WO2011026479A2

WO2011026479A2 - Verfahren und vorrichtung zum vakuum - dichten aneinanderfügen von glasplatten

Info

Publication number: WO2011026479A2
Application number: PCT/DE2010/001044
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Friedl; Stephan Leitenmeier
Original assignee: Grenzebach Maschinenbau Gmbh
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2011-03-10
Also published as: DE102009040422A1; WO2011026479A3

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Vakuum - dichten Verbinden von Glasscheiben oder einer Glasscheibe mit einem Metallkörper, bei denen zum Abdichten eines Hoch - Vakuums eine flüssige eutektische Metall-Legierung verwendet wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Vakuum - dichten Aneinanderfügen von

Glasplatten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vakuum - dichten Aneinanderfügen von Glasplatten. Im Normalfall wird es sich hierbei um das

Aneinanderfügen zweier parallel ausgerichteter Glasplatten handeln, die zusammen eine wärmeisolierende Glasfläche in Bauwerken bilden. Ein anderer Fall betrifft das Zusammenfügen einer Glasplatte mit einem Blechrahmen zur Herstellung eines Solarthermie - Moduls. Es sind jedoch auch anders geformte Bauteile denkbar, die ein Vakuum - dichtes Aneinanderfügen von Glasplatten mit anderen Materialien erforderlich machen.

Aus der Patentliteratur ist die Patentschrift mit der Nummer 348615 bekannt, die sich mit der Aufgabe beschäftigt, Vakuumapparate wie Quecksilberdampfgleichrichter mit Dichtungen zu versehen, die kein giftiges Quecksilber an die Luft abgeben und den Transport eines solchen Apparates nicht dadurch erschweren, dass stets ein

Auslaufen des Quecksilbers befürchtet werden muss.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Dichtung für Vakuumapparate, die

insbesondere zur Einführung starker Elektroden dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus drei Einzeldichtungen besteht, von denen die innere - Hilfsdichtung - hitzebeständig ( Asbest ), die mittlere - Schutzdichtung - im Betrieb flüssig, außer Betrieb fest ( Rosesches, Woodsches Metall ) und die äußere - Hauptdichtung - elastisch nachgiebig ist ( Gummi ). Die Schutzdichtung ist von einer Heizspirale umgeben, um jederzeit durch Schmelzung des Dichtungsmaterials die leichte

Lösbarkeit der Dichtung zu erzielen. Als Material für die Dichtung wird ein leicht schmelzbares Metall oder eine entsprechende Metalllegierung vorgeschlagen, die zwar eine abdichtende Wirkung aufweist, ein Hinweis auf das Vakuum - dichte Aneinanderfügen von Glasplatten findet sich hier jedoch nicht.

In der DE 10 2005 061 217 A1 ist ein Sensor und ein Verfahren zum Befüllen eines Sensors beschrieben. Solche Sensoren dienen z.B. dazu, den Schmelzdruck in einer kunststoffverarbeitenden Maschine zu messen. Hierbei werden eine Trennmembran in das die Schmelze führende Gehäuse platziert, wobei von dieser eine Druckübertragung mittels Quecksilber auf eine Messdose mit einem

Dehnungsmessstreifen einwirkt. Als Aufgabe liegt dem dortigen Verfahren zugrunde, das giftige Quecksilber durch eine gleichwertige aber ungiftige Substanz zu ersetzen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Sensor, vorzugsweise Schmelzdruckaufnehmer 1 mit einer eine Trennmembran 3 aufweisenden ersten Druckdose 2 sowie einer eine Messmembran 5 aufweisenden zweiten Druckdose 4 und einer die Druckdosen 2,4 miteinander verbindenden Kapillare 7, vorgeschlagen, wobei die Druckdosen 2,4 und die Kapillare 7 mit einer Flüssigkeit gefüllt sind. Bei der Flüssigkeit handelt es sich das Eutektikum aus den Metallkomponenten Gallium, Indium und Zinn handelt.

Hier wird zwar ein metallisches Eutektikum verwendet, jedoch nur zur

Druckübertragung als Ersatz für das giftige Quecksilber, nicht jedoch als Dichtmittel.

Aus der DE 10 2007 006 125 B3 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung von Bauelementen bekannt, dem die Aufgabe zugrunde liegt, einen Wärmekontakt zwischen Bauelementen zu ermöglichen, ohne die Bauelemente starr zu verbinden. Hierzu wird ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung aus Bauelementen beansprucht, bei dem ein flüssiges metallisches Lotmaterial zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement derart angeordnet wird, dass über das Lotmaterial ein Wärmekontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Bauelement gebildet wird Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen des Lotmaterials die folgenden Schritte umfasst:

a) Erzeugen einer ersten, Gallium und Zinn aufweisenden Schicht auf dem ersten Bauelement,

b) Erzeugen einer zweiten Indium und Zinn aufweisenden Schicht auf dem zweiten Bauelement ,

c) Zumindest abschnittsweises Inverbindungbringen der ersten und der zweiten Schicht

Bei dem Lotmaterial handelt es sich zwar um ein metallisches Eutektikum aus Gallium, Indium und Zinn, jedoch dient es nicht der Abdichtung von aneinander gefügten Glasplatten.

