CN1101488A - 无框绝缘玻璃窗及其制造法 - Google Patents
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Abstract
按照本发明的无框绝缘玻璃窗最简单的实施形
式是将两块玻璃片1、2用一个由纺织用间隔织物形
成的成形体13将它们互相连结在一起。纺织用间
隔织物能够通过其具有高弹性的能抗弯的骨干线可
使两玻璃片能传力地结合并形成一个形状稳定的能
自己支撑的板状体。该板状体尤其适宜用作无框窗
扇。
Description
本发明涉及一种无框绝缘玻璃窗及其制造法,该玻璃窗具有至少两块平行安放的窗玻璃片并用沿周边环行的间隔保持件将它们连结在一起。
历来玻璃窗扇的周围都是装有窗框的,为的使窗玻璃片具有平面稳定性并保护玻璃的脆边。这些用木材、塑料或铝型材制成的窗框特别被用来装上功能配件,由于其刚性和特殊的横截面可与装在墙内的固定窗框构成可靠的密封。
与这传统概念背离而设计成的无框玻璃窗扇在窗户所占墙体面积比例不变的条件下可以在透明面积上取得显著的效果。按照窗扇框架的宽度,在取消不透光的支撑框架后,允许光线和太阳辐射进入的透明面积将可增加20%到40%。
对建筑业来说特别好的地方在于无框玻璃窗的合理性。对此人们只要想一想需要用木材、塑料或铝那样的材料来制造窗扇框架,还需要加以维护,另外由于其抗老化能力是有限的,牵涉到其更新的问题还没完没了。对此并须考虑到当窗框尺寸增大时常须附加措施以便适应对窗框提出的要求。例如对铝窗框当其包含的面积大于约1m2时就需用钢来增强。
而且现在由于绝缘玻璃技术的进展,窗玻璃的绝热值已超过窗框的绝热值,通常是支撑框架使通过窗扇的总的热传导增加。
这种能够应用于建筑行业的无框窗扇的概念即在窗扇的玻璃上不加窗框的做法尽管有上面提到的那些优点,但在迄今为止的建筑实践中尚未见到应用。为此需要说明一下其情况,由于窗户是建筑物外围表面上的构件,它在很大程度上要受到风力和气候的影响,因此需要一个要求高的密封和封闭结构,这一点迄今为止只有一个能够抗弯而承载窗玻璃的窗框结构能够做到。
另外使人为难的是,现在无窗框概念还都必须在双层绝缘窗玻璃片的基础上才能实现,而单层绝缘窗玻璃片已经成为建筑业中关于窗玻璃的标准。
本发明的绝缘玻璃窗是以其双层玻璃片的结构为特征的。该两玻璃片均各有3至6mm的厚度视面积的大小而定,中间封闭着一个充有空气或稀有气体而宽为12-16mm的空间,该空间在玻璃片的周边上用一空心铝横档或由弹性的或塑性的合成树脂材料制成的相称的模档来加强并加以密封。
设定间隔的横档具有双重功能:一方面它作为粘合剂可将两块玻璃片机械地连结在一起,另一方面它可将两块玻璃片之间的中间空间气密地予以密封。
但即使是通过在形状上具有刚性的中间横档而成的粘合连结,也不宜用来使双玻璃片加强为一个具有机械上刚性的能自己支撑的板状体。它可能承受不了由于双玻璃片自身重量而出现的剪力。因此在这里就需要将这样一个窗玻璃片组件装在一个承载的窗框结构内,其时必须用凸块来卡住该组件以便保证使框架槽内的窗玻璃片相互之间不会产生移动。将窗玻璃片组件安装在玻璃槽内时需要采用公知的费时的措施来固定和密封并去除凝结水。
窗玻璃片本身并没有支撑功能。它缺少一个具有足够刚性能够传递力的使两玻璃片相互加强的配件。为了使窗玻璃片能够不带承载框架而直接安装在外面的固定窗框上,尤其需要一个能够传递力的承载和闩住用的带子的结合体。
