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Deutschland

Abstandshalter für Scheiben und Anordnung

Die Erfindung betrifft einen Abstandshalter für Scheiben, insbesondere für Glasscheiben doppelt oder mehrfach verglaster Fenster oder Türen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung, welche mindestens einen solchen Abstandshalter und zwei an diesem anliegende Scheiben umfasst.

Aus der US 2018/0 066 469 A1 sind Abstandshalter für Scheiben mit abgerundeten oder abgeschrägten Ecken und Stufen in Form von Nuten bekannt. Diese Schrift offenbart auch, dass die Abstandshalter keramisch sein können und eine funktionale Beschichtung aufweisen können.

Die US 2015/0 079 313 A1 offenbart vor diesem Hintergrund eine funktionale Beschichtung, die ausweichfähig ist und auf einem Grundkörper des Abstandshalters aufgebracht ist, um dessen Oberfläche zu glätten.

Schließlich zeigt die US 10,550,627 B1 einen Abstandshalter mit gestufter Oberfläche und den Effekt der Glättung der Oberfläche sowie das Vermeiden von Glasschäden durch eine funktionale Beschichtung. Aus dem Stand der Technik ist es vor diesem Hintergrund bekannt, doppelt oder dreifach verglaste Fenster oder Türen herzustellen. Der Zwischenraum zwischen den Glasscheiben kann mit einem Gas, bevorzugt einem Edelgas, gefüllt werden, um bestimmte Vorgaben betreffend die Wärmeleitfähigkeit oder den Schallschutz zu erfüllen. Besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Wärmeleitfähigkeit und den Schallschutz ist es aber, wenn zwischen den Glasscheiben ein Vakuum herrscht.

Ein Vakuum zwischen den Glasscheiben wiederum führt zu einem Unterdrück gegenüber dem Atmosphärendruck, der zu einer erheblichen Belastung der Glasscheiben führt. Je größer die Fläche einer Glasscheibe ist, desto höher ist die Kraft, die der Atmosphärendruck auf eine Glasscheibe ausübt. Beim Überschreiten bestimmter Belastungen biegen sich Glasscheiben in Richtung des Vakuums so weit durch, dass diese brechen.

Um diesem Problem zu begegnen ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Abstandshalter zwischen den Glasscheiben anzuordnen, welche die Glasscheiben überwiegend punktuell gegeneinander abstützen.

Dabei liegt ein Abstandshalter mit seinem einen Ende mittels einer Kontaktfläche an einer Glasscheibe und mit seinem anderen Ende mittels einer Kontaktfläche an der gegenüberliegenden Glasscheibe an.

In der Praxis kann es notwendig sein, sehr viele Abstandshalter zwischen zwei großflächigen Glasscheiben anzuordnen, wobei jeder Abstandshalter durch den Atmosphärendruck an Anpressbereichen sehr stark gegen die Glasscheiben gepresst wird. An den Anpressbereichen, insbesondere im Bereich von Kanten, Spitzen oder Rändern eines Abstandshalters können Spannungsspitzen sowohl im Glas als auch in dem Abstandshalter auftreten, die zu einer Schädigung insbesondere der Glasscheiben führen können. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung mit einem Abstandshalter zwischen zwei Scheiben, insbesondere zwei Glasscheiben, anzugeben, bei welcher der Spannungsverlauf in der Umgebung einer Kontaktfläche, zumindest im Glas, einen insgesamt möglichst gleichmäßigen und niedrigen Verlauf zeigt, also Spannungsspitzen, welche eine Scheibe schädigen können, möglichst verringert oder vermieden sind.

Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine Kontaktfläche eine möglichst ideale Kuppenform aufweisen oder annehmen muss, um eine an ihr unter Pressung anliegende Scheibe möglichst wenig zu belasten.

Durch diese Kuppenform, die sich bevorzugt erst beim Anpressen einer Scheibe am Abstandshalter als Entlastungsgeometrie einstellt, werden insbesondere an einem Rand eines Grundkörpers Spannungsspitzen aufgrund von Kanten oder scharfen Materialsprüngen reduziert oder gar vermieden.

Dies ist der Fall, weil die Scheibe nahezu nur oder nur an der kuppenartigen Kontaktfläche des Grundkörpers anliegt, die aufgrund der ihr zugeordneten Verformungszone komprimierbar ist.

Weiter ist erkannt worden, dass sich die Kontaktfläche durch eine geeignete Ausbildung oder Strukturierung ihrer selbst oder der durch sie nach axial außen begrenzten Verformungszone unter Druck so verformen lässt, dass die sich im Bereich des Abstandhalters unter Druckspannungen entstehende Krümmung der Scheibe ideal an die Kuppe des Abstandshalters anlegt und sich zwischen der Scheibe und dem Abstandshalter eine besonders vorteilhafte Pressung einstellen kann. Bei dieser Pressung wird der Maximaldruck oder die Maximalspannung erfindungsgemäß minimiert. Erfindungsgemäß ist schließlich erkannt worden, dass der Abstandshalter eine im Wesentlichen rotationssym metrische oder durch Regelmäßigkeiten gebildete kappenartige Struktur oder ein solches Relief aufweisen muss, die bzw. das, sofern sie bzw. es der Kontaktfläche nicht schon ohne Anlage einer Scheibe eine ideale Kuppenform verleiht, diese zumindest in eine solche überführt, wenn eine Scheibe diese mit Druck beaufschlagt.

Die Mittel könnten die Verformungszone zumindest bis zum peripheren Rand des Grundkörpers führen und die Kuppenform der Kontaktfläche bis zum peripheren Rand so verlängern, dass die Kontaktfläche und damit der Grundkörper an seinem peripheren Rand axial deformierbar ist. Hierdurch ist es möglich, dass die Kontaktfläche den harten Rand eines unter ihr liegenden relativ harten und nahezu inkompressiblen Materials überlappt, so dass eine Scheibe nicht mit diesem harten Material in Kontakt kommt.

Alternativ könnte die Kontaktfläche von einem peripheren Rand so beabstandet sein, dass eine Scheibe nicht mit dem harten Rand in Kontakt kommt. Zur Beabstandung könnte eine Stufe, bevorzugt eine um laufende Stufe am Randbereich vorgesehen sein.

Die Mittel könnten derart symmetrisch und/ oder regelmäßig bezüglich einer Achse, insbesondere Längsachse oder Symmetrieachse des Grundkörpers durch die Mitte der Kontaktfläche, angeordnet sein, dass sie bezüglich der Achse diametral gegenüberliegende Punkte ausbilden, welche auf der gedachten oder realen Oberfläche einer Kugelkappe oder auf einem Kreisbogen mit einem Krümmungsradius liegen, der durchschnittlich im Bereich 0,5 mm bis 100 mm, bevorzugt 0,7 mm bis 70 mm, weiter bevorzugt 0,8 mm bis 50 mm, weiter bevorzugt 1 mm bis 45 mm, weiter bevorzugt 1 ,5 mm bis 20 mm, weiter bevorzugt 2 mm bis 30 mm oder 0,3 mm bis 50 mm, weiter bevorzugt 0,5 mm bis 45 mm, weiter bevorzugt 0,8 mm bis 30 mm oder 2 mm bis 200 mm, weiter bevorzugt 3 mm bis 100 mm und besonders bevorzugt 5 mm bis 80 mm liegt.

Eine Rotationssymmetrie oder laterale Regelmäßigkeit der Mittel lässt die Einstellung einer idealen Endgeometrie zu. Die Endgeometrie ist ausgehend von einer Ausgangsgeometrie erreichbar, welche durch einen Krümmungsradius definierbar oder beschreibbar ist, der eine Kugelkappe oder im Querschnitt einen Kreisbogen eindeutig festlegt, welche bzw. welcher eine Strukturierung des Abstandshalters axial begrenzt, einhüllt, durchläuft oder deren funktionale Schwerpunkte durchläuft. Ganz wesentlich ist, dass der Krümmungsradius ein Ausgangskrümmungsradius ist, der in einen kleineren, bevorzugt einen größeren oder gleichbleibenden Endkrümmungsradius der Kontaktfläche überführbar ist, weil die Kontaktfläche bevorzugt eine konvexe Abplattung erfährt, wenn eine Scheibe an diese anpresst.

Der Endkrümmungsradius, der sich im eingebauten Zustand unter Druckbelastung einstellt, ist durchschnittlich > 1 mm, bevorzugt > 2 mm, weiter bevorzugt > 3 mm, weiter besonders bevorzugt > 5 mm. In allen vorgenannten Fällen ist der Endkrümmungsradius entweder < 50 mm oder < 40 mm. Die Ausprägung des Radius ist vorzüglich rotationssymmetrisch, kann aber auch von der Rotationssymmetrie abweichen.

Die Mittel könnten Stufenkanten und/ oder Stufenflächen umfassen und/ oder Kuppenabschnitte und/ oder eine Kuppe, die in einem Kernmaterial des Grundkörpers mit geringerer Verformbarkeit und/ oder in eine Beschichtung des Kernmaterials mit höherer Verformbarkeit eingebracht sind bzw. ist. Durch Stufen können pyramidenartige oder kegelstumpfartige, bevorzugt kugelsegmentförmige, Erhebungen geschaffen werden, die sich beim Anpressen einer Scheibe in eine Kuppe umformen. Die in den Grundkörper und/ oder die Beschichtung eingebrachten Strukturen weisen Höhen/ Tiefen auf, welche durchschnittlich > 0,1 pm, bevorzugt > 0,2 pm betragen. In allen vorgenannten Fällen sind die Höhen/ Tiefen < 20 pm, bevorzugt < 15 pm, weiter besonders bevorzugt < 10 pm. Die eingebrachten Strukturen können auch durchschnittliche Höhen/ Tiefen von 0,3 pm ± 0,1 pm, 0,4 pm ± 0,1 pm oder 0,5 pm ± 0,1 pm aufweisen.

Die in den Grundkörper und/ oder die Beschichtung eingebrachten Strukturen weisen Breiten/ Durchmesser auf, welche durchschnittlich > 1 pm, bevorzugt > 5 pm sind. In allen vorgenannten Fällen sind die Breiten/ Durchmesser < 300 pm, bevorzugt < 200 pm, weiter besonders bevorzugt < 100 pm. Die eingebrachten Strukturen können auch durchschnittliche Breiten/ Durchmesser von 20 pm ± 5 pm, 30 pm ± 5 pm aufweisen.

Die Anzahl der Stufen in der Beschichtung und/ oder im Kernmaterial ist > 1 , > 2, weiter > 3, weiter > 4. In allen vorgenannten Fällen ist die Anzahl < 50. Das Abfallen oder Ansteigen der Kontaktfläche kann im Grenzfall in einen einem Krümmungsradius folgenden Verlauf übergehen.

Die Strukturierung des Grundkörpers und/ oder der Beschichtung kann auch in solcher Weise erfolgen, dass eine einem Krümmungsradius folgende Kontaktfläche entsteht mit einer durchschnittlichen Höhendifferenz zwischen Mitte und Randbereich des Abstandshalters von > 0,1 pm, bevorzugt > 0,2 pm, weiter bevorzugt > 1 pm, weiter besonders bevorzugt > 2 pm. In allen vorgenannten Fällen ist die Höhendifferenz < 20 pm, bevorzugt < 15 pm, weiter besonders bevorzugt < 10 pm. Der eingebrachte Abtrag kann auch eine durchschnittliche Höhendifferenz zwischen Mitte und Randbereich von 1 pm ± 0,5 pm, 2 pm ± 0,5 pm oder 3 pm ± 0,5 pm aufweisen.

