DE2653941A1 - Verfahren zum herstellen von gasdichten loetverbindungen an mehrschichtigen glasscheiben - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von gasdichten Lötverbindungen an
• mehrschichtigen Glasscheiben Die Erfindung betritt ein Verfahren zum herstellen von gaadichten Lötverbindungen an mehrschichtigen Glasscheiben und eine Einrichtung zur burchführung des Verfahrens.
• FUr mehrschichtige Verglasungen, beispielsweise Wärme- und/ oder schalldämmende Verglasungen und Sicherheitsverglasunyen wird aie Forderung erhobcn, daß diese mindestens entlang ihrer Umrandung gasdicht miteinander verbunden sind, yegebenenfalls unter Zwischenlage von Abstandsstegen.
• Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Glasverschmelzungen, Lotverbindungen, Klebungen mit organischen Klebern oder mechanische Belestigungen vorzunehmen. Vornehmlich werden bei Nehrschichtgläsern lerstellungsverfahren angewendet, bei denen zunächst auf die Glasflächen eine dünne Metallschicht, beispielsweise Kupfer, aufgesprüht und nachtäglich eingebrannt wird, wonach mit Hilfe eines Lots, z.B.
• Zinn, die metallisierten Glasflächen über einen metallischen Steg, beispielsweise aus Blei, verlötet werden.
• Die zum Schmelzen des Lotmaterlais notwendige Energie wird hierzu von außen über einen mechanischen Kontakt mit einem lötkolbenartigen Wärmeelement oder mit Hilfe einer Lötflamme zugeführt. Derartige Lötungen haben den Nachteil, daß die Wärmeübertragung zwischen dem Wärmeelement bzw. der Flamme zur Lötstelle einen metallischen Steg benötigt und der Wärmeübergang örtlich unterschiedlich ist. Wegen des metallischen Steges ist dabei eine relativ große Materialmenge mit erheblichem Aufwand an Wärme auf Löttemperatur zu bringen, wobei nachteilige Erscheinungen, wie Oxidation des Lotes, Verspannung des Materials und damit mangelhafte Lötverbindungen nur unter Aufwendung höchster Sorgfalt bei der Bearbeitung vermeidbar sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung gasdichter Glasverbindungen zu schaffen, bei dem die obengenannten Nachteile behoben sind und bei dem vornehmlich auf die Anwendung wärme- und material aufwendiger metallischer Abstandsstege verzichtet werden kann, wobei ferner von einem stetig durchführbaren und leicht automatisierbaren Lötvorgang Gebrauch gemacht werden soll. Für in an sich bekannter Welse zur Lötung vorbereitete mehrschichtige Glasscheiben ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Laser derart angeordnet ist, daß sein Strahl mindestens eine Glasscheibe durchdringend gegen die Lotbahn gerichtet ist und ferner die mehrschichtige Scheibe unter Ausübung eines vor und hinter dem Angriffspunkt des Lasers ausgeübten und in Richtung des die Scheibe durch- dringenden Laserstrahles verlaujenden Anpreßdruckes eine translatorische elativbewegun in Richtung der Lötbahn ausführt. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren geschieht das Aufschmelzen des Lots durch Bestrahlen der Verbindungsschicht durch das Glasmaterial hindurch, wobei die an sich gut wärmeleitenden Metallbeschichtungen der Glasscheiben sehr dünn sein können und somit wenig Wärmeenergie zum Aufheizen benötigen. Dabei ist von Vorteil, daß das umgebende Glas als Wärmeisolator wirkt und durch die möglichen geringen Dickeabmessungen der Metallisierung und des Lotes der Lötprozeß sehr rasch und gleichmäßig durchführbar ist, wobei schädliche Oxidationen des Lotes praktisch ausgeschlossen sind.
• Die genannten Vorteile gelten in gleichem Maße, wenn gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens von der Beilage nicht metallischer Abstandsstege aus beispielsweise an seinen Berührungsobertlächen metallisiertem Glas oder einem keramischen Stoff Gebrauch gemacht wird oder wenn in gleicher Weise behandelte metallische Stege aus einem Metall mit relativ niedrigem Wärmespeichervermögen zur Anwendung kommen.
• Zur Durchführung des Verfahrens sind bekannte Einrichtungen verwendbar, bei denen beispielsweise die zur Lötung vorbereiteten Scheiben auf einer Transport-Bandstraße geschichtet sind und einer Löteinrichtung zugeführt sind, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an der Bandstraße quer zur Lötbahn verlaufende Andruckrollen vorgesehen sind, zwischen denen die Strahlung mindestens eines Lasers senkrecht aut die Lotbahn gerichtet ist, wobei die Laserstrahlung zweckmäßig mit Hilfe eines Infrarot-emittierenden Nd:YAG-Lasers erzeugt ist.
• In zweckmäßiger Weiterbildung dieser Einrichtung ist dabei der Laser seitlich der Lötbahn angeordnet und sein Strahl @ittels eines schwenkbar gelagerten prismas umgelenkt, wobei der Laserstrahl mittels einer an sich beR7nnten elektronischen Steuerung, die an der Drehachse des Prismas angrei@t, der Lötbahn exakt nachgefüyhrt ist. Die elektronische Steuereinrichtuny kann dabei einen bekannten optischen Sensor, einen Verstärker und eine Stelleinrichtung aufweisen und dazu dienen, quer zur förderrichtung auftretende translatorische Verschiebungen des Transportgutes durch Nachführen des Laserstrahls an der Lötstelle auszugleichen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren und eine Einrichtung zu seiner Durchfahrung sind nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.