由两块能传递力地结合在一起的玻璃片构成的绝缘玻璃曾在F.B.Grimm所写的一篇题为“作为承载的建筑材料的玻璃:玻璃三明治元件”的文章中发表过见’玻璃与框架(glas+rahmen)”(1991)19,1020-1028页。两块绝缘玻璃片之间的能传递力的结合是由机械连结的间隔件或由粘合而能抵抗推力的间隔件来完成的。在第一种情况下,是将焊在玻璃片上的销钉嵌合在间隔件上所设的孔内。作为替代,也可以通过沉头螺钉将两块玻璃片连结在一起,该螺钉穿过精确配合的钻孔并被固紧在间隔件上相应的螺孔内。
在第二种情况下,间隔件上有一接纳硅胶粘剂的空间,其时间隔件完全包围着胶粘剂,因此在受到推力载荷时可以防止变形。建议的第三种可能的方案是用两块可穿插在一起的小板片作为三明治的核心,该两小板片分别与两玻璃片全面地粘合在一起。
两块玻璃片在周边区的能传递力的加强也可用简单方式通过间隔分布的螺钉连接或铆接穿越精密形成的钻孔来达到。但孔眼,特别是在周边区上,总是意味着对脆性板状体的整体性的伤害。由于会出现局部的应力高峰,因此在周边区上能在较大间距上抗弯的加强如果没有外加支撑件的参与和能承受载荷的周边的加强是不能达到的。
另外用一个结实的例如由木材塑料或金属制成的成形体来作抗弯的加强则不会得出我们想要的问题的解决方案。由热载荷或弯曲引起的载荷会导致长度上的拉应力,传递到玻璃片上会使那里原有的缺口或发裂裂开,因而能导致玻璃片破裂。
同理刚性粘合的间隔块应尽可能地避免采用,因为它们会使玻璃片表面上的局部应力载荷变成不连续,特别是在用投掷方式将力引入时会造成玻璃片所不能承受的所谓的应力集中。
另外较为弹性地或塑性地粘合的间隔条或间隔块也不能有助于问题的解决,特别是当它还要同时承担玻璃片中间空间的气密性密封的功能时。对于垂直安放的绝缘玻璃片,这样一种粘缝连结不仅要承受由于重量而引起的与玻璃片平行的剪力,而且还要承受经常由于风力载荷和受热鼓起而引起的与玻璃片周边相切的弯矩。
此外上面提到的这些连结技术虽然不宜用来使无框绝缘玻璃片的周边区按照玻璃片的值进行导热,但也不会减少光线的通过量。
通过本发明现在第一次可以在下列情况下提供绝缘玻璃窗,其中双玻璃片可以在避免有害的特别是局部的应力和载荷的条件下实行能传递力的结合,因此能够在不损害坚固性的条件下作为无框绝缘玻璃窗,此外,就热力性能和透光性而言都比带框的玻璃窗有明确的提高。
按照本发明,绝缘玻璃窗至少由两块相互平行排列的玻璃片构成,该两玻璃片通过一个沿周边环行的间隔件相互连结在一起,其特征在于,间隔件是由一成形体构成的,而成形体具有许多弹性的能抗弯的相互交叉的纤维,这些纤维横跨玻璃片所在平面并在两玻璃片之间形成能传递力的支撑件。
本发明遵循的思路是将一块绝缘玻璃片转变成一个形状稳定的能抗弯的并能自己支撑的板状体,这样就可适宜地担当起窗扇的一般功能,而不必把它包围在一个由木材、塑料或铝制成的加固的密封的和可装配件的承载用的窗框内。
其时本发明还有一个重要的思想是将玻璃片间空间从侧面包围加以封闭并使它气密地密封的功能与保证绝缘玻璃窗元件具有良好的机械连结和结构强度的功能分离开来,并且后一功能是通过一个在机械上具有刚性能传递力的环绕玻璃片四周的加强来做到的,其时出现的载荷可以通过弹性纤维均匀地分布出去而不会有任何局部的应力留在玻璃片的周边区带上。尽管纤维具有弹性,但纤维可以使两玻璃片作出坚强的能抵抗推力的连结,因为这些纤维都相互交叉,通过综合起来的三角形效应便可构成一个形状不变的支撑件。
这样一种玻璃板状体为了自身的稳定并不需要另外加上承载用的框架。由于其在四周的平面部分是相互刚性地并能传递力地连结在一起,其力学观念就是可以毋需安装和承载用的框架。由于玻璃的高弹性模数,载荷可被玻璃片的整个平面承受,而不是仅被相互能传递力地连结起来的玻璃片的周边区承受。
