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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verbundplatten insbesondere von Verbundglasscheiben mithilfe eines wiederverwendbaren Vakuum-Sacks sowie einen derartigen Vakuumsack.
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Stand der Technik
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Verbundgläser bestehen in der Regel mindestens aus zwei Glasscheiben und einer Verbundfolie, die zwischen den Scheiben platziert ist. Dieser Aufbau wird beispielsweise mittels Druck und Temperatur in einem Walzenverfahren vorlaminiert und später im Autoklaven fertiggestellt. Dabei muss bei diesem Verfahren das Verbundglas vom Förderband abgenommen und in die Autoklaven umgepackt werden, was manuell erfolgt. Alternativ können Verbundgläser mit dem sogenannten Vakuumsack-Verfahren hergestellt werden. Hierbei werden die Verbundgläser in einem geschlossenen Sack verpackt, der wiederum mittels einer Vakuumpumpe evakuiert wird. Ist die Evakuierung beendet, wird der evakuierte Sack in einem Ofen erwärmt, so dass das Verbundglas mittels Temperatur und Luftdruck entsteht. Auch hier müssen die zu verbindenden Glasplatten von Hand in die Säcke gepackt werden und diese in den Ofen überführt werden. Nach dem Erwärmen wird abgekühlt, die Säcke geöffnet und die Verbundplatten entnommen. Die Säcke werden entsorgt.
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Nachteilig bei beiden Verfahren ist das Umpacken bzw. Einpacken der Verbundgläser, da dadurch kein Produktionsfluss in Linie, das heißt insbesondere im Durchlaufverfahren möglich ist. Weiterhin können beim Umpacken die Vakuumsäcke beschädigt werden. Auch die Glasplatten können aufgrund der notwendigen Handhabung Schaden nehmen. Weiter nachteilig ist, dass beim Vakuumsackverfahren zudem eine lange Evakuierungszeit notwendig ist, da mit Erreichen des Vakuums gleichzeitig der Atmosphärendruck die Gläser zusammendrückt und eine Entlüftung schwieriger wird – wodurch auch später beim Aufschmelzen im Ofen Kantenzusammenpressungen am Rande der Gläser entstehen können. Schließlich stellen die nicht wiederverwendbaren Vakuumsäcke eine zusätzliche Belastung der Umwelt dar und sind mit nicht unerheblichen Kosten (bis zu € 1500 pro Sack) verbunden.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Verbundplatten vorzusehen, bei der die Verbundplatten im Durchlaufverfahren (in einer Linie) gefertigt werden können und darüber hinaus erweiterte Steuerungsmöglichkeiten bei der Herstellung ermöglicht werden, insbesondere die Steuerung und Kontrolle von bisher nicht steuerbaren Produktionsparametern. Eine derartige Vorrichtung ist in Anspruch 1 definiert, während ein entsprechendes Verfahren Gegenstand des Anspruchs 10 ist. Der erfindungsgemäße, wiederverwendbare Vakuumsack ist Gegenstand des Anspruchs 16.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Verbundplatten, insbesondere von Verbundglasscheiben, umfasst eine Evakuierungsvorrichtung, eine vakuumdichte Transportfläche zum Einfördern der zu laminierenden Platten in die Evakuierungsvorrichtung und zum Ausfördern der Platten aus der Evakuierungsvorrichtung, und ein mit der Transportfläche mittransportiertes, vakuumdichtes Releasesheet, wobei die zu laminierenden Platten zwischen die Transportfläche und das Releasesheet gelegt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Transportfläche und/oder am Releasesheet eine um die Platten umlaufende, mittransportierte und lösbare Dichtung bzw. Abdichtung vorgesehen wird, die eine Evakuierung des Raumes zwischen Transportfläche und Releasesheet und so die Ausbildung mindestens eines die Platten enthaltenden Vakuumsacks in der Evakuierungsvorrichtung erlaubt.
