DE2350501A1

DE2350501A1 - Verfahren und vorrichtung zum trennen eines glasartigen oder vitrokristallinen plattenmaterials

Info

Publication number: DE2350501A1
Application number: DE19732350501
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Coopmans; Andre Raes; Willy Verheyen
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1972-10-12
Filing date: 1973-10-08
Publication date: 1974-04-25
Also published as: ES419780A1; AR209266A1; IE38354B1; NO134614C; ZA737815B; IL43369A0; FR2202855B1; IL43369A; JPS4975622A; BE805695A; GB1441650A; IT996775B; NO134614B; ES419779A1; CA996460A; SE403280B; FR2202855A1; IE38354L; AU6093573A; US3932726A

Description

DR. MÜLLER-BORfi DlPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-ING. PINSTERWALD DIPL.-ING. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE

D/S/Gl - G 235?

GLAVERBEL-MECANIVER, Watermael-Boitsfort,

Belgien

Verfahren und Vorrichtung zum Trennen eines glasartigen oder vitrokristallinen Plattenmaterials

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen eines glasartigen oder vitrokristallinen Plattenmaterials längs einer vorherbestimmten Linie, wobei bei der Durchführung dieses Verfahrens Kräfte thermischen Ursprungs in dem Plattenmaterial durch Bestrahlen mit wenigstens einem Laserstrahl induziert werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Unter dem Begriff "vitrokristallines Material" ist ein Mate-, rial zu verstehen, das durch Wärmebehandlung von Glas zur Erzeugung der Bildung von einer oder mehreren kristallphasen behandelt worden ist.

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Es ist bekannt, dass glasartiges Plattenmaterial durch. Bestrahlung des Materials mit einem Laserstrahl getrennt werden kann.. Die GB-PS 1 246 481 beschreibt ein Verfahren zum Trennen eines glasartigen Plattenmaterials durch Bestrahlung des Materials mit einem COp-Laser. Ein derartiger Laser wird deshalb ausgewählt, da er eine solche Wellenlänge besitzt, dass seine Energie sehr stark von dem glasartigen Material absorbiert wird. Infolge dieser Energieabsorption werden thermomechanische Spannungen in dem Plattenmaterial erzeugt, die seine Fraktur bewirken.

Diese bekannte Methode ist im Hinblick auf die Dicken des Plattenmaterials, das getrennt werden kann, begrenzt. Insbesondere lässt sich das Verfahren nicht in zuverlässiger Weise zum Trennen von glasartigen Platten mit Dicken von mehr als f? mm anwenden. Darüberhinaus bricht bei der Durchführung der bekannten Verfahren das Plattenmaterial manchmal längs Linien, welche von der Linie abweichen, die von dem Laserstrahl abgefahren wird.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das zum Trennen von glasartigem und vitrokristallinem Plattenmaterial mit einem wesentlich breiteren Dickenbereich angewendet werden kann. Die Erfindung soll ferner ein Verfahren schaffen, bei dessen Durchführung derartige Plattenmaterialien mit einer Schnelligkeit geschnitten werden können, die bei der Herstellung von Flachglas erforderlich sind, um kontinuierlich hergestellte Glasbänder zur Entfernung der dickeren Bandränder zu schneiden.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zum Schneiden eines glasartigen oder vitrokristallinen Plattenmaterials längs einer vorherbestimmten Linie zur Verfügung gestellt, wobei bei der Durchführung dieses Verfahrens trennende Kräfte thermischen Ursprungs in dem Plattenmaterial durch Bestrahlung desselben mit

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wenigstens einem Laserstrahl induziert werden. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bestrahlung des Materials ein Einkerben der Platte längs der Trennlinie vorausgeht.

Die Erfindung bietet den sehr bedeutsamen Vorteil, dass sie zum Trennen von glasartigen und vitrokristallinen Platten mit einem breiten Dickenbereich von weniger als 5 mm bis mehr als 5 mm angewendet werden kann. Die Erfindung kann zum Trennen von dicken Platten eingesetzt werden, beispielsweise von Platten mit einer Dicke von 10 mm oder darüber.

