DE102009019687A1 - Laminating and framing device for photovoltaic module, has upper chamber wall which includes vertically displaceable section for fixing component pile in chamber and provides volume to receive injection molding material around pile - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Laminieren und Rahmen von Stapeln (100) von Bauteilen, wobei die Laminationsvorrichtung (1) mindestens eine eine obere (11) und eine untere (12) Kammerwand umfassende evakuierbare Presskammer (10) zur Aufnahme eines oder mehrerer Bauteilestapel (100) umfasst, wobei zwischen der oberen und unteren Kammerwand (11, 12) ein um den Rand der Kammer umlaufender Dichtrahmen (30) vorgesehen ist, der die Presskammer (10) luftdicht verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kammerwand (11) einen vertikal verfahrbaren Abschnitt (11a, 11a') umfasst, der geeignet ist, den mindestens einen Bauteilestapel (100) in der Kammer (10) zu fixieren und mit dem Dichtrahmen (30) ein Volumen (40) zur Aufnahme von Spritzgussmaterial um den mindestens einen Bauteilestapel (100) herum abzugrenzen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Laminieren und Rahmen von Stapeln von Bauteilen, umfassend die folgenden Schritte: Einführen mindestens eines Bauteilestapels in eine Presskammer, welche eine obere und untere Kammerwand sowie einen zwischen der oberen und unteren Kammerwand vorgesehenen, um den Rand der Kammer umlaufenden Dichtrahmen umfasst, der die Presskammer luftdicht verschließt, druckdichtes Verschließen und Evakuieren der Presskammer und Verpressen des mindestens einen Bauteilestapels, vertikales Verfahren eines Abschnitts mindestens einer der Kammerwände zur Fixierung des mindestens einen Bauteilstapels in der Kammer, wobei der mindestens eine ...The device according to the invention for laminating and frame of stacks (100) of components, wherein the lamination device (1) comprises at least one evacuable pressing chamber (10) comprising an upper (11) and a lower (12) chamber wall for receiving one or more component stacks (100). comprising, between the upper and lower chamber wall (11, 12) surrounding the edge of the chamber surrounding sealing frame (30) is provided, which closes the press chamber (10) airtight, characterized in that at least one chamber wall (11) has a vertically movable Section (11a, 11a '), which is suitable for fixing the at least one component stack (100) in the chamber (10) and with the sealing frame (30) has a volume (40) for receiving injection molding material around the at least one component stack ( 100) around. The method according to the invention for laminating and frame of stacks of components, comprising the following steps: inserting at least one component stack into a press chamber, which comprises an upper and lower chamber wall and a sealing frame provided between the upper and lower chamber walls, surrounding the edge of the chamber, the airtight closing the press chamber, pressure-tight closing and evacuation of the pressing chamber and pressing the at least one component stack, vertical movement of a section of at least one of the chamber walls for fixing the at least one component stack in the chamber, wherein the at least one ...

Description

Translated fromGerman

Dievorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Laminieren undRahmen von Bauteilestapeln, insbesondere eine Vorrichtung zum Laminierenund Rahmen von Photovoltaik-Modulen.Weiter betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Laminierenund Rahmen von Bauteilestapeln.TheThe present invention relates to a device for laminating andFrame of component stacks, in particular a device for laminatingand frames of photovoltaic modules.Furthermore, the invention relates to a corresponding method for laminatingand frames of component stacks.

Stand der TechnikState of the art

Laminationsvorrichtungen,auch Membranpressen genannt, werden eingesetzt, um aus vorzugsweiseplattenförmigenBauteilen bestehende Bauteilestapel durch Druck unter Wärmeeinwirkung und/oderunter Vakuum miteinander zu verpressen. Beispiele fertiger Komponentensind insbesondere Photovoltaik-Module, aber auch andere Verbundbauteilewie Verbundglasscheiben und Composite-Bauteile.Laminationsvorrichtungen,also called membrane presses, are used to preferablydisc-shapedComponents existing component stack by pressure under heat and / orto press together under vacuum. Examples of finished componentsare in particular photovoltaic modules, but also other composite componentssuch as laminated glass and composite components.

SolcheLaminationsvorrichtungen umfassen im Allgemeinen eine oder mehrerePresskammern, in die die Bauteilestapel beispielsweise mithilfeeines im unteren Teil der Kammer durchlaufenden Transportbands eingebrachtwerden. Die Kammer umfasst mindestens eine Heizeinrichtung, beispielsweise eineelektrische Heizplatte oder eine Wärmetauscheinrichtung, sowieMittel wie beispielsweise eine flexible und elastische, zumeistaus Silikon bestehende Anpressmembran zum Anpressen der Bauteilestapel andie Heizeinrichtung. Die Presskammer kann mit unter Druck stehendemGas (z. B. Luft) beaufschlagt oder einfach nur belüftet werdenbzw. evakuiert werden. Die Heizvorrichtung, die ober- und/oder unterhalbder Bauteilestapel vorgesehen wird, dient dazu, den Bauteilestapelnin der Kammer die zum Laminieren (z. B. für das Aufschmelzen der eingesetztenFolien) erforderliche Wärmezuzuführen.SuchLamination devices generally include one or morePress chambers into which the component stack, for example, usinga passing in the lower part of the chamber conveyor belt introducedbecome. The chamber comprises at least one heating device, for example oneelectric heating plate or a heat exchange device, as wellMeans such as a flexible and elastic, mostlymade of silicone existing Anpressmembran for pressing the component stackthe heater. The pressing chamber can be pressurizedGas (eg air) are applied or simply ventilatedor to be evacuated. The heater, the top and / or bottomthe component stack is provided serves to stack the componentsin the chamber for laminating (eg for melting the usedFoils) required heatsupply.

