DE112011104797T5

DE112011104797T5 - Verfahren zur Vakuumerzeugung während Herstellung eines Vakuumglasbauteils

Info

Publication number: DE112011104797T5
Application number: DE112011104797T
Authority: DE
Inventors: Yanbing Li; Zhangsheng Wang
Original assignee: Luoyang Landglass Technology Co Ltd
Current assignee: Luoyang Landglass Technology Co Ltd
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2013-10-31
Also published as: JP2014508087A; CN102617025A; CN102617025B; US20130292038A1; WO2012103745A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vakuumerzeugung während der Herstellung eines Vakuumglasbauteils, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren speziell den Schritt umfasst, dass: ein Zusammensetzen und endgültiges Versiegeln von Glasbögen, die ein Vakuumglasbauteil bilden, in einer Vakuumumgebung mit einem gewünschten Vakuumgrad durchgeführt wird, wobei alle Glasbögen sich unabhängig voneinander vor dem Zusammensetzen in der Vakuumumgebung befinden, so dass ein Vakuumraum innerhalb des zusammengesetzten Vakuumglasbauteils vollständig denselben Vakuumgrad aufweist, wie die Vakuumumgebung.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vakuum-Acquisition bzw. -Erzeugung- bzw. -Erwerbung bzw. -Beschaffung (acquisition) bei der Herstellung einer Vakuumglaskomponente bzw. eines -bauteils bzw. -bauelements (component).
Hintergrund Stand der Technik
Derzeit sind zwei Hauptverfahren zur Vakuumacquisition bzw. -erzeugung während der Herstellung eines Vakuumglasbauelements bekannt, die nachfolgend beschrieben werden: ein Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Absaugöffnung in Glasbögen vorgefertigt ist, die dann zum Vakuumisieren des Glasbauteils nach Fertigstellung eines luftdichten Umfangs-Versiegelns bzw. -Abdichtens (sealing) eines Vakuumglasbauteils verwendet wird, und die schließlich nach Erreichen eines vorher festgelegter Vakuumgrads geschlossen wird, um die Herstellung des Vakuumglasbauteils fertig zu stellen. Ein solches Vakuumglasbauteil ist strukturell in 1 gezeigt. Das andere Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass: Glasbögen, die ein Vakuumglasbauteil bilden, zuerst zusammengesetzt bzw. verbunden werden und dann in eine Vakuumkammer transferiert werden, um dort vakuumisiert zu werden. Wenn dann der Vakuumgrad in der Vakuumkammer einen vorbestimmten Wert erreicht, wird ein Abdichten bzw. Versiegeln der zusammengesetzten Glasbögen in der Vakuumkammer durchgeführt, um die Herstellung des Vakuumglasbauteils zu vervollständigen.
Bezüglich der zwei Vakuumglasbauteilherstellungsverfahren, die zuvor beschrieben wurden, wurde die Schlussfolgerung gezogen, dass: da der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden zusammengesetzten Glasbögen bzw. Glasscheibe bzw. Glasplatten (glas sheet) relativ klein bzw. gering ist, sogar nur Dutzende von Mikrometern, ein Vakuumisieren solcher engen Räume nicht nur lange Zeit benötigt, sondern es auch schwer ist, einen höheren Vakuumgrad zu erzeugen.
Erfindungsinhalt
Hinsichtlich der zuvor genannten Probleme des Standes der Technik zielt die Erfindung auf ein Bereitstellen eines Verfahrens zur Vakuumerzeugung während der Herstellung eines Vakuumglasbauteils ab, mit dem das Vakuumglasbauteil mit einem gewünschten Vakuumgrad leicht und schnell verarbeitet werden kann, um die Verarbeitungseffizienz und die Qualität des Vakuumglasbauteils weiter zu erhöhen.
