专利名称：粘接基底的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将两个各有一个内孔的基底粘接成一个基底盘片的装置，它具有一个第一抓取机构用于抓取第一基底和一个可旋转的第二抓取机构用于抓取第二基底、以及一个驱动机构用于使抓取机构中的至少一个旋转。
用于将盘片拼合成一个CD或DVD的这样一种装置例如由US-A-4,877,475公开。在基底盘片旋转过程中，一种粘接材料均匀分布在盘片之间，在该过程中，同步化是通过基底之间的一种传力连接实现的。当下面的基底接触到一个可旋转的AUFLAGE并随之一起旋转时，上面的基底压到下面的基底上，使其与下面的基底一起旋转。两个基底压在一起是通过抓取上面的基底的第二抓取机构的轴向运动实现的。抓取机构的轴向运动通过一个相对第二抓取机构的转轴线侧向布置的线性滑块实现。
两个基底压在一起时可能出现它们没有精确对中，从而影响符合要求的拼合。
从该已知装置出发，本发明要解决的技术问题是提供一种粘接基底的装置，以简单经济的方式保证两个基底在粘接过程中的对中旋转。
根据本发明，上述技术问题是通过对开头所述类型的装置采取以下措施解决的第二抓取机构与一根可旋转的轴没有相对旋转地联接，该轴具有一个插入到至少第二基底的内孔中的对中件，该第二抓取机构可以沿着轴的转轴线在轴上移动。通过这一特征，实现了至少第二基底相对第二抓取机构的对中从而也实现了相对轴的对中。通过抓取机构在轴上的移动也保证了基底在第二抓取机构轴向运动过程中保持在对中的位置上。
根据本发明的一种特别优选的实施形式，第一抓取机构的转轴线与轴的转轴线重合。这保证了在拼合过程中两个基底绕一根共同的转轴线均匀地对中地旋转。这里，所述轴最好可自由旋转地支承在一个支座中，以便无需自身的驱动机构就能自由旋转。为了装载或卸载基底或基底盘片，轴最好沿着其转轴线可与支座一起运动。第二抓取机构最好与轴一起可沿其转轴线运动。
本发明的一种实施形式是，设置一个与第一抓取机构没有相对旋转地连接的对中销，该对中销可插入至少第一基底的内孔中使其对中。轴上的对中件最好设计成可与对中销嵌接的随动件。由此可以很容易地将两个抓取机构之一的旋转运动传递到另一个抓取机构和其抓取的基底上。通过对中销和随动件之间的这种旋转运动的传递，在粘接过程中的任意时刻两个基底都同步旋转。此外，基底之间的距离和拼合的时刻可以自由选择，因为旋转运动不通过基底的接触来传递。
本发明的一种特别优选的实施形式是，对中销和随动件具有互补的结构以便形状配合连接，从而保证旋转运动的传递不需要在对中销和随动件之间施加很大的轴向力。对于互补结构的简单方案，优选的是在对中销和随动件上包括齿。为了使齿在轴向容易拼合和具有自对中功能，齿分别有一个基本平行于对中销轴向的齿侧和一个相对对中销轴向倾斜的齿侧。这里，对中销上平行于轴向的齿侧最好指向旋转方向，使力从对中销良好地传递到随动件。优选的是，齿在嵌接过程中使对中销与随动件之间旋转对准。
本发明的一种简单结构优选是对中销位置固定，从而只须随动件向对中销运动或者离开对中销。最好是随动件可以轴向向对中销运动或者离开对中销，这就使随动件的导向特别简单，随动件与对中销之间的拼合特别简单。优选的是，对中销和随动件具有相同的外周，由此为两个基底形成一个贯通的对中面。这里，随动件最好设置用来作为第二基底的内孔的对中销。
为了在旋转过程中可靠地抓取基底，至少一个抓取机构具有至少一个真空吸持器。为了良好地均匀地抓取基底，真空吸持器最好有一个带有多个吸孔的环。
下面借助优选实施例参照附图描述本发明，图示为
图1按照本发明的一个对中销立体图；图2按照本发明的一个对中销和一个随动件的侧视图；图3本发明的粘接基底的装置局部剖视图；图4图3所示装置上部分的剖视图。
图1示出了按照本发明的一种优选实施例的一个对中销1的立体图。对中销的细节可以参考本申请人同一天提交的申请“粘接基底的装置(Vorrichtung zum Verkleben von Substraten)”，该申请一并引作本发明的内容，这里不再重复。对中销1具有一个圆柱形，带有一个中央孔3和一个圆周面4，圆周面用于引导和对中具有内孔的基底。