Diebeschriebene Laminationsvorrichtung erzeugt verpresste Bauteilestapel,die allerdings noch nicht alle von der Endanwendung gewünschten Fähigkeitenaufweisen. Insbesondere fehlt den Bauteilestapeln noch eine Trägerkonstruktion,in die die laminierten Bauteilestapel eingebaut werden müssen. DashäufigsteBeispiel einer solchen Trägerkonstruktionist ein den laminierten Bauteilestapel umgebender Rahmen, der dieRänderdes Stapels schützt undden Einbau sowie die Fixierung des Bauteilestapels (z. B. Photovoltaik-Moduleauf/in einem Dach) erst ermöglicht.Im Stand der Technik sind hierzu sowohl Aluminiumrahmen, die vorgefertigtwerden und dann mit den Bauteilestapeln verbunden werden, als auchKunststoffrahmen bekannt, wobei letztere bisher in einem separatenVerfahren und in einer separaten Form beispielsweise durch Reinforced-Reaction-Injection-Molding(RRIM) um den laminierten Bauteilestapel herumgeformt werden. Beidiesen Verfahren ist von Nachteil, dass zur Erzeugung des Rahmensein zusätzlichesVerfahren in einer zusätzlichenVorrichtung notwendig ist, was einerseits Produktionszeiten undKosten erhöhtund andererseits auch mehr Raumbedarf erfordert. Beim Aluminiumrahmenkommen je nach Marktpreis noch erhöhte Materialkosten und Montagekostenhinzu. Außerdem mussbei der Verwendung von Aluminiumrahmen der Randbereich der Modulebeschnitten werden, so dass die während des Laminierens entstandenen Überstände beseitigtsind.Thedescribed lamination device produces compressed component stacks,however, not all the capabilities required by the end applicationexhibit. In particular, the component stacks still lack a support structure,in which the laminated component stack must be installed. ThecommonExample of such a support structureis a surrounding the laminated stack of components, themarginsprotects the pile andthe installation as well as the fixing of the component stack (eg photovoltaic moduleson / in a roof).In the prior art, this aluminum frame, which are prefabricatedand then be connected to the component stacks, as wellPlastic frame known, the latter so far in a separateMethod and in a separate form, for example by Reinforced Reaction Injection Molding(RRIM) around the laminated stack of components. atThis method is disadvantageous in that for generating the framean additionalProcedure in an additionalDevice is necessary, which on the one hand production times andCosts increasedand on the other hand also requires more space. At the aluminum frameDepending on the market price, there are still increased material costs and assembly costsadded. In addition, mustwhen using aluminum frames the edge area of the modulesbe cut so that the supernatants formed during lamination eliminatedare.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Esist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laminationsvorrichtungzum Laminieren und Rahmen von Stapeln von Bauteilen zu entwickeln,die die oben genannten Nachteile überwindet und eine einfachereund produktivere Herstellung von einsatzfertigen Laminaten erlaubt.Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und einVerfahren nach Anspruch 8 gelöst.Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligenUnteransprüchendefiniert.ItThus, an object of the present invention is a lamination deviceto develop for lamination and frame stacking of componentswhich overcomes the above disadvantages and a simpler oneand more productive production of ready-to-use laminates.This object is achieved by a device according to claim 1 andA method according to claim 8 solved.Advantageous developments of the invention are in the respectivedependent claimsAre defined.

Dieerfindungsgemäße Vorrichtungzum Laminieren und Rahmen von Stapeln von Bauteilen umfasst mindestenseine eine obere und eine untere Kammerwand umfassende evakuierbarePresskammer zur Aufnahme eines oder mehrerer Bauteilestapel, wobeizwischen der oberen und unteren Kammerwand ein um den Rand der Kammerumlaufender Dichtrahmen vorgesehen ist, der die Presskammer im ihremgeschlossen Zustand luftdicht verschließt. Mindestens eine Kammerwandumfasst hierbei einen vertikal verfahrbaren Abschnitt, der geeignetist, den mindestens einen Bauteilestapel in der Kammer zu fixierenund mit dem Dichtrahmen und den jeweiligen Kammerwänden einVolumen zur Aufnahme von Spritzgussmaterial um den mindestens einenBauteilestapel herum abzugrenzen. Der verfahrbare Abschnitt istdabei von einer Ausgangsstellung, in der der Kammerwandabschnittmit dem Rest der Kammerwand fluchtet, in die Kammer hinein verfahrbar, umden mindestens einen Bauteilestapel zu fixieren. Den Bauteilestapelzu fixieren bedeutet hierbei, den mindestens einen Kammerwandabschnittvon einer Seite am Bauteilestapel zum Anliegen zu bringen, während dieandere Seite des Bauteilestapels an der anderen, stationären oderebenfalls verfahrbaren Kammerwand anliegt, so dass beim nachfolgenden Einspritzendes Spritzgussmaterials keine Verschiebung des Stapels erfolgt unddas Spritzgussmaterial einen definierten Formraum vorfindet. Somitkann zum Beispiel die obere Kammerwand einen verfahrbaren Abschnittaufweisen, mit dem der Bauteilestapel gegen die untere stationäre Kammerwandgedrücktund auf diese Weise fixiert werden kann. Ein Volumen abzugrenzenbedeutet hier, dass die Kammerwände,d. h. der verfahrbare Abschnitt einer Kammerwand und der stationäre oderebenfalls verfahrbare Abschnitt der anderen Kammerwand, zusammenmit dem umlaufenden Dichtrahmen eine Form für die Rahmung des mindestenseinen Bauteilestapels bilden, aus der das Material nicht in andere Teileder Presskammer entweichen kann. Die oben genannte Eignung zur Fixierungder Bauteilestapels sowie zur Abgrenzung des Volumens ist als aufdie geschlossene Presskammer bezogen zu verstehen.The inventive device for laminating and frame of stacks of components comprises at least one evakuierbare pressing chamber comprising an upper and a lower chamber wall for receiving one or more component stack, wherein between the upper and lower chamber wall, a surrounding the edge of the chamber sealing frame is provided, which Press chamber in its closed state hermetically seals. At least one chamber wall in this case comprises a vertically movable section which is suitable for fixing the at least one component stack in the chamber and delimiting a volume for receiving injection-molding material around the at least one component stack with the sealing frame and the respective chamber walls. The movable section is movable from an initial position, in which the chamber wall section is aligned with the rest of the chamber wall, into the chamber in order to fix the at least one component stack. To fix the stack of components here means to bring the at least one chamber wall portion from one side of the component stack to concern, while the other side of the component stack rests against the other, stationary or likewise movable chamber wall, so that no displacement of the stack occurs during subsequent injection of the injection molding material and the injection molding material finds a defined mold space. Thus, for example, the upper chamber wall having a movable portion with which the component stack can be pressed against the lower stationary chamber wall and fixed in this way. To demarcate a volume here means that the chamber walls, ie the movable portion of a chamber wall and the stationary or also ver mobile section of the other chamber wall, together with the peripheral sealing frame form a mold for the framing of the at least one component stack, from which the material can not escape into other parts of the bale chamber. The abovementioned suitability for fixing the component stack as well as for delimiting the volume is to be understood as referring to the closed press chamber.

