EP2516783B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von isolierglas - Google Patents

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EP2516783B1
EP2516783B1 EP10807516.9A EP10807516A EP2516783B1 EP 2516783 B1 EP2516783 B1 EP 2516783B1 EP 10807516 A EP10807516 A EP 10807516A EP 2516783 B1 EP2516783 B1 EP 2516783B1
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EP
European Patent Office
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glass
vent hole
panes
spacer
closing
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP10807516.9A
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English (en)
French (fr)
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EP2516783A1 (de
Inventor
Johan Pieter Hofmann
Francisco Lopez Lopez
Dieter Schäufler
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Elino Industrie-Ofenbau GmbH
Original Assignee
Elino Industrie-Ofenbau GmbH
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Publication date
Application filed by Elino Industrie-Ofenbau GmbH filed Critical Elino Industrie-Ofenbau GmbH
Publication of EP2516783A1 publication Critical patent/EP2516783A1/de
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    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663—Elements for spacing panes
    • E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
    • E06B3/66333—Section members positioned at the edges of the glazing unit of unusual substances, e.g. wood or other fibrous materials, glass or other transparent materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
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    • E06B3/673—Assembling the units
    • E06B3/67326—Assembling spacer elements with the panes
    • E06B3/6733—Assembling spacer elements with the panes by applying, e.g. extruding, a ribbon of hardenable material on or between the panes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/677—Evacuating or filling the gap between the panes ; Equilibration of inside and outside pressure; Preventing condensation in the gap between the panes; Cleaning the gap between the panes
    • E06B3/6775—Evacuating or filling the gap during assembly
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
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    • E06B2003/66338—Section members positioned at the edges of the glazing unit of unusual substances, e.g. wood or other fibrous materials, glass or other transparent materials of glass

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing insulating glass.
  • Known insulating glass panes consist of two insulating glass panes connected via a frame, wherein the interior space between the two panes is filled with a gas mixture.
  • a gas mixture In order to increase the thermal insulation value of such insulating glass panes, such discs are produced in recent times without gas filling. In this case, a negative pressure is generated in the interior between the two glass panes. In this case, a negative pressure of 10 -1 to 10 -7 mbar is sought.
  • a method for producing insulating glass is known in which a unit consisting of a first glass pane and a second glass pane and a glass frit arranged at least partially between the two glass panes is preheated, heated, cooled and evacuated in an oven.
  • a border is made of indium or an indium alloy.
  • the indium or indium alloy is melted in a vacuum chamber, and thus a border is made.
  • the interior space between the panes of glass is evacuated parallel to the heat treatment via natural free spaces located in the area of the border.
  • the present invention has for its object to provide a process for the production of insulating glass, which allows the production of particularly dense and aging-resistant insulating glass with a particularly high vacuum (vacuum).
  • a glass frit (solder glass) is used to connect the glass sheets as the bonding medium.
  • the glass frit is applied in the plastic state, in the form of a strip-shaped border, wherein the border is selectively applied so that their height in particular natural way is different, preferably wave-shaped.
  • the formation of the outline in waveform to obtain a natural gap between the border and glass is not necessarily required if the border is applied only at different levels. It is essential that even after application of the glass frit natural free spaces in the area of the border are available, which allow evacuation of the interior.
  • the glass frit is dried after application to an acceptable hardness. After stacking the glass panes provided with the border, natural clearances or a natural gap are thus present between the glass panes. In this state, d. H. Pre-stage, therefore, the assembled insulating glass unit is still open to the surrounding atmosphere.
  • the glass panes can then be mechanically fixed to one another (with the border arranged therebetween from the glass frit), so that lateral displacements are no longer possible.
  • appropriate clamping devices can be used for fixing. Another possibility is to achieve fixation via weight loading. Other measures are also possible.
  • the interior space between the glass panes will then be located above those in the area of the border natural free spaces, ie evacuated over the natural gap formed with the applied glass frit to produce a desired negative pressure (vacuum), for example between 10 -1 to 10 -7 mbar.
  • a desired negative pressure for example between 10 -1 to 10 -7 mbar.
  • Carrying out the evacuation over the natural gap formed has the advantage that the interior can be pumped out much more quickly than is the case, for example, when evacuating through a special hole in the glass pane.
  • a heat treatment of the insulating glass unit to soften the applied glass frit and in this way to glue the glass sheets together. The heat treatment is carried out until a tight connection between the glass panes is achieved. Thereafter, the insulating glass unit is allowed to cool gradually, so that the glass frit can solidify.
  • a two-stage evacuation process preferably takes place.
  • the first evacuation step i. H. the main part of the evacuation is carried out over the natural open spaces formed with the border.
  • a second evacuation step preferably at a lower temperature, to remove the residual exhaust gases from the interior of the unit, which is passed through the venting hole provided.
  • a particularly dense connection of the glass panes can be achieved.
  • the use of a glass frit has the further advantage already mentioned that hereby the connection medium has almost the same coefficient of thermal expansion as the glass panes or the spacers used.
  • a glass frit as a connecting medium has little aging problems.
