DE2352294C3 - Schnellverfahren und Vorrichtung zur Herstellung von geklebtem Isolierglas unter Anwendung von Hochfrequenzheizung - Google Patents

Description

• Lösung dieser Aufgabe dient ein Verfahren der 5 erwähnten Art, welches dadurch gekennzcich-■ - J₅₁₁ daß eine kapazitive Hochfrequenzheizung ^kurzzeitig auf solche wärmehärtende Polyurethan- oder ulfid-Dichtungsmasscn angewandt wird, deren und/oder Additive möglichst hohe

iQielektriz'^{tätskonstanlen ε und} Verlustfaktoren tai.g ό laben, und daß dabei die Dichtungsmassen auf eine

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Temperatur von 40 bis 90° C erhitzt werden.

Dadurch wird eine schnelle, lokale und berührungsf eie Erwärmung der Dichtungsmassen in den Scheibenrandfugen ohne Miterwärmung der Glasscheiben bei HF-Feldstärken erreicht, die bei auftretenden Feldver-I -errungen beispielsweise aufgrund der Spitzenwirkung ' von ungebrochenen Scheibenkanten sowie auf Grund j j_er unterschiedlichen Dielektrika noch keine Spaninungsüberschläge zwischen den Elektroden hervorrufen, wodurch sich die Isoiiergfasscheibcn versandfertig herstellen lassen.

Vorzugsweise werden als Additive zu den Polyurethanoder Polysulfid-Dichiungsmassen elektrische Energie absorbierende Füllstoffe oder Pigmente mit einer Dielektrizitätskonstanten von mehr als 200 verwendet. Als derartige Füllstoffe eignen sich insbesondere Titanate, Zirkonate und Stannate des Bariums. Strontiums, Calciums, Magnesiums und Blei», vorzugsweise Banumtiianat.

Das erfindungsgemäße kapazitive Erwärmen der Scheibenrandfugen ist mit den Dichtungsmassen der DT-OS 19 38 653 nicht durchführbar, da die ferromaenetischen und/oder elektrisch leitfähigen Komponenten und/oder Additive Spannungsüberschläge und damit einen Kurzschluß der H F-Elektroden verursachen.

Aus der USPS 28 59 153 ist zwar bereits ein Verfahren zum Verschweißen von thermoplastischen 3$ Schaumstoffen mittels kapazitiver HF-Heizung bekannt, die dem Anmeldegegenstand zugrundeliegenden Schwierigkeiten treten dabei jedoch nicht auf. So verursachen die Schaumstoffe wegen ihrer kleinen Dielektrizitätskonstanten keine starken Feldverzerrungen zwischen den Elektroden, wie sie von Scheibenkanten und insbesondere ungebrochenen Glasscheibenkanten bewirkt werden. Außerdem liegen die Elektroden bei dem aus der US-PS 28 59 153 bekannten Verfahren am Schaumstoff an, so daß zwischen den Elektroden nur ein Dielektrikum vorhanden ist. dessen Dielektrizitätskonstante sich nicht ändert und daher konstante Feldliniendichten verursacht, während beim Anmeldungsgegenstand zwischen den Elektroden zumindest ein Luftspalt sowie Glas und Dichtungsmassen vorhan- 5c den sind, deren unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten zu Feldlinienverzerrungen führen.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-Metali-Abstandsrahmen bei gleichzeitiger kapazitiver

Erhitzung von zwei gegenüberliegenden Scheibenrand-

. fugen Phasenverschiebungen eintreten können. Die

Elektroden sind vorzugsweise verschiebbar angeordnet,

damit eine Anpassung an die jeweilige Scheibenbreite erfolgen kann.

Für den Betrieb der Vorrichtung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Einmal können die Isolierglasscheiben und damit deren Randfugen diskontinuierlich oder vorzugsweise kontinuierlich zwischen stationären HF-Elektroden hindurchgeführt werden. Andererseits können auch die HF-Elektroden über die Scheibenrandfugen geführt werden, was wiederum eine diskontinuierliche Arbeitsweise bedingt.