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Hierbei ist mit Transportfläche jegliche Transporteinrichtung gemeint, die die zu laminierenden Platten aufnehmen und entlang der Vorrichtung, insbesondere durch die Evakuierungsvorrichtung transportieren kann, also zum Beispiel Transportplatten, Transportbänder usw. Die Transportfläche kann dabei je nach Anwendung starr, flexibel und/oder elastisch sein, wesentlich ist, dass sie vakuumdicht ausgestaltet ist. „Dichtung” im Sinne der Erfindung ist nicht nur als separates Dichtmittel (z. B. ein Gummirahmen oder ein aufgetragenes flüssiges Haftmittel) zu verstehen, sondern kann auch eine Eigenschaft der Transportfläche bzw. des Releasesheets bezeichnen, in anderen Worten ist die Oberfläche der Transportfläche und/oder des Releasesheets so ausgestaltet, dass bei deren gegenseitigem Kontakt die sich berührenden Flächen die Dichtungswirkung nach außen erzeugen. Dies ist beispielsweise bei silikonbeschichteten oder Silikon enthaltenden Materialien der Fall. Die Dichtung kann zudem entweder als Liniendichtung oder Flächendichtung die Abdichtung bewirken, wobei letztere bevorzugt ist, da sie entlang ihrer „Breite” einen weniger starken Druckgradienten zwischen dem Inneren des Vakuumsacks und der Umgebung erzeugt als Liniendichtungen.
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Der Vakuumsack wird somit unter Vermittlung der Dichtung aus der Transportfläche und dem mittransportierten Releasesheet gebildet. Wird der durch Evakuierung des Raumes zwischen Transportfläche und Releasesheet gebildete Vakuumsack nun dem Atmosphärendruck ausgesetzt, z. B. durch Belüften der Evakuierungsvorrichtung, so werden die Transportfläche und das Releasesheet aufgrund des zwischen ihnen bestehenden Vakuums aneinandergepresst und die Dichtung verstärkt. Der so erzeugte Vakuumsack kann nun nach Belieben weiterbearbeitet werden, insbesondere kann ein Wärmeeintrag und ein Verpressen erfolgen, sowie beliebige nachfolgende Bearbeitungsschritte wie kontrollierte Abkühlung, alles ohne Belüftung des Vakuumsacks und somit Verlust des die Platten entgasenden Vakuums. Es können also im Stand der Technik nicht oder nur schwer zugängliche Produktionsparameter gezielt gesteuert werden. In anderen Worten werden die Platten in der Evakuierungsvorrichtung vakuumdicht eingeschlossen und können unter Vakuum stehend in weitere Produktionseinheiten gefördert werden; das Vakuum wird „mittransportiert”. Am Ende der Bearbeitung, das heißt wenn der Plattenverbund fertiggestellt ist und das Vakuum um die Platten nicht mehr notwendig ist, kann die Dichtung gelöst und entfernt werden, während Transportfläche und Releasesheet bereit sind für einen neuen Prozessdurchlauf.
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Hierin besteht auch der wesentliche Unterschied zum Beispiel zu Laminationsvorrichtungen wie jener des Patents
DE 10 2009 002 023 , bei der ein Bauteilestapel (in der Regel mehrere zu laminierende Platten und Folien, beispielsweise für Solarpaneele) zwischen einem Releasesheet und einer durch die Presskammer
2 des Laminators durchführbare Anpressmembran aufgenommen ist, welche den Stapel unter Evakuierung beispielsweise des darüber liegenden Kammerteils gegen eine beheizte Kammerwand presst. Die hier gebildete Vakuumtasche ist auf das Innere des Laminators begrenzt, kann also nicht ohne Zerstörung des um die Platten vorhandenen Vakuums ausgefahren werden.
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Die wesentlichen wirtschaftlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind, dass der Verbund (z. B. Verbundglas) jetzt in einer Linie, ohne Transport- und Produktionsrisiken, gefertigt werden kann, da das Vakuum entlang der gesamten Produktionslinie aufrecht erhalten werden kann. Auch entfällt das Verbrauchsmaterial hinsichtlich der zu realisierenden Vakuumsäcke, da die Transportfläche und das Releasesheet sowie die Dichtung wiederverwendet werden sowie das aufwendige Ein- und Auspacken der Glasverbunde. Die Fixierung der Platten (Gläser) unter Vakuum erfolgt bis zum Ende der Prozesskette, d. h. z. B. bis zur kompletten Abkühlung, wodurch Prozesssicherheit entsteht.
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Durch die Vakuumphase in der Evakuierungsvorrichtung wird außerdem beispielsweise die zwischen den Platten liegende PVB-Folie entfeuchtet – diese braucht nun nicht mehrt unbedingt klimatisiert oder vorgetrocknet werden. Es entfallen somit klimatisierte Kammern oder Räume zur Lagerung und Verarbeitung der PVB-Folie.
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Schließlich können durch das „mittransportierte Vakuum” die Taktzeiten auf der Produktionslinie verkürzt werden, da der Produktionsprozess beispielsweise in die Bereiche Vorlaminieren, Fertiglaminieren und Kühlen aufgeteilt werden kann. Durch die Temperatur-, Vakuum- und Pressdrucksteuerung im Laminator können hochwertige Verbundgläser, beispielsweise ohne Lufteinschlüsse oder Kantenzusammenpressungen realisiert werden.