  • additional spacers are preferably provided in the interior at corresponding intervals over the panes. These spacers are made of glass or similar transparent components so that they are poorly visible to the naked eye. They are glued to the glass panes, for example thermally or with UV-reactive plastics.
  • the closing of the vent hole is carried out at a temperature lower than the heat treatment step. This ensures that the glass frit used for bonding the glass panes emits no further exhaust gases at this stage, so as to ensure that the vent hole and thus the insulating glass unit is finally closed, without any exhaust fumes are still in the interior.
  • a glass pane provided with an open vent hole or a corresponding frame-shaped spacer.
  • This vent hole is open from the start and will not close until the end of the process. The closing takes place, as mentioned above, after the further evacuation of the interior. All process steps can therefore follow one another directly.
  • the vent hole is conveniently closed by melting and fusing a serving for sealing substance.
  • the substance is melted by appropriate heat and melts it to the edges of the vent.
  • a sealing substance is preferably used glass material or glass frit material, ie such materials, which are used anyway in the insulating glass (preferably no foreign materials). Also suitable metals or plastics may be used.
  • the substance used for sealing is fixed in the area of the vent hole during the execution of the method.
  • the substance used for sealing is fixed in the area of the vent hole during the execution of the method.
  • glass tubes or other glass elements may be used. The fixation prevents the substance from leaving the area of the vent opening.
  • the occlusive substance is fused and fused by laser action, inductive or microwave energy.
  • a laser beam is targeted to the substance, which may be, for example, a glass bead, directed, whereby the glass bead is melted and thus the vent is closed.
  • a magnetically conductive metal may be mixed, so that a melting can be carried out, for example, in an inductive manner.
  • a melting can be achieved by means of microwave energy.
  • the two latter methods have the advantage that the energy required for melting does not have to be specifically applied to the substance, as is the case with a laser beam.
  • other methods for closing the vents are possible, in particular the use of other heat sources.
  • a glass sheet or a spacer is used with a vent hole arranged in a corner area.
  • the additional ventilation hole may also be provided in the border formed by the glass frit. This can be realized for example by means of a pipe.
  • vent holes can be provided. From the manufacturing effort, however, their number should be as low as possible.
  • the frame-shaped spacer is preferably a glass frame. However, it can also find a metal frame use.
  • a glass frit is used as the connecting medium between the two glass panes and possibly the spacer (glass frame).
  • the evacuation of the interior is preferably carried out in a two-step process, being evacuated in a first step on the natural clearances between glass frit and glass or glass frit and spacer.
  • the remaining exhaust gases which are still present in the interior after bonding the discs together or with the spacer, evacuated via a specially provided vent hole (pump hole). Thereafter, the pump hole is closed.
  • more than two glass panes can be used, wherein two glass panes can each have a spacer between them.
  • the device designed to carry out the method is designed as a furnace system provided with a transport device for the insulating glass panes with a multiplicity of heating and cooling chambers arranged one behind the other and separated from one another, wherein at least some of the heating and cooling chambers are provided with vacuum generating devices. At least one heating chamber may have a closing device for the vent hole. Between various heating and cooling chambers separating devices are provided, which ensure a separation of the maintained in the respective chambers atmospheres. With the aid of the transport device, the insulating glass units to be produced are conveyed through the individual chambers of the furnace installation, where they are heated, evacuated and / or cooled in the chambers.
  • Such a furnace plant is constructed, for example, as follows:
  • a loading device with which the insulating glass units are successively introduced into a preheating chamber.
  • This is followed by another preheat chamber.
  • the units Via a vacuum gate, the units are introduced into a pre-vacuum / heating chamber, pass through this chamber and enter a further heating chamber, in which the actual bonding process takes place. From this heating chamber, the units in turn pass through a vacuum gate into a chamber in which a pre-high vacuum is generated.
  • two high-vacuum chambers which are also separated by corresponding vacuum gates.
  • a chamber which is provided with a vent hole closing device and in which closed the vent hole becomes (at a slightly lowered temperature).
  • a pre-cooling chamber and a subsequent cooling chamber follow. With a discharger the finished insulating glass units are removed from the furnace.
  • Such a furnace can be designed as a straight-ahead version, but also in angled, circular or U-shaped.
  • the subsequent pumping of the residual gases on the cold insulating glass unit can also be done outside the furnace, in particular via special pump stems.
  • FIG. 1 shows a partial vertical section through an insulating glass unit before the heat treatment.
  • a suitable glass frit soldder glass
  • the corresponding Glasfrittenumrandept are designated 4 and 6.
  • the glass frit is applied so that its application height varies so that each results in an approximately wavy band.
  • each of the individual parts arises between glass frit and spacer 3 each have a natural gap 5, through which the interior of the insulating glass unit is in communication with the surrounding atmosphere.
  • they are mechanically fixed to one another via a suitable clamping device 7.
  • a fixation can also be done for example via a suitable weight load.
  • FIG. 1 The insulating glass unit of FIG. 1 is conveyed through a suitable furnace, as described later. By the corresponding heat treatment, the glass frit border 4, 6 is melted, so that both glass panes 1, 2 are glued in a sealed manner with the spacer 3.
  • figure 2 shows the insulating glass unit after the heat treatment has been carried out.
