DE60125719T2

DE60125719T2 - Transportverfahren für scheiben durch eine beschichtungsanlage und ihre transportvorrichtung

Info

Publication number: DE60125719T2
Application number: DE60125719T
Authority: DE
Inventors: Dirk Koopmann; Richard Crumbach; Franz Kramling; Michael Houlena
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2000-02-11
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2021-02-08
Also published as: KR100756352B1; DE10006121C1; US20040045320A1; WO2001058818A3; EP1254081A2; JP4955176B2; JP2003528977A; KR20020086902A; WO2001058818A2; ES2279802T3; US20080011018A1; EP1254081B1; US7251958B2; DE60125719D1; ATE350354T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Transportieren von mit einer Beschichtung zu versehenden starren, insbesondere gebogenen Scheiben mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie auf eine zu dessen Ausführung geeignete Transportvorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 9.
Man versteht unter „Verglasung" jedes Substrat aus Glas oder die Verbindung von Subtraten, die mindestens ein Glas-Substrat beinhalten. Man versteht unter Beschichtung eine oder mehrere dünne Schichten (die Dicke liegt zwischen 0,5 und 300 nm für jede dieser Schichten); die Schichten sind metallischen (Silber) und/oder dielektrischen Typs (Metall-Oxyd, Silizium-Nitrid ...).
Zum Beschichten von insbesondere gebogenen Glasscheiben mit Dünnschichten nach dem Verfahren der magnetfeldunterstützten Kathodenzerstäubung – im folgenden als Sputtern bezeichnet – werden die Glasscheiben in bekannten, kontinuierlich arbeitenden Vorrichtungen auf Tragvorrichtungen liegend durch die Anlage gefördert. Unvermeidlich setzen sich die von den Kathoden abgestäubten Partikel auf allen in der betreffenden evakuierten Kammer befindlichen Oberflächen und Gegenständen ab.
In der Regel soll die aufgesputterte Schicht – oder ein System von mehreren nacheinander erzeugten Schichten – nur auf einer der Hauptflächen der Scheiben abgeschieden werden. Man muss daher verhindern, dass Schichtpartikel sich auch auf der nicht zu beschichtenden (Rück-)Seite der Glasscheiben ablagern, um Nacharbeiten wie das Entfernen von Schichtpartikeln von derjenigen Seite zu vermeiden, die ohne Beschichtung bleiben soll.
Bei ebenen Scheiben ist das Abdecken der nicht zu beschichtenden Seiten einfach – man fördert diese auf einem ebenen Förderer durch die Sputterkammern, ggf. auf einer anderen, ebenen Glasscheibe als Zwischenträger. Beim Beschichten gebogener Scheiben hat man auch schon versucht, Scheiben mit gleicher Biegung als Zwischenträger zu benutzen. Diese Vorgehensweise ist nicht immer anwendbar, weil die Scheiben einerseits während des Beschichtungsvorgangs ruhig liegen müssen, andererseits die dem Förderer zugewandte Seite nicht vollständig abgedeckt wird.
Man kann die gebogenen Scheiben auch auf einer kastenförmigen Transportvorrichtung ablegen, welche die Scheiben – ähnlich wie bekannte Rahmenbiegeformen – nur entlang ihrem Rand abstützt, so dass deren Rückseite maskiert wird und quasi einen Abschnitt der Innenwand des Kastens bildet. Ein Nachteil dieser Art der Auflage ist jedoch, dass sie sehr spezifisch auf den Umriss des jeweiligen Scheibenmodells abgestimmt werden muss. Insbesondere muss der Auflagerand exakt dem Biegeverlauf des Scheibenrandes folgen. Gerade bei Fahrzeugverglasungen gibt es aber eine unübersehbare Vielfalt von Scheibenmodellen für jede Scheibenart (Windschutzscheibe, Rückwandscheibe, Autodach, Seitenscheibe ...) mit jeweils individuellen Umrissen und Biegeverläufen, so dass man eine entsprechende Anzahl von individuellen Auflagen mehrfach vorhalten und einsetzen müsste.
Derzeit ist die Nachfrage nach beschichteten gebogenen Scheiben noch relativ gering, so dass nur verhältnismäßig geringe Stückzahlen des jeweiligen Scheibenmodells produziert werden können. Ein bei solchen kleinen Serien unvermeidlicher häufiger Modellwechsel in der laufenden Beschichtungsproduktion ist mit den derzeitigen Auflagen bzw. Transportvorrichtungen allerdings umständlich und aufwendig. Insbesondere muss die Beschichtungsanlage vorübergehend angehalten und damit der Produktionsfluss unterbrochen werden.