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Als Transportfläche kann gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt ein für den Transport und das Evakuieren geeignetes, vakuumdichtes Transport- bzw. Förderband verwendet werden, insbesondere ein umlaufendes Endlosband oder ein von einer Rolle abgespultes und wieder aufgewickeltes Band. Letzteres kann als Einwegband ausgestaltet sein oder aber ein Mehrwegband sein, das bevorzugt nach Ende des Prozesses gereinigt werden kann. Derartige Transportbänder bestehen häufig aus Bandsegmenten, die mit Schleppstangen verbunden sind. Die Schleppstangen befinden sich dabei während des Evakuierens oder Laminierens außerhalb der jeweiligen Kammer. Das Releasesheet kann ebenfalls als Endlosband oder von der Rolle vorgesehen sein, oder aber lediglich als „diskrete”, mit der Transportfläche mittransportierte obere Vakuumsackbegrenzung geeigneter Größe (insbesondere müssen alle aufliegenden Platten abgedeckt werden). Das Releasesheet besteht dabei bevorzugt aus temperaturbeständigem, elastischem Material.
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In einer Variante ist es denkbar, die Dichtung um einen Stapel von Platten (zum Beispiel zwei Glasplatten mit zwischengelegter PVB-Folie die zu einem Verbundglas vereint werden sollen) herum zu legen oder sie um mehrere Stapel herum zu platzieren. Auf diese Weise kann das Produktionsrisiko variiert werden.
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Für die Evakuierung ist es denkbar, die Evakuierungsvorrichtung luftdicht zu verschließen und die so gebildete Kammer zu evakuieren. Auf diese Weise können die auf der Transportfläche geförderten Platten entgast und entfeuchtet werden. In einer weiteren möglichen Ausführungsform umfasst die Evakuierungsvorrichtung eine Lanze, mithilfe derer der Raum zwischen Transportfläche und Releasesheet evakuiert werden kann. Beispielsweise kann an einer geeignet ausgebildeten Dichtung, zum Beispiel einem zwischen die Transportfläche und das Releasesheet gelegten Dichtrahmen, ein Ventil vorgesehen werden, an das die Lanze andockt, um so den Raum zwischen Releasesheet und Transportfläche evakuiert. So kann die Evakuierungsvorrichtung besonders einfach ausgestaltet werden.
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Bevorzugt ist die Evakuierungsvorrichtung eine Laminationsvorrichtung mit einer verschließbaren, evakuier- und belüftbaren Vakuumkammer, die eine (vakuumdichte) Pressmembran umfasst, welche so ausgestaltet ist, dass sie sich auf den Vakuumsack legen und diesen weiter abdichten kann, bevorzugt durch Verpressen. Zum Beispiel legt sich dabei die Pressmembran auf das Releasesheet und presst den Vakuumsack gegen die untere Kammerwand. So kann durch Steuerung des Drucks zwischen der vakuumdichten Anpressmembran und der (im Beispiel oberen) Kammerwand die Membran derart auf den Vakuumsack aufgelegt bzw. aufgepresst werden, dass die Dichtwirkung der Dichtung verbessert wird und somit ein besonders stabil abgedichteter Vakuumsack erzeugt wird. Zudem können nun auch solche Vakuumsäcke ausgebildet werden, deren Platten sehr hoch übereinandergestapelt sind und so normalerweise ein Verschließen/Versiegeln des Sacks entlang der Dichtung erschweren. Anstelle einer Pressmembran, deren Vorteil die Anpassung an unterschiedliche Oberflächengeometrien ist, ist auch ein Pressstempel denkbar, welcher eine dem jeweiligen Pressgut angepasste Kontur aufweist. Derartige Laminationsvorrichtungen mit Presswerkzeug (Pressmembran, Pressstempel u. ä.) können nach oder zusätzlich zu dem Abdichten auch direkt zum Laminieren – beispielsweise von kaltvernetzenden Zwei-Komponenten-Verbunden wie Plexiglasscheiben – verwendet werden, bei denen das Zwei-Komponenten-System zum Beispiel 10–15 Minuten unter Druck gehalten wird.