在两块玻璃片之间的环绕四周的能传递力的刚性连结的技术概念方面有两类事是值得注意的,首先,载荷的种类繁多,这是周边结合部或环绕四周在两块玻璃片之间安排的框架结构所必须承受的。如前所述,其中有:由于各该玻璃片的重量载荷而引起的剪力载荷,当打开一扇在侧面挂着的窗扇时该剪力随着玻璃片的重心移动,并非仅在一个方向上起作用。此外还有弯曲拉伸和弯曲压缩,这是由于热量引起的包围在内的气体介质的体积变化作用在周边的加强件上使它向内和向外鼓起而造成的。另外还有由于风压和风的吸力引起的交替变化的带有冲击性的弯曲拉伸和弯曲压缩载荷以及拉力和压力载荷。最后还有在人工开关窗扇时引起的类似的载荷。
在环绕四周的能传递力的结合技术的另一方面,所要结合的玻璃片材料的结构特性也是必须考虑的。玻璃是一脆性的具有高弹性的材料,其固有的弹性模数比钢还要高。其抗压强度值高达约800N/mm2。但与此相反,其抗拉强度(实际允许值)仅为约80N/mm2,这是由于玻璃表面上的微裂纹和微夹杂物引起的,这些缺陷特别是在经过切割加工后容易在周边区产生。
众所周知的玻璃片的易碎性大多是由于微裂纹的被撕开而发生,这是因为在弯曲载荷下表面的拉应力减少或者也可能是由于局部的拉应力过分集中而出现峰值的原故。在玻璃片的表面上全面施加受压层时可使玻璃片的抗碎性提高。由此可见较高的拉力是使微裂纹开裂或引起玻璃片碎裂所必需的。
有一种预加应力的玻璃片,其弯曲抗裂强度可提高到3-4倍,是这样制造的:先使玻璃加热,然后使它急冷,使玻璃的核心保持拉应力,而表面上则为与此相反的压应力。利用类似的原理可制出具有承载力的混凝土层,其中间系用钢丝网来加强。
对于绝缘玻璃窗两块玻璃片之间的能传递力的环绕四周的结合件,按照本发明采用一种形状稳定的由带子构成的件,该件除具有极小的材料密度外还具有较高的结构上的弹性刚度,因此该件第一能将由于玻璃片的弯曲而造成的推力有补偿地传递到另一玻璃片上,第二能够承受在与玻璃片的接触面上出现的来自各个方向的剪力使它衰减并尽可能均匀地将力转移,第三能够抵挡作用在玻璃片结合体上的压力和拉力载荷。此外第四夹在两块玻璃片之间的成形体还能够建立起内在的拉应力。
最后按照本发明的这种成形体不仅能做到透光或半透光,并能保持一个与绝缘玻璃元件不相上下的绝热值。
能够满足上述这些要求和性能的成形体不可能是由材料物质制成的固体。相反地必须采用具有结构的构成物,即成形体,它是由众多细小的能抗弯的具有高弹性的在各方向都能承载的支撑元件组合而成。
为此本发明建议利用原已为人所知的所谓纺织用的间隔织物或针织物。这种由玻璃纤维、塑料纤维或碳纤维甚或按照特殊要求由这些材料的混合物构成的织物是用一般的制造工艺由两层织物覆盖层组成的,这两覆盖层是通过垂直的或斜交的纱线连结在一起的。这时可按照要求用不同安排的骨干线将两织物层隔开一个间距地保持在一起如同一个框架那样。其时骨干线构成套圈结构或网眼结构的形状,基本上成为从覆盖层上垂直突起的一行一行的肋条,另外还可用与一行一行肋条斜交的纱线结构将这两覆盖层相互连结在一起。这种间隔织物迄今为止还被主要用作制造不同纤维结合而成的材料的间隔层。
间隔织物和间隔针织物在加工时通常都要用树脂浸渍。这一点既可用浸入树脂液中也可用均匀喷涂在织物上的方法来做到。多余的树脂可以接着在两薄膜间或轧辊间挤出。在用树脂浸渍后,竖起的骨干线不需辅助设施可自动地重新回到原来的高度,因而能够通过其限定的尺寸设定覆盖层的间距。骨干线的安排和高度确定着三明治结构在树脂层时效硬化后产生的强度。有利的是在树脂时效硬化后绝大部分交叉的骨干线都已在交叉点上相互连结在一起。
