VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM AUFTEILEN EINER BESCHICHTETEN ROHGLASTAFEL IN EINZELGLASSCHEIBEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufteilen einer einseitig beschichteten, dünnen rechteckigen oder quadratischen Rohglastafel in rechteckige oder quadrati¬ sche Einzelglasscheiben. Aufteilen meint Ritzen einer Rohglas¬ tafel entlang nach einer computererfassten Aufteilungskontur festgelegten imaginären Trennlinien mit einer computergesteu- erten Ritzeinrichtung und Brechen beziehungsweise Trennen in den Ritzlinien zu Einzelglasscheiben.
Die Erfindung befasst sich insbesondere mit dem Aufteilen von sogenannten PDP-Rohglastafeln (Plasma-Display-Panels) oder TFT-Rohglastafeln (Thin-Film-Transistor) . Bei solchen be¬ schichteten, relativ dünnen Gläsern ist es schwierig, geradli¬ nige und glatte Bruchkanten ohne zum Beispiel muschelige Bruchstellen oder Haarrisse oder nachträglichen Ausbruch er¬ zeugende Spannungen im Bruchkantenbereich zu erhalten.
Beschichtungen für PDP-Glasscheiben besitzen einen Schichtauf¬ bau aus mehreren Einzelschichten, die zunächst auf dem Glas aufgebracht werden und in einem anschließenden Temperschritt verfestigt und dabei untereinander und mit der Glasscheibe verbunden werden. Vor diesem Temperschritt ist die Beschich- tung sehr empfindlich und kann durch mechanische Einwirkung leicht beschädigt werden.
Aus ökonomischen Gründen ist es erwünscht, PDP-Glasscheiben nicht einzeln herzustellen, das heißt einzelne Glasscheiben der gewünschten Endgröße zu beschichten, sondern aus einer großen Rohglastafel, die bereits beschichtet ist, einzelne PDP-Scheiben herauszulösen. Da jedoch beschichtete Rohglasta¬ feln, die mehrere Einzelglasscheiben mit Abmessungen üblicher
Bildschirmgrößen von 30 bis 60 Zoll Bildschirmdiagonale umfas¬ sen, nicht oder nur unter extrem hohem technischen Aufwand ge¬ tempert werden können, müssen beschichtete Rohglastafeln zu¬ nächst in Einzelglastafeln geschnitten werden, bevor sie ge- tempert werden können. Bei Verwendung herkömmlicher Verfahren zum Trennen von Rohglastafeln in Einzelglasscheiben würde je¬ doch die ungetemperte Beschichtung beschädigt werden. Dies kann durch absplitternde Glaspartikel vor allem während des Anritzens der Rohglastafel mit Schneidewerkzeug, sowie während des Brechens der Rohglastafel geschehen.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit denen insbesondere bei den genannten Problem¬ gläsern geradlinige und glatte, ebenflächige ausbruchfreie Bruchkantenflächen erzeugt werden können, ohne dass die Be¬ schichtung beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden beispiel¬ haft näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1: eine Draufsicht auf eine beschichtete Rohglastafel mit Trennlinien
Figur 2a-g: schematisch das erfindungsgemäße Verfahren in der
Seitenansicht
Figur 3a-j : schematisch das erfindungsgemäße Verfahren in der
Draufsicht
Die Rohglastafeln 1 sind zum Aufteilen bereits wie aus Figur 1 erkennbar vorbereitet, indem entlang virtueller Trennlinien 3, 4, 5, 6, 11, 12, 13 beidseits die Beschichtung in einer Ent- schichtungsspur 15 nicht vorhanden ist. Die Breite der Spur 15 beträgt zweckmäßigerweise 5 - 10 mm, insbesondere 6 - 8 mm, wobei die jeweilige Trennlinie zweckmäßigerweise in der Quer¬ mitte der Spur 15 liegt.