对中销1具有一个平的底面5。在对中销指向上面的部分是一个圆形凹穴8，其直径大于中央孔3的直径。通过该凹穴8形成一个指向上方的肩部9，该肩部在中央孔3和对中销1的一个壁部件11之间延伸。壁部件11在其端面上也就是在圆柱形对中销1的轴向具有指向上方的齿廓，带有多个齿13。如图2清楚所示，齿13各有一个基本平行于对中销的轴向的齿侧15和一个相对对中销轴向倾斜的齿侧17，两个齿侧分别在一个顶点18相交。
图2除了对中销1还示出了其上方的随动件20。随动件20是圆柱形，有一个中央孔23。该随动件20有一个上段24和一个下段25。上段24的外周尺寸小于下段25，从而在其间形成一个肩部27。下段25的外周尺寸与对中销1的外周尺寸相当。下段25指向下方的端部上是沿着随动件20轴向的齿列，带有多个齿33。齿33与对中销1上的齿13互补，同样各有一个平行于随动件轴向的齿侧35和一个相对随动件轴向倾斜的齿侧37，两者相交于齿33的顶点38。
当对中销1与随动件20轴向相互对向运动时，互补的齿13或33的倾斜齿侧17和37相互沿着滑动，从而在对中销1和随动件20之间达到旋转对准。另外通过齿13或33的形状实现对中销1相对随动件20的对中。在轴向一起运动的状态下，对中销1和随动件20具有基本均匀的外周面。
如前所述，对中销1可以与一个旋转机构的转轴相连，由此对中销可以主动绕其纵向中轴线旋转。这里，平行于对中销轴向的齿侧指向旋转方向，从而它们在对中销1旋转过程中与平行于随动件20轴向的齿侧35形状配合连接，因此能够在对中销1和随动件20之间产生良好的传力连接。当然，也可以采取其它方案，如将随动件20与一根被驱动的转轴相连，随后平行于对中销轴向的齿侧指向旋转方向。
图3示出了用于粘接两个各有一个内孔的基底的装置40的示意剖面图，为简化起见，图3中省略了基底。该装置40具有一个下部42和一个上部44，在图3中分别只示出了局部。下部42有一个对中和抓取机构46，该对中和抓取机构具有对中销1。对中和抓取机构46还有一个真空环48形式的真空抓取器。该真空环48具有一个圆形的内置密封唇49以及一个圆形的外置密封唇50，它们之间形成一个环形空间52。该空间52通过多个真空孔53与支架55的一个环形腔54相连。环形腔54通过合适的管路与一个负压源例如泵相连。支撑真空环48的支架55与下部42的一根转轴57连接并可与之一起旋转。转轴57通过一个合适的旋转装置例如一个电机可绕其纵轴线旋转。吸环48与轴57的旋转轴线同心。尽管支架55与轴57不可相对旋转地连接，但轴57可沿轴向向支架55移动或者支架55可向轴57轴向移动。
转轴57在其上端有一个与轴不可相对旋转而轴向可与轴一起移动的顶盖60，在该顶盖上也固定了对中销1。因此对中销1和顶盖60可与转轴57一起旋转并与之一起沿轴向移动。顶盖60有一个阶式上侧61，其可以向上移出由吸环48构成的平面63。
该运动的作用在下面描述装置40的功能时还将详细描述。
上部44在图4中也示出了，其有一个抓取和对中机构66，该抓取和对中机构66包括一个随动件20。对中和抓取机构66在对中和抓取机构46上方，并且只是在轴向可相对对中和抓取机构46移动，因此为了装载和卸载基底，两个机构只需相对运动或者相互离开。
如图4所示，上部44具有一个支架68，该支架通过一个适当的滑块机构70可沿轴向移动。支架68中的轴承71支承了一根轴72，可自由旋转。轴72通过一个相应的固定元件例如螺母7 4固定在支架68中，使轴72虽然可以绕其旋转轴线A自由旋转，但轴向相对支架68固定。因此轴72通过滑块机构70可以沿着轴向移动。滑块机构70的移动方向精确地平行于轴72的旋转轴线，因而在支架68运动时轴72沿着其旋转轴线A移动。
随动件20装在轴72的自由下端，该随动件与轴72连接但不可相对旋转但可以沿着轴向与之一起运动。随动件的安装还使其中轴线与轴72的旋转轴线重合。
在轴72的自由下端还不可相对旋转地安装了一个顶盖76，该顶盖有一个指向下面的环形定位面78，其外棱边80圆整。定位面78环形包围随动件20，相对随动件的最下端向上退回一点。
顶盖76在其与定位面78相对的端部具有一个法兰80，该法兰环形包围轴72并且为了形成一个环形腔82与轴72有一定间距，如图3清楚所示。
在上部44的对中和抓取机构66有一个钟形支架84，在该支架指向下的端面上布置一个真空环86，该真空环的结构与真空环48基本相同。该真空环通过未示出的适当部件与一个负压源例如一个泵相连。
