DE202019106923U1

DE202019106923U1 - Vakuumsack mit Heizelement

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Publication number: DE202019106923U1
Application number: DE202019106923.6U
Authority: DE
Original assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2029-12-13

Abstract

Vakuumsack (13) mit integriertem Heizelement (7) zum Entlüften einer Stapelfolge (2), wobei der Vakuumsack (13) mit einer Vakuumpumpe (8) verbindbar ist und eine Stapelfolge (2) aufnehmen kann, und wobei der Vakuumsack (13) mindestens ein elektrisches Heizelement (7) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuumsack mit Heizelement zum Entlüften einer Stapelfolge.
Stapelfolgen können insbesondere zur Erzeugung einer Verbundscheibe oder eines Solargenerators eingesetzt werden.
Verbundscheiben finden vielfach Verwendung, beispielsweise als Fahrzeugscheiben wie Windschutzscheiben, Seitenscheiben, Heckscheiben oder Dachscheiben in Fahrzeugen zu Wasser, zu Lande oder in der Luft, aber auch als Architekturscheiben, als Brandschutzscheiben, als Sicherheitsverglasung oder in Möbeln sowie beweglichen oder festmontierten Einrichtungsgegenständen.
Verbundscheiben umfassen typischerweise mindestens zwei Scheiben, beispielsweise eine Substratscheibe und eine Deckscheibe, die über mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht, beispielsweise aus einer thermoplastischen Polyvinylbutyral (PVB)-Folie, in einem Laminationsverfahren unter Einwirkung von Hitze und Druck miteinander verbunden werden.
Solargeneratoren umfassen typischerweise Solarzellen, oberseitig und unterseitig davon angeordnete thermoplastische Folien und zwei äußere Glasscheiben, die unter Einwirkung von Hitze und Druck miteinander verbunden werden.
Sowohl bei Verbundscheiben als auch bei Solargeneratoren ist es im Allgemeinen wünschenswert, während des jeweiligen Herstellungsprozesses Blasen zwischen den jeweiligen Schichten der Stapelfolge zu vermeiden und/oder vorhandene Blasen zwischen den jeweiligen Schichten zu entfernen, um die Qualität des Produkts zu verbessern.
Industriell übliche Verfahren zur Herstellung von Verbundscheiben umfassen in der Regel einen Entlüftungsprozess kombiniert mit einem Autoklavprozess, wie in US-Patent 2,948,645 und US-Patent 4,781,783 offenbart. Auch zur Herstellung von Solargeneratoren wird in der Regel ein Entlüftungsprozess mit einem Autoklavprozess kombiniert, wie in der DE 3544080 A1 offenbart. Die Verfahren nach dem Stand der Technik sind sehr energieintensiv, da in diesen zur Versiegelung eines Randbereichs der entlüfteten Stapelfolge die gesamte Stapelfolge erwärmt wird.
Der übliche Laminationsprozess für Verbundgläser umfasst einen Entlüftungsschritt gefolgt von einem Autoklavschritt. Im Vakuumentlüftungsprozess ist es notwendig den zu entlüftenden Schichtstapel aufzuheizen um eine ausreichende an Adhäsion zwischen Glas und thermoplastischer Zwischenschicht zu erreichen. Nach dem Stand der Technik wird die Erwärmung der Scheiben über Konvektion erzwungen. Dies ist kein energetisch effizienter Ansatz, da signifikante Wärmeverluste durch Aufheizen einer großen Anlage und Luftzirkulation auftreten.
In WO 2019/110469 A1 ist ein Vakkumring zum Entlüften einer Stapelfolge beschrieben, wobei der Vakuumring ein elektrisches Heizelement aufweist. Ein solcher heizbarer Vakuumring ist in der Herstellung teurer als ein gewöhnlicher Vakuumring und nur jeweils für die im Umfang passende Stapelfolge geeignet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Nachtteile des Stands der Technik zu überwinden und einen Vakuumsack bereitzustellen, der es ermöglicht eine Stapelfolge zu entlüften und zu erwärmen und dadurch unter Vakuum zu versiegeln.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch einen Vakuumsack gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Der Begriff „Stapelfolge“ bezieht sich hier und im Folgenden insbesondere auf eine gestapelte Anordnung von Scheiben und thermoplastischen Folien oder eine gestapelte Anordnung von Scheiben, Solarzellen und thermoplastischen Folien, beispielsweise eine Stapelfolge zur Erzeugung einer Verbundscheibe oder eines Solargenerators. Besonders bevorzugt ist unter einer Stapelfolge eine Stapelfolge zur Erzeugung einer Verbundscheibe zu verstehen, d.h. eine Stapelfolge umfassend mindestens zwei Scheiben und mindestens eine zwischenliegende thermoplastische Folie.
