Due to its own thickness, the contact with the conveyor belts 6a, 6b of the feeding device 4 remains at a correspondingly selected, constant feed speed before an acceleration occurs until the lower peripheral edge 9 'of the preceding first element 3 has already been transported sufficiently far.
- FIG. 5 again shows an enlarged view of the transfer region from the delivery device 4 to the accelerator device 5. It can be seen that the stack 2 with the lower peripheral edges 9 'of the elements 3, 3 ", 3' 1 etc. rests on the pair of conveyor belts 6a, 6b, wherein in the side view only the second conveyor belt 6b of the feeding device 4 can be seen Peripheral edge 9 'of the individual elements 3, 3 1 , 3 1 1 of the stack 2 on the pair of conveyor belts 6a, 6b results in a first distance d x of the conveyor belt 6b from the stack axis 10. In contrast, a second distance d 2 of the conveyor belts IIa, IIb of the second pair conveyors IIa, IIb d opposite the first distance x increases.
- An increase of the distance of the second pair of conveyor belts IIa, IIb may be achieved, for example, that the diameter of the rollers 14a, 14b relative to the diameter of the rollers 8a , 8b, of the first pair of conveyor belts 6a, 6b, which are arranged on the same pair of axles 20, is reduced.
- FIG. 5 shows a particularly advantageous embodiment in which the second distance d 2 is increased in relation to the first distance d x .
- the stack 2 is moved with the first element 3 against the second pair of conveyor belts IIa, IIb, whereupon the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 also at a defined time in contact with the faster moving conveyor belts IIa, IIb has.
- FIG. 6 again shows a section of the separating device according to the invention.
- a braking device 33 is shown in the transfer region between the delivery device 4 and the acceleration device 5.
- a transported through the conveyor belts 6a, 6b of the feeder 4 in the direction of arrow stack 2 reaches it with its first elements, the braking device 33.
- the brake device 33 has, on its side facing the stack 2 to be transported, a one-sided elevation 34 arranged in the conveying direction, against which the stack 2 to be transported is conveyed by the feed device 4.
- a one-sided elevation 34 arranged in the conveying direction, against which the stack 2 to be transported is conveyed by the feed device 4.
- the curved contour shown in FIG. 6 of the stack 2 facing side of the braking device 33 may alternatively z. B.
- a wedge-shaped geometry of the braking device 33 can be selected.
- the distance of the braking device 33 with respect to the stacking axis 10 decreases.
- the braking device 33 is arranged so that a rear edge 35 is reached by the first element 3 of the stack 2 at a time in which another Contact with the conveyor belts 6a, 6b of the feeder 4 no longer occurs. Instead, the respective first element 3 of the stack 2 slides at a defined time when the trailing edge 35 of the braking device 33 is exceeded and is accelerated at its lower peripheral edge 9 'by the conveyor belt IIa of the accelerating device 5.
- an enlarged transfer region can also be formed, in which the respective axes 20 of the rollers 14a and 20 'of the roller 8a are offset relative to one another in the conveying direction are.
- FIG. 5 also in the embodiment of FIG Conveyor pair IIa, IIb arranged with respect to the first distance d x of the first conveyor belt pair 6a, 6b of the stacking axis 10 enlarged second distance d 2 .
- two conveyor belts together form a conveying element of the feeding device 4, the accelerating device 5 and the transport device 32.
- the use of other conveying elements is also possible.
- Fig. 7 is an enlarged view of a transfer area between the feeding device 4 and the acceleration device 5 is shown.
- the level with respect to the stacking axis in the feeding device 4 and in the accelerating device 5 is different.
- a toothed wheel 36 is additionally provided.
- the toothed wheel 36 is designed as a toothed wheel.
- deviating flank geometries may be required to adapt the toothed wheel 36 to the thickness of the elements 3 to be singulated.
- the toothed wheel 36 preferably has an outer diameter greater than the diameter of the rollers of the second pair of rollers 8a, 8b plus twice the thickness of the first and second conveyor belts 6a, 6b, respectively. As can be seen in Fig. 7, this has the consequence that movement of the stack 2 in the direction of the arrow before reaching the end of the feeder 4 brings the first element 3 of the stack 2 into contact with the rotating toothed wheel 36. As a result of the toothed wheel 36, the respective first element 3 of the stack 2 is thus grasped at the respectively lower peripheral edge 9 'and lifted off the stack. Due to the slightly larger diameter of the toothed wheel 36 while a lifting movement is performed with the element 3.
- the geometry of the teeth of the toothed wheel 36 is tuned to the thickness of the elements 3 to be separated so that one element 3 is safely transported through two successive teeth of the toothed wheel 36 towards the accelerator 5.
- the respective lower peripheral edge 9 ' is transported by the toothed wheel 36 until the lower peripheral edge 9 1 of the transported element 3 comes into contact with the third and fourth conveyor belt IIa, IIb.
- the third and fourth conveyor belt IIa, IIb takes over the further transport of the lower peripheral edge 9 ', whereby it comes in a manner already described to a storage of successively isolated elements of the stack 2.
- the toothed wheel 36 preferably rotates at the same angular velocity as the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb, thereby achieving acceleration of the lower peripheral edge 9 '.
- the toothed wheel 36 can also have its own drive, whereby in particular the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb can be rotatably mounted on a separate axis.
- plastic gears are preferably used as the toothed wheels 36.
- Another possibility is to use aluminum gears, wherein at least the surfaces of the aluminum elements in contact with the elements 3 to be separated are gears are coated. As the coating of the contact surfaces of the aluminum gears an anodization is preferably used.
- Fig. 8 the transfer area from the feeder 4 to the accelerator 5 is shown again for three alternative embodiments in which the arrangement of the toothed wheels 36, 36a and 36b is different.
- a single toothed wheel 36 is used, which is arranged centrally between the first rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb.
- the toothed wheel 36 is disposed on a drive shaft 20 "which is disposed between the rollers 14a, 14b of the first pair of rollers of the second pair of conveyor belts IIa, IIb
- This drive shaft 20 ' is non-rotatably connected to at least one of the two rollers 14a, 14b and thus transmits a drive torque to the toothed wheel 36.
- the arrangement shown in Fig. 8a) makes it possible to retrofit an additional toothed wheel 36 already in place To integrate systems, since the distance and the course of the first pair of conveyor belts 6a, 6b and the second pair of conveyor belts IIa, IIb remains unchanged.
- each of the rollers of the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair is conveyor belts IIa, IIb associated with a toothed wheel 36a and 36b.
- the toothed wheels 36a and 36b can be directly connected to the first pair of rollers 14a and 14b, respectively, so that a drive takes place indirectly via the second pair of conveyor belts IIa, IIb.
- the common axle 20 may be fixed, with the second pair of rollers 8a, 8b of the first pair of conveyor belts 6a, 6b and the first pair of rollers 14a, 14b being connected to the pair of toothed wheels 36a, 36b independently of each other on the common axis 20 rotate .
- a further embodiment is shown, in which the elements to be separated 3 at its respective lower peripheral edge 9 'still further to the outer edge through the toothed wheels 36a, 36b gripped and lifted.
- the toothed wheels 36a, 36b are in turn connected to the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb.
- the toothed wheels 36a, 36b are now sandwiched between the second pair of rollers 8a, 8b of the first pair of conveyor belts 6a, 6b and the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb arranged. In this way, the conveyor belts of the second pair IIa, IIb continue to be offset to the center.
- FIG. 9 shows an alternative delivery device 4 'in a side view.
- the alternative feeding device 4 ' has, instead of the first conveyor belts 6a, 6b, a stack holder 37 with the aid of which a stack 2 is conveyed in the direction of the accelerating device 5.
- the stack holder 37 is slidably mounted on a running rail 38 and can be moved by means of a drive element 39 in the arrow direction on the running rail 38.
- the stack holder 37 has a support element 40, on which a contact surface 41 is formed. At the contact surface 41 is the last element of a stack 2, which rests on a support surface 42 of the stack holder 35.
- the transport of the stack 2 is thus carried out not via the first pair of conveyor belts as in the previous embodiments, but with the help of the stack holder 37th
- the support element 40 preferably consists of two components arranged parallel to one another, whose end faces together form the contact surface 41.
- the support surface 42 In extension of the contact surface 41 in approximately horizontal direction to the accelerator 5 towards the contact surface 41 is in the support surface 42, which also consists of two parallel components. Due to the fork-shaped arrangement of the support surface 42, the support surface 42 engages far enough in the region of the acceleration device 5 that the last elements of the stack 2 can be detected by the accelerator 5 at its respective lower peripheral edge 9 '.
- the fork-shaped bearing surface 42 is in this case positioned in the intermediate spaces of the conveyor belts 111, IIb and 12a, 12b of the acceleration device 5.
- a retaining nozzle 43 is provided which acts on the respective foremost element 3 of the stack 2 in the direction of the contact surface 41 with a fluid jet.
- the individual elements of the stack 2 are held in contact with the contact surface 41 with a force that can be adjusted by the fluid jet and tilting of the elements 3 during movement of the stack holder 37 is prevented.
- the fluid nozzles 27a, 27b, 27c are not shown for reasons of clarity.
- the nozzles may also be fixed, wherein a relative movement between the fluid jet and the stack 2 is generated by an oscillating movement of the stack holder 37. In this case, a pulsed supply of fluid can again take place via the fluid nozzles 27a to 27c.
- the lateral alignment of the stack 2 on the stack holder 37 is effected by a stop surface 48 which is fixedly mounted on a support 49.
- a guide element 45 can also be seen, which on both sides of the Acceleration device 5 is arranged and causes with its vertical walls an exact alignment of the individual elements 3 on the conveyor belts of the accelerator 5.
- the distance between the two walls of engineersselernents 45 decreases in the transport direction.
- two bearing blocks 46, 47 are shown in the side view, in which the axes or shafts for receiving the rollers of the acceleration device 5 are provided.
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Abstract
The invention relates to a method for singulating stacked, disk-shaped elements (3, 3', 3'') from a stack (2) as well as a singulating device. Said singulating device (1) comprises a feeding mechanism (4), by means of which a stack (2) of disk-shaped elements (3, 3', 3'') is delivered to an accelerating unit (5). A section of a peripheral edge (9') of a first element (3) of the stack (2) is accelerated by the accelerating unit (5), thus increasing the traveling speed of the first element (3) of the stack (2). The element (3) that has been accelerated on one side at the peripheral edge (9) thereof is placed on a conveying mechanism (32), with the aid of which the deposited element (3) is conveyed away.
Description
Verfahren zur Vereinzelung von gestapelten, scheibenförmigen Elementen und Vereinzelungsvorrichtung Method for separating stacked, disk-shaped elements and separating device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vereinzelung von gestapelten, scheibenförmigen Elementen, sowie eine Vereinzelungsvorrichtung .The invention relates to a method for separating stacked, disc-shaped elements, as well as a separating device.
In vielen Produktionsabläufen ist es erforderlich, gleiche Elemente, die in gestapelter Form vorliegen, voneinander zu trennen und einzeln der weiteren Verarbeitung zu zuführen. Dabei wird in der Regel von einem Stapel das jeweils oberste Element abgenommen. In vielen Prozessabläufen, insbesondere in solchen, bei denen die gestapelten scheibenförmigen Elemente empfindlich sind, wird hierzu eine Person eingesetzt, die in Handarbeit das jeweils erste Element eines Stapels abnimmt. Unter scheibenförmig werden dabei Elemente verstanden, deren Dicke deutlich kleiner ist als ihre Ausmaße in Länge und Breite. Die scheibenförmigen Elemente müssen auch nicht rund sein, sondern können beliebige Umfangsformen aufweisen.In many production processes, it is necessary to separate the same elements, which are in a stacked form, from one another and to supply them separately for further processing. In this case, the topmost element is usually removed from a stack. In many processes, in particular in those in which the stacked disc-shaped elements are sensitive, a person is used for this purpose, which manually decreases the respective first element of a stack. Under disk-shaped elements are understood, the thickness of which is significantly smaller than their dimensions in length and width. The disk-shaped elements do not have to be round, but may have any peripheral shapes.
Es ist weiterhin bekannt, das Abheben des jeweils ersten Elements mit Hilfe einer Vakuumeinrichtung zu bewirken. Dabei wird eine Saugvorrichtung auf die Oberfläche des ersten Elements aufgesetzt, der Zwischenraum evakuiert, und so das jeweils erste Element des Stapels abgehoben.It is also known to effect the lifting of the respective first element by means of a vacuum device. In this case, a suction device is placed on the surface of the first element, the gap evacuated, and so lifted the respective first element of the stack.