In der WO 94/04895 ist ein Fieberthermometer beschrieben dem die Aufgabe zugrunde liegt, ein Fieberthermometer mit Maxima - Funktion anzugeben, das in seiner Handhabung und Herstellung einfach und vom Gesundheits- und Umweltstandpunkt unbedenklich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine bestimmte eutektische Legierung aus Gallium, Indium und gegebenenfalls Zinn angegeben. Weiterhin wird die Verwendung einer eutektischen Legierung aus Gallium, Indium und Zinn als Gleit - und Schmiermittel, insbesondere im Vakuum-, Hochvakuumoder Ultrahochvakuumbereich beansprucht. Ein Beispiel für eine solche Verwendung eines Eutektikums in den angeführten Vakuum - Bereichen ist hier nicht angeführt.

In der EP 1 978 199 A1 wird das Vakuum - dichte Versiegeln zwischen Glas und Metall durch Ultraschallschweißen oder Verlöten mit Glaslot erzeugt. Dieses

Verfahren hat Grenzen in der Realisierung größerer Scheibengeometrien, wenn die unterschiedliche Ausdehnung von Glas und verwendbarem Metall in der Grenzfläche die Festigkeit des Glases überschreitet, da der Schmelzpunkt der hier vorgesehenen Metalle zu hoch ist bzw. über der Anwendungstemperatur liegt.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, relativ großformatige Float-, ESG oder VSG- Glasscheiben einer Fläche von ca.300mm x 300mm bis ca. 2500mm x 3500mm, mit einer Sonnen-/ Wärmeschutzbeschichtung oder anderen Beschichtung unter Reinraumbedingungen mit einer abdeckenden weiteren Glas- oder Metallplatte Hochvakuum - dicht zu verbinden, wobei die Glasscheiben schonend und sicher und langzeitstabil, aber dennoch auf engstem Raum verbunden werden und hohe Taktzeiten bei dem Herstellungsprozess erzielt werden. Außerdem sollen die durch Temperaturdifferenzen an den Glasscheiben entstehenden Spannungen nicht zu Rissen an den Glasscheiben oder zu anderem vorzeitigen Vakuum-Verlust führen.

Diese Aufgabe wird mit. einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bzw. einem Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden näher beschrieben,

Es zeigen dabei im Einzelnen:

Fig. 1 : eine erste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens

Fig.1a: eine Vorrichtung zum Auftrag von Verbindungsmittel 4

Fig.1b: eine Vorrichtung zum Auftrag einer Stopp - Schicht 6 Fig.lc: eine Vorrichtung zum Auftrag einer flüssigen elektischen Legierung 5 Fig.ld: eine Vorrichtung zum Befestigen eines Edelstahl - Blechs 3

Fig.le: eine Vorrichtung zum Aufsetzen eines Abstandshalters 7 und eines

Abstandselements 9

Fig.lf: eine Vorrichtung zum Auftrag eines Deckglases 27

Fig.1g: eine Vorrichtung zum Verschweißen zweier Edelstahl - Bleche 3 Fig. 2: eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens

Fig. 3: eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine flüssige eutektische Metall - Legierung zur Abdichtung eines Hoch - Vakuums zu verwenden, die in der Lage ist, temperaturbedingte Spannungen an den Glasscheiben auszugleichen und trotzdem ein hohes Vakuum beständig zu halten.

Eutektikum nennt man laut Wikipedia eine Legierung, ein Gemisch oder eine Lösung, deren Bestandteile in einem solchen Verhältnis zueinander stehen, dass sie als Ganzes bei einer bestimmten Temperatur ( Schmelzpunkt ) flüssig, bzw. fest wird. Eutektika haben einen eindeutig bestimmbaren Schmelzpunkt. Der entsprechende Punkt im Phasendiagramm wird als eutektischer Punkt bezeichnet. Weil alle

Bestandteile gleichzeitig erstarren und dies bei einer viel niedrigeren Temperatur geschieht, als es bei den reinen Komponenten im Einzelfall der Fall wäre, entsteht eine feines und gleichmäßiges Gefüge, das in der Regel eine charakteristische lamellare Struktur aufweist. Die bei dieser Temperatur niedrige Bewegungsenergie der Atome lässt nur kurze Wege und damit nur die Bildung sehr kleiner Kristalle zu. Da der Schmelzpunkt einer eutektischen Legierung deutlich unter dem der reinen Metalle liegt, werden solche Legierungen häufig insbesondere zum Löten verwendet In der erfindungsgemäßen Verwendung kommen eutektische Metall - Legierungen zum Einsatz die im gesamten Anwendungsbereich flüssig sind.

