DE19911825C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von mehrschichtigen Glaslaminaten sowie mehrschichtiges Glaslaminat - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von aus mindestens drei Glasscheiben und mindestens zwei Verbundschichten bestehenden Glaslaminaten entlang einer geraden Linie. Zum zuverlässigen und kostengünstigen Trennen des Glaslaminates werden die äußeren Glasscheiben deckungsgleich geritzt, wird wenigstens eine der geritzten äußeren Glasscheiben entlang der Ritzlinie mechanisch gebrochen, zumindest eine Schmalseite der Zwischenscheibe zwischen den Enden der Ritzlinie der äußeren Glasscheiben geritzt und schließlich das Glaslaminat mechanisch gebrochen. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein mehrschichtiges Glaslaminat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von aus mindestens drei Glasscheiben und mindestens zwei Verbundschichten bestehenden Glas­ laminaten entlang einer geraden Linie. Die Erfindung betrifft auch eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein mehrschichtiges Glas­ laminat.

Unter Glaslaminaten versteht man im Rahmen der Erfindung sowohl Ver­ bundglasscheiben, insbesondere Verbundsicherheitsglasscheiben, als auch Brandschutzglasscheiben. Im Falle von Verbundglasscheiben bestehen die Verbundschichten typischerweise aus Sicherheitseigenschaften vermitteln­ den Kunstoffolien oder aus in situ ausgehärteten Gießharzen, insbesondere aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat-Copolymeren (EVA), Acrylhar­ zen, Polyurethanen, Epoxiden etc., die die Glasscheiben adhäsiv miteinander verbinden. Im Falle von Brandschutzglasscheiben ist zumindest eine der Ver­ bundschichten eine feuerhemmende Zwischenschicht, beispielsweise aus wasserhaltigem Alkalisilikat.

Zum Brechen einschichtiger Glasscheiben sind Vorrichtungen bekannt (CH 683 917 A5, EP 0 457 751 A1), bei denen die auf einem Auflagetisch mit ihrer Ritzlinie über einer Vertiefung liegenden und beidseits der Vertie­ fung niedergehaltenen Glasscheiben mit einem unter der Vertiefung ange­ ordneten Brechbalken angehoben sowie dadurch gebrochen werden.

Für das Trennen von Glaslaminaten mit zwei Glasscheiben entlang einer geraden Linie ist es beispielsweise aus DE 32 30 554 C2 bekannt, die beiden Glasscheiben gleichzeitig und deckungsgleich mittels zweier Hartmetallräd­ chen aufweisender Werkzeuge zu ritzen. Das Glaslaminat wird sodann durch das Aufbringen eines Biegemomentes zunächst zur einen und dann zur an­ deren Seite geknickt, wodurch die Glasscheiben entlang der Ritzlinien gebro­ chen werden. Schließlich werden die beiden Teile des Glaslaminats ausein­ andergezogen, wodurch die Verbundschicht im Bereich der Bruchlinie ge­ spannt und freigelegt wird. Sie kann dann in diesem Bereich mit einer Klinge geschnitten oder durch Wärmezufuhr abgeschmolzen werden. Bei Brand­ schutzglasscheiben genügt es meist, die gebrochenen Glasscheiben ausein­ ander zu ziehen, um die Zwischenschichten zu trennen.

Will man allerdings drei oder mehr Glasscheiben umfassende Glaslaminate nach dieser Methode trennen, stellt man fest, daß sich zwar die äußeren Glasscheiben zuverlässig und sauber brechen lassen, nicht aber die für das Ritzwerkzeug unzugängliche(n) Zwischenscheibe(n). Der durch einen Knick­ vorgang ausgelöste Bruch der Zwischenscheibe(n) verläuft im Regelfall nicht entlang der Bruchlinie der gebrochenen äußeren Glasscheiben. Es kommt zum Splittern der Zwischenscheibe(n) und die Oberfläche der gebrochenen Schmalseite der Zwischenscheibe(n) wird unregelmäßig. Zur sprachlichen Vereinfachung wird in der folgenden Beschreibung wie auch in den Ansprü­ chen im Regelfall nur von einer Zwischenscheibe die Rede sein, ohne daß hiermit eine Beschränkung der Erfindung auf genau drei Glasscheiben um­ fassende Glaslaminate verbunden sein soll.

