AT501000B1 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR SHARING GLASS, PARTICULARLY FLAT GLASS - Google Patents
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Description
2 AT 501 000 B12 AT 501 000 B1
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Teilen von Glas, insbesondere Flachglas (Float-glass), in Zuschnitte.The invention relates to a method for dividing glass, in particular flat glass (float-glass), in blanks.
Neben den üblichen Verfahren zum Teilen von Glas durch Ritzen und anschließendes Brechen, 5 sind auch andere Verfahren zum Teilen von Glas vorgeschlagen worden.In addition to the usual methods of splitting glass by scribing and then breaking, 5 other methods of glass splitting have also been proposed.
Aus der EA 002296 B1 ist ein Verfahren zum Schneiden von Glas mit Hilfe eines Laserstrahls bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein begrenzter Bereich des Glases durch einen ausgerichteten Laserstrahl zwischen zwei Oberflächen erwärmt, und anschließend abgekühlt, io wobei ein paralleles Laserstrahlbündel verwendet wird, um thermoelastische Restspannungen zu schaffen.From EA 002296 B1 a method for cutting glass by means of a laser beam is known. In this known method, a limited area of the glass is heated by an aligned laser beam between two surfaces, and then cooled, io wherein a parallel laser beam is used to provide residual thermoelastic stresses.
Ein weiteres Verfahren zum Teilen von Glas unter Verwendung von Laserstrahlen ist aus der EA 004167 B1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Laserstrahl verwendet, ins-15 besondere ein CO2-Laser, wobei zunächst ein fokussierter Laserstrahl und dann ein entfokus-sierter Laserstrahl verwendet wird. Mit Hilfe des fokussierten Laserstrahls wird in der vorgesehenen Trennlinie eine die Erweichungstemperatur überschreitende Temperatur erzeugt. Durch Einwirken des entfokussierten Laserstrahls auf das auf einer Temperatur über der Erweichungstemperatur befindliche Glas werden zusätzlich Dehnspannungen gebildet, sodass sich die 20 vorgesehene Trennlinie öffnet.Another method of dividing glass using laser beams is known from EA 004167 B1. In this known method, a laser beam is used, in particular a CO2 laser, wherein initially a focused laser beam and then a degocussed laser beam is used. With the aid of the focused laser beam, a temperature exceeding the softening temperature is generated in the intended dividing line. By applying the defocused laser beam to the glass at a temperature above the softening temperature, tensile stresses are additionally formed so that the dividing line provided opens.
Durch eine Veröffentlichung des Laserzentrum Hannover EV (http//www.lzh.de) ist ein Verfahren zum Trennen von Glaswerkstoffen mittels Laser bekannt. Dieses bekannte Verfahren beruht auf der Mehrfachreflexion eines für Glasstoffe größtenteils transmissiven Nd: YAG-Lasers 25 (MULTIPLE LASER BEAM ABSORPTION, MLBA). Dieses Verfahren setzt einen Nd: YAG-Laser ein, dessen Strahlung je nach Glasstärke mit bis zu 85% transmittiert wird. Durch Mehrfachreflexion des Strahls durch das zu teilende Glas wird die Gesamtabsorption erhöht und eine thermische Spannung über die gesamte Glasdicke induziert. Dabei wird eine Anordnung eingesetzt, die einen Laserkopf, einen am Laserkopf angebrachten oberen Reflektor und einen un-30 terhalb des Glases, also auf der dem Laserkopf gegenüberliegenden Seite des Glases vorgesehenen unteren Reflektor aufweist.Through a publication of the Laser Center Hannover EV (http // www.lzh.de) a method for separating glass materials by means of laser is known. This known method is based on the multiple reflection of a glass material for the most part transmissive Nd: YAG laser 25 (MULTIPLE LASER BEAM ABSORPTION, MLBA). This method uses an Nd: YAG laser whose radiation is transmitted with up to 85% depending on the glass thickness. By multiple reflection of the beam through the glass to be split, the total absorption is increased and induced a thermal stress over the entire glass thickness. In this case, an arrangement is used which has a laser head, an upper reflector mounted on the laser head and a lower reflector provided below the glass, that is to say on the side of the glass opposite the laser head.