In der Fig.1 ist eine erste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Diese Darstellung zeigt einen Teilausschnitt aus dem Randbereich. Es ist ersichtlich, dass hier bei dem Aneinanderfügen zweier Glasscheiben 1 als Gesamtfläche die aufgezeigten Verbindungsverfahren an allen umlaufenden Rändern angewendet werden. Es sind in dieser Figur zwei parallel durch Abstandshalter 7 gelagerte Glasscheiben 1 gezeigt auf denen, jeweils im zu verbindenden Randbereich, ein Blechstreifen 3 , bevorzugt aus Edelstahl, befestigt ist. Als Befestigungsmethode, bzw.

Verbindungsmittel 4 kann hier Ultraschall - Schweißen, Löten mit Glas- oder

Metalllot, ein Klebeverfahren oder der Auftrag einer Butyl - Raupe genannt werden. Dieses jeweilige Verbindungsmittel 4 wird jedoch lediglich in einem Teilbereich der Gesamtbreite eines Blechstreifens 3 aufgebracht, bzw. angewendet. Die Verbindung eines Blechstreifens 3 mit einer Glasscheibe 1 bedingt dabei zwangsläufig einen bestimmten Abstand zwischen beiden Verbindungspartnern 1 ,3 in dem Teilbereich der Gesamtbreite der nicht der Befestigungsmethode bzw. dem jeweiligen

Verbindungsmittel 4 unterliegt. In der Fig.1 beanspruchen beide Teilbereiche etwa die Hälfte der Breite eines Blechstreifens 3, der zwischen den beiden Glasscheiben 1 liegt, und sind in unterschiedlicher Schraffur dargestellt. Das bedeutet, dass sich zwischen einer Glasscheibe 1 und einem Blechstreifen 3 eine Art„ Tasche" in der Breite der halben Blechstreifenbreite bildet. Beide Blechstreifen 3 sind aus Gründen der besseren Darstellung weiter aus dem Bereich der Glasscheiben 1 herausragend dargestellt, als in der Praxis erforderlich ist.

Dieser verbleibende Restbereich eines Blechstreifens 3 wird in dem taschenartigen Zwischenraum, der sich zwischen der jeweiligen Glasscheibe 1 und einem

Blechstreifen 3 auftut, mit einer flüssigen eutektischen Metall - Legierung aufgefüllt. Bevorzugt kann hier eine Legierung aus den Metallen Gallium, Indium und Zinn eingesetzt werden. Eine solche Legierung weist eine starke Adhäsion an

Grenzflächen, wie zum Beispiel Glas oder Edelstahl auf. Auch gegen eventuell auftretende Druckkräfte bleibt die Legierung deshalb in der engen Tasche und wird auf Grund der Kapillarkräfte nicht ausgetrieben. Damit eine aufgetragene eutektische Metall - Legierung sich nicht in die gesamte Glasfläche hinein kriechend verbreitet, kann eine vorgelagerte Barriere oder Stoppschicht 6, z.B. aus Galliumoxid

aufgetragen werden, wenn zum Beispiel bei größeren Taschenbreiten die

Kapillarwirkung nicht den Weiterfluss ausreichend hemmt. Durch

Temperaturdifferenzen bedingte Spannungen zwischen den Glasscheiben , wie auch zwischen Glas und dem umlaufenden Blechrahmen 3, werden auf diese Weise durch eine flüssige Dichtung ausgeglichen Das im Bereich der eutektischen Metall - Legierung verwendete Abstandselement 9 ist wegen des in diesem Bereich verringerten Abstands der Glasscheiben 1 niedriger als ein Abstandshalter 7 und dient gleichzeitig als Träger für ein Getter - Mittel 8.

Ein Getter ist ein chemisch reaktives Material, das dazu dient, ein Vakuum möglichst lange zu erhalten. An der Oberfläche eines Getters gehen Gasmoleküle mit den Atomen des Gettermaterials eine direkte chemische Verbindung ein oder die

Gasmoleküle werden durch Sorption festgehalten. Auf diese Weise werden unerwünschte Gasmoleküle gebunden und das Vakuum erhalten.