Um drei oder mehr Glasscheiben umfassende Glaslaminate aufzuteilen, ist es bekannt, einen Trennschnitt mit einer Säge oder einem Wasserstrahl durch­ zuführen (DE 42 34 536 A1). Diese Verfahren weisen allerdings Nachteile auf. So führt der Trennschnitt mit der Säge nicht nur zu einer optisch und mechanisch unbefriedigenden Trennfläche, die in der Regel durch Schleifen nachge­ arbeitet werden muß. Es ist auch notwendig, den Sägebereich ständig mit Kühlflüssigkeit zu umspülen und den Sägeschlamm in einer Wasseraufberei­ tungsanlage mit einem erheblichen Kostenaufwand zu reinigen. Zudem wer­ den im Falle von Brandschutzglasscheiben wasserglashaltige Zwischen­ schichten im Bereich des Trennschnittes durch das Kühlwasser bereichsweise herausgespült, wodurch die Funktion der Scheiben beeinträchtigt wird.

Auch der Trennschnitt mit einem Wasserstrahl weist diese Nachteile auf Hin­ zu kommt, daß das Wasserstrahlschneiden technisch und kostenmäßig auf­ wendig ist, was zu einer beachtlichen Verteuerung des Glaslaminats führt.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, mehrschichtige Glas­ laminate mit mindestens drei Glasscheiben zuverlässig und kostengünstig zu trennen. Die Trennfläche soll optisch und mechanisch einwandfrei sein und im Regelfall keiner Nacharbeit bedürfen.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß zunächst die äußeren Glasschei­ ben deckungsgleich geritzt werden, wonach wenigstens eine der geritzten äußeren Glasscheiben entlang der Ritzlinie mechanisch gebrochen wird, daß sodann zumindest eine Schmalseite der Zwischenscheibe zwischen den En­ den der Ritzlinien der äußeren Glasscheiben geritzt wird, und daß schließlich das Glaslaminat mechanisch gebrochen wird.

Die Rißausbreitung in einer Glasscheibe hängt von deren Spannungszustand ab. Der Riß orientiert sich nach der Rißeinleitung stets in Richtung des größ­ ten Spannungszustandes. Durch eine geeignete Auflageanordnung einer ge­ ritzten Einfach-Glasscheibe, insbesondere eine Dreipunktbiegung, wird ein Spannungsmaximum längs einer zuvor erzeugten Ritzlinie erzeugt. Über­ raschenderweise gilt das grundsätzlich auch für das Trennen von aus minde­ stens drei Glasscheiben und mindestens zwei Verbundschichten bestehenden mehrschichtigen Glaslaminaten, wenn der Ort der Rißeinleitung an der Zwi­ schenscheibe durch eine an zumindest einer Schmalseite der Zwischen­ scheibe zwischen den Enden der Ritzlinien der äußeren Glasscheiben ange­ brachte Ritzlinie vorgegeben wird und wenn der weitere Spannungszustand der Zwischenscheibe durch die Einspannung der Zwischenscheibe zwischen den äußeren Glasscheiben sowie die Bruchlinie der bereits gebrochenen äu­ ßeren Glasscheibe vorgegeben ist. Die erfindungsgemäß gebrochenen Schmalseiten der Zwischenscheibe sind im Bereich ihrer Längskanten frei von Kantenschädigungen durch Ritzwerkzeuge und weisen eine für das mechani­ sche Brechen typische glatte Oberfläche auf, so daß eine weitere Nach­ bearbeitung nicht nötig ist. Erfindungsgemäß gebrochene Glaslaminate wei­ sen eine höhere mechanische Stabilität auf als herkömmlich aufgetrennte Glaslaminate.

Besonders zuverlässige Ergebnisse werden dann erhalten, wenn das Glas­ laminat durch das Beaufschlagen der gebrochenen äußeren Glasscheibe im Bereich der Bruchlinie mit einer senkrecht zur Glaslaminatebene wirkenden impulsartigen Kraft gebrochen wird.

Bei geeigneter Auflageanordnung des Glaslaminates mit beidseits der Bruch­ linie angeordneten Widerlagern entsteht längs der Bruchlinie der bereits ge­ brochenen äußeren Glasscheibe in der Zwischenscheibe ein Spannungs­ maximum, an dem sich der sich ausbreitende Riß orientiert. Eine impulsartige Kraft kann dadurch aufgebracht werden, daß ein Brechbalken zunächst in kurzem Abstand über dem Glaslaminat gehalten wird und dann schlagartig auf das Glaslaminat abgesenkt wird. Man kann aber auch so vorgehen, daß das Glaslaminat längs der Bruchlinie der gebrochenen äußeren Glasscheibe zunächst mit einer noch nicht zum Bruch führenden Vorkraft belastet wird und sodann die impulsartige Kraft aufgebracht wird. Durch das Aufbringen der Vorkraft werden toleranzbedingte Unregelmäßigkeiten insbesondere in den Verbundschichten ausgeglichen bzw. wird ihr Einfluß auf den Spannungs­ zustand der Zwischenscheibe verringert, so daß derartige Unregelmäßigkei­ ten sich beim Aufbringen der impulsartigen Kraft nicht mehr störend auswir­ ken.