支架84至少部分地包围轴72，以适当的方式例如借助键槽连接与轴72不可相对旋转地相连。但支架84可通过适当的轴承88沿着轴72轴向移动，下面将详细描述。支架84的法兰部分90延伸到顶盖76的法兰80与轴72之间形成的环形腔82中。由此保证了因轴72与轴承88之间的摩擦产生的颗粒可以收集到环形腔82中而不会到达待拼合的基底上。
支架84与一个线性运动机构94联接使支架84沿着轴72移动，下面将详述。线性运动机构94本身固定在支架68上，因此它也可以跟随支架68的线性运动。滑块机构70的行程范围比线性运动机构94大的多，因此上部44的构件沿着轴向的粗定位通过滑块机构70完成，只有支架84的自由运动通过线性运动机构94完成。
支架84和线性运动机构94之间的联接通过一个圆筒形套筒96完成，该套筒以适当的方式与支架84相连，通过一个圆柱滑动轴承98在轴72上可移动。套筒96被两个轴承100围绕，从而使圆筒形套筒96与支架84可以相对圆筒形接纳套筒102旋转，该接纳套筒与线性运动单元94不可相对旋转地连接。由线性运动机构94引起的接纳套筒102的轴向运动通过接纳套筒102和/或套筒96上的相应径向限制传递给套筒96。套筒96又将该轴向运动传递给支架84。该轴向运动通过轴72引导，从而支架84以及尤其是真空环86与轴72或者说与轴72的旋转轴线A轴向精确对齐运动。因此，支架84以及尤其是真空环86可相对随动件20和顶盖76轴向移动。该轴向移动的作用下面将详述。
下面参照图3和4进一步描述装置40的工作流程。
首先，下部42和上部44非通过滑块机构70轴向相互分开，使对中和抓取机构46和66能够分别拿起一个具有内孔的基底例如一个DVD半侧。此时，对中销1伸到第一个基底的内孔中，随动件20伸到另一个基底的内孔中。基底通过相应的真空环48或86保持在对中和抓取机构46或66上。顶盖60或76位于退回位置，在该位置它们与保持在真空环48或86上的基底不接触。在该位置可以通过一个未详细示出的涂覆机构将粘接剂涂到基底之一上。粘接剂最好以基底上的圆形凸台形式涂在基底的中央孔部位。另外一种可选择的方案是，粘接剂可以(在装置装载之前)涂在基底之一上或者两个基底上。
然后，下部42和上部44这样相对运动，使对中销1上的齿13和随动件20上的齿33相互啮合。这里，通过齿13的形状实现对中销1和随动件20之间的旋转对齐以及两个元件的相互对中。这时，通过真空环48或86吸持的基底相互平行且有一个很小的间距。转轴57通过驱动机构绕其纵轴线旋转。其中，支架55与真空环48以及对中销1和顶盖60与该轴一起旋转。通过对中销1和随动件20之间的形状配合连接，也可以使随动件20从而转轴70、顶盖76和支架84一起旋转。以此方式使此时保持一定间距的基底同步旋转。
通过支架55和转轴57之间的轴向相对运动，顶盖60的阶式上侧61与保持在真空环48上的基底接触。通过顶盖60的继续移动，其上侧61移出由真空环48形成的平面63，使仍然保持在真空环48上的基底向上穿过中间部位。由此基底与位于其上的基底首先在中间部位接触。通过真空环48和顶盖60之间的相应的相对运动，保持在真空环48上的基底继续从内向外与在其上面的基底放在一起并与之粘接。
另一替换方案或者作为附加措施，保持在真空环86上的基底的相应弯曲通过支架84沿轴72的运动完成。通过支架84向上沿着轴72运动，保持在真空环86上的基底首先移动到顶盖76的定位面78上，然后绕圆整过的棱边80轻微弯曲。由此，两个基底可以在其中间部位接触。通过支架84沿着轴72的反向移动，基底可以继续从内向外放到一起并相互粘接。
下面的基底的弯曲可以平行于上面的基底的弯曲进行，但也可以完全省略。
由此保证了两个基底的粘接在之间不会夹杂空气。
在上述过程中，两个对中和抓取机构46，66以及保持在其上的基底同步对中地旋转，这就能够良好的均匀的拼合。
尽管借助实施例描述了本发明，但本发明不限于上述具体实施例。例如两个基底抓取和对中机构可以不是水平的而是垂直的，使基底的拼合沿垂直方向进行。可以不用旋转驱动机构驱动轴57，而是设置一个旋转驱动机构驱动轴72，在这种情况下轴57可自由旋转地受到支承。
