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DER KONSTRUKTEUR 12/2017

DER KONSTRUKTEUR 12/2017

KONSTRUKTIONSELEMENTE

KONSTRUKTIONSELEMENTE COOLER SCHUTZ FÜR HEISSE PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Siliziumwafer müssen bei ihrer Herstellung schwitzen. Der Prozess besteht aus vielen Phasen, in deren Verlauf sie mehrfach über 1 000 °C erhitzt werden. Eine Beladeeinheit transportiert die Wafer in den Ofen und positioniert sie dort exakt – das alles vollautomatisch. Dass es selbst bei Störungen nicht zur Kollision kommen kann, dafür sorgen Strukturdämpfer. Für die Herstellung von Siliziumwafern, die als Ausgangsprodukte für Halbleiterbauelemente wie z. B. Solarzellen dienen, sind spezielle Öfen nötig. In diesen Öfen durchlaufen die Wafer bei der Herstellung unterschiedliche Prozesse. Ein optimaler Vorgang setzt dabei eine ideale Positionierung voraus. Die Beladung der Öfen nimmt bei Temperaturen, die weit über 1 000 °C liegen können, kein Pizzabäcker vor, sondern eine vollautomatisierte, per Software gesteuerte Einheit. Damit Fertigungsfehler, Ausschussware und Schäden an der Gesamtkonstruktion ausgeschlossen werden, Autor: Robert Timmerberg, M. A., Fachjournalist im DFJV, plus2 GmbH, Düsseldorf sind Linearmodule und Drehtisch der Beladungseinheit zusätzlich durch Maschinenelemente von ACE gesichert. Auf die Idee, Strukturdämpfer der ACE Stoßdämpfer GmbH als Sicherheitselemente einzusetzen, ist die Lisco GmbH aus Bargteheide in Schleswig-Holstein gekommen. Das Unternehmen hat sich seit der Gründung im Jahr 2006 international einen Ruf als Hersteller innovativer Konstruktionen erarbeitet. Zum Kern des Leistungsportfolios von Lisco zählen Standard- und Sonderachsen sowie ganze Linearachsensysteme. Sie können zusätzlich mit Antrieb, DEN AUSSCHLAG FÜR DIE ENT- SCHEIDUNG FÜR DIESE DÄMPFER GABEN IHRE GERINGE BAUHÖHE UND DIE HOHE ENERGIEAUFNAHME Steuerung und Messprotokollen versehen werden. Serviceorientierung, Flexibilität und Innovationsfreude sind in der Firmenphilosophie fest verankert. Alles Themen, die auch in diesem Fall eine wichtige Rolle spielen. Gleiches gilt für Erfahrung im Umgang mit Produkten von ACE. Die Tubus genannten Strukturdämpfer dieses Anbieters steuerten eine einfache, aber effiziente Lösung für die Restrisiken an der Beladungseinheit bei. Um die Risiken in der Produktion der Wafer zu verstehen, muss zunächst ihr Hintergrund in der Photovoltaikbranche beleuchtet 28 DER KONSTRUKTEUR 12/2017

01 In ihrer ca. 600 kg wiegenden Konstruktion hat die Lisco GmbH zur Sicherung ACE Tubus Strukturdämpfer integriert 01 werden: Ihre Fertigung vollzieht sich meist im Reinraum. Das heißt, in den Produktionshallen sind keine Menschen anwesend. Ihnen obliegt jedoch nach wie vor der Steuerungsprozess. Dies gilt nicht nur in den Kontrollräumen vor Computern und sonstigen Bildschirmen, sondern auch in der Planung der Maschinen. Eine gelungene Konstruktion ist dabei nur eine, die bis zum Ende durchdacht ist. Dazu gehört in der heutigen Zeit nicht nur der Schutz vor zufälligen Störungen, wie z. B. Stromausfällen, sondern auch der Schutz vor intendierten Schäden, wie z. B. durch Cyberangriffe. In Zeiten erhöhter Wirtschaftskriminalität ein nicht zu unterschätzender Faktor. All dies ist bei der Beladungseinheit von Lisco bedacht. ZAHNRIEMEN- UND SPINDELANTRIEBE ALS WAFER-BÄCKER Um die Wafer in die Öfen zu transportieren und dort zu positionieren, hat Lisco hochwertige Spindelwie auch Zahnriemenantriebe entwickelt und in einem weiteren Schritt einen Drehtisch integriert. Der Zahnriemenantrieb ist für das Vor- und Zurückbewegen der an ein Backblech erinnernden Zufuhr zu den Öfen zuständig und entwickelt bei einem maximalen Drehmoment an der Antriebswelle von 180 Nm eine maximale Zahnriemenkraft von 2 100 Nm. Die Wiederholgenauigkeit beträgt 0,05 mm und ist ein schlagendes Argument, warum der Backvorgang automatisiert im Reinraum stattfindet. Eine solche Genauigkeit ist von Menschenhand nicht im Ansatz herzustellen, aber wichtig. Der Spindelantrieb arbeitet beim Hoch- und Herunterfahren der Zufuhr sogar noch genauer. Seine Fehlertoleranz beträgt gerade einmal 0,03 mm. Mit drei unterschiedlichen Spindelsteigungen erhältlich, liegen die dynamischen Tragzahlen je nach Modell zwischen 19 540 und 30 360 N. Die statischen Tragzahlen liegen sogar noch deutlich darüber. Aufgrund der Aufgabe zur Positionierung kommt ihnen jedoch in diesem Einsatzfall keine entscheidende Bedeutung zu. Der Drehtisch ist in der Mitte der Einheit wie eine schwebende Plattform angebracht und dient der zusätzlichen Positionsoptimierung. Dafür lässt er sich ebenfalls vom Kontrollraum in beliebigen Drehungen steuern. Um den Drehtisch und die über ihm liegende Konstruktion aus mit Blech versteiften Aluminiumprofilen zu schützen, werden Tubus TR-97 eingesetzt. Diese dienen als reine

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