  • FIG. 3 shows a plan view of the insulating glass unit of Figures 1 and 2 ,
  • the upper glass pane 1 with a small vent hole (pump hole) 8 is provided, which serves to evacuate residual exhaust gases from the interior of the insulating glass unit, after the main part of the exhaust gases already over the in FIG. 1 shown natural gap 5 has been pumped.
  • the vent opening 8 is closed, wherein FIG. 4 shows five alternatives for closing.
  • the closure takes place with the aid of a glass bead 9, which is melted by means of a laser beam, whereby the opening 8 is closed.
  • the closure via a plug 10 made of a refractory glass frit.
  • the frit may contain possible metal admixtures, so that the vent hole can be closed in an inductive manner by melting the plug.
  • a glass stopper 11 is used, which is fixed by a glass tube 12. This glass tube 12 prevents the glass stopper from being removed from the area of the vent during treatment.
  • the melting can be done here, for example, by applying microwave energy.
  • the upper glass pane is provided with a pumping stem 30 made of glass, which is sealed for sealing.
  • the pumping stem 30 is arranged on the spacer 3.
  • FIG. 5 schematically shows a longitudinal section through a suitable furnace plant for the production of insulating glass.
  • a loading device 21 At the left end of the FIG. 5 is a loading device 21, with the insulating glass units in the state of FIG. 1 one after another introduced into the furnace and there on a suitable transport device (not shown) are arranged.
  • the furnace 20 has a plurality of chambers 24, 25, 26 and 27, which are partially separated from each other by suitable atmosphere separators 23, each formed as a vacuum gate, to prevent mixing of the individual atmospheres. Introduced into the furnace insulating glass units pass first two preheating 24 and then pass through a vacuum gate in a pre-vacuum / heating chamber.
  • an adhesive / heating chamber pre-high vacuum chamber, high vacuum chamber and high vacuum chamber, which are each separated by vacuum gates.
  • the bonding of the unit and the main process to evacuate the interior takes place.
  • the unit then enters a chamber 26, which is provided with a closing device for the vent hole 8.
  • a slightly lower temperature than in the previous chambers is maintained in order to prevent further outgassing of the glass frit.
  • the insulating glass units pass through a pre-cooling chamber and a cooling chamber 27 to an unloading device 22, with which they are guided out of the furnace 20.
  • FIG. 6 shows a temperature / pressure-time diagram of the furnace shown in Figure 5. With the solid line the respective chamber temperature is shown. The dashed line shows the respective chamber pressure. After the insulating glass units have passed through the furnace, they have in their interior a negative pressure of up to 10 -7 mbar.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Isolierglas.
  • Bekannte Isolierglasscheiben bestehen aus zwei über einen Rahmen verbundenen Isolierglasscheiben, wobei der Innenraum zwischen den beiden Scheiben mit einer Gasmischung gefüllt ist. Um den Wärmedämmwert von derartigen Isolierglasscheiben zu erhöhen, werden derartige Scheiben in neuerer Zeit ohne Gasfüllung hergestellt. Dabei wird im Innenraum zwischen den beiden Glasscheiben ein Unterdruck erzeugt. Dabei wird ein Unterdruck von 10-1 bis 10-7 mbar angestrebt.
  • Zur Herstellung von derartigen Isolierglasscheiben bzw. Isolierglaseinheiten ist es bekannt, zwischen den Scheiben einen mit Schlitzen versehenen Metallrahmen anzuordnen. Über die Schlitze des Metallrahmens wird der Innenraum zwischen den Scheiben evakuiert, wonach der Metallrahmen mit den Glasscheiben über einen geeigneten Kunststoffkleber verklebt wird. Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird der Innenraum zwischen den beiden Glasscheiben evakuiert, wonach zwei in den Endbereichen der Scheiben angeordnete Metallstreifen miteinander verschweißt werden, um den Innenraum abzudichten. Die miteinander verschweißten, vorstehenden Metallstreifen werden danach umgebördelt.
  • Bei dem an erster Stelle genannten Verfahren besteht das Problem, dass der verwendete Kunststoffkleber altert und versprödet, so dass die Gefahr besteht, dass der evakuierte Zwischenraum zwischen den Glasscheiben mit der Zeit Luft zieht. Bei dem zweiten bekannten Verfahren, bei dem entsprechende Metallstreifen zur Abdichtung Verwendung finden, ist die Problematik vorhanden, dass infolge der Verwendung von unterschiedlichen Materialien unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten vorhanden sind, die unterschiedlich Ausdehnungen der Materialien zur Folge haben und damit Beschädigungen hervorrufen können.
  • Aus der US 2009/0151853 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Isolierglas bekannt, bei dem eine aus einer ersten Glasscheibe und einer zweiten Glasscheibe sowie einer zumindest teilweise zwischen den beiden Glasscheiben angeordneten Glasfritte bestehende Einheit in einem Ofen vorerhitzt, erhitzt, gekühlt und evakuiert wird.
  • Aus der US 2009/0151855 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Isolierglas bekannt, bei dem nach der Ausbildung einer Umrandung über ein Pumploch evakuiert wird.
