DE2124152A1 - Plattenstapel und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Plattenstapel und Verfahren zu dessen Herstellung

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DE2124152A1 DE19712124152 DE2124152A DE2124152A1 DE 2124152 A1 DE2124152 A1 DE 2124152A1 DE 19712124152 DE19712124152 DE 19712124152 DE 2124152 A DE2124152 A DE 2124152A DE 2124152 A1 DE2124152 A1 DE 2124152A1
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Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenstapel aus zwei oder mehreren Platten, insbesondere aus Glas oder Kunststoff, die voneinander eng, maximal etwa 100μη, distanziert sind, und Verfahren zu dessen Herstellung.
Plattenstapel dieser Art finden beispielsweise für Elektrodensystem^, insbesondere in Brennstoffzellen, für Leuchtflächen und Kondensatoren Verwendung, wenn es darauf ankommt, den gesamten lichten Abstand, der im Verhältnis zur Plattenlängs- und breitenerstreckung klein ist, auch bei Druckbeanspruchungen möglichst genau einzuhalten. Besonders erwünscht ist ferner Robustheit gegenüber, rauhen Beanspruchungen.
Bisher wurden zwischen den Platten am Platten-« rand Streifen oder ein Rahmen aus einer Folie angeordnet, deren Dicke dem lichten Abstand entsprach. Durch die österreichische Patentschrift Hr. 264 361 ist ein Verfahren «ur Erzeugung von Mehrfach-Verglaeungoeinheiten bekannt geworden, wobei die Platten unter Bildung eines Steges an Band verschmolzen sind.
Bei den bekannten Auoführungeformen iet von Nachteil, daß die Konstanz des lichten Abstand« m einiger Entfernung von Band, insbesondere bei Druokbelastungon, iu
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wünschen übrig läßt. Dadurch ist vor allem die Herstellung großflächiger Plattenstempel'erschwert. Hach einigen bekannten Verfahren ist die Erzeugung sehr eng distanzierter Plattenstapel überhaupt nicht möglich.
Erfindungsgeiaäß ist zur Distanzierung der Platten zwischen diesen eine einlagige Schicht von Körnern angeordnet, durch die der lichte Abstand der Platten bestimmt ist, wobei dör mittlere Abstand der Körner in jeder Schicht wesentlich, beispielsweise mindestens zehnfach, größer ist als die mittlere Korngröße.
Abgesehen davon, daß mit der erfindungegemäßen Maßnahme eine wesentliche Verbesserung der Festigkeit und der Exaktheit der Distanzierung erreicht wird, können nunmehr trotz höherer Festigkeit dünnere Platten verwendet werden, waß ^en praktischen Einsatz des Plattenstapele erleichtert. Die Körner nehmen maximal, etwa ein Prozent des Hohlraumes ein» Bp9 daß sie im allgemeinen nicht stören. :,
Zweckmäßigerweise bestehen die Platten aus durchsichtige» Werkstoffβ
. Ifortellh&fterweiso sind ü® flatten auf 3tan
elnanctai» sng«w®ai1«®a. ÄS©ls©s- DiietoGüSSQ teilweise nsit ate©?» gegebenenfalls dürohslohtigoäv ffeecäsö&ioSrt» laeiepielawfäs® einer-elektrisch ieltsnäea Wmm&kl(üi% bedeckt, wobei ΦΙο aus ieolie$eBftesi Wep&etof£ M&tstn&Moa EHuaey auoh alt
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BAD ORIGINAL
druckschablonen, Vibrationsverteilung od.dgl. einlagig in Abständen angeordnet werden, die im Durchschnitt die Korngröße beträchtlich überschreiten, auf die niit den Körnern bedeckte erste Glasplatte die zweite Glasplatte gelegt wird, diese Verfahrensschritte bis zum Erreichen der gewünschten Anzahl von Glasplatten fortgesetzt werden, worauf der gesamte Stapel unter Druckausübung erhitzt und schließlich zum Erkalten gebracht wird.