Durchdie erfindungsgemäße Ausgestaltung derLaminationsvorrichtung ist es möglich,in einer Maschine und in einem mit der Laminierung kontinuierlichenVerfahren mit Rahmen versehene laminierte Bauteilestapel zu erzeugen,die somit als fertige Produkte direkt für eine Installation oder, beiSolarzellenmodulen, fürdie Endmontage mit der Anschlußbox zurVerfügungstehen. Dies bringt nicht nur Zeit- und Kostenvorteile durch Einsparungeiner separaten Rahmungseinrichtung und einer Beschneidungsstationmit sich, sondern es kann somit eine noch engere Prozesskontrollegeschaffen werden, die einer Kammer sämtliche Verfahrensschrittevorbestimmen und koordinieren, und dadurch sich auch speziellenVorgaben anpassen kann. Auch kann die verwendete Laminationswärme additivgenutzt werden.Bythe embodiment of the inventionLamination device it is possiblein one machine and one with lamination continuousTo produce a method of framing laminated component stacksThus, as finished products directly for installation or, atSolar cell modules, forthe final assembly with the connection box todisposalstand. This not only brings time and cost savings through savingsa separate framing device and a trimming stationwith it, but it can thus be an even closer process controlbe created, the one chamber all procedural stepsPredetermine and coordinate, and therefore specialAdjust specifications. Also, the lamination heat used additivebe used.

Bevorzugtsind im Dichtrahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung Einspritzkanäle oder -leitungenfür Spritzgussmaterialvorgesehen. Auf diese Weise kann das Material direkt in das abgegrenzteVolumen eingebracht werden.Prefersare injection channels or lines in the sealing frame of the device according to the inventionfor injection molding materialintended. In this way, the material can be directly delimited into theVolume be introduced.

Weitersind dabei vorzugsweise separate Einspritzkanäle oder -leitungen mit oderohne Mischeinrichtung jeweils fürKomponenten eines Zwei-Komponenten-Spritzgussmaterials vorgesehen.Furtherare preferably separate injection channels or lines with orwithout mixing device in each case forComponents of a two-component injection molding material provided.

Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform umfassendie obere und die untere Kammerwand jeweils mindestens einen vertikalverfahrbaren Abschnitt, wobei die Abschnitte geeignet sind, denmindestens einen Bauteilestapel auf vorbestimmbarer Höhe in derKammer zu fixieren. Die Fixierung auf vorbestimmbarer Höhe ermöglicht dieAusbildung von anwendungsspezifisch geformten Rahmungen um den Bauteilestapelherum, da sich die Form des abgegrenzten Volumens in Funktion derHöhe derFixierung ändert.According to onepreferred embodimentthe upper and lower chamber walls each at least one verticallymovable section, wherein the sections are suitable, theat least one stack of components at a predeterminable height in theChamber to fix. The fixation on predeterminable height allows theFormation of application-specific framing around the component stackaround, as the shape of the delimited volume in function ofheight ofFixation changes.

Ineiner besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtungweiter ein oberhalb des/der Bauteilestapel vorgesehene, als Releasesheetdienende flexible Membran sowie eine eine unterhalb der Bauteilestapel vorgeseheneflexible Anpressmembran. Werden nun der bzw. die Kammerwandabschnitteverfahren und das Formvolumen fürdie Rahmung abgegrenzt, so legen oder spannen sich die Releasesheet-Membran unddie Anpressmembran überdie das Volumen begrenzenden Oberflächen und verhindern so ein eventuellesEindringen des nachfolgend eingespritzten Spritzgussmaterials indie Spalte zwischen dem verfahrbaren Kammerwandabschnitt und demstationärenRest der Kammerwand. Weiter tragen Releasesheet- und Anpressmembranaufgrund ihrer haftungsmindernden Oberflächeneigenschaften zur leichterenEntformung bei.InIn a particularly advantageous embodiment, the device according to the invention comprisesfurther provided above the component stack, as a release sheetserving flexible membrane and a provided below the component stackflexible pressure membrane. Now become the or the chamber wall sectionsmethod and the mold volume forthe framing delimited, so lay or stretch the release sheet membrane andthe pressure membrane overthe volume limiting surfaces and thus prevent anyPenetration of the subsequently injected injection molding material inthe gap between the movable chamber wall portion and thestationaryRemainder of the chamber wall. Next wear release sheets and Anpressmembrandue to their adhesion-reducing surface properties for easierDemoulding at.