Nach Erwärmung der Dichtungsmasse an zwei einander gegenüberliegenden Scheibenrandfugen erfolgt anschließend die Erhitzung der beiden übrigen Fugen. Dazu muß entweder die Fördervorrichtung so ausgebildet sein, daß eine Richtungsänderung der Scheiben um 90^c erfolgt, worauf die Scheiben durch weitere Elektrodenpaare hindurchgeführt werden. Andererseits kann die Förderrichtung für die Isolierglasschciben beibehalten werden, wenn in der Vorrichtung zwischen den ersten beiden und den nachfolgenden beiden Elektrodenpaaren ein Drehtisch angeordnet ist. der die Scheiben um 90' dreht

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sollen die Zeichnungen dienen; es zeigt

Fig. 1 eine schemaiische Darstellung des Ablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig.2—4 verschiedene Anordnungen der HF-Elek troden für die kapazitive Erhitzung und zwar in den Figuren 2a bis 4a im Schnitt sowie in den Figuren 2b bis 4b in der Draufsicht

Die technische Durchführung des Verfahrens kann in der Weise erfolgen, daß die in der herkömmlichen Weise mit einem Distanzrahmen 22, der in der Rege! mit Trockenmitte! gefüllt ist, verklebten Isolierglasscheiben 21 auf Transportrollen oder -walzen 2 in die Vorrichtung laufen (in F i g. 1 links unten beginnend) und durch seitlich angebrachte Andruckrollen 12 ausgerichtet werden. Mittels einer mechanisch- oder photo-elektrischen kontaktbarriere 1 wird die Breite der Scheiben abgetastet und der V/ert auf einen in seiner Breite verstellbaren Walzentisch 3 übertragen Dabei ist die Breite der Transportstraße so bemessen, daß die Ränder der Scheiben parallel zur Transportnchtung ca. 15 bis 20 cm über die Rollen oder Walzen des Tisches 3 hinausragen.

Die beiden Komponenten der verwendeten Dichtungsmasse werden in einer Mischanlage 7 zusammengegeben. Die Dichtungsmasse 24 wird beiderseits mittels einer Spritzvorrichtung 8 in die parallel zur

hrungdes ertinaungsgemauen vciiaii- _limi>.M .....^. ^_K..„. _o

mechanisch- oder optisch-elektrisch 55 Transportrichtung laufenden Randfugen zwischen dem

"~* "--'·— ■" ·""* <■'»" hi-iHpn orler mehreren

rens mit einer

gesteuerten Transportvorrichtung für die Isolierglasscheiben, mit Misch- und Spritzvorrichtungen für das Aufbringen der Dichtungsmasse sowie gegebenenfalls mit einer Vorrichtung zur Abdeckung der Scheibenrandfugen mit Aluminiumfolie, welches gekennzeichnet ist durch mindestens zwei an einen HF-Gencrator angeschlossene Elektroden zur kapazitiven Erhitzung der Dichtungsmasse in den Scheibenrandfugen.

Zwei Elektroden paare können parallel zueinander so angeordnet sein, daß zwei gegenüberliegende Scheibenrandfugen gleichzeiti£ erhitzt werden können. Häufig ist es jedoch günstiger, die Elektrodenpaare in Förderrich tunj; versetzt gegeneinander vorzusehen, da durch den Distanzhalter 22 und c'en beiden oder mehreren Scheiben 21 eingespritzt, worauf der Überschuß mit einem Abstreifer 9 beseitigt wird. Die Dichtungsmasse wird mit einer dünnen Aluminiumfolie 10 abgedeckt und

60 mit einer Rolle 11 angedrückt. Diese äußere Aluminiumschicht dient als wirksame Wasserdampfdiffusionssperre, welche das Beschlagen des Scheibenzwischenraumes verzögert und gleichzeitig das Auslaufen der Dichtungsmasse während der kapazitiven Erhitzung verhindert;

6s sie kann jedoch auch nach der Erhitzung aufgebracht werden.