Ein anderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Linie, längs welcher das Material tatsächlich getrennt wird, streng durch die Einkerbungslinie bestimmt wird, und" zwar auch dann, wenn die von dem Laserstrahl abgefahrene Spur leicht von einer derartigen Einkerbungslinie abweicht. Der Verlauf der Einkerbungslinie kann natürlich leicht und genau gesteuert werden. -

Ein anderer wichtiger Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Trennoperation gegenüber mechanischen Spannungen, die in dem Plattenmaterial bereits vorherrschen, unempfindlich oder wenig empfindlich ist. Insbesondere dann, wenn die beabsichtigte Trennungslinie, längs welcher das Material eingekerbt wird, einen Fehler in dem Material kreuzt, hat der Fehler höchstens eine lokale Unregelmässigkeit in den getrennten Kanten des Materials zur Folge und verursacht keine einen Bruch bewirkenden Spannungen, die sich willkürlich von der beabsichtigten Trennungslinie weg erstrecken. Die Fraktur folgt der Einkerbungslinie, und zwar, falls nicht durch die Fehlerstelle, dann wenigstens bis zu der Grenze oder bis zu den Grenzstellen des Fehlers, die durch eine derartige Linie geschnitten werden. .

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Es wurde ferner gefunden, dass das erfindungsgemässe Verfahren oft das Trennen eines gegebenen glasartigen oder vitrokristallinen Materials mit einem Laserstrahl mit einer Energie ermöglicht, die geringer ist als sie dann erforderlich ist, wenn die bisher bekannte Methode des Schneidens mit einem Laserstrahl angewendet wird.

Eine der derzeitigen Anforderungen bei der Glasherstellung geht dahin, dass glasartiges Plattenmaterial sehr schnell geschnitten werden muss (so wie dies beispielsweise erforderlich ist, um kontinuierlich übermässig dicke Ränder eines Glasbandes zu entfernen, das mit hoher Geschwindigkeit in einer Ziehmaschine erzeugt wird), wobei ausserdem Kanten erhalten werden müssen, die frei von Zackenbildungen oder ähnlichen Unrelgemässigkeiten sind.

Das bekannte Verfahren zum Trennen eines glasartigen Plattenmaterials unter Anwendung von Spannungen thermischen Ursprungs, die durch einen stark absorbierten Laserstrahl induziert werden, können zum Trennen von ziemlich dünnen Platten verwendet werden, d.h. Plattenmaterialien mit einer Dicke von 3 bis 4 mm. Oft stellt man jedoch fest, dass die Kanten der getrennten Platten Defekte aufweisen, die mit dem blossen Auge ersichtlich sind und es unmöglich machen, die Platten ohne eine weitere Behandlung, wie beispielsweise einem Schleifen oder Feuerpolieren, für hochqualitative Zwecke weiter zu verarbeiten.

Es wurde gefunden, dass das erfindungsgemässe Verfahren, wie es vorstehend definiert worden ist, das Auftreten derartiger Defekte in den Rändern vermeidet, vorausgesetzt, dass eine einfache, jedoch wichtige Vorsichtsmaßnahme getroffen wird. Diese Vorsichtsmaßnahme betrifft die Art und Weise, in welcher das Einkerben des Plattenmaterials durchgeführt wird.

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Es ist natürlich bekannt, dass glasartiges Plattenmaterial durch Einkerben des Materials sowie durch anschliessendes Einwirkenlassen von äusseren mechanischen Kräften, die ein Aufbrechen des Plattenmaterials längs der Einkerbungslinie bewirken, getrennt werden kann. Diese Maßnahme stellt das übliche Verfahren zum Schneiden von Glas dar und wird manuell sowie bei der automatischen Massenproduktion und in Verarbeitungsanlagen angewendet. Wenn auch die üblichen Methoden und Arbeitsbedingungen eines Einkerbwerkzeuges eingehalten werden können, wenn die erfindungsgemässe Einkerbstufe durchgeführt wird, so hat es sich dennoch in Bezug auf eine merkliche Verbesserung der Ergebnisse, was die Qualität der abgetrennten Kanten betrifft, als zweckmässig erwiesen, wenn das Einkerben unter einem wesentlich geringeren Einkerbwerkzeug-Druck durchgeführt wird als bei der Durchführung der bekannten Methoden. Es ist überraschend, dass eine derartige Verbesserung auf die Einhaltung eines anormal geringen Werkzeugdruckes zurückzuführen ist, Tatsache ist jedoch, dass die Kombination aus einem derartig niedrigen Werkzeugdruck und der Bestrahlung des Materials mit einem Laser äusserst bemerkenswerte Ergebnisse bewirkt. Das Verfahren, das auf eine derartige Kombination zurückgreift, ermöglicht ein schnelles und zuverlässiges Trennen von glasartigen oder vitrokristallinen Plattenmaterialien. Die getrennten Kanten sind dabei frei von den üblichen leicht feststellbaren Unregelmässigkeiten. Die genannte Methode bietet diese Vorteile, wenn sie zum Trennen von dünnen Platten angewendet wird, beispielsweise Platten mit einer Dicke von 3 bis 4 mm, sowie zum Trennen von dicken Platten, beispielsweise Platten mit einer Dicke von bis zu 10 mm oder darüber.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung, der eine besondere . Bedeutung zukommt, wird das Einkerben unter Einhaltung eines Einkerbwerkzeug-Druckes durchgeführt, der derartig gering ist, dass die getrennten Plattenränder frei von wahrnehmbaren Unregelmässigkeiten sind.

