DE202009012136U1

DE202009012136U1 - Device for vacuum-tight joining of glass plates

Info

Publication number: DE202009012136U1
Application number: DE200920012136
Authority: DE
Original assignee: Grenzebach Maschinenbau GmbH
Current assignee: Grenzebach Maschinenbau GmbH
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2019-09-08

Abstract

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).Apparatus for vacuum-sealing bonding of glass panes comprising the following features:
a) a mounting plate (14) with holding elements (15) and at least one edge sensor (16),
b) a device (17) for applying connecting means (4)
c) a device (18) for applying a stop layer 6,
d) a device (20) for applying a eutectic liquid metal alloy,
e) a device (21) for placing a metal frame from sheet metal 3,
f) a device 25 for placing spacers 7 and a device 24 for placing spacers 9,
g) a device for cleaning glass panes (1)
h) an attachment 26 for placing a cover glass 27,
i) a welding device (29) for welding two metal frames in a vacuum chamber (28).

Description

Die Erfindung betrifft 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.The The invention relates to a device for vacuum-tight joining of glass plates. Normally this will be the joining together two parallel aligned glass plates act together a heat-insulating glass surface in buildings form. Another case concerns the joining of a Glass plate with a sheet metal frame for the production of a solar thermal module. However, there are also other shaped components conceivable that a vacuum-tight Joining glass plates with other materials make necessary.

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.Out The patent literature is the patent document number 348615 known, which deals with the task of vacuum apparatuses how to provide mercury vapor rectifier with seals that Do not release toxic mercury into the air and transport of such an apparatus does not make it difficult to always have one Leakage of the mercury must be feared.

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.Solved this object is achieved by a seal for vacuum apparatus, in particular for introducing strong electrodes thereby characterized in that it consists of three individual seals, of which the inner - auxiliary seal - heat resistant (asbestos), the middle - protective seal - in operation liquid, out of service (Roses, Wood's metal) and the outer - main seal - elastically yielding is (rubber). The protective seal is surrounded by a heating spiral, at any time by melting the sealing material the light To achieve solubility of the seal. As material for The seal will be a fusible metal or equivalent Metal alloy proposed, although a sealing effect an indication of the vacuum-tight joining However, glass plates can not be found here.

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.In the DE 10 2005 061 217 A1 a sensor and a method for filling a sensor is described. Such sensors are used for. As to measure the melt pressure in a plastic processing machine. Here, a separation membrane are placed in the melt-carrying housing, which acts by a pressure transfer by means of mercury on a load cell with a strain gauge. The object of the local method is to replace the toxic mercury by an equivalent but non-toxic substance.

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.To solve this problem, a sensor, preferably Schmelzdruckaufnehmer 1 with a separating membrane 3 having first pressure cell 2 and a measuring diaphragm 5 having second pressure cell 4 and one of the pressure cans 2 . 4 connecting capillaries 7 , proposed. the pressure doses 2 . 4 and the capillary 7 filled with a liquid. The liquid is the eutectic of the metal components gallium, indium and tin. Although a metallic eutectic is used here, but only for pressure transmission as a substitute for the toxic mercury, but not as a sealant.

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

From the DE 10 2007 006 125 B3 a method for producing an arrangement of components is known, which is based on the object to enable a thermal contact between components without rigidly connect the components. For this purpose, a method for producing an arrangement of components is claimed in which a liquid metal solder material is arranged between a first and a second component such that a thermal contact is formed between the first and the second component via the solder material. This method is characterized in that the placement of the solder material comprises the following steps:

a) producing a first layer comprising gallium and tin on the first component,
b) producing a second indium and tin-containing layer on the second component,
c) at least partially connecting the first and the second layer

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.at The solder material is indeed a metallic eutectic gallium, indium and tin, but it does not serve as a seal of joined glass plates.

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.In the WO 94/04895 is a Fieberthermometer described which is based on the object to provide a Fieberthermometer with maximum function, which is easy to handle and manufacture and safe from the health and environmental point of view. To solve this problem, a specific eutectic alloy of gallium, indium and optionally tin is given.