Die so vorbereiteten Randfugen durchlaufen nun aut beiden Seiten je ein Elektrodenpaar 13, welches jeweils

an einen Hochfrequenzgenerator 14 entsprechender Leistung und Frequenz angeschlossen ist. Die Bemessung der Länge der Elektrodcnschienen und deren Abstand zur Scheibe hängen von der Vernetzungsdauer der Dichtungsmasse, der Vorschubgeschwindigkeit für die Scheiben und von der elektrischen Leistung des HF-Generators ab.

Die Scheibe gelangt nach Durchlaufen der ersten Elektrodenstrecke auf eine Querförderung 4. Nach Berühren eines Kontaktes 5 wird der Transport kurzfristig unterbrochen, worauf die Förderung senkrecht zur bisherigen Transportrichtung in Gang gesetzt wird. Auf dieser zweiten Förderstrecke, in deren Richtung nun die beiden noch nicht mit Dichtungsmasse gefüllten Randfugen aufgerichtet sind, wiederholen sich die oben geschilderten Verfahrensschritte, nämlich Ausrichten der Scheibe auf der Förderbahn, Abtasten der Scheibenbreite, Einstellen des Spritzdüsenabstandes. Füllen der Fugen, Abstreifen der Dichtungsmasse, Abdecken der Dichtungsmasse mit Aluminiumfolienband und Durchlaufen einer zweiten, in der Breite justierbaren beiderseitigen HF-Elektrodcnstrecke.

Es muß besonders darauf geachtet werden, daß die Isolierglasscheiben an den Ecken, wo sich die Aluminiumfolien überlappen, mit Dichtungsmasse gut abgedichtet werden, damit der Vorteil der Wasserdampfdiffusionssperre nicht durch Undichtigkeiten verloren geht.

Alternativ kann die Förderrichtung auch beibehalten werden, wenn zwischen der ersten und der zweiten Beschickungs- und Härtungsstrecke ein Drehtisch für eine Drehung der Scheiben um 90° vorgesehen wird. Die übrigen Funktionselemente der Vorrichtung und der Verfahrensablauf bleiben dabei im Prinzip unverändert.

Für die Anordnung der Elektroden zur kapazitiven Erhitzung der Dichtungsmasse in den Scheibenrandfugen gibt es verschiedene Möglichkeiten. Einige besonders bevorzugte Anordnungen sind in den F i g. 2 bis 4 dargestellt.

Die Isoliergiasscheibe besteht jeweils aus zwei parallelen Glasscheiben 21 identischer Größe, welche durch einen Abstandshalter 22 voneinander getrennt sind. Der rahmenförmige Abstandshalter 22 ist mit den Glasscheiben 21 mittels einer dauerplastischen Dichtungsmasse 23 verklebt, welche einen niedrigen Wasserdampfdiffusionswert aufweist In der von den beiden Glasscheiben 21 und dem Metallabstandshalter 22 gebildeten Randfuge befindet sich die Dichtungsmasse 24, welche zu einer dauerelastischen Dichtung ausgehärtet werden muß.

Gemäß der Ausführungsform der Fig.2 sind die HF-Elektroden 25 und 25' oberhalb und unterhalb der Scheibenrandfuge der horizontal liegenden Isolierglasscheibe angeordnet Die mit Hilfe der Fördervorrichtung zwischen den gegenüberliegenden Elektroden hindurchlaufende Isolierglasscheibe passiert mit ihrem Randbereich das zwischen den Elektroden aufrecht erhaltene elektrische Wechselfeld, so daß es auf Grund der Absorption der elektrischen Energie zu einer Erhitzung der Dichtungsmasse 24 kommt

Bei der Ausführungsform der Fig.3 sind die HF-Elektroden 26 und 26' hintereinander und parallel zur Kante der Isolierglasscheibe angeordnet Der metallische Abstandshalter 22 dient dabei als Brücke für die Ausbildung des erforderlichen elektrischen Wech- fts selfekfes. Auch bei dieser Ausrührungsform werden die Isofiergiasschciben vorzugsweise kontinuierlich an den Elektroden vorbeigeführt.