关于无框窗扇——绝缘玻璃窗在周边区带上能传递力的结合最好使用由玻璃纤维制成的间隔织物,因为它具有很高的弹性模数和良好的透光性。当它设有硅烷层时,具有良好的粘附能力,可与广泛范围的树脂例如环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂和聚酯树脂交联。
一个简单而有效的方法是在两块玻璃片中的一块上环绕其周边敷设一个宽度约为20-30mm的浸渍过树脂的间隔织物,当玻璃片的平面面积较大时上述宽度可增大到约为40-50mm。在第二块玻璃片精确地就位后,先将形成的夹层体放在一个压模内一起加压,以便使环绕玻璃片四周的周边区与织物的覆盖层粘合地连结在一起。
在树脂的时效硬化的过程中,垂直于玻璃纤维覆盖层的骨干线由于其恢复力就重新竖立起来。这一过程可用有效的方式帮助进行,办法是通过调整压模的打开程度以便有控制地保持两块平面平行的玻璃片的间距,例如可以利用抽吸作用,使粘附在压板上的玻璃片互相离开,由于具有树脂的外罩,在树脂经过时效硬化后骨干线便可构成一个形状不变的特别能抗弯的支撑结构。由于玻璃纤维具有高弹性模数,因此这个支撑结构,如同本文在开始时作为发明目的而详细说明过的,不仅可以承受并传递很高的推力,而且可以抵挡很高的压力和拉力载荷。这样就可通过环绕四周的加强得到一个独一无二的由两块和多块玻璃片及这种玻璃纤维间隔织物构成的形状稳定的能抗扭转的并能自己支撑的板状体。
采用这种纺织用的间隔织物的一个特别有利点在于这种加强用的间隔织物具有半透光性同时还具有与绝热玻璃体相配的绝热值。而且半透光性和绝热值都可以通过对骨干线的特殊设计予以提高。
因此本发明提出,玻璃纤维可以类似光学用的光导纤维那样备有密度分级的树脂层,以便在与骨干线适当地结合时通过覆盖层上的树脂层得到低损耗的光导效果。
关于绝热值的提高,由于传导而通过的热可用细小的骨干线材料来减少,由于对流而通过的热可用增大这种骨干线材料的密度来减少,这样气体在玻璃片中间空间内的运动也会相应减少。
还有一种有效的做法是在制造纺织用的间隔织物时所用的玻璃纤维、塑料纤维或碳纤维中全部或至少局部采用空心纤维。从而通过成形体的热传导还可进一步减少。此外倚仗空心纤维不需另加涂料也可获得或者至少有利于获得光导的效果。采用空心纤维可使间隔织物得到较大的刚度和弹性。空心纤维还可使骨干线在浸渍树脂后容易竖起或依靠自身的力量重新竖起。
最好在间隔织物的外边另外安排环绕四周的密封肋条。这个夹在玻璃片之间的密封肋条由于免除了要将绝缘玻璃窗的各元件形状保持稳定地组合起来的机械功能,因此有利于延长绝缘玻璃窗的使用寿命。由于绝缘玻璃片的周边区通过成形体而得到的能传递力的形状配合互相咬合的在广阔平面上的加强,因此在玻璃片的中央由于风力载荷和气候变化引起的鼓胀所造成的向外的力很难对周边的密封肋条作出有害的影响。于是设计者在采用密封材料时只须选用那些在气密性密封功能和较低热传导功能方面较优的材料。
本发明的其他一些特征和优点将在下面各种不同实施形式结合附图的详细说明中给出。在附图中:
图1为按照本发明的绝缘玻璃窗的横剖面图;
图2至图14分别为本发明的其他实施形式的横剖面图;
图15为一采用本发明的绝缘玻璃窗的旋转窗的示意的斜视图;
图16为另一种旋转窗的各个状态的示意图;以及
图17至19为按照本发明的成形体的其他实施形式的示意图。