Zur Erzielung besonderer Exaktheit der Distanzierung wird die erste Glasplatte über einen Teil ihrer der zweiten Glasplatte zugekehrten Fläche mit Distanzvorrichtungen aus hitzebeständigem Material, vorzugsweise in Streifenform, und die ßestfläche der ersten Glasplatte mit Körnern einer Kornfraktion bedeckt, deren untere Grenze mindestens der Dicke der Distanzvorrichtungen gleichkommt, wobei die Körner mittels Aufsieben bzw. Aufstreuen einer portionierten Menge, Siebdruckschablone^ Vibrationeverteilung od.dgl. einlagig in Abständen angeordnet werden, die im Durchschnitt die Korngröße beträchtlich überschreiten, auf die mit den Distanzvorrichtungen und den Körnern bedeckte erste Glasplatte die zweite Glasplatte gelegt wird, diese Verfahrensschritte bis zum Erreichen der gewünschten Anzahl von Glasplatten fortgesetzt werden, worauf der gesamte Stapel unter Druckausübung erhitzt und schließlich zum Erkalten gebracht wird, worauf die Distanzvorrichtungen gegebenenfalls entfernt werden. Dabei bestehen zweckmäßig die Distanzvorrichtungen aus einem Werkstoff mit größerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten als der Körnerwerkstoff.
Nach eine? Weiterbildung des erfindungsgemäs-1 sen Verfahrens besteht ein Teil der Distanzvorriohtungen aus elektrisch leitendem Werkstoff mit annähernd dem gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie der Körnerwerkstoff, wobei diese Distanzvorrichtungen auch naöh dem ' Erkalterilassen zwischen den Glasplatten belassen werden ur?.d dem elektrischen Anschluß an elektrisch leitende Premd-
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schichten (Dünnschicht-Elektroden) dienen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnung, in der zwei AusfUhrungsbeispiele dargestellt aind*
Fig.1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Plattenstapel,
Mgo2 vergrößert im Schrägriß einen Ausschnitt daraus, die Fig.3 bis 6 in weiter vergrößertem Maßstab verschiedene Aus-
führungsmöglichkeite». eines Details, und * - Fig*7 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel.
Der in den Fig.1 bis 6 dargestellte Plattenstapel besteht aus zwei Platten 1,2, die durch Körner 3 eng distanziert Si1ZId, wobei der durchschnittliche gegenseitige Abstand der Körner 3 die Korngröße erheblich überschreitet, wie insbesondere Fig.2 zu entnehmen ist. Wenngleich die Erfindung im folgenden an Glasplatten erklärt wird, beschränkt sie sich nicht auf diese; es ist lediglich gefordert, daß zumindest einer der für die Körner 3 oder für die Platten 1,2 verwendeten Werkstoffe bei erhöhter Temperatur eine mit steigender Temperatur abnehmende Zähigkeit aufweist, ein Verhalten, das neben Glas auch keramische Werkstoffe sowie z.B. \ Thermoplaste zeigen.
Die Fig. 3 bis 6 zeigen als stark vergrößerten Ausschnitt aus Fig.1 mehrere Ausftihrungsmöglichkeiten der Distanzierung der Glasplatten 1,2 durch die Körner 3. Bei der Ausführung nach den Fig, 3 und 5 erweicht der Körnerwerkstoff vor dem Plattenwerkstoff, bei der Ausführung nach den Fig. 4 und 6 erweicht der Plattenwerkstoff vor dem Körnerwerkstoff. Dies erreicht man dadurch, daß Platten und Körner aus Glas mit unterschiedlichen Transfonnationsberei-3hen bestehen.
Diese Aueführungsmöglichkeiten sind als Extrema, zwischen asnen es fließende Übergänge gibt, zu verstehen.
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Bestehen beispielsweise Glasplatten 1,2 und Körner 3 aus demselben Glas, ao ergibt sich ein tier Pig.4 ähnliches, wenn auch nicht so stark ausgeprägtes Eindringen der Körner 3 in die Glasplatte«1,2, weil die'Temperatur der Körner 3 beim Erwänaungsvorgang gegenüber den Glasplatten 1,2 zurückbleibt. Letztgenannte Ausführung bietet die besten Festigkeitsresultate.
Die Herstellung solcher Plattenstapel erfolgt vorteilhafterweise dadurch, daß bei Vorliegen einer im Vergleich zum Glasplattenwerkstoff niedrigeren 15 Stunden-Entspannungstemperatur (Strain-Point) des Körnerwerkstoffes der geeamte Stapel auf eine Temperatur erhitzt wird, die die 15 Stunden-Entspannungstemperatur (Strain-Point) des für die Körner verwendeten Glases übersteigt und die 15 Stunden-Entspannungstemperatur (Strain-Point) des für die Glasplatten verwendeten Glaseö nicht erreicht, wobei die Körner auf den herzustellenden lichten Abstand zusammengedrückt werden und an den Glasplatten bzw. Fremdschichten flächig berührend haften, worauf der Stapel erkalten gelassen wird und die Dietanzvorrichtungen gegebenenfalls entfernt werden.
