CN103291192B - 包括带边界的窗格模块的窗 - Google Patents

Abstract

窗格模块由绕窗格元件(1)模制以在边缘和内表面包围该窗格元件（1）的边界元件(2)组成。框架可具有长方形构型，但是应当理解，为了实现与该窗所安装于其中的结构或者与周围的窗户框架的防水连接，可能有必要使用更加复杂的构型。配件(42)在边界元件（2）的制造过程中嵌入到边界元件(2)中并被随后或同时连接于框架(3)。当使用木制或挤压而成的框架时，该配件可被驱动到成品框架构件中，而当使用模制框架时，该配件可在模制过程中嵌入到框架中。

Description

包括带边界的窗格模块的窗

本申请是申请日为2010年3月23日、发明名称为“包括带边界的窗格模块的窗”的发明专利申请200880108317.X（PCT申请号：PCT/DK2008/050185）的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于制造建筑物用窗的方法，其中该窗包括框架和窗格，窗格具有由一个或多个隔离构件隔开的、诸如玻璃板的至少两个板元件。本发明还涉及一种由所述方法制造且设计用于住宅、办公室或工业建筑物的窗。

背景技术

当给竖向窗及天窗装配玻璃时，通常以借助螺钉将玻璃装配型材(glazingprofile)固于框架的方式将窗格紧固于装载玻璃的框架，即常规窗扇。窗格通过玻璃隔离件和玻璃夹子而保持在适当位置。尽管已经证明这种方法非常有效，但该方法仍然存在许多缺点，除其它以外，装配玻璃需要大量不同的零件，并且特别当使用常规玻璃板窗格时，不连续的支撑可能在窗格上引起潜在的破坏性张力。这影响了窗格在破损和密封失效方面的预期寿命，后者导致在组成窗格的两片玻璃板之间的空间中形成冷凝。

近来，也有人尝试通过胶合的方式将窗格附接到框架。这为窗格提供了连续的支撑，使其能够承受较大部分的由风及其它天气相关因素造成的负载。这又允许使用重量减小的更细的框架型材，并且框架型材的设计可致力于实现改进的隔绝性能。最后但非最不重要地，更细的框架结构允许窗格面积增加，增加了光线的进入并进而提高了对免费的太阳供热的利用。

近些年，胶合技术已经发展成为常规的窗格模块玻璃装配的实用的备选方案，因为现在能够实现对于动载荷、热、紫外线甚至湿气均具有良好抵抗性的胶合连接。例如，胶合已经用于所谓的“即装玻璃”（instantglazing）技术，其中粘合剂代替密封件和橡胶衬垫，并且窗格模块已经被胶合到窗扇或玻璃装配型材以获得窗格与窗扇或框架之间结构性连接。

然而，胶合技术尚未在广大的窗市场获得广泛应用，并且在窗户配列及玻璃装配上的应用仍然具有若干未解决的问题。例如，尚未提供在粘合失效的情况下紧固窗格这一问题的满意的解决方案，并且也缺乏关于胶合的强度及机械特性的设计标准。此外，胶合连接的质量对于进行胶合的位置的环境、粘合表面的备制等是敏感的，并且因此进行胶合的人员必须经过专门培训。这使得有必要在气候控制、质量控制系统及员工培训上进行大量投资。窗格及窗的设计标准的规格也尚未提供。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于制造窗的方法，其中窗格可以以固定且耐久的方式附接到框架并且所使用的零件少于常规玻璃装配所需的零件。

这通过以下方法实现，其中窗格设有边界元件并且该边界元件附接到框架。通过将窗格附接到边界元件而在不需要粘胶的情况下实现绕窗格的整个边缘的连续的支撑。因此不需要玻璃夹子等，并且窗格的边界由边界元件进行保护使得安装过程较不敏感。

在这里，术语“框架”既覆盖了固定框架又覆盖了包括传统窗扇的可移动框架。此外，该术语包括也包含其它元件的这种元件，并且该方法可用于任何类型的窗的玻璃装配中，而与框架的数量等无关。类似地，可以与窗格的形状无关地使用该方法，并且可以使用任何类型的窗格，如隔热窗格、真空窗格、梯级单元窗格，包括带有三个或更多板元件的窗格。