  • Beim Gegenstand der WO 00/63130 wird eine Umrandung aus Indium oder einer Indiumlegierung hergestellt. Das Indium oder die Indiumlegierung wird in einer Vakuumkammer aufgeschmolzen, und auf diese Weise wird eine Umrandung hergestellt. Der Innenraum zwischen den Glasscheiben wird parallel zur Wärmebehandlung über im Bereich der Umrandung befindliche natürliche Freiräume evakuiert.
  • Die WO 00/77336 A1 und die US 6,478,911 B1 befassen sich mit Verfahren, bei denen erst nach der Herstellung der Umrandung evakuiert wird, und zwar über Pumplöcher.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Isolierglas zu schaffen, das die Herstellung von besonders dichtem und alterungsbeständigem Isolierglas mit besonders hohem Unterdruck (Vakuum) ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet zum Verbinden der Glasscheiben als Verbindungsmedium eine Glasfritte (Lötglas) Verwendung. Das hat den Vorteil, dass Glasscheiben und Verbindungsmedium aus dem gleichen bzw. einem ähnlichen Material bestehen und gleiche bzw. ähnliche Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen, so dass die Gefahr von unterschiedlich großen Materialdehnungen bzw. Materialkontraktionen ausgeschaltet ist. Die Glasfritte wird im plastischen Zustand aufgebracht, und zwar in Form einer streifenförmigen Umrandung, wobei die Umrandung gezielt so aufgebracht wird, dass deren Höhe insbesondere auf natürliche Weise unterschiedlich ist, vorzugsweise wellenförmig ausgebildet ist. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch die Ausbildung der Umrandung in Wellenform zum Erhalt eines natürlichen Spaltes zwischen Umrandung und Glasscheibe nicht unbedingt erforderlich, wenn die Umrandung nur unterschiedlich hoch aufgebracht wird. Wesentlich ist, dass auch noc nach dem Aufbringen der Glasfritte natürliche Freiräume im Bereich der Umrandung vorhanden sind, die ein Evakuieren des Innenraumes ermöglichen.
  • Die Glasfritte wird nach dem Auftragen auf eine vertretbare Härte getrocknet. Nach dem Aufeinanderlegen der mit der Umrandung versehenen Glasscheiben sind somit zwischen den Glasscheiben natürliche Freiräume bzw. ein natürlicher Spalt vorhanden. In diesem Zustand, d. h. Vorstadium, ist daher die zusammengestellte Isolierglaseinheit noch zur umgebenden Atmosphäre hin offen. Die Glasscheiben können dann vorzugsweise (mit der dazwischen angeordneten Umrandung aus der Glasfritte) mechanisch aneinander fixiert werden, so dass keine seitlichen Verschiebungen mehr möglich sind. Beispielsweise können zur Fixierung entsprechende Spanneinrichtungen verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Fixierung über Gewichtsbelastung zu erreichen. Andere Maßnahmen sind ebenfalls möglich.
  • In einem nächsten Schritt wird dann der Innenraum zwischen den Glasscheiben über die im Bereich der Umrandung befindlichen natürlichen Freiräume, d.h. über den mit der aufgebrachten Glasfritte gebildeten natürlichen Spalt, evakuiert, um einen gewünschten Unterdruck (Vakuum), beispielsweise zwischen 10-1 bis 10-7 mbar, zu erzeugen. Die Durchführung der Evakuierung über den gebildeten natürlichen Spalt, hat den Vorteil, dass der Innenraum sehr viel rascher ausgepumpt werden kann als dies beispielsweise beim Evakuieren über ein spezielles Loch in der Glasscheibe der Fall ist. Parallel zum Evakuieren oder zeitlich versetzt zu diesem erfolgt eine Wärmebehandlung der Isolierglaseinheit, um die aufgebrachte Glasfritte zu erweichen und auf diese Weise die Glasscheiben miteinander zu verkleben. Die Wärmebehandlung wird dabei solange durchgeführt, bis eine dichte Verbindung zwischen den Glasscheiben erreicht ist. Danach lässt man die Isolierglaseinheit allmählich abkühlen, damit die Glasfritte erstarren kann.
  • Bei der Durchführung der Wärmebehandlung zum Erweichen der Glasfritte können sich entsprechende Abgase bilden, die, solange wie die natürlichen Freiräume bzw. der natürliche Spalt noch offen sind, über diese Freiräume bzw. diesen Spalt ausgepumpt werden. Es versteht sich, dass derartige Abgase im Innenraum der Einheit unerwünscht sind, da hier ein möglichst gasfreier Raum erzeugt werden soll. Derartige Abgase können in der Regel über die natürlichen Freiräume in der Umrandung evakuiert bzw. abgepumpt werden. Wenn die Glasfritte soweit erweicht ist, dass der anfangs vorhandene natürliche Spalt verschwunden ist, kann es jedoch auch passieren, dass die im Innenraum noch vorhandenen restlichen Abgase nicht mehr über den Spalt entfernt werden. Um trotzdem eine derartige Entfernung zu ermöglichen, erfolgt nach dem dichten Verkleben der Isolierglaseinheit vorzugsweise ein weiteres Evakuieren des Innenraumes über mindestens ein zusätzliches Entlüftungsloch. Über dieses Entlüftungsloch werden daher die aufgrund des Aufschmelzens der Glasfritte noch im Innenraum vorhandenen Abgase aus diesem entfernt, bis das Endstadium des gewünschten Unterdrucks bzw. Vakuums erreicht ist. Nach dem Beenden des weiteren Evakuierungsvorganges wird das vorgesehene Entlüftungsloch verschlossen. Danach wird die Isolierglaseinheit abgekühlt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet somit vorzugsweise ein zweistufiger Evakuierungsvorgang statt. Der erste Evakuierungsschritt, d. h. der Hauptanteil der Evakuierung, wird über die mit der Umrandung gebildeten natürlichen Freiräume durchgeführt. Danach folgt ein zweiter Evakuierungsschritt, vorzugsweise bei einer niedrigeren Temperatur, um die restlichen Abgase aus dem Innenraum der Einheit zu entfernen, der über das vorgesehene Entlüftungsloch durchgeführt wird.