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Besonders bevorzugt umfasst die genannte Laminationsvorrichtung weiter mindestens eine Heizplatte, wodurch der Laminator nun auch für thermisch vernetzende bzw. zu verpressende Verbundmaterialien geeignet ist. Mit dieser Ausgestaltung ist es somit möglich, nicht nur die Entgasung der Platten bzw. der Verbundfolie und die Ausbildung des Vakuumsacks zu erreichen, indem die Vakuumkammer evakuiert wird, sondern auch gleichzeitig oder nachfolgend durch druckgesteuertes Anpressen der im Vakuumsack befindlichen Platten an die Heizplatte die Laminierung der Platten zu bewirken und damit die Ausbildung des Plattenverbunds weiterzuführen. Hierzu können Pressdruck und Temperatur geeignet geregelt werden, beispielsweise um die Kanten der Platten nicht qualitätsmindernd zusammenzupressen. Zweckmäßig ist für eine solche Regelung die Vakuumkammer (Presskammer) durch die Anpressmembran in zwei Kammerbereiche zu unterteilen, die jeweils selektiv mit Druck beaufschlagt (evakuiert/belüftet) werden können.
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In einer kostengünstigen Ausführungsform umfasst die Dichtung einen auf das Releasesheet aufgelegten Dichtrahmen, der geeignet ist, durch sein Eigengewicht das Releasesheet gegen die Transportfläche abzudichten. Hierbei entfällt zum Beispiel der Einsatz eines flüssigen oder pastösen Dichtmittels, die zur einmaligen Benutzung ausgelegt sind, als Dichtung, was Kosten spart. Da die Platten im so gebildeten Vakuumsack aber weiter auf der Transportfläche aufliegen, können sie weiterhin unter Aufrechterhaltung des Vakuums im Sack, das heißt mit den zuvor erzeugten Druck- und/oder Temperaturparametern und somit unter den optimalen Entgasungsbedingungen, mit der Transportfläche mittransportiert und nachfolgenden Prozessstationen zugeführt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtung als Dichtmittel zwischen Transportfläche und Releasesheet vorgesehen. Der Vorteil dieser Konfiguration ist, dass die Dichtfähigkeiten durch die Wahl der Dichtung beeinflusst werden, welches gleichzeitig an der Oberfläche der Transportfläche und des Releasesheets dichtend anliegen muss, und somit in Bezug auf die zu erzielende Abdichtung eine größere Auswahl an Materialien (bzw. Materialparametern) für die Transportfläche und das Releasesheet zur Verfügung stehen, um die Abdichtung den zu erwartenden Belastungen (aufgrund des Vakuums bzw. durch nachfolgende Bearbeitung erzeugte zusätzliche mechanische Belastungen) anzupassen. Dabei kann die Dichtung beispielsweise ausgewählt werden aus: einer auftragbaren Butyl-Dichtmasse, einer auftragbaren Silikon-Dichtmasse, insbesondere Zwei-Komponenten-Systeme wie additionsvernetzenden RTV-2-Siliconkautschuken, Fluorelastomeren wie FKM/FPM, EPDM, Silikon, Gummi, einer UV-vernetzenden Dichtmasse, einem wiederverwendbaren Kleber, einem Einwegklebeband, einer mechanisch koppelbaren Dichtung, einer Labyrinthdichtung oder einem Dichtband.
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Auch kann die Dichtung als Dichtrahmen zwischen Releasesheet und Transportfläche vorgesehen werden, wie eingangs bereits im Zusammenhang mit der Lanze erwähnt.
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Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung stromaufwärts von der Evakuierungsvorrichtung eine Auftragsstation zum Auftragen der Dichtung auf die Transportfläche und/oder das Releasesheet. Durch Vorsehen einer derartigen Station kann die Dichtung optimal an die Anordnung der auf der Transportfläche aufliegenden Platten angepasst und ggf. deren Lage korrigiert werden, bevor die Ausbildung des Luftsacks in der Evakuierungsvorrichtung erfolgt.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Dichtung Bestandteil der Oberfläche der Transportfläche und/oder des Releasesheets, so dass bei deren gegenseitigem Kontakt die sich berührenden Flächen die Dichtungswirkung nach außen erzeugen. Beispiele für geeignete Materialien für die Transportfläche bzw. das Releasesheet sind Fluorelastomere (FKM/FPM), EPDM, Silikon, Gummi. Weiterhin ist denkbar die Dichtung als Dichtprofil bzw. Haftoberfläche auf der Oberfläche der Transportfläche und/oder des Releasesheet vorzusehen.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Transportfläche eine vakuumdichte, durch die Evakuierungsvorrichtung mitgeführte und entnehmbare Trägerplatte zur Auflage der Platten. Dies ist insbesondere bei solchen Bearbeitungsvorgängen von Vorteil, wo eine erhöhte mechanische Einwirkung auf die Platten bzw. den Vakuumsack vorgesehen ist, insbesondere bei sehr großen Gewichten des Pressguts sowie in Fällen, in denen der Vakuumsack aus der Maschine genommen werden soll.