Beide Vorgehensweisen weisen erhebliche Nachteile auf. So ist es beispielsweise bei der manuellen Vereinzelung derBoth approaches have significant disadvantages. So it is, for example, in the manual separation of
Elemente aus einem Stapel nachteilig, dass die Leistung eines Mitarbeiters im Laufe eines Arbeitstages nachlässt.Elements of a stack disadvantageous that the performance of an employee wears off in the course of a working day.
Dies kann dazu führen, dass die Anzahl an vereinzeltenThis can lead to the number of isolated
Elementen im Laufe eines Arbeitstages sinkt, oder aber der Ausschuss steigt. Zudem entstehen hohe laufendeElements in the course of a working day sinks, or the committee rises. In addition, high current
Personalkosten .Personnel costs.
Beim Abheben der jeweils ersten Elemente mit Hilfe einer Saugvorrichtung ist es nachteilig, dass für größere oder
nicht ganz ebene Elemente zur Abdichtung der Saugglocke gegenüber dem Element ein erheblicher Aufwand oder eine erhebliche Saugleistung erforderlich ist, um eine sichere Handhabung der Elemente zu gewährleisten. Für den Fall, dass eine solche Anlage für leichte Elemente hoher Oberflächengüte verwendet werden soll, ist es nachteilig, dass die Leistung einer solchen Maschine die Anforderungen bei Weitem übersteigt und daher entsprechend hohe Kosten nicht zurechtfertigen sind.When lifting the respective first elements by means of a suction device, it is disadvantageous that for larger or not quite flat elements for sealing the suction cup relative to the element a considerable effort or a significant suction power is required to ensure safe handling of the elements. In the event that such a system is to be used for light elements of high surface quality, it is disadvantageous that the performance of such a machine far exceeds the requirements and therefore correspondingly high costs can not be justified.
Bei spröden Werkstoffen besteht zudem ein erhebliches Risiko, dass Elemente beim Überwinden der Adhäsionskräfte brechen. Die Beseitigung der Bruchstücke und die Reinigung der Anlage führen dann zum Stillstand der Produktion.With brittle materials, there is also a significant risk that elements break when overcoming the adhesion forces. The removal of the debris and the cleaning of the plant then bring the production to a standstill.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vereinzelungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Vereinzelung von scheibenförmigen Elementen aus einem Stapel zu schaffen, dass in einfacher Weise eine automatisierte Vereinzelung mit hoher Zuverlässigkeit und Konstanz ermöglicht.It is therefore an object of the invention to provide a separating device and a method for separating disc-shaped elements from a stack, which enables automated separation with high reliability and consistency in a simple manner.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie die Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 11 gelöst.The object is achieved by the method according to claim 1 and the separating device according to claim 11.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein Stapel von scheibenförmigen Elementen einer Beschleunigungsvorrichtung zugeführt. Der Stapel besteht aus gestapelten, scheibenförmigen Elementen. Das jeweils erste Element des Stapels wird durch Erhöhen seiner Fördergeschwindigkeit von dem Stapel abgehoben. Zum Erhöhen der Fördergeschwindigkeit wird das Element an einem Teil seiner Umfangskante in Richtung der Stapelachse von dem Stapel weg durch eine Beschleunigungsvorrichtung beschleu- nigt. Das so von dem Stapel abgehobene Element wird auf einer Transportvorrichtung abgelegt und durch die Transportvorrichtung anschließend abgefördert. Durch das Beschleunigen des Elements an einem Teil seiner Umfangs-
kante kann auf eine komplizierte Vakuumtechnik verzichtet werden.In the method according to the invention, first of all a stack of disc-shaped elements is fed to an acceleration device. The stack consists of stacked, disk-shaped elements. The respective first element of the stack is lifted off the stack by increasing its conveying speed. To increase the conveying speed, the element is accelerated at a part of its peripheral edge in the direction of the stack axis away from the stack by an accelerating device. The thus lifted from the stack element is deposited on a transport device and then carried away by the transport device. By accelerating the element at a part of its circumferential Edge can be dispensed with a complicated vacuum technology.
Die Vereinzelungsvorrichtung weist hierzu neben einer Zuführungsvorrichtung zum Zuführen des Stapels eine Beschleunigungsvorrichtung auf, mit der das jeweils erste Element des Stapels an einem Teil seiner Umfangskante eine Beschleunigungskraft erfährt. Durch eine Transportvorrichtung wird das beschleunigte Element abgefördert und so von dem übrigen Stapel zunehmend entfernt. Das Beschleunigen an dem Teil der Umfangskante des ersten Elements erfolgt dabei für die Elemente des Stapels jeweils mit einer gleichbleibenden Kraft, woraus sich sowohl hinsichtlich der Qualität als auch des zeitlichen Abstands der vereinzelten Elemente eine konstante Vereinzelung ergibt.For this purpose, the separating device has, in addition to a feed device for feeding the stack, an accelerating device with which the respectively first element of the stack experiences an acceleration force at a part of its peripheral edge. By a transport device, the accelerated element is removed and thus increasingly removed from the rest of the stack. The acceleration at the part of the peripheral edge of the first element takes place in each case for the elements of the stack with a constant force, resulting in a constant separation both in terms of quality and the time interval of the separated elements.
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens .The subclaims relate to advantageous developments of the separating device according to the invention and of the method according to the invention.
Insbesondere ist es vorteilhaft, die Beschleunigung mit Hilfe eines Förderelements zu bewirken. Dabei bewegt sich ein Förderelement mit einer bezüglich der axialen Geschwindigkeit der Umfangskante des ersten Elements des Stapels erhöhten Geschwindigkeit. Trifft nun die Umfangskante des ersten Elements auf das Förderelement der Beschleunigungsvorrichtung, so wird dieser Teil der Umfangskante durch das Fördereiement mitgenommen und in Richtung der Stapelachse von dem Stapel weg beschleunigt.In particular, it is advantageous to effect the acceleration by means of a conveying element. In this case, a conveying element moves at a speed which is increased with respect to the axial speed of the peripheral edge of the first element of the stack. Now meets the peripheral edge of the first element on the conveying element of the accelerator, this part of the peripheral edge is taken by the conveyor element and accelerated in the direction of the stack axis away from the stack.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens beziehungsweise der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung erfolgt die Beschleunigung des Teils der Umfangkante des ersten Elements in wenigstens zwei Beschleunigungsstufen. Dies hat den Vorteil, dass die Beschleunigungskräfte und die Biegemomente, die auf das Element durch die einseitig angreifende Beschleunigungskraft wirken, gering sind. Das zu vereinzelnde Element
wird zunächst einseitig ein Stück weit abgehoben, bevor in dem zweiten Schritt eine weitere Beschleunigung an der selben Umfangskante erfolgt. Diese wirkt jedoch auf das bereits gelöste Element, so dass Effekte, wie beispiels- weise Adhäsion, zwischen den einzelnen Elementen des Stapels an diesem Punkt keine Rolle mehr spielen.According to a further preferred embodiment of the method or the separating device according to the invention, the acceleration of the part of the peripheral edge of the first element takes place in at least two acceleration stages. This has the advantage that the acceleration forces and the bending moments acting on the element by the unilaterally acting acceleration force are low. The element to be separated is first unilaterally lifted a bit before in the second step, a further acceleration takes place on the same peripheral edge. However, this affects the already solved element, so that effects, such as adhesion, between the individual elements of the stack no longer play a role at this point.
Das Beschleunigen des Elements an einem Teil seiner Umfangskante hat weiterhin den Vorteil, dass durch die einseitige Beschleunigung eine Drehbewegung des zu vereinzelnden Elements ausgelöst wird. Wird der Stapel beispielsweise mit seiner Stapelachse in horizontaler Richtung zugeführt, so wird aufgrund der Drehbewegung das zu vereinzelnde Element in der Horizontalen abgelegt. Die Drehbewegung wird allein aufgrund der einseitigen Beschleunigung des Elements eingeleitet, so dass die der beschleunigten unteren Umfangskante entgegengesetzt liegende obere Umfangskante des ersten Elements aufgrund der Schwerkraft nachgeführt und das vereinzelte Element beispielsweise auf einem Förderband abgelegt wird.The acceleration of the element at a part of its peripheral edge further has the advantage that a rotational movement of the element to be separated is triggered by the unilateral acceleration. If the stack is fed, for example, with its stacking axis in the horizontal direction, the element to be separated is deposited in the horizontal due to the rotational movement. The rotational movement is initiated solely on the basis of the unilateral acceleration of the element, so that the accelerated lower peripheral edge opposite lying upper peripheral edge of the first element tracked by gravity and the singulated element is stored, for example on a conveyor belt.
In Abhängigkeit von der Dicke der zu vereinzelnden scheibenförmigen Elemente ist es vorteilhaft, die Zuführung des Stapels zu der Beschleunigungsvorrichtung getaktet vorzunehmen. Durch eine solche Taktung wird sichergestellt, dass das zunächst von dem Stapel abgelöste Element bereits weit genug von dem Stapel entfernt ist, um bei Vereinzelung des nächsten Elements nicht mit diesem zu kollidieren.Depending on the thickness of the disc-shaped elements to be separated, it is advantageous to make the delivery of the stack to the accelerator clocked. Such timing ensures that the element initially detached from the stack is already far enough away from the stack so as not to collide with it when the next element is separated.
Um zu verhindern, dass aufgrund von Adhäsion nicht nur das an seiner Umfangskante beschleunigte Element von dem Stapel abgehoben wird, sondern versehentlich auch das nachfolgende Element des Stapels aufgrund von Adhäsion mit von dem Stapel abgehoben wird, ist es vorteilhaft, eine Bremsvorrichtung vorzusehen, mit der zumindest das benachbarte Element des abzuhebenden ersten Elements mit einer der Beschleunigungskraft entgegen gerichteten Haltekraft beaufschlagt wird.
Zwischen den einzelnen Elementen des Stapels können erhebliche Adhäsionskräfte auftreten. Diese können dazu führen, dass die an der Umfangskante des ersten Elements aufgebrachte Kraft nicht ausreicht, um das erste Element abzuheben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird daher kurz vor dem Beginn der Beschleunigung begonnen, einen Fluidstrahl in den Bereich einer Kontaktfläche zwischen dem ersten, abzuhebenden Element und dessen benachbartem Element einzublasen oder einzuspritzen. Hierzu sind vorzugsweise eine oder mehrere um den Stapel angeordnete Düsen vorgesehen, die jeweils zumindest einen Fluidstrahl auf den Stapel richten, wobei der Fluidstrahl den Stapel an der Kontaktfläche zwischen dem ersten Element und seinem benachbarten Element zumindest unmittelbar vor der Beschleunigung der Umfangskante des ersten Elements trifft. Ein solcher Fluidstrahl kann durch eine oder mehrere Düsen auch aus verschiedenen Richtungen auf den Stapel gerichtet sein, wobei die Strahlen mit einer Stapelachse auch einen von 90° abweichenden Winkel aufweisen können.In order to prevent that not only the accelerated at its peripheral edge element is lifted from the stack due to adhesion, but also accidentally the subsequent element of the stack due to adhesion is lifted off the stack with, it is advantageous to provide a braking device with the at least the adjacent element of the first element to be lifted is subjected to a holding force directed counter to the acceleration force. Significant adhesion forces can occur between the individual elements of the stack. These can lead to the force applied to the peripheral edge of the first element not being sufficient to lift off the first element. According to a preferred embodiment, therefore, shortly before the start of the acceleration, a fluid jet is started to be injected or injected into the region of a contact surface between the first element to be lifted and its adjacent element. For this purpose, preferably one or more nozzles arranged around the stack are provided, each of which directs at least one fluid jet onto the stack, wherein the fluid jet strikes the stack at the contact surface between the first element and its adjacent element at least immediately before the acceleration of the peripheral edge of the first element , Such a fluid jet can be directed by one or more nozzles also from different directions on the stack, wherein the rays with a stacking axis can also have a deviating from 90 ° angle.
