Die Erfindung betrifft einen heizbaren Vakuumring, dessen Verwendung in einem Verfahren zum Entlüften einer Stapelfolge und ein Verfahren zum Entlüften einer Stapelfolge.

Stapelfolgen können insbesondere zur Erzeugung einer Verbundscheibe oder eines Solargenerators eingesetzt werden.

Verbundscheiben finden vielfach Verwendung, beispielsweise als Fahrzeugscheiben wie Windschutzscheiben, Seitenscheiben, Heckscheiben oder Dachscheiben in Fahrzeugen zu Wasser, zu Lande oder in der Luft, aber auch als Architekturscheiben, als Brandschutzscheiben, als Sicherheitsverglasung oder in Möbeln sowie beweglichen oder festmontierten Einrichtungsgegenständen.

Verbundscheiben umfassen typischerweise mindestens zwei Scheiben, beispielsweise eine Substratscheibe und eine Deckscheibe, die über mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht, beispielsweise aus einer thermoplastischen Polyvinylbutyral (PVB)-Folie, in einem Laminationsverfahren unter Einwirkung von Hitze und Druck miteinander verbunden werden.

Solargeneratoren umfassen typischerweise Solarzellen, oberseitig und unterseitig davon angeordnete thermoplastische Folien und zwei äußere Glasscheiben, die unter Einwirkung von Hitze und Druck miteinander verbunden werden.

Sowohl bei Verbundscheiben als auch bei Solargeneratoren ist es im Allgemeinen wünschenswert, während des jeweiligen Herstellungsprozesses Blasen zwischen den jeweiligen Schichten der Stapelfolge zu vermeiden und/oder vorhandene Blasen zwischen den jeweiligen Schichten zu entfernen, um die Qualität des Produkts zu verbessern.

Industriell übliche Verfahren zur Herstellung von Verbundscheiben umfassen in der Regel einen Entlüftungsprozess kombiniert mit einem Autoklavprozess, wie in US-Patent 2,948,645 und US-Patent 4,781 ,783 offenbart. Auch zur Herstellung von Solargeneratoren wird in der Regel ein Entlüftungsprozess mit einem Autoklavprozess kombiniert, wie in der DE 3544080 A1 offenbart. Die Verfahren nach dem Stand der Technik sind sehr energieintensiv, da in diesen zur Versiegelung eines Randbereichs der entlüfteten Stapelfolge die gesamte Stapelfolge erwärmt wird. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr darin, einen verbesserten Vakuumring bereitzustellen, der es ermöglicht eine Stapelfolge zu entlüften und lokal im Bereich der Seitenkante der Stapelfolge und/oder einem der Seitenkante benachbarten Bereich zu erwärmen und dadurch unter Vakuum zu versiegeln.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch einen Vakuumring gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der Begriff "Stapelfolge" bezieht sich hier und im Folgenden insbesondere auf eine gestapelte Anordnung von Scheiben und thermoplastischen Folien oder eine gestapelte Anordnung von Scheiben, Solarzellen und thermoplastischen Folien, beispielsweise eine Stapelfolge zur Erzeugung einer Verbundscheibe oder eines Solargenerators. Besonders bevorzugt ist unter einer Stapelfolge eine Stapelfolge zur Erzeugung einer Verbundscheibe zu verstehen, d.h. eine Stapelfolge umfassend mindestens zwei Scheiben und mindestens eine zwischenliegende thermoplastische Folie.

Die Erfindung betrifft einen Vakuumring zum Entlüften einer Stapelfolge. Der erfindungsgemäße Vakuumring umfasst einen unterdruckstabilen biegsamen Schlauch, der mit einer Vakuumpumpe verbunden werden kann. Der Schlauch weist die Form eines geschlossenen Ringes auf. Erfindungsgemäß ist der Schlauch zum Inneren geöffnet, d.h. er weist zum Inneren des durch den Schlauch gebildeten Ringes eine Öffnung auf. Der Schlauch kann um eine äußere Seitenkante einer Stapelfolge derartig angeordnet werden, dass in die Öffnung des Ringes die äußere Seitenkante der Stapelfolge aufgenommen ist. Der Schlauch des Vakuumringes kann somit um die Stapelfolge herumlaufend auf die äußere Seitenkante einer Stapelfolge aufgesteckt werden. Die Öffnung des Schlauchs ist derartig ausgebildet, dass die äußere Seitenkante der Stapelfolge so aufgenommen werden kann, dass sich ein Entlüftungskanal bildet. Beispielsweise kann die Öffnung des Schlauchs eine im Wesentlichen fünfeckige Form aufweisen. Es ist beispielsweise aber auch eine C-oder U-förmige Öffnung möglich.

Der erfindungsgemäße Vakuumring umschließt die Seitenkanten der Stapelfolge und den Zwischenraum zwischen den einzelnen Scheiben und/oder Folien der Stapelfolge vollständig und dichtet ihn vakuumtechnisch ab. Durch Anlegen eines Vakuums an den Vakuumring kann folglich die Luft aus dem Entlüftungskanal und dem Zwischenraum zwischen den einzelnen Scheiben und/oder Folien entfernt werden. Erfindungsgemäß weist der Vakuumring mindestens ein elektrisches Heizelement auf und ist somit ein heizbarer Vakuumring. Der Vakuumring kann beispielsweise ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr Heizelemente aufweisen.