Nach dem Zusammenfügen der beiden Glasscheiben 1 kann der Isolierbereich zwischen den Scheiben im gewünschten Maß evakuiert werden indem die beiden Blechstreifen 3 zum Beispiel mittels Laserschweißen Vakuum - dicht verbunden werden, und dann über eine, nicht dargestellte, Öffnung der Bereich zwischen den Glasscheiben 1 im gewünschten Maß evakuiert wird. Da die vorher gereinigten Glasscheiben 1 bis zum Evakuieren mit Atmosphäre beaufschlagt sind, befinden sich viele Wassermoleküle auf den Flächen die kein dauerhaftes Hochvakuum zulassen. Es ist daher während des Abpumpens ein unerwünschtes langzeitiges Aufheizen zum Austrocknen notwendig, oder die Zugabe von extrem großen Getterkapazitäten 8. Bevorzugt wird deshalb ein anderer Prozessablauf. Das Fügen der Glasscheiben 1 wie auch das anschließende Verschweißen der Blechstriefen 3 wird innerhalb einer Vakuurakammer ausgeführt. Vor dem Fügen ist jedoch noch ein weiterer

Bearbeitungsschritt in der Vakuumkammer vorgesehen. Die Flächen der

Glasscheiben 1 werden mittels Plasma-Sputter/-Ätzer im Durchlauf vollständig gereinigt.

Die Figuren 1a bis 1e zeigen Vorrichtungen zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der ersten Variante.

In der Fig.1a ist beispielhaft eine Vorrichtung zum Auftrag von Verbindungsmittel 4 dargestellt. Eine Glasscheibe 1 wird auf einer Montagplatte 14 mittels einer Anzahl von Halteelementen 15 fixiert. Das können zum Beispiel Saugelemente in der Art von Luftansaugdüsen sein. Die genaue Lage und Größe dieser Glasscheibe 1 wird hierbei von mindestens einem Kantensensor 16 überwacht. Am Rand der

Glasscheibe 1 ist ein Auftrag von Verbindungsmittel 4 und die zugehörige

Einrichtung 17 zu dessen Auftrag dargestellt. Als Befestigungsmethode, bzw.

Verbindungsmittel 4 kann hier Ultraschall - Schweißen, Löten mit Glas-oder Metalllot ,ein Klebeverfahren oder der Auftrag einer Butyl - Raupe genannt werden. Im gezeigten Fall ist der Auftrag eines Klebers gezeigt.

In der Fig.1b ist eine Vorrichtung zum Auftrag einer Stopp - Schicht 6 dargestellt. Der Auftrag der Stopp - Schicht 6 erfolgt vor dem Auftrag einer flüssigen elektischen Legierung 5 mittels einer Einrichtung 18, damit diese ihrem Zweck entsprechend das unerwünschte Benetzen der Glasscheibe 1 verhindern kann. Der zugehörige

Detektions - Sensor 19 überwacht diesen Vorgang.

In der Fig.1c ist eine Vorrichtung zum Auftrag einer flüssigen eutektischen Legierung 5 gezeigt. In dem Bereich zwischen dem Verbindungsmittel 4 und der Stopp - Schicht 6 ist der Auftrag einer bestimmten Menge einer flüssigen eutektischen Legierung 5, von der betreffenden Einrichtung 20 appliziert, dargestellt.

In der Fig. 1d ist eine Vorrichtung zum Aufsetzen und Befestigen eines Rahmens aus Edelstahl - Blech 3 zu erkennen. Das Edelstahl - Blech 3 weist eine falzartig erzeugte Nase auf die der genauen Fixierung des Blechs an der Kante der

Glasscheibe 1 dient. Das Edelstahl - Blech 3 ist hier lediglich im Querschnitt an einer bestimmten Stelle der gesamten Glasscheibe 1 gezeigt. Die Einrichtung 21 zum Aufsetzen des Edelstahl - Blechs 3 ist optional in der Lage einen ganzen Rahmen in der Form des im Querschnitt gezeigten Stahlblechs entsprechend der jeweiligen flächenmäßigen Größe der vorliegenden Glasscheibe 1 aufzusetzen und, im Beispiel der Befestigung mittels eines Klebers, mit der Glasscheibe 1 zu verpressen. Bei der Anwendung anderer Methoden der Befestigung eines Blechrahmens 3 aus Edelstahl mit einer Glasscheibe 1 wird der Fachmann eine entsprechende andere Vorrichtung der Befestigung wählen. Die andere Option ist, den Rahmen als Blechstreifen rund um die Glasscheibe 1 zu befestigen. In diesem Fall muss an den Ecken z.B. eine nachträgliche Verschweißung der Blechstreife - Teilstücke zum Rahme erfolgen.