Um zu verhindern, dass durch das Abgleiten der der beschleunigten Umfangskante gegenüberliegenden Kante des ersten Elements eine Oberflächenbeschädigung an dem benachbarten Element auftritt, wird zwischen dem bereits leicht abgehobenen ersten Element und dem Stapel ein Fluidpolster durch wiederum zumindest einen Fluidstrahl erzeugt, durch den das Fluidpolster in dem Zwischenraum zwischen dem ersten Element und dem Stapel entsteht, auf dem das erste Element abgleitet. Auf diese Weise wird eine Berührung zwischen der der beschleunigten Umfangskante gegenüberliegenden Umfangskante des ersten Elements und dem benachbarten Element des Stapels verhindert bzw. minimiert.In order to prevent the surface of the adjacent element from slipping off the edge of the first element opposite the accelerated peripheral edge, a fluid cushion is generated between the already slightly lifted first element and the stack by at least one fluid jet through which the fluid cushion in The space between the first element and the stack is formed on which slides off the first element. In this way, a contact between the peripheral edge of the first element opposite the accelerated peripheral edge and the adjacent element of the stack is prevented or minimized.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt und wird in
der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert. Es zeigen:A preferred embodiment of the separating device according to the invention and of the method according to the invention is shown in the drawing and is in the following description explained in detail. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfin- dungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung zu einem ersten Zeitpunkt;1 shows a perspective view of an inventive dicing device at a first time;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung zu einem zweiten Zeitpunkt;FIG. 2 is a perspective view of the separating device according to the invention at a second time; FIG.
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung zu einem dritten Zeitpunkt;3 shows a perspective view of the separating device according to the invention at a third point in time;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung zu einem vierten Zeitpunkt;4 is a perspective view of the separating device according to the invention at a fourth time;
Fig. 5 ein Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung;5 shows a section of the separating device according to the invention;
Fig. 6 ein Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels mit einer Bremsvorrichtung;6 shows a section of an exemplary embodiment with a braking device;
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des Übernahmebereichs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;7 is an enlarged view of the transfer area according to a second embodiment;
Fig. 8 weitere Ausführungsbeispiele zur Ausgestaltung des Übernahmebereichs undFig. 8 further embodiments of the embodiment of the transfer area and
Fig. 9 eine Darstellung einer alternativen Zuführungsvorrichtung.Fig. 9 is an illustration of an alternative feeding device.
In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung 1 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Die Darstellung der Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung 1 zu einem ersten Zeitpunkt, zu
dem von einem Stapel 2 bereits ein erstes Element 3 geringfügig abgehoben wurde. Der Stapel 2 besteht aus einer Vielzahl von Elementen 3, 3 ',..., die jeweils gleiche Abmessungen aufweisen. Es sind auch Stapel mit Elementen verwendbar, die unterschiedlichen Größen aufweisen, wobei die Vereinzelung mit einem Sortiervorgang kombiniert werden kann. Solche Elemente 3, 3 ' , 3 '',... können beispielsweise Silizium-Wafer für die Herstellung von photovoItaischen Anlagen sein. Silizium-Wafer weisen typischer Weise eine Dicke von etwa 50 μm bis 300μm auf. Die erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung 1 sowie das entsprechende Verfahren zur Vereinzelung sind jedoch nicht auf solch dünne Elemente 3, 3", 3 '';... beschränkt. Die Vereinzelungsvorrichtung ist z. B. auch für die Vereinzelung von gestapelten Leiterplatten oder anderen zu vereinzelnden Elementen einsetzbar.In Fig. 1, a separating device 1 according to the invention is shown in a perspective view. The illustration of FIG. 1 shows the separating device 1 according to the invention at a first time, too from a stack 2 already a first element 3 has been slightly lifted. The stack 2 consists of a plurality of elements 3, 3 ', ..., each having the same dimensions. It can also be used stack with elements having different sizes, the separation can be combined with a sorting process. Such elements 3, 3 ', 3 ", ... can be, for example, silicon wafers for the production of photovoltaic systems. Silicon wafers typically have a thickness of about 50 μm to 300 μm. However, the singulating device 1 according to the invention and the corresponding method for singling are not limited to such thin elements 3, 3 ", 3", ... The singling device is also, for example, for the singling of stacked printed circuit boards or other elements to be singulated used.
Um das jeweils erste Element 3 von dem Stapel 2 abzuheben, wird zunächst der Stapel 2 durch eine Zuführungs- Vorrichtung 4 in Richtung einer Beschleunigungsvorrichtung 5 transportiert. Die Zuführungsvorrichtung 4 weist hierzu in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein erstes Paar von Transportbändern bestehend aus einem ersten Transportband 6a und einem zweiten Transportband 6b auf. Das erste und das zweite Transportband 6a und 6b bilden gemeinsam ein Förderelement der Zuführungsvorrichtung 4 aus. Das erste Transportband 6a und das zweite Transportband 6b werden über ein erstes Paar Rollen 7a, 7b sowie ein zweites Paar Rollen 8a, 8b geführt, wobei in der Fig. 1 nur die Rolle 8b des zweiten Paars Rollen 8a, 8b erkennbar ist. Der Antrieb der Transportbänder 6a und 6b erfolgt beispielsweise über eine zwischen den Rollen 7a, 7b gezeigte, fest mit den Rollen 7a, 7b verbundene Antriebsachse .In order to lift the respective first element 3 from the stack 2, first the stack 2 is transported by a feeding device 4 in the direction of an acceleration device 5. For this purpose, the feeding device 4 has in the illustrated embodiment a first pair of conveyor belts consisting of a first conveyor belt 6a and a second conveyor belt 6b. The first and second conveyor belts 6a and 6b together form a conveying element of the feeding device 4. The first conveyor belt 6a and the second conveyor belt 6b are guided over a first pair of rollers 7a, 7b and a second pair of rollers 8a, 8b, wherein in FIG. 1 only the roller 8b of the second pair of rollers 8a, 8b can be seen. The drive of the conveyor belts 6a and 6b, for example via a between the rollers 7a, 7b shown, fixedly connected to the rollers 7a, 7b drive axle.
Die den Stapel 2 bildenden, scheibenförmigen Elemente 3 weisen eine Umfangskante 9 auf, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel für alle Elemente 3, 3',... des Stapels 2 identisch ist und diese im dargestellten
Ausführungsbeispiel rechteckig begrenzt. Die Vereinzelung der Elemente ist auch bei Elementen durchführbar, die von voneinander in ihrer Geometrie abweichenden Umfangskanten begrenzt werden. Mit ihren jeweiligen unteren Umfangs- kanten 9' liegen die Elemente 3, 31, 3'1 des Stapels 2 auf den Transportbändern 6a, 6b der Zuführungsvorrichtung 4 auf und werden somit durch die Zuführungsvorrichtung 4 in der in der Fig. 1 durch einen Pfeil angegebenen Richtung gefördert.The disk-shaped elements 3 forming the stack 2 have a peripheral edge 9, which in the exemplary embodiment illustrated is identical for all elements 3, 3 ',... Of the stack 2 and these are illustrated in FIG Embodiment rectangular limited. The separation of the elements is also feasible for elements that are limited by deviating from each other in their geometry peripheral edges. With their respective lower peripheral edges 9 'are the elements 3, 3 1 , 3' 1 of the stack 2 on the conveyor belts 6a, 6b of the feeder 4 and thus by the feeding device 4 in the in Fig. 1 by an arrow promoted direction.
Aufgrund dieser Zuführbewegung wird zu einem bestimmten Zeitpunkt das erste Element 3 des Stapels 2 in der Figur 1 so weit nach rechts gefördert, dass dessen untere Umfangskante 9' den Kontakt mit den Transportbändern 6a, 6b verliert. Wie es unter Bezugnahme auf Fig. 5 noch ausführlich erläutert wird, weisen die Transportbänder 6a, 6b der Zuführungsvorrichtung 4 und die weiteren Transportbänder in dem dargestellten Ausführungsbeispiel hierzu unterschiedliche Niveaus auf. In einer einfacheren Ausführung können die Niveaus auch identisch sein. Die Beschleunigung des ersten Elements 3 wird durch ein weiteres Förderelement bewirkt. Das weitere Förderelement besteht aus einem dritten Transportband IIa und einem vierten Transportband IIb, die als drittes Paar Transportbänder zusammenwirken. Das dritte und das vierte Transportband IIa, IIb bewegen sich an der die unteren Umfangskante 9 ' des ersten Elements 3 berührenden Seite mit einer Geschwindigkeit in Pfeilrichtung, die größer ist als die Zuführgeschwindigkeit des Stapels 2 und die damit größer ist als die axiale Geschwindigkeit der Elemente 3, 3 ' , 3 ■',... des Stapels 2 in Richtung der Stapelachse 10. Die untere Umfangskante 9 ' des ersten Elements 3 wird dadurch durch das zweite Paar Transportbänder IIa, IIb in Pfeilrichtung beschleunigt und entfernt sich zunehmend von dem benachbarten Element 3' des Stapels 2. Das zweite Paar Transportbänder IIa, IIb bildet dabei ein erstes Förderelement der Beschleunigungsvorrichtung 5.
Das zweite Paar Transportbänder IIa, IIb befindet sich im wesentlichen in axialer Verlängerung zu dem ersten Paar Transportbänder 6a, βb. Durch die höhere Fördergeschwindigkeit wird die untere Umfangskante 9 ' des ersten Elements 3 gegenüber den unteren Umfangskanten der übrigen Elemente des Stapels 2 in einer ersten Beschleunigungsstufe beschleunigt. In dem bevorzugten, dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 schließt sich an das zweite Paar Transportbänder IIa, IIb ein drittes Paar Transportbänder 12a, 12b als weiteres Förderelement an, welches erneut eine gegenüber dem zweiten Paar Transportbänder IIa, IIb erhöhte Fördergeschwindigkeit aufweisen. Aufgrund dieser zweiten Beschleunigungsstufe wird die untere Umfangskante 9 ' des ersten Elements 3 weiter beschleunigt.Due to this feed movement, the first element 3 of the stack 2 in the figure 1 is promoted so far to the right at a certain time that its lower peripheral edge 9 'loses contact with the conveyor belts 6a, 6b. As will be explained in detail with reference to FIG. 5, the conveyor belts 6a, 6b of the feeding device 4 and the further conveyor belts in the illustrated embodiment have different levels for this purpose. In a simpler version, the levels can also be identical. The acceleration of the first element 3 is effected by a further conveying element. The further conveying element consists of a third conveyor belt IIa and a fourth conveyor belt IIb, which cooperate as a third pair of conveyor belts. The third and the fourth conveyor belt IIa, IIb move at the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 contacting side with a speed in the direction of arrow, which is greater than the feed rate of the stack 2 and which is greater than the axial speed of the elements 3, 3 ', 3 ■', ... of the stack 2 in direction of the stacking axis 10. the lower peripheral edge 9 'of the first member 3 is accelerated by the second pair of conveyor belts IIa, IIb in the arrow direction and moves away increasingly adjacent ones of the Element 3 'of the stack 2. The second pair of conveyor belts IIa, IIb forms a first conveying element of the accelerating device 5. The second pair of conveyor belts IIa, IIb is located substantially in axial extension to the first pair of conveyor belts 6a, βb. Due to the higher conveying speed, the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 is accelerated relative to the lower peripheral edges of the remaining elements of the stack 2 in a first acceleration stage. In the preferred, illustrated embodiment of Fig. 1 is followed by the second pair of conveyor belts IIa, IIb a third pair of conveyor belts 12a, 12b as a further conveyor element, which again have a relation to the second pair of conveyor belts IIa, IIb increased conveying speed. Due to this second acceleration stage, the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 is further accelerated.