Weiterhin wird die Verwendung einer eutektischen Legierung aus Gallium, Indium und Zinn als Gleit- und Schmiermittel, insbesondere im Vakuum-, Hochvakuum- oder Ultrahochvakuumbereich beansprucht. Ein Beispiel für eine solche Verwendung eines Eutektikums in den angeführten Vakuum-Bereichen ist hier nicht angeführt.Farther is the use of a eutectic alloy of gallium, indium and tin as lubricants and lubricants, especially in the vacuum, high vacuum or ultra-high vacuum range. An example for such use of a eutectic in the cited Vacuum areas are not listed here.

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.In the EP 1 978 199 A1 The vacuum-tight sealing between glass and metal is produced by ultrasonic welding or soldering with glass solder. This method has limitations in the realization of larger wafer geometries when the differential expansion of glass and usable metal in the interface exceeds the glass strength because the melting point of the present invention provided metals is too high or above the application temperature.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, relativ großformatige Float-, ESG oder VSG-Glasscheiben einer Fläche von ca. 300 mm × 300 mm bis ca. 2500 mm × 3500 mm, 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.Of the Device according to the invention, or the inventive Therefore, the method is based relatively large-sized Float, tempered safety glass or laminated safety glass of an area of approx. 300 mm × 300 mm to about 2500 mm × 3500 mm, with a sun / heat protection coating or other coating Under clean room conditions with a covering further glass or Metal plate high vacuum - tight to connect, with the Glass sheets gentle and safe and long-term stable, but nevertheless be connected in a confined space and high cycle times in the manufacturing process be achieved. In addition, due to temperature differences at the glass sheets resulting tensions not to cracks at the Glass panes or lead to other premature vacuum loss.

Diese Aufgabe wird mit. einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gelöst.These Task is with. a device according to one of the claims 1 to 3 solved.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden näher beschrieben,
Es zeigen dabei im Einzelnen:The device according to the invention will be described in more detail below,
In detail, they show:

1: eine erste Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 A first variant of the device according to the invention

1a: eine Vorrichtung zum Auftrag von Verbindungsmittel 4 1a : a device for applying fasteners 4

1b: eine Vorrichtung zum Auftrag einer Stopp-Schicht 6 1b : a device for applying a stop layer 6

1c: eine Vorrichtung zum Auftrag einer flüssigen eutektischen Legierung 5 1c : a device for applying a liquid eutectic alloy 5

1d: eine Vorrichtung zum Befestigen eines Edelstahl-Blechs 3 1d : a device for fixing a stainless steel sheet 3

1e: eine Vorrichtung zum Aufsetzen eines Abstandshalters 7 und eines Abstandselements 9 1e : a device for placing a spacer 7 and a spacer 9

1f: eine Vorrichtung zum Auftrag eines Deckglases 27 1f : a device for applying a cover glass 27

1g: eine Vorrichtung zum Verschweißen zweier Edelstahl-Bleche 3 1g : a device for welding two stainless steel sheets 3

2: eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 A second variant of the device according to the invention

3: eine dritte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 A third variant of the device according to the invention

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.Of the The basic idea of the present invention is to provide a liquid eutectic metal alloy for sealing a high vacuum too use that is able to temperature-related voltages compensate for the glass panes and still a high vacuum resistant to keep.

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.eutectic Wikipedia calls an alloy, mixture or solution whose components are in such a relationship to each other, that as a whole they are at a certain temperature (melting point) becomes liquid or solid. Eutectics have one thing determinable melting point. The corresponding point in the phase diagram is called a eutectic point. Because all the ingredients at the same time solidify and this happens at a much lower temperature as would be the case with the pure components in a particular case, creates a fine and uniform structure, which usually has a characteristic lamellar structure. The low momentum of the atoms at this temperature leaves only short ways and thus only the formation of very small crystals to. As the melting point of a eutectic alloy significantly below of pure metals, such alloys become common used in particular for soldering In the invention Using eutectic metal alloys are used are liquid throughout the application.