Bevorzugtist innerhalb des Dichtrahmens mindestens ein im Wesentlichen parallelzu den Kammerwändenverlaufendes Abstandselement vorgesehen ist, das die Presskammerteilweise oder vollständigin Unterbereiche unterteilt. Diese Unterbereiche können einzelnenBauteilestapeln entsprechen, so dass die Rahmung für alle einzelnenBauteilestapel in der Presskammer erfolgen kann. Die Abstandselementedienen somit nicht nur der Beabstandung und strukturellen Stützung derPresskammerwändebei der Laminierung, sondern grenzen auch die Formvolumina benachbarterBauteilestapel voneinander ab.Prefersis within the sealing frame at least one substantially parallelto the chamber wallsextending spacer is provided, which is the pressing chamberpartially or completelydivided into subareas. These subareas can be individualMatching component stacks, leaving the framing for each oneComponent stack can be done in the press chamber. The spacersthus serve not only the spacing and structural support of thePress chamber wallsin the lamination, but also limit the mold volumes of adjacentComponent stack from each other.

Ineiner bevorzugten Ausführungsformsind hierbei in einer Kammerwand verfahrbare Zylinderstifte vorgesehen,die in das abgegrenzte Volumen bewegbar sind, um in dem dort eingebrachtenSpritzgussmaterial Befestigungslöcherauszubilden. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Laminationsvorrichtungzur Herstellung eines einbaufertigen bzw. montagefertigen Rahmenseingesetzt werden und es werden keine weiteren Bearbeitungsstationen mehrbenötigtbzw. weniger Montagemittel benötigt.Ina preferred embodimentin this case movable cylinder pins are provided in a chamber wall,which are movable in the demarcated volume to be introduced in the thereInjection molding material mounting holestrain. In this way, the lamination device according to the inventionfor producing a ready-to-install or ready-to-mount framebe used and there are no more processing stations moreneededor less mounting means needed.

Gemäß einemweiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Laminierenund Rahmen von Stapeln von Bauteilen, das die folgenden Schritteumfasst: Zunächstwird mindestens ein Bauteilestapel in eine Presskammer eingeführt, welche eineobere und untere Kammerwand sowie einen zwischen der oberen undunteren Kammerwand vorgesehenen, um den Rand der Kammer umlaufenden Dichtrahmenumfasst, der die Presskammer luftdicht verschließt; die Presskammer wird danndruckdicht verschlossen und evakuiert und der mindestens eine Bauteilestapelwird verpresst; anschließendwird ein Abschnitt mindestens einer der Kammerwände zur Fixierung des mindestenseinen Bauteilestapels in der Kammer vertikal verfahren, wobei dermindestens eine Kammerwandabschnitt dadurch zusammen mit dem Dichtrahmenein Volumen um den mindestens einen Bauteilestapel herum abgrenzt;im nächstenSchritt wird ein Spritzgussmaterial in das um den mindestens einenBauteilestapel herum abgegrenzte Volumen eingespritzt; und anschließend dasSpritzgussmaterial ausgehärtet,wobei eine Rahmung um den mindestens einen verpressten Bauteilestapelerzeugt wird.According to oneIn another aspect, the invention also relates to a method for laminatingand frames of stacks of components, the following stepsincludes: firstAt least one component stack is introduced into a compression chamber, which is aupper and lower chamber wall and one between the upper and lowerlower chamber wall provided around the edge of the chamber encircling sealing framecomprises, which closes the bale chamber airtight; the baling chamber will thenpressure sealed and evacuated and the at least one stack of componentsis pressed; subsequentlyis a section of at least one of the chamber walls for fixing the at leastmove vertically a stack of components in the chamber, wherein theat least one chamber wall portion thereby together with the sealing framedelimits a volume around the at least one stack of components;in the nextStep is an injection molding material in the at least oneComponent stack injected around bounded volumes; and then thatHardened injection molding material,wherein a framing around the at least one compressed component stackis produced.

Mitdem erfindungsgemäßen Verfahrenist es also möglich,in einem einzigen zusammenhängendenProzess mit Rahmen versehene laminierte Bauteilestapel zu erzeugen,die somit als fertige Produkte direkt für eine Installation oder für die Endmontage mitder Anschlußboxzur Verfügungstehen. Dies bringt nicht nur Zeit- und Kostenvorteile durch Einsparungeines separaten Rahmungsverfahrens sowie eines Beschneidungsschrittesmit den zugehörigenEinrichtungen bzw. Stationen mit sich, sondern es kann somit einenoch engere Prozesskontrolle geschaffen werden, die in einer KammersämtlicheVerfahrensschritte vorbestimmen und koordinieren, und sich dadurchauch speziellen Vorgaben anpassen kann. Die beim Laminieren eingesetzteLaminationswärmekann weiter vorteilhaft auch fürden Spritzguss-Schritt (Rahmenformung), also additiv genutzt werden.It is with the method according to the invention thus, it is possible to produce laminated component stacks provided with frames in a single coherent process, thus being readily available as finished products for installation or final assembly with the junction box. This not only brings time and cost advantages by saving a separate framing process and a trimming step with the associated facilities or stations, but it can thus be created an even tighter process control that predetermine and coordinate all steps in a chamber, and thereby can also adapt to specific requirements. The lamination heat used during lamination can also advantageously be used for the injection molding step (frame formation), ie, additively.

Bevorzugtwerden dabei mindestens ein Abschnitt jeweils der oberen und unterenKammerwand vertikal aufeinander zu verfahren, um den mindestenseinen Bauteilestapel auf vorbestimmbarer Höhe in der Kammer zu fixieren.Dadurch könnenanwendungsspezifisch geformte Rahmungen um den Bauteilestapel herumausgebildet werden, da sich die Form des abgegrenzten Volumens inFunktion der Höheder Fixierung ändert.Prefersthis will be at least a section of each of the upper and lowerChamber wall to move vertically to each other, at leastto fix a stack of components at a predeterminable height in the chamber.Thereby canapplication-specific framing around the stack of componentsbe formed, since the shape of the demarcated volume inFunction of heightthe fixation changes.