Wie hier und im Weiteren verwendet, bezieht sich der Begriff „Heizelement“ auf ein elektrisches Bauelement, das elektrische Energie in thermische Energie, d.h. Wärme, umwandelt.

Bevorzugt weist das elektrische Heizelement ein Anschlusselement zum Anschluss an eine Spannungsquelle auf. Der Anschluss des Anschlusselements an die Spannungsquelle kann dabei mit Kontakt oder kontaktlos erfolgen. Bei einem kontaktlosen Anschluss wird beispielsweise die Spannung der Spannungsquelle in das Anschlusselement induziert.

Das Anschlusselement kann jede zum Anschluss an eine Spannungsquelle geeignete Form aufweisen. Es kann sich dabei beispielsweise um einen Steckanschluss handeln oder um eine Platte, in die Spannung induziert werden kann, handeln.

Durch Anlegen einer Spannung an das elektrische Heizelement erwärmt sich das Heizelement und folglich auch der an das Heizelement angrenzende Bereich des Schlauches. Der Bereich der Stapelfolge, der an die erwärmten Bereiche des Schlauches und/oder des Heizelementes angrenzend angeordnet ist, wird dadurch ebenfalls erwärmt. Folglich erwärmt sich auch die mindestens eine thermoplastische Folie der Stapelfolge in diesem Bereich und schmilzt bzw. erweicht bei einer ausreichenden Temperatur von beispielsweise 70 °C bis 100 °C. Auf diese Weise können die Scheiben der Stapelfolge in diesem Bereich miteinander verbunden und luftdicht versiegelt werden. Weist das elektrische Heizelement ein Anschlusselement zum Anschluss an eine Spannungsquelle auf, so erfolgt das Anlegen der Spannung an das elektrische Heizelement durch Anschluss des Anschlusselements an eine Spannungsquelle.

In einer Ausführungsform ist das elektrische Heizelement zumindest teilweise in den Schlauch, genauer gesagt in die Masse des Schlauchs, eingebettet und/oder mit dem Schlauch verklebt.

Bevorzugt ist das elektrische Heizelement zumindest teilweise in den Schlauch eingebettet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das elektrische Heizelement vollständig von dem Material des Schlauchs umschlossen. In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das elektrische Heizelement über die gesamte Länge des Schlauchs. Diese Ausführungsform ermöglicht die vollständige Versieglung der Stapelfolge in dem der Seitenkante benachbarten Bereich. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass zwischen die einzelnen Schichten der Stapelfolge, nachdem diese evakuiert und versiegelt wurde, nicht erneut Luft eindringen kann.

In einer weiteren Ausführungsform sind in einzelnen Abschnitten des Schlauchs jeweils einzelne elektrische Heizelemente im oder am Schlauch angeordnet. Auf diese Weise lässt sich eine gezielte Erwärmung einzelner Abschnitte des Schlauchs und damit eine abschnittsweise Versiegelung der Stapelfolge erreichen.

Das elektrische Heizelement kann jede beliebige geeignete Form aufweisen. Bevorzugt ist das elektrische Heizelement in Form eines Drahtes oder Bandes ausgebildet.

Ein als Draht ausgebildetes Heizelement weist bevorzugt einen Durchmesser zwischen 0,05 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,1 mm und 3 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,3 mm und 2 mm, beispielsweise 1 mm auf.

Ein als Band ausgebildetes Heizelement weist bevorzugt eine Breite zwischen 5 mm und 12 mm, besonders bevorzugt zwischen 6 mm und 10 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 7 mm und 9 mm, beispielsweise 8 mm oder 5 mm auf. Die Dicke eines als Band ausgebildeten Heizelementes beträgt bevorzugt zwischen 0,01 mm und 2 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,01 mm und 0,5 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,03 mm und 0,1 mm, beispielsweise 0,05 mm oder 0, 1 mm.

Die Abmessungen des Schlauches, d.h. die Größe der Öffnung und die Länge des Schlauches, sind an die Dicke und den Umfang der zu entlüftenden Stapelfolge angepasst. Die Wandstärke des Schlauchs ist an die Dicke und die Anzahl der Heizelemente angepasst und beträgt bevorzugt 3 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt 5 mm bis 7 mm.

In vorteilhaften Ausführungsformen ist das elektrische Heizelement als ein wellenförmiger, mäanderförmiger oder spiralförmiger Draht oder ein wellenförmiges, mäanderförmiges oder spiralförmiges Band ausgebildet.

Eine wellenförmige, mäanderförmige oder spiralförmige Ausbildung wirkt sich vorteilhaft auf die Flexibilität und die Haltbarkeit des Heizelements aus. Bei Dehnung des Materials des Schlauches können auf diese Weise ausgebildete Heizelemente entsprechend verformt werden ohne dass Knickstellen oder Brüche auftreten.