  • Durch die Verwendung einer Glasfritte lässt sich eine besonders dichte Verbindung der Glasscheiben (ggf. unter Zwischenschaltung eines rahmenförmigen Abstandhalters) erreichen. Die Verwendung einer Glasfritte hat den weiteren bereits erwähnten Vorteil, dass hiermit das Verbindungsmedium nahezu den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie die verwendeten Glasscheiben bzw. der verwendete Abstandshalter. Schließlich hat eine Glasfritte als Verbindungsmedium wenig Alterungsprobleme. Um beim Evakuieren des Zwischenraumes zwischen den Glasscheiben ein Gegeneinanderziehen der Scheiben zu verhindern, sind vorzugsweise zusätzliche Abstandshalter im Innenraum in entsprechenden Abständen über die Scheiben verteilt vorgesehen. Diese Abstandshalter bestehen aus Glas oder ähnlichen transparenten Komponenten, so dass sie mit bloßem Auge schlecht sichtbar sind. Sie werden mit den Glasscheiben verklebt, beispielsweise thermisch oder mit UV-reaktiven Kunststoffen.
  • Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Verschließen des Entlüftungsloches bei gegenüber dem Wärmebehandlungsschritt abgesenkter Temperatur durchgeführt. Hiermit wird erreicht, dass die zum Verkleben der Glasscheiben verwendete Glasfritte in diesem Stadium keine weiteren Abgase abgibt, so dass sichergestellt wird, dass das Entlüftungsloch und damit die Isolierglaseinheit endgültig verschlossen wird, ohne dass sich noch irgendwelche Abgase im Innenraum befinden.
  • Zur Durchführung des Verfahrens wird zweckmäßigerweise eine mit einem offenen Entlüftungsloch versehene Glasscheibe oder ein entsprechender rahmenförmiger Abstandshalter verwendet. Dieses Entlüftungsloch ist von Anfang an offen und wird erst am Schluss des Verfahrens verschlossen. Das Verschließen erfolgt dabei, wie vorstehend erwähnt, nach dem weiteren Evakuieren des Innenraumes. Alle Verfahrensschritte können daher direkt aufeinanderfolgen.
  • Bei einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Durchführung desselben eine mit einem geschlossenen Entlüftungsloch versehene Glasscheibe oder ein entsprechender rahmenförmiger Abstandshalter verwendet, wobei das Entlüftungsloch vor dem weiteren Evakuieren geöffnet wird. Bei dieser Verfahrensvariante kann daher zwischen dem Hauptvorgang des Evakuierens über die natürlichen Freiräume und dem nachfolgendem weiteren Evakuieren über das Entlüftungsloch durchaus eine Verfahrensunterbrechung stattfinden, da die Isolierglaseinheit mit Hilfe der Glasfritte bereits dicht verklebt ist und das Entlüftungsloch geschlossen ist. Es befinden sich dann allerdings noch Abgase im Innenraum. Das Entlüftungsloch kann dann - auch zu einem späteren Zeitpunkt - geöffnet werden und die restlichen Abgase können abgepumpt werden, wonach das Entlüftungsloch verschlossen wird. Bei dieser Verfahrensvariante muss daher das Entlüftungsloch verschlossen, geöffnet und dann wieder endgültig verschlossen werden, so dass mehr Verfahrensschritte erforderlich sind als bei der als erstes beschriebenen Verfahrensvariante, bei der von Anfang an mit einem offenen Entlüftungsloch gearbeitet wird.
  • Das Entlüftungsloch wird zweckmäßigerweise durch Auf- und Anschmelzen einer zum Verschließen dienenden Substanz verschlossen. Die Substanz wird hierbei durch entsprechende Wärmeeinwirkung aufgeschmolzen und schmilzt dabei an die Ränder der Entlüftungsöffnung an. Als zum Verschließen dienende Substanz findet vorzugsweise Glasmaterial oder Glasfrittenmaterial Verwendung, d. h. solche Materialien, die ohnehin beim Isolierglas Verwendung finden (vorzugsweise keine Fremdmaterialien). Auch können geeignete Metalle oder Kunststoffe verwendet werden.