在图1所示的实施形式中,绝缘玻璃窗10是由两块以一定间距相互隔开设置的透明片或板11、12,特别是玻璃片构成的。这两玻璃片在其周边上用一纺织用的间隔织物13环绕着,将它们能够传递力地连结在一起。间隔织物有两个覆盖层14、15,分别含有与玻璃面平行伸展的编织或针织起来的纱线。覆盖层通过图上未画出的树脂层与玻璃片11、12连结并通过横越玻璃面之间伸展的纤维或骨干线16相互连结在一起。骨干线互相交叉并能全部或部分被一树脂层包围。通过树脂层外罩可使骨干线变成一个具有高弹性模数的坚硬的抗弯的支撑。因此浸渍过树脂的纺织用间隔织物13在时效硬化后的状态下成为一个成形体,具有高弹性和在各个方向均能承受载荷的特出的结构。当成形体13环绕玻璃片的四周与两块玻璃片11、12连结在一起时便可得到一个形状稳定的抗扭的并能自己支撑的板状体。
图2所示的实施形式增添了一根密封肋条17以便使玻璃片间的空间18气密地密封。为了对本发明的绝缘玻璃窗进行密封,人们可以有利地并不需要采用高弹性的密封材料以便承受玻璃片的变形力,而是只要采用在扩散密度、绝热和玻璃粘附性方面具有优越性能的密封材料便可。
于是人们就可用一张薄的铝膜34以适当的方式把设在面向或背向内部空间的侧边上的密封肋条17包括其两边的侧腹遮盖起来,该铝箔用一气密胶粘带将其在两侧贴放在玻璃片上的面牢固地粘结在玻璃片上。最好将与玻璃片间空间垂直的中间的薄膜面制成带褶的。
玻璃片间的空间于是可以至少部分抽成其空或用一种绝热材料最好是一种气体式稀有气体充填。密封肋条最好设在间隔织物的外边,使间隔织物内的空隙从属于玻璃片间空间的体积,能够同样地被充以气体。为了确保玻璃片的密封,甚至可以在间隔织物朝向玻璃片间空间18的内边添加一根密封肋条19。图3中示出的就是这样一种实施形式。
玻璃片间的空间可以有效地通过下列途径来予以密封,一是通过织物条13自身,二是通过对骨干线16的安排使它具有向玻璃片周边方向增加的线密度,三是通过从外边施加在骨干线上的树脂材料包括特殊掺入的清洁剂。图4中画出的这种方案具有能增加密封度的好处。与此有关联的一件事,为了绝缘玻璃片周边的加强而准备的间隔织物材料应专门按所需的带宽来制造,其时带子最好在边缘上具有一个较大的支撑纱线密度及/或在长度方向上具有一个线密度增加的纱线结构。
这样一种带子已经可以有效地在一连续的生产过程中制成,并可备有树脂层,在提供能量特别是热能后可以快速进行时效硬化,并且为了便于安装可预制成间隔条。
刚性的织物结构的间隔条于是可以按照各方面所需的长度尺寸分割,然后环绕四周放在两块玻璃片之间使它们隔开一定间距,并与玻璃片粘合后加压。粘结也可通过在压力机内熔化的树脂层来完成。
间隔条在两个侧边上的粘结也可有效地通过在制造过程中已经施加在间隔条上的胶粘膜来完成。最好此处能用半透明的能控光的薄膜以使从光学上覆盖间隔条的内部结构。带有色调的半透明的具有相应的艺术设计的膜带也是可以用的。
关于预制的织物结构的间隔条还有一个做法是,通过相应的成形工具将这种间隔条制成T形的型面。在图5所示的实施形式中,T形成形体的肋条被安排在两块玻璃片之间,而T形成形体的横边则搭盖在玻璃片的外边。通过这种框架型面环绕四周把玻璃片的边缘包在一起,这样做,不仅有肋于周边的稳定,而且有助于确保板状体的密封。T型间隔织物13在环绕四周布置时特别能对绝缘玻璃片的边缘作出适当的保护。
这种预制的织物结构间隔条可在间隔织物浸渍树脂后但还没有完全时效硬化之前适宜地使部分时效硬化的间隔织物通过一个成形工具在连续的过程中生产出来。这样预制的间隔条还可在一个工序内使它备有至少可在一个覆盖层上胶粘的胶粘层和至少可在一个侧面上粘附的密封肋条。
通常的窗户结构都采用门的开启机构。窗扇是在一个侧边上通过铰链挂在固定窗框的外前面上。这种在长边上的悬挂正象窗扇一词所隐含的意义一样是在单边上的悬挂,由于窗扇自身的重量就象一个无形的杠杆臂那样,按照窗扇的长度使窗扇上部悬挂机构的附近区域受到显著的拉力载荷,而下部悬挂机构区域则受到压力载荷。