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Alternativ kann die Transportfläche ein umlaufendes Transportband sein und durch die Evakuierungsvorrichtung mitgeführte, umlaufende Bleche umfassen. Sehr schwere Verbunde können so kostengünstig „am Fließband” erzeugt werden. Derartige Bleche können auch geformt bzw. gekrümmt sein, um speziellen Oberflächengeometrien (-krümmungen) gerecht zu werden, wie zum Beispiel bei der Herstellung von Verbundglas für Kraftfahrzeuge (Autoglas).
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Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Verbundplatten, insbesondere Verbundglasscheiben, bereit, das die folgenden Schritte umfasst: Einlegen der Platten zwischen eine vakuumdichte Transportfläche und ein mit dieser mitlaufendes, vakuumdichtes Releasesheet; Vorsehen einer um die Platten umlaufenden, mittransportierten und lösbaren Dichtung an der Transportfläche und/oder am Releasesheet; Evakuieren des Raumes zwischen Transportfläche und Releasesheet und Ausbilden eines die Platten enthaltenden Vakuumsacks.
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Mit dem Einlegen sind dabei auch solche Schritte gemeint, bei denen die Platten zuerst auf die Transportfläche gelegt und dann mit dem Releasesheet abgedeckt werden. Das Vorsehen der Dichtung kann vor, während oder nach dem Auflegen der Platten geschehen, aber in jedem Fall vor dem Abdecken mit dem Releasesheet. Denkbar ist auch, dass die Dichtung permanent an der Transportfläche oder am Releasesheet vorgesehen ist. Der Vakuumsack wird somit unter Vermittlung der Dichtung aus der Transportfläche und dem mittransportierten Releasesheet gebildet. Durch dieses Verfahren können die bereits in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Vorteile erzielt werden, insbesondere hinsichtlich der beliebigen Weiterbearbeitung (Wärmeeintrag und/oder Verpressen), auch im Hinblick auf nachgeschaltete Stationen (kontrollierte Abkühlung), alles ohne Belüftung des Vakuumsacks und somit Verlust des die Platten entgasenden Vakuums.
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Besonders bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt des Abdichtens des Vakuumsacks, insbesondere mithilfe einer Pressmembran, welche im Zuge bzw. nach Evakuierung auf den Vakuumsack gelegt wird. Wie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erwähnt kann anstelle einer Pressmembran auch ein Pressstempel oder allgemein ein Presswerkzeug eingesetzt werden, welcher/welches eine dem jeweiligen Pressgut angepasste Kontur aufweist. Dieses Verfahren eignet sich so zum Laminieren – beispielsweise von kaltvernetzenden Zwei-Komponenten-Verbunden wie Plexiglasscheiben, bei denen das Zwei-Komponenten-System zum Beispiel 10–15 Minuten unter Druck gehalten wird.
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Nach Fertigstellung des Plattenverbunds kann die Dichtung gelöst und gegebenenfalls entfernt werden, während Transportfläche und Releasesheet bereit sind für einen neuen Prozessdurchlauf. Durch die Wiederverwendbarkeit der den Vakuumsack bildenden Materialien (Transportfläche, Releasesheet und Dichtung) kann ein wesentlicher Kostenpunkt bei der Herstellung des Plattenverbunds eingespart werden.
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Zwischen den Platten ist in der Regel eine Folie aus z. B. PVB oder andere Laminationsfolien eingelegt. Es können aber prinzipiell auch andere Laminationsvermittler eingesetzt werden, die auch Bestandteil der Platten sein können. Als Platten kommen zum Beispiel Glasplatten zur Herstellung von Verbundglas in Betracht, aber auch Bestandteile von Solarzellen zur Ausbildung von Solarmodulen oder Displays aus Kunststoffscheiben.