Das zweite Paar Transportbänder IIa, IIb und das dritte Paar Transportbänder 12a, 12b laufen wie schon das erste Paar Transportbänder 6a, 6b über entsprechende Paare von Rollen 14 bis 17, wobei entsprechende Buchstabenzusätze a, b zu den Bezugszeichen die jeweilige Seitenzugehörigkeit kennzeichnen, wobei ein Teil der Rollen in den Figuren verdeckt ist. Das erste Paar Rollen 14a, 14b des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb und das zweite Paar Rollen 8a, 8b des ersten Paars Transportbänder 6a, 6b sind paarweise auf einer gemeinsamen Achse angeordnet. Um unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten des ersten Paars Transportbänder 6a, 6b und des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb realisieren zu können, sind die Rollen dabei jeweils zueinander drehbar gelagert. In entsprechender Weise sind auch das zweite Paar Rollen 15a, 15b des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb und das erste Paar Rollen 16a, 16b des dritten Paars Transportbänder 12a, 12b jeweils paarweise auf einer gemeinsamen Achse angeordnet.The second pair of conveyor belts IIa, IIb and the third pair of conveyor belts 12a, 12b run like the first pair of conveyor belts 6a, 6b via corresponding pairs of rollers 14 to 17, wherein corresponding letter suffixes a, b to the reference numerals denote the respective side membership, wherein a Part of the roles is hidden in the figures. The first pair of rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb and the second pair of rollers 8a, 8b of the first pair of conveyor belts 6a, 6b are arranged in pairs on a common axis. In order to be able to realize different conveying speeds of the first pair of conveyor belts 6a, 6b and of the second pair of conveyor belts IIa, IIb, the rollers are in each case rotatably mounted to one another. In a corresponding manner, the second pair of rollers 15a, 15b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb and the first pair of rollers 16a, 16b of the third pair of conveyor belts 12a, 12b are also arranged in pairs on a common axis.
Durch das Beschleunigen der unteren Umfangskante 9 ' des ersten Elements 3 wird eine Drehbewegung um den Teil der Umfangskante 9' des ersten Elements 3 eingeleitet. Im Vergleich zu der beschleunigten untere Umfangskante 9 '
bleibt eine gegenüberliegende Umfangskante 9 ' ' zurück und gleitet der Schwerkraft folgend auf der Oberfläche des dem ersten Element 3 benachbarten Elements 3' ab.By accelerating the lower peripheral edge 9 'of the first element 3, a rotational movement about the part of the peripheral edge 9' of the first element 3 is initiated. Compared to the accelerated lower peripheral edge 9 ' An opposite circumferential edge 9 "remains behind and, following gravity, slides on the surface of the element 3 'adjacent to the first element 3.
Sowie die untere Umfangskante 9 ' des ersten Elements 3 durch das zweite Paar Transportbänder IIa, IIb und das dritte Paar Transportbänder 12a, 12b weit genug von dem übrigen Stapel 2 entfernt ist, liegt das nunmehr in die Horizontale gedrehte erste Element 3 mit seiner ursprünglich dem Stapel 2 zugewandten Oberfläche flach auf den Transportbändern. Durch das dritte Paar Transportbänder 12a, 12b wird zudem das bereits vereinzelte Element 3 einer Transporteinrichtung 32 zugeführt, die aus einem vierten Paar Transportbänder 13a, 13b besteht. Die Transportbänder 13a und 13b werden wiederum durch zwei Rollenpaare 18a, 18b und 19a, 19b geführt. Am Ende des vierten Paars Transportbänder 13a, 13b kann das so vereinzelte Element 3 beispielsweise im Falle von Silizium-Wafern entweder einzeln in einer Kassette abgelegt werden, oder aber direkt in einen weiteren Verarbeitungsprozess beschickt werden. Anders als in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die zweite Beschleunigungsstufe gleichzeitig auch als Transportvorrichtung ausgebildet sein.As soon as the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 is far enough away from the remaining stack 2 by the second pair of conveyor belts IIa, IIb and the third pair of conveyor belts 12a, 12b, the first element 3, now turned horizontally, lies with its original one Stack 2 facing surface flat on the conveyor belts. By the third pair of conveyor belts 12a, 12b, moreover, the already separated element 3 is fed to a transport device 32, which consists of a fourth pair of conveyor belts 13a, 13b. The conveyor belts 13a and 13b are again guided by two pairs of rollers 18a, 18b and 19a, 19b. At the end of the fourth pair of conveyor belts 13a, 13b, the singulated element 3 can be stored, for example in the case of silicon wafers, either individually in a cassette, or fed directly into another processing process. Unlike in the illustrated embodiment, the second acceleration stage can also be designed as a transport device at the same time.
Während der Zuführung des Stapels 2 durch die Zuführungsvorrichtung 4 wird der Stapel 2 zumindest an zwei Seiten der Zuführungsvorrichtung 4 durch sich in axialer Richtung erstreckende Führungselemente gehalten. Die Führungselemente sind der besseren Darstellung wegen in den Figuren nicht gezeigt.During the feeding of the stack 2 by the feeding device 4, the stack 2 is held on at least two sides of the feeding device 4 by guide elements extending in the axial direction. The guide elements are not shown for better illustration in the figures.
Wie es bereits einleitend erläutert wurde, ist die gezeigte Vereinzelungsvorrichtung 1 besonders geeignet zum Vereinzeln von Silizium-Wafern. Solche Silizium-Wafer gibt es in unterschiedlichen Ausführungen. Bezüglich der Vereinzelung muss hier in erster Linie zwischen zwei Typen von Wafern unterschieden werden. Zum einen gibt es sogenannte gezogene Wafer, deren Oberfläche leicht wellig
ist. Hiervon zu unterscheiden sind monokristalline oder multikristalline Wafer, bei denen in gestapelter Form wegen ihrer glatten Oberfläche erhebliche Adhäsionskräfte auftreten. Um das Ablösen des jeweils ersten Elements 3 vom Stapel 2 zu ermöglichen, sind daher zusätzlich zu der Beschleunigung der unteren Umfangskanten 91 des jeweils ersten Elements 3 weitere Maßnahmen erforderlich bzw. möglich.As already explained in the introduction, the separating device 1 shown is particularly suitable for separating silicon wafers. Such silicon wafers are available in different designs. With regard to singling, a distinction must be made here primarily between two types of wafers. For one thing, there are so-called drawn wafers whose surface is slightly wavy is. A distinction must be made between monocrystalline or multicrystalline wafers in which, due to their smooth surface, considerable adhesion forces occur in stacked form. In order to enable the detachment of the respective first element 3 from the stack 2, further measures are therefore necessary or possible in addition to the acceleration of the lower peripheral edges 9 1 of the respective first element 3.
Erfindungsgemäß wird das Ablösen des ersten Elements 3 von dem Stapel 2 dadurch herbeigeführt, dass seitlich in einem Übernahmebereich von der Zuführungsvorrichtung 4 zu der Beschleunigungsvorrichtung 5 mehrere Fluiddüsen 27a, 27b, 27c angeordnet sind, mit deren Hilfe mehrere Fluidstrahlen 21a, 21b und 21c auf den Stapel 2 gerichtet werden. Kurz bevor die Beschleunigung der unteren Umfangskanten 9 ' einsetzt, hat das erste Element 3 mit seiner Umfangskante 9 die Fluidstahlen 21a, 21b und 21c passiert. Das Fluid wird durch die Fluiddüsen 27a, 27b und 27c in den Bereich einer Kontaktfläche zwischen dem ersten Element 3 und dem benachbarten Element 3" eingeblasen bzw. eingespritzt und bewirkt so ein leichtes Abheben der aneinander "klebenden" Wafer.According to the invention, the detachment of the first element 3 from the stack 2 is brought about by arranging a plurality of fluid nozzles 27a, 27b, 27c laterally in a transfer region from the supply device 4 to the accelerating device 5, with the aid of which a plurality of fluid jets 21a, 21b and 21c are applied to the Stack 2 will be addressed. Just before the acceleration of the lower peripheral edges 9 'begins, the first element 3 with its peripheral edge 9 has passed the fluid steels 21a, 21b and 21c. The fluid is injected through the fluid nozzles 27a, 27b, and 27c into the area of a contact surface between the first member 3 and the adjacent member 3 ", thus causing easy lifting of the adhered wafers.
Die Fluiddüsen 27a, 27b und 27c sind vorzugsweise bewegbar angeordnet. Die bewegbare Anordnung ermöglicht entweder eine lineare Bewegung in und entgegengesetzt zur Transportrichtung des Stapels 2 oder aber eine Drehung der Fluiddüsen 27a, 27b, und 27c. Bei einer drehbaren Anordnung verändert sich der Winkel, in dem das Fluid auf die zu vereinzelnden Elemente 3 des Stapels 2 trifft. Zur Verbesserung der Vereinzelung werden die Fluiddüsen 27a, 27b und 27c gemeinsam oszillierend bewegt, so dass eine stufenweise Auffächerung der Elemente des Stapels 2 erfolgt. Dabei kann entweder das Fluid durch die Fluiddüsen 27a, 27b und 27c kontinuierlich zugeführt werden oder aber getaktet, wobei im Falle einer getakteten Zuführung von Fluid der Fluidstrom vorzugsweise für eine
Bewegung der Fluiddüsen 27a, 27b und 27c entgegen der Förderrichtung des Stapels 2 ausgesetzt wird.The fluid nozzles 27a, 27b and 27c are preferably arranged to be movable. The movable arrangement allows either a linear movement in and opposite to the transport direction of the stack 2 or a rotation of the fluid nozzles 27a, 27b, and 27c. In a rotatable arrangement, the angle at which the fluid impinges on the elements 3 to be separated of the stack 2 changes. To improve the separation, the fluid nozzles 27a, 27b and 27c are moved together oscillating, so that a gradual fanning of the elements of the stack 2 takes place. In this case, either the fluid can be continuously supplied by the fluid nozzles 27a, 27b and 27c or clocked, wherein in the case of a pulsed supply of fluid, the fluid flow is preferably for a Movement of the fluid nozzles 27 a, 27 b and 27 c counter to the conveying direction of the stack 2 is exposed.
Als Fluid wird im einfachsten Fall Luft verwendet. Eine höhere Integration in ein Fertigungsverfahren ist jedoch möglich, indem ein auf einen Bearbeitungsprozess abgestimmtes Fluid verwendet wird. Insbesondere ist es denkbar als Fluid eine Reinigungsflüssigkeit zu verwenden.The fluid used in the simplest case is air. However, higher integration into a manufacturing process is possible by using a fluid tuned to a machining process. In particular, it is conceivable to use a cleaning fluid as the fluid.
Das Einblasen oder Einspritzen des Fluids kann auch schon vor dem Eintritt des Stapels 2 in den Übernahmebereich begonnen werden. So wird der Stapel 2 im Idealfall bereits während der Zuführung kontinuierlich gelockert.The injection or injection of the fluid can also be started before the entry of the stack 2 in the transfer area. Thus, the stack 2 is ideally already loosened during the feeding continuously.
In den Figuren ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform dargestellt, bei der sowohl zu beiden Seiten des Stapels 2 als auch an der Unterseite des Stapels 2 jeweils eine Fluiddüse 27a, 27b, 27c vorgesehen ist, die mit jeweils einem scharfen Strahl 21a, 21b, 21c das Abheben des ersten Elements 3 bewirken. Die Geometrie der Strahlen 21a, 21b, 21c entspricht im Wesentlichen jeweils einem Kreissegment, wobei die Ausdehnung in Richtung der Stapelachse 10 scharf begrenzt ist. Gute Ergebnisse lassen sich auch mit einem zylindrischen Strahl erzielen, der vorzugsweise scharf begrenzt ist. In den Figuren ist dargestellt, dass die Strahlrichtung näherungsweise senkrecht auf der Stapelachse 10 steht. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, die Fluidstrahlen 21a, b, c leicht in Richtung der Förderrichtung zu führen, um das Abheben des ersten Elements 3 durch die Fluidstrahlen 21a bis 21c zu begünstigen.In the figures, a particularly preferred embodiment is shown in which both on both sides of the stack 2 and at the bottom of the stack 2 each have a fluid nozzle 27a, 27b, 27c is provided, each with a sharp beam 21a, 21b, 21c the Lift off the first element 3 effect. The geometry of the beams 21a, 21b, 21c substantially corresponds in each case to a circle segment, the extent being sharply delimited in the direction of the stack axis 10. Good results can also be achieved with a cylindrical jet, which is preferably sharply defined. In the figures it is shown that the beam direction is approximately perpendicular to the stacking axis 10. However, it may also be advantageous to guide the fluid jets 21a, b, c slightly in the direction of the conveying direction in order to promote the lifting of the first element 3 by the fluid jets 21a to 21c.