Gemäß einerweiteren vorteilhaften Ausführungsformwerden in einem weiteren, aber integrierten, Schritt Befestigungslöcher indie spritzgegossene Rahmung eingebracht. Dies kann beispielsweise durchdie oben beschriebenen Zylinderstifte erreicht werden, die in einerKammerwand ausfahrbar angeordnet sind und die noch vor dem endgültigen Aushärten ausgefahrenund in die spritzgegossenen Rahmung eingepresst werden, um die Befestigungslöcher zuerzeugen. Die am Ende des Prozesses ausgebildeten, laminierten undgerahmten Bauteilestapel sind somit sofort einbau- bzw. montagefähig.According to onefurther advantageous embodimentbe in a further, but integrated, step fastening holes inintroduced the injection-molded framing. This can be done, for examplethe cylinder pins described above are achieved, which in oneChamber wall are arranged extendable and extended before the final curingand pressed into the injection-molded framing to fasten the mounting holesproduce. The trained and laminated at the end of the processframed component stacks are thus immediately ready for installation or assembly.

Nachdem Schritt des Aushärtenswird der mindestens eine Kammerwandabschnitt bevorzugt wieder inseine Ausgangsstellung zurückgefahren unddadurch der mindestens eine mit Rahmung versehene Bauteilestapelentformt. Durch das Zurückfahrendes Kammerwandabschnitts wird die Entformung bei noch in der Kammerbefindlichen Bauteilestapeln durchgeführt, was bedeutet, dass inder selben Kammer nun wahlweise auch noch weitere (Nach-)Behandlungsschrittean den laminierten und gerahmten Bauteilestapeln durchgeführt werden können.Tothe step of curingthe at least one chamber wall section is preferably returned tohis starting position was reduced andthereby the at least one framed component stackremoved from the mold. By driving backthe chamber wall section, the demolding is still in the chambercarried out component stacks, which means that inthe same chamber now optionally also further (post-) treatment stepscan be performed on the laminated and framed component stacks.

Bevorzugtist das Spritzgussmaterial ein Polyurethanbasierter Kunststoff.Dieses Material zeichnet sich durch seine geringe Wärmeausdehnung,vor allem aber durch seine guten Hafteigenschaften sowohl auf Glassals auch auf den sonstigen, in den Bauteilestapeln enthaltenen Materialkomponenten, beispielsweiseEVA, PVS, PET usw., aus.Prefersthe injection molding material is a polyurethane-based plastic.This material is characterized by its low thermal expansion,but above all by its good adhesive properties on both glassas well as on the other material components contained in the component stacks, for exampleEVA, PVS, PET, etc., off.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigtschematisch eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtungzum Laminieren und Rahmen von Bauteilestapeln, wobei fünf zeitlichaufeinanderfolgende Stadien des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt sind. 1 schematically shows a sectional view of an apparatus according to the invention for laminating and frame of component stacks, wherein five temporally successive stages of the inventive method are shown.

2 zeigteine perspektivische Ansicht einer von unten betrachteten oberenKammerwand, gemäß einerAusführungsformder erfindungsgemäßen Vorrichtung. 2 shows a perspective view of a viewed from below upper chamber wall, according to an embodiment of the device according to the invention.

Wege zur Ausführung derErfindungWays to execute theinvention

In1 isteine schematische Schnittansicht einer Laminationsvorrichtung während verschiedenerSchritte des Laminations- und Rahmungsverfahrens gemäß der Erfindunggezeigt. Die Vorrichtung umfasst eine Presskammer10 miteiner oberen und einer unteren Kammerwand11,12.Beide Kammerwändeumfassen jeweils einen verfahrbaren Kammerwandabschnitt11a,12a,wobei der obere Abschnitt11a mithilfe einer Heizvorrichtung13 beheizbarist. In der Kammer10 ist außerdem eine auf der unterenKammerwand12 aufliegende Anpressmembran20 sowieeine an der oberen Kammerwand11 angeordnete, als Releasesheetdienende Release-Membran22 vorgesehen.Um die Kammer10 umlaufend ist zwischen der oberen undunteren Kammerwand ein Dichtrahmen30 angeordnet, der die Kammerim geschlossenen Zustand zu den Seiten hin abdichtet. Im Dichtrahmen30 sindEinspritzkanäle32 vorgesehen,durch die ein Kunststoff, vorzugsweise PUR, eingespritzt werdenkann. Die Anschlüssebzw. weiteren Zuführleitungenfür denKunststoff und alternativ fürden eventuell benötigtenHaftvermittler (Primer) sind der Klarheit halber nicht dargestellt.Des Weiteren sind durch den Dichtrahmen hindurch nicht dargestellteBelüftungslöcher ausgebildet, über diedie Kammer evakuiert bzw. belüftetwerden kann. In1 sind schließlich auchin der oberen Kammerwand vorgesehene Zylinderstifte18 (nur einerist dargestellt) erkennbar, die für die Ausbildung von Befestigungslöchern102 inder Rahmung101 eingesetzt werden.In 1 Figure 3 is a schematic sectional view of a lamination apparatus during various steps of the lamination and framing process according to the invention. The device comprises a pressing chamber 10 with an upper and a lower chamber wall 11 . 12 , Both chamber walls each comprise a movable chamber wall section 11a . 12a , the upper section 11a using a heater 13 is heated. In the chamber 10 is also one on the lower chamber wall 12 overlying pressure membrane 20 and one on the upper chamber wall 11 arranged, serving as a release sheet release membrane 22 intended. To the chamber 10 encircling is a sealing frame between the upper and lower chamber wall 30 arranged, which seals the chamber in the closed state to the sides. In the sealing frame 30 are injection channels 32 provided, through which a plastic, preferably PUR, can be injected. The connections or other feed lines for the plastic and, alternatively, for the possibly required adhesion promoter (primer) are not shown for the sake of clarity. Furthermore, ventilation holes, not shown, are formed through the sealing frame, through which the chamber can be evacuated or ventilated. In 1 are finally provided in the upper chamber wall cylinder pins 18 (only one is shown) recognizable for the formation of mounting holes 102 in the frame 101 be used.