Nach einer anderen zweckmäßigen Ausführungsmöglichkeit wird bei Vorliegen einer im Vergleich zum Glasplattenwerkstoff gleichen oder höheren 15 Stunden-Entspannungstemperatur (Strain-Poiit) des Körnerwerkstoffee der gesamte Stapel auf eine Temperatur erhitzt, die die 15 Stunden-Entspannungstemperatur (Strain-Point) des für die Glasplatten verwendeten Werkstoffes übersteigt.
FIr manche Anwendungszwecke des Plattenstapels ist ee erforderlich, daß die Platten 1,2 an den einander zugekthrttn Flächen mit Elektroden versehen sind, die bei den AvßfüArun/;sboisplele/i nach don Figuren 5 und 6 in Form von Dünnechichtelektroden 6,7 angedeutet sind. Die Dicke solcher Dünnoohiohtelektroden betrügt häufig nur 0,5 /um, wohingegen der Abstand der Platten 1,2 beispielsweise 20 μα bet/Hgt, Oer Abstand der Kürner 3 voneinander hängt von der
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\ 1
Picke der Platten 1,2 ab. Je dünner die Platten sind, desto kleiner muß der gegenseitige Abstand der Körner 3 voneinander sein, überschreitet aber dennoch erheblich die Körner&rSße. Beispielsweise wurde für etwa 0,8 mm dicke Platten bei einem Plattenabstand von 20 ^m ein durchschnittlicher Abstand von 150 jum als zweckmäßig gefunden«
1 . Bei den in den Figuren 5 xind 6 dargestellten Auaführungsbeiepielen können die Körner 3 auf den Dünnschicht-Elektroden aufliegen, wie dies in den Figuren 5 und 6 jeweils " bei Platte 1 (Dünhsohicht-Elektrode €j) gezeigt ist, wobei sie die Dünnschicht-Elektrode 6 auch etwas in die Platte hineindrücken können.(Pig.6). Sie können aber auch die Dünnschicht-Elektroden durchtrennen, wie in den Figuren 5 und 6 jeweils bei Platte 2 (Dünnechicht-Elektrode 11) gezeigt.
Bei Anordnung von Dünnschioht-Blektroden können die Plattenetapel für die Darstellung verschiedener Figuren, Buchstaben, Ziffern od.dgl. in bekannter Weise Anwendung finden, wobe,i mindestens eine der paarweise einander zugeordneten Elektroden in der Form der darzustellenden Zeichen ausgebildet iet. Diese Anordnung kann vorteilhaft für steuerbare Lichtschranken, Flüssigkristallzellen u.dgl* Anwendung finden. Hiefür sind die Platten 1,2 zweckmäßigerweise an den Randzonen 4,5 zumindest teilweise verbunden. Bei dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt diese Verbindung durch. Wanapre βschweiß en, d.i. die Anwendung von Druck und Wärme. '' . '■ . '
Hierbei werden die Glasplatten über Teile ihrer Boranjlung bei der Erhitzung stärker aufeinander gedrückt und miteinander verbunden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Variante werden die Glasplatten mindestens über Teile ihrer Randzonen mittels Glaslotefe hermetisch verbunden.
Dabei wird zweokmäQig die Glaslotmenge mittels Siebdrucken aufgebracht.
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Die Pig.7-zeigt'einen Schnitt durch einen mehrlagigen und zwar im besonderen einen dreilagigen erfindungsgeraäßen Plattenstapel. Vier Glasplatten 0,9,10,11 sind durch' jeweils eine einlagige Schicht von Körnern 3 distanziert.
J - ι
Je nach Verwendungszwepk solcher Plattenstapel können die Platten 8,9,10,11 an ihren Rändern beispielsweise wie in Fig,1 für die Platten 1,2 dargestellt let, durch Warmpreßscliweißen miteinander verbunden sein. Die Verbindung der Platten 8,9,10,11 kann aber auch, wie gleichfalle bereits dargelegt, mittels Glaslotea herbeigeführt werdend Falls ein derartiger Abschluß der blatten 8,9*10,11 an den Rändern nicht erforderlich ist, kann die Verschweißung oder Verlötung auch unterbleiben, da die Platten 8»9f10»11 zufolge der Körner 3 aneinanderhaftend verbunden sind, da auf Grund der erfindungsgemäßen Maßnahmen mindestens einer der Werkstoffe in seinen Transformationsbereich gebracht wirdyund daher die Molekularkräfte1 zur Wirkung kommen* j
Die Erfindung ist nicht auf Plattenstapel mit ebenen Platten beschrankt. Für die Herstellung von Plattenetapeln mit gekrümmten Platten wird vorteilhafterweiee der aus ebenen Platten zusammengebaute Plattenstapel als ganzer unter Erwärmung gekrümmt.