Eine besonders günstige Anordnung der HF-Elektroden iit in der Fig.·? dargestellt. Hierbei sind die oberhalb und unterhalb anr Randfuge der Isoliergiasscheibe angeordneten HF-Elektroden 27 und 27' parallel geschaltet, während eine seitlich angeordnete Mittelelektrode 28 als Gegenelektrode dient. Es wird auf diese Weise ein besonders dichtes elektrisches Wechselfeld erhalten und dadurch eine rasche Erhitzung der Dichtungsmasse 24 erreicht. Diese Elektrodenanordnung eignet sich sowohl für eine stationär ausgebildete Vorrichtung, bei der die Isolterglasscheibe den Elektrc/denzwischcnraum durchläuft, als auch für eine bewegliche Vorrichtung, welche an den Randfugen einer Isolierglasscheibe entlanggeführt werden kann.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sich die Isolierglasscheiben nur an der Randzone erwärmen, während eine Erwärmung des Luftzwischenraumes zwischen den Scheiben kaum eintritt. Aus diesem Grunde kann eine Härtungsiemperatur oberhalb von 40⁰C, beispielsweise eine Temperatur um 70⁰C, Anwendung finden, ohne daß ein Ausblasen der Zwischenluft an der schwächsten Verklebungsstelle befürchtet werden muß. Die Scheiben" können deshalb nach Verlassen der Produktionsanlage bereits nach kurzer Standzeit versandfertig gemacht werden, wodurch erhebliche Platzersparnisse erzielt werden.

Es liegt in der Natur der Sache, daß zahlreiche Veränderungen des Verfahrens bei horizontaler Scheibenförderung hinsichtlich der Fördervorrichtungen, der Justierung der Elektrodenbreite und -abstände, der Füllung mit Dichtungsmasse und der Anordnung der Elektrodenschienen des HF-Generators möglich sind, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sollen die nachfolgenden Beispiele dienen, welche an Hand von Modellversuchen die Aushärtung einer selbsthaftenden Dichtungsmasse für Isolierglas zeigen.

Beispiel 1

Eine selbsthaftende Polysulfid-Dichtungsmasse für Isolierglas (Terostat 990, Mischungsverhältnis der Komponenten A : B = 10 :1) mit einem Zusatz von 4% BaTiOj in der Komponente A wurde sofort nach der Abmischung in ein Polyäthylen-Näpfchen von 12 mm Höhe und 30 mm Durchmesser gestrichen und bei einem Elektrodenabstand von 25 mm 12 Sek. lang mittels eines 0,5-kW-HF-Generators erwärmt

Anfangstemperatur (T₁) = 31,5°C Endtemperatur (T_n) = 49^eC

prozentuale Temperaturerhöhung

'1

^ 100

= 55,6%

Klebfreiheit war nach 60 Minuten erreicht.

Shorc-A-Härte nach 3 Stunden = 18—19 Shore-A-Härte nach 6 Stunden = 37^

Beispiel 2

Die frisch gemischte Dichtungsmasse des Beispiels 1 wurde in ein PÄ-Näpfchen gleicher Dimensionen

gestrichen und bei einem Elektrodenabstand ron 20 mm gestrichen und bei einem Elektrodenabstand von 20 mm Sek. lang mittels eines 0,5-kW-i IF-Generators 20 Sek lang mittels eines 0,5-kW-HF-Gencrators erwärmt. erwärmt.