In der Fig. 1e ist eine Vorrichtung zum Aufsetzen eines Abstandshalters 7 und eines Abstandselements 9 gezeigt. Die Einrichtung 25 zum Aufsetzen eines Abstandhalters 7 kann ebenso wie die Einrichtung 24 zum Aufsetzen eines Abstandselements 9 mittels pneumatischer oder magnetischer Mittel arbeiten. Der Abstandshalter 9 wird vor dem Aufsetzten mit einem Getter - Mittel 8 versehen und dient somit als Getter - Träger. Die genaue Lage eines Abstandselements 9 und / oder die Art und Menge des Getter - Mittels 8 werden von einem Sensor 23 überwacht. Ein

Temperatursensor 22 ist hier beispielhaft zur Überwachung von Prozess - Parametern dargestellt. Die übrigen Bezugszeichen sind bereits erläutert.

In der Fig. 1f ist eine Vorrichtung zum Fügen eines Deckglases 27 zu erkennen. In der Atmosphäre kann die Einrichtung 26 zum Aufsetzen einer Glasscheibe 1 in der Form als Deckglas 27 ein solches Glas mittels Unterdruck erfassen und pneumatisch gesteuert auf eine Glasscheibe 1 , die mittels der Prozessschritte vorbereitet wurde, aufsetzen. Wenn das Fügen in einer Vakuumkammer stattfindet sind oben am Rand des Deckglases Halter z.B. mittels Ultraschall - Schweißen anzubringen, mit denen über Klammern die Scheibe positioniert und aufgesetzt wird. Diese Halter werden nach dem Fertigstellen des Vakuum - Moduls umgebogen oder entfernt.

In der Fig.1g ist eine Vorrichtung zum Verschweißen zweier Edelstahl - Bleche 3, bzw. zweier Rahmen aus solchen Blechen gezeigt. Dieser Vorgang kann in einer Vakuum - Kammer 28 die die Schweißeinrichtung 29 und den Detektor 30 zur Überwachung der Schweißverbindung 31 beherbergt, erfolgen.

In der Fig.2 ist eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hier ist wieder eine Darstellung aus dem Randbereich, diesmal auf der linken Seite, gezeigt. Die parallel angeordneten Glasscheiben 1 sind über die Abstandshalter 7 beabstandet und mittels einer umlaufenden Butyldichtung 11 , die im Querschnitt gezeigt ist, hinsichtlich eines Vorvakuums abgedichtet. Auch hier ist wieder ein Abstandselement 9 das als Träger für Getter - Material 8 dient, vorgesehen. Dieses Abstandselement 9 weist zu beiden, den Glasscheiben 1 zugewandten, Seiten jeweils eine Aussparung auf die als Depot für eine zwischen das Abstandselement 9 und die jeweilige Glasscheibe 1 eingefügte Schicht einer eutektischen Metall - Legierung 5 dient. Diese Aussparungen können gleichzeitig der Aufnahme eines als Saugelement für die eutektische Metall - Legierung 5 dienen, z.B:einen

durchgehenden Textilfaden 10. Dieser Faden hilft die erforderliche Menge der eutektischen Legierung zu verringern. In der Richtung zur Innenseite der beiden Glasscheiben 1 ist jeweils wieder eine Stopp - Schicht 10 aufgetragen wenn verhindert werden muss, dass die an den Glasscheiben 1 anhaftende Metall - Legierung 5 zur Innenseite der Glasscheiben kriecht. Dies ist z.B. bei ESG erforderlich, da durch die höhere Welligkeit des Glases der Abstand vom Glas zum Abstandselement variiert und die Kapillarkräfte der eutektischen Legierung

stellenweise nicht mehr ausreichend sein können. Da in diesem Bereich ein

Hochvakuum herrscht, während im Bereich zwischen dem Abstandselement 9 und der Butyldichtung 11 ein geringeres Vakuum herrscht, besteht die Gefahr, dass das Abstandselement 9 nach innen gezogen wird. Deshalb sind in regelmäßigen

Abständen winkelförmige Metallstreifen als Stopper 12 vorgesehen. Diese Stopper 10 sind einerseits an dem jeweiligen Abstandselement 9 befestigt und stützen sich andererseits am Rand einer der beiden Glasscheiben 1 ab. Auf diese Weise wird eine Bewegung der Abstandselemente 9 in den Innenbereich zwischen den beiden Glasscheiben 1 verhindert.

Eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der zweiten Variante nach der Fig.2 kann auf ähnliche Weise erfolgen wie in den Figuren 1a bis 1g bei der Durchführung des Verfahrens nach der ersten Variante. Auf die Darstellung und einzelne Aufzählung entsprechender Einrichtungen wurde deshalb verzichtet.

In der Fig. 3 ist eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.

