CH367313A - Mehrfach-Verglasungselement und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

      Mehrfach-Verglasungselement    und Verfahren zu dessen Herstellung    Die vorliegende Erfindung betrifft ein     Mehrfach-          Verglasungselement    wie Fenster und ein Verfahren  zu dessen Herstellung.  



  Mehrfach verglaste Fenster usw. werden     all-          gemein.verwendet    in einem Klima mit grossen Unter  schieden zwischen Innen- und Aussentemperatur. Ein  Nachteil solcher Fenster ist die Neigung zur     Kon-          denswasserbildung    zwischen den Scheiben, deren  Durchsichtigkeit dadurch herabgesetzt wird. Ein wei  terer Nachteil besteht darin, dass beim Reinigen  der Scheibeninnenseiten nacheinander gewisse Arbei  ten ausgeführt werden müssen, um die die     Innen-          und    Aussenscheiben tragenden     Fensterteile    voneinan  der zu trennen.  



  Es sind schon viele Ausführungen vorgeschlagen  worden, um die oben angeführten Nachteile zu  vermeiden. Am erfolgreichsten waren verschiedene  Arten von hermetisch verschlossenen Mehrfach  Scheibenkonstruktionen, bei denen die voneinander  abstehenden Scheiben an ihren     Rändern    zwecks Bil  deis eines toten Luftraumes hermetisch abgedichtet  sind. Der tote Luftraum kann z. B. mit entfeuch  teter Luft, Stickstoff, Argon gefüllt oder auch teil  weise luftleer gemacht werden. Mit solchen Kon  struktionen werden nicht nur die Nachteile einer       Kondenswasserbildung    und eines Staubniederschlages  vermieden, sondern es wird auch der Wärmedurch  gang und     -verlust    weitgehend vermindert.  



  Die Wirksamkeit der hermetisch abgedichteten       Mehrfach-Scheibenfenster    hängt vom Aufrechterhal  ten des Abstandes zwischen den hermetisch abgedich  teten Glasscheiben und     damit    hauptsächlich vom  Grad dieser Abdichtung ab. Temperaturunterschiede  zwischen Aussen- und Innenscheibe,     Luftdruck-          Schwankungen    und auf das Fenster beim     Herumheben     und während des Transportes einwirkende Span-         nungen    sind die hauptsächlichsten Gründe für das  Versagen der hermetischen Abdichtung.  



  Das Versagen der Abdichtung an den Rändern  der Glasscheiben bewirkt offensichtlich alle die  Nachteile, wie sie den nicht abgedichteten Mehr  fach-Scheibenfenstem     innewohnen,    und zudem sind  die Scheibeninnenseiten zum Reinigen nicht zu  gänglich.  



  Um einen luftdichten Verschluss von der erfor  derlichen Güte zu erhalten, werden zwischen den  Glasscheiben Abstandhalter oder Trennstücke aus       Metall    verwendet, die mit den Scheiben durch  Hitze- und Druckaufwand     festverbunden    werden,  um die     Fensterrandteile    dauernd hermetisch abzu  dichten. Es ist an sich bekannt, solche Verschlüsse  dadurch herzustellen,     dass    die Scheiben an den Rän  dern zuerst mit     überzügen    aus     geschmolzenem    Metall  versehen und dann die     metallenen        Abstandhalter    an  diesen     überzügen    festgelötet werden.

   Zwischen be  nachbarten Glasscheiben ist ein metallenes Trenn  stück angeordnet, das auf die metallenen Randüber  züge aufgelötet ist. Das Trennstück und die     über-          züge    bilden somit zusammen einen     H-förmigen    Metall  rahmen zwischen den Glasscheiben. Solche Fenster  sind     dm    Sinne ihrer mechanischen Festigkeit zufrie  denstellend, aber leider für allgemeine Verwendung  zu     kompliziert    und zu teuer.  



  Das     erfindungsgemässe        Mehrfach-Verglasungs-          element,    welches die den bisherigen Ausführungen  anhaftenden Nachteile beseitigt, zeichnet sich da  durch aus, dass der Abstandhalter mit wellenförmig  verlaufenden Rändern versehen ist und mit den  Scheiben eine wellenförmig verlaufende Berührungs  linie     bildet.     



  Das Verfahren zum Herstellen des     erfindungs-          gemässen        Mehrfach-Verglasungselementes    ist dadurch  gekennzeichnet, dass ein     bandartiger    Abstandhalter      hochkant zwischen den zu verbindenden Scheiben an  gebracht wird, worauf derselbe durch örtliche     Er-          hitzung    an den wellenförmig verlaufenden Berüh  rungsstellen     eingeschmolzen    wird.  



  Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen  standes ist in der Zeichnung veranschaulicht, und  zwar zeigt:       Fig.    1 einen Schnitt durch einen Teil eines dop  pelverglasten Fensters, wobei die Schnittebene par  allel zu den Scheiben liegt,       Fig.2    eine perspektivische Schnittansicht einer  Ecke des Fensters nach     Fig.    1 und       Fig.    3 einen Längsschnitt durch einen Teil einer  Variante des Fensters.  



  Beim Beispiel nach     Fig.    1 und 2 ist ein als  Abstandhalter wirkender     Metallstreifen    3 auf Glas  scheiben 2     aufgeschmolzen    und weist wellenförmige       Verschmelzungs-    bzw. Berührungslinien 1 auf. Letz  tere sind angenähert     sinusförmig    und weisen eine  Wellenlänge von     0,1-10mal    die Scheibendicke auf;  sie dienen zum Versteifen der Verbindung gegen  Kräfte, die in     Fig.    1 von rechts nach links oder  umgekehrt wirksam sind. Solche Kräfte entstehen  z. B. bei unterschiedlichen Temperaturen der beiden  Glasscheiben.

   Die hauptsächliche     Versteifwirkung     der     wellenförmigen    Ausbildung ist auf die mit den  Glasflächen verschmolzenen     Streifenrandteile    be  schränkt. Der Metallstreifen 3 ist im Querprofil  gewellt, das heisst senkrecht zu den Wellen 1, um  die Verbindung weiter von mechanischen Spannun  gen und Beanspruchungen zu entlasten. Diese Längs  wellen der Streifen können auch die Bewegungen im  Gefolge von     Luftdruckschwankungen    absorbieren. Die  Längswellen verbessern auch die Isolation gegen  Wärmeübertragung und ermöglichen das einfache  Einsetzen wenigstens einer weiteren Scheibe zwi  schen die beiden vorhandenen Scheiben 2, um so  die Wärmeisolation noch weiter zu steigern.  



       Fig.    3 zeigt eine solche weitere Scheibe 4 in ein  Wellental der     Längswellung    ,in den Streifen 3 ein  gelegt und von dieser     Längswellung    getragen.  



  Auf ihrer Innenseite kann der Streifen 3 so be  handelt sein, dass die eingelegte Scheibe 4 an ihr  nicht haftet. Vor dem     Aufschmelzen    könnten Innen  rahmen in den Metallstreifen gelegt werden, als  weitere Isolation oder zum Verbessern des ästheti  schen Aussehens des Fensters. Solche Rahmen eignen  sich auch zum Aufnehmen von eingelegten Scheiben.  



  Ist eine besonders gute Isolation erforderlich, so  kann der Zwischenraum zwischen den beiden Aussen  scheiben teilweise luftleer gemacht werden, wobei  die Scheiben und der Streifen durch einen steifen,  von dem durch den Streifen gebildeten     Abdichtrahmen     separaten Rahmen gegen den von aussen einwirkenden  Luftdruck verstärkt werden könnten. Beim Verwen  den grosser     Scheiben    könnten zusätzlich Abstand  halter zwischen den Scheiben eingesetzt werden.  



  Der verwendete dünne Metallstreifen 3 besitzt  einen höheren     Schmelzpunkt    als das Glas, und die  Streifenränder sind direkt auf das Glas     geschmolzen,       wobei der Streifen zwischen den Scheiben in einem  kleinen Abstand von den Scheibenrändern angeordnet  ist. Der Metallstreifen weist eine gleichmässige Breite  auf, ist von geeigneter Dicke, z. B. 0,005-l,1 der  Scheibendicke, und bildet einen wenigstens annähernd  geschlossenen, rechteckigen Ring.  



  Um das Metall auf das Glas     aufzuschmelzen,    wird  das Ganze zuerst auf eine Temperatur erhitzt, bei  der die Glasviskosität genügend niedrig ist, um eine       Rissbildung    beim weiteren, lokalen Erhitzen, aber  dennoch genügend hoch, um eine Deformation der  Scheiben unter dem Einfluss der Schwerkraft zu ver  hindern. Beim genannten weiteren Erhitzen wird  das Ganze auf eine Temperatur über dem Wert  gebracht, bei dem das Glas Risse zeigen würde,  wenn es raschem lokalem Erhitzen unterworfen würde,  das heisst auf den     Härtungspunkt,    während eine De  formation des Glases beim     Deformationspunkt    ein  tritt.

