Es ist bekannt, Werkstücke vor dem Brechen zu ritzen bzw. einzuschneiden. Das Ritzen oder Einschneiden kann dabei mechanisch erfolgen. Häufig wird das Werkstück auch mittels Laser geritzt, um eine saubere Schnittfläche zu erzielen, die beim anschließenden Brechvorgang eine saubere Bruchkante begünstigt.

Eingeschnittene Werkstücke und auch lasergeritzte Werkstücke mit großer Materialstärke lassen sich mit konventionellen Brechtechniken jedoch nur bedingt brechen. Vor allem wenn ein Werkstück mit großer Materialstärke über eine lange Distanz gebrochen werden soll, weist die Bruchkante bei herkömmlichen Brechverfahren oft nur eine mangelhafte Qualität auf. Besonders im Ein-und Auslaufbereich ist die Bruchkante qualitativ geringwertig. So bilden sich am Schnittanfang und am Schnittende häufig sogenannte Nasen aus, deren Auftrittshäufigkeit und deren Ausprägung mit steigender Werkstoffdicke zunimmt.

Diese Problematik tritt besonders beim Brechen von Werkstücken aus Glas auf.

Eine Nase wird definiert als nicht senkrechter Bruch im Ein-bzw. Auslaufbereich einer Bruchkante, deren Länge in Abhängigkeit von der Glasstärke variiert. Die Abweichungen von der Senkrechten können je nach Glasstärke-gemessen von der Glasoberkante bis zur Glasunterkante-mehrere Millimeter betragen.

Insbesondere das Brechen von sehr langen, lasergeritzten Gläsern ist mit konventionellen Brechverfahren bei großen Glasstärken, zum Beispiel von 1 Millimetern oder mehr, nicht möglich. Besonders durch die eingebrachte Bruchkraft, die bei lasergeritzten Gläsern größer ist als bei konventionell eingeschnittenen Gläsern, erschwert oder verhindert ein Brechen des Glases mit qualitativ hochwertiger Bruchkante.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Brechen eines eingeschnittenen Werkstückes darzustellen, das gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Insbesondere soll das Verfahren das Brechen von Werkstücken größerer Stärke ermöglichen, wobei die Bruchkante qualitativ hochwertig sein soll. Zudem soll das Verfahren kostengünstig ausgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben besonders vorteilhafte Ausgestaltungen.

Das Werkstück weist eine Stärke von 1 Millimetern oder mehr auf, insbesondere von 6 Millimetern oder mehr. Solche Werkstücke können mit herkömmlichen Brechverfahren nicht mit einer sauberen Bruchkante gebrochen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für das Brechen von geritztem bzw. eingeschnittenem Glas. Erfindungsgemäß wird das Werkstück mit seiner eingeschnittenen Oberfläche gegen ein Widerlager angelegt. Auf der gegenüberliegenden Oberfläche wird ein Eindringkörper positioniert. Diese Positionierung erfolgt dabei derart, daß sich der Eindringkörper mit einem an der ihm zugewandten Oberfläche anliegenden Eindringbereich über wenigstens einen Teil der Länge des Einschnittes erstreckt, und zwar bis wenigstens zu einem Endbereich des Einschnittes. Dieser Eindringbereich des Eindringkörpers befindet sich in der Einschnittsebene. Erfindungsgemäß wird der Eindringkörper mit seinem Eindringbereich derart in das Werkstück eingedrückt, daß die Eindringtiefe des Eindringbereiches in einem Endbereiches des Einschnittes am größten ist.

Die Tiefe des Eindringens im Endbereich des Einschnittes ist dabei relativ zu der Eindringtiefe im restlichen Bereich des Einschnittes zu sehen. Es kommt auch nicht absolut betrachtet auf eine große Eindringtiefe an, sondern die Eindringtiefe wird in vielen Fällen aufgrund des harten Werkstückes, wie zum Beispiel Glas, marginal sein. Der Eindringkörper übt mit seinem Eindringbereich auf die Oberfläche, in welche er eingedrückt wird, eine Druckspannung aus, die auf der Gegenseite durch das Widerlager aufgenommen wird. Auf der Gegenseite, der eingeschnittenen Oberfläche, entsteht dadurch, weil erfindungsgemäß das Werkstück mit seiner eingeschnittenen Oberfläche beidseitig des Einschnittes gegen das Widerlager angelegt wird, eine Zugspannung quer zur Ausbreitungsrichtung des Einschnittes.