Imersten gezeigten Schritt (1a) wirdein Bauteilestapel100, z. B. ein aus den noch unverbundenenBauteilen Trägerglas,Halbleiterschichten und Deckfolien bestehendes Solarzellenmodul,in die Kammer10 eingebracht und auf der Anpressmembran20 positioniert.Der überder Anpressmembran20 liegende Kammerteil wird dann imzweiten Schritt (1b) evakuiert, waszu einer Aufwölbungder Anpressmembran20 führt,welche den Bauteilestapel100 in der Kammer somit anhebt.Der Bauteilestapel100 wird nach oben gegen die obere Kammerwand11 gedrückt, diedurch die Heizvorrichtung13 auf eine Vernetzungstemperaturvon ca. 150°Cerhitzt wurde. Durch die Hitzeeinwirkung und den Anpressdruck derAnpressmembran20 werden die Bauteile im Bauteilestapel100 miteinanderverpresst. Die Releasemembran22, die beispielsweise ausSilikon besteht, verhindert dabei ein Anhaften des Bauteilestapels100 ander oberen Kammerwand11.In the first step shown ( 1a ) becomes a component stack 100 , z. B. a from the still unconnected components carrier glass, semiconductor layers and cover films existing solar cell module in the chamber 10 introduced and on the Anpressmembran 20 positioned. The above the Anpressmembran 20 lying chamber part is then in the second step ( 1b ) evacuated, resulting in a bulge of the Anpressmembran 20 which leads the component stack 100 in the chamber thus raises. The component stack 100 gets up against the upper chamber wall 11 pushed through the heater 13 heated to a crosslinking temperature of about 150 ° C. Due to the heat and the contact pressure of the Anpressmembran 20 become the components in the stack of components 100 pressed together. The release membrane 22 , which consists for example of silicone, thereby preventing adhesion of the component stack 100 at the upper chamber wall 11 ,

Nacherfolgter Verpressung wird die Presskammer10 belüftet undder laminierte Bauteilestapel100' wird wieder abgesenkt. Sodannwerden der obere und untere Kammerwandabschnitt11a,12a zur Mitteder Kammer hin verfahren, wodurch sie den laminierten Bauteilestapel100' zwischen sicheinlegen und fixieren. Durch die Kammerwandabschnitte11a,12a unddie Innenseiten des Dichtrahmens30 wird somit ein Formvolumen40 umden laminierten Bauteilestapel100' herum gebildet, der die Form einer denBauteilestapel umgebenden Rahmung101 aufweist. Die flexiblenund dehnbaren Membranen20,22 spannen sich dabei über dieKammerwandabschnitte11a,12a und dichten diezwischen den stationärenKammerwandteilen11b,12b und den verfahrbarenKammerwandabschnitten11a,12a entstehenden Spalte14 ab.After pressing, the pressing chamber 10 ventilated and the laminated component stack 100 ' is lowered again. Then, the upper and lower chamber wall portions 11a . 12a towards the center of the chamber, causing the laminated stack of components 100 ' between insert and fix. Through the chamber wall sections 11a . 12a and the insides of the sealing frame 30 thus becomes a mold volume 40 around the laminated component stack 100 ' formed around, the shape of a surrounding the component stack framing 101 having. The flexible and stretchable membranes 20 . 22 stretch over the chamber wall sections 11a . 12a and seal the between the stationary chamber wall parts 11b . 12b and the movable chamber wall sections 11a . 12a resulting column 14 from.

Durchdie Einspritzkanäle32 imDichtrahmen30 wird nun ein beispielsweise PUR-basierter Kunststoff,der zum Beispiel ein mit Verstärkungsmaterialienversetzter RRIM-Kunststoff sein kann, in das Formvolumen40 ein-und um den Bauteilestapel100' herumgespritzt (1c).Nachdem das Formvolumen40 vollständig gefüllt wurde, beginnt der Aushärtungsvorgangdes Kunststoffs. Solange der Kunststoff noch weich ist, werden dieZylinderstifte18 betätigtund aus der oberen Kammerwand11 (11b) ausgefahren,wodurch in der Rahmung101 des Bauteilestapels100' an geeignetenPositionen Befestigungslöcher102 erzeugtwerden. Nachdem der Kunststoff vollständig ausgehärtet ist, werden die Kammerwandabschnitte11a,12a wiederin ihre Ausgangslage zurückgefahren(1d), sodass der nun mit einer Rahmung101 versehene,laminierte Bauteilestapel100' entformt wird.Through the injection channels 32 in the sealing frame 30 Now, for example, a PUR-based plastic, which may be, for example, a mixed with reinforcing materials RRIM plastic, in the mold volume 40 on and around the component stack 100 ' splashed around ( 1c ). After the mold volume 40 was completely filled, the curing process of the plastic begins. As long as the plastic is still soft, the cylinder pins 18 actuated and from the upper chamber wall 11 ( 11b ) extended, causing in the framing 101 of the component stack 100 ' at appropriate positions mounting holes 102 be generated. After the plastic has fully cured, the chamber wall sections become 11a . 12a returned to its original position ( 1d ), so now with a framing 101 provided, laminated component stack 100 ' is removed from the mold.