Die Verformungszone könnte eine Beschichtung umfassen, welche eine höhere Verformbarkeit als ein Kernmaterial aufweist, wobei die Mittel stufenartig einander abfolgende Beschichtungsabschnitte umfassen, welche sich zu einem Beschichtungsdom oder Beschichtungsgipfel hin in ihrer Breite stufenweise verjüngen, wobei der Beschichtungsdom oder Beschichtungsgipfel einen axial äußersten Beschichtungsabschnitt ausbildet, der einer Scheibe zuwendbar ist. In einem solchen Fall könnte eine Erhebung bevorzugt aus einer Beschichtung gebildet sein, die auf einer ebenen Oberfläche eines Kernmaterials aufliegt. So kann eine Oberfläche eines Kernmaterials gut vollständig bedeckt werden, so dass dessen harte Ränder oder Randpunkte durch die Scheibe nicht mehr kontaktierbar sind.

Die Verformungszone könnte eine Beschichtung umfassen, welche eine höhere Verformbarkeit als das Kernmaterial aufweist, wobei die Mittel stufenartig einander abfolgende Kernmateriallabschnitte umfassen, welche sich zu einem Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel hin in ihrer Breite verjüngen, wobei der Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel einen äußersten Kernmaterialabschnitt ausbildet, der einer Scheibe zuwendbar ist, und wobei die Beschichtung den Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel bedeckt und/ oder umgibt. Durch diese Ausgestaltung gibt das harte Kernmaterial bereits die Kuppenform näherungsweise vor.

Die Beschichtung könnte mindestens einen oder mehrere Kernmaterialabschnitte bedecken und/ oder umschließen. So kann eine relativ dünne Beschichtung nur noch eine Einhüllende oder Einhüllung des harten Kernmaterials bilden, welche im Gegensatz zum Kernmaterial weiter abplattbar ist, so dass sich die endgültige Kuppenform unter Anpressung einer Scheibe einstellt.

Bevorzugt in allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen könnten sich die Endkrümmungsradien der Kuppen erst unter Anpressung der Scheibe ausbilden. Bei einer Ausgestaltung, bei weicher eine gleichmäßige Schichtdicke einer Beschichtung auf einer vorgeformten Kuppe des Kernmaterials vorliegt, könnte der Endkrümmungsradius bereits vollständig oder nahezu vollständig ausgebildet sein. Bei dieser speziellen Ausgestaltung würden quasi nur die Stufen einer Einhüllenden des Kernmaterials ausgeglichen, so dass sich eine im Wesentlichen runde Kuppe bildet.

Die Mittel könnten Ausnehmungen, umfassen, die sich ausgehend von einer Oberfläche des Kernmaterials in dessen Inneres erstrecken, wobei die Ausnehmungen mit einer Beschichtung auf dem Kernmaterial zumindest teilweise ausgefüllt oder durch Druckbeaufschlagung der Kontaktfläche ausfüllbar sind, wobei die Beschichtung eine höhere Verformbarkeit als das Kernmaterial aufweist. Durch geeignet regelmäßig oder einer Symmetrie folgend angeordnete Ausnehmungen oder Anhäufungen bzw. Cluster solcher Ausnehmungen können mittlere funktionale Schichtdicken der Beschichtung erzeugt werden, die im Zusammenspiel mit dem Kernmaterial der Kontaktfläche eine Kuppenform verleihen, wenn eine Scheibe an die Kontaktfläche andrückt.

Solche Ausnehmungen können als Bohrungen, Sacklöcher, Mulden, oder Kavitäten mit linienartiger, kreisartiger, eckiger, gezackter, mäanderartiger, schraubenartiger, spiralartiger, wabenartiger Form oder als Abschnitte dieser Formen ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass die Ausnehmungen durch Mischformen der vorgenannten Vertiefungen oder durch Abschnitte der Vertiefungen ausgebildet sind.

Die Tiefe und/ oder laterale Breite der Ausnehmungen und/ oder derer abschnittsweise optional vorhandenen Lateralerweiterungen könnten ausgehend von einer Mitte der Kontaktfläche nach radial und lateral außen hin zu- oder abnehmen. Vorteilhaft erfolgt eine Zunahme der Tiefe und/ oder Breite von Ausnehmungen und/ oder Lateralerweiterungen in Richtung des Rands des Grundkörpers, so dass das Material einer Beschichtung in stärkerem Maße nach axial unten oder lateral außen ausweichen kann, wenn von axial oben eine Scheibe gegen die Beschichtung drückt. So kann die Ausbildung einer Kuppenform der Kontaktfläche in einem Randbereich begünstigt werden.

Die Wärmeleitfähigkeit des Grundkörpers ist in axialer Richtung < 15 W/mK, bevorzugt < 5 W/mK, weiter bevorzugt < 3 W/mK, weiter besonders bevorzugt < 1 W/mK. Bei allen zuvor genannten Bereichen die Wärmeleitfähigkeit mindestens 0,01 W/mK.

Ein im Inneren des Grundkörpers liegendes Kernmaterial könnte ein anorganisches Material, z.B. ein Metall oder ein Glas oder eine Keramik oder eine Glaskeramik aufweisen. Ein Glas, eine Keramik oder Glaskeramik kann den harten, relativ inkompressiblen Kem eines Grundkörpers bilden, insbesondere einen Pfeiler, welcher an seinen gegenüberliegenden Längsenden mit einer Beschichtung zumindest teilweise bedeckt ist.

Ein Glas, eine Keramik oder eine Glaskeramik weist eine weit geringere Wärmeleitfähigkeit als ein Metall auf.

Die Porosität eines keramischen Grundkörpers sollte durchschnittlich > 1 %, bevorzugt > 2 %, weiter bevorzugt > 5 %, weiter besonders bevorzugt > 10 % sein. Bei allen vorgenannten Fällen ist die Porosität < 50 %, bevorzugt < 40 %, weiter besonders bevorzugt < 30 %. Die Porosität kann auch durchschnittlich 10 % ± 5 %, 20 % ± 5 % oder 30 % ± 5 % betragen.

Ausnehmungen sind auf chemischem Weg, zum Beispiel durch Plasmaätzen, auf mechanischem Weg oder durch Verwendung von Strahlung, elektromagnetische oder partikuläre erzeugbar.

Die Laserbearbeitung ist bevorzugt, da hiermit filigranste Strukturen zuverlässig und klar definiert eingebracht werden können. Eine Beschichtung könnte ein mikroporöses Material aufweisen, insbesondere ein mikroporöses keramisches und weiter insbesondere ein nanoporöses, glasiges oder glaskeramisches Material.

Bevorzugt sind diese Materialien als Beschichtungssuspension auf das Kernmaterial aufgebracht:

- in partikulärer Form in einem Dispergiermedium wie Wasser oder Ethanol oder

- im Gemisch mit einem Sol-Gel-Bindemittel oder

- als reines Sol-Gel-System.

Die partikulären Systeme umfassen Partikel mit mittleren Partikelgrößen < 10 pm, bevorzugt < 5 pm, weiter bevorzugt < 2 pm und besonders bevorzugt < 1 pm, bevorzugt aber im Wesentlichen > 100 nm und ein Dispergiermedium.

Die Sol-Gel-Systeme beinhalten Moleküle von metallorganischen Verbindungen oder Salzen von Metallen oder Nanopartikel als Vorstufen einer Keramik oder keramische Nanopartikel mit einer Partikelgröße kleiner 100 nm oder Gemische daraus.

Die Sol-Gel-Systeme sind flüssige Systeme, welche Moleküle von Precursoren von Oxidkeramiken oder Gläsern umfassen, also metallorganische Verbindungen oder Nanopartikel von Precursoren von Oxidkeramik oder glasbildenden Komponenten oder Nanopartikel von Oxidkeramik oder glasbildenden Komponenten oder a) Gemische aus Molekülen von unterschiedlichen Precursoren oder b) Gemische von Nanopartikeln unterschiedlicher Precursoren oder c) Gemische von Nanopartikeln von Keramik oder glasbildenden Komponenten oder Gemische aus den Gemischvarianten a) und b) oder Gemische aus den Gemischvarianten b) und c) oder Gemische aus den Gemischvarianten a) und c) oder Gemische aus den Gemischvarianten a), b) und c).

Die Sol-Gel-Systeme können wasserbasiert oder lösemittelbasiert vorliegen.

Die molekularen Precursoren können metallorganische Verbindungen (beispielsweise Aluminiumisopropoxid oder Tetraethylorthosilicat) oder bereits teilweise vorkondensierte kommerziell erhältliche Sol-Gel-Systeme (beispielsweise inosil, Inomat GmbH, Neunkirchen, Deutschland) oder Salze (beispielsweise Zirkonacetat) oder Hydroxide und/ oder Oxyhydroxide von Metallen (beispielsweise Aluminium) umfassen. Die Precursoren oxidieren während einer Temperaturbehandlung zu Keramiken beginnend ab Temperaturen von unter 300 °C und Temperaturen von unter 400 °C an Luft.

Die partikulär versetzten Systeme oder reinen Sol-Gel-Systeme werden mittels Tauchbeschichtung, Sprühbeschichtung, Rakeln, Siebdrucken, Schleudern, Doktorblade, Breitschlitzdüse, Elektrophorese oder andere Verfahren auf das Kernmaterial aufgebracht. Bevorzugte Applikationsvarianten sind Sprühen, Siebdruck, Elektrophorese, Rakeln, Breitschlitzdüse und Doktorblade.

Die Beschichtungssysteme werden durch Trocknung verfestigt. Bevorzugt werden die Beschichtungen während einer Temperaturbehandlung weiter verfestigt.

Weiter bevorzugt wird die Temperaturbehandlung der Beschichtung bei > 50 °C, bevorzugt > 80 °C, weiter bevorzugt > 100 °C, weiter bevorzugt > 150 °C, weiter bevorzugt > 200 °C, weiter bevorzugt > 250 °C, weiter bevorzugt > 300 °C, weiter bevorzugt > 350 °C, aber bei weniger als 1300 °C, bevorzugt bei weniger als 1000 °C, bevorzugt bei weniger als 800 °C eingebrannt. Während der Temperaturbehandlung verfestigt die Beschichtung, damit sie transportstabil ist und/ oder bevorzugt zusätzlich in ein rein anorganisches Material überführt wird. Die Beschichtung ist stärker komprimierbar als das Kernmaterial.

Aufdampfen, CVD, PVD sind weniger bevorzugte Verfahren.

Die Beschichtung kann weitere organische oder anorganische partikuläre Komponenten umfassen, die die Verformbarkeit, Härte, Porosität oder Stabilität der Beschichtung modifizieren. Diese Komponenten können Metallpartikel, Graphit, hexagonales Bornitrid, Ruß, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Wolfram oder Wolframoxid sein, beispielsweise in der Form von Mikrokugeln, unregelmäßig geformten Partikeln, Fasern, Plättchen oder Agglomeraten oder Gemischen daraus.

Das Material der Beschichtung könnte somit anorganisch bzw. im Wesentlichen anorganisch sein. Es könnte aber auch organisch, metallisch oder gläsern sein oder als Mischform vorliegen. Des Weiteren kann es sowohl porös als auch dicht oder mit einem Gradienten in der Porosität ausgebildet sein.

Bevorzugt ist die nachfolgend beschriebene Ausgestaltung, bei welcher das Material der Beschichtung auf beiden Seiten des Abstandshalters angeordnet ist und Strukturen, insbesondere Stufen, im Abstandshalter, bevorzugt spiegelsymmetrisch, angebracht sind. Eine strenge Symmetrie ist nicht notwendig, solange nur die Kuppenform erreichbar ist.