Eine weitere Möglichkeit, die Rißausbreitung längs der Bruchlinie der bereits gebrochenen äußeren Glasscheibe zu unterstützen, besteht darin, die den Bruch des Glaslaminats bewirkende Kraft zum Brechen ausgehend von der geritzten Schmalseite der Zwischenscheibe Längs der Bruchlinie der ge­ brochenen äußeren Glasscheibe fortschreitend aufzubringen.

Besonders bei Glaslaminaten aus dicken Glasscheiben oder auch bei Glas­ laminaten aus mehr als drei Glasscheiben ist es vorteilhaft, wenn beide ge­ ritzten äußeren Glasscheiben gebrochen werden, bevor die impulsartige Kraft zum Brechen der Zwischenscheibe und damit des Glaslaminats aufgebracht wird.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn beide Schmalseiten der Zwischenscheibe zwi­ schen den Enden der Ritzlinien der äußeren Glasscheiben geritzt werden. Vorzugsweise erfolgt das Ritzen der Schmalseite der Zwischenscheibe durch Sägen. Dabei schadet es nicht, wenn gleichzeitig auch Schmalseiten der äu­ ßeren Glasscheiben zumindest ein Stück weit mit angesägt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich insbesondere eine Vorrichtung mit einem Auflagetisch für das Glaslaminat, der eine langgestreckte Vertie­ fung aufweist (DE-AS 28 13 302) und die gekennzeichnet ist durch einen über der Vertiefung angeordneten, auf- und niederbewegbaren Brechbalken mit zu­ mindest einem daran angreifenden Hubantrieb und durch eine Steuerung des Hubantriebs derart, daß der Brechbalken mit einer impulsartigen Kraft beauf­ schlagbar ist. Insbesondere kann der Brechbalken mit zwei im Bereich der Enden des Brechbalkens angeordneten Hubantrieben ausgerüstet sein, die mit unterschiedlichen Kräften auf den Brechbalken einwirken.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein mehrschichtiges Glaslaminat aus zwei äußeren Glasscheiben, mindestens einer Zwischenscheibe sowie mindestens zwei Verbundschichten, bei dem die Zwischenscheibe zumindest entlang ei­ ner Schmalseite eine durch mechanisches Brechen entstandene glatte Bruch­ fläche aufweist, die zumindest an den Längskanten frei von Kantenschädi­ gungen durch Ritzwerkzeuge ist. Die im Vergleich zu anders aufgetrennten Glaslaminaten geringere Vorschädigung der Zwischenscheibe entlang dieser Schmalseite vermindert signifikant die Bruchanfälligkeit des Glaslaminats. Eine kostenträchtige mechanische Nachbearbeitung, z. B. durch Schleifen und gegebenenfalls Polieren dieser Schmalseite ist nicht erforderlich. Es versteht sich, daß die freiliegenden, besonders empfindlichen Kanten der äußeren Glasscheiben auch im Bereich der erfindungsgemäß entstandenen Schmal­ seite des Glaslaminats bei Bedarf in üblicher Weise gesäumt (abgestumpft) werden können, um die Gefahr von Schnittverletzungen beim Hantieren mit dem Glaslaminat zu reduzieren und die Bruchgefährdung weiter zu vermin­ dern. Von besonderem Vorteil ist es, wenn weitere Schmalseiten des Glas­ laminats durch die sukzessive Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens entstanden sind und dementsprechend die Zwischenscheibe mehr als eine erfindungsgemäße Schmalseite mit reduzierter Bruchanfälligkeit auf­ weist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 schematisch und in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt eines mehrschichtigen Glaslaminates vor dem Brechen,

Fig. 1a schematisch und in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt eines mehrschichtigen Glaslaminates nach dem Brechen,

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Trennen eines mehrschichtigen Glaslaminates,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Gegenstandes nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein mehrschichtiges Glaslaminat aus zwei äußeren Glasschei­ ben 1, 2 und einer Zwischenscheibe 3 wiedergegeben. Zwischen den Glas­ scheiben sind Verbundschichten 4, 5 angeordnet.