在图6所示的实施形式中,因此增添了一个使侧边的织物带加强的加强件,例如用一个与间隔织物带13成为一体的管状体21,其时该管状体被埋在间隔织物内并在自身的长度方向上延伸,但至少在间隔织物的一个区段上能够传力。
管状体21还可有效地同时作为悬挂带用的转动轴承,办法是沿管状体的长度插入一根圆辊作为心轴,该圆棍可穿过向外突出的管端而紧固在装有铰链配件的固定窗框上。绝缘玻璃窗扇于是可以通过支承在管状体内并装在固定窗框上的心轴转动。同样也可将圆棍紧固在管状体内并可转动地支承在固定窗框上。
使玻璃片10在结构上加强以便将转动带固定在其上,也可如图7那样,采用至少一根空心型带22来做到,该空心型带如同管状体21那样,被安排在成形体13内。管状体21和空心型带22的成为一体的加强都特别适用于单边悬挂的窗扇。鉴于在这种情况下有一个杠杆力在作用着,因此在玻璃片之间可添加一个用螺钉或铆钉通过精确钻孔的能传递力的结合。在图8所示的实施方式中,能传递力的结合是以合理的方式用一种粘性的胶粘体23,从两块玻璃片两边的沉切的钻孔24中压入而实现的。悬挂铰链25也可嵌入粘性的胶粘体23中粘合在一起。在胶粘体23时效硬化后玻璃片11、12便可得到绝对能传力的结合。
这种采用塑性体在粘性状态下引入然后时效硬化到成为刚性状态的两块玻璃片之间的结合的优点是具有较高的肖氏硬度和出类拔萃的弹性,当它准确地装在钻孔的墙面上时在玻璃片上钻孔的周围不会产生局部载荷或点状载荷,因此不象通常那样需要护套和弹性垫圈。
在图9所示的实施方式中,悬挂铰链25是用沉头螺钉通过精制钻孔紧固的。此处是用螺纹连接完成玻璃片11和12间的添加的能传递力的结合。
按照本发明的绝缘玻璃窗由于上述的在玻璃片组合体上的形状配合互相咬合的能传递力的并能抗弯的加强,因此用这种在侧边安排带子以便悬挂的窗扇来作为这种保守型式的窗扇的设计是不会有什么问题的。在玻璃片间的能传递力的结合使它能承受的载荷超过一般框架结构的承载能力。
将无框绝缘玻璃窗用在具有翻转式转动窗扇的窗户设计上是特别在效的,其时无框玻璃窗可环绕其支承在外部固定窗框中点上的中轴转动。玻璃片的重力载荷在这里对称地分布在中轴的两侧并通过转动点传送到与墙体成为一体的固定窗框上。由于转动窗扇的铰接是在固定窗框之内,因此玻璃片能够将其狭长面安放在固定窗框下横档的槽内而没有应力地保持在静止状态。
转动配件用的轴承或销钉件最好制成一根能抗弯的轨道形状,位在两块玻璃片之间,对称于玻璃片的中轴,设在间隔织物之内横跨其长度方向,能传递力地与间隔织物成为一体。通过对称于中轴而在两块玻璃片上精制的钻孔,如同结合图8和9已经说明过的那样,可用邻近的穿过玻璃片面的铆钉或螺钉使板状体进一步得到连结。
在固定窗框内可以转动的窗扇当处在静止状态时可通过一个能从固定窗框中心向前移动出来的环绕封闭框使它确保在该状态并密封。向前移动的封闭框然后与玻璃窗扇的四周贴合或嵌合在玻璃片边缘上形成的槽内。为了闩住平面的刚性的板状体使它能抵挡扭力,环绕封闭框向前移动3至5mm便已足够。
通过封闭框的一种百叶窗那样的角部连结方式,人们可以做到,毋需向前移动就可在玻璃窗扇和固定窗框之间以及角部区构成一个足够抵挡狂风暴雨的密封。
为了简单起见,密封也可通过在固定窗框上或在窗扇上环绕敷设的弹性密封膜来实现,而机械的闩住则可通过一个附加的插销机构来确保。对于从固定窗框上伸出来的插销的接受装置可与间隔织物成为一体地设在边缘上,在那里用胶粘树脂能传力地加强。如同转动用的配件那样,本发明对各种配件都能用销钉插入在邻近玻璃片上的钻孔内予以补充增强。