In2 isteine weitere Ausführungsform dererfindungsgemäßen Vorrichtungdargestellt. Die Figur zeigt perspektivisch von unten betrachtetdie obere Kammerwand11 der Vorrichtung. An der oberenKammerwand11 ist ein Dichtrahmen30 fest angebracht,der durch ein Abstandselement31, das im vorliegenden BeispielKreuzstreben-artig in den umlaufenden Dichtrahmen30 eingelegtund mit ihm verbunden ist, in Unterbereiche35 unterteiltwird. Jedem Unterbereich35 entspricht in der oberen Kammerwand11 einverfahrbarer Kammerwandabschnitt11a', der einmal in seiner eingefahrenenAusgangsposition in der Wand und einmal in seiner ausgefahrenenPosition gezeigt ist. Ebenfalls erkennbar sind die auch im Abstandselement31 vorgesehenenEinspritzkanäle32.In diesem Ausführungsbeispielist nur die obere Kammerwand11 mit verfahrbaren Kammerwandabschnitten11a' ausgestattet,so dass die Höheh_D des Dichtrahmens30 (senkrechtzur Hauptebene der Kammerwand) der Ausfahrhöhe h_W desKammerwandabschnitts11a' entspricht.Zum Spritzgießender Rahmung wird somit ein in einem Unterbereich35 befindlicherBauteilestapel vom oberen Kammerwandabschnitt11a' bis zur unterenKammerwand gedrückt,bevor der Kunststoff durch die Kanäle32 eingelassenwird.In 2 a further embodiment of the device according to the invention is shown. The figure shows a perspective view from below of the upper chamber wall 11 the device. At the upper chamber wall 11 is a sealing frame 30 firmly attached by a spacer 31 , in the present example cross-strut-like in the circumferential sealing frame 30 inserted and connected to it, in subregions 35 is divided. Every sub area 35 corresponds to the upper chamber wall 11 a movable chamber wall section 11a ' which is shown once in its retracted home position in the wall and once in its extended position. Also recognizable are also in the spacer element 31 provided injection channels 32 , In this embodiment, only the upper chamber wall 11 with movable chamber wall sections 11a ' equipped so that the height h_{D of} the sealing frame 30 (perpendicular to the main plane of the chamber wall) of the extension height h_{W of} the chamber wall portion 11a ' equivalent. For injection molding of the framing is thus one in a sub-area 35 located component stack from the upper chamber wall portion 11a ' pressed down to the lower chamber wall before the plastic passes through the channels 32 is admitted.

Claims (13)