Mit diesem Verfahren sollen auch mehrere übereinanderliegende Glasscheiben in einem Arbeitsschritt geteilt werden können, ebenso wie Verbundsicherheitsglas (VSG). 35With this method, several glass panes lying one above the other should be able to be divided in one work step, as well as laminated safety glass (LSG). 35
Die praktische Umsetzung der bekannten Verfahren ist bislang wegen ihrer geringen Leistungsfähigkeit und einem unsicheren Verlauf des Bruches im Glas gescheitert.The practical implementation of the known methods has so far failed because of their low efficiency and an uncertain course of the break in the glass.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren anzugeben, welches die geschilderten 40 Nachteile nicht aufweist, und ein sauberes Teilen von Glas entlang der vorgesehenen Trennlinie erlaubt.The invention has for its object to provide a method which does not have the disadvantages described 40, and allows a clean parts of glass along the intended dividing line.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren, welches die Merkmale von Anspruch 1 aufweist. 45 Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfindungsgemäß eine Anordnung bevorzugt, welche die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungshauptanspruches aufweist.This object is achieved according to the invention with a method having the features of claim 1. 45 For carrying out the method according to the invention an arrangement is preferred according to the invention, which has the features of the independent device main claim.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der 50 erfindungsgemäßen Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred and advantageous embodiments of the method according to the invention and of the arrangement according to the invention are the subject matter of the subclaims.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Glas, insbesondere unter Zwischenfügen einer Schutzglasfläche, auf einer reflektierenden Glasscheibe aufliegt, und der aus dem Laserkopf oberhalb der Glasscheibe (auf der der Reflexionsglasscheibe gegenüberliegenden Seite der zu 55 teilenden Glastafel) austretende Laserstrahl gebündelt durch die Glasscheibe tritt und der von 3 AT 501 000 B1 der Reflexionsglasscheibe reflektierte Laserstahl durch die Reflexionsflächen (Spiegelflächen) auf beiden Seiten der Lasseraustrittsöffnung des Laserkopfes reflektiert wird, ergibt sich beispielsweise und bevorzugt die folgende Vorgangsweise beim erfindungsgemäßen Verfahren beim Herstellen eine Trennung: Durch den ersten Durchtritt des Laserstrahls (gebündelt) durch 5 das Glas wird ein Spalt im molekularen Größenbereich erzeugt. Durch das Erwärmen des Glases in begrenzten Bereichen auf beiden Seiten des so erzeugten Spaltes unter Einwirkung der von den beiden Reflexionsflächen des Reflektors reflektierten Laserstrahlen wird der Spalt geöffnet und es entsteht eine saubere Trennlinie in der Glasscheibe, die genau den gewünschten Verlauf hat. 10Since in the method according to the invention the glass, in particular with the interposition of a protective glass surface, rests on a reflective glass, and the laser beam exiting from the laser head above the glass pane (on the opposite side of the glass pane to the divider pane) exits bundled through the glass pane and the For example, and preferably the following procedure in the inventive method when producing a separation results: by the first passage of the laser beam (bundled 5) the glass creates a gap in the molecular size range. By heating the glass in limited areas on both sides of the gap thus generated under the action of the reflected from the two reflecting surfaces of the reflector laser beam, the gap is opened and there is a clean separation line in the glass, which has exactly the desired course. 10
Bevorzugt sind die Reflexionsflächen (Spiegelflächen) auf beiden Seiten der Austrittsöffnung des gebündelten Laserstahls aus dem Laserkopf zwei Konkavspiegel, die eine längliche, beispielsweise annähernd elliptische, Umrissform besitzen. Bevorzugt ist dabei, wenn die längeren Achsen der Umrisslinien der Reflexionsflächen zueinander unter einem spitzen Winkel ausge-15 richtet sind. Dabei ist eine Anordnung bevorzugt, bei welcher die Austrittsöffnung des (gebündelten) Laserstrahles zwischen den Reflexionsflächen, insbesondere in dem Zwickel zwischen den Reflexionsflächen, liegt und zu einem Ende derselben hin versetzt angeordnet ist. Wird der Laserkopf mit den Reflexionsflächen entlang einer vorgesehenen Trennlinie bewegt, ist eine Ausrichtung bevorzugt, bei welcher die Austrittsöffnung "vor" den Reflexionsflächen liegt. 20The reflection surfaces (mirror surfaces) on both sides of the exit opening of the bundled laser beam from the laser head are preferably two concave mirrors which have an elongate, for example approximately elliptical, outline shape. It is preferred if the longer axes of the contour lines of the reflection surfaces are aligned with each other at an acute angle. In this case, an arrangement is preferred in which the outlet opening of the (collimated) laser beam between the reflection surfaces, in particular in the gusset between the reflection surfaces, and is arranged offset to one end thereof. If the laser head with the reflection surfaces is moved along an intended parting line, an alignment is preferred in which the exit opening is "pre". the reflection surfaces lies. 20