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Vorzugsweise liegt der Einkerbwerkzeug-Druck unterhalb 1 kg. Diese bevorzugte maximale Druck liegt deutlich unterhalb der Drucke, die in üblicher Weise eingehalten werden, und die bisher als notwendig zum Einkerben von Glas als Vorbehandlung zu einem Brechen angesehen worden sind. Hält man diesen Einkerbwerkzeug-Druck unterhalb 1 kg, wenn die erfindungsgemäss Einkerbstufe durchgeführt wird, dann ist gewährleistet, dass die getrennten Kanten eine sehr hohe Qualität aufweisen.

Die Erkenntnis, dass -die Einhaltung eines niedrigen Werkzeugdruckes diesen überraschenden Effekt liefert, wird noch durch die Tatsache verstärkt, dass das Verfahren defektfreie abgetrennte Ränder auch dann liefert, wenn der Einkerbwerkzeug-Druck so niedrig ist, dass das eingekerbte Plattenmaterial nicht genau längs der Einkerbungslinie bricht, wenn es von aussen angelegten Biegekräften ausgesetzt wird, die quer zu der Einkerbungslinie angreifen. Die Erfindung sieht Ausführungsformen vor, bei deren Durchführung der Einkerbwerkzeug-Druck derartig gering ist, dass die eingekerbte Platte diesen negativen Test besteht.

Das zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahren eingesetzte Einkerbwerkzeug kann ein vferkzeug jedes bekannten Typs sein, beispielsweise kann es sich um einen Diamanten oder um ein Wolframearb id-Werkzeug handeln.

Vorzugsweise wird nach dem Einkerben das Trennen des eingekerbten Plattenmaterials nur durch die Kräfte bewirkt, welche durch die Einwirkung des oder der Laserstrahlen induziert werden. Die Erfindung schliesst jedoch nicht Methoden aus, bei deren Ausführung eine mechanische Kraft auf das Material einwirken gelassen wird, um eine Teilung des Materials längs der Einkerbungslinie zu unterstützen.

Zwei oder mehrere identische Laserstrahlen können zum Bestrahlen

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des Plattenmaterials an verschiedenen Abschnitten der Länge einer gegebenen Einkerbungslinie verwendet werden. Das Plättenmaterial kann auf diese Weise schneller getrennt werden.

Vorzugsweise werden die thermischen Spannungen, die ein Trennen bewirken, durch zwei oder mehrere Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen induziert, wobei das zu trennende Material, verschiedene Transparenzgrade bezüglich der verschiedenen Strahlen aufweist. Dieses Merkmal begünstigt eine günstigere > Energiespannungsverteilung durch die Dicke des Materials hinweg und ermöglicht säubere getrennt und zackenfreie Kanten, die sich sehr einfach erhalten lassen.

Darüber hinaus kann die Energie der einzelnen Laser relativ gering sein. Die zwei Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen können in der Weise ausgerichtet werden, dass sie zu einem gegebenen Zeitpunkt gleichzeitig den gleichen Fleck auf dem Plattenmaterial bestrahlen. Es ist jedoch auch möglich, dass die verschiedenen Strahlen benachbarte Flecken bestrahlen. Durch Anwendung von zwei oder mehreren Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen kann das Verfahren gegenüber Variationen in der Dicke eines Plattenmaterials längs der Trennungslinie weniger unempfindlich gemacht werden.