Um dieses Ziel zu erreichen, umfasst das Verfahren zur Vakuumacquisition bzw. -erzeugung während der Herstellung eines Vakuumglasbauteils gemäß der Erfindung speziell den Schritt, dass: ein Zusammensetzen bzw. Zusammenbauen und endgültiges Abdichten bzw. Versiegeln von Glasbögen, die ein Vakuumglasbauteil bilden, in einer Vakuumumgebung durchgeführt werden, die einen gewünschten Vakuumgrad aufweist, wobei sich alle Glasbögen in der Vakuumumgebung unabhängig bzw. getrennt von jedem anderen vor einem Zusammensetzen bzw. Zusammenbauen befinden, so dass ein Vakuumraum bzw. Vakuumzwischenraum innerhalb des zusammengesetzten bzw. zusammengebauten Vakuumglasbauteils bzw. dazwischen vollständig denselben Vakuumgrad wie die Vakuumumgebung aufweist.
Weiter wird das Vakuumglasbauteil einem Versiegeln mit einem Glaspulver bzw. Sintermehl (glass powder) mit einem geringen Schmelzpunkt unterzogen, wobei das Sintermehl mit einem geringen Schmelzpunkt vorher auf die Oberfläche der abzudichtenden bzw. zu versiegelnden Positionen der Glasbögen platziert ist.
Weiter wird das Vakuumglasbauteil einem Abdichten bzw. Versiegeln über eine Metalllöttechnologie (metal brazing technology) unterzogen, wobei Metallschichten vorher an die bzw. auf die Oberfläche von den abzudichtenden bzw. zu versiegelnden Positionen der Glasbögen vor dem Verdichten bzw. Versiegeln platziert werden, und auch zwei Metallschichten, die luftdicht über eine Metalllöttechnologie miteinander verbunden werden sollen, werden vorher mit einem Metalllötmittel (metal bracing solders) vorgesehen; die Metallschichten bestehen aus bzw. umfassen Metallfolien, die fest an der Oberfläche der Glasbögen über ein Ultraschallschweißen fixiert sind, oder umfassen Metallisierungsschichten, die direkt auf die Oberfläche der Glasbögen gemäß der bekannten Sintertechnologie gesintert sind; und das metallische Lötmaterial bzw. die Lötmaterialien sind auf die Oberfläche der Metallschichten vor geschichtet, oder bestehen aus bzw. umfassen Lötmaterialstreifen, die an den metallischen Schichten fixiert sind.
Weiter wird das Vakuumglasbauteil ein Abdichten bzw. Versiegeln über eine metallische Schweißtechnologie (metal welding technology) unterzogen, wobei metallische Versiegelungsbögen, die sich aus den Glasbögen heraus erstrecken, vorher auf der Oberfläche der zu versiegelnden bzw. abzudichtenden Positionen der Glasbögen vor dem Abdichten bzw. Versiegeln platziert bzw. geschichtet werden, wobei die metallischen Versiegelungsbögen über ein Ultraschallschweißen fest an der Oberfläche der Glasbögen verschweißt sind oder an den Metallisierungsschichten, die auf die Oberfläche der Glasbögen gemäß der bekannten Sintertechnologie gesintert sind, und zwei zu versiegelnde bzw. abzudichtende metallische Versiegelungsbögen sind bzw. werden luftdicht über eine Metallschweißtechnologie miteinander verbunden, die ein Laserschweißen, ein Elektronenstrahlschweißen, ein Nahtschweißen, ein elektrisches Widerstandsschweißen, ein WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen, TIG Welding) oder ein Metalllötverfahren umfasst.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Zusammensetzen bzw. Zusammenbauen von Glasbögen in einer Vakuumumgebung durchgeführt und der Vakuumgrad um jeden der Glasbögen, die in einem Abstand vor dem Zusammensetzen bzw. Zusammenbau angeordnet sind, ist derselbe wie der Vakuumgrad der gesamten Vakuumumgebung. Daher kann der Vakuumgrad des verarbeiteten bzw. hergestellten Vakuumglasbauteils nur über ein Steuern des Vakuumgrads der Vakuumumgebung garantiert werden, wobei dadurch die Probleme des Standes der Technik vermieden werden, die Verarbeitungseffizienz des Vakuumglasbauteils erhöht wird und auch die Qualität des Vakuumglasbauteils sichergestellt wird. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Vakuumglasbauteil mit einem Vakuumgrad von 1–3 × 10–2 Pa oder höher leicht hergestellt werden.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine strukturelle schematische Darstellung des bekannten Vakuumglasbauteils;
2 ist eine schematische Darstellung des Vakuumglasbauteils, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde;
3 ist eine strukturelle schematische Darstellung des Vakuumglasbauteils in Ausführungsbeispiel 1;
4 ist eine strukturelle schematische Darstellung des Vakuumglasbauteils in Ausführungsbeispiel 2;
5 ist eine strukturelle schematische Darstellung des Vakuumglasbauteils in Ausführungsbeispiel 3;
6 ist eine strukturelle schematische Darstellung des Vakuumglasbauteils in Ausführungsbeispiel 4.