In einer Ausführungsform ist das elektrische Heizelement an die Öffnung des Schlauchs unmittelbar angrenzend angeordnet. In diesem Fall kann das Heizelement mit der zu entlüftenden Stapelfolge bei Evakuieren des Vakuumringes in direkten Kontakt kommen. Bevorzugt kommt das Heizelement dabei nicht mit der äußeren Seitenkante der zu entlüftenden Stapelfolge in Kontakt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das elektrische Heizelement derartig angeordnet, dass es bei Aufnahme der äußeren Seitenkante einer Stapelfolge in den Vakuumring außerhalb, insbesondere vollständig außerhalb, des im evakuierten Zustand ausgebildeten Entlüftungskanals angeordnet ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass das elektrische Heizelement die Seitenkante der Stapelfolge nicht berührt.

Ein Berühren der Seitenkante einer Stapelfolge, die eine thermoplastische Zwischenschicht aufweist, könnte dazu führen, dass bei Erwärmung des Heizelements und Evakuieren des Vakuumringes die thermoplastische Zwischenschicht teilweise in den Entlüftungskanal gesogen wird und/oder das Heizelement mit aus der Stapelfolge austretender thermoplastischer Zwischenschicht verklebt. Zudem könnte ein Berühren der Seitenkante zu einer schlechten Abdichtung zwischen dem Vakuumring und der Stapelfolge führen, was zu einer schlechten Entlüftung der Stapelfolge bei Erwärmung des Heizelements und Evakuieren des Vakuumringes führt.

In einer Ausführungsform besteht das elektrische Heizelement aus einem Metall oder einer Metall-Legierung. Bevorzugt besteht das elektrische Heizelement aus Kupfer, einer Kupfer- Legierung, einer Nickel-Legierung, einer Nickel-Kupfer-Legierung oder einer Nickel-Chrom- Legierung. Besonders bevorzugt besteht das elektrische Heizelement aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung. Es kann sich bei dem elektrischen Heizelement beispielsweise um einen Kupferdraht, ein Kupferband oder um ein aus einer Kupferlegierung bestehenden Draht oder ein daraus bestehendes Band handeln.

Das elektrische Heizelement kann optional zumindest teilweise mit mindestens einer Isolierschicht beschichtet sein. Als Isolierschicht sind insbesondere nichtleitende Lacke und/oder Kunststoffe geeignet. Durch die Isolierschicht können beispielsweise Beschädigungen wie Korrosion und dergleichen des Heizelementes verhindert oder zumindest minimiert werden. Ferner kann eine Isolierschicht dazu dienen, zu verhindern, dass ein Benutzer des Vakuumringes mit den stromführenden Teilen des Vakuumringes direkt in Berührung kommen kann.

In einer Ausführungsform ist das elektrische Heizelement vollständig von einer Isolierschicht umschlossen. In einer alternativen Ausführung ist das Heizelement nur teilweise mit einer Isolierschicht beschichtet.

Durch Anlegen einer geeigneten Spannung, d.h. durch Anschluss des Heizelements an eine Spannungsquelle, kann sich das elektrische Heizelement erwärmen. In einer Ausführungsform erwärmt sich das elektrische Heizelement bei Anlegen einer Spannung auf 20 °C bis 160 °C, bevorzugt auf 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt auf 70 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt auf 90 °C bis 1 10 °C, beispielsweise auf 100 °C.

Wie oben beschrieben, kann der Anschluss des Heizelements an eine Spannungsquelle beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Heizelement ein Anschlusselement aufweist und dieses mit Kontakt oder kontaktlos an die Spannungsquelle angeschlossen wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Vakuumring mindestens zwei elektrische Heizelemente auf, wobei mindestens ein elektrisches Heizelement oberhalb der Öffnung des Schlauchs im oder am Schlauch angeordnet ist und mindestens ein elektrisches Heizelement unterhalb der Öffnung des Schlauchs im oder am Schlauch angeordnet ist. Beispielsweise kann der Vakuumring genau zwei elektrische Heizelemente aufweisen, von denen eines oberhalb und eines unterhalb der Öffnung angeordnet ist. Der Vakuumring kann aber auch vier elektrische Heizelemente aufweisen, von denen zwei oberhalb und zwei unterhalb der Öffnung angeordnet sind. In einer weiteren Ausführungsform weist der Vakuumring sechs elektrische Heizelemente auf, von denen drei oberhalb und drei unterhalb der Öffnung angeordnet sind.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der unterdruckstabile biegsame Schlauch des erfindungsgemäßen Vakuumringes aus einem Elastomer gefertigt. Beispielsweise kann der Schlauch aus Silikon, Kautschuk oder Synthesekautschuk, insbesondere Ethylen-Propylen- Dien-Kautschuk (EPDM) bestehen.

Der erfindungsgemäße Vakuumring kann über einen Unterdruckschlauch, mit einer Vakuumpumpe verbunden werden. Optional kann zwischen dem Unterdruckschlauch und der Vakuumpumpe ein Vakuumkompensationstank angeordnet sein. Der Vakuumring und der Unterdruckschlauch können beispielsweise über ein in den Vakuumring eingefügtes T-Stück miteinander verbunden werden. Bevorzugt ist die Kombination von Vakuumring und Unterdruckschlauch einstückig ausgebildet.