Anfangslemperauir (T₁) = 33 C ₅ AnfangMtemperatur (T₁) = 33 C

Endtemperatur (T₁₁) = 61 C Endtemperatur (T₁₁) = 83 C

τ — τ τ — τ

¹Il ¹I . inn _ UJV[O/ ¹Il '. . KWl _ |<i << >■ IVJU — ö-Kn /ο --- 1\Λ} — Ιοί.3/ti

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Klebfreiheit war nach 40 Minuten erreicht. Klebfreihcit war nach 6 Minuten erreicht.

Shore-A-Härle nach 3 Stunden = 25—26 Shore-A-Härte nach 3 Stunden = 26

Shore-A-Härte nach 6 Stunden = 36 Shore-A-Härte nach 6 Stunden = 36

>5

Beispiel 3 Ohne die erfindungsgemäße HF-Beheizung ist die in

den drei Beispielen erwähnte Dichtungsmasse erst nach

Die frisch gemischte Dichtungsmasse des Beispiels 1 ca. 6 Stunden klebfrei und erreicht nach 18—20 Stunden

wurde in ein PÄ-Näpfchen gleicher Dimensionen eine Shore-A-Härte von ca. 28°.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schnellverfahren zur Herstellung von Isolierglas durch Verkleben von zwei oder mehreren S Scheiben mit einem Distanzrahmen, Abdichten der Scheibenrandfugen mit einer Dichtungsmasse und Erhitzen der Dichtungsmasse mittels Hochfrequenzheizung, dadurch gekennzeichnet, daß eine kapazitive Hochfrequenzheizung kurzzeitig auf solche wärmehärtende Polyurethan- oder Polysulfid-Dichtungsmassen angewandt wird, deren Komponenten und/oder Additive möglichst hohe Dielektrizitätskonstanten ε und Verlusttaktoren tang 6 haben, und daß dabei die Dichtungsmassen auf eine Temperatur von 40 bis 90⁰C erhitzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da8 man als Additive elektrische Energie absorbierende Füllstoffe oder Pigmente mit einer Dielektrizitätskonstanten £ > 200 verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach der Einwirkung der kapazitiven Hochfrcquenzleitung die Dichtungsmassen außen mit einer Aluminiumfolie als Dampfsperre abgedeckt wird

4. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, mit mechanisch- oder optisch-elektrisch gesteuerten Transportvorrichtungen für die Isolierglasscheiben, mit Misch- und Spritzvorrichtungen für das Aufbringen der Dichtungsmasse, sowie gegebenenfalls mit einer Vonichtung zur Abdeckung der Scheibenrandfugen mit Aluminiumfolie, gekennzeichnet durch mindestens zwei an einem HF-Generator (14) angeschlossene Elektroden (13) zur kapazitiven Erhitzung der Dichtungsmasse (24) in den Scheibenrandfugen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Elektroden (13) seitlich der Transportvorrichtung (3) so angeordnet sind, daß die Scheibenrandfugen kontinuierlich oder diskontinuierlich zwischen den Elektroden (13) hindurchlaufen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (13) längs der Scheibenrandfugen verschiebbar ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, Haß jeweils mindestens zwei Elektroden (13) derart angeordnet sind, daß zwei einander gegenüberliegende Scheibenrandfugen die Elektrodenpaare gleichzeitig oder nacheinander parallel zur Transportrichtung (3) durchlaufen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (3) eine Vorrichtung zur Änderung der Transportrichtung der isolierglasscheiben um 90° aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (3) einen Drehtisch zwischen den ersten und den nachfolgenden Elektrodenpaaren zur Transportrichtungsänderung um 90° aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, gekennzeichnet durch eine mechanisch- und/oder elektrisch-optische Meß- und Einstellvorrichtung (12) mit elektronischer Steuerung für die horizontale Abstandseinstellung der Elektroden (13) entsprechend der jeweiligen Scheibenbreite.