Das Material der Beschichtung kann weitere Eigenschaften aufweisen, wobei nicht beide Seiten des Abstandshalters die gleichen Eigenschaften aufweisen müssen. So kann das Material der Beschichtung selbst oder durch eingelagerte Partikel gefärbt, elektrisch leitend oder isolierend, magnetisierbar, hydrophil, hydrophob, von auf beiden Seiten gleicher oder unterschiedlicher Dichte oder adhäsiv sein. Auch die Porositäten der Beschichtungen auf beiden Seiten des Abstandshalters können sich unterscheiden.

Durch eine Funktionalisierung der Beschichtung kann insbesondere die Positionierung der Abstandshalter auf der Scheibe positiv beeinflusst werden. Auch lassen sich zusätzliche temporäre Beschichtungen zur Adhäsionssteigerung kurz vor der Applikation aufbringen (z.B. Wasser, Ethanol, Cyclododecan).

Die Volumenreduzierung der Verformungszone und/ oder einer Beschichtung auf dem Kernmaterial könnte durchschnittlich im Bereich 0,01 bis 0,7, bevorzugt 0,02 bis 0,6, weiter bevorzugt 0,03 bis 0,5, weiter bevorzugt 0,05 bis 0,45 weiter bevorzugt 0,05 bis 0,4, oder 0,01 bis 0,4, weiter bevorzugt 0,02 bis 0,3, weiter bevorzugt 0,035 bis 0,25 oder 0,01 bis 0,3, weiter bevorzugt 0,02 bis 0,25, und besonders bevorzugt 0,035 bis 0,2 liegen. Diese Volumenreduzierungen sind vorteilhaft, wenn eine Glasscheibe an einen Abstandshalter der hier beschriebenen Art angelegt wird. Der Wert 0,01 entspricht einer Komprimierung um 1 % ausgehend von einem Ausgangsvolumen auf ein Endvolumen.

Der Durchmesser des Grundkörpers an seinem breitesten Umfang könnte durchschnittlich im Bereich 0,05 mm bis 1 mm, bevorzugt 0,2 mm bis 0,6 mm, weiter bevorzugt 0,3 mm bis 0,5 mm oder 0,2 mm bis 0,5 mm, weiter bevorzugt 0,2 mm bis 0,45 mm oder 0,3 mm bis 0,6 mm, besonders bevorzugt 0,35 mm bis 0,6 mm liegen. Ein solcher Abstandshalter ist ausreichend klein, so dass er optisch nicht stört, wenn er zwischen zwei Scheiben gelegt wird. Überdies ist sichergestellt, dass der Abstandshalter keine allzu große Wärme- bzw. Kältebrücke ausbildet.

Der Grundkörper könnte im Wesentlichen zylindrisch, Säulen- und/ oder pfeilerartig sein, wobei eine Kontaktfläche vorgesehen ist und wobei eine mittlere Schichtdicke einer deformierbaren Beschichtung auf einem Kernmaterial in einem Zentralbereich höher als in einem Randbereich ist. So ist eine Scheibe durch eine Beschichtung vor dem Kontakt mit einem scharfen Rand geschützt.

Alternativ könnte eine Kontaktfläche mit einem Gipfel in einem Zentralbereich vorgesehen sein, wobei eine Beschichtung mit einer im Wesentlichen homogenen Schichtdicke auf einem Kernmaterial angeordnet ist. So kann eine Beschichtung auf einem domartig, bevorzugt kugelsegmentartig vorgeformten Kernmaterial aufgebracht sein.

Weiter alternativ könnte eine Kontaktfläche mit einem Gipfel im Zentralbereich vorgesehen sein, wobei eine Beschichtung mit einer in einem Randbereich erhöhten Schichtdicke auf dem Kernmaterial angeordnet ist. Hierdurch werden die Vorteile der ersten beiden Alternativen kombiniert. Bevorzugt ist die Kontaktfläche eben ausgebildet.

Die Dicke der Beschichtung ist durchschnittlich < 30 pm, bevorzugt < 20 pm, weiter bevorzugt < 15 pm, weiter bevorzugt < 10 pm, weiter besonders bevorzugt < 5 pm, aber stets > 0,1 pm und kann über die Fläche variieren. Die Beschichtung kann auch eine durchschnittliche Dicke von 5 pm ± 2,5 pm, 10 pm ± 2,5 pm oder 15 pm ± 2,5 pm aufweisen.

Eine Anordnung, umfassend mindestens zwei Scheiben, insbesondere Glasscheiben, zwischen welchen ein Abstandshalter mit einem Grundkörper mit zwei gegenüberliegenden Kontaktflächen angeordnet ist, wobei jede Kontaktfläche an einer Scheibe unter Pressung anliegt, ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Verformungszone derart komprimiert und/ oder deformiert ist, dass ihre jeweilige Kontaktfläche so konvex gewölbt oder abgeplattet ist, dass sie der Krümmung der an ihr anliegenden Scheibe folgt. Die genannte Anordnung, umfassend mindestens zwei Scheiben, insbesondere Glasscheiben, zwischen welchen ein Abstandshalter mit einem Grundkörper mit zwei gegenüberliegenden Kontaktflächen angeordnet ist, wobei jede Kontaktfläche an einer Scheibe unter Pressung anliegt, ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass jede Verformungszone derart komprimiert und/ oder deformiert ist, dass ihre jeweilige Kontaktfläche so konvex gewölbt oder insbesondere an den Rändern gegenüber der Mitte abgeplattet ist, dass sie der Krümmung der Scheibe folgend ein Kugelsegment mit einem definierten Krümmungsradius ausbildet und einer der an ihr anliegenden Scheibe konkaven Vertiefung folgt. Daher hat das aus der Kontaktfläche des Abstandshalters gebildete konvexe Kugelsegment bei angelegtem Vakuum in einem Vakuumisolierglas einen Krümmungsradius, der vergleichbar ist mit einem äquivalenten Krümmungsradius der konkaven Vertiefung, welche in der gewölbten, unter Druckspannung deformierten Scheibe im Bereich der Kontaktfläche des Abstandshalters ausgebildet ist.

Durch die Kuppenform, welche die Kontaktfläche angenommen hat, stellen sich optimale Anpressverhältnisse ein. Durch die geringere Maximalspannung der Hertz'schen Pressung, die sich an der Scheibe einstellt, kann die Anzahl an Abstandshaltern ohne Reduktion eines Sicherheitsfaktors gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert werden. Dies hat den technischen Vorteil, dass mit weniger Abstandshaltern auch der Wärmetransport über die Abstandshalter insgesamt reduziert werden kann.

Es ist insoweit eine Anordnung mit einem Abstandshalter zwischen zwei Scheiben, insbesondere zwei Glasscheiben, angegeben, bei welcher Spannungsspitzen, welche eine Scheibe schädigen können, möglichst verringert oder vermieden sind. Der Abstandshalter der Anordnung kann in einer Weise ausgestaltet sein, wie sie in dieser Beschreibung offenbart ist. Die Anordnung könnte eine Anzahl an Abstandshaltern zwischen den zwei Scheiben von 1000 bis 4000, bevorzugt 1500 bis 3000, weiter bevorzugt 1500 bis 2500, oder 300 bis 3000, weiter bevorzugt 750 bis 2500, weiter bevorzugt 1000 bis 2000 oder 1500 bis 5000, weiter bevorzugt 1500 bis 3500 und besonders bevorzugt 2000 bis 3000 pro m ² Scheibenfläche aufweisen. Hierdurch ist eine optimale Abstützung der Scheiben bei optimierten thermischen Verhältnissen sichergestellt. Bei einer solchen Anordnung können pro Flächeneinheit relativ wenige Abstandshalter zur schonenden Abstützung der Scheiben eingesetzt werden, so dass weniger Wärmebrücken zwischen den Scheiben entstehen.

Die Höhe des hier beschriebenen Abstandshalters liegt vorteilhaft durchschnittlich im Bereich 50 pm bis 600 pm, bevorzugt im Bereich 100 pm bis 500 pm, weiter bevorzugt im Bereich 100 pm bis 300 pm, weiter bevorzugt im Bereich 100 pm bis 250 pm, weiter bevorzugt im Bereich 50 pm bis 500 pm, weiter bevorzugt im Bereich 50 pm bis 300 pm, und besonders bevorzugt im Bereich 50 pm bis 250 pm.

Der Quotient h2/H der Höhen h2 vom höchsten Punkt des Abstandshalters (G oder KG) zum höchsten Punkt eines Randbereichs des Abstandshalters und der Gesamthöhe H des Abstandshalters liegt vorteilhaft im Bereich 0 bis 0,1 , bevorzugt im Bereich 0 bis 0,075, weiter bevorzugt im Bereich 0 bis 0,05, weiter bevorzugt im Bereich 0 bis 0,035, weiter besonders bevorzugt im Bereich 0 bis 0,025, weiter bevorzugt im Bereich 0 bis 0,02.

Für das Verformen der Verformungszone und/ oder der Beschichtung und/ oder des Kernmaterials sind grundsätzlich alle möglichen Verformungsmechanismen denkbar, nämlich elastische oder plastische, das Kompaktieren bzw. Verdichten von porösen Strukturen, sowie das simultane Zusammenspiel solcher Mechanismen. Bevorzugt ist ein Mechanismus des Kompaktierens oder Verdichtens von porösen Strukturen. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Glasscheibe, die unter Durchbiegung an einem Anpressbereich eines Abstandshalters des Stands der Technik mit planer Kontaktfläche anliegt, wobei sich an den scharfen Rändern der Kontaktflächen Spannungsspitzen ausbilden,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters mit gewölbten Kontaktflächen,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer Glasscheibe, die an der oberen konvex gewölbten Kontaktfläche des Abstandshalters anliegt, wobei am Gipfel der Kuppe der Kontaktfläche die Glasscheibe unter Beaufschlagung mit einer sehr hohen Maximalspannung nach Hertz’scher Pressung an die Kontaktfläche drückt und zum Glasbruch führen kann,

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer gekrümmten Glasscheibe, deren Krümmung einer kuppenartig gewölbten Kontaktfläche unter Anschmiegung an diese folgt, wobei am obersten Punkt bzw. Gipfel der Kontaktfläche die Glasscheibe im Vergleich zu Fig. 3 mit einer minimierten Maximalspannung unter Hertz’scher Pressung beaufschlagt ist, was einem idealen Anlegen der Glasscheibe an die Abstandshalteroberfläche entspricht,

Fig. 5 eine Anordnung mit einem Abstandshalter mit zwei gegenüberliegenden Kontaktflächen, an denen jeweils eine gemäß Fig. 4 gekrümmte Glasscheibe anliegt, bei der sich die Anpressverhältnisse gemäß Fig. 4 eingestellt haben, Fig. 6 eine perspektivische und geometrisch schematische Darstellung des oberen Teils eines Abstandshalters, welcher eine Verformungszone mit einer Kontaktfläche aufweist, wobei die Kontaktfläche der Oberfläche einer idealisierten Kugelkappe folgt, wobei die zur Kugelkappe gehörige gedachte Kugel einen Krümmungsradius r aufweist, wobei die Kugelkappe mit einer Höhe h1 von einer gedachten oberen Ebene E eines zylindrischen Grundkörpers hervorragt und wobei der zylindrische Grundkörper an seinem größten Umfang einen Durchmesser von 2a aufweist,

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters mit Gesamthöhe H, dessen Kernmaterial mit einer Beschichtung kuppelartig bedeckt ist, welche eine Verformungszone ausbildet, die ausgehend von einer Struktur, in oder über die eine gedachte Kugelkappe mit einem durchgezogen dargestellten Krümmungsradius r einlegbar ist, in eine reale Kugelkappe mit einem gestrichelt dargestellten Endkrümmungsradius R verbracht werden kann,