Die beschichteten Scheiben werden in aller Regel zu Verbundglasscheiben weiterverarbeitet, wobei ihre unbeschichtete Fläche nach außen weist. Die beschichtete Seite wird von der folgenden Verbundschicht überdeckt und geschützt (Verbundglasscheiben haben meistens den Aufbau Glas/etwaige Beschichtung/thermoplastische Folie aus Polyvinylbutyral/Glas).
Das Dokument Database WPI Section Ch, Woche 07/1989, Derwent Publication Ltd., London, GB; Class A88, AN 1989-051915, JP 64003035 , beschreibt das Abscheiden von Schichten auf eine waagerechte Glasscheibe, deren Rand mit einem nachgiebigen Material umspritzt ist. Diese so umspritzte Glasscheibe liegt auf vier gekreuzten Materialbändern auf, die an einem Rahmen befestigt sind. Eine Beschichtung kann damit auf einer einzigen Seite ohne die Ränder aufgebracht werden.
Aus dem Patent DE 196 43 935 C2 ist es bekannt, beim Biegen von Glasscheiben in horizontaler Lage in wenigstens zwei aufeinander folgenden Biegestationen Transportvorrichtungen zu verwenden, die ein auf einem starren Trägerrahmen nachgiebig angeordnetes Trägergewebe aufweisen. Die auf diesem Trägergewebe liegenden Glasscheiben werden schrittweise durch die Biegeanlage gefördert und werden in Kontakt mit dem Gewebe verformt. Es werden handelsübliche, aus hitzefesten Metallfasern bestehende Gewebe verwendet, die auch anderweitig als Belag von vollflächigen und ringförmigen Biegeformen gebräuchlich sind. Dieses Verfahren hat das Ziel, Relativbewegungen der auf Erweichungstemperatur erhitzten Glasscheiben gegenüber der Transportvorrichtung zu vermei den sowie die Scheiben während des Transports vollflächig abzustützen. Man vermeidet so Oberflächenschäden und unerwünschte Verformungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Transportieren von Scheiben durch eine Beschichtungsanlage zu schaffen, das eine flexiblere Nutzung der Anlage in der laufenden Produktion für unterschiedliche Formen, Größen und Biegungen von Glasscheiben ohne erhöhten Umrüstungsaufwand ermöglicht, sowie eine zum Durchführen dieses Verfahrens geeignete Transportvorrichtung.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruchs 8 geben die Verwendung einer Transportvorrichtung insbesondere zum Durchführen des Verfahrens an. Die Merkmale der den unabhängigen Ansprüchen jeweils nachgeordneten Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung an.
Versuche haben gezeigt, dass ein Transportieren der zu beschichtenden Scheiben in flächiger Berührung der abzudeckenden Flächenseite mit einem geeigneten, hinreichend dichten (ebenen und vorzugsweise flexiblen) Gewebe möglich ist und zu dem gewünschten Ergebnis führt, dass nämlich auf der dem Gewebe zugewandten Seite keine Beschichtungspartikel abgeschieden werden. Ein sogenannter „Overspray" kann so verhindert werden. Darüber hinaus kann das Gewebe auch das Abscheiden von Beschichtungspartikeln auf anderen, von dem Gewebe überdeckten Teilen der Beschichtungsanlage verhindern.
Als für diesen Einsatzzweck brauchbare Gewebe wurden handelsübliche Metallgewebe untersucht. Mit Geweben der Fa. Paul, Metallgewebe – Filterfabrik (Industriegebiet West – D – 36396 Steinau an der Straße) der in der nachfolgenden Tabelle beschriebenen Typen wurden positive Ergebnisse erzielt. Diese Angaben sind jedoch nur zu Beispielzwecken gemacht und schränken den Schutzumfang nicht ein.
Das Transportverfahren ist auch nicht auf eine Verwendung bei dem eingangs erwähnten Sputterverfahren beschränkt.
Es ist grundsätzlich unerheblich, in welcher Lage die Scheiben auf dem Gewebe durch die Beschichtungsanlage transportiert werden, so lange eine flächige Berührung zwischen dem Gewebe und der Scheibenfläche sichergestellt ist. Dies kann allein durch Schwerkraftwirkung geschehen, indem die Scheiben horizontal oder allenfalls leicht geneigt auf der Gewebefläche aufliegen.
Die flächige Berührung kann auch durch geeignete Halte- oder Spannvorrichtungen sichergestellt oder ermöglicht werden, mit denen die Scheibe gegen die nachgiebige Gewebefläche angedrückt wird. Dies ist dann unerlässlich, wenn die Scheiben hochkant durch die Beschichtungsanlage transportiert werden oder gar hängend, d. h. die Beschichtungspartikel werden gegen die Schwerkraft zu den Scheiben hin beschleunigt. Im letzteren Fall liegt das Gewebe auf der abzudeckenden Fläche der jeweiligen Scheibe auf; die Scheiben werden an ihrem Rand durch geeignete Halterungen fixiert.