In der Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung 1 zu einem späteren Zeitpunkt dargestellt. Während das erste Element 3 bereits nahezu vollständig auf dem dritten Paar Transportbänder 12a, 12b abgelegt ist, wurde das benachbarte Element 31 an seiner unteren Umfangskante bereits beschleunigt und seine Drehbewegung eingeleitet. Das weitere Element 31 1 hat dagegen noch Kontakt zu dem ersten Paar Transportbänder
6a, 6b, so dass dessen untere Umfangskante noch keine beschleunigende Kraft erfährt. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in der Fig. 2 die weiteren Elemente des Stapels 2 nicht mehr dargestellt.In FIG. 2, the singulating device 1 according to the invention is shown at a later point in time. While the first element 3 is already almost completely deposited on the third pair of conveyor belts 12a, 12b, the adjacent element 3 1 has already been accelerated at its lower peripheral edge and initiated its rotational movement. The other element 3 1 1 , however, still has contact with the first pair of conveyor belts 6a, 6b, so that its lower peripheral edge does not experience any accelerating force. For the sake of clarity, the further elements of the stack 2 are no longer shown in FIG.
Wie es bereits erläutert wurde, ergibt sich ein besonders schonendes Verfahren der Vereinzelung, bei dem insbesondere die Oberfläche des jeweils benachbarten Elements, in dem dargestellten Beispiel die Oberflächen der benachbarten Elemente 3', 31 1 nicht durch die obere Umfangskante 9 ' ' beschädigt wird, indem die Drehbewegung des ersten Elements 3 mit Unterstützung durch ein Fluidpolster vorgenommen wird. Hierzu sind weitere Fluiddϋsen 23 bis 26 vorgesehen, mit denen auf der dem Stapel 2 zugewandten Seite der sich drehenden Elemente 3, 3' ein Fluidpolster geschaffen wird. Dieses stützt die sich drehenden Elemente 3, 3', so dass die jeweilige obere Umfangskante der sich drehenden Elemente 3, 3' nicht in Anlage mit der Oberfläche des nachfolgenden Elements 3 ' bzw. 3'1 des Stapels 2 kommt.As already explained, a particularly gentle method of singling results, in which in particular the surface of the respectively adjacent element, in the illustrated example, the surfaces of the adjacent elements 3 ', 3 1 1 is not damaged by the upper peripheral edge 9 " in that the rotational movement of the first element 3 is carried out with the assistance of a fluid cushion. For this purpose, further fluid nozzles 23 to 26 are provided with which on the stack 2 facing side of the rotating elements 3, 3 ', a fluid cushion is provided. This supports the rotating elements 3, 3 ', so that the respective upper peripheral edge of the rotating elements 3, 3' does not come into contact with the surface of the subsequent element 3 'or 3' 1 of the stack 2.
Die einzelnen Fluiddüsen 23 bis 27 können auch mit unterschiedlichen Fluidmedien betrieben werden. Insbesondere kann auch eine Mischung von unterschiedlichen Fluidmedien bei einem Teil oder allen Fluiddüsen 23 bis 27 verwendet werden. Beispielsweise kann eine Reinigungsflüssigkeit als Spray zusammen mit Luft durch die Fluiddüsen 23 bis 27 geblasen werden.The individual fluid nozzles 23 to 27 can also be operated with different fluid media. In particular, a mixture of different fluid media may also be used on a part or all of the fluid nozzles 23 to 27. For example, a cleaning liquid may be sprayed as a spray along with air through the fluid nozzles 23 to 27.
Die erste Fluiddüse 23 des Fluidpolsters ist bereits kurz nach oder in dem Übernahmebereich von der Zuführungsvorrichtung 4 zu der Beschleunigungsvorrichtung 5 im Bereich des ersten Paars Transportbänder IIa, IIb angeordnet. Das von der ersten Fluiddüse 23 zur Erzeugung des Fluidpolsters eingeblasene bzw. eingespritzte Fluid strömt in den sich im Bereich der unteren Umfangskante 9 ' des ersten Elements 3 ausbildenden Zwischenraum zwischen dem ersten Element 3 und dem benachbarten Element 3 ' bzw. zum Zeitpunkt der Fig. 2 zwischen das benachbarte Element
3 ' und das weitere Element 3 ' ' . Durch Verwendung unterschiedlicher Fluiddüsen 23 bis 26 und Fluidmedien ist die Vereinzelungsvorrichtung 1 in leichter Weise auf unterschiedliche gestapelte Elemente 3, 3', 3'', ... einstellbar. Insbesondere ist es dadurch möglich, die Vereinzelungsvorrichtung 1 in einfacher Weise an beispielsweise unterschiedliche Waferdicken einzustellen. Entsprechend der zunehmenden Angriffsfläche bei fortschreitender Drehbewegung der Elemente 3, 3', 3'' ist es außerdem vorteilhaft, von den Fluiddüsen 23 bis 26 erzeugte Fluidstrahlen 28 bis 31 hinsichtlich ihrer Geometrie bzw. ihrer Strahlstärke anzupassen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Beschleunigungsvorrichtung 5 und die Transportvorrichtung 32 jeweils ein parallel geführtes Paar Transportbänder IIa, IIb, 12a, 12b und 13 a, b für zwei Beschleunigungsstufen und das Abfördern der Elemente 3, 3 ' , 3 '",... umfasst, werden die Fluiddüsen 23 bis 26 vorzugsweise in einem zwischen den jeweiligen Transportbänderpaaren ausgebildeten Zwischenraum angeordnet .The first fluid nozzle 23 of the fluid cushion is already arranged shortly after or in the transfer region from the supply device 4 to the acceleration device 5 in the region of the first pair of conveyor belts IIa, IIb. The injected from the first fluid nozzle 23 for generating the fluid cushion or fluid flows into the forming in the region of the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 gap between the first element 3 and the adjacent element 3' or at the time of FIG. 2 between the adjacent element 3 'and the further element 3''. By using different fluid nozzles 23 to 26 and fluid media, the singling device 1 can be easily adjusted to different stacked elements 3, 3 ', 3 ",... In particular, this makes it possible to adjust the separating device 1 in a simple manner to, for example, different wafer thicknesses. In accordance with the increasing attack surface as the rotational movement of the elements 3, 3 ', 3 "progresses, it is also advantageous to adapt fluid jets 28 to 31 generated by the fluid nozzles 23 to 26 with regard to their geometry or their beam intensity. In the illustrated embodiment, in which the acceleration device 5 and the transport device 32 each have a pair of parallel conveyor belts IIa, IIb, 12a, 12b and 13a, b for two acceleration stages and the conveying of the elements 3, 3 ', 3'",. .., the fluid nozzles 23 to 26 are preferably arranged in a space formed between the respective conveyor belt pairs gap.
In der Fig. 3 ist die Vereinzelungsvorrichtung 1 zu einem noch einmal späteren Zeitpunkt dargestellt. Hierbei ist auch das weitere benachbarte Element 3 ' ' an seiner unteren Umfangskante beschleunigt worden und das erste Element 3 liegt bereits in einer horizontalen Ebene auf den Transportbändern 13a, 13b der Transportvorrichtung 32 auf. Hier kann bereits eine Vorrichtung zur Kontrolle der korrekten Vereinzelung integriert werden. Denkbar ist z.B. eine Gewichtserfassung oder eine optische Dickenkontrolle. Die Integration kann auch eine automatische Sortierung der Elemente oder andere Vorrichtungen betreffen. Bei nicht korrekter Vereinzelung wird das bzw. die nicht korrekt vereinzelten Elemente aus dem weiteren Transport ausgefasst und erneut dem Vereinzelungsprozess zugeführt. Bei dem benachbarten Element 3 ' ist dessen Drehbewegung fast abgeschlossen.
Bei der Beschleunigung durch die Beschleunigungsvorrichtung 5 muss sichergestellt werden, dass ein ausreichender Abstand zwischen der jeweiligen unteren Umfangskante 9 ' der aufeinanderfolgenden Elemente 3 , 3 ' , 31', ... besteht, um ein Überlappen beim Abfördern nacheinander abgelegten Elemente 3, 3', 31' zu verhindern. Hierzu ist es beispielsweise bei besonders dünnen Elementen 3, 31, 31' möglich, die Zuführvorrichtung 4 zu takten. Durch eine entsprechende Taktung der Zuführungs- Vorrichtung 4 wird bewirkt, dass der Kontakt der unteren Umfangkante 9' des benachbarten Elements 3' bzw. des weiter benachbarten Elements 3 ' ' mit den Transportbändern IIa, IIb der Beschleunigungsvorrichtung 5 erst dann erfolgt, wenn die untere Umfangskante des vorausgehenden Elements 3 bzw. 3' bereits einen ausreichenden Abstand aufweist. Auf eine solche getaktete Zuführungsvorrichtung 4 kann dagegen beispielsweise verzichtet werden, wenn es sich bei den zu vereinzelnden Elementen um vergleichsweise dicke Elemente handelt. Solche dickeren Elemente sind beispielsweise gestapelte Leiterplatten. Aufgrund der eigenen Dicke bleibt bei entsprechend gewählter, konstanter Zuführgeschwindigkeit hier solange der Kontakt mit den Transportbändern 6a, 6b der Zuführungsvorrichtung 4 bestehen ehe eine Beschleunigung eintritt, bis die untere Umfangskante 9 ' des vorangegangenen ersten Elements 3 bereits ausreichend weit transportiert wurde.In FIG. 3, the separating device 1 is shown at a later point in time. Here, the further adjacent element 3 '' has been accelerated at its lower peripheral edge and the first element 3 is already in a horizontal plane on the conveyor belts 13a, 13b of the transport device 32. Here already a device for controlling the correct separation can be integrated. It is conceivable, for example, a weight detection or an optical thickness control. The integration may also involve automatic sorting of the elements or other devices. If the separation is not correct, the element (s) not correctly separated is taken from the further transport and returned to the singulation process. In the adjacent element 3 'whose rotational movement is almost complete. During the acceleration by the accelerating device 5, it must be ensured that there is a sufficient distance between the respective lower peripheral edge 9 'of the successive elements 3, 3', 3 1 ',..., In order to prevent overlapping of elements 3, 3 deposited one after the other in conveying ', 3 1 ' to prevent. For this purpose, it is possible, for example, in particularly thin elements 3, 3 1 , 3 1 'to clock the feeder 4. By a corresponding timing of the feeding device 4 causes the contact of the lower peripheral edge 9 'of the adjacent element 3' and the further adjacent element 3 '' with the conveyor belts IIa, IIb of the accelerator 5 only then takes place when the lower Peripheral edge of the preceding element 3 or 3 'already has a sufficient distance. On the other hand, such a clocked supply device 4 can be dispensed with, for example, if the elements to be separated are comparatively thick elements. Such thicker elements are, for example, stacked printed circuit boards. Due to its own thickness, the contact with the conveyor belts 6a, 6b of the feeding device 4 remains at a correspondingly selected, constant feed speed before an acceleration occurs until the lower peripheral edge 9 'of the preceding first element 3 has already been transported sufficiently far.
In der Fig. 4 ist es schließlich gezeigt, wie drei Elemente 3, 3' und 31 ' des Stapels 2 zur weiteren Verarbeitung einzeln und nacheinander auf dem vierten Paar Transportbänder 13a, 13b angeordnet sind, die ein Förderelement der Transportvorrichtung 32 bilden. Auf die Darstellung weiterer Elemente wurde verzichtet, so dass noch einmal deutlich die bevorzugte Anordnung der Fluiddüsen 27 und 23-26 zu erkennen ist.4, it is finally shown how three elements 3, 3 'and 3 1 ' of the stack 2 are arranged for further processing individually and successively on the fourth pair of conveyor belts 13a, 13b, which form a conveying element of the transport device 32. The presentation of further elements has been omitted, so that once again clearly shows the preferred arrangement of the fluid nozzles 27 and 23-26.