Zum Trennen des Glaslaminates werden die beiden äußeren Glasscheiben 1, 2 auf ihren freiliegenden Oberflächen mit Ritzlinien 6, 7 versehen, die sich über die gesamte Breite des Glaslaminates erstrecken. Sodann wird zumin­ dest eine der beiden äußeren Glasscheiben 1 bzw. 2 in üblicher Weise durch Aufbringen eines Biegemomentes, insbesondere durch Dreipunktbiegung, mechanisch gebrochen. Die Zwischenscheibe 3 bleibt dabei noch unbeschä­ digt. Vorzugsweise werden nacheinander beide äußeren Glasscheiben 1, 2 gebrochen.

Dann wird die Zwischenscheibe 3 an einer ihrer Schmalseiten 8, vorzugswei­ se aber an beiden einander gegenüberliegenden Schmalseiten 8, zwischen den Enden der Ritzlinien 6, 7 der äußeren Glasscheiben ebenfalls mit einer Ritzlinie 9 versehen, die sich über die gesamte Höhe der Schmalseite 8 er­ streckt. Hierfür wird bevorzugt ein dünnes Sägeblatt verwendet.

Im Anschluß daran wird die Zwischenscheibe 3 und damit das Glaslaminat mechanisch gebrochen. Das geschieht bevorzugt dadurch, daß auf die bereits gebrochene äußere Glasscheibe 1 bzw. 2 längs deren Bruchlinie, die mit der Ritzlinie 6 bzw. 7 übereinstimmt, impulsartig eine Kraft senkrecht zur Ebene des Glaslaminates aufgebracht wird.

Es besteht auch die Möglichkeit, das Glaslaminat längs der Bruchlinie der gebrochenen äußeren Glasscheibe 1, 2 zunächst mit einer noch nicht zum Bruch führenden Vorkraft zu belasten, um toleranzbedingte Unregelmäßig­ keiten insbesondere in den Verbundschichten auszugleichen bzw. ihren Ein­ fluß auf den Spannungszustand der Zwischenscheibe zu verringern, und dann die Kraft zum Brechen impulsartig aufzubringen.

Ferner besteht auch die Möglichkeit, die den Bruch des Glaslaminats bewir­ kende Kraft ausgehend von der geritzten Schmalseite 8 der Zwischenscheibe 3 längs der Bruchlinie der gebrochenen äußeren Glasscheibe 1 bzw. 2 fort­ schreitend aufzubringen.

Im Ergebnis entsteht ein in Fig. 1a schematisch dargestelltes mehrschich­ tiges Glaslaminat aus zwei äußeren Glasscheiben 1, 2, mindestens einer Zwi­ schenscheibe 3 sowie mindestens zwei Verbundschichten 4, 5, bei dem die Zwischenscheibe 3 zumindest entlang einer Schmalseite 8a eine durch me­ chanisches Brechen entstandene glatte Bruchfläche 20 aufweist, die zumin­ dest an den Längskanten 21, 22 frei von Kantenschädigungen durch Ritz­ werkzeuge ist. Die Bruchfläche 20 weist eine glatte, glänzende Oberfläche mit einem geringen Anteil an diffuser Reflexion auf, wie dies für durch mecha­ nisches Brechen entstandene Trennflächen typisch ist.

Zu der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung gehört ein Gestell 10 mit einem zweiteiligen Auflagetisch 11, 12 für das Glaslaminat. Die beiden Teile des Auflagetisches 11, 12 definieren zwischen sich eine Vertiefung 13. Oberhalb und längs der Vertiefung 13 ist an endseitigen Führungen 14 ein Brechbalken 15 gelagert. An jedem Ende des Brechbalkens 15 greift ein Hub­ zylinder 16, 17 an, so daß der Brechbalken 15 mit Hilfe der Hubzylinder 16, 17 senkrecht zum Auflagetisch 11, 12 und damit senkrecht zur Glaslaminatebene auf- und abbewegbar ist. Zu den Hubzylindern 16, 17 gehört eine Steuerung derart, daß der Brechbalken 15 mit einer impulsartigen Kraft beaufschlagbar ist, die das mechanische Brechen eines auf dem Auflagetisch 11, 12 liegen­ den Glaslaminats bewirken soll.