Hier ist wieder eine Darstellung aus dem Randbereich, diesmal auf der unteren Seite, gezeigt. Die parallel angeordneten Glasscheiben 1 sind über die Abstandshalter 7 beabstandet und im Randbereich von einem, über die gesamte Außenkante der Glasscheiben 1 laufenden, Abstandselement 9 in E - Form gehalten, wobei das Abstandselement 9 einerseits die Glasscheiben 1 im Randbereich zusammen mit der eutektischen Metall - Legierung 5 beabstandet und andererseits umschließt. Auch hier trägt das Abstandselement 9 zwischen den Glasscheiben 1 wieder ein Getter - Mittel 8, dem eine Stopp - Schicht 6 folgt. Der gesamte Randbereich wird von einem U - förmigen, sich über den Umfang der Glasscheiben 1 erstreckenden, Abschluss - Element 13 umschlossen, wobei dieses gegen die beiden Glasscheiben 1 über jeweils eine Butyldichtung 11 für ein Vorvakuum sorgt

Eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der dritten Variante nach der Fig.3 muss auf eine etwas andere Weise erfolgen wie in den Figuren 1a bis 1g bei der Durchführung des Verfahrens nach der ersten Variante erläutert. In der Hauptsache erfolgt bei dieser Variante die Montage der mittels der Abstandshalter 7 und des speziell ausgebildeten, E - förmig strukturierten

Abstandselement 9 beabstandeten Glasscheiben 1 in vertikaler Stellung, wobei die flüssige eutektische Metall - Legierung 5 die beiden Glasscheiben 1 jeweils in der Art einer Wanne umhüllt. Diese Konstruktions - Variante erfordert zusätzliche Abschluss - Elemente 13 die an den vier Ecken des sich ergebenden wärmeisolierenden Bauelements verschweißt werden müssen.

Die komplexe Steuerung der beschriebenen Bewegungsabläufe erfordert ein spezielles Steuerprogramm.

Bezugszeichenliste Glasscheibe

Laser - Schweißmittel

Edelstahl - Blech

Verbindungsmittel

flüssige eutektische Metall - Legierung

Stopp - Schicht

Abstandshalter

Getter - Mittel

Abstandselement mit Getter - Träger

Depot für Eutektikum mit Saugelement ( Faden )

Butyldichtung für Vorvakuum

Stopper für Abstandselemente ( 9 ), zweite Variante

Abschluss - Element

Montageplatte

Halteelement für eine Glasplatte 1

Kantensensor

Einrichtung für den Auftrag von Verbindungsmittel 4

Einrichtung für den Auftrag einer Stopp - Schicht 6

Detektions - Sensor ( Stopp - Schicht 6 )

Einrichtung zum Auftrag einer flüssigen eutektischen Legierung 5 Einrichtung zum Aufsetzen eines Metall - Rahmens aus Edelstahl Blech 3

Temperatursensor

Sensor für ein Abstandselement 9

Einrichtung zum Aufsetzen eines Abstandselements 9

Einrichtung zum Aufsetzen eines Abstandshalters 7

Aufsetzer für eine Deckglas 27 ( obere Glasscheibe 1 )

Deckglas ( obere Glasscheibe 1 )

Vakuum - Kammer

Schweißeinrichtung

Detektor für die Schweißeinrichtung 29

Schweißverbindung

Claims

Patentansprüche

Anspruch 1 :

Vorrichtung zum Vakuum - dichten Verbinden von Glasscheiben aufweisend die folgenden Merkmale: a) eine Montageplatte ( 14 ) mit Halteelementen ( 15 ) und

mindestens einem Kantensensor ( 16 ),

b) eine Einrichtung ( 17 ) zum Auftrag von Verbindungsmittel ( 4 ) c) eine Einrichtung ( 18 ) zum Auftrag einer Stopp - Schicht 6, d) eine Einrichtung ( 20 ) zum Auftrag einer eutektischen flüssigen Metall - Legierung,

e) eine Einrichtung ( 21 ) zum Aufsetzen eines Metall - Rahmens aus Blech 3,

f) eine Einrichtung 25 zum Aufsetzen von Abstandshaltern 7 und eine Einrichtung 24 zum Aufsetzen von Abstandselementen 9, g) eine Einrichtung zum Reinigen von Glasscheiben ( 1 ) h) einen Aufsetzer 26 zum Aufsetzen eines Deckglases 27, i) eine Schweißeinrichtung ( 29 ) zum Verschweißen zweier

Metallrahmen in einer Vakuum - Kammer ( 28 ).