In den Zeichnungen bezeichnet Bezugszeichen 1 einen oberen Glasbogen bzw. Glasscheibe (glass sheet), Bezugszeichen 2 einen mittleren Halter, Bezugszeichen 3 einen unteren Glasbogen bzw. Glasscheibe (glass sheet), Bezugszeichen 4 eine Entlüftungs- bzw. Absaugöffnung, Bezugszeichen 5 eine Versiegelungskante bzw. Versiegelungsrand, Bezugszeichen 6 eine Vakuumkammer, Bezugszeichen 7 eine Metallschicht und Bezugszeichen 8 einen metallischen Versiegelungsbogen.
Detaillierte Beschreibung
Eine weitere Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Beispiel eines zweischichtigen Vakuumglasbauteils gegeben.
Wie in 2 gezeigt, werden während der Herstellung eines Vakuumglasbauteils gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei Glasbögen 1 und 3, die das Vakuumglasbauteil bilden, zuerst in eine Vakuumkammer 6 platziert bzw. eingesetzt in dem Zustand, dass sie sich in einer Vakuumumgebung unabhängig bzw. getrennt voneinander befinden, d. h. jeder der Glasbögen weist vollständig denselben Vakuumgrad auf bzw. ist vom selben Vakuumgrad umgeben, wie die Vakuumumgebung davon, In diesem Fall kann, wenn der Vakuumgrad der Vakuumkammer 6 den gewünschten bzw. angestrebten Wert erreicht, der obere Glasbogen 1 über den unteren Glasbogen 3 entlang der Richtung eines Pfeils, der in den Figuren gezeigt ist, platziert werden, um weiter zusammen gesetzt zu werden. Wenn der Vakuumgrad der Vakuumkammer 6 nicht den gewünschten Wert erreicht, ist es erforderlich, den Vakuumgrad der Vakuumkammer an den gewünschten Wert anzupassen und dann erst werden die zwei Glasbögen 1 und 3 zusammengesetzt bzw. zusammengebaut. Danach wird das zusammengesetzte Vakuumglasbauteil einem Versiegeln bzw. Abdichten über ein Heizen oder Schweißen oder ein anderes geeignetes Mittel unterzogen, um die Herstellung des Vakuumglasbauteils zu vervollständigen.