Fig. 8 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters mit Gesamthöhe H, dessen Kernmaterial auf einer glatten Ebene nur bereichsweise mit einer Beschichtung bedeckt ist, welche zu einer Verformungszone gehört, die ausgehend von einer Struktur, auf die oder in die eine gedachte Kugelkappe mit einem durchgezogen dargestellten Krümmungsradius r legbar ist, in eine reale Kugelkappe mit einem gestrichelt dargestellten Endkrümmungsradius R verbracht werden kann,

Fig. 9 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters mit Gesamthöhe H, dessen Kernmaterial auf einer gestuften Ebene mit einer nach axial außen ebenen und nicht gestuften Beschichtung vollständig bedeckt ist, wobei die Beschichtung gemeinsam mit dem Kernmaterial eine Verformungszone bildet, die ausgehend von einer Struktur, in die eine gedachte Kugelkappe mit einem durchgezogen dargestellten Krümmungsradius r einlegbar ist, in eine reale Kugelkappe mit einem gestrichelt dargestellten Endkrümmungsradius R verbracht werden kann,

Fig. 10 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters mit Gesamthöhe H, dessen Kernmaterial auf einer gestuften Ebene mit einer nach außen nicht gestuften und mit einem Kernmaterialdom fluchtenden Beschichtung nur in einem Randbereich des Kernmaterials bedeckt ist, wobei die Beschichtung gemeinsam mit dem Kernmaterial eine Verformungszone bildet, die ausgehend von einer Struktur, in die eine gedachte Kugelkappe mit einem durchgezogen dargestellten Krümmungsradius r einlegbar ist, in eine reale Kugelkappe mit einem gestrichelt dargestellten Endkrümmungsradius R verbracht werden kann,

Fig. 11 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters mit Gesamthöhe H, dessen Kernmaterial auf einer axial äußeren und gestuften Ebene mit einer nach axial außen gestuften Beschichtung vollständig bedeckt ist, wobei die Beschichtung gemeinsam mit dem Kernmaterial eine Verformungszone bildet, die ausgehend von einer Struktur, in die eine gedachte Kugelkappe mit einem durchgezogen dargestellten Krümmungsradius r einlegbar ist, in eine reale Kugelkappe mit einem gestrichelt dargestellten Endkrümmungsradius R verbracht werden kann, Fig. 12 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters, dessen Kernmaterial mit Nuten versehen ist, die sich von einer nicht gestuften Ebene des Kernmaterials nach axial innen erstrecken, wobei deren Tiefen nach radial außen hin zunehmen, wobei auf der nicht gestuften Ebene eine nach axial außen nicht gestufte, ebene Beschichtung aufgebracht ist, die in die Nuten bis zu deren Grund bereits eingedrungen ist, und wobei die Beschichtung gemeinsam mit dem Kernmaterial eine Verformungszone bildet, die ausgehend von einer Struktur, in die eine gedachte Kugelkappe mit einem durchgezogen dargestellten Krümmungsradius r einlegbar ist, in eine reale Kugelkappe mit einem gestrichelt dargestellten Endkrümmungsradius R verbracht werden kann,

Fig. 13 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters, dessen Kernmaterial mit Nuten versehen ist, die sich von einer nicht gestuften Ebene nach axial innen mit jeweils gleicher Tiefe erstrecken, wobei deren Abstände sich nach radial außen hin verringern, wobei auf der nicht gestuften Ebene eine nach axial außen ebene Beschichtung aufgebracht ist, die in die Nuten bis zu deren Grund bereits eingedrungen ist, und wobei die Beschichtung gemeinsam mit dem Kernmaterial eine Verformungszone ausbildet, die ausgehend von einer Struktur, in die eine gedachte Kugelkappe mit einem durchgezogen dargestellten Krümmungsradius r einlegbar ist, in eine reale Kugelkappe mit einem gestrichelt dargestellten Endkrümmungsradius R verbracht werden kann,

Fig. 14 in der oberen Ansicht eine Schnittansicht einer keramischen Platte mit einer umlaufenden Nut, in die eine erste Lage der Beschichtung eingebracht ist, wobei auf die erste Lage eine zweite Lage der Beschichtung aufgebracht ist, welche im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der keramischen Platte bedeckt, in der unteren Ansicht einen aus der keramischen Platte herausgeschnittenen Abstandshalter, der in seinem Aufbau dem ähnlich ist, der in Fig. 9 gezeigt ist,

Fig. 15 einen Abstandshalter, der in seinem Aufbau dem ähnlich ist, der in Fig. 11 gezeigt ist,

Fig. 16 in der obersten Ansicht schematisch eine Draufsicht auf eine keramische Platte, in welche eine Nut eingebracht ist und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht der keramischen Platte mit Nut durch die Nut,

Fig. 17 in der oberen Ansicht schematisch eine Draufsicht auf eine keramische Platte, in welche eine Nut eingebracht ist, und in der unteren Ansicht eine Draufsicht auf die keramische Platte, wobei eine erste Lage der Beschichtung eingefüllt ist,

Fig. 18 in der oberen Ansicht eine Schnittansicht der keramischen Platte mit Nut durch die Nut mit eingefüllter Beschichtung und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht eines Rohlings, der aus der keramischen Platte längs des äußeren Umfangs der Nut aus der keramischen Platte herausgeschnitten wurde, so dass sich am Rand des Rohlings eine um laufende Stufe ergibt, welche mit der Beschichtung ausgefüllt ist,

Fig. 19 in der oberen Ansicht eine Draufsicht auf eine noch unbeschichtete keramische Platte, in welche konzentrische Nut als Ausnehmungen auf gegenüberliegenden Seiten der Platte eingebracht sind, und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht durch die keramische Platte,

Fig. 20 in der oberen Ansicht eine Draufsicht auf die keramische Platte nach Fig. 19, wobei die Nut auf beiden Seiten mit einer ersten Lage einer Beschichtung ausgefüllt sind, und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht durch die keramische Platte,

Fig. 21 in der oberen Ansicht eine Draufsicht auf die keramische Platte nach Fig. 20, welche zwei ebene zweite Lagen einer Beschichtung aufweist, die auf die keramische Platte nach Fig. 20 und deren ersten Lagen an Beschichtung aufgebracht sind, und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht durch die keramische Platte,

Fig. 22 in der oberen Ansicht eine Draufsicht auf zwei Abstandshalter, die aus der keramischen Platte nach Fig. 21 herausgeschnitten sind, und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht durch die zwei Abstandshalter,

Fig. 23 eine Anordnung, bei welcher ein Abstandshalter nach Fig. 22 zwischen zwei Scheiben angeordnet ist,

Fig. 24a, b eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche weiterer Abstandshalter, in welche verschiedene mäandernde Ausnehmungen oder Strukturen eingebracht sind, wie beispielsweise Sackbohrungen konzentrisch auf der Kontaktfläche liegend mit gleichem Durchmesser und sich zum Rand hin erhöhender Anzahl, Sackbohrungen konzentrisch auf der Kontaktfläche liegend mit zum Rand hin zunehmendem Durchmesser, im Querschnitt nieren-, trapez- oder prismenförmige Nuten unterschiedlicher Breite konzentrisch auf der Kontaktfläche liegend mit sich zum Rand hin erhöhender Anzahl oder Mischformen aus den genannten Formen, in welche die Beschichtung zur Ausbildung einer Kuppenform der Kontaktfläche ausweichen kann, wenn eine Glasscheibe auf diese aufdrückt,

Fig. 25 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters mit Gesamthöhe H, dessen Kernmaterial auf einer glatten Ebene mit einer Beschichtung bedeckt ist, wobei sich deren Dicke nach axial außen hin verringert, wobei die Beschichtung zu einer Verformungszone gehört, die ausgehend von einer Struktur, auf die oder in die eine gedachte Kugelkappe mit einem durchgezogen dargestellten Krümmungsradius r legbar ist, in eine reale Kugelkappe mit einem gestrichelt dargestellten Endkrümmungsradius R verbracht werden kann,

Fig. 26 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters mit Gesamthöhe H, dessen Kernmaterial auf einer axial äußeren, einem Krümmungsradius folgenden und nach außen abfallenden Ebene mit einer Beschichtung vollständig bedeckt ist, wobei die Beschichtung gemeinsam mit dem Kernmaterial eine Verformungszone bildet, die ausgehend von einer Struktur, in die eine gedachte Kugelkappe mit einem durchgezogen dargestellten Krümmungsradius r einlegbar ist, in eine reale Kugelkappe mit einem gestrichelt dargestellten Endkrümmungsradius R verbracht werden kann,

Fig. 27 eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters mit Gesamthöhe H, dessen Kernmaterial auf einer axial äußeren, einem Krümmungsradius folgenden und nach außen abfallenden Ebene mit einer Beschichtung vollständig bedeckt ist, wobei sich deren Dicke nach axial außen hin verringert, wobei die Beschichtung gemeinsam mit dem Kernmaterial eine Verformungszone bildet, die ausgehend von einer Struktur, in die eine gedachte Kugelkappe mit einem durchgezogen dargestellten Krümmungsradius r einlegbar ist, in eine reale Kugelkappe mit einem gestrichelt dargestellten Endkrümmungsradius R verbracht werden kann,

Fig. 28 eine vergrößerte Schnittansicht des gestrichelten Bereichs des Abstandhalters aus Fig. 11 , dessen Kernmaterial Ecken mit verrundeten Stufen aufweist,

Fig. 29 eine vergrößerte Schnittansicht des gestrichelten Bereichs des Abstandhalters aus Fig. 12, wobei der Eintrittsbereich insbesondere bei Laserstrukturierung breiter als der Nutbodenbereich ist und über verrundete Ecken verfügt.

Die in den Figuren gezeigten Schnittansichten sind Schnitte durch die Längsachsen der jeweiligen Abstandshalter, welche rotationssymmetrisch aufgebaut sind. Sofern nur eine Seite eines Abstandshalters dargestellt ist, ist die axial gegenüberliegende Seite des Abstandshalters optional identisch mit der dargestellten Seite ausgebildet. Axial gegenüberliegende Seiten werden in einigen Figuren durch strichpunktierte Linien voneinander getrennt dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Glasscheibe 2, die unter Durchbiegung an einem Anpressbereich eines Abstandshalters T des Stands der Technik anliegt, wobei sich an den scharfen Rändern der gegenüberliegenden Kontaktflächen 4‘ Spannungsspitzen ausbilden.

Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Abstandshalters 1“ ohne Verformungszone, welcher kuppenartig gewölbte Kontaktflächen 4“ aufweist. Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Glasscheibe 2, die an der oberen konvex gewölbten Kontaktfläche 4“ des Abstandshalters 1“ gemäß Fig. 3 anliegt, wobei am obersten Punkt der als Kuppe ausgebildeten Kontaktfläche 4“ die Glasscheibe 2 unter Beaufschlagung mit einer sehr hohen Maximalspannung an die Kontaktfläche 4“ drückt.

Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer gekrümmten Glasscheibe 2, deren konkave Krümmung einer kuppenartig konvex gewölbten Kontaktfläche 4 unter Anschmiegung an diese folgt, wobei am obersten Punkt der als Kuppe ausgebildeten Kontaktfläche 4 die Glasscheibe 2 im Vergleich zu Fig. 3 mit einer minimierten Maximalspannung unter Hertz’scher Pressung beaufschlagt ist und gegen die Kontaktfläche 4 drückt. Dies soll dadurch ausgedrückt werden, dass die im Anpressbereich liegende Ellipse in Fig. 4 gegenüber der Ellipse in Fig. 3 deutlich abgeplattet dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt schematisch einen Abstandshalter 1 zur Anordnung zwischen zwei Scheiben 2, nämlich zur Anordnung zwischen zwei Glasscheiben 2 doppelt oder mehrfach verglaster Fenster oder Türen, der einen Grundkörper 3 mit zwei einander axial gegenüberliegenden Kontaktflächen 4 zum Kontaktieren jeweils einer Scheibe 2 umfasst. Die Kontaktflächen 4 bilden sich unter Druckbelastung durch den auf die Glasscheiben wirkenden Atmosphärendruck. Im dargestellten Idealfall entspricht die Kontaktfläche 4 der Kuppenform des Abstandhalters 1 .