Anspruch 2:

mindestens einem Kantensensor ( 16 ),

b) eine Einrichtung ( 18 ) zum Auftrag einer Stopp - Schicht 6, c) eine Einrichtung ( 20 ) zum Auftrag einer eutektischen flüssigen Metall - Legierung,

d) eine Einrichtung ( 25 ) zum Aufsetzen von Abstandshaltern ( 7 ) und eine Einrichtung ( 24 ) zum Aufsetzen von

Abstandselementen ( 9 ) und eine Einrichtung zum Aufsetzen einer Butyldichtung ( 11 ), wobei jedes Abstandselement ( 9 ) an der Unterseite und an der Oberseite Aussparungen zur Aufnahme eines Saugelements und ein sich an der Glasscheibe ( 1 ) abstützendes angefügtes Blech 3 aufweist,

e) eine Einrichtung zum Reinigen von Glasscheiben ( 1 ) f) einen Aufsetzer ( 26 ) zum Aufsetzen eines Deckglases ( 1 ) g) eine Einrichtung zum Verpressen der Glasscheiben ( 1 ).in einer Vakuum - Kammer ( 28 )

Anspruch 3:

Vorrichtung zum Vakuum - dichten Verbinden von Glasscheiben aufweisend die folgenden Merkmale:

a) eine Montageplatte ( 14 ) mit Halteelementen ( 15 ) und

mindestens einem Kantensensor ( 16 ),

b) eine Einrichtung ( 18 ) zum Auftrag einer Stopp - Schicht 6, c) eine Einrichtung ( 25 ) zum Aufsetzen von Abstandshaltern ( 7 ) d) eine Einrichtung zum Reinigen von Glasscheiben ( 1 ) e) einen Aufsetzer ( 26 ) zum Aufsetzen eines Deckglases ( 1 ) f) ein Einrichtung zum Verpressen beider Glasscheiben ( 1 ) und anschließender Drehung um eine viertel Drehung, in einer Vakuum - Kammer ( 28 )

g) eine Einrichtung in einer Vakuum - Kammer ( 28 ) zum

Einsetzen der verpressten Glasscheiben ( 1 ) in ein E - förmig ausgebildetes Abstandselement ( 9 ) das sich längs einer Seite der verpressten Glasscheiben erstreckt, wobei das

Abstandselement ( 9 ) mit einer bestimmten Menge an flüssiger eutektischer Metall - Legierung angefüllt ist, h) eine Einrichtung zum linearen Auftragen einer flexiblen

Vordichtung, z.B. Butyl auf jeder Außenseite der verpressten Glasscheiben ( 1 ),

i) eine Einrichtung zum Einsetzen der mit Dichtmittel versehenen Glasscheiben ( 1 ) in ein U - förmig ausgebildetes Abschluss - Element ( 13 ),

j) eine Einrichtung zum Verschweißen der Ecken benachbarter Abschlusselemente ( 13 ).

Anspruch 4: Verfahren zum Vakuum - dichten Verbinden von Glasscheiben mit den folgenden Merkmalen: a) Verbinden einer ersten Glasscheibe ( 1 ) im gesamten

Randbereich mit einem rahmenartigen Blechstreifen ( 3 ), wobei nur ein Teilbereich der gesamten Breite erfasst wird,

b) Auffüllen des taschenartigen Zwischenraums zwischen einer ersten Glasscheibe ( 1 ) und dem Blechstreifen ( 3 ) im

verbleibenden Bereich der Breite des Blechstreifens ( 3 ) mit einer eutektischen flüssigen Metall - Legierung ( 5 ), wobei optional gleichzeitig mittels einer Stoppschicht ( 6 ) gegen die eutektische flüssige Metall - Legierung ( 5 ) das Benetzen der Glasscheibe ( 1 ) außerhalb des Bereichs des Blechstreifens ( 3 ) verhindert wird,

c) Auflegen von Abstandshaltern ( 7 ) sowie Abstandselementen ( 9 ) als Träger für Getter - Mittel ( 8 ) im Bereich des Blechstreifens ( 3 ) auf die erste Glasscheibe ( 1 ),

d) Wiederholen des Verfahrens a) und b) mit einer weiteren zweiten Glasscheibe ( 1 ) und Auflegen der zweiten Glasscheibe ( 1 ) umgekehrt auf die erste Glasscheibe ( 1 ),

e) Reinigen der Innenflächen beider Glasscheiben ( 1 ) in einer Vakuum - Kammer ( 28 ),

f) Fügen der beiden Glasscheiben ( 1 ) und Verschweißen der Blechstreifen ( 3 ) in einer Vakuum - Kammer ( 28 ).

Anspruch 5:

Verfahren zum Vakuum - dichten Verbinden von Glasscheiben mit den folgenden Merkmalen:

a) Auftragen eines Streifens einer eutektischen flüssigen Metall - Legierung ( 5 ) im gesamten Randbereich einer ersten

Glasscheibe ( 1 ), wobei optional gleichzeitig mittels einer Stopp - Schicht ( 6 ) gegen die eutektische flüssige Metall - Legierung ( 5 ) das Benetzen des Innenbereichs der Glasscheibe ( 1 ) verhindert wird, b) Auflegen von Abstandshaltern ( 7 ) sowie Abstandselementen ( 9 ) als Träger für Getter - Mittel ( 8 ) im Bereich des aufgetragenen Streifens einer eutektischen flüssigen Metall - Legierung ( 5 ), wobei die Abstandselemente ( 9 ) in Längsrichtung der