Gemäss bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird eine relative Bewegung zwischen einem Laserstrahl oder Laserstrahlen und dem Plattenmaterial erzeugt, welche bewirkt, dass das Material progressiv durch einen derartigen Strahl oder derartige Strahlen längs der Trennungslinie bestrahlt wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Trennungs längs der Einkerbungslinie beliebiger Länge mittels eines Strahls oder mittels Strahlen zu bewirken, der bzw. die einen Flecken des Materials zu einem Zeitpunkt bestrahlt bzw. bestrahlen. Auf diese Weise kann man eine genau gesteuerte progressive Trennung des Platten-

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materials längs der Einkerbungslinie durchführen. Der Laserstrahl (oder die Laserstrahlen) wird vorzugsweise nicht unterbrochen, so dass das Plattenmaterial in jeder Position längs der Trennungslinie bestrahlt wird. Die Intensität des oder eines jeden Laserstrahls wird vorzugsweise derartig ausgewählt, dass sie bei dem niedrigsten Wert oder in der Nähe des niedrigsten Wertes liegt, welcher bei der ausgewählten Geschwindigkeit der relativen Bewegung wirksam ist. In diesem Falle werden unnötig hohe Energiekonzentrationen auf oder in der Nähe der Oberfläche des Plattenmaterials vermieden, was, wie bereits erwähnt worden ist, ein wichtiger Faktor bezüglich der Qualität der getrennten Kanten ist.

Vorzugsweise wird das Plattenmaterial gleichzeitig längs der Trennungslinie von einem Werkzeug, welches das Material einkerbt, sowie von dem Laserstrahl oder den Laserstrahlen abgefahren. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Platte längs der Trennungslinie bestrahlt wird, während das Material noch eingekerbt wird. Derartige Ausführungsformen der Erfindung sind im Hinblick auf die Zeitersparnis vorteilhaft. Darüber hinaus ist es gewöhnlich bei einem Vorgehen auf diese Weise einfacher, zu gewährleisten, dass die auf dem Plattenmaterial durch den Laserstrahl oder die Laserstrahlen abgefahrene Linie .genau mit der Linie zusammenfällt, die von dem Einkerbungswerkzeug abgetastet wird. ·

Die Erfindung sieht Methoden vor, bei deren Ausführung das glasartige oder vitrokristalline Plattenmaterial sich in kontinuierlicher Bewegung während des Einkerbens sowie der Laserstrahlenbestrahlung befindet. Im allgemeinen ist es zweckmässig, das Plattenmaterial kontinuierlich während des Einkerbens und der Bestrahlung zu bewegen. Erfolgt das Schneiden des Plattenmaterials parallel zu seiner Bewegungsrichtung, dann können

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das Einkerbungswerkzeug sowie der Laserstrahl oder die Laserstrahlen stationär sein. In jedem Falle ist es jedoch unabhängig von der Orientierung der Trennungslinie oder der Trennungslinien bezüglich der Bewegungsrichtung des Plattenmaterials zweckmässig, das Plattenmateriax dann zu trennen, wenn es kontinuierlich bewegt wird. Das Material kann beispielsweise dann getrennt werden, wahrend es längs eines Teils eines Produktionsbandes läuft. Flachglas kann beispielsweise getrennt werden, während es kontinuierlich aus einem Kühlofen abgezogen wird»

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung im Hinblick auf ein Trennen eines kontinuierlichen Glasbandes. Die Erfindung kann beispielsweise zum Trennen eines endlosen Glasbandes an dem Auslass eines Kühlofens in vorherbestimmte Längenabschnitte und/ oder zum Trennen eines derartigen Bandes längs seiner Ränder eingesetzt werden.

Die Erfindung sieht ferner eine Vorrichtung zum Trennen eines glasartigen oder vitrokristallinen PJLattenmaterials nach dein erfindungsgemässen Verfahren, wie es vorstehend definiert worden ist, vor. Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die zum Trennen von glasartigem oder vitrokristallinem Plattenmaterial geeignet ist. Sie weist eine Einrichtung zum Stützen des Plattenmaterials, eine Einrichtung zum Emittieren eines Laserstrahls zur Induzierung von Trennkräften thermischen Ursprungs in dem Plattenmaterial sowie eine Einrichtung zur .Bewirkung einer relativen Bewegung zwischen dem Laserstrahl unddem Plattenmaterial, um den Strahl längs einer gewünschten Trennungslinie zu führen, auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem mit einem Werkzeug zum Einkerben des Plattenmaterials längs der Trennungslinie vor dem Bestrahlen des Materials längs dieser Linie durch den Laserstrahl ausgerüstet ist.