Die Erfindung betrifft einen Vakuumsack mit integriertem Heizelement zum Entlüften einer Stapelfolge. Der erfindungsgemäße Vakuumsack umfasst einen unterdruckstabilen Sack, der mit einer Vakuumpumpe verbunden werden kann. Der Sack weist die Form eines geschlossenen Beutels auf. Erfindungsgemäß besitzt der Vakuumsack durchgehend geschlossene Wandungen und zumindest eine verschließbare Öffnung. Zwischen den Wandungen des Vakuumsacks ist ein Innenraum gebildet, in den eine Stapelfolge durch die mindestens eine Öffnung eingebracht werden kann. Im Bereich der durchgehenden Wandungen ist ein elektrisches Heizelement an der dem Innenraum zugewandten Oberfläche der Wandung, an der der äußeren Umgebung zugewandten Oberfläche der Wandung oder innerhalb der Wandung, zwischen der dem Innenraum zugewandten Oberfläche und der der äußeren Umgebung zugewandten Oberfläche, angebracht. Bevorzugt ist das Heizelement an der Innenseite des Vakuumsacks oder innerhalb der Wandung angeordnet.
Der Vakuumsack mit integriertem Heizelement ermöglicht das Erwärmen eines Schichtstapels aus Glas und polymeren Zwischenschichten aus dem Vakuumsack selbst heraus. Dadurch ist die Heizquelle nahe am Glas mit keinem oder nur sehr wenig Material zwischen Heizelement und Glas, so dass die Wärme nicht durch den gesamten Vakuumsack geleitet werden muss. Zusätzlich dazu können die umlaufenden Kanten der Stapelfolge gezielt beheizt und versiegelt werden anstelle einer Behandlung der kompletten Oberfläche. Dazu können beispielsweise flächige Heizelemente und/oder zusätzliche Heizelemente im Bereich der Kanten der zu entlüftenden Stapelfolge eingebracht werden. Beide Maßnahmen, sowohl das Beheizen des Vakuumsacks von Innen als auch eine Fokussierung der Beheizung der Kantenbereiche, verringern den Energieverbrauch des Laminationsverfahrens mit Vakuumsack.
Der erfindungsgemäße Vakuumsack umschließt die Seitenkanten der Stapelfolge und den Zwischenraum zwischen den einzelnen Scheiben und/oder Folien der Stapelfolge vollständig und dichtet ihn vakuumtechnisch ab. Durch Anlegen eines Vakuums an den Vakuumsack kann folglich die Luft aus dem Entlüftungskanal und dem Zwischenraum zwischen den einzelnen Scheiben und/oder Folien entfernt werden.
Erfindungsgemäß weist der Vakuumsack mindestens ein elektrisches Heizelement auf und ist somit ein heizbarer Vakuumsack. Der Vakuumsack kann beispielsweise ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr Heizelemente aufweisen.
Wie hier und im Weiteren verwendet, bezieht sich der Begriff „Heizelement“ auf ein elektrisches Bauelement, das elektrische Energie in thermische Energie, d.h. Wärme, umwandelt.
Bevorzugt weist das elektrische Heizelement ein Anschlusselement zum Anschluss an eine Spannungsquelle auf. Der Anschluss des Anschlusselements an die Spannungsquelle kann dabei mit Kontakt oder kontaktlos erfolgen. Bei einem kontaktlosen Anschluss wird beispielsweise die Spannung der Spannungsquelle in das Anschlusselement induziert.