Außenkante der Glasscheibe ( 1 ) auf der Unterseite und der Oberseite jeweils eine Aussparung zur Aufnahme einer bestimmten Menge der eutektischen flüssigen Metall - Legierung ( 5 ) aufweisen und wobei in diese Aussparung auf der

Unterseite und der Oberseite jeweils z.B. ein textiler Faden als ein Saugelement ( 10 ) eingelegt wird und wobei an den

Abstandselementen ( 9 ) jeweils ein winkelförmiger Stopper ( 12 ) als Mittel zur Beabstandung zur Kante einer Glasscheibe ( 1 ) befestigt ist, und Auftragen einer Vordichtung ( 11 ), z.B. aus Butyl im unmittelbaren gesamten Randbereich der Glasscheibe ( 1 ) ,

c) Wiederholen des Verfahrens nach Merkmal a) mit einer weiteren zweiten Glasscheibe ( 1 )

d) Reinigen der Innenflächen beider Glasscheiben ( 1 ) in einer Vakuum - Kammer ( 28 ),

e) Auflegen der zweiten Glasscheibe ( 1 ) umgekehrt auf die erste Glasscheibe ( 1 ) in einer Vakuum - Kammer ( 28 )

Anspruch 6:

a) Optionales Auftragen einer Stopp - Schicht ( 6 ) auf eine erste und eine zweite Glasscheibe ( 1) in einer bestimmten Breite und in einem bestimmten Abstand vom Rand und folgendes Auflegen von Abstandshaltern ( 7 ) auf die erste Glasscheibe ( 1 ), b) Umdrehen der zweiten Glasscheibe ( 1 ), Auflegen der zweiten Glasscheibe ( 1 ) auf die erste Glasscheibe ( 1 ), Verpressen beider Glasscheiben und Drehung beider verpresster

Glasscheiben um eine viertel Drehung in einer Vakuum - Kammer ( 28 ), c) Bereitstellung eines Abstandselements ( 9 ) in der Form eines liegenden Großbuchstaben E, wobei der mittlere Steg dieses Buchstabens als eigentlicher Abstandshalter ( 9 ) Getter - Mittel ( 8 ) trägt und die durch den Buchstaben gebildeten Wannen mit einer bestimmten Menge an einer elektischen flüssigen Metall - Legierung ( 5 ) aufgefüllt werden in einer Vakuum - Kammer (28) d) Einsetzen der beiden verpressten Glasscheiben ( 1 ) in das E - förmige Abstandselement ( 9 ) und Auftragen einer Vordichtung ( 11 ), ,ζ.Β. aus Butyl in einem bestimmten Abstand vom Rand an den Außenseiten der verpressten Glasscheiben ( 1 ), wobei das Abstandselement ( 9 ) an beiden Enden abgeschrägt ist in einer Vakuum - Kammer ( 28 ),

e) Aufsetzen eines U - förmigen Randelements ( 13 ) auf das

Abstandselement ( 9 ) unter Einschluss der Butyldichtung ( 11 ), Fortsetzen der Verfahren nach den Merkmalen a) bis d), f) Verschweißen der Gesamtzahl der auf diese Weise

zusammengefügten Randelemente ( 13 ).

Anspruch 7:

Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die flüssige eutektische Legierung ( 5 ) aus 68-69 Masseprozent Gallium, 21-22 Masseprozent Indium und 9,5 -10,5 Masseprozent Zinn besteht.

Anspruch 8:

Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass als Dichtmittel Quecksilber oder Gallium oder eine flüssige

Metalllegierung oder eine ionische Flüssigkeit verwendet wird.

Anspruch 9

Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigen, Fügen und Verschließen in der Atmosphäre stattfindet mit anschließendem Abpumpen und Verschließen des Pumpstutzens.

Anspruch 10:

Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass anstelle zweier Glasscheiben ( 1 ) eine Glasscheibe ( 1 ) und ein Metallkörper vakuumdicht versiegelt werden.

Anspruch 11 :

Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass anstelle von Glasscheiben ( 1 ) andere spröde Werkstoffe und / oder Metalle zueinander vakuumdicht versiegelt werden.

Anspruch 12:

Wärmeisolierendes Bauelement,

dadurch gekennzeichnet,

dass es nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 11 hergestellt ist.

Anspruch 13:

Gehäuse für ein Solarthermie - Modul,

dadurch gekennzeichnet,

dass es nach einem Verfahren gemäß der Ansprüche 4 bis 10 hergestellt ist.

Anspruch 14:

Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 4 bis11 , wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.

Anspruch 15:

Maschinenlesbarer Träger mit dem Programmcode eines Computerprogramms zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 bis 11 , wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.