Zweckmäßigerweise wird die die Krümmung bewirkende Erwärmung zugleich mit einer die Verbindung der Plattenränder herbeiführenden WarmpreSechweißung durchgeführt.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    flattenstapel aus zwei oder mehreren Platten, insbesondere aus G-lae oder Kinststoff, die voneinander eng, maximal etwa 100 ^uri, distanziert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Distanzierung der Platten (1,2, 8,9110,11) zwischen diesen eine einlagige Schicht von Körnern (3) angeordnet ist, durch die der lichte Abstand der Platten (1,2, 8,9,10,11) bestimmt ist, wobei der mittlere Abstand der Körner (3) in jeder Schicht wesentlich, beispielsweise mindestens zehnfach, größer iat als die mittlere Korngröße.
    2. Plattenstapel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Plattenwerkstoff und Körnerwerkstoff bei verschiedenen Temperaturen erweichen.
    3. Plattenstapel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1,2,8,9,10,11) aus durcheichtigern Werkstoff bestehen.
    4. Plattenstapel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1,2) auf den einander zugewandten Flächen mindestens teilweise mit einer, gegebenenfalls durchsichtigen, Premdechicht (6,7), beispielsweise einer elektrisch leitenden Dünnschicht bedeckt sind und die aus isolierendem Werkstoff bestehenden Körner (3) auch an den mit Fremdschicht bedeckten Plattenstellen angeordnet sind (Fig.5,6).
    5. Plattenstapel nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, daduroh gekennzeichnet, daß Platten (1,2,8,9,10,11) und Körner (3) aus Glas mit unterschiedlichen Trans€rmationsbereiohen bestehen.
    6. Plattenetapel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
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    dadurch gekennzeichnet, dai3 Platten (1,2,8,9,10,11) und Körner (3) miteinander, aneinander haftend, verbunden sind.
    7. Plattenstapel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1,2) an den Randzonen (4,5) zumindest teilweise verbunden, insbesondere verschweißt oder mittels Glasriotes verbunden sind.
    8. Verfahren zur Herstellung eines Glasplattenetapels nach einem der Ansprüche 1 bis 7t dadurch gekennzeichnet, daß die erste Glasplatte (1,8) mit Körnern (3) einer Kornfraktion bedeckt wird, deren Grenzen bei einer oberen Korngrenze von weniger oder gleich 25 ^Um nicht mehr als 6 pm, und bei einer oberen Korngrensse von mehr als 25 ^um nicht mehr al3 25 $> der oberen Korngrtmze voneinander abweichen, wobei dia Körner (3) mittels AufHieben bzwo Aufstreuen einer portionierten Menge, Siebdruckschablonen, Vibrationsverteilung od.dgl. einlagig in Abständen angeordnet werden, die im Durcheehnitt die Korngröße beträchtlich überschreiten, auf dia mit den Körnern (3) beileckte erste Glasplatte (1,8) die zweite Glasplatte (2,9) gelegt wird, diese Verfahrene-Bchritte "bis zuii Erreichen der gewünschten Anzahl von Glasplatten (1,2,8,9,10,11) fortgesetzt werden, worauf der gesamte Stapel unter Druckausübung erhitzt und schlieSlioh zum Erkalten gebracht wird.
    9. Verfahren zur Herstellung eines Glasplatteaetapels nach einem der Ansprüche 1 bie 7, dadurch gekennzeichnet, dafl die erste Glasplatte (1,8) Über einen Teil ihrer der zweiten Glasplatte (2,9) zugekehrten Fläche mit Dietanzvorrichtungen aus hitzebestänctgem Material, vorsugawsiee in iJtreii'enform, und die Reatflache der arston Glasplatte (1,8) mi j Körnern (3) einer Korni'raktion bedockt wird,.der«n untere Grenze mindestens der DJeka der Distanzvorrichtungen gluichkoomt, wobei die Körrer (3) £,»1.t bele Aufhieben bzw. Aufai enün eirior· portionierten Meng«, Hiiibdrucicachablonen, Vibra-1 iortBverttiilung od.dgl. eir-iagig in Abstünden angeordnet werden,
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    die im Durchschnitt die Korngröße beträchtlich überschreiten, auf die mit den Distanzvorrichtungen und den Körnern (3) bedeckte erste Glasplatte (1,8) die zweite Glasplatte (2,9)
    gesagt wird1, diese Verfahrens schritte bis zum Erreichen der gev/ünachten Anaahl von Glasplatten (1,2,8^9,10,11) fortge-
    setzt werden, worauf der gesamte Stapel unter Druckausübung erhitzt und schließlich zuia Erkalten gebracht wird, worauf
    die' Dietansvorrichtungen gegebenenfalls entfernt werden.