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Bevorzugt umfasst das Verfahren den weiteren Schritt des Erwärmens der im Vakuumsack befindlichen Platten. Dabei kann einerseits ein Erwärmen während des Evakuierens zum Einsatz kommen, wodurch die Entgasung und Entfeuchtung der Platten unterstützt werden kann. Andererseits kann zusätzlich ein der Evakuierung nachgeschaltetes Erwärmen eingesetzt werden, um die Laminierungstemperatur zu erreichen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird beim Evakuieren des Raumes zwischen Transportfläche und Releasesheet die Feuchtigkeit der evakuierten Luft gemessen und in Abhängigkeit davon die Dauer der Evakuierung geregelt. Da die Verbundfolien häufig unterschiedliche Feuchtigkeitsgrade besitzen, zum Beispiel aufgrund unterschiedlicher Lagerung, erlaubt die Messung der Feuchtigkeit die Bestimmung der Restfeuchte in der Verbundfolie und vermeidet eine zu starke Austrocknung während des Evakuierens.
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Auch kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt weitere Schritte wie das Verpressen der Platten im Vakuumsack, mit oder ohne Wärmezufuhr, das nachfolgende kontrollierte Abkühlen, bevorzugt in einer Abkühlstation, oder eine Überdruckbehandlung zum Beispiel in einer hydraulischen Überdruckstation umfassen. Durch diese von der Ausbildung des Vakuumsacks in separaten Stationen durchführbaren Schritte kann eine effizientere Taktung erreicht und somit die Gesamttaktzeit verkürzt werden, und dabei auf extrem kostengünstige, da wiederverwendbare Vakuumsäcke zurückgegriffen werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem in verschiedenen Verfahrensschritten befindlichen Laminator, wobei in 1a) die Evakuierung des Raumes zwischen Transportband und Releasesheet zur Ausbildung des Vakuumsacks und das Verpressen der im Vakuumsack befindlichen Platten dargestellt ist, und in 1b) zusätzlich das Einfördern von Glasplatten auf einem Transportband in den Laminator sowie und das Öffnen des Vakuumsacks und das Ausfördern des so erzeugten Verbunds aus dem Laminator gezeigt ist;
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2 zeigt eine Detailansicht der Ausbildung des Vakuumsacks, links vor Evakuierung, rechts danach, ebenfalls im Schnitt, wobei 2a) eine Ausführungsform mit zwischengelegter Dichtung und 2b) eine Ausführungsform mit aufgelegtem Dichtrahmen zeigt;
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3 zeigt eine Draufsicht der Anordnung von Glasplatten, Dichtung und Transportband bzw. Transportblech gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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4 zeigt eine Ausführungsform mit geformten Transportblechen zur Herstellung von Auto-Verbundglasscheiben, wobei nebeneinander verschiedene Phasen der Bearbeitung gezeigt sind;
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5 zeigt eine Detailansicht des Laminators aus 4; und
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6 zeigt eine Draufsicht auf die Laminatorkammer der 5.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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In 1a) und 2a) ist eine schematische seitliche Schnittansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung bzw. des Verfahrens zur Herstellung von Verbundplatten gezeigt. In diesem Beispiel werden als Platten Glasplatten mit zwischengelegter PVB-Folie verwendet (2a), die zu Verbundglasscheiben verpresst werden sollen. In 1a) und 1b) ist als Evakuierungsvorrichtung ein Laminator 1 gezeigt, welcher zwischen seiner oberen Wand 7 und seiner beheizten unteren Wand 10 eine Vakuumkammer 2 (Presskammer) definiert. Die Vakuumkammer 2 umfasst weiter eine (vakuumdichte) Anpressmembran 4 und wird am Rand des Laminators durch eine Kammerdichtung 12 gegen die Umgebung abgedichtet. Durch die Vakuumkammer 2 wird als Transportfläche ein Transportband 16 geführt, welches vorliegend als um eine Rolle 11 umlaufendes Endlosband ausgestaltet ist. Darüber wird ein ebenfalls als um eine Rolle 13 umlaufendes Endlosband ein Releasesheet 14 durch die Vakuumkammer 2 des Laminators 1 geführt.
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Wie auf der linken Seite der 1b) erkennbar ist (Phase I), werden auf das Transportband 16 vor Einfahren in den Laminator Glasplatten 6 (19, 20) mit zwischengelegter PVB-Verbundfolie 21 aufgelegt, die nachfolgend (Phase IIa) mit einer am Releasesheet vorgesehenen Silikondichtung 5 an allen Seiten umgeben werden. Wie in der 1b) weiter gezeigt ist, sind die Dichtungen 5 in regelmäßigen Abständen auf dem Releasesheet 14 angeordnet. Die Silikondichtungen 5 sind dabei in diesem Ausführungsbeispiel fest am Releasesheet angebracht. Sie sind selbsthaftend, d. h. sie haften ohne weitere Maßnahmen durch Kontakt am Transportband 16 und sind von diesem wieder lösbar. Die noch nicht laminierten Verbundglasplatten 6 werden in den drucksteuerbaren Laminator 1 eingefördert und in Phase IIa nach dessen Schließen hier zunächst erwärmt und bis auf einen bestimmten Druck, der beispielsweise das Entweichen der Feuchtigkeit aus der PVB-Verbundfolie 21 sichert, aber das Verdampfen des Weichmachers vermeidet, evakuiert.