Die Fig. 5 zeigt noch einmal eine vergrößerte Darstellung des Übernahmebereichs von der Zuführungsvorrichtung 4 zu der Beschleunigungsvorrichtung 5. Es ist zu erkennen, dass
der Stapel 2 mit den unteren Umfangskanten 9 ' der Elemente 3, 3", 3'1 usw. auf dem Paar Transportbänder 6a, 6b aufliegt, wobei in der Seitendarstellung nur das zweite Transportband 6b der Zuführungsvorrichtung 4 erkennbar ist. Aufgrund der Auflage der unteren Umfangskante 9' der einzelnen Elemente 3, 31, 31 1 des Stapels 2 auf dem Paar Transportbänder 6a, 6b ergibt sich ein erster Abstand dx des Transportbandes 6b von der Stapelachse 10. Im Unterschied dazu ist ein zweiter Abstand d2 der Transportbänder IIa, IIb des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb gegenüber dem ersten Abstand dx vergrößert. Eine Vergrößerung des Abstandes des zweiten Paars der Transportbänder IIa, IIb kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Durchmesser der Rollen 14a, 14b gegenüber dem Durchmesser der Rollen 8a, 8b, des ersten Paars Transportbänder 6a, 6b, die auf dem selben Achsenpaar 20 angeordnet sind, verringert ist.FIG. 5 again shows an enlarged view of the transfer region from the delivery device 4 to the accelerator device 5. It can be seen that the stack 2 with the lower peripheral edges 9 'of the elements 3, 3 ", 3' 1 etc. rests on the pair of conveyor belts 6a, 6b, wherein in the side view only the second conveyor belt 6b of the feeding device 4 can be seen Peripheral edge 9 'of the individual elements 3, 3 1 , 3 1 1 of the stack 2 on the pair of conveyor belts 6a, 6b results in a first distance d x of the conveyor belt 6b from the stack axis 10. In contrast, a second distance d 2 of the conveyor belts IIa, IIb of the second pair conveyors IIa, IIb d opposite the first distance x increases. An increase of the distance of the second pair of conveyor belts IIa, IIb may be achieved, for example, that the diameter of the rollers 14a, 14b relative to the diameter of the rollers 8a , 8b, of the first pair of conveyor belts 6a, 6b, which are arranged on the same pair of axles 20, is reduced.
In der Fig. 5 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dargestellt, bei der der zweite Abstand d2 gegenüber dem ersten Abstand dx vergrößert ist. Ebenso ist es auch möglich, bei der Zuführung des Stapels 2 das erste Element 3 in Richtung der Beschleunigungsvorrichtung 5 zu bewegen, wobei das erste Paar Transportbänder IIa, IIb der Beschleunigungsvorrichtung 5 einem gegenüber dem ersten Abstand dx der Transportbänder 6a, 6b der Zuführungsvorrichtung 4 verringerten Abstand d2 aufweist. In diesem Fall wird der Stapel 2 mit dem ersten Element 3 gegen das zweite Paar Transportbänder IIa, IIb bewegt, woraufhin die untere Umfangskante 9 ' des ersten Elements 3 ebenfalls zu einem definierten Zeitpunkt Kontakt mit den schneller laufenden Transportbändern IIa, IIb hat.FIG. 5 shows a particularly advantageous embodiment in which the second distance d 2 is increased in relation to the first distance d x . Likewise, it is also possible to move the first element 3 in the direction of the accelerating device 5 when the stack 2 is fed, the first pair of conveyor belts IIa, IIb of the accelerating device 5 being opposite the first distance dx of the conveyor belts 6a, 6b of the feeding device 4 having reduced distance d 2 . In this case, the stack 2 is moved with the first element 3 against the second pair of conveyor belts IIa, IIb, whereupon the lower peripheral edge 9 'of the first element 3 also at a defined time in contact with the faster moving conveyor belts IIa, IIb has.
Zudem ist in der Fig. 5 noch einmal anschaulich die Lage der Kontaktfläche 22 zwischen dem ersten Element 3 und seinem benachbarten Element 3 ' gezeigt .In addition, the position of the contact surface 22 between the first element 3 and its adjacent element 3 'is once again clearly shown in FIG. 5.
In der Fig. 6 ist noch einmal ein Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung dargestellt. In
dem Übernahmebereich zwischen der Zuführvorrichtung 4 sowie der Beschleunigungsvorrichtung 5 ist ein Beispiel für eine Bremsvorrichtung 33 dargestellt. Ein durch die Transportbänder 6a, 6b der Zuführungsvorrichtung 4 in Pfeilrichtung transportierter Stapel 2 erreicht dabei mit seinen ersten Elementen die Bremsvorrichtung 33. Der besseren Darstellung wegen sind jeweils nur die mit den Zusatz "a" bezeichneten Transportbänder und Rollen dargestellt. Die Bremsvorrichtung 33 weist an ihrer dem zu transportierenden Stapel 2 zugewandten Seite eine einseitige, in Förderrichtung angeordnete Erhöhung 34 auf, gegen welche durch die Zuführungsvorrichtung 4 der zu transportierende Stapel 2 gefördert wird. Anstelle der in der Fig. 6 dargestellten gekrümmten Kontur der dem Stapel 2 zugewandten Seite der Bremsvorrichtung 33 kann alternativ z. B. auch eine keilförmige Geometrie der Bremsvorrichtung 33 gewählt werden. Während des Transports in Pfeilrichtung verringert sich der Abstand der Bremsvorrichtung 33 bezüglich der Stapelachse 10. In Förderrichtung ist die Bremsvorrichtung 33 dabei so angeordnet, dass eine hintere Kante 35 durch das erste Element 3 des Stapels 2 zu einem Zeitpunkt erreicht wird, in dem ein weiterer Kontakt mit den Transportbändern 6a, 6b der Zuführungsvorrichtung 4 nicht mehr erfolgt. Stattdessen gleitet das jeweils erste Element 3 des Stapels 2 bei Überschreiten der Hinterkante 35 der Bremsvorrichtung 33 zu einem definierten Zeitpunkt ab und wird an seiner unteren Umfangskante 9 ' durch das Transportband IIa der Beschleunigungsvorrichtung 5 beschleunigt.FIG. 6 again shows a section of the separating device according to the invention. In An example of a braking device 33 is shown in the transfer region between the delivery device 4 and the acceleration device 5. A transported through the conveyor belts 6a, 6b of the feeder 4 in the direction of arrow stack 2 reaches it with its first elements, the braking device 33. For the sake of clarity, only the designated with the addition "a" conveyor belts and rollers are shown. The brake device 33 has, on its side facing the stack 2 to be transported, a one-sided elevation 34 arranged in the conveying direction, against which the stack 2 to be transported is conveyed by the feed device 4. Instead of the curved contour shown in FIG. 6 of the stack 2 facing side of the braking device 33 may alternatively z. B. also a wedge-shaped geometry of the braking device 33 can be selected. During transport in the direction of the arrow, the distance of the braking device 33 with respect to the stacking axis 10 decreases. In the conveying direction, the braking device 33 is arranged so that a rear edge 35 is reached by the first element 3 of the stack 2 at a time in which another Contact with the conveyor belts 6a, 6b of the feeder 4 no longer occurs. Instead, the respective first element 3 of the stack 2 slides at a defined time when the trailing edge 35 of the braking device 33 is exceeded and is accelerated at its lower peripheral edge 9 'by the conveyor belt IIa of the accelerating device 5.
In der Fig. 6 ist weiterhin zu erkennen, dass im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 5 auch ein vergrößerter Übernahmebereich ausgebildet sein kann, in dem die jeweiligen Achsen 20 der Rollen 14a und 20' der Rolle 8a in Förderrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Wie es bereits unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ausführlich erläutert wurde, ist auch in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 das
Transportbandpaar IIa, IIb mit einem gegenüber dem ersten Abstand dx des ersten Transportbandpaares 6a, 6b von der Stapelachse 10 vergrößerten zweiten Abstand d2 angeordnet.It can also be seen in FIG. 6 that, in contrast to the exemplary embodiments of FIGS. 1 to 5, an enlarged transfer region can also be formed, in which the respective axes 20 of the rollers 14a and 20 'of the roller 8a are offset relative to one another in the conveying direction are. As has already been explained in detail with reference to the embodiment of FIG. 5, also in the embodiment of FIG Conveyor pair IIa, IIb arranged with respect to the first distance d x of the first conveyor belt pair 6a, 6b of the stacking axis 10 enlarged second distance d 2 .
In den Figuren bilden jeweils zwei Transportbänder gemeinsam ein Förderelement der Zuführungsvorrichtung 4 , der Beschleunigungsvorrichtung 5 sowie der Transportvorrichtung 32. Die Verwendung anderer Förderelemente ist ebenso möglich.In the figures, two conveyor belts together form a conveying element of the feeding device 4, the accelerating device 5 and the transport device 32. The use of other conveying elements is also possible.
In Fig. 7 ist eine vergrößerte Darstellung eines Übernahmebereichs zwischen der Zuführungsvorrichtung 4 sowie der Beschleunigungsvorrichtung 5 dargestellt. Wie bereits in den vorangegangenen Beispielen ist das Niveau bezüglich der Stapelachse in der Zuführungsvorrichtung 4 sowie in der Beschleunigungsvorrichtung 5 unterschiedlich. Um das Abheben des jeweils ersten Elements 3 eines Stapels 2 zu verbessern, ist zusätzlich ein gezähntes Rad 36 vorgesehen. In dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbei- spiel ist das gezähnte Rad 36 als Zahnrad ausgeführt. Hiervon abweichende Flankengeometrien können jedoch erforderlich sein, um das gezähnte Rad 36 auf die Dicke der zu vereinzelnden Elemente 3 anzupassen. Das gezähnte Rad 36 weist vorzugsweise einen äußeren Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Rollen des zweiten Paars Rollen 8a, 8b plus der zweifachen Stärke des ersten bzw. zweiten Transportbandes 6a, 6b. Wie es in der Fig. 7 ersichtlich ist, hat dies zur Folge, dass eine Bewegung des Stapels 2 in Pfeilrichtung noch vor dem Erreichen des Endes der Zuführvorrichtung 4 das erste Element 3 des Stapels 2 in Kontakt mit dem sich drehenden gezähnten Rad 36 bringt. Durch das gezähnte Rad 36 wird damit das jeweils erste Element 3 des Stapels 2 an der jeweils unteren Umfangskante 9 ' erfasst und von dem Stapel abge- hoben. Aufgrund des geringfügig größeren Durchmessers des gezähnten Rades 36 wird dabei mit dem Element 3 eine Hubbewegung ausgeführt .
Wie es bereits erläutert wurde, ist die Geometrie der Zähne des gezähnten Rades 36 auf die Dicke der zu vereinzelnden Elemente 3 abgestimmt, so dass jeweils ein Element 3 sicher durch zwei aufeinanderfolgende Zähne des gezähnten Rades 36 in Richtung auf die Beschleunigungsvorrichtung 5 hin transportiert wird. Die jeweils untere Umfangskante 9' wird durch das gezähnte Rad 36 solange transportiert, bis die untere Umfangskante 91 des transportierten Elements 3 in Kontakt mit dem dritten und vierten Transportband IIa, IIb kommt. Zu diesem Zeitpunkt übernimmt das dritte und vierte Transportband IIa, IIb den weiteren Transport der unteren Umfangskante 9', wodurch es in bereits beschriebener Weise zu einer Ablage der nacheinander vereinzelten Elemente des Stapels 2 kommt.In Fig. 7 is an enlarged view of a transfer area between the feeding device 4 and the acceleration device 5 is shown. As in the previous examples, the level with respect to the stacking axis in the feeding device 4 and in the accelerating device 5 is different. In order to improve the lifting of the respective first element 3 of a stack 2, a toothed wheel 36 is additionally provided. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 7, the toothed wheel 36 is designed as a toothed wheel. However, deviating flank geometries may be required to adapt the toothed wheel 36 to the thickness of the elements 3 to be singulated. The toothed wheel 36 preferably has an outer diameter greater than the diameter of the rollers of the second pair of rollers 8a, 8b plus twice the thickness of the first and second conveyor belts 6a, 6b, respectively. As can be seen in Fig. 7, this has the consequence that movement of the stack 2 in the direction of the arrow before reaching the end of the feeder 4 brings the first element 3 of the stack 2 into contact with the rotating toothed wheel 36. As a result of the toothed wheel 36, the respective first element 3 of the stack 2 is thus grasped at the respectively lower peripheral edge 9 'and lifted off the stack. Due to the slightly larger diameter of the toothed wheel 36 while a lifting movement is performed with the element 3. As already explained, the geometry of the teeth of the toothed wheel 36 is tuned to the thickness of the elements 3 to be separated so that one element 3 is safely transported through two successive teeth of the toothed wheel 36 towards the accelerator 5. The respective lower peripheral edge 9 'is transported by the toothed wheel 36 until the lower peripheral edge 9 1 of the transported element 3 comes into contact with the third and fourth conveyor belt IIa, IIb. At this time, the third and fourth conveyor belt IIa, IIb takes over the further transport of the lower peripheral edge 9 ', whereby it comes in a manner already described to a storage of successively isolated elements of the stack 2.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel dreht sich das gezähnte Rad 36 vorzugsweise mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie das erste Paar Rollen 14a, 14b des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb wodurch eine Beschleunigung der unteren Umfangskante 9' erreicht wird. Abweichend von der in der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform kann das gezähnte Rad 36 jedoch auch einen eigenen Antrieb aufweisen, wodurch insbesondere das erste Paar Rollen 14a, 14b des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb auf einer eigenen Achse drehbar gelagert sein kann. Auch bei der Verwendung eines gezähnten Rads 36 zum Anheben des jeweils ersten Elements von dem Stapel 2 ist es möglich, dass das Niveau des dritten und vierten Transportbandes IIa, IIb das Niveau des ersten und zweiten Transportbandes 6a, 6b übersteigt und die entstehende Höhendifferenz durch ein Anheben des jeweils ersten Elementes mittels des gezähnten Rades 36 überwunden wird.In the embodiment shown in the drawing, the toothed wheel 36 preferably rotates at the same angular velocity as the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb, thereby achieving acceleration of the lower peripheral edge 9 '. Notwithstanding the embodiment shown in FIG. 7, however, the toothed wheel 36 can also have its own drive, whereby in particular the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb can be rotatably mounted on a separate axis. Even with the use of a toothed wheel 36 for lifting the respective first element of the stack 2, it is possible that the level of the third and fourth conveyor belt IIa, IIb exceeds the level of the first and second conveyor belt 6a, 6b and the resulting height difference by a Lifting the respective first element by means of the toothed wheel 36 is overcome.