Die computererfasste erfindungsgemäß verwendete Aufteilung sieht vor, schmale Randbereiche 7, 8, 9, 10 der Rohglastafel 1 zum Ritzen und Abbrechen festzulegen, so dass diese Randberei¬ che mit herstellungsbedingten, groben Außenkanten weg gebro¬ chen und aus den verbleibenden Bereichen der Rohglastafel 1 die gewünschten Einzelglasscheiben 14 erzeugt werden können. Die Einzelglasscheiben 14 weisen jeweils ein rechteckiges oder quadratisches Beschichtungsfeld 2 auf, das von einem Teilbe¬ reich, zum Beispiel einer Hälfte, der jeweiligen Spuren 15 eingerahmt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren, sowie die erfindungsgemäße Aufteilungsvorrichtung arbeiten mit horizontal hintereinander auf geringem Abstand 30 von zum Beispiel 5 - 20 cm angeordne¬ ten Transportelementen 16, 20, deren Transportflächen 17, 21 in einer horizontalen Ebene liegen (Figur 2a, b) .
Ein Antransportelement 16 und ein Abtransportelement 20 sind jeweils vor- und zurücklaufend getrennt angetrieben (zum Bei¬ spiel Pfeilrichtung 19, 19a, 18) . Jedes Transportelement 16, 20 kann aus einem oder mehreren breiten, nebeneinander ange- ordneten Transportbändern oder aus mehreren nebeneinander an¬ geordneten Transportriemchen bestehen. Gleichermaßen verwend¬ bar sind Transportrollen oder Transportröllchenbahnen.
Unterhalb oder in der Lücke 30 ist unter der Ebene der Trans¬ portflächen (17, 21) beziehungsweise der Ebene der oberen Trums (17, 21) eine verfahrbare Lasertrenneinrichtung 22 ange¬ ordnet, die einen in die Lücke 30 gerichteten Laserstrahl er- zeugt. Die Lasertrenneinrichtung 22 ist auf- und abfahrbar be¬ ziehungsweise schwenkbar, sowie quer zur Transportrichtung 19, 19a unterhalb der Ebene der oberen Trums 17, 21 verfahrbar. Die Lasertrenneinrichtung 22 verfügt außerdem über eine im Ab¬ stand zum Laserstrahl einstellbare Kühleinrichtung, die die mit dem Laserstrahl beaufschlagten Stellen entlang einer Trennlinie unmittelbar danach kühlt. Die Kühleinrichtung weist zum Beispiel eine Aerosolblaseinrichtung zum Verblasen eines Luft- Wasser-Gemisches auf.
Des Weiteren ist oberhalb der Lücke 30 und oberhalb der Ebene der oberen Trums 17, 21 eine auf- und abfahrbare obere sich parallel zur Lücke 30 erstreckende Brechleiste 24 angeordnet, die eine konisch zulaufende Brechscheitelkante von zum Bei¬ spiel 1 - 4 mm, insbesondere von 2 - 3 mm Breite aufweist. Vorzugsweise weist die obere Brechleiste Holz oder einen mit¬ telharten Kunststoff auf, der die Rohglastafel 1 nicht schä¬ digt und eine definierte Krafteinleitung gewährleistet.
In Kombination mit der oberen Brechleiste 24 ist unterhalb der Lücke 30 eine in die Lücke verfahrbare, sich parallel zur obe¬ ren Brechleiste erstreckende untere Brechleiste 26 vorgesehen, deren Brechscheitelkante nicht vertikal unterhalb der Brech¬ scheitelkante der oberen Brechleiste, sondern in Transport¬ richtung 19 versetzt angeordnet ist, wenn sich die untere Brechleiste in ihrer Arbeitsstellung befindet (Figur 2b) . Vor¬ teilhafterweise ist die untere Brechleiste 26 in Transport¬ richtung 19a in eine Position verfahrbar, in der sie in Trans¬ portrichtung 19a versetzt angeordnet ist. Alternativ ist an
dieser Stelle eine zweite untere Brechleiste vorgesehen (nicht dargestellt) .
Wesentlich ist, dass das Abtransportband 20 um eine horizon- tale, quer zur Transportrichtung 19 zweckmäßigerweise im Be¬ reich einer Trennlinie 12 (Figur 2d) oder vorzugsweise verti¬ kal unter oder neben einer Trennlinie 12 liegende Achse nach oben kippbar angeordnet ist und Mittel zum entsprechenden Kip¬ pen und Zurückfahren vorgesehen sind.
Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Folgenden anhand der Figuren 2 und 3 näher erläutert.
Die Rohglastafel 1 wird auf das Antransportband 16 platziert. Durch Umlaufen des Antransportbands 16 in Umlaufrichtung 18 wird die Rohglastafel 1 in Transportrichtung 19 bewegt. Die Rohglastafel 1 wird soweit transportiert, bis die Trennlinie 3 über der Lücke 30 zu liegen kommt (Figur 2a) . Dies geschieht mit Hilfe von Positionieranschlägen (nicht dargestellt) , die die Rohglastafel 1 aufhalten.
Die Lasertrenneinrichtung 22 zum Ritzen der Rohglastafel 1 wird entlang der Trennlinie 3 quer zur Transportrichtung 19 gefahren, wobei die mit dem Laserstrahl von unten beaufschlag- ten Stellen der Rohglastafel 1 entlang der Trennlinie 3 er¬ hitzt werden. Die unmittelbar nachgeführte Kühleinrichtung bläst ein Aerosol aus Luft und Wasser auf die beaufschlagten Stellen. Die entstehenden Zugspannungen bewirken entlang der Trennlinie 3 eine Sollbruchstelle. Anschließend wird die obere Brechleiste 24 mit ihrer Brechscheitelkante auf die Trennlinie 3 auf der Oberseite der Rohglastafel 1 gedrückt, wobei das Be- schichtungsfeld 2 nicht berührt wird (Figur 2b) . Anschließend wird die untere Brechleiste 26 im Randbereich 7 gegen die Unterseite der Rohglastafel 1 angehoben, bis der Randbereich 7
entlang der Sollbruchstelle nach oben weg bricht (Figur 2c und 3b) . Der Randbereich 7 fällt nach unten und wird über Leitble¬ che entfernt.
Die Positionieranschläge werden entsprechend den gewünschten Abmessungen der aus der Rohglastafel 1 herauszutrennenden Ein¬ zelglasscheibe 14 neu positioniert. Anschließend werden das Antransportband 16 und das Abtransportband 20 in Umlaufrich- tung 18 bewegt, so dass die Rohglastafel 1 in Transportrich- tung 19 bis zum Anschlag an die Positionieranschläge transpor¬ tiert wird.
Die Rohglastafel 1 kommt mit der Trennlinie 12 über der Laser¬ trennvorrichtung 22 zu liegen (Figur 2d) . Die Rohglastafel 1 liegt sowohl auf dem Trum 17 des Antransportbandes 16 als auch auf dem Trum 21 des Abtransportbandes 20 flach auf.
Wiederum wird die Rohglastafel 1 von unten mit der Lasertrenn¬ vorrichtung 22 "angeritzt" (Figur 2d) und die obere Brech- leiste 24 wird auf der Trennlinie 12 von oben auf die Ober¬ seite 25 der Rohglastafel 1 gedrückt (Figur 2e) . Zum Brechen der Rohglastafel 1 wird das Abtransportband 20 um eine Dreh¬ achse nach oben verkippt, die in der Trennlinie 12 liegt. Während des Verkippens bewegt sich das Abtransportband 20 in Umlaufrichtung 18, so dass während des Biegens und zumindest bis zum Bruch eine senkrecht zur Biegeachse von der Trennlinie weg gerichtete Zugkraft ausgeübt wird und unmittelbar nach dem Brechen der Rohglastafel 1 eine entstehende erste Glasscheibe 27 in einer Transportrichtung 20a von der restlichen Rohglas- tafel 1 weg bewegt wird (Figur 2e,f, 3c) . Eine entstehende Kante 28 der restlichen Rohglastafel 1 und eine entstehende Kante 29 der ersten Glasscheibe 27 reiben somit nicht schar¬ nierartig aufeinander, sondern bleiben wegen des sich sofort zwischen ihnen bildenden Zwischenraums 30a unversehrt. Das
Abtransportband 20 wird anschließend zurück in seine Aus¬ gangsstellung gekippt (Figur 2g) .