Translated fromGerman

Vorrichtung zum Laminieren und Rahmen von Stapeln(100) von Bauteilen, wobei die Laminationsvorrichtung (1)mindestens eine eine obere (11) und eine untere (12)Kammerwand umfassende evakuierbare Presskammer (10) zurAufnahme eines oder mehrerer Bauteilestapel (100) umfasst, wobeizwischen der oberen und unteren Kammerwand (11,12)ein um den Rand der Kammer umlaufender Dichtrahmen (30)vorgesehen ist, der die Presskammer (10) luftdicht verschließt,dadurchgekennzeichnet, dass mindestens eine Kammerwand (11)einen vertikal verfahrbaren Abschnitt (11a,11a') umfasst, dergeeignet ist, den mindestens einen Bauteilestapel (100) inder Kammer (10) zu fixieren und mit dem Dichtrahmen (30)ein Volumen (40) zur Aufnahme von Spritzgussmaterial umden mindestens einen Bauteilestapel (100) herum abzugrenzen.Apparatus for laminating and frame of stacks ( 100 ) of components, wherein the lamination device ( 1 ) at least one an upper ( 11 ) and a lower ( 12 ) Chamber wall comprehensive evacuatable pressing chamber ( 10 ) for receiving one or more component stacks ( 100 ), wherein between the upper and lower chamber wall ( 11 . 12 ) a surrounding around the edge of the chamber sealing frame ( 30 ) is provided, which the pressing chamber ( 10 ) hermetically sealed,characterized in that at least one chamber wall ( 11 ) a vertically movable section ( 11a . 11a ' ), which is suitable, the at least one component stack ( 100 ) in the chamber ( 10 ) and with the sealing frame ( 30 ) a volume ( 40 ) for receiving injection molding material around the at least one component stack ( 100 ) to delineate around.Laminationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei imDichtrahmen (30) Einspritzkanäle oder -leitungen (32)für Spritzgussmaterialund weitere benötigte Komponentenvorgesehen sind.Lamination device according to claim 1, wherein in the sealing frame ( 30 ) Injection channels or lines ( 32 ) are provided for injection molding material and other required components.Laminationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei separateEinspritzkanäleoder -leitungen jeweils füralle benötigtenKomponenten eines Zwei-Komponenten-Spritzgussmaterials vorgesehensind.Lamination device according to claim 2, wherein separateInjection ductsor lines for eachall neededComponents of a two-component injection molding material providedare.Laminationsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,wobei die obere und die untere Kammerwand (11,12)jeweils mindestens einen vertikal verfahrbaren Abschnitt (11a,12a)umfassen, wobei die Abschnitte geeignet sind, den mindestens einenBauteilestapel (100) auf vorbestimmbarer Höhe in derKammer zu fixieren.Lamination device according to claim 1, 2 or 3, wherein the upper and lower chamber walls ( 11 . 12 ) each at least one vertically movable section ( 11a . 12a ), wherein the sections are suitable, the at least one component stack ( 100 ) to fix at a predeterminable height in the chamber.Laminationsvorrichtung nach einem der vorangehendenAnsprüche,wobei die Laminationsvorrichtung weiter eine oberhalb des/der Bauteilestapels) (100)vorgesehene, als Releasesheet dienende flexible Membran (22)sowie eine unterhalb des/der Bauteilestapels) (100) vorgeseheneflexible Anpressmembran (20) umfasst.A laminating apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the laminating apparatus further comprises one above the component stack (s) ( 100 ), serving as a release sheet flexible membrane ( 22 ) and one below the component stack () 100 ) provided flexible Anpressmembran ( 20 ).Laminationsvorrichtung nach einem der vorangehendenAnsprüche,wobei innerhalb des Dichtrahmens (30) mindestens ein imWesentlichen parallel zu den Kammerwänden (11,12)verlaufendes Abstandselement (31) vorgesehen ist, das diePresskammer (10) teilweise oder vollständig in Unterbereiche (35)unterteilt.Lamination device according to one of the preceding claims, wherein within the sealing frame ( 30 ) at least one substantially parallel to the chamber walls ( 11 . 12 ) extending spacer element ( 31 ) is provided that the pressing chamber ( 10 ) partially or completely into subregions ( 35 ).Laminationsvorrichtung nach einem der vorangehendenAnsprüche,wobei in einer Kammerwand (11,11b) verfahrbareZylinderstifte (18) vorgesehen sind, die in das abgegrenzteVolumen (40) bewegbar sind, um in dem dort eingebrachtenSpritzgussmaterial Befestigungslöcher(102) auszubilden.Lamination device according to one of the preceding claims, wherein in a chamber wall ( 11 . 11b ) movable cylindrical pins ( 18 ) are included in the demarcated volume ( 40 ) are movable in order in the injection molding material there introduced mounting holes ( 102 ) train.Laminationsvorrichtung nach einem der vorangehendenAnsprüche,wobei der Dichtrahmen (30) an der oberen oder unteren Kammerwand(11,12) fest angebracht ist.Lamination device according to one of the preceding claims, wherein the sealing frame ( 30 ) on the upper or lower chamber wall ( 11 . 12 ) is firmly attached.Verfahren zum Laminieren und Rahmen von Stapeln (100)von Bauteilen, umfassend die folgenden Schritte: Einführen mindestenseines Bauteilestapels (100) in eine Presskammer (10),welche eine obere und untere Kammerwand (11,12)sowie einen zwischen der oberen und unteren Kammerwand vorgesehenen, umden Rand der Kammer umlaufenden Dichtrahmen (30) umfasst,der die Presskammer (10) luftdicht verschließt, druckdichtesVerschließenund Evakuieren der Presskammer (10) und Verpressen desmindestens einen Bauteilestapels (100), vertikalesVerfahren eines Abschnitts (11a,12a) mindestenseiner der Kammerwände(11,12) zur Fixierung des mindestens einen Bauteilestapels(100) in der Kammer, wobei der mindestens eine Kammerwandabschnitt(11a,12a) zusammen mit dem Dichtrahmen (30)ein Volumen (40) um den mindestens einen Bauteilestapel(100) herum abgrenzt, Einspritzen eines Spritzgussmaterialsin das um den mindestens einen Bauteilestapel (100) herumabgegrenzte Volumen (40), und Aushärten des Spritzgussmaterials,wobei eine Rahmung (101) um den mindestens einen verpressten Bauteilestapel(100) erzeugt wird.Method for laminating and frame of stacks ( 100 ) of components, comprising the following steps: introducing at least one component stack ( 100 ) in a compression chamber ( 10 ), which have an upper and a lower chamber wall ( 11 . 12 ) and provided between the upper and lower chamber wall, surrounding the edge of the chamber sealing frame ( 30 ) comprising the pressing chamber ( 10 ) hermetically seals, pressure-tight closing and evacuation of the pressing chamber ( 10 ) and pressing the at least one component stack ( 100 ), vertical movement of a section ( 11a . 12a ) at least one of the chamber walls ( 11 . 12 ) for fixing the at least one component stack ( 100 ) in the chamber, wherein the at least one chamber wall section ( 11a . 12a ) together with the sealing frame ( 30 ) a volume ( 40 ) around the at least one component stack ( 100 ) around, injecting an injection molding material into the at least one component stack ( 100 ) delimited volumes ( 40 ), and curing the injection molding material, wherein a framing ( 101 ) around the at least one compressed component stack ( 100 ) is produced.Verfahren nach Anspruch 9, wobei mindestens einAbschnitt (11a,12a) jeweils der oberen (11) undunteren (12) Kammerwand vertikal aufeinander zu verfahrenwerden, um den mindestens einen Bauteilestapel (100) aufvorbestimmbarer Höhein der Kammer (10) zu fixieren.Method according to claim 9, wherein at least one section ( 11a . 12a ) each of the upper ( 11 ) and lower ( 12 ) Chamber wall are moved vertically to each other to the at least one component stack ( 100 ) at a predeterminable height in the chamber ( 10 ) to fix.Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei in einemweiteren Schritt Befestigungslöcher(102) in die spritzgegossene Rahmung (101) eingebrachtwerden.Method according to one of claims 9 or 10, wherein in a further step mounting holes ( 102 ) into the injection-molded framing ( 101 ) are introduced.Verfahren nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, wobei nachdem Schritt des Aushärtensder mindestens eine Kammerwandabschnitt (11a,12a) wiederin seine Ausgangsstellung zurückgefahren wirdund dadurch der mindestens eine mit Rahmung (101) verseheneBauteilestapel (100) entformt wird.Method according to one of claims 9, 10 or 11, wherein after the step of curing, the at least one chamber wall section (FIG. 11a . 12a ) is returned to its original position and thereby the at least one framed ( 101 ) provided component stack ( 100 ) is removed from the mold.Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Spritzgussmaterialein Polyurethan-basierter Kunststoff ist.Method according to one of claims 9 to 12, wherein the injection molding materiala polyurethane-based plastic is.