In vielen Fällen wird die Beschichtung am Rand der Scheiben ohnehin entfernt (zurückspringend bezüglich des Randes der Scheibe oder der Scheiben), um Korrosion der Beschichtung (insbesondere, wenn sie mindestens eine Silberschicht beinhaltet) vom Rand der Verbundscheibe her zu vermeiden. Speziell kann die Scheibe dazu ausgelegt werden, eine sichere randseitige Verklebung der Scheibe im Verbund oder z. B. mit einem Rahmen – z. B. einem Windschutzscheibenrahmen- oder bei Isolierglas mit einem Abstandhalter – zu ermöglichen. Man kann die besagten Halte- oder Spannvorrichtungen daher sogar auf der zu beschichtenden Seite der Scheiben mechanisch angreifen lassen, sofern diese nicht über den schichtfrei zu haltenden Bereich hinaus auf die Scheibenfläche greifen.
Wenn in der Anlage eine Erfassung der Umfangskontur der jeweils aufgelegten Scheiben möglich ist, so kann man je nach Bauart dieser Halte- oder Spannvorrichtungen deren automatische Positionierung auf den Scheibenrand vorsehen, so dass auch insoweit ein Umrüstaufwand vermieden oder zumindest reduziert wird.
Da diese feinmaschigen Gewebe einer Luftdurchströmung in Normalenrichtung relativ wenig Widerstand entgegen setzen, können die Scheiben grundsätzlich auch mit Saugern von der Rückseite des Gewebes her gegen die Gewebefläche gezogen sowie damit zusätzlich eine gewisse Spannung in das Gewebe eingebracht werden. Letzteres könnte man realisieren, indem die Scheibe zunächst auf die Gewebefläche aufgelegt wird, dann die Sauger angesetzt und der Luftstrom eingeschaltet werden, schließlich die Sauger nebst der von ihnen gehaltenen Scheibe um einen vorbestimmten Weg rückwärts bewegt werden. Gegenüber mechanischen, am Scheibenrand angreifenden Spannvorrichtungen haben solche Sauger den Vorteil, dass sie nicht so exakt positioniert werden müssen.
In einer mit Vakuum arbeitenden Beschichtungsstation können die Sauger allerdings keine Haltekräfte mehr aufbringen; auch hier wäre ihre Anwendung jedoch möglich, um jedenfalls beim Auflegen der Scheiben auf das Gewebe einen guten flächigen Kontakt herzustellen. Wenn das Gewebe eine gewisse quasi plastische Verformbarkeit hat, kann durch Eindrücken jeder neu aufgelegten gebogenen Scheibe deren Kontur in die Gewebefläche eingeformt werden.
Es versteht sich des Weiteren, dass man die das Gewebe tragende Transportvorrichtung bei Bedarf mit Spannvorrichtungen versehen wird, welche ein Durchsacken der mit der Scheibe belasteten Gewebefläche verhindern. Gleichzeitig muss allerdings – jedenfalls bei reiner Schwerkraft-Auflage – deren Spannkraft hinreichend gering sein, um die flächige Berührung zwischen Scheibe und Gewebe zuzulassen.
Ist die Gewebefläche Teil eines Kastens oder Rahmens mit geschlossenen Seiten und somit ein Durchdringen von Beschichtungspartikeln von den Seiten her ausgeschlossen, so kann zum Verbessern der Anpassung oder Anschmiegung der Gewebefläche an die Scheibenfläche ein Ausschnitt im Gewebe vorgesehen werden.
Dabei muss allerdings einerseits sichergestellt sein, dass dieser Ausschnitt vollständig auch von der kleinsten zu transportierenden Scheibe überdeckt ist. Tatsächlich muss der Ausschnitt in bestimmten Fällen fast genauso groß sein wie die Fläche der Scheibe; auf jeden Fall muss der Ausschnitt mindestens 50%-70% der Scheibenoberfläche darstellen, mit welcher das Gewebe verbunden ist.