Das Anschlusselement kann jede zum Anschluss an eine Spannungsquelle geeignete Form aufweisen. Es kann sich dabei beispielsweise um einen Steckanschluss handeln oder um eine Platte, in die Spannung induziert werden kann, handeln.
Durch Anlegen einer Spannung an das elektrische Heizelement erwärmt sich das Heizelement und folglich auch der an das Heizelement angrenzende Bereich des Vakuumsacks. Der Bereich der Stapelfolge, der an die erwärmten Bereiche des Vakuumsacks und/oder des Heizelementes angrenzend angeordnet ist, wird dadurch ebenfalls erwärmt. Folglich erwärmt sich auch die mindestens eine thermoplastische Folie der Stapelfolge in diesem Bereich und schmilzt bzw. erweicht bei einer ausreichenden Temperatur von beispielsweise 70 °C bis 100 °C. Auf diese Weise können die Scheiben der Stapelfolge in diesem Bereich miteinander verbunden und luftdicht versiegelt werden. Weist das elektrische Heizelement ein Anschlusselement zum Anschluss an eine Spannungsquelle auf, so erfolgt das Anlegen der Spannung an das elektrische Heizelement durch Anschluss des Anschlusselements an eine Spannungsquelle.
In einer Ausführungsform ist das elektrische Heizelement zumindest teilweise in die Wandung des Vakuumsacks, genauer gesagt in die Masse des Vakuumsacks, eingebettet und/oder mit dem Vakuumsack verklebt.
In einer möglichen Ausführungsform sind in einzelnen Abschnitten des Vakuumsacks jeweils einzelne elektrische Heizelemente im oder am Vakuumsack angeordnet. Auf diese Weise lässt sich eine gezielte Erwärmung einzelner Abschnitte des Vakuumsacks und damit eine abschnittsweise Versiegelung der Stapelfolge erreichen.
Das elektrische Heizelement kann jede beliebige geeignete Form aufweisen. Bevorzugt ist das elektrische Heizelement in Form eines Drahtes oder Bandes ausgebildet.
Das Heizelement kann auch in Form einer leitfähigen Gitterstruktur ausgestaltet sein. Das Heizelement kann auch als Heizteppich bezeichnet werden. Es ist nicht notwendig die gesamte zu laminierende Schichtstruktur zu beheizen, sondern es kann ausreichend sein die Kantenbereiche zu beheizen um deren Versiegelung sicherzustellen. Um die verschiedenen Größen der Gläser, die gewöhnlich an einem Produktionsstandort hergestellt werden, berücksichtigen zu können, kann ein modularer Vakuumsack verwendet werden. Ein solcher modularer Vakuumsack umfasst einen Heizteppich, der eine bestimmte Fläche abdeckt, die die Kantenbereiche der verschiedenen Glasgrößen abdeckt.
Ein als Draht ausgebildetes Heizelement weist bevorzugt einen Durchmesser zwischen 0,05 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,1 mm und 3 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,3 mm und 2 mm, beispielsweise 1 mm auf.
Ein als Band ausgebildetes Heizelement weist bevorzugt eine Breite zwischen 5 mm und 12 mm, besonders bevorzugt zwischen 6 mm und 10 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 7 mm und 9 mm, beispielsweise 8 mm oder 5 mm auf. Die Dicke eines als Band ausgebildeten Heizelementes beträgt bevorzugt zwischen 0,01 mm und 2 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,01mm und 0,5 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,03 mm und 0,1 mm, beispielsweise 0,05 mm oder 0,1 mm.
In vorteilhaften Ausführungsformen ist das elektrische Heizelement als ein wellenförmiger, mäanderförmiger oder spiralförmiger Draht oder ein wellenförmiges, mäanderförmiges oder spiralförmiges Band ausgebildet.
Eine wellenförmige, mäanderförmige oder spiralförmige Ausbildung wirkt sich vorteilhaft auf die Flexibilität und die Haltbarkeit des Heizelements aus. Bei Dehnung des Materials des Vakuumsacks können auf diese Weise ausgebildete Heizelemente entsprechend verformt werden ohne dass Knickstellen oder Brüche auftreten.