Fig. 5 zeigt eine Anordnung, umfassend mindestens zwei Scheiben 2, nämlich zwei Glasscheiben 2, zwischen welchen ein Abstandshalter 1 mit einem Grundkörper 3 mit zwei gegenüberliegenden Kontaktflächen 4 angeordnet ist, wobei jede Kontaktfläche 4 an einer Scheibe 2 unter Pressung anliegt. Im dargestellten Idealfall entspricht jede Kontaktfläche 4 der Kuppenform des Abstandhalters 1 . Fig. 6 zeigt eine perspektivische und mathematisch-geometrisch schematische Darstellung eines Abstandshalters 1 , welcher eine Verformungszone 5 mit einer Kontaktfläche 4 aufweist, wobei die Kontaktfläche 4 der Oberfläche einer idealisierten Kugelkappe folgt. Die Kugelkappe bildet die Kuppenform und die zur Kugelkappe gehörige gedachte und gestrichelt dargestellte Kugel weist einen Krümmungsradius r auf. Die Kugelkappe ragt mit einer Höhe h1 von einer gedachten oberen, inneren Ebene E eines in einem Mittenabschnitt zylindrischen Grundkörpers 3 ab, und der abschnittsweise zylindrische Grundkörper 3 weist an seinem größten Umfang einen Durchmesser 2a auf.

Die Punkte P3, P4 liegen im höchsten Randbereich ausgehend von der Mittenebene des Abstandshalters 1 . Über den Randbereich ragt der Beschichtungsgipfel G des Abstandhalters 1 mit einer Höhe h2 axial nach außen ab.

Die kuppenbildenden Mittel, welche der Kontaktfläche 4 die Kuppenform verleihen, sind derart symmetrisch und regelmäßig bezüglich einer Achse A durch die Mitte der Kontaktfläche 4 angeordnet, dass sie bezüglich der Achse A diametral gegenüberliegende Punkte P1 , P2 ausbilden, welche auf der Oberfläche der Kugelkappe mit dem Krümmungsradius r liegen.

Der Krümmungsradius r beschreibt als Ausgangskrümmungsradius eine fiktive Kugelkappe die durch Mittel oder funktionale Punkte von diesen verläuft, welche ermöglichen, dass die Kontaktfläche 4 in eine Endform komprimierbar und deformierbar ist. Die kuppenartige Endform der Kontaktfläche kann durch eine Kugelkappe mit einem Endkrümmungsradius R beschrieben werden, der in einigen Figuren schematisch dargestellt ist.

Fig. 7 bis 11 und 25 bis 27 zeigen, dass mindestens eine deformierbare Verformungszone Verformungszone 5 ausgebildet ist, der kuppenbildende Mittel zugeordnet sind, welche der Kontaktfläche 4 der Verformungszone 5 eine Kuppenform verleihen. Eine Kontaktfläche 4 ist insoweit Teil der Verformungszone 5. Die Kontaktfläche 4 ist die Grenzfläche zwischen der Scheibe 2 und dem Inneren der Verformungszone 5.

Jede Verformungszone 5 kann derart komprimiert und deformiert werden, dass ihre jeweilige Kontaktfläche 4 so konvex gewölbt oder abgeplattet ist, dass sie der Krümmung der an ihr anliegenden Scheibe 2 folgt. Jede Kontaktfläche 4 ist insoweit Teil einer Verformungszone 5.

Die Mittel führen die Verformungszone 5 zumindest bis zum peripheren Rand 6 des Grundkörpers 3 und verlängern die Kuppenform der Kontaktfläche 4 bis zum um laufenden peripheren Rand 6, sodass die Kontaktfläche 4 am peripheren Rand 6 axial deformierbar ist, auch wenn der Rand 6 aufgrund eines tiefer liegenden harten Kernmaterials 7 nahezu inkompressibel und scharfkantig wäre. Die Scheibe 2 wird somit am peripheren Rand 6 keinen Spannungsspitzen ausgesetzt.

Fig. 7 bis 11 und 25 bis 27 zeigen außerdem, dass solche kuppelbildenden Mittel Stufenkanten oder Stufenflächen umfassen können, die in einem Kernmaterial 7 des Grundkörpers 3 mit geringerer Verformbarkeit und/ oder in eine Beschichtung 8 des Kernmaterials 7 mit höherer Verformbarkeit eingebracht sind.

Fig. 7 und 8 zeigen, dass die Verformungszone 5 eine Beschichtung 8 umfasst, welche eine höhere Verformbarkeit als ein Kernmaterial 7 aufweist, wobei die Mittel stufenartig einander abfolgende Beschichtungsabschnitte oder Lagen umfassen, welche sich zu einem Beschichtungsdom oder Beschichtungsgipfel G hin stufenweise in ihrer Breite verjüngen, wobei der Beschichtungsdom oder Beschichtungsgipfel G einen axial äußersten Beschichtungsabschnitt ausbildet, der einer Scheibe 2 zuwendbar ist. In Fig. 7 ist eine ebene axial nach außen gewandte Oberfläche des Kernmaterials 7 vollständig von der Beschichtung 8 bedeckt, in Fig. 8 nur teilweise, so dass der harte Rand 6 des Grundkörpers 3 bzw. des Kernmaterials 7 unbedeckt ist.

Fig. 7, 8 und 25 zeigen insoweit einen Abstandshalter 1 , bei welchem der Grundkörper 3 im Wesentlichen zylindrisch, Säulen- und pfeilerartig ausgebildet ist, wobei eine Kontaktfläche 4 vorgesehen ist und wobei eine mittlere Schichtdicke der deformierbaren Beschichtung 8 auf dem Kernmaterial 7 in einem Zentralbereich des Abstandshalters 1 höher als in einem Randbereich ist.

Fig. 9 zeigt, dass die Verformungszone 5 eine Beschichtung 8 umfasst, welche eine höhere Verformbarkeit als das Kernmaterial 7 aufweist, wobei die Mittel stufenartig einander abfolgende Kernmateriallabschnitte umfassen, welche sich zu einem Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel KG hin in ihrer Breite verjüngen, wobei der Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel KG einen äußersten Kernmaterialabschnitt ausbildet, der einer Scheibe 2 mittelbar zuwendbar ist, wobei die Beschichtung 8 den Kernmaterialdom KG bedeckt und umgibt. Die Beschichtung 8 bildet nach axial außen eine ebene Oberfläche aus. Fig. 9 zeigt insoweit eine Kontaktfläche 4 mit einem Gipfel G im Zentralbereich, wobei eine Beschichtung 8 mit einer in einem Randbereich erhöhten Schichtdicke auf dem Kernmaterial 7 angeordnet ist.

Die Punkte P3, P4 und der Beschichtungsgipfel G liegen auf einer Höhe. Somit nimmt die Höhe h2 einen Wert 0 an.

Fig. 10 zeigt, dass die Verformungszone 5 eine Beschichtung 8 umfasst, welche eine höhere Verformbarkeit als das Kernmaterial 7 aufweist, wobei die Mittel stufenartig einander abfolgende Kernmaterialabschnitte umfassen, welche sich zu einem Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel KG hin in ihrer Breite verjüngen, wobei der Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel KG einen äußersten Kernmatenalabschnitt ausbildet, der einer Scheibe 2 unmittelbar zuwendbar ist, wobei die Beschichtung 8 den Kernmaterialdom KG lediglich umgibt und mit diesem fluchtet, diesen aber nicht wie in Fig. 9 abdeckt.

Die Punkte P3, P4 und der Kernmatenalgipfel KG liegen auf einer Höhe. Somit nimmt die Höhe h2 einen Wert 0 an.

Fig. 11 zeigt, dass die Verformungszone 5 eine Beschichtung 8 umfasst, welche eine höhere Verformbarkeit als das Kernmaterial 7 aufweist, wobei die Mittel stufenartig einander abfolgende Kernmateriallabschnitte umfassen, welche sich zu einem Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel KG hin in ihrer Breite verjüngen, wobei der Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel KG einen äußersten Kernmatenalabschnitt ausbildet, der einer Scheibe 2 mittelbar zuwendbar ist, und wobei die Beschichtung 8 den Kernmaterialdom KG bedeckt und umgibt und so einen axial äußersten Beschichtungsgipfel G ausbildet.

Fig. 11 zeigt daher auch, dass die Verformungszone 5 eine Beschichtung 8 umfasst, welche eine höhere Verformbarkeit als das Kernmaterial 7 aufweist, wobei die Mittel stufenartig einander abfolgende Beschichtungsabschnitte umfassen, welche sich zu einem Beschichtungsdom oder Beschichtungsgipfel G hin stufenweise in ihrer Breite verjüngen, wobei der Beschichtungsdom oder Beschichtungsgipfel G einen axial äußersten Beschichtungsabschnitt ausbildet, der einer Scheibe 2 direkt und unmittelbar zuwendbar ist. Die Beschichtung 8 bedeckt mehrere Kernmaterialabschnitte und umschließt diese so, dass der Rand 6 des Grundkörpers 3 bzw. des Kernmaterials 7 durch die Beschichtung 8 bedeckt ist. Fig. 11 zeigt insoweit eine Kontaktfläche 4 mit einem Gipfel G in einem Zentralbereich, wobei eine Beschichtung 8 mit einer im Wesentlichen homogenen Schichtdicke auf einem Kernmaterial 7 angeordnet ist. Fig. 26 zeigt, dass die Verformungszone 5 eine Beschichtung 8 umfasst, welche eine höhere Verformbarkeit als das Kernmaterial 7 aufweist, wobei die Mittel in gleicher Dicke ein einem Krümmungsradius folgendes und nach axial außen hin abfallendes Kernmaterial umfassen, welche sich zu einem Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel KG hin in ihrer Breite verjüngen, wobei der Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel KG einen äußersten Kernmaterialabschnitt ausbildet, der einer Scheibe 2 mittelbar zuwendbar ist, und wobei die Beschichtung 8 den Kernmaterialdom KG bedeckt und umgibt und so einen axial äußersten Beschichtungsgipfel G ausbildet.

Fig. 27 zeigt, dass die Verformungszone 5 eine Beschichtung 8 umfasst, welche eine höhere Verformbarkeit als das Kernmaterial 7 aufweist, wobei die Mittel bei einer nach axial außen hin abfallende Dicke ein einem Krümmungsradius folgendes und nach axial außen hin abfallendes Kernmaterial umfassen, welche sich zu einem Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel KG hin in ihrer Breite verjüngen, wobei der Kernmaterialdom oder Kernmaterialgipfel KG einen äußersten Kernmaterialabschnitt ausbildet, der einer Scheibe 2 mittelbar zuwendbar ist, und wobei die Beschichtung 8 den Kernmaterialdom KG bedeckt und umgibt und so einen axial äußersten Beschichtungsgipfel G ausbildet.

Fig. 12 und 13 zeigen anhand eines im Grundkörper 3 intrinsisch ausgebildeten Reliefs, dass die Mittel Ausnehmungen 9, umfassen, die sich als Nuten ausgehend von einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche des Kernmaterials 7 in dessen Inneres erstrecken, wobei die Ausnehmungen 9 mit einer Beschichtung 8 auf dem Kernmaterial 7 ausgefüllt sind und wobei die Beschichtung 8 eine höhere Verformbarkeit als das Kernmaterial 7 aufweist.