Insbesondere wenn es sich bei den zu vereinzelnden Elementen 3 um Silizium-Wafer handelt, werden bevorzugt KunststoffZahnräder als gezähnte Räder 36 eingesetzt. Eine weitere Möglichkeit ist es, Aluminiumzahnräder zu verwenden, wobei zumindest die in Kontakt mit den zu vereinzelnden Elementen 3 stehenden Flächen der Aluminium-
zahnräder beschichtet sind. Als Beschichtung der Kontaktflächen der Aluminiumzahnräder wird vorzugsweise eine Eloxierung verwendet.In particular, when the elements 3 to be separated are silicon wafers, plastic gears are preferably used as the toothed wheels 36. Another possibility is to use aluminum gears, wherein at least the surfaces of the aluminum elements in contact with the elements 3 to be separated are gears are coated. As the coating of the contact surfaces of the aluminum gears an anodization is preferably used.
In Fig. 8 ist der Übernahmebereich von der Zuführungsvorrichtung 4 zu der Beschleunigungsvorrichtung 5 noch einmal für drei alternative Ausführungsbeispiele gezeigt, bei denen die Anordnung des bzw. der gezähnten Räder 36, 36a und 36b unterschiedlich ist. Bei dem einfachsten Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 8a) dargestellt ist, wird ein einzelnes gezähntes Rad 36 verwendet, welches mittig zwischen den ersten Rollen 14a, 14b des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb angeordnet ist. Um einen eigenen Antrieb für das gezähnte Rad 36 entbehrlich zu machen, ist anders als in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen das gezähnte Rad 36 auf einer Triebwelle 20" angeordnet, welche zwischen den Rollen 14a, 14b des ersten Paars Rollen des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb angeordnet ist. Diese Triebwelle 20' ist drehfest mit zumindest mit einer der beiden Rollen 14a, 14b verbunden und überträgt so ein Antriebsmoment auf das gezähnte Rad 36. Die in Fig. 8a) dargestellte Anordnung ermöglicht es, ein zusätzliches gezähntes Rad 36 nachträglich in bereits vorhandene Anlagen zu integrieren, da der Abstand und der Verlauf des ersten Paars Transportbänder 6a, 6b sowie des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb unverändert bleibt.In Fig. 8, the transfer area from the feeder 4 to the accelerator 5 is shown again for three alternative embodiments in which the arrangement of the toothed wheels 36, 36a and 36b is different. In the simplest embodiment, which is shown in Fig. 8a), a single toothed wheel 36 is used, which is arranged centrally between the first rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb. In order to dispense with a separate drive for the toothed wheel 36, unlike in the previous embodiments, the toothed wheel 36 is disposed on a drive shaft 20 "which is disposed between the rollers 14a, 14b of the first pair of rollers of the second pair of conveyor belts IIa, IIb This drive shaft 20 'is non-rotatably connected to at least one of the two rollers 14a, 14b and thus transmits a drive torque to the toothed wheel 36. The arrangement shown in Fig. 8a) makes it possible to retrofit an additional toothed wheel 36 already in place To integrate systems, since the distance and the course of the first pair of conveyor belts 6a, 6b and the second pair of conveyor belts IIa, IIb remains unchanged.
Eine weitere mögliche Anordnung ist in Fig. 8b) darge- stellt. Um eine, bei nicht mittiger Lage des zugeführten Stapels 2, sichere Erfassung des jeweils ersten Elements ohne Erzeugung eines Kippmoments zu ermöglichen, ist im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8a) jedem der Rollen des ersten Paars Rollen 14a, 14b des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb ein gezähntes Rad 36a bzw. 36b zugeordnet. Die gezähnten Räder 36a und 36b können dabei unmittelbar mit dem ersten Paar Rollen 14a bzw. 14b verbunden sein, so dass ein Antrieb indirekt über das zweite Paar Transportbänder IIa, IIb erfolgt. In diesem
Fall kann die gemeinsame Achse 20 feststehend ausgeführt sein, wobei sich das zweite Paar Rollen 8a, 8b des ersten Paars Transportbänder 6a, 6b sowie das erste Paar Rollen 14a, 14b gemeinsam mit dem Paar gezähnte Räder 36a, 36b unabhängig voneinander auf der gemeinsamen Achse 20 drehen .Another possible arrangement is shown in FIG. 8b). In order to enable secure detection of the respective first element without generation of a tilting moment in the case of a non-central position of the supplied stack 2, in contrast to the exemplary embodiment of FIG. 8a), each of the rollers of the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair is conveyor belts IIa, IIb associated with a toothed wheel 36a and 36b. The toothed wheels 36a and 36b can be directly connected to the first pair of rollers 14a and 14b, respectively, so that a drive takes place indirectly via the second pair of conveyor belts IIa, IIb. In this In this case, the common axle 20 may be fixed, with the second pair of rollers 8a, 8b of the first pair of conveyor belts 6a, 6b and the first pair of rollers 14a, 14b being connected to the pair of toothed wheels 36a, 36b independently of each other on the common axis 20 rotate .
In Fig. 8c) ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die zu vereinzelnden Elemente 3 an ihrer jeweils unteren Umfangskante 9 ' noch weiter zum äußeren Rand hin durch die gezähnten Räder 36a, 36b gegriffen und abgehoben werden. Die gezähnten Räder 36a, 36b sind hierzu wiederum mit dem ersten Paar Rollen 14a, 14b des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb verbunden. Im Unterschied zu dem in Fig. 8b) gezeigten Ausführungsbeispiel sind die gezähnten Räder 36a, 36b nun jedoch zwischen dem zweiten Paar Rollen 8a, 8b des ersten Paars Transportbänder 6a, 6b und dem ersten Paar Rollen 14a, 14b des zweiten Paars Transportbänder IIa, IIb angeordnet. Auf diese Weise verlaufen die Transportbänder des zweiten Paars IIa, IIb weiter zur Mitte versetzt.In Fig. 8c), a further embodiment is shown, in which the elements to be separated 3 at its respective lower peripheral edge 9 'still further to the outer edge through the toothed wheels 36a, 36b gripped and lifted. The toothed wheels 36a, 36b are in turn connected to the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb. However, unlike the embodiment shown in Fig. 8b), the toothed wheels 36a, 36b are now sandwiched between the second pair of rollers 8a, 8b of the first pair of conveyor belts 6a, 6b and the first pair of rollers 14a, 14b of the second pair of conveyor belts IIa, IIb arranged. In this way, the conveyor belts of the second pair IIa, IIb continue to be offset to the center.
In der Fig. 9 ist eine alternative Zuführvorrichtung 4' in einer Seitenansicht dargestellt. Die alternative Zuführvorrichtung 4 ' weist an Stelle der ersten Transportbänder 6a, 6b einen Stapelhalter 37 auf, mit Hilfe dessen ein Stapel 2 in Richtung auf die Beschleunigungsvorrichtung 5 hin gefördert wird. Der Stapelhalter 37 ist gleitend auf einer Laufschiene 38 angeordnet und kann mit Hilfe eines Antriebelements 39 in Pfeilrichtung auf der Laufschiene 38 verschoben werden. Der Stapelhalter 37 weist ein Stützelement 40 auf, an dem eine Anlagefläche 41 ausgebildet ist. An der Anlagefläche 41 liegt das letzte Element eines Stapels 2 an, welcher auf einer Auflagefläche 42 des Stapelhalters 35 aufliegt. Der Transport des Stapels 2 erfolgt damit nicht über das erste Paar Transportbänder wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, sondern mit Hilfe des Stapelhalters 37.
Das Stützelement 40 besteht vorzugsweise aus zwei parallel zueinander angeordneten Bauelementen, deren Stirnseiten gemeinsame die Anlagefläche 41 ausbilden. In Verlängerung der Anlagefläche 41 in etwa horizontaler Richtung zu der Beschleunigungsvorrichtung 5 hin geht die Anlagefläche 41 in die Auflagefläche 42 über, welche ebenfalls aus zwei parallelen Bauelementen besteht. Durch die gabelförmige Anordnung der Auflagefläche 42 greift die Auflagefläche 42 soweit in den Bereich der Beschleunigungsvorrichtung 5, das auch die letzten Elemente des Stapels 2 durch die Beschleunigungsvorrichtung 5 an ihrer jeweiligen unteren Umlaufkante 9' erfasst werden können. Die gabelförmigen Auflagefläche 42 ist hierbei in den Zwischenräumen der Transportbänder 111, IIb und 12a, 12b der Beschleunigungsvorrichtung 5 positioniert.FIG. 9 shows an alternative delivery device 4 'in a side view. The alternative feeding device 4 'has, instead of the first conveyor belts 6a, 6b, a stack holder 37 with the aid of which a stack 2 is conveyed in the direction of the accelerating device 5. The stack holder 37 is slidably mounted on a running rail 38 and can be moved by means of a drive element 39 in the arrow direction on the running rail 38. The stack holder 37 has a support element 40, on which a contact surface 41 is formed. At the contact surface 41 is the last element of a stack 2, which rests on a support surface 42 of the stack holder 35. The transport of the stack 2 is thus carried out not via the first pair of conveyor belts as in the previous embodiments, but with the help of the stack holder 37th The support element 40 preferably consists of two components arranged parallel to one another, whose end faces together form the contact surface 41. In extension of the contact surface 41 in approximately horizontal direction to the accelerator 5 towards the contact surface 41 is in the support surface 42, which also consists of two parallel components. Due to the fork-shaped arrangement of the support surface 42, the support surface 42 engages far enough in the region of the acceleration device 5 that the last elements of the stack 2 can be detected by the accelerator 5 at its respective lower peripheral edge 9 '. The fork-shaped bearing surface 42 is in this case positioned in the intermediate spaces of the conveyor belts 111, IIb and 12a, 12b of the acceleration device 5.
Gegenüberliegend der Anlagefläche 41 ist eine Rückhaltedüse 43 vorgesehen, welche des jeweils vorderste Element 3 des Stapels 2 in Richtung auf die Anlagefläche 41 hin mit einem Fluidstrahl beaufschlagt. Dadurch werden die einzelnen Elemente des Stapels 2 mit einer durch den Fluidstrahl einstellbaren Kraft in Anlage mit der Anlagefläche 41 gehalten und ein Umkippen der Elemente 3 bei einer Bewegung des Stapelhalters 37 wird verhindert. In der Fig. 9 sind die Fluiddüsen 27a, 27b, 27c aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. An Stelle der bereits beschriebenen bewegbaren Düsen können die Düsen auch fixiert sein, wobei eine Relativbewegung zwischen dem Fluidstrahl und dem Stapel 2 durch eine oszillierende Bewegung des Stapelhalters 37 erzeugt wird. Dabei kann erneut vorzugsweise eine getaktete Zuführung von Fluid über die Fluiddüsen 27a bis 27c erfolgen. Die seitliche Ausrichtung des Stapels 2 auf dem Stapelhalter 37 erfolgt durch eine Anschlagfläche 48, die an einer Stütze 49 ortsfest montiert ist.Opposite the contact surface 41, a retaining nozzle 43 is provided which acts on the respective foremost element 3 of the stack 2 in the direction of the contact surface 41 with a fluid jet. As a result, the individual elements of the stack 2 are held in contact with the contact surface 41 with a force that can be adjusted by the fluid jet and tilting of the elements 3 during movement of the stack holder 37 is prevented. In FIG. 9, the fluid nozzles 27a, 27b, 27c are not shown for reasons of clarity. Instead of the already described movable nozzles, the nozzles may also be fixed, wherein a relative movement between the fluid jet and the stack 2 is generated by an oscillating movement of the stack holder 37. In this case, a pulsed supply of fluid can again take place via the fluid nozzles 27a to 27c. The lateral alignment of the stack 2 on the stack holder 37 is effected by a stop surface 48 which is fixedly mounted on a support 49.