Das mindestens eine Heizelement kann mit einer Spannungsquelle elektrisch verbunden werden, insbesondere über ein Anschlusselement wie zuvor beschrieben. Im Falle von mehr als einem Heizelement, können die Heizelemente entweder alle mit der gleichen Spannungsquelle oder mit unterschiedlichen Spannungsquellen verbunden werden, wobei bevorzugt mehrere Heizelemente mit der gleichen Spannungsquelle verbunden werden.

Vakuumring, Unterdruckschlauch, gegebenenfalls Vakuumkompensationstank, Vakuumpumpe und die mindestens eine elektrisch verbundene Spannungsquelle bilden zusammen ein erfindungsgemäßes Vakuumsystem.

In einer Ausführungsform des Vakuumsystems sind der Unterdruckschlauch mit der über einen optionalen Vakuumkompensationstank verbundenen Vakuumpumpe und die mindestens eine Spannungsquelle auf der gleichen Seite des Vakuumringes, bevorzugt benachbart zueinander, angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform des Vakuumsystems sind der Unterdruckschlauch mit der über einen optionalen Vakuumkompensationstank verbundenen Vakuumpumpe und die mindestens eine Spannungsquelle auf gegenüberliegenden Seiten des Vakuumringes angeordnet. Im Prinzip können die Anordnung des Unterdruckschlauchs mit der über einen optionalen Vakuumkompensationstank verbundenen Vakuumpumpe und die Anordnung der mindestens einen Spannungsquelle unabhängig voneinander an beliebiger Stelle des Vakuumringes erfolgen.

In der Ausführungsform, in der das elektrische Heizelement ein Anschlusselement zum Anschluss an eine Spannungsquelle aufweist, sind der Unterdruckschlauch mit der über einen optionalen Vakuumkompensationstank verbundenen Vakuumpumpe und das Anschlusselement zum Anschluss an eine Spannungsquelle auf der gleichen Seite des Vakuumringes, bevorzugt benachbart zueinander, angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform des Vakuumsystems sind der Unterdruckschlauch mit der über einen optionalen Vakuumkompensationstank verbundenen Vakuumpumpe und das Anschlusselement zum Anschluss an eine Spannungsquelle auf gegenüberliegenden Seiten des Vakuumringes angeordnet. Im Prinzip können die Anordnung des Unterdruckschlauchs mit der über einen optionalen Vakuumkompensationstank verbundenen Vakuumpumpe und die Anordnung des Anschlusselements zum Anschluss an eine Spannungsquelle unabhängig voneinander an beliebiger Stelle des Vakuumringes erfolgen. Der Vakuumkompensationstank hat beispielsweise ein Volumen von 1 m ³ . Die Vakuumpumpe hat beispielsweise eine Förderkapazität von 300 m ³ /h und erreicht einen maximalen Enddruck von 0,1 mbar.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Entlüften einer Stapelfolge, mindestens umfassend das Anordnen einer Stapelfolge, das Anordnen eines erfindungsgemäßen Vakuumringes um die äußere Seitenkante der Stapelfolge herum, das Anlegen eines Vakuums, d.h. eines Unterdrucks, an den Vakuumring und das Anlegen einer Spannung an das mindestens eine elektrische Heizelement, das der erfindungsgemäße Vakuumring aufweist. Durch das Anlegen eines Unterdrucks von beispielsweise mindestens -0,9 bar an den Vakuumring wird die Luft zwischen den Schichten der Stapelfolge entfernt. Die elektrische Energie der Spannungsquelle wird von dem elektrischen Heizelement in thermische Energie umwandelt und das Heizelement erwärmt sich. Wie oben näher erläutert, erwärmt sich dadurch lokal auch die Stapelfolge und die in dieser enthaltene mindestens eine thermoplastische Folie, so dass die Stapelfolge in diesem Bereich miteinander verbunden wird. Das Anlegen eines Vakuums und das Anlegen einer Spannung an das mindestens eine Heizelement können auch gleichzeitig erfolgen.

Die Ausführungsform, in der das Anlegen eines Vakuums und das Anlegen einer Spannung an das mindestens eine Heizelement gleichzeitig erfolgen, ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In einer Ausführungsform wird eine Spannung an das elektrische Heizelement angelegt, die geeignet ist, das elektrische Heizelement auf 20 °C bis 160 °C, bevorzugt auf 50 °C bis 150 °C, besonders bevorzugt auf 70 °C bis 130 °C, ganz besonders bevorzugt auf 90 °C bis 1 10 °C, beispielsweise auf 100 °C zu erwärmen.

Erfindungsgemäß ist auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Vakuumringes in einem Verfahren zum Entlüften einer Stapelfolge, wobei es sich bei der Stapelfolge insbesondere um eine Stapelfolge zur Erzeugung einer Verbundscheibe oder eines Solargenerators handelt.