Es ist erforderlich zu erwähnen, dass, bevor die zwei Glasbögen 1 und 3 zusammengebaut bzw. zusammengesetzt werden, mittlere Halter bzw. Abstandshalter (supporter) 2 zwischen den zwei Glasbögen und ein Dichtmaterial bzw. Versiegelungsmaterial für das Umfangsversiegeln der Glasbögen vorher auf die Oberfläche der zu versiegelnden Positionen an dem unteren Glasbogen 3 platziert werden, wobei das Versiegelungsmaterial ein bekanntes Glasversiegelungsmaterial mit einem geringen Schmelzpunkt ist. Daher können das Versiegelungsmaterial 5 und die zwei Glasscheiben 1 und 3, wenn die zwei Glasbögen bzw. Scheiben 1 und 3 zusammengesetzt sind, miteinander mittels eines Heizens bzw. Erhitzens in der Vakuumkammer in eine Schmelzverbindung gelangen, um das luftdichte Versiegeln bzw. Abdichten des Vakuumglasbauteils weiter zu vervollständigen.
Der Vakuumgrad um den oberen Glasbogen 1 und den unteren Glasbogen 3 ist vor dem Zusammenbau vollständig derselbe wie der der Vakuumumgebung davon, und so hat ein Vakuumraum bzw. Vakuumzwischenraum zwischen bzw. in dem Vakuumglasbauteil vollständig denselben Vakuumgrad, wie den von der Vakuumumgebung. Daher kann der Vakuumgrad des Vakuumraums in dem Vakuumglasbestandteil bequem bzw. einfach über ein Steuern des Vakuumgrads der Vakuumkammer 6 gesteuert werden, was nicht nur die Herstellungseffizienz des Vakuumglasbestandteils verbessert, sondern auch den Vakuumgrad und die Qualität des Vakuumglasbauteils verbessert.
In 3 ist das Ausführungsbeispiel 1 des Vakuumglasbauteils, das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, gezeigt, und das Vakuumglasbauteil verwendet ein Glaspulver bzw. Sintermehr (glass powder) mit einem geringen Schmelzpunkt als das Versiegelungsmaterial.
In 4 ist das Ausführungsbeispiel 2 des Vakuumglasbauteils gezeigt, das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird bzw. ist. Das Vakuumglasbauteil wird einem endgültigen luftdichten Abdichten bzw. Versiegeln über eine Metalllöttechnologie unterzogen. Metallschichten 7 sind auf der Oberfläche von den zu versiegelnden Positionen der oberen und unteren Glasbögen vor dem Versiegeln bzw. Abdichten platziert und daran fixiert worden, und die Metallschichten von wenigstens einem der zwei Glasbögen sind vorher mit Lötmaterial beschichtet oder mit einem Lötmaterialfolienstreifen befestigt, und die Metallschichten 7 an den zwei Glasbögen können nach Art und Weise bzw. über ein Lötschweißen (bracing welding) mittels eines Erhitzens miteinander verbunden werden, nachdem die zwei Glasbögen zusammengesetzt sind, um das luftdichte Versiegeln des Vakuumglasbauteils zu vervollständigen.
Die Metallschichten 7 können aus einer Metallfolie bestehen und sind fest an der Oberfläche der Glasbögen über ein Ultraschallschweißen verschweißt, oder können aus Metallisierungsschichten bestehen, die direkt auf die Oberfläche der Glasbögen gemäß bekannter Sintertechnologie gesintert sind bzw. werden.
5 zeigt das Ausführungsbeispiel 3 des Vakuumglasbauteils, das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Das Vakuumglasbauteil wird einem endgültigen luftdichten Versiegeln bzw. Abdichten mit Metallversiegelungsstreifen 8 unterzogen, wobei gleichfalls die Metallversiegelungsbögen bzw. -streifen 8 vorher auf der Oberfläche der zwei Glasbögen befestigt wurden, bevor die zwei Glasbögen 3 und 7 zusammengesetzt werden bzw. sind; und die metallischen Versiegelungsbögen 8 erstrecken sich aus den Glasbögen heraus. Daher können die zwei metallischen Versiegelungsbögen 8 an den zwei Glasbögen nach Art und Weise eines Schweißens, mittels eines Laserschweißens, eines Elektrodenstrahlschweißens, eines Nahtschweißens, eines elektrischen Widerstandsschweißens, eines WIG-Schweißens oder eines Metalllötschweißens miteinander verbunden werden, um das luftdichte Versiegeln des Vakuumglasbauteils zu vervollständigen. Die metallischen Bögen 8 sind fest an bzw. mit der Oberfläche der zwei Glasbögen 1 und 3 über ein Ultraschallschweißen verschweißt.