  • Bei einer Verfahrensvariante wird die zum Verschließen dienende Substanz während der Durchführung des Verfahrens im Bereich des Entlüftungsloches fixiert. Zum Fixieren können hierbei beispielsweise Glasröhrchen oder andere Elemente aus Glas Verwendung finden. Durch die Fixierung wird verhindert, dass die Substanz den Bereich der Entlüftungsöffnung verlässt.
  • Vorzugsweise wird die zum Verschließen dienende Substanz durch Lasereinwirkung, auf induktive Weise oder durch Mikrowellenenergie auf- und angeschmolzen. Beispielsweise wird ein Laserstrahl gezielt auf die Substanz, bei der es sich beispielsweise um eine Glasperle handeln kann, gerichtet, wodurch die Glasperle aufgeschmolzen und damit die Entlüftungsöffnung verschlossen wird. In die Substanz kann auch ein magnetisch leitendes Metall eingemischt sein, so dass ein Aufschmelzen beispielsweise auf induktive Weise durchgeführt werden kann. Auch kann ein Aufschmelzen mittels Mikrowellenenergie erreicht werden. Die beiden zuletzt genannten Verfahren haben den Vorteil, dass die zum Aufschmelzen benötigte Energie nicht gezielt auf die Substanz aufgebracht werden muss, wie dies bei einem Laserstrahl der Fall ist. Natürlich sind auch weitere Verfahren zum Verschließen der Entlüftungsöffnungen möglich, insbesondere die Verwendung von anderen Wärmeeinbringquellen.
  • Vorzugsweise findet eine Glasscheibe oder ein Abstandshalter mit einem in einem Eckbereich angeordneten Entlüftungsloch Verwendung.
  • Das zusätzliche Lüftungsloch kann auch in der durch die Glasfritte gebildeten Umrandung vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Rohres realisiert werden.
  • Es versteht sich, dass generell auch mehrere zusätzliche Entlüftungslöcher vorgesehen sein können. Vom Fertigungsaufwand her sollte jedoch deren Zahl möglichst gering sein.
  • Bei dem rahmenförmigen Abstandshalter handelt es sich vorzugsweise um einen Glasrahmen. Es kann jedoch auch ein Metallrahmen Verwendung finden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet daher eine Glasfritte als Verbindungsmedium zwischen den beiden Glasscheiben und ggf. dem Abstandshalter (Glasrahmen) Verwendung. Das Evakuieren des Innenraumes erfolgt vorzugsweise in einem Zweischrittverfahren, wobei in einem ersten Schritt über die natürlichen Freiräume zwischen Glasfritte und Glasscheibe bzw. Glasfritte und Abstandshalter evakuiert wird. In einem zweiten Schritt werden die restlichen Abgase, die nach dem Verkleben der Scheiben miteinander oder mit dem Abstandshalter noch im Innenraum vorhanden sind, über ein speziell vorgesehenes Entlüftungsloch (Pumploch) evakuiert. Danach wird das Pumploch verschlossen.
  • Natürlich können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mehr als zwei Glasscheiben Verwendung finden, wobei zwei Glasscheiben jeweils zwischen sich einen Abstandshalter aufweisen können.
  • Die zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Vorrichtung ist als eine mit einer Transporteinrichtung für die Isolierglasscheiben versehene Ofenanlage mit einer Vielzahl von hintereinander angeordneten und voneinander getrennten Heiz- und Kühlkammern ausgebildet, wobei zumindest einige der Heiz- und Kühlkammern mit Unterdruckerzeugungseinrichtungen versehen sind. Mindestens eine Heizkammer kann eine Verschließeinrichtung für das Entlüftungsloch aufweisen. Zwischen diversen Heiz- und Kühlkammern sind Trenneinrichtungen vorgesehen, die für eine Trennung der in den jeweiligen Kammern aufrechterhaltenen Atmosphären sorgen. Mit Hilfe der Transporteinrichtung werden die herzustellenden Isolierglaseinheiten durch die einzelnen Kammern der Ofenanlage gefördert, wobei sie in den Kammern erwärmt, evakuiert und/oder abgekühlt werden. Eine solche Ofenanlage ist beispielsweise wie folgt aufgebaut:
  • Sie besitzt eine Beladeeinrichtung, mit der die Isolierglaseinheiten nacheinander in eine Vorheizkammer eingeführt werden. Danach folgt eine weitere Vorheizkammer. Über ein Vakuum-Gate werden die Einheiten in eine Vorvakuum/Heizkammer eingeführt, durchlaufen diese Kammer und gelangen in eine weitere Heizkammer, in der der eigentliche Klebevorgang stattfindet. Von dieser Heizkammer gelangen die Einheiten wiederum über ein Vakuum-Gate in eine Kammer, in der ein Vor-Hochvakuum erzeugt wird. Als nächstes folgen zwei Hochvakuumkammern, die ebenfalls über entsprechende Vakuum-Gates voneinander getrennt sind. Dann folgt eine Kammer, die mit einer Entlüftungslochverschließeinrichtung versehen ist und in der das Entlüftungsloch verschlossen wird (bei etwas abgesenkter Temperatur). Schließlich folgen eine Vorkühlkammer und eine anschließende Kühlkammer. Mit einer Entladeeinrichtung werden die fertigen Isolierglaseinheiten aus der Ofenanlage entfernt. Eine solche Ofenanlage kann als Geradeausversion, aber auch in Winkelform, Kreisform oder U-Form ausgebildet sein.