Der Eindringbereich des Eindringkörpers wird gegenüber der ihm zugewandten Oberfläche des Werkstückes um einen vorgegebenen Winkel a geneigt und anschließend parallel oder zumindest annähernd parallel in Richtung des Einschnittes bewegt. Dadurch wird eine unterschiedliche Eindringtiefe des Eindringbereiches über der Länge des Einschnittes erreicht, die erfindungsgemäß im Bereich eines Endes des Einschnittes am größten ist.

Erfindungsgemäß wird jedoch der Eindringbereich des Eindringkörpers zunächst parallel zu der ihm zugewandten Oberfläche des Werkstückes in das Werkstück eingedrückt, so daß sich der Schnitt aufgrund der Zugspannung öffnet, ohne daß das Werkstück bereits durch diesen Vorgang bricht. Dies kann dadurch verhindert werden, daß die Vorwärtsbewegung auf eine vorgegebene, anhand des Werkstoffes, der Geometrie und insbesondere der Wandstärke des Werkstückes ausgewählte Strecke begrenzt wird. Aufgrund des parallelen Eindrückens wird sich der Einschnitt dabei weitgehend gleichmäßig öffnen. Insbesondere gleichzeitig oder auch anschließend kann das Werkstück vorteilhaft im Bereich des Einschnittes erwärmt werden. Dies kann durch Beaufschlagung des Einschnittes mit Wasserdampf erfolgen.

Das Widerlager umfaßt in einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mindestens jeweils einen aufblasbaren Druckschlauch, der auf jeden Seite des Einschnittes positioniert wird. Die Positionierung erfolgt dabei vorteilhaft über der gesamten Länge des Werkstückes und insbesondere parallel zum Einschnitt. Vorteilhafter Weise kann der Druckschlauch zunächst auf der eingeschnittenen Oberfläche des Werkstückes angelegt werden und anschließend mit einem druckführenden Medium gefüllt werden. Dadurch wird der Schlauch gleichmäßig auf die Oberfläche angedrückt, und es wird eine gleichmäßige Krafteinbringung über die gesamte Länge erreicht.

Der Eindringkörper umfaßt vorteilhafter Weise eine solche Form, daß der Eindringbereich durch eine gerade ausgezogenen Kante, welche in das Werkzeug eingedrückt wird, begrenzt ist. Die Kante kann insbesondere spitz zulaufend sein oder aber auch mit einem Radius versehen sein. Der Winkel der Zuspitzung bzw. die Radiusgröße kann vorteilhaft in Abhängigkeit der Glasdicke festgelegt werden.

Eine qualitativ besonders hochwertige Bruchfläche kann dadurch erreicht werden, daß der Eindringbereich des Eindringkörpers über die gesamte Länge des Werkstückes in der Einschnittebene eingedrückt wird. So kann besonders zuverlässig das Auftreten von Nasen in den Endbereichen des Einschnittes verhindert werden.

Insbesondere bei Werkstücken aus Glas ist es vorteilhaft, wenn das Werkstück lasergeritzt ist.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben werden.

Es zeigen : Figur 1 : eine schematische Darstellung des Anlegens eines Werkstückes gegen ein Widerlager und des Positionierens eines Eindringkörpers gemäß eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Figur 2 eine schematische Darstellung eines gegenüber der ihm zugewandten Oberfläche des Werkstückes geneigten Eindringbereiches des Eindringkörpers ; Figur 3 ein eingeschnittenes Werkstück, bei dem der Einschnitt aufgrund der durch den Eindringkörper aufgebrachten Druckkraft geöffnet ist.

Figur 1 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines eingeschnittenen Werkstückes 1, zum Beispiel einer eingeschnittenen Glastafel. Der Einschnitt 2 kann insbesondere ein Laserritz sein. Erfindungsgemäß wird das Werkstück 1 mit seiner eingeschnittenen Seite 1.2 gegen ein Widerlager 4 angelegt. Das Widerlager umfaßt in diesem Ausführungsbeispiel zwei Druckschläuche, die in einem definierten Abstand zum Einschnitt 2 über der gesamten Länge des Werkstückes 1 parallel zum Einschnitt 2 angelegt sind. Nach der Positionierung können diese Schläuche mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium gefüllt werden, so daß sie sich gleichmäßig gegen die Oberfläche 1.2 des Werkstückes 1 anpressen.