In der 1 ist eine erste Variante des erfindungsgemäßen Vorrichtung 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.In the 1 a first variant of the device according to the invention is shown. This illustration shows a partial section from the edge area. It can be seen that here when joining two glass panes 1 as a total area the indicated bonding methods are applied to all circumferential edges.

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 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.There are two parallel in this figure by spacers 7 stored glass panes 1 shown on those, in each case in the edge region to be joined, a metal strip 3 , preferably made of stainless steel, is attached. As a fastening method, or connecting means 4 Here, ultrasonic welding, soldering with glass or metal solder, an adhesive method or the order of a butyl bead can be mentioned. This particular connection means 4 However, only in a portion of the total width of a metal strip 3 applied, or applied. The connection of a sheet metal strip 3 with a glass pane 1 inevitably requires a certain distance between the two partners 1 . 3 in the partial area of the total width of not the attachment method or the respective connecting means 4 subject. In the 1 claim both sections about half the width of a metal strip 3 between the two glass panes 1 lies, and are shown in different hatching. That means being between a pane of glass 1 and a metal strip 3 a kind of "pocket" in the width of half sheet metal strip width forms. Both metal strips 3 are further from the range of glass panes for better illustration 1 presented in an outstanding way than is necessary in practice.

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.This remaining residual area of a sheet metal strip 3 is in the pocket-like space that separates between the respective glass pane 1 and a metal strip 3 opens up, filled with a liquid eutectic metal alloy. Preferably, an alloy of the metals gallium, indium and tin can be used here. Such an alloy has a strong adhesion to interfaces, such as glass or stainless steel. Even against any pressure forces that may occur, the alloy therefore remains in the tight pocket and is not expelled due to the capillary forces. For an applied eutectic metal alloy not to creep into the entire glass surface, an upstream barrier or stop layer may be present 6 , z. B. are applied from gallium oxide, if, for example, at larger pocket widths, the capillary does not sufficiently inhibit the flow. Temperature differences between the glass panes, as well as between glass and the surrounding sheet metal frame 3 , are thus compensated by a liquid seal The spacer used in the area of the eutectic metal alloy 9 is because of the reduced in this area distance of the glass panes 1 lower than a spacer 7 and at the same time serves as a carrier for a getter agent 8th ,

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.One Getter is a chemically reactive material that is used to To obtain vacuum as long as possible. On the surface of a getter go gas molecules with the atoms of the getter material a direct chemical compound or the gas molecules are retained by sorption. This way, you become unwanted Gas molecules bound and the vacuum obtained.

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 Vakuumkammer 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.After joining the two glass panes 1 the insulating area between the panes can be evacuated to the desired degree by the two metal strips 3 For example, be connected by vacuum welding vacuum-tight, and then over a, not shown, the opening between the glass panes 1 evacuated to the desired extent. Because the previously cleaned glass panes 1 are exposed to atmosphere until evacuation, there are many water molecules on the surfaces that do not allow a permanent high vacuum. It is therefore necessary during the pumping unwanted long-term heating to dry out, or the addition of extremely large Getterkapazitäten 8th , Therefore, another process sequence is preferred. The joining of the glass panes 1 as well as the subsequent welding of the sheet metal struts 3 is carried out within a vacuum chamber. Before joining, however, a further processing step is provided in the vacuum chamber. The surfaces of the glass panes 1 are completely cleaned by means of plasma sputtering / etching in the run.

Die 1a bis 1e zeigen Vorrichtungen zur Durchführung eines Ablaufes gemäß der ersten Variante.The 1a to 1e show devices for performing a sequence according to the first variant.

In der 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 the 1a is an example of a device for the application of connecting means 4 shown. A glass pane 1 is on a mounting plate 14 by means of a number of retaining elements 15 fixed. These may, for example, be suction elements in the form of air intake nozzles. The exact location and size of this glass pane 1 This is done by at least one edge sensor 16 supervised. At the edge of the glass 1 is an order of lanyard 4 and the associated facility 17 to his order. As a fastening method, or connecting means 4 Here, ultrasonic welding, soldering with glass or metal solder, an adhesive method or the order of a butyl bead can be mentioned. In the case shown, the order of an adhesive is shown.