Die Scheiben der Stapelfolge enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas, noch mehr bevorzugt Floatglas und insbesondere Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Die Scheiben sind bevorzugt transparent, insbesondere für die Verwendung der aus der Stapelfolge erzeugten Verbundscheibe als Windschutzscheibe oder Rückscheibe eines Fahrzeugs oder anderen Verwendungen, bei denen eine hohe Lichttransmission erwünscht ist. Als transparent im Sinne der Erfindung wird dann eine Scheibe verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 70 % aufweist. Für Scheiben, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %.

Die Dicke der Scheiben kann breit variieren und so den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Standardstärken von 0,5 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,5 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, insbesondere für elektrische Heizkörper, verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der Verwendung. Die Scheiben weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm ² bis zu 20 m ² auf.

Die Scheiben der Stapelfolge werden durch mindestens eine Zwischenschicht miteinander verbunden. Die Zwischenschicht ist bevorzugt transparent. Die Zwischenschicht enthält vorzugsweise mindestens einen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Die Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder Copolymere oder Gemische davon enthalten.

Die Zwischenschicht kann durch eine oder auch durch mehrere übereinander angeordnete Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke einer Folie bevorzugt von 0,025 mm bis 2 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm oder 1 ,52 mm. Das heißt die Zwischenschicht kann jeweils aus einer oder aus mehreren Folien aufgebaut sein. Bevorzugt sind dabei mindestens drei übereinander angeordnete Folien, insbesondere Polvyinybutyral-Folien, mit alternierender unterschiedlicher Plastizität oder Elastizität, wie sie beispielsweise aus der EP 0763420 A1 oder der EP 0844075 A1 bekannt sind.

Die Zwischenschichten können bevorzugt thermoplastisch sein und nach Erwärmen die Scheiben und eventuelle weitere Zwischenschichten miteinander verkleben.

Die Gesamtdicke der zu entlüftenden Stapelfolge ist bevorzugt zwischen 2 mm und 30 mm. An die Größe der Scheiben der Stapelfolge angepasste erfindungsgemäße Vakuumringe mit an die Gesamtdicke der zu entlüftenden Stapelfolge angepassten Öffnungen stellen sicher, dass der erfindungsgemäße Vakuumring die Seitenkanten der Stapelfolge und den Zwischenraum zwischen den einzelnen Scheiben und/oder Folien der Stapelfolge vollständig umschließt und ihn vakuumtechnisch abdichtet.

Erfindungsgemäße Vakuumringe können beispielsweise hergestellt werden, indem das mindestens eine elektrisches Heizelement vorgelegt wird und die Masse des Schlauchs dann um dieses herum extrudiert wird. Dieses Herstellungsverfahren eignet sich insbesondere für erfindungsgemäße Vakuumringe, in denen das mindestens eine elektrische Heizelement zumindest teilweise in die Masse des Schlauchs eingebettet ist.

Erfindungsgemäße Vakuumringe, in denen das mindestens eine elektrische Heizelement auf die Masse des Schlauchs aufgeklebt ist, können beispielsweise hergestellt werden, indem zunächst der Schlauch mittels eines Extrusionsverfahrens hergestellt wird, und dann das mindestens eine elektrische Heizelement auf den Schlauch mit einem temperaturbeständigen Kleber aufgeklebt wird.

Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Es versteht sich, dass die für ein elektrisches Heizelement beschriebenen Ausgestaltungen in den Fällen, in denen der Vakuumring mehr als ein elektrisches Heizelement aufweist, auf die jeweilige Anzahl an elektrischen Heizelementen übertragen werden können.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumsystems,

Fig. 2 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes, Fig. 3 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes bei Normaldruck, wobei die zu entlüftende Stapelfolge schematisch dargestellt ist,

Fig. 4 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes nach Anlegen eines Vakuums, wobei die zu entlüftende Stapelfolge schematisch dargestellt ist,

Fig. 5 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes,

Fig. 6 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes,

Fig. 7 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes,

Fig. 8 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes,

Fig. 9 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes,

Fig. 10 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes,

Fig. 11 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes,

Fig. 12 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes,

Fig. 13 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes, Fig. 14 einen Querschnitt eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes, wobei die Anschlusselemente des Heizelementes dargestellt sind,

Fig. 15 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Vakuumsystem, in das eine Stapelfolge aufgenommen ist,

Fig. 16 eine Vergrößerung des Bereichs Z der Fig. 15,

Fig. 17 bis 23 Ausschnitte von verschiedenen Ausgestaltungen von wellenförmigen und mäanderförmigen Heizelementen, und