Das Glaslaminat wird nach dem Ritzen der beiden äußeren Glasscheiben 1, 2 und dem sich anschließenden Brechen zumindest einer der beiden äußeren Glasscheiben 1 bzw. 2 sowie nach dem Ritzen zumindest einer Schmalseite 8 der Zwischenscheibe 3 so auf den Auflagetisch 11, 12 gelegt, daß die gebro­ chene äußere Glasscheibe 1 bzw. 2 die Oberseite bildet und ihre der Ritzlinie 6 bzw. 7 entsprechende Bruchlinie sich exakt unter dem Brechbalken 15 be­ findet.

Zum Brechen des Glaslaminates wird dann der Brechbalken 15 aus einer Po­ sition kurz oberhalb des Glaslaminates mit Hilfe der Hubzylinder 16, 17 schlagartig auf das Glaslaminat abgesenkt, so daß es zum Bruch der Zwi­ schenscheibe 3 sowie gegebenenfalls der noch nicht gebrochenen äußeren Glasscheibe 1 bzw. 2 kommt. Man kann den Brechbalken 15 auch zunächst auf das Glaslaminat absenken und eine Vorkraft aufbringen, die noch nicht zum Bruch führt, und im Anschluß daran mittels der Hubzylinder 16, 17 eine impulsartige Kraft auf den Brechbalken 15 aufbringen. Dabei besteht auch die Möglichkeit, die Hubzylinder 16, 17 so anzusteuern, daß von ihnen unter­ schiedliche Kräfte ausgehen und die Kraft zum Brechen, ausgehend von der geritzten Schmalseite 8 der Zwischenscheibe 3 längs der der Ritzlinie 6 bzw. 7 entsprechenden Bruchlinie der bereits gebrochenen äußeren Glasscheibe 1 bzw. 2 fortschreitend aufgebracht wird.

Claims (10)

1. Verfahren zum Trennen von aus mindestens drei Glasscheiben und mindestens zwei Verbundschichten bestehenden Glaslaminaten entlang einer geraden Linie, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die äußeren Glasscheiben (1, 2) deckungsgleich geritzt werden, wonach wenigstens eine der geritzten äußeren Glasscheiben (1 oder 2) entlang der Ritzlinie (6 oder 7) mechanisch gebrochen wird, daß sodann zumindest eine Schmalseite (8) der Zwischenscheibe (3) zwischen den Enden der Ritzlinien (6, 7) der äußeren Glasscheiben (1, 2) geritzt wird, und daß schließlich das Glaslaminat mechanisch gebrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glaslaminat durch das Beaufschlagen der gebrochenen äußeren Glasscheibe (1 oder 2) im Bereich der Bruchlinie mit einer senkrecht zur Glaslaminatebene wirkenden impulsartigen Kraft gebrochen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Glaslaminat längs der Bruchlinie der gebrochenen äußeren Glasscheibe (1 oder 2) zunächst mit einer noch nicht zum Bruch führenden Vorkraft belastet wird und daß sodann die impulsartige Kraft aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die den Bruch des Glaslaminats bewirkende Kraft ausgehend von der geritzten Schmalseite (8) der Zwischenscheibe (3) längs der Bruchlinie der gebrochenen äußeren Glasscheibe (1 oder 2) fortschreitend aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichn­ et, daß beide geritzten äußeren Glasscheiben (1, 2) gebrochen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß jede Schmalseite (8) der Zwischenscheibe zwischen den Enden der Ritzlinien (6, 7) der äußeren Glasscheiben (1, 2) geritzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schmalseite (8) der Zwischenscheibe (3) durch Sägen geritzt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem Auflagetisch (11, 12) für das Glaslaminat, der eine langgestreckte Ver­ tiefung (13) aufweist, und mit einem auf- und niederbewegbaren Brechbalken (15) mit zumindest einem daran angreifenden Hubantrieb (16, 17), gekennzeich­ net durch einen über der Vertiefung (13) angeordneten Brechbalken (15) und durch eine Steuerung des Hubantriebs (16, 17) derart, daß der Brechbalken (15) mit einer impulsartigen Kraft beaufschlagbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Bereich der Enden des Brechbalkens (15) angreifende Hubantriebe (16, 17) vorgesehen sind, die mit unterschiedlichen Kräften auf den Brechbalken (15) ein­ wirken.

10. Mehrschichtiges Glaslaminat aus zwei äußeren Glasscheiben (1, 2), mindestens einer Zwischenscheibe (3) sowie mindestens zwei Verbundschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenscheibe (3) zumindest entlang einer Schmalseite (8a) eine durch mechanisches Brechen entstandene glatte Bruchfläche (20) aufweist, die zumindest an den Längskanten (21, 22) frei von Kantenschädigungen durch Ritzwerkzeuge ist.