边界元件优选地通过模制而制成，其中至少一个板元件的边缘在模制加工过程中被包围。术语“包围”不应当被理解成边界元件包围或环绕窗格的整个边缘；窗格与边界元件的表面之间仅有的接触可提供足够的附接。类似地，没有必要将板元件的四个边缘全部包围，只要窗格作为整体被充分保持即可。边界元件也可粘附于隔离构件、密封件等。

边界元件与框架之间的连接可以多种方式实现，包括使用钉子、螺钉、桁架板（trussplate）、胶、粘合剂、棘爪系统等。

如果采用可拆卸模式的附接，则将易于更换破损的窗格，另外将能够提供选与点（pick-and-click）系统，其中可以通过在不同类型的边界元件之间做选择而满足关于颜色、隔绝特性、消音等的任何特殊需求。

然而，可通过在模制加工过程中在边界元件中嵌入配件、并将该配件用于与框架的附接而实现特别良好的连接。如果使用可模制材料（如塑料或铝）的框架，则可将配件的另一端嵌入框架中。框架的模制可在边界元件的模制之前、与其同时或之后进行。

然而，还可以仅通过所使用材料之间的粘附而实现边界元件与模制框架之间的充分连接。在这种情况下，可以特别有利地同时模制二者或模制其一后立刻模制另一个。如果一个接一个地模制这两个零件，通过在先模制的零件表面涂底漆，能够促进粘附。

为了将边界元件和框架相对彼此保持在正确位置，它们可有利地设有匹配的凸部和凹部，当这两个零件正确定位时，一个零件上的凸部配合另一个零件的凹部内。相匹配的凸部及凹部增加了连接的抗剪强度。

边界元件和/或框架可以包括具有不同构型的多个构件。典型地，底部构件必须能够允许雨水等排出，而顶部及侧部构件应当保证水进入到周围的结构中。

边界元件和/或框架的模制优选地通过反应注射模制（RIM）或低压模制完成。诸如聚氨酯或聚烯烃的热塑性塑料是优选的模制材料，但也可以使用诸如PVC、PE或PP的其它热塑性材料、热塑性弹性材料（TPE）或诸如EPDM的热固性弹性材料。在下文中，将参考附图进一步详细描述本发明。

附图说明

图1是根据本发明制造的窗的立体图，

图2a及2b是沿图1中的线Ⅱ-Ⅱ的横截面图，并示出了框架结合在边界元件中，

图3是对应于图2a及图2b所示的截面图，并示出边界元件通过棘爪系统附接于框架，以及

图4是对应于图3所示的截面图，并示出了边界元件通过用螺栓附接于框架的配件而附接于框架。

具体实施方式

根据本发明制造的窗如图1所示。其可带有对于竖向或倾斜地安装在任何住宅、办公室或工业建筑物的正面或屋顶所必须的特征。其包括窗格元件1(以下称作窗格)，边界元件2以及框架3。在这种实施方式中，框架是固定的，但是应当理解，窗格及边界元件也能够安装在安装于固定框架中的可移动框架上，该可移动框架也被称为窗扇。

边界元件2的主要功能是在窗格1与框架3之间形成结构性连接，由此使以前使用的玻璃装配型材等变成没有必要。它可另外起到以前座置在框架中的功能件的作用，如支撑遮光装置。

在所示的实施方式中，边界元件2围绕窗格元件的整个边界，但是应当理解，它也可以在窗格的四侧中的三侧上U形地围绕窗格，或者，可在每一侧上使用单独的元件而将窗格的角部留空。类似地，应当理解，也可以设想呈其它几何构型的窗，即半圆形或三角形的窗。

边界元件2优选地通过在窗格上直接模制而成。聚氨酯是优选的模制材料。

包括窗格1及边界元件2的窗格模块可起到有助于承受作用于窗的负载的结构性元件的作用。因此，框架3可以较常规窗中所使用的框架更加纤细。任何合适的材料，如木材、塑料、聚氨酯或带有木质芯材的聚氨酯，都能够用于框架的制造。