权利要求
1.用于将两个各有一个内孔的基底粘接成一个基底盘片的装置，带有一个可旋转的第一抓取机构(48)用于抓取第一基底，一个可旋转的第二抓取机构(86)用于抓取第二基底，一个驱动机构用于使抓取机构之一(48，86)旋转，其特征在于，第二抓取机构(86)与一根可旋转的轴(72)不可相对旋转地联接，该轴具有一个可插入到至少第二基底的内孔中的对中件(20)，第二抓取机构(86)可沿着轴(72)的旋转轴线(A)在该轴上轴向移动。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，第一抓取机构(48)的旋转轴线与所述轴(72)的旋转轴线(A)重合。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述轴(72)装在一个支架(68)中可自由旋转。
4.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，所述轴(72)可以沿着其旋转轴线与支架(68)一起移动。
5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，第二抓取机构(86)可在所述轴(72)上沿着其旋转轴线移动。
6.按照前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，有一个与第一抓取机构(86)不可相对旋转地连接的对中销(1)，该对中销可插入到至少第一基底的内孔中。
7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，在轴(72)上的对中件是随动件(20)，其与对中销(1)可嵌接。
8.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，对中销(1)和随动件(20)具有用于形状配合连接的互补结构。
9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，所述结构包括对中销(1)上和随动件(20)上的齿(13；33)。
10.按照权利要求9所述的装置，其特征在于，所述齿(13；33)分别有一个基本平行于对中销(1)或者随动件(20)轴向的齿侧(15；35)和相对该轴向倾斜的齿侧(17；37)。
11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，对中销(1)的平行于轴向的齿侧(15)指向旋转方向。
12.按照权利要求9至11之一所述的装置，其特征在于，所述齿(13，33)在嵌接时使对中销(1)和随动件(20)之间旋转对准。
13.按照权利要求6至12之一所述的装置，其特征在于，对中销(1)在装置(40)中位置固定。
14.按照权利要求7至13之一所述的装置，其特征在于，随动件(20)用作第二基底的内孔的对中销。
15.按照权利要求7至14之一所述的装置，其特征在于，对中销(1)和随动件(20)具有相同的外周。
16.按照前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，至少一个抓取机构(48；86)具有至少一个真空吸持器。
17.按照权利要求16所述的装置，其特征在于，真空吸持器具有一个环(48；86)，该环带有多个吸孔(53)。
全文摘要
为了使两个基底在粘接过程中简单经济地保证同步旋转，本发明提出一种用于将两个各有一个内孔的基底粘接成一个基底盘片的装置，带有一个可旋转的第一抓取机构(48)用于抓取第一基底，一个可旋转的第二抓取机构(86)用于抓取第二基底，一个驱动机构用于使抓取机构之一(48，86)旋转，其特征在于，第二抓取机构(86)与一根可旋转的轴(72)不可相对旋转地联接，该轴具有一个可插入到至少第二基底的内孔中的对中件(20)，第二抓取机构(86)可沿着轴(72)的旋转轴线(A)在该轴上轴向移动。
文档编号B29C65/48GK1636242SQ02809589
公开日2005年7月6日 申请日期2002年5月2日 优先权日2001年5月10日
发明者S·莱昂哈德特, R·瓦纳, I·居克吕 申请人:施蒂格哈马技术股份公司