In der 1b ist eine Vorrichtung zum Auftrag einer Stopp-Schicht 6 dargestellt. Der Auftrag der Stopp-Schicht 6 erfolgt vor dem Auftrag einer flüssigen eutektischen 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 the 1b is a device for applying a stop layer 6 shown. The order of the stop layer 6 takes place before the application of a liquid eutectic alloy 5 by means of a device 18 , so that this according to their purpose, the unwanted wetting of the glass 1 can prevent. The associated detection sensor 19 monitors this process.

In der 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 the 1c is a device for applying a liquid eutectic alloy 5 shown. In the area between the connecting means 4 and the stop layer 6 is the order of a certain amount of a liquid eutectic alloy 5 , by the institution concerned 20 applied, shown.

In der 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 the 1d is a device for mounting and fixing a frame made of stainless steel sheet metal 3 to recognize. The stainless steel sheet 3 has a falzartig generated nose on the exact fixation of the sheet at the edge of the glass sheet 1 serves. The stainless steel sheet 3 Here is only in cross section at a certain point of the entire glass 1 shown. The device 21 for mounting the stainless steel sheet 3 is optionally capable of a whole frame in the form of the steel sheet shown in cross-section corresponding to the respective areal size of the present glass sheet 1 To put on and, in the example of fixing by means of an adhesive, with the glass pane 1 to press. When using other methods the attachment of a sheet metal frame 3 made of stainless steel with a glass pane 1 the person skilled in the art will choose a corresponding other fastening device. The other option is to frame the sheet metal strip around the glass 1 to fix. In this case, at the corners z. B. a subsequent welding of sheet metal stripping sections to Rahme done.

In der 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 the 1e is a device for placing a spacer 7 and a spacer 9 shown. The device 25 for placing a spacer 7 can as well as the decor 24 for placing a spacer 9 working by means of pneumatic or magnetic means. The spacer 9 is before putting on with a getter means 8th provided and thus serves as a getter carrier. The exact location of a spacer 9 and / or the type and amount of getter remedy 8th be from a sensor 23 supervised. A temperature sensor 22 is shown here as an example for monitoring process parameters. The remaining reference numerals are already explained.

In der 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 the 1f is a device for joining a cover glass 27 to recognize. In the atmosphere, the decor can 26 for placing a glass pane 1 in the form of a cover glass 27 detect such a glass by means of negative pressure and pneumatically controlled on a glass pane 1 which was prepared by means of the process steps. If the joining takes place in a vacuum chamber holder are above the edge of the cover glass z. B. by means of ultrasonic welding, with which the disk is positioned and placed on brackets. These holders are bent or removed after completion of the vacuum module.

In der 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 the 1g is a device for welding two stainless steel sheets 3 , or two frames shown from such sheets. This process can be done in a vacuum chamber 28 the the welding device 29 and the detector 30 for monitoring the welded connection 31 accommodated.

In der 2 ist eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Vorrichtung 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.In the 2 a second variant of the device according to the invention is shown. Here again a representation from the edge area, this time on the left side, is shown. The parallel glass panes 1 are about the spacers 7 spaced and by means of a circumferential Butyldichtung 11 , which is shown in cross-section, sealed with respect to a pre-vacuum. Again, there is a spacer element 9 as a carrier for getter material 8th serves, provided. This spacer 9 points to both, the glass panes 1 facing, sides each have a recess on which as a depot for a between the spacer element 9 and the respective glass pane 1 inserted layer of a eutectic metal alloy 5 serves. These recesses can simultaneously accommodate a suction element for the eutectic metal alloy 5 serve, for. B: a continuous textile thread 10 , This thread helps to reduce the required amount of eutectic alloy. In the direction to the inside of the two glass panes 1 is again a stop layer 10 applied when it must be prevented that the glass panes 1 adhesive metal alloy 5 crawls to the inside of the glass panes. This is z. As required in ESG, since the higher ripple of the glass varies the distance from the glass to the spacer and the capillary forces of the eutectic alloy in places may no longer be sufficient. Since there is a high vacuum in this area, while in the area between the spacer element 9 and the butyl seal 11 a lower vacuum prevails, there is a risk that the spacer element 9 is pulled inwards. Therefore, at regular intervals angular metal strips as stoppers 12 intended. These stoppers 10 are on the one hand to the respective spacer element 9 attached and supported on the other hand, at the edge of one of the two glass panes 1 from. In this way, a movement of the spacer elements 9 in the interior between the two glass panes 1 avoided.