   Beim vorliegenden Verfahren ist also für     Natron-          Kalkglas    eine Temperatur von etwa 500  C geeignet.  Darnach wird der Metallrahmen auf eine noch höhere  Temperatur gebracht, vorzugsweise mittels     Induk-          tions-    oder Widerstandsheizung. Im letzteren Fall  wird elektrischer Strom direkt an den Rahmen ge  liefert, um den in direkter Berührung mit dem  Ring befindlichen Glasteil zu     schmelzen.    Das ge  schmolzene Glas benetzt die Rahmenränder, die unter  dem     Einfluss    der Schwerkraft oder einer mechanisch  angewandten Kraft in die Oberfläche der Glasscheiben  eindringen, und zwar auf eine Tiefe von einigen  Zehnteln der Scheibendicke.

   Der Streifen kann mit  tels von einem alternierenden Magnetfeld induzierten  Wechselstromes erhitzt werden. Um das Benetzen  des     Metalles    noch weiter zu verbessern, was zum  Herbeiführen eines dichten Verschlusses unbedingt  nötig ist, kann der Metallstreifen z. B. mit Borax einer  Wärmebehandlung unterworfen werden, um vor dem  Einsetzen des Streifens zwischen die Scheiben eine       Oxydschicht    zu erhalten.  



  Das Verschmelzen des Glases auf das Metall kann  ganz oder teilweise mit von Elektroden ausserhalb  der Glasscheiben herbeigeführtem     dielektrischem    Er  hitzen bewerkstelligt werden, wobei eine Konzen  tration des elektrischen Feldes an den Rändern des  Metallstreifens die gewünschte lokale Erhitzung her  vorbringt.  



  In den Metallstreifen 3 wird ein kleines Ent  lüftungsloch belassen, um beim Abkühlen den Druck  in- und ausserhalb der Glasscheiben auszugleichen.  Der Raum zwischen den Scheiben kann beim Ver  schmelzen oder nach dem Abkühlen mit einem ge  eigneten, trockenen Gas von gewünschtem Druck,       Wärmeübertragungsvermögen    und Taupunkt gefüllt  werden. Im allgemeinen sollten diese Gase ein hohes       Molekulargewicht    aufweisen. Das Loch wird nach  träglich durch Löten verschlossen, wodurch der Zwi  schenraum zwischen den Glasscheiben hermetisch  abgedichtet ist.  



  Würde der Metallstreifen 3 für eine     unzulässig     lange Strecke eben belassen werden, so könnten      in seinem Rand mechanische Spannungen auftreten  und das Glas zum Springen bringen. Dieser Nachteil  wird gemäss der Erfindung beseitigt, wenn, wie  gezeigt, der Metallstreifen so     ausgebildet    wird, dass  die Schnittlinie zwischen ihr und einer Scheibe in  wellenförmiger Linie verläuft, und zwar vorzugsweise  nach der Form einer     Sinuslinie    mit einer Wellenlänge  von     0,1-10mal    Scheibendicke.  



  Der Metallstreifen kann z. B. hergestellt werden  durch Deformieren eines flachen Kupferstreifens, der  auch auf     elektrolytischem    Weg geätzt werden kann,  um seine Oberfläche zu verändern oder seine Ränder  dünner zu machen.  



  Nachfolgend ist ein spezielles Beispiel einer indu  striellen Herstellung des oben beschriebenen mehr  schichtigen Verglasungselementes angeführt.  



  Ein etwa 0,05 mm dickes und 20 mm breites Kup  ferband wird     gewalzt,    um die gewünschte     Wellung     zu erhalten, dann geschnitten, verformt und zusam  mengeschweisst zu rechteckigen Ringen, die etwas  kleiner sind als die Glasscheiben, mit welchem sie  verwendet werden sollen. Jeder Ring weist ein klei  nes Loch auf und wird in eine     Boraxlösung    ge  taucht. Jeder Ring wird dann zwischen zwei Glas  scheiben gelegt und mit einem Fördergerät in einen       Trichterofen    mit trockener Atmosphäre gebracht, in  welchem die Scheiben und Kupferringe auf 500  C  erhitzt werden. Das Förderband, das gegen Wirbel  ströme isoliert ist, gelangt dann :in ein alternierendes  Magnetfeld.

   Der im Kupferring induzierte Strom er  höht die Temperatur des Ringes für eine gewisse  Zeitlänge, die ausreicht, um die Ringränder mit den  Scheiben zu verschweissen. In einer Alternativanord  nung wird der Strom durch an einander gegenüber  liegenden Ecken des Ringes angeschweisste Leitungen  in den Ring geleitet, wobei diese Leitungen nach dem  Verschmelzen wieder weggenommen werden. Im übri  gen Teil des     Trichterofens    wird die Temperatur des  doppelverglasten Elementes langsam bis auf etwas  über Raumtemperatur erniedrigt, worauf das Ent  lüftungsloch durch Weichlöten geschlossen und auf  die Aussenseite des Kupferringes und die     Einschmelz-          stellen    ein Schutzlack aufgespritzt wird.  