边界元件——可能地，以及框架——可通过使用任何适当的模制技术制造，但是诸如反应注射模制(reactioninjectionmoulding,RIM)的注射模制是优选的。当使用RIM加工工艺时，可将载流部件、对强度及硬度的作出贡献的塑料和金属部件、以及螺钉等嵌入到模制材料中。此外，RIM工艺允许诸如密封件的细节的整合。

反应注射模制本身是众所周知的加工工艺。在模制过程中，双组分的固化聚氨酯在模具中混合。在固化过程中，在模具中获得大约6至10巴的压力。已固化的物体在大约45至60秒内就可以用手操作。在RIM加工本身的过程中，根据模具的构型及所用的聚氨酯属于芳香族还是脂族，材料和模具的温度在80到110℃之间。根据使用的聚氨酯的种类可获得不同的邵氏A（ShoreA）硬度。在示例中，可使用固化硬度为邵氏A硬度60到90的聚氨酯。

当然也可以以其他方式进行模制，例如在高温和/或高压下进行模制，当使用除聚氨酯外的其它材料时这可能是必要的。也可以使用单组分材料，将其注入模具中而不需要混合。

窗格元件通常包括单片玻璃元件。在上下文中，术语“单片玻璃”覆盖了退火玻璃，钢化玻璃，夹层玻璃，嵌丝玻璃，压花或图案玻璃以及用在常规窗格中所使用的其它类型的玻璃。虽然将其称为由玻璃制成，但是应当理解，也可以采用适于窗的具体用途的树脂玻璃(也被成为有机玻璃)或任何其它板元件，无论其是否透明，包括发光材料。玻璃的其一侧或两侧上可具有涂层。

板元件之间的空腔可填充有干空气、如氩(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)的气体、或适于通过减少窗格的U值改善其隔绝性能的气体混合物。也可使用真空窗格及在板元件之间的空间中填充有气凝胶（aerogel）层的窗格。

窗格元件可以是常规类型的窗格，其中所有的板元件具有相同的尺寸及形状；或者可以是梯级单元。梯级单元是这样的窗格：其中不同的玻璃板具有不同的高度和/或宽度以使一个板至少在另一个板的一个边缘处伸到另一板之上。也可使用包括三个或更多个板元件的窗格，如三片式隔热窗格；以及不同窗格类型的组合，如传统隔热窗格与单片式窗格的组合。

如果使用能够很好地制成相对较小的单元的窗格类型，如真空窗格，则可将一系列窗格元件并排布置以形成具有所需尺寸的较大元件。这种方法也可用于提供具有不同特性（如颜色、不透明度、隔绝性等）的不同窗格区域。

间隔型材或隔离构件可由金属或塑料制成。干燥剂可沉积在中空的间隔型材中，嵌入由玻璃板及间隔型材限定的每个空腔中的基质（matrix）或吸气元件（getterelement）中。其可作为窗格模块制造的一部分而完成，或者可预先制造不同的元件。另外，间隔型材可提供诸如消音特征的附加功能，或者可在窗格的板元件之间设置提供这些功能的附加构件。

窗格元件可以是常规类型的窗格（其中所有的玻璃板具有相同的尺寸及形状），或可以是梯级单元。梯级单元是这样的窗格，其中不同的玻璃板具有不同的高度和/或宽度以使一个板至少在另一个板的一个边缘处伸出到另一个板之上。

两片式窗格可与边界元件的模制同时构造，在这种情况下，间隔型材13、73、83可以制成边界元件的组成部分。这也适用于结合不同窗格类型——如两片式窗格与单片式窗格——的情况，此时两片式窗格例如可以以传统方式制造，而保持其与单片式窗格隔开的间隔构件可以是边界元件上的模制凸起。任一类型的间隔型材均可设有凸起配件或附接于边界元件的其它装置。

窗格与边界元件之间的连接优选地通过边界元件粘附于窗格的边缘而实现，如以下将描述的那样。

尽管不是直接连接，但框架可与窗格相接触，例如，在内玻璃板与边界元件之间封闭空间。可设置衬垫以防止框架与窗格之间的破坏性摩擦。

图2以横截面图示出了边界构件2与框架3的侧部构件的两种不同实施方式。如图可见，边界元件绕窗格1模制而成，在窗格1的边缘及内部表面上包围该窗格1。框架示出为具有长方形构型，但是应当理解，为了实现与该窗安装于其中的结构或者与周围的窗户框架的防水连接，可能有必要使用更加复杂的构型。