In einer Ausführungsform besteht das elektrische Heizelement aus einem Metall oder einer Metall-Legierung. Bevorzugt besteht das elektrische Heizelement aus Kupfer, einer Kupfer-Legierung, einer Nickel-Legierung, einer Nickel-Kupfer-Legierung oder einer Nickel-Chrom-Legierung. Besonders bevorzugt besteht das elektrische Heizelement aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung. Es kann sich bei dem elektrischen Heizelement beispielsweise um einen Kupferdraht, ein Kupferband oder um ein aus einer Kupferlegierung bestehenden Draht oder ein daraus bestehendes Band handeln.
Das elektrische Heizelement kann optional zumindest teilweise mit mindestens einer Isolierschicht beschichtet sein. Als Isolierschicht sind insbesondere nichtleitende Lacke und/oder Kunststoffe geeignet. Durch die Isolierschicht können beispielsweise Beschädigungen wie Korrosion und dergleichen des Heizelementes verhindert oder zumindest minimiert werden. Ferner kann eine Isolierschicht dazu dienen, zu verhindern, dass ein Benutzer des Vakuumsacks mit den stromführenden Teilen des Vakuumsacks direkt in Berührung kommen kann.
In einer Ausführungsform ist das elektrische Heizelement vollständig von einer Isolierschicht umschlossen. In einer alternativen Ausführung ist das Heizelement nur teilweise mit einer Isolierschicht beschichtet.
Durch Anlegen einer geeigneten Spannung, d.h. durch Anschluss des Heizelements an eine Spannungsquelle, kann sich das elektrische Heizelement erwärmen. In einer Ausführungsform erwärmt sich das elektrische Heizelement bei Anlegen einer Spannung auf 20 °C bis 160 °C, bevorzugt auf 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt auf 70 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt auf 90 °C bis 110 °C, beispielsweise auf 100 °C.
Wie oben beschrieben, kann der Anschluss des Heizelements an eine Spannungsquelle beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Heizelement ein Anschlusselement aufweist und dieses mit Kontakt oder kontaktlos an die Spannungsquelle angeschlossen wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Vakuumsack mindestens zwei elektrische Heizelemente auf, wobei nach Befüllen des Vakuumsacks mit einer zu evakuierenden Stapelfolge mindestens ein elektrisches Heizelement mittelbar oder unmittelbar angrenzend an einer ersten äußeren Oberfläche der Stapelfolge anliegt und mindestens ein elektrisches Heizelement an der der ersten äußeren Oberfläche gegenüberliegenden zweiten äußeren Oberfläche der Stapelfolge anliegt. Als äußere Oberflächen der Stapelfolge werden die Oberflächen bezeichnet, die nach Laminieren die Oberflächen der Verbundscheibe darstellen. Beispielsweise kann der Vakuumsack genau zwei elektrische Heizelemente aufweisen, von denen eines oberhalb und eines unterhalb einer im Vakuumsack befindlichen Stapelfolge angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der unterdruckstabile biegsame Sack des erfindungsgemäßen Vakuumsacks aus einem Mehrschichtsystem gefertigt, das zumindest eine luftundurchlässige Barriereschicht enthält. Vakuumsäcke ohne Heizelement sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Bezüglich der verwendeten Materialien können die gleichen Materialien wie bei kommerziell erhältlichen Vakuumsäcken verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Vakuumsack kann über einen Unterdruckschlauch, mit einer Vakuumpumpe verbunden werden. Optional kann zwischen dem Unterdruckschlauch und der Vakuumpumpe ein Vakuumkompensationstank angeordnet sein. Der Vakuumsack und der Unterdruckschlauch können beispielsweise über ein an den Vakuumsack angesetztes Verbindungsstück miteinander verbunden werden. Bevorzugt ist die Kombination von Vakuumsack und Unterdruckschlauch einstückig ausgebildet.
Das mindestens eine Heizelement kann mit einer Spannungsquelle elektrisch verbunden werden, insbesondere über ein Anschlusselement wie zuvor beschrieben. Im Falle von mehr als einem Heizelement, können die Heizelemente entweder alle mit der gleichen Spannungsquelle oder mit unterschiedlichen Spannungsquellen verbunden werden, wobei bevorzugt mehrere Heizelemente mit der gleichen Spannungsquelle verbunden werden.