  Das beschriebene     Verfahren    basiert, wie aus obi  gem hervorgeht, auf der an sich bekannten Tatsache,  dass ein genügend dünner Streifen aus Kupfer oder  einem anderen Metall oder einer Legierung direkt  auf Glas     aufgeschmolzen    werden kann, so dass das  Metall den thermischen Bewegungen des Glases folgt,  ohne dass das Glas irgendwie metallisiert oder der  Streifen auf die metallisierten Teile aufgelötet wer  den muss. Beim Anwenden dieses Verfahrens zum  Herstellen solcher Artikel wie Mehrfachscheiben,  die zwischen Metall und Glas eine weitgehende Ab  dichtung erfordern, ist der den Abstandhalter bildende  Streifen 3 gewellt und bildet mit den Scheiben eine  wellenförmige Berührungslinie.

   Dadurch wird die       Abdichtstelle    von mechanischen Spannungen und von  Schocks freigehalten und die Berührungslinie ist dank  ihrer     Wellenförmigkeit    verlängert, demzufolge ist eine    widerstandsfähigere Konstruktion geschaffen. Der  metallene Streifen 3 soll dünn und zwischen den  Glasscheiben seitwärts oder hochkant eingesetzt wer  den, um eine dünne Berührungslinie und damit nur  geringfügige Deformationen des Glases an den Be  rührungslinien zu erhalten, ungeachtet der Tatsache,  dass die Scheiben bei der Fabrikation über den       Deformationspunkt    des Glases erhitzt worden sind.  



  Die hauptsächlichen Vorteile einer solchen An  ordnung sind darin zu sehen, dass die Anordnung  praktisch vom Ausdehnungskoeffizient unabhängig  ist, da die Metallteile dünn und seitwärts oder  hochkant direkt am Glas festgeschmolzen werden,  ohne irgendwelche Metallüberzüge oder Lote; ferner  dass die Anforderungen hinsichtlich     Flachheit    der  Glasscheiben nicht so streng sind wie bei früher  bekannten     Konstruktionen,    und dass     wohlfeile    Metalle  und Glasarten verwendbar sind.  



  Durch den beschriebenen Erfindungsgegenstand  wird ein mehrschichtiges Verglasungselement bzw.  Fenster mit einem etwas biegsamen oder nachgiebigen,  druckdichten Verschluss, bei dem die Scheibenrän  der nicht metallisiert zu sein brauchen und kein Lot  und schwere Metallrahmen als Abstandhalter oder  Trennstücke zwischen den Scheiben verwendet wer  den müssen, und auch weder die     Festigkeit    noch die  Güte der Konstruktion verringert ist. Eine weitere  vorteilhafte Wirkung ergibt sich durch die erzielte  dauerhafte und wirtschaftliche Konstruktion.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Mehrfach-Verglasungselement mit wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordneten Scheiben und zwischen diesen eingesetzten, mit letzteren ver schmolzenen Abstandhaltern, dadurch gekennzeich net, dass der Abstandhalter mit wellenförmig ver laufenden Rändern versehen ist und mit den Scheiben eine wellenförmig verlaufende Berührungslinie bildet. Il.

   Verfahren zur Herstellung des Mehrfach- Verglasungselementes nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein bandartiger Abstandhalter hochkant zwischen den zu verbindenden Scheiben an gebracht wird, worauf derselbe durch örtliche Er hitzung an den wellenförmig verlaufenden Berüh rungsstellen eingeschmolzen wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Mehrfach-Verglasungselement nach Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Ab standhalterstreifen in seinem Mittelteil im Quer profil gewellt ist.

   2. Mehrfach-Verglasungselement nach Patent anspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Abstandhalterstreifen aus Metall besteht und eine Dicke von 0,005-0,1 der Schei bendicke aufweist. 3. Mehrfach-Verglasungselement nach Patent anspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen der Abstandhalter streifen-Randteile sinusförmig sind und die Länge zwischen den Scheiteln einer Sinuskurvenwelle 0,1-10mal so gross wie die Scheibendicke ist. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben auf eine Tempe ratur erhitzt werden, die über derjenigen Temperatur liegt, bei der im Material bei raschem lokalem Er hitzen Risse auftreten, und unter derjenigen Tempe ratur, bei der eine permanente Deformation des Materials eintritt, und d'ass dann der einen Rahmen bildende Abstandhalter lokal weiter erhitzt wird, um seine Ränder in die benachbarten Flächen der Scheiben eindringen zu lassen, so dass sie mit diesen verschmelzen, um nach Abkühlung auf Raumtempe ratur wellenförmige Verschmelzungslinien mit die sen benachbarten Oberflächen zu bilden.