• Die Figur zeigt in schematisch vereinfachter Darstellungsweise eine an einer Bandstraße angeordnete Einrichtung zum Herstellen von Lötverbindungen an mehrschichtigen Glasscheiben. Zwei Tafelglasscheiben 1 und 2, die entlang ihren Rändern mittels einer Lötverbincung zu verbinden sind, ruhen auf einer durch Transportrollen 3 angedeuteten Bandstraße, auf der sie mit Führungsrollen 4 und 5 geführt sind und in Richtung des Pfeiles I beweyt werden. Die einander zugewendeten Seiten der Glas tafeln 1 und 2 sind zumindest am kande mit einer Metallisierung 6 und 7 versehen, die in bekannter Weise, beispielsweise durch Aufdampfen, Au£sprühen, Plasmaspritzen oder Sputtern mit oder ohne Einbrennen aufgebracht ist. Diese Metallisierungen können beispielsweise aus Cu, PCu oder PdAg bestehen und relativ dünn sein. Sie sind mit einem wieichlot versehen oder werden unter Zwischenlage eines Weichlotes miteinander direkt in Kontakt gebracht. Zur Erlangung eines größeren Abstandes der Sciieiben 1 und 2 kann aber auch ein Abstandssteg @ zwischen die Schelben eineit werden, der ebenfalls aus Glas rnlt metallisierten Berührungsflächen oder aus Kersmik bzw. auch aus einem Metall gerinnen erz Wärmespeichervermögens bestehen kann. Lurch die Verwendung der genannten Stoffe ist es möglich, den nachfolgend.beschriebenen Lötvorgang mit relativ geringen Wärmeenergiemengen durchzuf-ühren. An dem aus den Tafelglasscheiben 1 urld 2 und dem Abstandssteg U gebildeter und in Richtung des Pfeiles 1 fortschreitend bewegten Stapel greift an einer Lötstelle 12 zwischen zwei Andruckrollen 15 und 16, die unter einer Anpreßkraft P stehen, die Strahlung 17 und lu zweier Nd:YiG-Laser 13 und 14 an, durchdringt das Stapel und bringt das Lot 10 und il zum Dchmelzen, wobei kontinuierlich fortschreitend eine Lotnaht entsteht. Phinzipiell können die Strahlungen der Laser 13 und 14 senkrecht auf die Lötstelle 12 gerichtet sein. Aus baulichen und wartungstechnischen Gründen sowie zum Ausgleich von Förderungenaulgkeiten ist es vielfach zweckmäßiger, wie dargestellt, die Laser 13 und 14 seitlich der Landstraße aiizuordnen und ihre Strahlen 17 und 18 mit Hilfe von schwenkbar gelagerten Umlenkprismen 19 und 20 auf die Lötstelle 12 zu richten. Mit Hilfe einer nicht dargestellten an sich bekannten elektronischen Steuerung ist es bei dieser Anordnung möglich, die Metallisierung 6 mittels eines photoelektrischen Sensors abzutasten und quer zur Förderrichtung erfolgende Abweichungen durch Nachrichten des Laserstrahls auszugleichen, wozu nur sehr geringe Schwenkbewegungen um die Drehachsen 21 und 22 der Prismen 19 und 20 erforderlich sind. Wegen der relativ yeringen Masse der Prismen 19 und 20 ist dabei zur Erlangung hochgenauer Lötnähte gegenüber anderen Verf ahren ein relativ niedriger Aufwand an elektromechanischen Mitteln ausreichend.
• Patentansprüche 2 L e e r s e i t e

Claims (6)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Vertahren zum Herstellen von gasdichten Lötverbindungen an mehrschichtigen Ölasscheiben, die am kande mit einer dünnen Metallschicht und einer @othahn versehen sind und geschichtet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß ein Laser (13, 14) ocrart angeordnet ist, daß sein Strahl (17, 18) mindestens eine Glasscheibe (1, 2) durchdringend gegen die Lotßahn (7, 10) gerichtet ist und ferner die mehrschichtige Schelbe unter Ausübung eines vor und hinter dem Angriffspunkt (12) des Lasers (13, 14) ausgeübten und in Nichtung des die Scheiße durcheringenden Laserstrahls (17, 18) verlaufchden Anpreßeruckes P eine translatorische kelativbewegung in Richtung der Lotbahn (10, 11) ausfährt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß es unter beilage eines metallisierten und mit Lotbahnen (10, 11) verschenen Abstangsteges ausgeäßt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -n e t, daß gegeneinander gerichtete Laserstrahlen (17, 18) an der Lötstelle (12) angre@@en.
4. 4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit Hille einer zum Transport der zur Lötung vorbereiteten und geschichteten Glasscheiben vorgesehenen Banestraße, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an der Banestraße quer zur Lötbahn (6, 7) verlaufende Andruckrollen (15, 16) vorgesehen sind, zwlschen denen die Strahlung (17, 18) @indestens eines Lasdrs (13 bzw. 14) senkrecht auf die Lot@ehn (6, 7) gerichtet ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -e e i c h n e t , daß als Loser (13,14) ein In£rarotemittierender Nd:YAG-Laser verwendet ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Laser (13,14) seitlich der Lötbahn (6, 7) befestigt ist und sein Strahl (17,18) nittels eines prismas (9,10) umgelenkt ist, mit dem der Laserstrahl (17,19) mittels einer an sich bekannten elektronischen@teuerung der Lotbahn nachgeführt ist.