Auf der gegenüberliegenden Oberfläche 1.1 des Werkstückes 1 wird ein Eindringkörper 3 entlang des Einschnittes 2 positioniert. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Eindringkörper 3 mit seinem Eindringbereich 3.1 in der Einschnittsebene 5 über die gesamte Länge des Einschnittes 2 auf der Werkstückoberfläche 1.1 angelegt.

Der Eindringkörper 3 wird nun parallel zur Oberfläche 1.1 angehoben, d. h. in Richtung des Einschnittes 2 bewegt. Dadurch entsteht auf der Unterseite- Werkstoffoberfläche 1.1-eine Druckspannung und auf der Oberseite- Werkstoffoberfläche 1.2-eine Zugspannung quer zur Ausbreitungsrichtung des Einschnittes 2. Würde man nun die Brechkraft erhöhen, indem der Eindringkörper 3 weiter in Richtung des Einschnittes 2 angehoben würde, so entstände eine Bruchkante mit schlechter Qualität und großen Ein-und Auslaufnasen, d. h. Nasen in den beiden Endbereichen des Einschnittes 2. Gläser mit einer Glasdicke oberhalb von 6 mm würden sich zum Beispiel auf diese Art und Weise nicht mehr brechen lassen.

Der Einschnitt 2 kann nun vorteilhaft mit Wasserdampf angeblasen werden, was insbesondere zusammen mit einem leichten Parallelverschieben des Eindringkörpers 3 in Richtung des Einschnittes 2 zu einem Öffnen des Einschnittes 2 über der gesamten Länge führt. Ein solcher Zustand ist in Figur 3 dargestellt.

Erfindungsgemäß wird nun der Eindringkörper 3 mit seinem Eindringbereich 3. 1 derart in das Werkstück 1 eingedrückt, daß die Eindringtiefe im Bereich eines Endes-dem in Figur 2 dargestellten Ende 2.1 des Einschnittes 2-am größten ist.

Wie insbesondere in Figur 2 deutlich wird, wird dies durch Neigen des Eindringbereiches 3.1 des Eindringkörpers 3 gegenüber der ihm zugewandten Oberfläche 1.1 des Werkstückes 1 um einen vorgegebenen Winkel a erreicht.

Dabei ist das Eindringen des Eindringbereiches 3.1 überzogen dargestellt, um das Neigen zu verdeutlichen. In der Realität wird, insbesondere wenn ein sehr hartes Werkstück 1 gebrochen wird, die Eindringtiefe nur marginal sein.

Durch das tiefere Eindringen des Eindringbereiches 3.1 in dem dargestellten Ende 2.1 des Einschnittes 2 setzt sich ein anfänglicher Bruch ausgehend vom Einschnitt 2 über die gesamte Werkstoffdicke in den ersten Millimetern des Einschnittes 2 fort. Dieser anfängliche Bruch kann nun mit sehr geringer Bruchkraft über die gesamte Werkstücklänge bzw. über den gesamten Einschnitt 2 fortgesetzt werden, indem man den Eindringkörper nun unter dem vorher eingestellten Winkel a parallel zur Werkstück-Oberfläche 1. 1 in Richtung des Einschnittes 2 bewegt, das heißt, in dem dargestellten Fall anhebt.

Die Schläuche des Widerlagers 4 wirken in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Gegenhalter.

Das Ergebnis ist eine Bruchkante, die weder im Ein-noch im Auslaufbereich Nasen aufweist. Eine besonders hohe Qualität der Bruchfläche kann erreicht werden durch eine sehr genaue Positionierung des Eindringbereiches 3.1 des Eindringkörpers 3 unterhalb des Einschnittes 2 und einen definierten Abstand der Schläuche vom Einschnitt 2, insbesondere in Abhängigkeit der Werkstückstärke.

Bezugszeichenliste 1 Werkstück 1.1 Oberfläche 1.2 Oberfläche 2 Einschnitt 2.1 Endbereich 3 Eindringkörper 3.1 Eindringbereich 4 Widerlager 5 Einschnittebene