In der Fig. 9 ist ferner ein Führungselement 45 zu erkennen, welches beidseitig der
Beschleunigungsvorrichtung 5 angeordnet ist und mit seinen senkrechten Wänden eine exakte Ausrichtung der einzelnen Elemente 3 auf den Transportbändern der Beschleunigungsvorrichtung 5 bewirkt. Der Abstand der beiden Wände des Führungselernents 45 nimmt in Transportrichtung ab. Weiterhin sind in der Seitenansicht zwei Lagerböcke 46, 47 dargestellt, in welchen die Achsen bzw. Wellen zur Aufnahme der Rollen der Beschleunigungsvorrichtung 5 vorgesehen sind.In FIG. 9, a guide element 45 can also be seen, which on both sides of the Acceleration device 5 is arranged and causes with its vertical walls an exact alignment of the individual elements 3 on the conveyor belts of the accelerator 5. The distance between the two walls of Führungselernents 45 decreases in the transport direction. Furthermore, two bearing blocks 46, 47 are shown in the side view, in which the axes or shafts for receiving the rollers of the acceleration device 5 are provided.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte, bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind die einzelnen Merkmale des Ausführungsbeispiels in beliebiger Weise untereinander kombinierbar.
The invention is not limited to the illustrated preferred embodiment. Rather, the individual features of the embodiment can be combined with one another in any desired manner.
Claims
1. Verfahren zum Vereinzeln von gestapelten, scheibenförmigen Elementen (3, 3', 31 1) aus einem Stapel (2) mit folgenden Verfahrensschritten:1. A method for separating stacked disc-shaped elements (3, 3 ', 3 1 1 ) from a stack (2) with the following method steps:
Zuführen eines Stapels (2) von scheibenförmigen Elementen (3, 3', 31 1) zu einer Beschleunigungsvorrichtung (5) ;Feeding a stack (2) of disc-shaped elements (3, 3 ', 3 1 1 ) to an accelerating device (5);
Erhöhen einer Fördergeschwindigkeit eines ersten Elements (3) des Stapels (2) durch Beschleunigung desIncreasing a conveying speed of a first element (3) of the stack (2) by accelerating the
Elements (3) an einem Teil seiner Umfangskante (91) inElement (3) at a part of its peripheral edge (9 1 ) in
Richtung einer Stapelachse (10) durch dieDirection of a stacking axis (10) through the
Beschleunigungsvorrichtung (5);Accelerating device (5);
- Ablegen des Elements (3) auf einer Transportvorrichtung (32) und- Laying the element (3) on a transport device (32) and
- Abfördern des abgelegten ersten Elements (3).- Transporting the deposited first element (3).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelachse (10) näherungsweise horizontal orientiert ist und das erste Element (3) an einem unteren Teil seiner Umfangskante (91) beschleunigt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the stacking axis (10) is oriented approximately horizontally and the first element (3) at a lower part of its peripheral edge (9 1 ) is accelerated.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung durch ein bezüglich der axialen Geschwindigkeit der Umfangskante (9) des Elements (3) mit erhöhter Relativgeschwindigkeit bewegtes Förderelement (IIa, IIb) der Beschleunigungsvorrichtung (5) erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the acceleration by a relative to the axial velocity of the peripheral edge (9) of the element (3) with increased relative speed moving conveying element (IIa, IIb) of the accelerator device (5).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschleunigung des Teils der Umfangskante (9') des Elements (3) in zumindest zwei Beschleunigungsstufen durchgeführt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an acceleration of the part of the peripheral edge (9 ') of the element (3) is carried out in at least two acceleration stages.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet. dass durch die Beschleunigung des jeweils ersten Elements (3) an einem Teil seiner Umfangskante (91) eine Drehbewegung des ersten Elements (9) eingeleitet wird mit der das Element (3) auf der Transportvorrichtung (32) abgelegt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized. that the acceleration of the respective first element (3) at a part of its peripheral edge (9 1 ) initiates a rotational movement of the first element (9) with which the element (3) is deposited on the transport device (32).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweils erste Element (3) des Stapels (2) durch eine Relativbewegung des Stapels (2) bezüglich der Beschleunigungsvorrichtung (5) mit einem Teil seiner Umfangskante (91) in Kontakt mit der Beschleunigungsvorrichtung (5) gebracht wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the respective first element (3) of the stack (2) by a relative movement of the stack (2) with respect to the acceleration device (5) with a part of its peripheral edge (9 1 ) is brought into contact with the accelerating device (5).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung des Stapels (2) bezüglich der Beschleunigungsvorrichtung (5) getaktet ist.7. The method according to claim 6, characterized in that the relative movement of the stack (2) with respect to the accelerator device (5) is clocked.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem ersten Element (3) benachbartes Element (31) des Stapels (2) durch eine Bremsvorrichtung mit einer Haltekraft beaufschlagt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a first element (3) adjacent to the element (3 1 ) of the stack (2) is acted upon by a braking device with a holding force.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vor Beginn der Beschleunigung zumindest ein Fluidstrahl (27a, 27b, 27c) in einen Bereich einer Kontaktfläche (22) zwischen dem ersten Element (3) und einem benachbarten Element (3") des Stapels (2) eingeblasen oder eingespritzt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that at least before the start of acceleration, at least one fluid jet (27a, 27b, 27c) in a region of a contact surface (22) between the first element (3) and an adjacent element ( 3 ") of the stack (2) is injected or injected.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch zumindest einen weiteren Fluidstrahl 28, 29, 30, 31 ein Fluidpolster für das abzulegende Element (3, 3') erzeugt wird und das abzulegende Element (3, 3') während seiner Drehbewegung durch das Fluidpolster berührungsfrei oder berührungsarm an einem benachbarten Element (31, 31 1) vorbeigeführt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that by at least one further fluid jet 28, 29, 30, 31, a fluid cushion for the element to be deposited (3, 3 ') is generated and the element to be deposited (3, 3' ) during its rotational movement through the fluid cushion passed without contact or contact with an adjacent element (3 1 , 3 1 1 ).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweils erste Element (3) durch ein gezähntes Rad (36, 36', 36'')von dem Stapel abgehoben wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the respective first element (3) by a toothed wheel (36, 36 ', 36' ') is lifted from the stack.
12. Vereinzelungsvorrichtung zum Vereinzeln von gestapelten, scheibenförmigen Elementen (3, 31, 31 1) aus einem Stapel (2) mit einer Zuführungsvorrichtung (4, 4") und einer Beschleunigungsvorrichtung (5) zum Erhöhen der Fördergeschwindigkeit eines ersten Elements (3) des Stapels (2) durch Beschleunigung eines Teils einer Umfangskante (91) des ersten Elements (3) und mit einer Transportvorrichtung (32) zum Abfördern des Elements (3) .12. Separating device for separating stacked, disk-shaped elements (3, 3 1 , 3 1 1 ) from a stack (2) with a feed device (4, 4 ") and an accelerator device (5) for increasing the conveying speed of a first element (3 ) of the stack (2) by accelerating a part of a peripheral edge (9 1 ) of the first element (3) and with a transport device (32) for conveying the element (3).
13. Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Förderelement (6a, 6b) oder einen Stapelhalter (37) der Zuführungsvorrichtung (4, 4') der Stapel (2) mit einer näherungsweise horizontal orientierten Stapelachse (10) zu der Beschleunigungsvorrichtung (5) transportierbar ist.13. Separating device according to claim 12, characterized in that by a conveying element (6a, 6b) or a stack holder (37) of the feeding device (4, 4 ') of the stack (2) with an approximately horizontally oriented stacking axis (10) to the accelerating device (5) is transportable.
14. Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungsvorrichtung (5) als Beschleunigungselement zumindest ein Förderelement (IIa, IIb) mit einer gegenüber der axialen Geschwindigkeit einer Umfangskante (9) des ersten Elements (3) erhöhten axialen Geschwindigkeitskomponente aufweist und dass das Förderelement (IIa, IIb) der Beschleunigungsvorrichtung (5) im wesentlichen in axialer Verlängerung des Förderelements (6a, b) der Zuführungsvorrichtung (4) bzw. einer Auflagefläche (42) des Stapelhalters (37) angeordnet ist.14. separating device according to claim 12 or 13, characterized in that the acceleration device (5) as an acceleration element at least one conveying element (IIa, IIb) with respect to the axial velocity of a peripheral edge (9) of the first element (3) increased axial velocity component and in that the conveying element (IIa, IIb) of the accelerating device (5) is arranged essentially in the axial extension of the conveying element (6a, b) of the feeding device (4) or of a bearing surface (42) of the stacking holder (37).
15. Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderelernent (IIa, IIb) der Beschleunigungsvorrichtung (5) gegenüber dem Förderelement (6a, 6b) bzw. der Auflagefläche (42) des Stapelhalters (37) der Zuführungsvorrichtung (4, 4') einen größeren oder kleineren Abstand (d2) von einer Stapelachse (10) aufweist.15. Separating device according to claim 14, characterized in that the Förderelernent (IIa, IIb) of the accelerator device (5) relative to the conveying element (6a, 6b) or the support surface (42) of the stack holder (37) of the feeding device (4, 4 ') a greater or lesser distance ( d 2 ) from a stacking axis (10).
16. Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderelement (6a, b) der Zuführungsvorrichtung (4) und/oder das Förderelement (IIa, b) der Beschleunigungsvorrichtung (5) jeweils Paare von Transportbändern sind.16. Separating device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the conveying element (6a, b) of the feeding device (4) and / or the conveying element (IIa, b) of the accelerating device (5) are pairs of conveyor belts.
17. Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelungsvorrichtung (1) eine Bremsvorrichtung aufweist.17. Separating device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the separating device (1) has a braking device.
18. Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelungsvorrichtung (1) zumindest eine Fluiddüse (27a, 27b, 27c) zur Einspritzen oder Einblasen zumindest eines Fluidstrahls (21a, b, c) in einem Übernahmebereich von der Zuführungsvorrichtung (4) zu der Beschleunigungsvorrichtung (5) aufweist.18. Separating device according to one of claims 12 to 17, characterized in that the separating device (1) at least one fluid nozzle (27a, 27b, 27c) for injecting or blowing at least one fluid jet (21a, b, c) in a transfer area of the feeding device (4) to the accelerator device (5).
19. Vereinzelungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in einem sich an den Übernahmebereich anschließenden Bereich der Beschleunigungsvorrichtung (5) zumindest eine weitere Fluiddüse (23, 24, 25, 26) angeordnet ist, die das erste Element (3) entgegen der Schwerkraft mit zumindest einem Fluidstrahl (28, 29, 29, 30) beaufschlagt. 19. Separating device according to claim 18, characterized in that in a subsequent to the transfer area of the accelerating device (5) at least one further fluid nozzle (23, 24, 25, 26) is arranged, which the first element (3) against gravity with at least one fluid jet (28, 29, 29, 30) acted upon.
20. Vereinzelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Übernahmebereich von der Zuführungsvor- richtung (4) zu der Beschleunigungsvorrichtung (5) zumindest ein gezähntes Rad (36, 36', 361') zum Abheben des jeweils ersten Elements (3) des Stapels (2) angeordnet ist. 20. Separating device according to one of claims 12 to 19, characterized in that in a transfer region from the Zuführungsvor- direction (4) to the accelerating device (5) at least one toothed wheel (36, 36 ', 36 1 ') for lifting the respective first element (3) of the stack (2) is arranged.
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