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Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht ein Trennen von Glasmaterial und vitrokristallinem Glasmaterial in Plattenform innerhalb eines "breiten'Dickenbereiches längs einer vorherbestimmten Linie. Die Erfindung kann darüber hinaus dieses Ergebnis erzielen, ohne dass dabei in dem zu trennenden Material bereits vorherrschende willkürliche Spannungen stören. Ein Laserstrahl mit einer Energie, die geringer ist als die Energie, die bei der Durchführung der bekannten Schneidemethoden unter Einsatz eines Laserstrahls erforderlich ist, kann oft verwendet werden.

Vorzugsweise befindet sich das Einkerbwerkzeug unter einer Belastung unterhalb 1 kg. Dieses Merkmal gewährleistet, dass die getrennten Plattenränder eine gute Qualität aufweisen.

Diese Belastung wird vorzugsweise durch ein Gewicht ausgeübt, das auf dem Einkerbwerkzeug sitzt. Auf diese Weise ist es möglich, Dickeveränderungen des zu trennenden Plattenmaterials zu vermeiden. Eine bessere Steuerung der Belastung wird auf diese Weise erzielt.

Bei bestimmten Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung weist diese eine den Laserstrahl dirigierende Einrichtung auf, die aus wenigstens einer Komponente besteht, welche verschiebbar ist, so dass ein derartiger Strahl das Plattenmaterial längs der Trennungslinie durchqueren kann, wobei diese dirigierende Einrichtung auf einem beweglichen Träger für das Einkerbwerkzeug befestigt ist. Dies ist eine sehr zweckmässige Anordnung, welche bewirkt, dass das Plattenmaterial gleichzeitig von dem Einkerbwerkzeug und dem oder den Laserstrahlen abgefahren wird. Eine gesteuerte Zunahme der Fraktur des Materials längs der Einkerbungslinie kann unabhängig davon bewirkt werden, ob dieses Material stationär ist oder sich in Bewegung befindet. Im letzteren Falle ist die Beziehung zwischen der Bewegungsrich-

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tung und der Verschiebungsrichtung des fleckenartigen Einfallens des Laserstrahls auf das Plattenmaterial· ohne Bedeutung.

Die Erfindung sieht eine Vorrichtung vor, in der sich eine den Laserstrahl dirigierende Einrichtung befindet, die aus wenigstens einer optischen Einrichtung "besteht, die zwischen der Laserstrahlenquelle und dem Plattenmaterial vorgesehen ist. Greift man auf dieses Merkmal zurück, dann besteht die Möglichkeit der Auswahl der zweckmässigsten Lokalisierung der Laserstrahlenquelle, und zwar ausserhalb der Richtung des Laserstrahls, in der dieser auf das Plattenmaterial auftrifft. Die Laserstrahlenquelle kann in einer fixierten Position befestigt sein. Die oder wenigstens eine dieser optischen Vorrichtungen zwischen der erwähnten Quelle und dem Plattenmaterial kann verschoben werden, so dass der Strahl den gewünschten Weg längs eines derartigen Materials abtasten kann.

Gemäss einer besonders¹vorteilhaften Form einer erfindungsgemässen Vorrichtung ist ein Einkerbwerkzeug-Träger auf einem Arm befestigt, der derartig angeordnet ist, dass er sich über die Oberfläche des Plattenmaterials in einem gewissen Abstand erstrecken kann, wenn ein derartiges Material sich auf einer das Plattenmaterial tragenden Vorrichtung befindet. Die den Laserstrahl dirigierende Einrichtung weist einen Laserstrahlenreflektor auf, der auf einem derartigen Arm befestigt ist. Eine derartige Vorrichtung ist besonders gut zum kontinuierlichen automatischen Trennen eines Glasbandes geeignet, das einen Kühlofen verlässt, beispielsweise zum Trennen eines Glasbandes, das durch Ziehen aus einem Bad aus geschmolzenem Glas oder durch Flotation von Glas auf einem flüssigen Bad gebildet worden ist.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

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FIg. 1- eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 einen Querschnitt'längs der Linie II - II von Fig. 1.

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere erfindungsgemässe Vorrichtung.

Wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, wird ein Glasband 1, das aus einem nicht-gezeigten horizontalen Kühlofen bekannter Bauart kommt, auf einem Walzenförderer 2 getragen, wobei nur wenige Walzen desselben gezeigt sind, um die Zeichnungen zu vereinfachen. Oberhalb des Weges, längs dessen das Glasband durch die Walzen transportiert wird, befindet sich ein Arm 3, längs dessen ein Wagen 4 für ein Einkerbwerkzeug fährt, beispielsweise unter Einwirkung einer Kraft, die von einem Motor 5 über einen nicht-gezeigten Kettenübertragungsmechanismus zugeführt wird. Der Wagen wird stabil auf den Walzen 6 gestützt, die in Vertiefungen 7 (Fig. 2) in dem Arm 3 eingreifen. Das Einkerbwerkzeug, das sich auf dem Wagen 4 befindet und beispielsweise ein Wolframcarbidrad aufweisen kann, wird mit 8 bezeichnet (Fig. 2).

Eine Laserstrahlenquelle 9 ist auf einer Seite der Vorrichtung befestigt. Eine derartige Quelle kann beispielsweise an einem Hauptrahmen der Vorrichtung angebracht sein. Der Laser ist beispielsweise ein COp-Laser mit einer Wellenlänge von 10,6 μ, wobei diese Wellen teilweise von dem Glas absorbiert werden. Der Strahl aus kohärentem Licht 10, der von der Laserquelle 9 emittiert wird, fällt auf eine reflektierende Einrichtung 11 auf, die an dem Arm 3 befestigt ist, und wird längs eines Weges reflektiert, der parallel zu der Längsachse des Arms verläuft, und zwar auf einen zweiten Reflektor 12, der an dem Einkerbwerkzeug-Wagen befestigt ist. Der Reflektor 12 reflektiert den Strahl 10 auf das Glasband über eine optische Linse 13_} welche den Strahl auf der Linie fokussiert, die durch das V/erkzeug 8 eingekerbt worden

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Ist. Dieses Fokussieren kann nur grob sein, da es nicht nötig ist, dass der Strahl genau auf die Einkerbungslinie fokussiert wird, um das gewünschte Trennen des Glasbandes zu bewirken. Tests haben gezeigt, dass Glas mit einer Dicke von 1 mm mit einer relativen Geschwindigkeit von 95 mm pro Sekunde, d.h. ungefähr 6000 mm pro Minute, zwischen dem fokussierten Strahl und dem Glas getrennt werden kann. Diese Ergebnisse wurden unter Einhaltung einer Energie erzielt, die um wenigstens 50 % im Vergleich zu der Energie vermindert ist, die dann erforderlich ist, wenn die bekannte Laserstrahlen-Schneidemethode angewendet wird*

Die Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, in welcher ein Glasband 14 in Längsrichtung an seinen Rändern getrennt wird, während sich das Band in einer Längsbewegung auf einem Walzenförderer 15 befindet. Das Glasband kann beispielsweise getrennt werden, während es von einem Kühlofen weggeführt wird, nachdem es durch ein übliches Ziehverfahren gebildet worden ist oder durch Flotation von Glas auf einem Bad aus geschmolzenem Glas hergestellt worden ist. Ein fixierter Stab oder Arm 16 befindet sich oberhalb sowie quer zu der Richtung der kontinuierlichen ■Vorwärtsbewegung des Glasbandes (wie durch den Pfeil angegeben ist). Zwei Trennwerkzeugträger 17 und 18 sind auf diesem Querarm befestigt. Die Trennwerkzeuge können aus einem Diamanrrad bestehen. Die Vorrichtung ist dazu ausgelegt, die Ränder eines Glasbandes abzutrennen, die in der Regel beträchtliche Unregelmässigkeiten bezüglich ihrer Dicke aufweisen, und zwar in Bezug auf den Rest des Bandes oder von einer Stelle zu einer anderen längs dieser Ränder. Die Werkzeuge kerben progressiv längs der Ränder des Glasbandes, wenn sich dieses unterhalb der Werkzeuge bewegt, welche fixiert sind, eine Kerbe ein. Unmittelbar hinter den Werkzeugträgern 17 xind 18 befinden sich optische Einrichtungen 19, 20 zum Fokussieren von Laserstrahlen auf den frisch eingekerbten Linien. Die Laserstrahlen werden horizontal von

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Laserquellen 21, 22 ausgeschickt, die sich oberhalb der Seitenzonen des Bandes 14 befinden, und werden um 90° durch nicht-gezeigte reflektierende Einrichtungen abgelenkt.