Die Erfindung betrifft ein Schnellverfahren und ein» Vorrichtung zur Herstellung von Isolierglas durd Verkleben von zwei oder mehreren Scheiben mit einen Dbtanzrahmen, Abdichten der Scheibenrandfugen mi einer Dichtungsmasse und Erhitzen der Dichtungsmasst mittels Hochfrequenzheizung.

Es ist bekannt. Abstandshalter aus Aluminium odei Eisenblech, die über Winkt Isteckelemente miteinandei verbunden sein können, als eine Art Rahmenkonstruk tion zwischen Scheiben zu legen, damit sich dei gegenseitige Abstand nicht verändert und die Randzonc stabilisiert sowie der Luftzwischenraum hermetisch vor der Umgebung abgeschlossen werden. Durch eint beidseitig auf die Abstandshalter warmextrudieru Haftschicht, beispielweise aus plastischer Butylkau tschukmasse, verklebt man den Distanzrahmen mit der Scheiben. Beschlagen der Isolierglasscheiben an dei Innenseite wird dadurch verhindert, daß man die Aluminiumstege mit einem Trockenmittel füllt und dann die Außenfugen zwischen den beiden Scheiben und den: Aluir.iniumsteg der Rahmenkonstruktion mit einer elastischen Dichtungsmasse zustreicht, die hermetische Expansionen und Kontraktionen aufnimmt.

Während die seitlich auf den Distanzi ahmen gespritzte, klebrige Butylkautschukmasse plastisch bleibt, härtet die in die Außenfugen gespritzte oder gespachtelte Dichtungsmasse im Verlauf eines bestimmten Zeitabschnitts, im allgemeinen innerhalb mehrerer Stunden, aus, und wird dann nach einer weiteren Standzeit an ihrer Oberfläche klebfrei. Diese Zeit muß vom Isolierglasstelier in jedem Falle eingehalten werden, bevor die Scheiben zum Versand kommen, damit keine Trennung der Doppel- oder Mehrfachscheiben beim Transport eintritt

Zur Abkürzung des Zeitaufwandes für die Durchhärtung ist man in manchen Fällen dazu übergegangen, die aus der Fertigung kommenden !solierglasscheiben in temperierten Kammern bei 40°C zu lagern. Eine noch höhere Temperatur der Kammern brächte zwar den Vorteil einer noch schnelleren Aushärtung, gleichzeitig jedoch den Nachteil, daß sich die Luft zwischen den Scheiben durch Erwärmung so stark ausdehnt, daß sich die Verklebung an der schwächsten Stelle löst und die Luft an der so entstandenen, bleibenden Undichtigkeit ausbläst.

Ein Nachteil des bekannten Verfahrens liegt darin, daß die Scheiben beim Erwärmen der Dichtungsmassen mit erwärmt werden, so daß sich die Luft zwischen den Scheiben stark ausdehnt und die Dichtungsmassen an bestimmten Stellen von den Scheiben ablöst, was eine bleibende Undichtigkeit und ein späteres Beschlagen der Isolierglasscheiben zur Folge hat.

Es ist außerdem aus der DT-OS 19 38 653 bereits ein Verfahren zur Herstellung von Isolierglas bekannt, bei dem die thermoplastischen Dichtungsmassen in den Scheibenrandfugen mittels hochfrequenter Induktionsheizung erwärmt werden. Die verwendeten Dichlungsmassen müssen zu diesem Zweck elektrisch leitfähig sein, wozu sie elektrisch leitende und/oder ferromagnetische Komponenten oder Additive enthalten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur beschleunigten Aushärtung der elastischen Dichtungsmasse während der üblichen Isolierglasherstellung zu entwickeln, bei dem nur die Dichtungsmasse berührungsfrei erwärmt wird, die Isolierglasscheibe im übrigen jedoch kalt bleibt, um das Risiko einer Scheiber.trennung weitgehend auszuschalten.