Andererseits müssen die Fläche und der Umriss des Kastens oder Rahmens natürlich größer als die Fläche und der Umriss der größten zu transportierenden Scheibe sein. Wegen weiterer Informationen zur Realisierung solcher Transportvorrichtungen sei z. B. auf die erwähnte DE 196 43 935 C2 verwiesen. Infolge der Dichtheit des Gewebes lassen sich unerwünschte Ablagerungen von Partikeln auf der Scheibenrückseite auch im Bereich der besagten Ausnehmung vermeiden. (Man versteht unter „undurchlässig" die Tatsache, dass das Gewebe keine von den Sputterkathoden abgegebenen Partikel durchlässt, jedoch kann das Gewebe gasdurchlässig, insbesondere luftdurchlässig sein.) Selbstverständlich werden sich Schichtpartikel auch auf dem Gewebe selbst niederschlagen und daran haften. Eine periodische Reinigung der Gewebeflächen mit geeigneten Mitteln (durchblasen, ausklopfen etc.) ist daher unerlässlich, damit nicht in unerwünschter Weise Schichtmaterial von der Gewebefläche auf die Rückseite der aufgelegten Scheiben übertragen wird. Auch wird man die Gewebe in größeren Abständen austauschen müssen. Die für solche Wartungsarbeiten erforderliche Zeit ist jedoch bedeutend geringer als die Zeit, die in konventionellen Anlagen ohne Gewebeauflagen für das Wechseln der scheibenspezifischen Masken aufzuwenden wäre.
Die Größe der Transportvorrichtungen ist einerseits durch die in der Beschichtungsanlage verfügbaren Querschnitte beschränkt. Andererseits können auf den Gewebeflächen unter der Voraussetzung der flächigen Berührung mehrere, auch unterschiedlich geformte und/oder gebogene Scheiben nebeneinander abgelegt werden, so dass insbesondere bei relativ kleinflächigen Scheiben – und/oder großen Querschnitten in der Beschichtungsanlage – ein hoher Produktionsausstoß erreicht werden kann.

Claims

Verfahren zum Transportieren von mit einer Beschichtung zu versehenden Glasscheiben, insbesondere von gebogenen Glasscheiben, durch eine Beschichtungsanlage, bei dem die Glasscheiben mittels einer Transportvorrichtung so durch die Anlage gefördert werden, dass eine ihrer Hauptflächen wenigstens teilweise durch einen Schutz gegen das aufzubringende Beschichtungsmaterial abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass während des Beschichtungsvorganges zumindest ein Teil der abzudeckenden Hauptfläche im Kontakt mit einem flexiblen Gewebe gehalten wird, das an der Transportvorrichtung festgelegt ist und eine Ablagerung von Beschichtungsmaterial verhindert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe zur Erhöhung seiner Flexibilität mit einem Ausschnitt versehen wird, dessen Umriss kleiner als der Umriss der kleinsten zu transportierenden starren Scheibe ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt zwischen den Scheiben und der Gewebefläche durch zusätzliche Mittel verbessert wird, um die vollflächige Auflage sicherzustellen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt der Scheiben mittels mechanischer, am äußeren Rand der Scheiben angreifender Spannvorrichtungen erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt durch lokale Unterdruckbeaufschlagung von der Rückseite der Gewebefläche her verbessert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben liegend auf einer frei gespannten flexiblen Gewebefläche transportiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben in aufrechter Stellung transportiert werden.
Verfahren zum Beschichten von Glasscheiben, wobei die Glasscheiben durch eine Beschichtungsanlage mit dem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche transportiert werden.
Anlage zum Abscheiden einer Beschichtung auf einer der Flächen von Glasscheiben, mit einer Transportvorrichtung zum Transportieren von Glasscheiben durch die Beschichtungsanlage, welche Vorrichtung Mittel zum Abdecken zumindest eines Teils der anderen Fläche der Glasscheiben umfasst, um das Abscheiden von Beschichtungsmaterial auf der anderen Fläche zu verhindern, wobei das Mittel zum Abdecken ein flexibles Gewebe umfasst, das an der Transportvorrichtung so festgelegt ist, dass die besagte andere Fläche während eines Beschichtungsvorgangs zumindest teilweise in Kontakt mit dem Gewebe ist.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Spannen der Gewebefläche vorgesehen sind.
Anlage nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe der Transportvorrichtung über einen Kasten oder Rahmen gespannt ist, dessen Fläche vorzugsweise größer als die Fläche der größten zu transportierenden Scheibe ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Anlagenansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe mit einem Ausschnitt versehen ist, dessen Umriss vorzugsweise kleiner als der Umriss der kleinsten zu transportierenden Scheibe ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Anlagenansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung Mittel zum Verbessern der flächigen Berührung zwischen der abzudeckenden Scheibenfläche und der Gewebefläche umfasst.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel als mechanische, am äußeren Rand der Glasscheiben angreifende Spannvorrichtungen ausgeführt sind.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel als von der Rückseite der Gewebefläche her wirkende Sauger ausgeführt sind.
Verfahren zum Versehen von Glasscheiben mit einer Beschichtung, wobei die Glasscheiben durch die Anlage nach einem der vorhergehenden Anlagenansprüchen transportiert werden.