Fig. 24 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Vakuumsystem 1 1 , umfassend einen erfindungsgemäßen Vakuumring 1 , einen Unterdruckschlauch 9, eine Vakuumpumpe 8 und eine Spannungsquelle 10. Der Vakuumring 1 umfasst einen unterdruckstabilen biegsamen Schlauch 3, der die Form eines Ringes hat und über den Unterdruckschlauch 9 mit einer Vakuumpumpe 8 verbunden ist. Das Innere des durch den Schlauch 3 gebildeten Ringes ist in Fig. 1 mit I gekennzeichnet. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind der Vakuumring 1 und der Unterdruckschlauch 9 einstückig ausgebildet, d.h. der Vakuumring 1 und der Unterdruckschlauch 9 sind zusammen als ein Stück gefertigt. Diese Ausführungsform ist bevorzugt. Der Vakuumring 1 weist mindestens ein elektrisches Heizelement 7 (in Fig. 1 durch die Oberseite des Schlauches 3 verdeckt) auf, dass über ein Anschlusselement 12 mit der Spannungsquelle 10 verbundenen ist. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind der Unterdruckschlauch 9 samt Vakuumpumpe 8 und das Anschlusselement 12 mit der daran angeschlossenen Spannungsquelle 10 auf unterschiedlichen, einander gegenüberliegenden Seiten des Vakuumringes 1 angeordnet. Die Anordnung von dem Unterdruckschlauch 9 mit Vakuumpumpe 8 und des Anschlusselementes 12 samt Spannungsquelle 10 kann jedoch beliebig gewählt werden. Beispielsweise können diese Elemente auch auf der gleichen Seite des Vakuumringes angeordnet werden.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1. In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7, die als Draht ausgebildet sind, auf. Dabei ist ein Heizelement 7 oberhalb der Öffnung 4 und ein Heizelement 7 unterhalb der Öffnung 4 in der Masse des Schlauchs 3 eingebettet. Die Öffnung 4 weist in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform eine fünfeckige Form auf. Der Durchmesser der als Drähte ausgebildeten Heizelemente 7 ist beispielsweise 1 mm. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7 auf. Wie oben erläutert kann der Vakuumring 1 beispielsweise aber auch nur ein Heizelement 7 aufweisen.

Fig. 3 zeigt den gleichen Querschnitt wie Fig. 2, wobei zusätzlich die zu entlüftende Stapelfolge 2 schematisch dargestellt ist und noch kein Vakuum angelegt wurde. Die Stapelfolge 2 besteht in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform aus einer Substratscheibe 2a, einer Deckscheibe 2b und einer dazwischenliegenden thermoplastischen Folie 2c. Der erfindungsgemäße Vakuumring umschließt die Seitenkanten 5 der Stapelfolge 2, den Zwischenraum zwischen der Substratscheibe 2a und der Folie 2c und den Zwischenraum zwischen der Folie 2c und der Deckscheibe 2b und dichtet diese Bereiche vakuumtechnisch ab. Der entlang der Seitenkante 5 gebildete Entlüftungskanal 6 ist der Fig. 3 zu entnehmen. Aus der Fig. 3 ist auch zu entnehmen, dass sich die Ausformung der Öffnung 4 als Fünfeck vorteilhaft auf die Bildung eines Entlüftungskanals 6 auswirkt.

Fig. 4 zeigt den gleichen Querschnitt wie Fig. 3 im evakuierten Zustand, d.h. während an den Entlüftungskanal 6 ein Vakuum angelegt ist. Aus der Fig. 4 ist zu entnehmen, dass sich bei Ausformung der Öffnung 4 als Fünfeck ein oberer Teil des Schlauches 3 an die Oberseite 2b1 der Deckscheibe 2b und ein unterer Teil des Schlauches 3 an die Unterseite 2a1 der Substratscheibe 2a bei Anlegen eines Vakuums anlegt und ein im Wesentlichen dreieckiger Entlüftungskanal 6 verbleibt.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1. In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 vier Heizelemente 7, die als Draht ausgebildet sind, auf. Dabei sind zwei Heizelemente 7 oberhalb der Öffnung 4 und zwei Heizelemente 7 unterhalb der Öffnung 4 in der Masse des Schlauchs 3 eingebettet. Die Öffnung 4 weist in der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform eine fünfeckige Form auf. Der Durchmesser der als Drähte ausgebildeten Heizelemente 7 ist beispielsweise 1 mm.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1. In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 sechs Heizelemente 7, die als Draht ausgebildet sind, auf. Dabei sind drei Heizelemente 7 oberhalb der Öffnung 4 und drei Heizelemente 7 unterhalb der Öffnung 4 in der Masse des Schlauchs 3 eingebettet. Die Öffnung 4 weist in der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform eine fünfeckige Form auf. Der Durchmesser der als Drähte ausgebildeten Heizelemente 7 ist beispielsweise 1 mm.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1. In der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7, die als Band ausgebildet sind, auf. Dabei ist ein Heizelement 7 oberhalb der Öffnung 4 und ein Heizelement 7 unterhalb der Öffnung 4 angeordnet. In der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform sind die Heizelemente 7 teilweise in der Masse des Schlauchs 3 eingebettet. Eine Seite der Heizelemente 7 kann somit mit einer in die Öffnung 4 aufgenommenen Stapelfolge 2 (in Fig. 7 nicht dargestellt) in Berührung kommen. Die Öffnung 4 weist in der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform eine fünfeckige Form auf. Es ist auch möglich, dass Heizelemente 7, die die Form eines Bandes aufweisen, vollständig von der Masse des Schlauches 3 umgeben sind. Diese Ausführungsform ist jedoch in Fig. 7 nicht dargestellt. Die Breite der als Bänder ausgebildeten Heizelemente 7 ist beispielsweise 5 mm und die Dicke beispielsweise 0,1 mm. In der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7 auf. Wie oben erläutert kann der Vakuumring 1 beispielsweise aber auch nur ein Heizelement 7 aufweisen.