6 zeigt das Ausführungsbeispiel 4 des Vakuumglasbauteils, das gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde. Geichfalls wurde das Vakuumglasbauteil einem endgültigen Versiegeln bzw. Abdichten mit den metallischen Versiegelungsstreifen 8 unterzogen und im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel 3, das in 5 gezeigt ist, sind die metallischen Versiegelungsstreifen 8 in dem Ausführungsbeispiel 4 über ein Ultraschallschweißen an den bzw. mit den Metallisierungsschichten 7 fest verschweißt, die vorher auf die Oberfläche der Glasbögen gesintert wurden.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für eine Beschreibung der Erfindung ausgelegt, wobei verschiedene Ausführungsformen für den Fachmann, der das vorliegende erfinderische Konzept versteht, innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegen sollten.

Claims

Verfahren zur Vakuumerzeugung während der Herstellung eines Vakuumglasbauteils, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren speziell den Schritt umfasst, dass: ein Zusammensetzen und endgültiges Versiegeln von Glasbögen, die ein Vakuumglasbauteil bilden, in einer Vakuumumgebung mit einem gewünschten Vakuumgrad durchgeführt wird, wobei alle Glasbögen sich unabhängig voneinander vor dem Zusammensetzen in der Vakuumumgebung befinden, so dass ein Vakuumraum innerhalb des zusammengesetzten Vakuumglasbauteils vollständig denselben Vakuumgrad aufweist, wie die Vakuumumgebung.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumglasbauteil einem Versiegeln mit einem Sintermehl mit geringem Schmelzpunkt unterzogen wird, wobei das Sintermehl mit geringem Schmelzpunkt vorher auf die Oberfläche von den zu versiegelnden Positionen der Glasbögen platziert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumglasbauteil einem Versiegeln über eine Metalllöttechnologie unterzogen wird, wobei Metallschichten auf die Oberfläche von den zu versiegelnden Positionen von den Glasbögen vor dem Versiegeln platziert werden, und zwei über eine Metalllöttechnologie miteinander luftdicht zu verbindende Metallschichten auch vorher mit dem metallischen Lötmaterial versehen sind; wobei die metallischen Schichten metallische Folien umfassen, die fest an die Oberfläche der Glasbögen über ein Ultraschallschweißen verschweißt sind, oder Metallisierungsschichten umfassen, die direkt auf die Oberfläche von den Glasbögen gemäß der bekannten Sintertechnologie gesintert sind; und die metallischen Lötmaterialien auf die Oberfläche der metallischen Schichten vorher geschichtet sind, oder Lötmaterialstreifen umfassen, die auf den metallischen Schichten fixiert sind.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumglasbauteil einem Versiegeln über eine Metallschweißtechnologie unterzogen wird, wobei sich metallische Versiegelungsbögen, die sich aus den Glasbögen heraus erstrecken, auf der Oberfläche der zu versiegelnden Positionen der Glasbögen vor einem Versiegeln platziert werden, wobei die metallischen Versiegelungsbögen über ein Ultraschallschweißen fest mit der Oberfläche der Glasbögen verschweißt sind oder an den Metallisierungsschichten, die auf die Oberfläche der Glasbögen gemäß der bekannten Sintertechnologie gesintert sind, und zwei metallische zu versiegelnde Versiegelungsbögen, miteinander luftdicht über eine Metallschweißtechnologie verbunden sind, wobei die Metallschweißtechnologie ein Laserschweißen, ein Elektrodenstrahlschweißen, ein Nahtschweißen, ein elektrisches Widerstandsschweißen, ein WIG-Schweißen oder ein Metall umfasst.