Vakuumsack, Unterdruckschlauch, gegebenenfalls Vakuumkompensationstank, Vakuumpumpe und die mindestens eine elektrisch verbundene Spannungsquelle bilden zusammen ein Vakuumsystem.
Im Prinzip können die Anordnung des Unterdruckschlauchs mit der über einen optionalen Vakuumkompensationstank verbundenen Vakuumpumpe und die Anordnung der mindestens einen Spannungsquelle unabhängig voneinander an beliebiger Stelle des Vakuumsacks erfolgen.
Der Vakuumkompensationstank hat beispielsweise ein Volumen von 1 m³. Die Vakuumpumpe hat beispielsweise eine Förderkapazität von 300 m³/h und erreicht einen maximalen Enddruck von 0,1 mbar.
Der grundsätzliche Gedanke der Erfindung, die Entlüftung des Schichtstapels durch ein lokal begrenztes Aufheizen zu verbessern, ist nicht nur mittels des beschriebenen Vakuumsacks zu realisieren. Es ist beispielsweise auch denkbar alternativ ein externes flächiges Heizelement zu verwenden, das in Kombination mit Elementen zur Entlüftung eingesetzt wird. Eine bevorzugte Alternative ist dabei die Verwendung eines Vakuumrings mit externem Heizelement. Analog zu dem Prinzip des erfindungsgemäßen beheizten Vakuumsacks, wird auch bei einem Vakuumring mit externem Heizelement eine Erwärmung durch Wärmeleitung erreicht. Somit werden auch hier thermische Verluste minimiert, da die Wärme wesentlich gezielter angewandt werden kann und die zu temperierende Masse geringer ist. Ferner kann eine höhere Effizienz erreicht werden, wenn Wärmeleitung anstelle von Konvektion zur Erwärmung genutzt wird. Das in Verbindung mit einem Vakuumring verwendete externe Heizelement ist bevorzugt ein flächiges Heizelement, auch als Heizkissen zu bezeichnen. Ein Vakuumring wird in diesem Fall um die umlaufende Kante des zu evakuierenden Schichtstapels gelegt und mit einer Vakuumpumpe verbunden. Diese Anordnung wird dann auf ein elektrisches Heizkissen aufgelegt.
Der Vakuumring kann um eine äußere Seitenkante einer Stapelfolge derartig angeordnet werden, dass in die Öffnung des Ringes die äußere Seitenkante der Stapelfolge aufgenommen ist. Der Schlauch des Vakuumringes kann somit um die Stapelfolge herumlaufend auf die äußere Seitenkante einer Stapelfolge aufgesteckt werden. Die Öffnung des Rings ist derartig ausgebildet, dass die äußere Seitenkante der Stapelfolge so aufgenommen werden kann, dass sich ein Entlüftungskanal bildet. Beispielsweise kann die Öffnung des Rings eine im Wesentlichen fünfeckige Form aufweisen. Es ist beispielsweise aber auch eine C-oder U-förmige Öffnung möglich.
In einer möglichen Ausführungsform des Vakuumrings mit externem Heizkissen ist das Heizkissen so dimensioniert, dass der gesamte zu evakuierende Schichtstapel flächig über das Heizkissen aufgeheizt werden kann. In einer anderen möglichen Ausführungsform erfolgt lediglich eine Erwärmung im Bereich der Kanten, wobei ein rahmenartiges Heizkissen mit einer Aussparung in der zentralen Fläche verwendet wird. Dadurch kann der Energieverbrauch gesenkt werden und die Wärme ist noch stärker in den Bereichen fokussiert, in denen sie notwendig ist. Ferner kann die Wärmeübertragung verbessert werden, indem ein Heizkissen verwendet wird, das in seiner Form an die Form des Produktes angepasst ist. Die vollständige Stapelfolge mit angelegtem Vakuumschlauch und externem Heizkissen kann zudem mit einer thermischen Isolierung umwickelt werden um die Wärmeverluste weiter zu minimieren. Um eine effektive Evakuierung zu ermöglichen wird nur die Stapelfolge selbst über den Vakuumschlauch evakuiert und auf die Evakuierung zusätzlicher Komponenten wie Heizkissen oder Isolationsmaterial verzichtet.