Fig. 12 zeigt, dass die Tiefe der Ausnehmungen 9 ausgehend von einer Mitte der Kontaktfläche 4 nach radial und lateral außen hin zunimmt. Fig. 13 zeigt, dass die Tiefe der Ausnehmungen 9 konstant ist, allerdings deren Abstand nach radial und lateral außen hin kleiner wird.

Eine hier beschriebene Verformungszone 5 kann durch die Beschichtung 8 allein oder im Zusammenwirken mit dem Kernmaterial 7 gebildet sein.

Das hier beschriebene Kernmaterial 7 weist eine Keramik, insbesondere eine Zirkonoxid umfassende Keramik, auf. Die Beschichtung 8 weist ein mikroporöses Material, nämlich ein mikroporöses keramisches Sol-Gel-Material, auf.

Fig. 14 zeigt ein mögliches Verfahren zur Herstellung eines beispielsweise in Fig. 9 gezeigten Körpers. In der oberen Ansicht ist eine Schnittansicht einer keramischen Platte 11 mit einer umlaufenden Nut 12 dargestellt, in die eine erste Lage 13 der Beschichtung 8 eingebracht ist, wobei auf die erste Lage 13 eine zweite Lage 14 der Beschichtung 8 aufgebracht ist, welche im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der keramischen Platte 11 bedeckt. In der unteren Ansicht zeigt Fig. 14 eine Schnittansicht eines aus der keramischen Platte 11 herausgearbeiteten Abstandshalters 1 , der in seinem Aufbau dem ähnlich ist, der in Fig. 9 gezeigt ist. Fig. 15 zeigt einen Abstandshalter 1 , der in seinem Aufbau dem ähnlich ist, der in Fig. 11 gezeigt ist.

Fig. 16 zeigt in der oberen Ansicht schematisch eine Draufsicht auf eine keramische Platte 11 , in welche eine Nut 12 eingebracht ist, und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht der keramischen Platte 11 mit Nut 12 durch die Nut 12.

Fig. 17 zeigt ein mögliches Verfahren zur Herstellung beispielsweise in Fig. 10 gezeigten Körpers. In der oberen Ansicht ist schematisch eine Draufsicht auf die keramische Platte 11 dargestellt, in welche die Nut 12 eingebracht ist, und in der unteren Ansicht eine Draufsicht auf die keramische Platte 11 , wobei eine erste Lage 13 der Beschichtung 8 in die Nut 12 eingefüllt ist.

Fig. 18 zeigt in der oberen Ansicht eine Schnittansicht der keramischen Platte 11 mit Nut 12 durch die Nut 12 mit eingefüllter Beschichtung 8 und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht eines Rohlings, der aus der keramischen Platte 11 längs des äußeren Umfangs der Nut 12 aus der keramischen Platte

11 herausgearbeitet wurde, so dass sich am Rand des Körpers eine um laufende Stufe ergibt, welche mit der Beschichtung 8 ausgefüllt ist. Der harte Rand 6 des Kernmaterials 7 ist somit durch Beschichtung 8 abgedeckt.

Fig. 19 zeigt in der oberen Ansicht eine Draufsicht auf eine noch unbeschichtete keramische Platte 11 , in welche konzentrische Nuten 12 als Ausnehmungen auf gegenüberliegenden Seiten der Platte 11 eingebracht sind, und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht durch die keramische Platte 11 . Tiefe und Breite der Nuten 12 können variiert werden. Ebenfalls können Nuten

12 durch konzentrisch angeordnete Sacklöcher oder andere Arten von Vertiefungen oder Mischformen daraus ersetzt werden. Ebenfalls müssen Ober- und Unterseite der keramische Platte 11 nicht in spiegelsymmetrischer Form zueinander strukturiert sein.

Fig. 20 zeigt in der oberen Ansicht eine Draufsicht auf die keramische Platte 11 nach Fig. 19, wobei die Nuten 12 auf beiden Seiten mit einer ersten Lage 13 einer Beschichtung 8 ausgefüllt sind, und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht durch die keramische Platte 11.

Fig. 21 zeigt in der oberen Ansicht eine Draufsicht auf die keramische Platte 11 nach Fig. 20, welche zwei ebene zweite Lagen 14 einer Beschichtung 8 aufweist, die auf die keramische Platte nach Fig. 20 und deren ersten Lagen 13 an Beschichtung 8 aufgebracht sind, und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht durch die keramische Platte 11. Fig. 22 zeigt in der oberen Ansicht eine Draufsicht auf zwei Abstandshalter 1 , die aus der keramischen Platte 11 nach Fig. 21 herausgeschnitten sind, und in der unteren Ansicht eine Schnittansicht durch die zwei Abstandshalter 1 .

Fig. 23 zeigt eine Anordnung, bei welcher ein Abstandshalter 1 nach Fig. 22 zwischen zwei Scheiben 2 angeordnet ist.

Fig. 24a, b zeigt schematische Draufsichten auf die Oberfläche eines weiteren Abstandshalters 1 , in welche verschiedene mäandernde Ausnehmungen oder Strukturen eingebracht sind, in welche die Beschichtung zur Ausbildung einer Kuppenform der Kontaktfläche ausweichen kann, wenn eine Glasscheibe auf diese aufdrückt. Diese Ausnehmungen können beispielsweise Sackbohrungen konzentrisch auf der Kontaktfläche liegend mit gleichem Durchmesser und sich zum Rand hin erhöhender Anzahl, Sackbohrungen konzentrisch auf der Kontaktfläche liegend mit zum Rand hin zunehmendem Durchmesser, nieren-, trapez- oder prismenförmige Nuten unterschiedlicher Breite konzentrisch auf der Kontaktfläche liegend mit sich zum Rand hin erhöhender Anzahl oder Mischformen aus den genannten Formen sein.

Fig. 28 und Fig. 29 zeigen vergrößerte Draufsichten von Stufen und Nuten. Verrundete Ecken führen zu Verringerung von Spannungsspitzen am Kernmaterial 7. Ein breiterer Nuteintrittsbereich im Vergleich zum Nutbodenbereich erleichtert eine homogene, lückenlose Beschichtung.

Ein Abstandshalter 1 der hier beschriebenen Art kann beispielhaft nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden.

Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte:

Bereitstellen einer Platte 11 , hier konkret einer keramischen Platte 11 , - Einbringen mindestens einer Nut 12 in die Platte 11 , hier konkret durch Laserstrahlung,

- Beschichten der Nut 12 und/ oder des Bereichs der Platte 11 , der von der Nut 12 umfangen ist und/ oder diese übergreift, in einem oder mehreren Schritten mit der Beschichtung 8,

- Herausschneiden eines Abstandshalters 1 aus der Platte 11 , insbesondere längs eines umlaufenden äußeren Rands des Nutgrunds einer Nut 12, um eine Stufe im Randbereich des Abstandshalters 1 auszubilden.

Nachfolgend wird das Verfahren konkret anhand von Fig. 19 bis 22 detaillierter beschrieben:

Fig. 19 zeigt in der oberen Ansicht, dass zur Herstellung des Abstandshalters 1 eine Platte 11 , hier konkret eine keramische Platte 11 aus Zirkonoxid, bereitgestellt wird.

In diese Platte 11 werden beidseitig durch Laserstrahlung mehrere konzentrisch angeordnete Nuten 12 eingebracht. Darauf werden gemäß Fig. 20 die Nuten 12 mit einer ersten Lage 13 der Beschichtung 8 beschichtet, worauf die ausgefüllten Nuten 12 sowie der bisher unbeschichtete Bereich der Platte 11 in einem weiteren Schritt gemäß Fig. 21 mit einer zweiten Lage 14 der Beschichtung 8 überdeckt werden. Die Beschichtung 8 der ersten Lagen 13 in den Nuten 12 sowie die zweite Lage 14 sind stoffschlüssig miteinander verbunden und bilden ein zusammenhängendes Material aus.

Als letzter Schritt erfolgt gemäß Fig. 22 ein Herausschneiden des Abstandshalters 1 aus der beschichteten Platte 11 längs eines um laufenden äußeren Rands eines Nutgrunds einer Nut 12 durch Laserstrahlung. Im Ergebnis ist der rotationssymmetrische Abstandshalter 1 entstanden. Nachfolgend werden konkrete Ausführungsbeispiele zur Herstellung von Abstandshaltern angegeben:

Herstellung der Abstandshalter

Beispiel A1 :

Eine Keramikfolie aus 3Y TZP ZrÜ2 mit 200 pm Dicke und einer Außendimension von 100 mm x 100 mm wird vorgelegt.

Es erfolgt eine Strukturierung der Folienoberflächen gemäß Beispiel O (Auswahl aus 01 bis 07).

Anschließend wird beidseitig eine Sol-Gel Beschichtung gemäß Beispiel B (Auswahl aus B1 bis B6) aufgebracht, sodass die Oberflächen der Keramikfolie inklusive der Strukturierung beschichtet sind. Die Herstellung des zugrunde liegenden Sols ist in Beispiel S (Auswahl aus S1 bis S7) beschrieben.

Die kreisrunden Abstandshalter mit einem Außendurchmesser von 500 pm werden entlang des Außendurchmessers ausgeschnitten (Monaco 1035, Fa. Coherent, 270 fs, 15 W, 250 kHz, 2.100 mm/s, 400 Überfahrten, Doppellinie).

Beispiel A2:

Eine Keramikfolie aus ZTA AI2O3 mit 250 pm Dicke und einer Außendimension von 100 mm x 100 mm wird vorgelegt.

Es erfolgt eine Strukturierung der Folienoberflächen gemäß Beispiel O (Auswahl aus 01 bis 07).

Anschließend wird beidseitig eine Sol-Gel Beschichtung gemäß Beispiel B (Auswahl aus B1 bis B6) aufgebracht, sodass die Oberflächen der Keramikfolie inklusive der Strukturierung beschichtet sind. Die Herstellung des zugrunde liegenden Sols ist in Beispiel S (Auswahl aus S1 bis S7) beschrieben.

Die kreisrunden Abstandshalter mit einem Außendurchmesser von 500 pm werden entlang des Außendurchmessers ausgeschnitten. Beispiel A3:

Eine Glasfolie aus Borsilikat (AF 32® eco, Fa. Schott) mit 200 pm Dicke und einer Außendimension von 100 mm x 100 mm wird vorgelegt.

Es erfolgt eine Strukturierung der Folienoberflächen gemäß Beispiel O (Auswahl aus 01 bis 07).

Anschließend wird beidseitig eine Sol-Gel Beschichtung gemäß Beispiel B (Auswahl aus B1 bis B6) aufgebracht, sodass die Oberflächen der Glasfolie inklusive der Strukturierung beschichtet sind. Die Herstellung des zugrunde liegenden Sols ist in Beispiel S (Auswahl aus S1 bis S7) beschrieben.

Die kreisrunden Abstandshalter mit einem Außendurchmesser von 500 pm werden entlang des Außendurchmessers ausgeschnitten.

Beispiel A4:

Eine poröse Keramikfolie aus AI2O3 (Restporosität 20%, mittlere Porengröße 2 pm) mit 250 pm Dicke und einer Außendimension von 100 mm x 100 mm wird vorgelegt.

Es erfolgt eine Strukturierung der Folienoberflächen gemäß Beispiel O (Auswahl aus 01 bis 07).