  • Das nachträgliche Abpumpen der Restgase an der kalten Isolierglaseinheit kann auch außerhalb des Ofens erfolgen, insbesondere über spezielle Pumpstängel.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Teilvertikalschnitt durch eine Isolierglaseinheit vor der Wärmebehandlung;
    Figur 2
    einen Teilvertikalschnitt durch die IsolierglasEinheit nach der Wärmebehandlung;
    Figur 3
    eine Draufsicht auf eine Isolierglasscheibe;
    Figur 4
    Teilvertikalschnitte durch drei Isolierglaseinheiten mit möglichen Alternativen zum Verschließen des Entlüftungsloches (Pumploches);
    Figur 5
    eine schematische Darstellung einer Ofenanlage zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Isolierglaseinheiten; und
    Figur 6
    ein Temperatur/Druck-Zeit-Diagrammm zur Ofenanlage der Figur 5.
  • Figur 1 zeigt einen Teilvertikalschnitt durch eine Isolierglaseinheit vor der Wärmebehandlung. Man erkennt eine erste (obere) Glasscheibe 1 und eine zweite (untere) Glasscheibe 2, zwischen denen ein geeigneter Abstandshalter 3 in der Form eines Glasrahmens angeordnet ist. Zum Verbinden der Glasscheiben 1, 2 mit dem Abstandshalter 3 dient eine geeignete Glasfritte (Lötglas), die in Form einer Umrandung auf die Unterseite der ersten Glasscheibe 1 und auf die Oberseite der zweiten Glasscheibe 2 aufgetragen ist. Die entsprechenden Glasfrittenumrandungen sind mit 4 und 6 bezeichnet. Die Glasfritte ist so aufgebracht, dass ihre Auftragshöhe variiert, so dass sich jeweils ein etwa wellenförmiges Band ergibt. Nach dem Aufeinanderlegen der einzelnen Teile entsteht dabei zwischen Glasfritte und Abstandshalter 3 jeweils ein natürlicher Spalt 5, über den der Innenraum der Isolierglaseinheit mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht. Um ein Verschieben der Teile der Einheit zu verhindern, sind diese über eine geeignete Spanneinrichtung 7 mechanisch aneinander fixiert. Eine Fixierung kann auch beispielsweise über eine geeignete Gewichtsbelastung erfolgen.
  • Die Isolierglaseinheit der Figur 1 wird durch eine geeignete Ofenanlage gefördert, wie später beschrieben. Durch die entsprechende Wärmebehandlung wird die Glasfrittenumrandung 4, 6 aufgeschmolzen, so dass beide Glasscheiben 1, 2 auf dichte Weise mit dem Abstandshalter 3 verklebt werden. Figur 2 zeigt die Isolierglaseinheit nach der durchgeführten Wärmebehandlung.
  • Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die Isolierglaseinheit der Figuren 1 und 2. In der in Figur 3 rechten unteren Ecke ist die obere Glasscheibe 1 mit einem kleinen Entlüftungsloch (Pumploch) 8 versehen, das zum Evakuieren von restlichen Abgasen aus dem Innenraum der Isolierglaseinheit dient, nachdem der Hauptteil der Abgase bereits über den in Figur 1 dargestellten natürlichen Spalt 5 abgepumpt worden ist. Nach dem Evakuieren der restlichen Abgase wird die Entlüftungsöffnung 8 verschlossen, wobei Figur 4 fünf Alternativen zum Verschließen zeigt. Bei der ersten oberen Darstellung erfolgt das Verschließen mit Hilfe einer Glasperle 9, die über einen Laserstrahl aufgeschmolzen wird, wodurch die Öffnung 8 verschlossen wird. Bei der zweiten Darstellung erfolgt das Verschließen über einen Stopfen 10 aus einer hochschmelzenden Glasfritte. Die Fritte kann mögliche Metallbeimischungen enthalten, so dass das Entlüftungsloch auf induktive Weise durch Aufschmelzen des Stopfens verschlossen werden kann. Bei der dritten Darstellung kommt ein Glasstopfen 11 zur Anwendung, der durch ein Glasrohr 12 fixiert ist. Dieses Glasrohr 12 verhindert, dass sich der Glasstopfen während der Behandlung vom Bereich der Entlüftungsöffnung entfernt. Das Aufschmelzen kann hier beispielsweise durch Beaufschlagung mit Mikrowellenenergie erfolgen. Bei der vierten Darstellung ist die obere Glasscheibe mit einem Pumpstängel 30 aus Glas versehen, der zum Verschließen zugeschmolzen wird. Bei der fünften Darstellung ist der Pumpstängel 30 am Abstandshalter 3 angeordnet.