Eine Vorrichtung zur Durchführung einer Abfolge von Produktionsschritten gemäß der zweiten Variante nach der 2 kann auf ähnliche Weise erfolgen wie in den 1a bis 1g bei der Durchführung nach der ersten Variante. Auf die Darstellung und einzelne Aufzählung entsprechender Einrichtungen wurde deshalb verzichtet.A device for carrying out a sequence of production steps according to the second variant according to the 2 can be done in a similar way as in the 1a to 1g when carrying out the first variant. The presentation and individual list of corresponding institutions was therefore omitted.

In der 3 ist eine dritte Variante einer Abfolge der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt.In the 3 a third variant of a sequence of the device according to the invention is shown.

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 sorgtHere again a representation from the edge area, this time on the lower side, is shown. The parallel glass panes 1 are about the spacers 7 spaced and in the edge region of one, over the entire outer edge of the glass sheets 1 running, spacer 9 held in E-shape, with the spacer element 9 on the one hand, the glass panes 1 in the border area together with the eutectic metal alloy 5 spaced and on the other hand encloses. Again, the spacer carries 9 between the glass panes 1 again a getter means 8th which has a stop layer 6 follows. The entire edge area is of a U-shaped, extending over the perimeter of the glass panes 1 extending, graduating element 13 enclosed, this against the two glass panes 1 each with a butyl seal 11 provides for a pre-vacuum

Eine Vorrichtung zur Durchführung der Abfolge gemäß der dritten Variante nach der 3 muss auf eine etwas andere Weise erfolgen wie in den 1a bis 1g bei der Durchführung der Abfolge nach der ersten Variante erläutert.A device for carrying out the sequence according to the third variant of the 3 got to done in a slightly different way as in the 1a to 1g explained in the implementation of the sequence according to the first variant.

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.The main thing in this variant is the installation of the spacers 7 and the specially designed, E-shaped structured spacer 9 spaced glass panes 1 in the vertical position, the liquid eutectic metal alloy 5 the two glass panes 1 each wrapped in the manner of a tub. This design variant requires additional completion elements 13 which must be welded at the four corners of the resulting heat-insulating component.

11: Glasscheibepane
22: Laser-SchweißmittelLaser welding means
33: Edelstahl-BlechStainless steel sheet
44: Verbindungsmittelconnecting means
55: flüssige eutektische Metall-Legierungliquid eutectic metal alloy
66: Stopp-SchichtStop layer
77: Abstandshalterspacer
88th: Getter-MittelGetter means
99: Abstandselement mit Getter-Trägerspacer with getter carrier
1010: Depot für Eutektikum mit Saugelement (Faden)depot for eutectic with suction element (thread)
1111: Butyldichtung für Vorvakuumbutyl seal for pre-vacuum
1212: Stopper für Abstandselemente (9), zweite VarianteStoppers for spacers ( 9 ), second variant
1313: Abschluss-ElementFinal element
1414: Montageplattemounting plate
1515: Halteelement für eine Glasplatte 1 Retaining element for a glass plate 1
1616: Kantensensoredge sensor
1717: Einrichtung für den Auftrag von Verbindungsmittel 4 Device for the application of fasteners 4
1818: Einrichtung für den Auftrag einer Stopp-Schicht 6 Device for the order of a stop layer 6
1919: Detektions-Sensor (Stopp-Schicht 6)Detection sensor (stop layer 6 )
2020: Einrichtung zum Auftrag einer flüssigen eutektischen Legierung 5 Device for applying a liquid eutectic alloy 5
2121: Einrichtung zum Aufsetzen eines Metall-Rahmens aus Edelstahl Blech 3 Device for mounting a metal frame made of stainless steel sheet metal 3
2222: Temperatursensortemperature sensor
2323: Sensor für ein Abstandselement 9 Sensor for a spacer 9
2424: Einrichtung zum Aufsetzen eines Abstandselements 9 Device for placing a spacer 9
2525: Einrichtung zum Aufsetzen eines Abstandshalters 7 Device for mounting a spacer 7
2626: Aufsetzer für eine Deckglas 27 (obere Glasscheibe 1)Attachment for a cover glass 27 (upper glass pane 1 )
2727: Deckglas (obere Glasscheibe 1)Cover glass (upper glass pane 1 )
2828: Vakuum-KammerVacuum chamber
2929: Schweißeinrichtungwelding equipment
3030: Detektor für die Schweißeinrichtung 29 Detector for the welding device 29
3131: Schweißverbindungwelded joint