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Wie detaillierter in 2a) und 2b) (in der linken Hälfte der Figuren ist jeweils der zustand vor Evakuierung, in der rechten Hälfte nach Evakuierung abgebildet) gezeigt ist, befindet sich unter dem Verbundglas 6 (Glasplatten 19 und 20) ein vakuumdichtes Transportband 16 und über dem Verbundglas 6 (19, 20) ein mittransportiertes, mitlaufendes, vakuumdichtes Releasesheet 14, welche nun beim Evakuieren durch Vermittlung der selbst haftenden Silikondichtung 5 einen luftdichten Vakuumsack 18 bilden. Dabei senkt sich im Laminator 1 die Anpressmembran 4 auf das Releasesheet 14 und fördert so die Ausbildung des Vakuumsacks (1b, Phase IIa). Das heißt, dass der Glasverbund 6 (19, 20, 21) nunmehr zwischen dem Releasesheet 14 und dem Transportband 16 vakuumdicht eingeschlossen ist. 2a) zeigt dabei den Fall einer zwischen Releasesheet 14 und Transportband 16 eingelegter Dichtung 5, während 2b) den Fall mit einem auf das Releasesheet 14 aufgelegten Dichtrahmen 15 zeigt. Die Dichtung bildet sich hier durch Flächenpressung zwischen Releasesheet 14 und Transportband 16.
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In 3 ist als alternative Ausführungsform der Fall gezeigt, bei dem mehrere Glasverbunde 6 auf einer als Trägerplatte 16 ausgestalteten Transportfläche von einer als Flächendichtung wirkenden Dichtung 5 umgeben und so zusammen im Vakuumsack 18 vakuumdicht eingeschlossen sind.
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Nachdem die Prozessparameter hinsichtlich der Evakuierung erreicht worden sind, findet in Phase IIb nun durch druckgesteuertes Verpressen (nicht unbedingt mit dem vollen Atmosphärendruck) mit der Membran 4 des Laminators die Laminierung der beiden Gläser 19, 20 des Stapels 6 statt. Dabei sind der Pressdruck und die Temperatur der Heizplatte 10 (in der Kammerwand integriert) so geregelt, dass die Kanten des Glases nicht qualitätsmindernd zusammengepresst werden. Ein frei wählbarer Pressdruck der Membrane 4 lässt sich realisieren, weil der Laminator ein druckfestes Gesamtgehäuse besitzt, aber durch die Membrane 4 entsprechend in zwei Vakuumkammerteile 8, 9, geteilt ist (siehe 1a).
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Nach dem Verpressen wird die Kammer 2 des Laminators zum Hinausfördern der Verbundgläser belüftet (Phase III), ohne dass der Verbund 6 der Gläser 19, 20 selber belüftet wird. Der nun von außen unter Atmosphärendruck stehende Vakuumsack wird aus dem Laminator 1 ausgefördert und kann nun beispielsweise unter Beibehaltung des Vakuums im Sack 18 kontrolliert an der Umgebungsluft abkühlen, so dass keine Gefahr besteht, dass der Glasverbund 6 sich aufgrund noch nicht ausreichender Klebekraft vorzeitig im Randbereich löst. Alternativ können die Gläser 19, 20 bzw. der entstehende Glasverbund 6' zur Verkürzung der Produktionstaktung in einem weiteren Ofen weiter aufgeheizt bzw. in einer separaten Kühlstation gezielt abgekühlt werden. Wesentlich ist, dass der noch unfertige Plattenstapel 6 in unter wählbaren Druckverhältnissen im Vakuumsack 18 vakuumdicht eingeschlossen wird und in diesem weiter bearbeitet, insbesondere verpresst, sowie in weitere Produktionseinheiten gefördert werden kann. So kann der noch unfertige Verbund 6 sein Vakuum „Mittransportieren”. Am Ende der Produktionskette (am Ende der Phase III) wird dann die Dichtung 5 vom Transportband 16 gelöst, beispielsweise wie gezeigt durch Umlenkung des Transportbands 16 und des Releasesheets 14 über Rollen, und so der Vakuumsack 18 geöffnet und das nun fertige Verbundglas 6' freigegeben.