In einer Variante des Ausführungsbeispiels liegt die Drehachse in der Ebene der ersten Glasscheibe 27 einige Millimeter von der Trennlinie entfernt parallel zu dieser, sodass sich die Bruchkanten 28, 29 direkt nach dem Brechen noch schneller von¬ einander entfernen.
In einer weiteren Variante wird zusätzlich zur ersten Glas¬ scheibe 27 auch auf die restliche Rohglastafel 1 eine Zugspan¬ nung in einer Transportrichtung 16a ausgeübt, indem Antransportband 16 gegen die Umlaufrichtung 18 angetrieben wird.
Die abgetrennte erste Glasscheibe 27 wird nun um 90° in der Horizontalen gedreht (Figur 3g) und wie in den Figuren 3h-j dargestellt weiter verarbeitet. Der Randbereich 10 wird mit Hilfe der oberen und unteren Brechleiste 24, 26 ähnlich wie oben anhand der Figuren 2a-c beschrieben entfernt (Figur 3h) , anschließend eine erste Einzelglasscheibe 14 durch Verkippen des Abtransportbandes 20 bei gleichzeitigem Umlaufen in Um¬ laufrichtung 18 unter Erzeugung glatter Bruchkanten abgetrennt (Figur 3i) . Von der verbleibenden Glasscheibe wird der Randbe- reich 9 abgetrennt (Figur 3i) , indem die Glasscheibe zunächst auf das Abtransportband 20 transportiert wird. Anschließend wird analog zu der Vorgehensweise beim Abbrechen der Randbe¬ reiche 7, 10 die obere Brechleiste 24 nun allerdings in Kombi¬ nation mit der zweiten unteren Brechleiste gebrochen. Alterna- tiv wird die untere Brechleiste 26 in Transportrichtung 19a verschoben, bis sie sich in einer Position unterhalb des Rand¬ bereichs 9 befindet, von wo aus sie gegen die Glasscheibe ge¬ hoben wird.
In einer Variante des Ausführungsbeispiels finden die Verein¬ zelungsschritte wie in den Figuren 3g-j dargestellt auf einer zusätzlichen Aufteilungsvorrichtung statt, die entsprechend der ersten ausgebildet ist. Dies erhöht vorteilhafterweise den Durchsatz.
In einer anderen Variante des Ausführungsbeispiels wird wie in den Figuren 3d-f dargestellt die erste abgetrennte Glasscheibe 27 quer zur Transportrichtung 19 auf eine weitere Aufteilungs- Vorrichtung weiter transportiert, wobei die Transportbänder dieser Aufteilungsvorrichtung um 90° zur Transportrichtung 19 gedreht sind. Die Weiterverarbeitung entspricht der bereits dargestellt Vorgehensweise.
In einer weiteren Variante werden zunächst entlang mehrerer, bzw. entlang aller Trennlinien 3, 4, 5, 6 Sollbruchstellen durch Zugspannungen eingebracht, bevor die Randbereiche 7, 8, 9, 10 entlang der Trennlinien gebrochen werden.
Durch das Einbringen einer Sollbruchstelle auf der von der Be- schichtung abgewandten Oberfläche der Rohglastafel mit der Lasertrennvorrichtung und anschließendes Brechen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise mit der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung bleibt die Beschichtung unbeschädigt.
Es werden Einzelglasscheiben 14 mit glatten, ausbruchfreien Bruchkantenflächen erhalten, deren Qualität, die durch das Lastertrennverfahren erhalten wird, nicht sofort wieder im Brechvorgang beeinträchtigt wird. In einem anschließenden Tem- perschritt der Einzelglasscheiben wir die Beschichtung falls nötig verfestigt, beispielsweise wenn es sich um eine PDP-Roh- glastafel handelt.
Selbstverständlich sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht auf das Aufteilen beschich¬ teter dünner Rohglastafeln beschränkt, sondern können bei allen Glastafeln eingesetzt werden, die unter Erhalt glatter, ausbruchfreier Bruchkantenflächen in Einzelglasscheiben aufge¬ teilt werden sollen.