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1. In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7, die als Band ausgebildet sind, auf. Dabei ist ein

Heizelement 7 oberhalb der Öffnung 4 und ein Heizelement 7 unterhalb der Öffnung 4 angeordnet. In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform sind die Heizelemente auf die Masse des Schlauchs 3 aufgeklebt. Eine Seite der Heizelemente 7 kann somit mit einer in die Öffnung 4 aufgenommenen Stapelfolge 2 (in Fig. 8 nicht dargestellt), insbesondere im evakuierten Zustand, in Berührung kommen. Die Öffnung 4 weist in der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform eine fünfeckige Form auf. Die Breite der als Bänder ausgebildeten Heizelemente 7 ist beispielsweise 8 mm und die Dicke beispielsweise 0,05 mm. In der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7 auf. Wie oben erläutert kann der Vakuumring 1 beispielsweise aber auch nur ein Heizelement 7 aufweisen.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1. In der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7, die als Draht ausgebildet sind, auf. Dabei ist ein Heizelement 7 oberhalb der Öffnung 4 und ein Heizelement 7 unterhalb der Öffnung 4 in der Masse des Schlauchs 3 eingebettet. Die Öffnung 4 weist in der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform eine im Wesentlichen fünfeckige Form auf, wobei die bei Aufnahme der Seitenkante 5 einer Stapelfolge 2 der Seitenkante 5 gegenüberliegende Ecke des Fünfecks als zusätzliche Aussparung 4a des Fünfecks ausgebildet ist. Der Durchmesser der als Drähte ausgebildeten Heizelemente 7 ist beispielsweise 1 mm. In der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7 auf. Wie oben erläutert kann der Vakuumring 1 beispielsweise aber auch nur ein Heizelement 7 aufweisen.

Fig. 10 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1. In der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 vier Heizelemente 7, die als Draht ausgebildet sind, auf. Dabei sind zwei Heizelemente 7 oberhalb der Öffnung 4 und zwei Heizelemente 7 unterhalb der Öffnung 4 in der Masse des Schlauchs 3 eingebettet. Die Öffnung 4 weist in der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform eine im Wesentlichen fünfeckige Form auf, wobei die bei Aufnahme der Seitenkante 5 einer Stapelfolge 2 der Seitenkante 5 gegenüberliegende Ecke des Fünfecks als zusätzliche Aussparung 4a des Fünfecks ausgebildet ist. Der Durchmesser der als Drähte ausgebildeten Heizelemente 7 ist beispielsweise 1 mm.

Fig. 11 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1. In der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 sechs Heizelemente 7, die als Draht ausgebildet sind, auf. Dabei sind drei Heizelemente 7 oberhalb der Öffnung 4 und drei Heizelemente 7 unterhalb der Öffnung 4 in der Masse des Schlauchs 3 eingebettet. Die Öffnung 4 weist in der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform eine im Wesentlichen fünfeckige Form auf, wobei die bei Aufnahme der Seitenkante 5 einer Stapelfolge 2 der Seitenkante 5 gegenüberliegende Ecke des Fünfecks als zusätzliche Aussparung 4a des Fünfecks ausgebildet ist. Der Durchmesser der als Drähte ausgebildeten Heizelemente 7 ist beispielsweise 1 mm.

Fig. 12 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1. In der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7, die als Band ausgebildet sind, auf. Dabei ist ein Heizelement 7 oberhalb der Öffnung 4 und ein Heizelement 7 unterhalb der Öffnung 4 angeordnet. In der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform sind die Heizelemente 7 teilweise in der Masse des Schlauchs 3 eingebettet. Eine Seite der Heizelemente 7 kann somit mit einer in die Öffnung 4 aufgenommenen Stapelfolge 2 (in Fig. 12 nicht dargestellt) in Berührung kommen. Die Öffnung 4 weist in der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform eine im

Wesentlichen fünfeckige Form auf, wobei die bei Aufnahme der Seitenkante 5 einer

Stapelfolge 2 der Seitenkante 5 gegenüberliegende Ecke des Fünfecks als zusätzliche Aussparung 4a des Fünfecks ausgebildet ist. Es ist auch möglich, dass Heizelemente 7, die die Form eines Bandes aufweisen, vollständig von der Masse des Schlauches 3 umgeben sind. Diese Ausführungsform ist jedoch in Fig. 12 nicht dargestellt. Die Breite der als Bänder ausgebildeten Heizelemente 7 ist beispielsweise 8 mm und die Dicke beispielsweise 0,1 mm. In der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7 auf. Wie oben erläutert kann der Vakuumring 1 beispielsweise aber auch nur ein Heizelement 7 aufweisen.