Zwei unterschiedliche Vorgehensweisen unter Verwendung eines Vakuumrings mit externem Heizkissen sind dabei denkbar:

1. Durchführen des Entlüftungsprozesses wie beschrieben, gefolgt von einem Autoklavprozess
2. Durchführen des Entlüftungsprozesses mit einem vollflächigen Heizkissen, wobei auf einem Autoklavprozess verzichtet werden kann

In Experimenten der Erfinder haben sich beide genannte Vorgehensweisen als erfolgreich erwiesen.
Im Folgenden wird ein mögliches Verfahren zum Entlüften einer Stapelfolge beschrieben, in dem sowohl ein Vakuumsack mit integriertem Heizelement, als auch ein Vakuumring mit externem Heizelement zum Einsatz kommen können. Das Verfahren zum Entlüften einer Stapelfolge umfasst mindestens das Anordnen einer Stapelfolge, das Anordnen eines Vakuumringes um die äußere Seitenkante der Stapelfolge herum oder das Anordnen der Stapelfolge in einem Vakuumsack, das Anlegen eines Vakuums, d.h. eines Unterdrucks, an den Vakuumring oder an den Vakuumsack und das Anlegen einer Spannung an das mindestens eine elektrische Heizelement. Durch das Anlegen eines Unterdrucks von beispielsweise mindestens -0,9 bar wird die Luft zwischen den Schichten der Stapelfolge entfernt. Die elektrische Energie der Spannungsquelle wird von dem elektrischen Heizelement in thermische Energie umwandelt und das Heizelement erwärmt sich. Wie oben näher erläutert, erwärmt sich dadurch lokal auch die Stapelfolge und die in dieser enthaltene mindestens eine thermoplastische Folie, so dass die Stapelfolge in diesem Bereich miteinander verbunden wird. Das Anlegen eines Vakuums und das Anlegen einer Spannung an das mindestens eine Heizelement können auch gleichzeitig erfolgen.
Die Ausführungsform, in der das Anlegen eines Vakuums und das Anlegen einer Spannung an das mindestens eine Heizelement gleichzeitig erfolgen, ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einer Ausführungsform wird eine Spannung an das elektrische Heizelement angelegt, die geeignet ist, das elektrische Heizelement auf 20 °C bis 160 °C, bevorzugt auf 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt auf 70 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt auf 90 °C bis 110 °C, beispielsweise auf 100 °C zu erwärmen.
Der Vakuumring mit externem Heizelement oder der Vakuumsack mit integriertem Heizelement können auch in einem Verfahren zum Entlüften einer Stapelfolge eingesetzt werden, wobei es sich bei der Stapelfolge insbesondere um eine Stapelfolge zur Erzeugung einer Verbundscheibe oder eines Solargenerators handelt.
Die Scheiben der Stapelfolge enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas, noch mehr bevorzugt Floatglas und insbesondere Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Die Scheiben sind bevorzugt transparent, insbesondere für die Verwendung der aus der Stapelfolge erzeugten Verbundscheibe als Windschutzscheibe oder Rückscheibe eines Fahrzeugs oder anderen Verwendungen, bei denen eine hohe Lichttransmission erwünscht ist. Als transparent im Sinne der Erfindung wird dann eine Scheibe verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 70 % aufweist. Für Scheiben, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %.
Die Dicke der Scheiben kann breit variieren und so den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Standardstärken von 0,5 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1,4 mm bis 2,5 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, insbesondere für elektrische Heizkörper, verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der Verwendung. Die Scheiben weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm² bis zu 20 m² auf.
Die Scheiben der Stapelfolge werden durch mindestens eine Zwischenschicht miteinander verbunden. Die Zwischenschicht ist bevorzugt transparent. Die Zwischenschicht enthält vorzugsweise mindestens einen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Die Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder Copolymere oder Gemische davon enthalten.
Die Zwischenschicht kann durch eine oder auch durch mehrere übereinander angeordnete Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke einer Folie bevorzugt von 0,025 mm bis 2 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm oder 1,52 mm. Das heißt die Zwischenschicht kann jeweils aus einer oder aus mehreren Folien aufgebaut sein. Bevorzugt sind dabei mindestens drei übereinander angeordnete Folien, insbesondere Polvyinybutyral-Folien, mit alternierender unterschiedlicher Plastizität oder Elastizität, wie sie beispielsweise aus der EP 0763420 A1 oder der EP 0844075 A1 bekannt sind.