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005061217 A1 [0004]
- DE 102007006125 B3 [0006]
WO 94/04895 [0008]
EP 1978199 A1 [0010]

Claims

Apparatus for vacuum-sealing glass sheets comprising the following features: a) a mounting plate ( 14 ) with retaining elements ( 15 ) and at least one edge sensor ( 16 ), b) a facility ( 17 ) for the application of bonding agent ( 4 ) (c) an institution ( 18 ) to apply a stop layer 6 (d) a facility ( 20 ) for applying a eutectic liquid metal alloy, e) a device ( 21 ) for placing a metal frame made of sheet metal 3 , f) a facility 25 for placing spacers 7 and a facility 24 for placing spacers 9 (g) a device for cleaning glass sheets ( 1 ) h) an attachment 26 for putting on a cover glass 27 , i) a welding device ( 29 ) for welding two metal frames in a vacuum chamber ( 28 ).

Apparatus for vacuum-sealing glass sheets comprising the following features: a) a mounting plate ( 14 ) with retaining elements ( 15 ) and at least one edge sensor ( 16 ), b) a facility ( 18 ) to apply a stop layer 6 , c) a facility ( 20 ) for applying a eutectic liquid metal alloy, d) a device ( 25 ) for placing spacers ( 7 ) and a facility ( 24 ) for placing spacers ( 9 ) and a device for mounting a Butyldichtung ( 11 ), each spacer element ( 9 ) at the bottom and at the top recesses for receiving a Saugelements and on the glass pane ( 1 ) supporting attached sheet metal 3 e) a device for cleaning glass sheets ( 1 ) f) a patch ( 26 ) for putting on a cover glass ( 1 ) g) a device for pressing the glass sheets ( 1 ) in a vacuum chamber ( 28 )

Apparatus for vacuum-sealing glass sheets comprising the following features: a) a mounting plate ( 14 ) with retaining elements ( 15 ) and at least one edge sensor ( 16 ), b) a facility ( 18 ) to apply a stop layer 6 , c) a facility ( 25 ) for placing spacers ( 7 ) d) a device for cleaning glass panes ( 1 ) e) a patch ( 26 ) for putting on a cover glass ( 1 ) f) a device for pressing both glass panes ( 1 ) and then rotating a quarter turn, in a vacuum chamber ( 28 ) g) a device in a vacuum chamber ( 28 ) for inserting the pressed glass panes ( 1 ) in an E-shaped spacer ( 9 ) which extends along one side of the pressed glass sheets, wherein the spacer element ( 9 ) is filled with a certain amount of liquid eutectic metal alloy, h) means for linear application of a flexible pre - seal, e.g. Butyl on each outside of the pressed glass sheets ( 1 i) a device for inserting the glass sheets provided with sealant ( 1 ) in a U-shaped completion element ( 13 ), j) a device for welding the corners of adjacent end elements ( 13 ).