  • Figur 5 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine geeignete Ofenanlage zur Herstellung von Isolierglas. Am linken Ende der Figur 5 befindet sich eine Beladeeinrichtung 21, mit der Isolierglaseinheiten im Zustand der Figur 1 nacheinander in die Ofenanlage eingeführt und dort auf einer geeigneten Transporteinrichtung (nicht gezeigt) angeordnet werden. Die Ofenanlage 20 besitzt eine Vielzahl von Kammern 24, 25, 26 und 27, die teilweise über geeignete Atmosphären-Trenneinrichtungen 23, welche jeweils als Vakuum-Gate ausgebildet sind, voneinander getrennt sind, um ein Vermischen der einzelnen Atmosphären zu verhindern. Die in die Ofenanlage eingeführten Isolierglaseinheiten passieren als erstes zwei Vorheizkammern 24 und gelangen dann über ein Vakuum-Gate in eine Vorvakuum/Heizkammer. Es folgen dann eine Klebe/Heizkammer, Vor-Hochvakuumkammer, Hochvakuumkammer und Hochvakuumkammer, die jeweils durch Vakuum-Gates voneinander getrennt sind. In diesen Kammern erfolgt das Verkleben der Einheit sowie der Hauptvorgang zum Evakuieren des Innenraumes. Die Einheit gelangt dann in eine Kammer 26, die mit einer Verschließeinrichtung für das Entlüftungsloch 8 versehen ist. In dieser Kammer wird eine etwas geringere Temperatur als in den vorhergehenden Kammern aufrechterhalten, um ein weiteres Ausgasen der Glasfritte zu verhindern. Nach erfolgtem Schließen des Entlüftungslochs in der Kammer 26 gelangen die Isolierglaseinheiten über eine Vorkühlkammer und eine Kühlkammer 27 zu einer Entladeeinrichtung 22, mit der sie aus der Ofenanlage 20 geführt werden.
  • Figur 6 zeigt ein Temperatur/Druck-Zeit-Diagramm der in Figur 5 dargestellten Ofenanlage. Mit der durchgezogenen Linie ist die jeweilige Kammertemperatur dargestellt. Die gestrichelte Linie zeigt den jeweiligen Kammerdruck. Nachdem die Isolierglaseinheiten die Ofenanlage durchlaufen haben, weisen sie in ihrem Inneren einen Unterdruck von bis zu 10-7 mbar auf.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung von Isolierglas mit den folgenden Schritten:
    a. Vorsehen einer ersten Glasscheibe und einer zweiten Glasscheibe;
    b. Aufbringen einer Glasfritte in Form einer Umrandung auf die erste und/oder zweite Glasscheibe, wobei die aufgebrachte Umrandung unterschiedlich hoch aufgebracht wird, so dass sich zwischen den aufeinandergelegten Glasscheiben ein natürlicher Spalt ergibt;
    c. Aufeinanderlegen der Glasscheiben mit der dazwischen liegenden Umrandung zur Bildung einer Isolierglaseinheit;
    d. Evakuieren des Innenraumes zwischen den Glasscheiben über im Bereich der Umrandung befindliche natürliche Freiräume zwischen den Glasscheiben und Wärmebehandeln der Isolierglaseinheit zum Erweichen der Glasfritte und Verkleben der Glasscheiben; und
    e. nach dem dichten Verkleben der Isolierglaseinheit Abkühlenlassen derselben.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemäß Schritt c. aufeinandergelegten Glasscheiben mechanisch aneinander fixiert werden.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem dichten Verkleben der Isolierglaseinheit der Innenraum derselben über mindestens ein zusätzliches Entlüftungsloch weiter evakuiert wird, das danach geschlossen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Glasscheiben Abstandshalter vorgesehen werden, die mit den Glasscheiben verklebt werden.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein rahmenförmiger Abstandshalter zwischen den Glasscheiben angeordnet wird, auf den die Glasfritte aufgebracht werden kann.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Entlüftungsloch in einer Glasscheibe, im rahmenförmigen Abstandshalter und/oder in der aufgebrachten Umrandung vorgesehen ist (wird).
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen des Entlüftungsloches bei gegenüber dem Wärmebehandlungsschritt abgesenkter Temperatur durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens eine mit einem offenen Entlüftungsloch versehene Glasscheibe oder ein mit einem offenen Entlüftungsloch versehener rahmenförmiger Abstandshalter verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens eine mit einem geschlossenen Entlüftungsloch versehene Glasscheibe oder ein mit einem geschlossenen Entlüftungsloch versehener rahmenförmiger Abstandshalter verwendet wird, wobei das Entlüftungsloch vor dem weiteren Evakuieren geöffnet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsloch durch Auf- und Anschmelzen einer zum Verschließen dienenden Substanz verschlossen wird, wobei als zum Verschließen dienende Substanz insbesondere Glasmaterial oder Glasfrittenmaterial verwendet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Verschließen dienende Substanz während der Durchführung des Verfahrens im Bereich des Entlüftungsloches fixiert wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Verschließen dienende Substanz durch Lasereinwirkung, auf induktive Weise oder durch Mikrowellenenergie auf- und angeschmolzen wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Glasscheibe oder ein rahmenförmiger Abstandshalter mit einem in einem Eckbereich angeordneten Entlüftungsloch verwendet wird.
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