Die Zwischenschichten können bevorzugt thermoplastisch sein und nach Erwärmen die Scheiben und eventuelle weitere Zwischenschichten miteinander verkleben.
Die Gesamtdicke der zu entlüftenden Stapelfolge ist bevorzugt zwischen 2 mm und 30 mm.
An die Größe der Scheiben der Stapelfolge angepasste Vakuumringe mit an die Gesamtdicke der zu entlüftenden Stapelfolge angepassten Öffnungen stellen sicher, dass der erfindungsgemäße Vakuumring die Seitenkanten der Stapelfolge und den Zwischenraum zwischen den einzelnen Scheiben und/oder Folien der Stapelfolge vollständig umschließt und ihn vakuumtechnisch abdichtet. Der Vakuumsack ist in dieser Hinsicht variabler, da keine Anpassung an die Scheibendicke erforderlich ist.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung:

1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Vakuumsystems mit Vakuumring und externem Heizelement,
2 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines Vakuumringes,
3 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines Vakuumringes bei Normaldruck, wobei die zu entlüftende Stapelfolge schematisch dargestellt ist,
4 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines Vakuumringes nach Anlegen eines Vakuums, wobei die zu entlüftende Stapelfolge schematisch dargestellt ist,
5 einen Vakuumsack mit integriertem Heizelement und darin enthaltener Stapelfolge,
6 einen Querschnitt durch die Anordnung der 5 entlang der Schnittlinie AA'.

1 zeigt eine Draufsicht auf ein Vakuumsystem 11, umfassend einen Vakuumring 1, einen Unterdruckschlauch 9, eine Vakuumpumpe 8 und eine Spannungsquelle 10. Der Vakuumring 1 umfasst einen unterdruckstabilen biegsamen Schlauch 3, der die Form eines Ringes hat und über den Unterdruckschlauch 9 mit einer Vakuumpumpe 8 verbunden ist. Das Innere des durch den Schlauch 3 gebildeten Ringes ist in 1 mit I gekennzeichnet. Der Vakuumring 1 ist um die umlaufenden Kanten einer Stapelfolge 2 gelegt. In der in 1 gezeigten Ausführungsform sind der Vakuumring 1 und der Unterdruckschlauch 9 einstückig ausgebildet, d.h. der Vakuumring 1 und der Unterdruckschlauch 9 sind zusammen als ein Stück gefertigt. Diese Ausführungsform ist bevorzugt. Die Anordnung aus Stapelfolge 2 und Vakuumsystem 11 ist gemeinsam auf ein externes Heizelement 7 aufgelegt. Das Heizelement 7 ist über ein Anschlusselement 12 mit der Spannungsquelle 10 verbundenen.
2 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines Vakuumringes 1. Dabei weist der Vakuumring eine Öffnung 4 auf, in die die Stapelfolge 2 eingelegt werden kann. Die Öffnung 4 weist in der in 2 dargestellten Ausführungsform eine fünfeckige Form auf.
3 zeigt den gleichen Querschnitt wie 2, wobei zusätzlich die zu entlüftende Stapelfolge 2 schematisch dargestellt ist und noch kein Vakuum angelegt wurde. Die Stapelfolge 2 besteht in der in 3 dargestellten Ausführungsform aus einer Substratscheibe 2a, einer Deckscheibe 2b und einer dazwischenliegenden thermoplastischen Folie 2c. Der Vakuumring 1 umschließt die Seitenkanten 5 der Stapelfolge 2, den Zwischenraum zwischen der Substratscheibe 2a und der Folie 2c und den Zwischenraum zwischen der Folie 2c und der Deckscheibe 2b und dichtet diese Bereiche vakuumtechnisch ab. Der entlang der Seitenkante 5 gebildete Entlüftungskanal 6 ist der 3 zu entnehmen. Aus der 3 ist auch zu entnehmen, dass sich die Ausformung der Öffnung 4 als Fünfeck vorteilhaft auf die Bildung eines Entlüftungskanals 6 auswirkt.