Anschließend wird beidseitig eine Sol-Gel Beschichtung gemäß Beispiel B (Auswahl aus B1 bis B6) aufgebracht, sodass die Oberflächen der Keramikfolie inklusive der Strukturierung beschichtet sind. Die Herstellung des zugrunde liegenden Sols ist in Beispiel S (Auswahl aus S1 bis S7) beschrieben.

Die kreisrunden Abstandshalter mit einem Außendurchmesser von 500 pm werden entlang des Außendurchmessers ausgeschnitten.

Beispiel A5:

Eine Edelstahlfolie aus 1.4301 mit 200 pm Dicke und einer Außendimension von 100 mm x 100 mm wird vorgelegt.

Es erfolgt eine Strukturierung der Folienoberflächen gemäß Beispiel O (Auswahl aus 01 bis 07). Anschließend wird beidseitig eine Sol-Gel Beschichtung gemäß Beispiel B (Auswahl aus B1 bis B6) aufgebracht, sodass die Oberflächen der Edelstahlfolie inklusive der Strukturierung beschichtet sind. Die Herstellung des zugrunde liegenden Sols ist in Beispiel S (Auswahl aus S1 bis S7) beschrieben. Die kreisrunden Abstandshalter mit einem Außendurchmesser von 500 pm werden entlang des Außendurchmessers ausgeschnitten.

Beispiel A6:

Eine Folie gemäß Beispiel A (Auswahl aus A1 bis A5) wird beidseitig gemäß Beispiel O (Auswahl aus 01 bis 07) strukturiert.

Anschließend wird beidseitig eine Sol-Gel Beschichtung gemäß Beispiel B (Auswahl aus B1 bis B6) aufgebracht, sodass die Oberflächen der Keramikfolie inklusive der Strukturierung beschichtet sind. Die Herstellung des zugrunde liegenden Sols ist in Beispiel S (Auswahl aus S1 bis S7) beschrieben. Es erfolgt eine Strukturierung der beschichteten Folienoberflächen gemäß Beispiel 0 (Auswahl aus 01 bis 07).

Die kreisrunden Abstandshalter mit einem Außendurchmesser von 500 pm werden entlang des Außendurchmessers ausgeschnitten.

Beispiel A7:

Auf eine Folie gemäß Beispiel A (Auswahl aus A1 bis A5) wird beidseitig eine Sol-Gel Beschichtung gemäß Beispiel B (Auswahl aus B1 bis B6) aufgebracht. Die Herstellung des zugrunde liegenden Sols ist in Beispiel S (Auswahl aus S1 bis S7) beschrieben.

Es erfolgt eine Strukturierung der beschichteten Folienoberflächen gemäß Beispiel 0 (Auswahl aus 01 bis 07).

Die kreisrunden Abstandshalter mit einem Außendurchmesser von 500 pm werden entlang des Außendurchmessers ausgeschnitten. Herstellung der Oberflächenstruktur

Beispiel 01 :

In der Mitte der Folie werden an zehn nebeneinanderliegenden Stellen Ringnuten mit einer Tiefe von 2 pm, einer Breite von 25 pm und einem Außenradius von 250 pm mit einem Laser eingebracht (Monaco 1035, Fa. Coherent, für ZrO2 wurden folgende Parameter verwendet: 270 fs, 4 W, 108 kHz, 500 mm/s, 1 Überfahrt, Einzellinie). Zentriert innerhalb der ersten Ringnuten werden weitere Ringnuten mit einem Außenradius von 150 pm einer Tiefe von 2 pm und einer Breite von 25 pm eingebracht.

Der Vorgang wird auf der Rückseite der Folie in den exakt gleichen Positionen wiederholt, so dass sich die Ringnuten auf Ober- und Unterseite der Folie exakt gegenüberliegen.

Beispiel O2:

In der Mitte der Folie werden an zehn nebeneinanderliegenden Stellen Ringnuten mit einer Tiefe von 3 pm, einer Breite von 25 pm und einem Außenradius von 200 pm mit einem Laser eingebracht. Zentriert innerhalb der ersten Ringnuten werden weitere Ringnuten mit einem Außenradius von 100 pm einer Tiefe von 2 pm und einer Breite von 25 pm eingebracht. Zentriert innerhalb der ersten beiden Ringnuten werden Sackbohrungen mit einer Tiefe von 1 pm und einem Durchmesser von 25 pm eingebracht.

Der Vorgang wird auf der Rückseite der Folie in den exakt gleichen Positionen wiederholt, so dass sich die Nuten auf Ober- und Unterseite der Folie exakt gegenüberliegen.

Beispiel 03:

In der Mitte der Folie werden an zehn nebeneinanderliegenden Stellen Ringnuten mit einer Tiefe von 1 pm, einer Breite von 30 pm und einem Außenradius von 265 pm mit einem Laser eingebracht. Zentriert innerhalb der Ringnuten wird durch Laserstrahlformung ein gradueller Abtrag erzeugt. Im Zentrum der Ringnuten verbleiben höhere Dicken als im äußeren Bereich. Der Vorgang wird auf der Rückseite der Folie in den exakt gleichen Positionen wiederholt, so dass sich die Ringnuten auf Ober- und Unterseite der Folie exakt gegenüberliegen.

Beispiel 04:

In der Mitte der Folie werden an zehn nebeneinanderliegenden Stellen Ringnuten mit einer Tiefe von 1 pm, einer Breite von 30 pm und einem Außenradius von 265 pm mit einem Laser eingebracht. Zentriert innerhalb der Ringnuten wird durch Laserstrahlformung ein gradueller Abtrag erzeugt. Im Zentrum der Ringnuten verbleiben höhere Dicken als im äußeren Bereich. Auf der Rückseite der Folie wird ausgehend von den Mitten der zuvor eingebrachten Ringnuten eine Strukturierung erzeugt. Rückseitig zu jeder Ringnut werden Ringnuten mit einer Tiefe von 2 pm, einer Breite von 25 pm und einem Außenradius von 250 pm mit einem Laser eingebracht. Zentriert innerhalb dieser Ringnuten werden weitere Ringnuten mit einem Außenradius von 150 pm einer Tiefe von 2 pm und einer Breite von 25 pm eingebracht.

Beispiel 05:

In der Mitte der Folie werden an zehn nebeneinanderliegenden Stellen Ringnuten mit einer Tiefe von 1 pm, einer Breite von 30 pm und einem Außenradius von 265 pm mit einem Laser eingebracht. Zentriert innerhalb der Ringnuten werden auf einem Außenradius von 200 pm liegend mit gleichem Abstand zueinander 35 Sackbohrungen mit einem Radius von 13 pm und einer Tiefe von 2 pm eingebracht. Zentriert innerhalb der Ringnuten werden auf einem Außenradius von 150 pm liegend mit gleichem Abstand zueinander weitere 26 Sackbohrungen mit einem Radius von 13 pm und einer Tiefe von 2 pm eingebracht. Der Vorgang wird auf der Rückseite der Folie in den exakt gleichen Positionen wiederholt, so dass sich die Ringnuten auf Ober- und Unterseite der Folie exakt gegenüberliegen.

Beispiel 06:

In der Mitte der Folie werden an zehn nebeneinanderliegenden Stellen Ringnuten mit einer Tiefe von 1 pm, einer Breite von 30 pm und einem Außenradius von 265 pm mit einem Laser eingebracht. Zentriert innerhalb der Ringnuten werden auf einem Außenradius von 200 pm liegend mit gleichem Abstand zueinander 35 Sackbohrungen mit einem Radius von 13 pm und einer Tiefe von 3 pm eingebracht. Zentriert innerhalb der Ringnuten werden auf einem Außenradius von 100 pm liegend mit gleichem Abstand zueinander weitere 17 Sackbohrungen mit einem Radius von 13 pm und einer Tiefe von 2 pm eingebracht. Zentriert innerhalb der Ringnuten werden weitere Sackbohrungen mit einem Radius von 13 pm und einer Tiefe von 1 pm eingebracht.

Der Vorgang wird auf der Rückseite der Folie in den exakt gleichen Positionen wiederholt, so dass sich die Ringnuten auf Ober- und Unterseite der Folie exakt gegenüberliegen.

Beispiel 07:

In der Mitte der Folie werden an zehn nebeneinanderliegenden Stellen Ringnuten mit einer Tiefe von 1 pm, einer Breite von 30 pm und einem Außenradius von 265 pm mit einem Laser eingebracht. Zentriert innerhalb der Ringnuten werden auf einem Außenradius von 200 pm liegend mit gleichem Abstand zueinander 20 Sackbohrungen mit einem Radius von 25 pm und einer Tiefe von 2 pm eingebracht. Zentriert innerhalb der Ringnuten werden auf einem Außenradius von 100 pm liegend mit gleichem Abstand zueinander weitere 12 Sackbohrungen mit einem Radius von 20 pm und einer Tiefe von 2 pm eingebracht. Zentriert innerhalb der Ringnuten werden weitere Sackbohrungen mit einem Radius von 13 pm und einer Tiefe von 2 pm eingebracht.

Der Vorgang wird auf der Rückseite der Folie in den exakt gleichen Positionen wiederholt, so dass sich die Ringnuten auf Ober- und Unterseite der Folie exakt gegenüberliegen.

Herstellung des Sols

Beispiel S1 :

60 g Böhmit (PB 950, Fa. PIDC, Partikelgröße 5 pm bis 15 pm, Kristallitgröße 3 nm bis 5 nm) werden mit 400 g VE-Wasser gemischt und mit einem elektrischen Rührwerk 10 min verrührt. Anschließend wird die Suspension auf 85 °C bis 90 °C erhitzt und dabei kontinuierlich weiter gerührt. Nachdem die Suspension die gewünschte Temperatur erreicht hat, werden mit einer Pipette insgesamt 19 g einer 65%-igen HNO3 Säure langsam hinzugefügt und eingerührt. Durch die Zugabe von HNO3 klart die Suspension zuerst leicht auf bevor die Viskosität steigt und das Gemisch stark geliert. Das erhaltene Gel wird an Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt.

Beim Erhitzen der Suspension verdampft ein Teil des Wassers. Durch eine Wägung vor und nach dem Erhitzen wird die verdampfte Menge bestimmt. Das verdampfte Wasser wird hinzugegeben und in das Gel eingerührt.

Zum Gel wird Aluminiumoxid (CT 3000 SG, Fa. Almatis, mittlere Partikelgröße 0,5 pm) in einem Verhältnis von 8:1 in Bezug auf die Böhmitmasse und ein organischer Binder (Optapix C95, Fa. Zschimmer und Schwarz) mit einer Menge von 5% bezogen auf die gesamte Feststoff masse aus Böhmit und AI2O3 hinzugegeben und in einer Attritormühle vermahlen.

Eine notwendige Verdünnung vor der Applikation erfolgt mit VE-Wasser.

Beispiel S2:

60 g Böhmit (PB 950, Fa. PIDC, Partikelgröße 5 pm bis 15 pm, Kristallitgröße 3 nm bis 5 nm) werden mit 400 g VE-Wasser gemischt und mit einem elektrischen Rührwerk 10 min verrührt. Anschließend wird die Suspension auf 85 °C bis 90 °C erhitzt und dabei kontinuierlich weiter gerührt. Nachdem die Suspension die gewünschte Temperatur erreicht hat, werden mit einer Pipette insgesamt 19 g einer 65%-igen HNO3 Säure langsam hinzugefügt und eingerührt. Durch die Zugabe von HNO3 klart die Suspension zuerst leicht auf bevor die Viskosität steigt und das Gemisch stark geliert. Das erhaltene Gel wird an Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt.

Beim Erhitzen der Suspension verdampft ein Teil des Wassers. Durch eine Wägung vor und nach dem Erhitzen wird die verdampfte Menge bestimmt. Das verdampfte Wasser wird hinzugegeben und in das Gel eingerührt.