配件41、42在边界元件2的制造过程中嵌入到边界元件2中，并随后或同时连接到框架3。当使用木制或挤压而成的框架时，该配件可被驱动到成品框架构件中，而当使用模制框架时，该配件可在模制过程中嵌入框架中。在后一种情况中，可使用I形配件（未示出）以由此提高拉出抵抗力。

如果边界元件2与框架3的粘附特别牢固稳定，则可完全省去配件41、42。这可通过为框架上的附接区域适当地涂底漆而实现。

合适的底漆的示例是CarlofonSchwarzprimerEFTECDV990，但是也可使用其它产品/材料。

模制框架的使用提供了特别牢固的连接，但是它使得必须使用足够大以保持框架及窗格元件的模具。此外，它防止了带边界的窗格模块以后的拆卸，这意味着，如果窗格损坏，则必须更换整个框架。这当然是额外成本的来源，但是作为回报，这可以由没有为此目的而经过特殊培训的人员来完成。

图2示出了常规类型的隔热窗格，但是也可使用诸如梯级单元窗格的其它类型的窗格或者不同窗格类型的组合。

边界元件与玻璃板元件的附接仅通过模制材料的粘附特性而实现，并完成于模制过程中。为了实现良好的粘附，窗格上的附接区域可由掩模（mask）覆盖和/或涂底漆。掩模具有另外的作用，即对窗的美学价值作出贡献并用于保护粘附体及窗格密封件13免受阳光影响。掩模是大致防光的，而至少必须不透UV-A及UV-B光。掩模可以是陶瓷涂层、紫外线（UV）硬化漆，单组分或双组分漆或任何其它合适的材料。应当理解，可通过使用具有适于涂底漆及覆掩模两种特性的材料而一体实现涂底漆及覆掩模。

边界元件可通过任何可拆卸或不可拆卸的连接装置连接到框架，而不是通过上述模制而进行连接。可拆卸连接装置的示例为螺钉、钉子或其它机械连接装置，如棘爪系统。不可拆卸的连接装置的示例为粘胶或粘合剂。棘爪系统的示例如图3和图4所示。

在图3中，边界元件71包围外玻璃板72，间隔型材及窗格密封件73、以及内玻璃板74。嵌入边界元件71中的配件76具有带倒钩78的舌部77，其与框架75上的制动器79相接合。如上述实施方式，在以下将要描述的实施方式中，窗格元件包括玻璃板，其可以是平行的或非平行的平板，或具有任意形状的板。

图4中描述的系统关于窗格、边界元件、配件及框架的整体构造与图3中的情况一致。然而，在该情况下，框架设有固定衬套89，其布置成与配件86的伸出部87中的孔88相接合。通过将固定衬套89转过180度，使舌部接合或分离。当舌部接合时，使用螺栓90将衬套89紧固于框架元件中。

边界元件与框架之间的连接以形成水密连接的方式实现，或至少湿气及水能够以受控的方式排出。

边界元件的与框架接触的表面设有凸筋5，其与框架中的沟槽配合。凸筋及沟槽不仅用作边界及框架元件相对于彼此的定位的引导件，而且有助于接合处的抗剪强度。

上述类型的可拆卸连接具有允许更换窗格模块——其包括边界元件及窗格——的优点。这不仅允许更换破损的窗格，还具有更广泛的含义：例如，可通过将窗格模块更换为具有不同外形的窗格模块而赋予现有建筑物崭新的外表，或者可通过将包括旧式窗格的窗格模块更换为具有更好性能的新窗格模块而改进建筑物的隔绝性能。

此外，框架及窗格模块能够单独地制造和存储，然后一旦特定的窗的需求成立再互相连接。通过这种方式，可由不同部件的选与点（pick-and-click）系统高效地定制窗。

如上所述，配件可有利地用于窗的不同零件的互相连接，但是它们也可起到其它作用。例如它们可用作强化和/或加固装置、铰链、锁定组件、用于容纳螺栓和其它紧固装置的容纳装置、载流体、用于覆层和/或覆盖物的保持器等。