4 zeigt den gleichen Querschnitt wie 3 im evakuierten Zustand, d.h. während an den Entlüftungskanal 6 ein Vakuum angelegt ist. Aus der 4 ist zu entnehmen, dass sich bei Ausformung der Öffnung 4 als Fünfeck ein oberer Teil des Schlauches 3 an die Oberseite 2b1 der Deckscheibe 2b und ein unterer Teil des Schlauches 3 an die Unterseite 2a1 der Substratscheibe 2a bei Anlegen eines Vakuums anlegt und ein im Wesentlichen dreieckiger Entlüftungskanal 6 verbleibt. Diese Anordnung der 4 liegt mit der Unterseite 2a1 der Substratscheibe 2a und/oder mit der Oberseite 2b1 der Deckscheibe 2b an einem externen elektrischen Heizelement (in 3 und 4 nicht gezeigt) an, wobei Substrat 2 und Heizelement im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
5 zeigt eine Draufsicht auf ein Vakuumsystem 11, umfassend einen Vakuumsack 13 mit integriertem Heizelement 7, einen Unterdruckschlauch 9, eine Vakuumpumpe 8 und eine Spannungsquelle 10. Der Vakuumsack 13 ist über den Unterdruckschlauch 9 mit einer Vakuumpumpe 8 verbunden ist. Die Stapelfolge 2 ist in den Vakuumsack 13 eingelegt und wird von diesem umschlossen. Das Heizelement 7 ist in der Wandung des Vakuumsacks 13 so integriert, dass es unmittelbar angrenzend zur Stapelfolge 2 angeordnet ist. In Draufsicht ist das Heizelement 7 vor allem als Verdickung des Vakuumsacks 13 sichtbar. Das Heizelement 7 ist über ein Anschlusselement 12 mit der Spannungsquelle 10 verbundenen.
6 zeigt einen Querschnitt durch die Anordnung der 5 entlang der Schnittlinie AA', wobei die Anordnung der Stapelfolge 2 im Vakuumsack 13 verdeutlicht wird. Der Aufbau der Stapelfolge 2 entspricht dem bereits in 3 und 4 beschriebenen. Das Heizelement 7 ist an der Innenseite des Vakuumsacks 13 angeordnet und liegt in Nachbarschaft zur Oberfläche 2b1 der Stapelfolge. Dadurch wird eine direkte Wärmeübertragung mit nur geringen Verlusten sichergestellt. Der Vakuumsack 13 mit Stapelfolge 2 ist im nicht evakuierten Zustand gezeigt. Bei Evakuierung legt der Vakuumsack 13 sich an die Kontur der Stapelfolge 2 an.
Bezugszeichenliste

1: Vakuumring
2: Stapelfolge
2a: Substratscheibe
2a1: Unterseite der Substratscheibe
2b: Deckscheibe
2b1: Oberseite der Deckscheibe
2c: Zwischenschicht
3: Schlauch
4: Öffnung
4a: Aussparung
5: Seitenkante
6: Entlüftungskanal
7: elektrisches Heizelement
8: Vakuumpumpe
9: Unterdruckschlauch
10: Spannungsquelle
11: Vakuumsystem
12: Anschlusselement
13: Vakuumsack
I: Inneres des durch den Schlauch gebildeten Ringes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2948645 [0007]
US 4781783 [0007]
DE 3544080 A1 [0007]
WO 2019/110469 A1 [0009]
EP 0763420 A1 [0053]
EP 0844075 A1 [0053]

Claims

Vakuumsack (13) mit integriertem Heizelement (7) zum Entlüften einer Stapelfolge (2), wobei der Vakuumsack (13) mit einer Vakuumpumpe (8) verbindbar ist und eine Stapelfolge (2) aufnehmen kann, und wobei der Vakuumsack (13) mindestens ein elektrisches Heizelement (7) aufweist.
Vakuumsack (13) nach Anspruch 1, wobei das elektrische Heizelement (7) ein Anschlusselement (12) zum Anschluss an eine Spannungsquelle (10) aufweist.