    10.' Verfahren zur Herstellung eines, Glasplattenstapels nach Anspruch 9? dadurch gekennzeichnet, daß die Diet ans vorrichtungen^ aus einem- Vferkatoff alt größerem thermischsn Ausdehnungskoeffizienten als der Köraerwerkatoff beatehenl ;
    11. ' Verfahren zur Hersteilung eines Glasplätteristapela nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein 1JJeH
    der Dißtanzvorrichtungen aus elektrisch leitendem Werkstoff mit annähernd dem gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie der Körnerwerkstoff besteht,.-diese Distanζvorrichtungen auch nach dem BrkaltenlaBsen zwischen den Glasplatten (1-t2, 8,9,10,'H) belassen werden und dem elektrischen Anschluß an elektrisch leitende FremdSchichten (6,7) (Bünnachicht-Elektrqden) dienan. ' v · ' .>
    1<i. Verfahren zur Herstellung eines Glasplatttenstapels nach einem der Ansprüche 8'bis .1IV dadurch, gekennzeichnet,, daß bei Vorliegen einar im Vergleioii&um ßiaapZ^ttenwerkskoff niedrigeren 15 ötundan-BntapaniiTingstemperatur
    (£'train-Point) des Kornarwerkatoffee der gfsapte Stapel auf eine Temperatur erhitzt wird, ciie die 15 ätuaden-Bntepannungs«- teinperatur (Strain-Point) des für die Körner (3) verwendeten (xlaees überstiiig"t \ma die 15 Stunden-Bntspannungateiaperatur C3trai»-Poinb) des für die (Klasplatteii (1 »2,8,9r10»11) verwendeten Cflasfis nichis erreiluhb, wobei die Körner (3) auf den herzustellenden liehten Abs band ausamtiengedrückt werden und
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    :δ ν' λ GiHBf.l.uiriAju ^ , 2,8,9β « ^ *f1) b^w. F^eiadschichten (6,7) fl-iohrT berührend haften, worauf der Stapel ericalten gelaasen wird und dis Mstanssvorrichtungen gegebenenfalls entfernt werden (Fig.5 und 5).
    13. Verfahren zur Herstellung eines Glasplattenstapelö nach einem dea/Aneprücshe B "bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatten (1,2,8»9|1Ö,111) mindestens über Teile ihrer Randaonen mittels Glaslotea hermetisch verbunden werden.
    14. . Verfahren zur Herstellung eines Glasplattenetapele nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaslotmenge mittels Siebdrucken aufgebracht wird.
    ι l
    1?. Verfahren zur Herstellung eines ßlasplattenstapele nach Anepruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen einer im Vergleich zum Glasplattenwerkatoff gleichen oder höheren 15 Stundi?n-Bntspannungstemperatur (Strain-Point) des KernerwerksJoffes der gesamte Stapel auf eine Temperatur erhitzt wird, <lie die 15 Stunden-Entepannungsteciperatur (Strain-Point) dee für die Glasplatten (1,2, 8,9,10,11) verwendeten Werkstoffes übersteigt (Fig.4 und 6).
    16. Verfahren zur Herstellung eines Glasplattenstapels nach Anspruch 15? dadurch gekennzeichnet, daß die Glasplatten (1,2) Über Teile ihrer Berandung bei der BrhitKung stärker aufeinander gedrückt und miteinander verbunden werden (Pig.1,2).
    17. Verfahren zur Herstellung eines Glasplattenstapels nach einem der Ansprüche S bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines gewölbten PlattenstapeIs der aus ebenen Platten (1,2,8,9t10,11) zusammengebaute Platten-,stapel als ganzer unter Erwärmung gekrümmt wird.
    18c Verfahren zur Hers-.ellung eines Glasplattenstapels nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die die Krümmung bewirkend« Erwärmung zugleich mit einer die Verbindung der Plattenränder (4,5) herbeiführenden Warmpreßechweieeung durchgeführt wird.
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