Weitere Einzelheiten und Merkmale sowie Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles. 25 Es zeigt Fig. 1 schematisch eine Anordnung, wie sie zum Teilen von Glas mit Hilfe eines Laserstahls verwendet wird, Fig. 2 eine Ansicht des Reflektors am Laserkopf von unten aus gesehen und Fig. 3 den Reflektor von unten der Fig. 2 aus gesehen.Further details and features and advantages of the method and the arrangement according to the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment. FIG. 2 shows a view of the reflector on the laser head as viewed from below, and FIG. 3 as seen from below of FIG. 2 ,
Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einem Laserkopf 2, an dessen dem zu teilenden 30 Glas 20 gegenüberliegende Austrittsseite 4 ein Reflektor 6 angebracht ist. In dem Reflektor 6 ist eine Durchtrittsöffnung 8 für den gebündelten Laserstrahl 10 vorgesehen. Zu beiden Seiten dieser Durchtrittsöffnung 8 sind konkave Spiegelflächen 12 vorgesehen. Diese Spiegelflächen 12 haben eine länglich ovale Umrissform, wobei die Längserstreckungen 14 der Spiegelflächen 12 unter einem spitzen Winkel zueinander ausgerichtet sind. Vorteilhaft ist es, dass die Durch-35 trittsöffnung 8 für den fokussierten Laserstrahl 10 symmetrisch zu den beiden Spiegelflächen 12 angeordnet ist, jedoch an einem Ende derselben, bevorzugt dem in Bewegungsrichtung (Pfeil A) des Laserkopfes relativ zur Glastafel 20 vorderen Ende, liegt. Die Durchtrittsöffnung 8 für den gebündelten Laserstrahl 10 liegt im Bereich des Zwickels 16 zwischen den Reflexionsflächen 12. Die Reflexionsflächen 12 sind konkav bzw. muldenförmig gekrümmt und grenzen über 40 einen Teil ihrer Länge entlang einer Kante 18 aneinander und gehen an ihren der Durchtrittsöffnung 8 gegenüberliegenden Enden ineinander über.The arrangement according to the invention consists of a laser head 2, to whose the glass 30 to be separated 20 opposite outlet side 4, a reflector 6 is mounted. In the reflector 6, a passage opening 8 is provided for the collimated laser beam 10. On both sides of this passage opening 8 concave mirror surfaces 12 are provided. These mirror surfaces 12 have an elongated oval outline shape, wherein the longitudinal extensions 14 of the mirror surfaces 12 are aligned at an acute angle to each other. It is advantageous that the through-opening 8 for the focused laser beam 10 is arranged symmetrically to the two mirror surfaces 12, but at one end thereof, preferably in the direction of movement (arrow A) of the laser head relative to the glass panel 20 front end. The passage opening 8 for the collimated laser beam 10 is located in the region of the gusset 16 between the reflection surfaces 12. The reflection surfaces 12 are concave or trough-shaped and border over 40 a portion of their length along an edge 18 to each other and go at their the passage opening 8 opposite ends into each other.
Beispielsweise wird beim Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wie folgt gearbeitet: 45 Das zu teilende (Flach-) Glas 20 wird über ein Schutzglas 22 auf eine Reflexionsglasscheibe 24 aufgelegt, die an ihrer Unterseite 26 verspiegelt ist. Unterhalb der Reflexionsglasscheibe 24 kann noch eine elektrostatische Unterlage 28 vorgesehen sein, welche die Anordnung aus Glas 20, Schutzglas 22 und Reflexionsglasscheibe 24 durch elektrostatische Kräfte zusammenhält, sodass diese fixiert sind. 50For example, in carrying out the method according to the invention, the following procedure is used: The (flat) glass 20 to be divided is placed over a protective glass 22 on a reflection glass pane 24, which is mirrored on its underside 26. Below the reflective glass pane 24, an electrostatic support 28 may be provided, which holds together the arrangement of glass 20, protective glass 22 and reflective glass pane 24 by electrostatic forces, so that they are fixed. 50
Wird nun ein gebündelter Laserstrahl 10 aus dem Laserkopf 2 durch die Durchtrittsöffnung 8 im Reflektor 6, der unterhalb des Laserkopfes 2, also auf seiner dem zu teilenden Glas 20 zugekehrten Seite angeordnet ist, gegen das Glas 20 gerichtet, so tritt dieser Strahl 10 durch das Glas 20 bis er von der Reflexionsfläche 26 der Reflexionsglasscheibe 24 reflektiert wird. Bei 55 diesem Durchtritt erzeugt der gebündelte Laserstrahl 10 im Glas 20 einen Spalt 21, der sehrIf now a collimated laser beam 10 from the laser head 2 through the passage opening 8 in the reflector 6, which is arranged below the laser head 2, ie on its side facing the glass 20 facing side, directed against the glass 20, then this beam 10 passes through the Glass 20 until it is reflected by the reflection surface 26 of the reflective glass 24. At this passage, the collimated laser beam 10 in the glass 20 produces a gap 21 which is very high
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