边界元件的内部可设置其它功能件。其示例(未示出)是设置载流部件，该载流部件提供了窗格元件中的太阳能集热器与电开窗器、卷帘、光源、显示气象信息的显示器、控制通风的传感器等之间的电连接。其它示例(未示出)是设置光纤或用于窗帘绳的通道。

嵌入构件或配件41、42、76、86的其中之一也可用于提供边界元件的预应力，其可以抵消窗格上由风吸力所产生的有害应力。这种影响对于安装在倾斜屋顶表面中的天窗特别显著，而在中悬窗的情况下主要影响窗格的最下方的半部，将其向外及向上牵拉。这在窗格上造成压缩应力，该压缩应力可能最终使它破损。通过在模制过程中在边界元件的材料中全部地或部分地嵌入张紧的缆线或配件，对应于张紧力的压缩力将施加于边界元件的材料。因此，仅有大于张紧力的风力会在窗格上引起应力。边界元件的预应力当然可以施加于整个边界元件，但也可以局限于最需要预应力的那些边界构件。如对于本领域技术人员将显而易见的，预应力还可以其它方式实现，例如，通过在与窗格的外表面相齐处或该外表面上方使用预应力构件(未示出)。还可以通过局部提高边界元件材料的硬度来实现类似效果，因此事实上不是引起预应力而是提高其对弯曲的抵抗力。

以上已经将窗格模块描述为窗格模块本身构成窗扇，或者就能打开的窗扇而言，构成将要耦接到其它元件以组成窗扇的元件。窗扇也可以是固定的，即，并非常规意义的可打开窗扇，而是连接于常规框架。此外，可以将窗扇与框架结合成单一元件，或者将窗扇形成为用于连接到屋顶结构的传统窗户框架。所有这些解释适用于本申请的上下文中的术语“框架”。

此外，可以设想使用窗格元件的其它构造。例如，可有多于两片的玻璃板，并且这些玻璃板不需要是平的和/或彼此平行的。另一个替代性的概念在于将本发明的至少一些基本原理应用于包括单片玻璃板的窗格模块。

大体上，所示及所述实施方式的特征可以自由组合，并且除非权利要求中有所声明，否则不应将任何特征视为必要技术特征。

Claims (9)

1.一种用于制造建筑物用窗的方法，所述窗包括固定框架、安装到所述固定框架中的可移动框架、和窗格，所述窗格具有由一个或多个隔离构件隔开的至少两个板元件，其特征在于：所述窗格设有边界元件，并且，所述边界元件附接于所述可移动框架，所述边界元件及所述可移动框架均通过模制而制成，通过所使用的模制材料之间的粘附而实现所述边界元件与所述可移动框架之间的连接，在所述边界元件的模制加工过程中，将配件嵌入到所述边界元件中，并且，通过在所述可移动框架的模制过程中将所述配件嵌入到所述可移动框架中而使所述配件用于与所述可移动框架的附接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将所述配件嵌入到所述可移动框架中在所述边界元件的模制之前、与其同时或之后进行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：至少一个所述板元件的边缘在所述边界元件的模制加工过程中被包围在所述边界元件中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述边界元件和所述可移动框架设有匹配的凸部和凹部。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述边界元件和/或所述可移动框架由多个具有不同构型的构件组成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，反应注射模制(RIM)或低压模制用于所述模制加工。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述板元件为玻璃板。

8.一种建筑物用窗，包括固定框架、安装到所述固定框架中的可移动框架、和窗格，所述窗格具有由一个或多个隔离构件隔开的至少两个板元件，其特征在于：所述窗格附接于边界元件，所述边界元件和所述可移动框架均通过模制而制成，通过所使用的模制材料之间的粘附而实现所述边界元件与所述可移动框架之间的连接，通过在所述边界元件的模制过程中将配件嵌入到所述边界元件中以及在所述可移动框架的模制过程中将所述配件嵌入到所述可移动框架中而使所述边界元件连接于所述可移动框架。

9.根据权利要求8所述的建筑物用窗，其中，所述板元件为玻璃板。