Fig. 13 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1. In der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7, die als Band ausgebildet sind, auf. Dabei ist ein Heizelement 7 oberhalb der Öffnung 4 und ein Heizelement 7 unterhalb der Öffnung 4 angeordnet. In der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform sind die Heizelemente auf die Masse des Schlauchs 3 aufgeklebt. Eine Seite der Heizelemente 7 kann somit mit einer in die Öffnung 4 aufgenommenen Stapelfolge 2 (in Fig. 13 nicht dargestellt), insbesondere im evakuierten Zustand, in Berührung kommen. Die Öffnung 4 weist in der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform eine im Wesentlichen fünfeckige Form auf, wobei die bei Aufnahme der Seitenkante 5 einer Stapelfolge 2 der Seitenkante 5 gegenüberliegende Ecke des Fünfecks als zusätzliche Aussparung 4a des Fünfecks ausgebildet ist. Die Breite der als Bänder ausgebildeten Heizelemente 7 ist beispielsweise 8 mm und die Dicke beispielsweise 0,05 mm. In der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform weist der Vakuumring 1 zwei Heizelemente 7 auf. Wie oben erläutert kann der Vakuumring beispielsweise aber auch nur ein Heizelement 7 aufweisen.

In Fig. 14 ist ein Querschnitt eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1 dargestellt. Die in der Fig. 14 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 9 gezeigten Ausführungsform nur dahingehend, dass jedes der beiden Heizelemente 7 ein Anschlusselement 12 zum Anschluss an eine Spannungsquelle aufweist. Dabei können auch beide Heizelemente 7 an die selbe Spannungsquelle angeschlossen werden.

Es versteht sich, dass auch in den in den Fig. 2 bis 13 gezeigten Ausführungsformen, die Heizelemente jeweils ein Anschlusselement zum Anschluss an eine Spannungsquelle aufweisen können. Dabei können auch alle Heizelemente eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1 an die selbe Spannungsquelle angeschlossen werden.

Fig. 15 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Vakuumsystem 1 1 , in das eine Stapelfolge 2 aufgenommen ist, dargestellt und in Fig. 16 eine Vergrößerung des Bereichs Z der Fig. 15 dargestellt. Der Vakuumring 1 des in der Fig. 15 dargestellten Vakuumsystems 1 1 entspricht beispielsweise der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform. Zur Verdeutlichung der Anordnung der Stapelfolge 2 in dem Vakuumring 1 ist in den Fig. 15 und 16 die Stapelfolge 2 gepunktet dargestellt. In der Vergrößerung des Bereichs Z in der Fig. 15 ist der Schlauch 3 durchsichtig dargestellt, so dass das oberhalb der Öffnung 4 angeordnete Heizelement 7 zu erkennen ist. Das Heizelement 7 ist derartig angeordnet, dass es einen an die Seitenkante 5 der Stapelfolge 2 angrenzenden Bereich erwärmen kann. Das oberhalb der Öffnung 4 angeordnete Heizelement 7 berührt die Seitenkante 5 der Stapelfolge 2 nicht. Das unterhalb der Öffnung 4 angeordnete Heizelement 7 ist in der Fig. 16 nicht zu erkennen, da dieses unterhalb der Stapelfolge 2, die gepunktet dargestellt ist, angeordnet ist. Das unterhalb der Öffnung 4 angeordnete Heizelement 7 berührt aber ebenfalls die Seitenkante 5 der Stapelfolge 2 nicht. Die Heizelemente 7 sind in der in den Fig. 15 und 16 gezeigten Ausführungsform als Drähte ausgebildet, die sich wellenförmig über die gesamte Länge des Schlauches 3 erstrecken.

In den Fig. 17 bis 23 sind ausschnittsweise verschiedene Ausgestaltungen von wellenförmigen und mäanderförmigen Heizelementen 7 dargestellt, die sich insbesondere hinsichtlich Wellenlänge, Amplitude und/oder Krümmungsradius unterscheiden.

Fig. 24 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entlüften einer Stapelfolge 2.

Das Verfahren umfasst in einem ersten Schritt I das Anordnen einer Stapelfolge 2. In einem zweiten Schritt ll umfasst das Verfahren das Anordnen eines erfindungsgemäßen Vakuumringes 1 um die äußere Seitenkante 5 der Stapelfolge 2 herum. In einem dritten Schritt lll umfasst das Verfahren das Anlegen eines Vakuums an den Vakuumring 1. In einem vierten Schritt IV umfasst das Verfahren das Anlegen einer Spannung an das elektrische Heizelement 7. Die Schritte lll und IV können auch in gleichzeitig erfolgen. Bezugszeichenliste

1 Vakuumring

2 Stapelfolge

2a Substratscheibe

2a1 Unterseite der Substratscheibe

2b Deckscheibe

2b1 Oberseite der Deckscheibe

2c Zwischenschicht

3 Schlauch

4 Öffnung

4a Aussparung

5 Seitenkante

6 Entlüftungskanal

7 elektrisches Heizelement

8 Vakuumpumpe

9 Unterdruckschlauch

10 Spannungsquelle

11 Vakuumsystem

12 Anschlusselement

I Inneres des durch den Schlauch gebildeten Ringes