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Die 4 beschreibt eine Ausführungsform, die beispielsweise in der Autoglasherstellung Anwendung finden kann. Hierbei wird eine geeignet geformte Trägerplatte 30 an der Transportfläche, hier einem Transportband 16, vorgesehen, auf welche die geformten Gläser 6 (d. h. eine Schichtung von einzelnen geformten Gläsern und Verbundfolien) aufgelegt und nachfolgend mit dem Releasesheet 14 abgedeckt werden. Wie in der in 1a und 1b) beschriebenen Ausführungsform werden die so eingelegten Gläser in einem Laminator 1 evakuiert, ein sie enthaltender Vakuumsack 18 ausgebildet und der im Sack 18 befindliche Verbund 6 verpresst. Wie hier nur im Zuge eines Beispiels gezeigt ist, kann nachfolgend der Verbund 6 in einem weiteren Ofen 1' (Umluftofen) erwärmt werden, und schließlich in einer Kühlstation 1'' kontrolliert abgekühlt werden.
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5 schließlich zeigt eine weiter Ausführungsform, bei welcher im Laminator 100 eine unter der Transportfläche 16 (hier ein Transportband) angeordnete untere Anpressmembran 23 und eine über dem Releasesheet 14 angeordnete obere Anpressmembran 24 vorgesehen sind. Sowohl die Anpressmembranen 23, 24 als auch Transportband 16 und Releasesheet 14 sind flexibel bzw. elastisch ausgestaltet, um sich den gekrümmten zu laminierenden Glasscheiben 6 in ihrer Form anzupassen. Das Releasesheet 14 und das Transportband 16 sind zudem mit Silikon beschichtet, um bei Kontakt eine Dichtung auszubilden. Zunächst wird wie oben beschrieben der Raum zwischen Transportband 16 und Releasesheet 14 evakuiert, die Glasscheiben 6 entgast und der Vakuumsack 18 ausgebildet. 6 zeigt weiterhin zum Verständnis eine Draufsicht auf die Laminationsvorrichtung 100, aus der ersichtlich ist, dass sich durch Kontakt des Releasesheets 14 und des Transportbands 16 aufgrund des zwischen ihnen entstandenen Vakuums eine Dichtung 5 um die Glasscheiben 6 bildet. Die Membranen 23 und 24 umgeben ebenfalls die Glasscheiben 6 und sind breiter als das Releasesheet 14 und das Transportband 16, so dass die Membranen durch Auf- bzw. Anlegen an diese effektiv die Abdichtung des Vakuumsacks unterstützen können.
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Nachfolgend werden der Raum 28 zwischen oberer Kammerwand 27 und oberer Anpressmembran 24 sowie zwischen untere Kammerwand 20 und unterer Anpressmembran 23 selektiv mit Druck beaufschlagt und die Glasscheiben 6 zwischen den Membranen 23, 24 verpresst. Durch die Anpassung der Membranen und des Transportbands und Releasesheets an die Form der Gläser 6 kann eine sehr gleichmäßige und somit optimale Verpressung stattfinden, die die Qualität des Verbundglases erheblich steigert. So lassen sich auch Verbundglasscheiben für die anspruchsvollen Anforderungen der Autoindustrie mit dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren fertigen. Auch hier sind, wie bereits erläutert, durch Aufteilung in einzelne Teilschritte Taktverkürzungen möglich.
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Das beschriebene Verfahren sowie die zugehörige Vorrichtung können auch zur Taktverkürzung in der Produktion von Glas-Glas-Solarmodulen eingesetzt werden. Auch hier besteht bei konventionellen Herstellungsverfahren grundsätzlich die Gefahr, dass die Solarmodule nach dem Laminieren und beim Einfördern in die nachgeschaltete Kühlpresse am Rand „klaffen” oder sich öffnen und in der Kühlpresse wieder gefügt werden – wobei aber oft Fügemängel sichtbar bleiben. Ebenso kann der Produktionsprozess in weitere Teilproduktionsschritte aufgeteilt werden, z. B. Vorlaminieren (z. B. in einer Evakuierungsvorrichtung), Laminieren (z. B. in einem Laminator), Abkühlen (z. B. in einer Abkühlstation) – alles unter Vakuum. Auch andere Verbundmaterialien wie EVA, FEVA, und insbesondere thermoplastische Verbundfolien wie Silikone, TPUs, Ionomere etc. können risikolos verarbeitet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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