Zum Gel wird Aluminiumoxid (CT 3000 SG, Fa. Almatis, mittlere Partikelgröße 0,5 pm) in einem Verhältnis von 1 :1 in Bezug auf die Böhmitmasse und ein organischer Binder (Optapix C95, Fa. Zschimmer und Schwarz) mit einer Menge von 5% bezogen auf die gesamte Feststoff masse aus Böhm it und AI2O3 hinzugegeben und in einer Attritormühle vermahlen.

Eine notwendige Verdünnung vor der Applikation erfolgt mit VE-Wasser.

Beispiel S3:

Zu Wasserglas (Natriumsilicat, Fa. Carl Roth) wird Aluminiumoxid (CT 3000 SG, Fa. Almatis) in einem Verhältnis von 1 :1 in Bezug auf die Masse hinzugegeben und in einer Attritormühle vermahlen.

Eine notwendige Verdünnung vor der Applikation erfolgt mit VE-Wasser.

Beispiel S4:

Es wird ein gebrauchsfertiges Sol-Gel-Bindemittel (ino®decor basis+, Fa. inomat) verwendet.

Eine notwendige Verdünnung vor der Applikation erfolgt mit Ethanol.

Beispiel S5:

Zum Bindemittel aus Beispiel S4 wird pyrogene Kieselsäure (HDK N20, Fa.

Wacker-Chemie) in einem Verhältnis von 1 :20 in Bezug auf die Suspensionsmasse hinzugegeben, mittels Rühraggregat eingearbeitet und anschließend mittels Ultra Turrax (Fa. IKA) dispergiert.

Eine notwendige Verdünnung vor der Applikation erfolgt mit Ethanol.

Beispiel S6:

100 g Tetraethoxysilan (TEOS, Fa. ABCR) werden mit 20 g Perfluorpolyether (PFPE, Fluorolink® S10, Solvay Solexis), 40 g VE-Wasser, 30 g Isopropanol und 0,2 g Chlorwasserstoff gemischt und mit einem elektrischen Rührwerk 30 min verrührt. Die entstehende Suspension wird anschließend mit 275 g Isopropanol und 75 g Butylalkohol verdünnt und erneut für 30 min verrührt. Zur Suspension wird Kieselsol (DP5820, Fa. Nyacol) mit einer Menge von 3% bezogen auf die gesamte Feststoffmasse aus TEOS und PFPE hinzugegeben und vermischt.

Eine notwendige Verdünnung vor der Applikation erfolgt mit Ethanol.

Beispiel S7:

Zum Bindemittel aus Beispiel S2 werden 10% Polytetrafluorethylen (PTFE, 50TF 5070GZ, Fa. 3M) bezogen auf die Suspensionsmasse hinzugegeben, mittels Rühraggregat eingearbeitet und anschließend mittels Ultra Turrax bei niedrigen Drehzahlen dispergiert.

Eine notwendige Verdünnung vor der Applikation erfolgt mit Ethanol.

Herstellung der Sol-Gel Beschichtung

Beispiel B1 :

Durch Verdünnung von Suspension S (Auswahl aus S1 bis S5) wird ein Feststoffmassengehalt von 10% eingestellt. Diese wird in ein Airbrush-System eingefüllt und mit 1 ,7 bar Sprühdruck und einem Abstand zur zu beschichtenden Folie von 10 cm durch eine 0,5 mm Sprühdüse beidseitig aufgetragen. Anschließend wird die Beschichtung im Trocknungsofen bei 60 °C für ein bis zwei Tage getrocknet. Die getrocknete Schicht wird mit einer Aufheizrate von 100 K/h bei 450 °C für 1 h eingebrannt.

Die Beschichtung hat eine Dicke von ca. 2 pm.

Nach dem Einbrennen wird eine fest haftende Schicht erhalten, die durch äußere Druckeinwirkung eine Volumenreduzierung von > 20 % erfahren kann. Ein um laufender Rand der Breite 1 cm wird für die weitere Bearbeitung verworfen.

Beispiel B2:

Durch Verdünnung von Suspension S (Auswahl aus S1 bis S5) wird ein Feststoffmassengehalt von 10% eingestellt. Diese wird in ein Airbrush-System eingefüllt und mit 1 ,7 bar Sprühdruck und einem Abstand zur zu beschichtenden Folie von 10 cm durch eine 0,5 mm Sprühdüse beidseitig aufgetragen.

Anschließend wird die Beschichtung im Trocknungsofen bei 60 °C für ein bis zwei Tage getrocknet. Die getrocknete Schicht wird mit einer Aufheizrate von 100 K/h bei 450 °C für 1 h eingebrannt.

Die Beschichtung hat eine Dicke von ca. 2 pm.

Durch Verdünnung von Suspension S6 wird ein Feststoffmassengehalt von 10% eingestellt. Diese wird in ein Airbrush-System eingefüllt und mit 1 ,7 bar Sprühdruck und einem Abstand zur zu beschichtenden Folie von 10 cm durch eine 0,5 mm Sprühdüse einseitig aufgetragen.

Anschließend wird die Beschichtung im Trocknungsofen bei 60 °C für ein bis zwei Tage getrocknet. Die getrocknete Schicht wird mit einer Aufheizrate von 100 K/h bei 200 °C für 2 h eingebrannt.

Die zusätzliche Beschichtung hat eine Dicke von ca. 2 pm.

Ein um laufender Rand der Breite 1 cm wird für die weitere Bearbeitung verworfen. Beispiel B3:

Durch Verdünnung von Suspension S (Auswahl aus S1 bis S5) wird ein Feststoffmassengehalt von 10% eingestellt. Diese wird in ein Airbrush-System eingefüllt und mit 1 ,7 bar Sprühdruck und einem Abstand zur zu beschichtenden Folie von 10 cm durch eine 0,5 mm Sprühdüse beidseitig aufgetragen.

Anschließend wird die Beschichtung im Trocknungsofen bei 60 °C für ein bis zwei Tage getrocknet. Die getrocknete Schicht wird mit einer Aufheizrate von 100 K/h bei 450 °C für 1 h eingebrannt.

Die Beschichtung hat eine Dicke von ca. 2 pm.

Durch Verdünnung von Suspension S7 wird ein Feststoffmassengehalt von 10% eingestellt. Diese wird in ein Airbrush-System eingefüllt und mit 1 ,7 bar Sprühdruck und einem Abstand zur zu beschichtenden Folie von 10 cm durch eine 0,5 mm Sprühdüse einseitig aufgetragen.

Anschließend wird die Beschichtung im Trocknungsofen bei 60 °C für ein bis zwei Tage getrocknet. Die getrocknete Schicht wird mit einer Aufheizrate von 500 K/h bei 300 °C für 10 min eingebrannt.

Die zusätzliche Beschichtung hat eine Dicke von ca. 2 pm.

Ein um laufender Rand der Breite 1 cm wird für die weitere Bearbeitung verworfen.

Beispiel B4:

Durch Verdünnung von Suspension S (Auswahl aus S1 bis S5) wird ein Feststoffmassengehalt von 10% eingestellt. Diese wird in ein Airbrush-System eingefüllt und mit 1 ,7 bar Sprühdruck und einem Abstand zur zu beschichtenden Folie von 10 cm durch eine 0,5 mm Sprühdüse beidseitig aufgetragen.

Anschließend wird die Beschichtung im Trocknungsofen bei 60 °C für ein bis zwei Tage getrocknet. Die getrocknete Schicht wird mit einer Aufheizrate von 100 K/h bei 450 °C für 1 h eingebrannt.

Die Beschichtung hat eine Dicke von ca. 2 pm. Die eigebrannten Schichten werden mit Polytetrafluorethylen (PTFE, 50TF 5070GZ, Fa. 3M, verdünnt mit VE-Wasser auf Feststoffmassengehalt von 2%) durch Eintauchen in die vorliegende Lösung infiltriert.

Anschließend wird die infiltrierte Beschichtung im Trocknungsofen bei 60 °C für ein bis zwei Tage getrocknet.

Ein um laufender Rand der Breite 1 cm wird für die weitere Bearbeitung verworfen.

Beispiel B5:

Durch Verdünnung von Suspension S (Auswahl aus S1 bis S5) wird ein Feststoffmassengehalt von 10% eingestellt. Diese wird in ein Airbrush-System eingefüllt und mit 1 ,7 bar Sprühdruck und einem Abstand zur zu beschichtenden Folie von 10 cm durch eine 0,5 mm Sprühdüse beidseitig aufgetragen.

Anschließend wird die Beschichtung im Trocknungsofen bei 60 °C für ein bis zwei Tage getrocknet. Die getrocknete Schicht wird mit einer Aufheizrate von 100 K/h bei 450 °C für 1 h eingebrannt.

Die Beschichtung hat eine Dicke von ca. 2 pm.

Die eingebrannten Schichten werden mit einer Rußlösung (Derussol® 345, Fa. Orion Engineered Carbons, verdünnt mit VE-Wasser auf Feststoffmassengehalt von 2%) durch Eintauchen infiltriert. Dies erleichtert die optische Detektierbarkeit der Abstandshalter.

Anschließend wird die Beschichtung im Trocknungsofen bei 60 °C für ein bis zwei Tage getrocknet. Die getrocknete Schicht wird mit einer Aufheizrate von 100 K/h bei 450 °C für 1 h unter Stickstoffatmosphäre eingebrannt.

Ein um laufender Rand der Breite 1 cm wird für die weitere Bearbeitung verworfen.

Beispiel B6:

Durch Verdünnung von Suspension S (Auswahl aus S1 bis S5) wird ein

Feststoffmassengehalt von 10% eingestellt. Diese wird in ein Airbrush-System eingefüllt und mit 1 ,7 bar Sprühdruck und einem Abstand zur zu beschichtenden Folie von 10 cm durch eine 0,5 mm Sprühdüse beidseitig aufgetragen.

Anschließend wird die Beschichtung im Trocknungsofen bei 60 °C für ein bis zwei Tage getrocknet. Die getrocknete Schicht wird mit einer Aufheizrate von 100 K/h bei 450 °C für 1 h eingebrannt.

Die Beschichtung hat eine Dicke von ca. 2 pm.

Es wird einseitig eine Schicht Cyclododecan (ATTBIME® AB24) zur temporären Adhäsionssteigerung aufgebracht. Dies erleichtert die Positionierung der Abstandshalter auf der Glasscheibe. Unter Vakuum sublimiert dieses vollständig und rückstandslos.

Ein um laufender Rand der Breite 1 cm wird für die weitere Bearbeitung verworfen.

Bezugszeichenliste

1 Abstandshalter

2 Scheibe

3 Grundkörper

4 Kontaktfläche von 3

5 Verformungszone von 3

6 Rand von 7

7 Kernmaterial von 3

8 Beschichtung von 3

9 Ausnehmung von 7

11 Platte

12 Nut in 11

13 erste Lage von 8

14 zweite Lage von 8

A Achse, Längsachse, Symmetrieachse von 3

E Ebene

G Beschichtungsgipfel oder Beschichtungsdom von 8

KG Kernmaterialgipfel oder Kernmaterialdom von 7

2a Durchmesser von 3

P1 ,P2 Punkte auf kuppenförmiger Kontaktfläche 4

P3,P4 Punkte auf dem Randbereich von 1 r gedachter Krümmungsradius von 5 vor Druckbelastung

R realer Krümmungsradius von 5 nach Druckbelastung h1 Höhe von 5 vor Druckbelastung über E h2 Höhe des höchsten Punktes von 1 (G oder KG) über den Punkten

P3,P4

H Gesamthöhe von 1