Die Randabschnitte 23, 24 des Bandes 14, die von dem Hauptteil des Bandes abgetrennt werden, werden von den Walzen 25 bis 28 gestützt, die derartig angeordnet und gedreht werden, dass sie diese Seitenabschnitte von dem Hauptteil des Bandes wegtransportieren.

Bei der Durchführung einiger Tests wurden zwei Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen zum Trennen des Glases längs der oder einer jeden eingekerbten Linie verwendet, beispielsweise 'ein COp-Laser mit einer "wellenlänge von 10,6 u und ein ELO-Laser mit einer Wellenlänge von 22 u. Der doppelte Strahl erleichtert das Trennen des Glases unter Erzielung von getrennten Rändern mit hoher Qualität, und zwar unabhängig von erheblichen Variationen der Glasdicke längs der Trennungslinie oder Trennungslinien.

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Claims

- 15 Patentansprüche

1. Verfahren zum Trennen eines glasartigen oder vitrokristallinen Plattenmaterials längs einer vorherbestimmten Linie, wobei trennende Kräfte thermischen Ursprungs in dem Plattenmaterial durch Bestrahlung desselben mit wenigstens einem Laserstrahl induziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestrahlung des Materials ein Einkerben längs der genannten Linie vorgeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einkerben unter Einhalten eines Einkerbwerkzeug-Druckes durchgeführt wird, der derartig niedrig ist, dass die getrennten Plattenränder frei von wahrnehmbaren Unregelmässigkeiten sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eingehaltene Einkerbwerkzeug-Druck unterhalb 1 kg liegt,

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräfte durch zwei oder mehrere Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen induziert werden, wobei das zu trennende Material verschiedene Transparenzgrade bezüglich der verschiedenen Strahlen aufweist.

5. Verfahren nach einem der^ vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine relative Bewegung zwischen einem Laserstrahl oder Laserstrahlen und dem Plattenmaterial eingestellt wird, welche ein progressives Bestrahlen des Materials mit einem derartigen Strahl oder mit derartigen Strahlen längs der Trennungslinie bewirkt.

6. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, dass

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das Plattenmateriai gleichzeitig längs der Trennungslinie von einem Werkzeug, welches das Material einkerbt, und von dem Laserstrahl oder den Laserstrahlen "befahren wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch . gekennzeichnet, dass das Plattenmaterial sich in kontinuierlicher Bewegung während des Einkerbens und der Bestrahlung mit dem Laserstrahl befindet.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Plattenmaterial ein endloses Glasband ist.

9. Vorrichtung, die sich zum Trennen von glasartigem oder vitrokristallinen Plattenmaterial eignet und eine Einrichtung zum Tragen des Plattenmaterials, eine Einrichtung zum Emittieren eines Laserstrahls zum Induzieren von Trennkräften thermischen Ursprungs in dem Plattenmaterial sowie eine Einrichtung zur Bewirkung einer relativen Verschiebung zwischen dem Laserstrahl und dem Plattenmaterial, so dass der Strahl längs der gewünschten Trennungslinie wandert, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner mit einem Werkzeug zum Einkerben des Plattenmaterials längs der Trennungslinie vor der Bestrahlung des Materials längs dieser Linie durch den Laserstrahl ausgestattet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Einkerbungswerkzeug sich unter einer Belastung von weniger alsΊ kg befindet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Belastung von einem Gewicht ausgeübt wird, das auf dem Werkzeugsitzt.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine den Laserstrahl dirigierende Einrichtung aufweist, die wenigstens eine Komponente enthält, welche verschiebbar ist, so. dass der Strahl quer zu dem Plattenmaterial längs der Trennungslinie verschoben werden kann, wobei die den Strahl dirigierende Einrichtung auf einem beweglichen Träger für das Einkerbungswerkzeug befestigt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine den Laserstrahl dirigierende Einrichtung aufweist, die wenigstens eine optische Einrichtung enthält, welche zwischen der. Laserstrahlenquelle und dem Plattenmaterial vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Einkerbungswerkzeug-Träger auf einem Arm befestigt ist, der derartig angeordnet ist, dass er sich quer zu der Oberfläche des Plattenmaterials in einem Abstand erstreckt, wenn sich das Material auf der Plattenmaterial-Stützeinrichtung befindet, während die den Laserstrahl dirigierende Einrichtung einen Laserstrahlenreflektor aufweist, der auf einem derartigen Arm befestigt ist.

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