作为另一种实施形式,如图15所示,该形式同样有一按照本发明的玻璃窗片组件,能够环绕其中轴转动或翻转。玻璃窗片组件10在这里并不是在固定窗框27内,而是用一转动机构装在一个具有普通结构的可折转的窗户28内与它成为一体。固定窗框27是这样设计的,其挡止条当窗扇28关闭时可环绕无框玻璃窗10的四周而突起。然后玻璃片组件当窗户关闭时可抵压在一个在里边的设在固定窗框挡止条的上边而环绕四周的密封型条上。
按照这种窗户结构,前面所说的设在固定窗扇上的密封和封闭机构就可取消。这种结构的优点在于,这种窗户不管玻璃面的转动可能性是翻转还是转动都能使用并配上常用的各种配件,其时配件机构如同一般那样可装在窗扇的框架上。
这种窗户的有利点是热性能特别优越。一般窗户在玻璃片的周边区通常有的较高的热传导在这里可以完全没有,因为无框玻璃窗10的周边区是从室内这一边抵靠在固定窗框27上的。
另外还有一个有利点是,无框绝缘玻璃窗当支承在窗扇框架上作为可转动的窗扇时只须两个转动轴承元件用来接纳在玻璃片周边区内被装入的配件便可。
在普通使用的窗户和门面结构中的绝缘玻璃窗可以转动180°的能力在本发明的无框绝缘玻璃窗中也可有利地做到并可赋予这种结构更好的性能。如果一个绝缘玻璃窗装有一块玻璃片能显著地吸收太阳辐射中的长波范围,而在其面向两块玻璃片中间空间的表面上则涂有一层低发射的涂层,即所谓低E涂层,于是绝缘玻璃窗就可这样起作用,在夏天使吸收玻璃片面向太阳光射入的方向作为有效的遮阳玻璃片,这样太阳能量的透射率可以减少到约为40%。而在冬天,与上相反,使吸收玻璃片转180°面向室内,那么这个元件就成为一个高效的太阳能收集器,可将进入的太阳辐射几乎无损失地变成热量直接供给室内。
窗扇还可用已知方式按照另一种机械原理来转动180°,那就是说在转动窗扇时同时移动转轴,并将转轴的接触点从固定窗框的一边移到另一边。这个原理已在图16中用窗扇的不同位置示出。窗扇在这里是通过转轴上的销钉按照相应的在上下窗框槽内紧固的型条来导行的。一个机械上有效的方案是使窗扇通过一个与相应的在窗框槽内紧固的型条啮合的转动的齿轮来导行。
由于会发生倾侧力矩,因此机械上完善的窗扇在导行型条内的导行只有当齿轮能够同步转动即当齿轮连结在一根刚性轴上时才能进行。
为了实现这种实施方式因此建议选用一根由抗弯材料制成的管子作为与齿轮刚性连结的轴的支承,而将这个管子放在玻璃片之内用作加强和承载玻璃组合体的框架条。这种管状体在玻璃组合体内的成为一体已联系普通结构的窗户的对接机构按照图6予以说明。
一根接纳轴的抗弯的管子可在静力学上有利的方式下同时接纳通过中轴可转动的无框窗扇的转轴。管子在这里被埋放在引入到玻璃片之间的间隔带的中央。图17示意地示出一个成形体,在其四周环绕着间隔织物13,另外还有一个沿着玻璃片的一根中轴延伸的间隔带29。这种在两玻璃片之间的中央补充引入的使两玻璃片11、12能传力地加强的并作为辐条遮盖的间隔带29特别能赋予大面积的绝缘玻璃片追加的平面稳定性。
本发明一般性地建议绝缘玻璃窗应这样设计,将窗格条组成的窗格放在两块玻璃片之间的空间内并使窗格条分布在整个玻璃片上而窗格是由间隔织物带以有利的方式构成的。这种设计的成形体在图18中示出。这样做,不仅可使玻璃元件获得较高的强度和刚性,另外由于间隔织物的开放结构,与不透明的型条相比,具有较高的光传导和较低的热传导。
对于有一层楼高的窗扇,为了增强玻璃元件的稳定性,如图19可将窗扇的下部改为一个设有实心框架的胸墙元件。其时有效的做法是环绕四周的成形体在下面的及/或上面的玻璃片边缘区域内的宽度应大于在侧面区域内的宽度。
在图10所示的实施例中,通过环绕四周的间隔带13,有三块玻璃片11、11a、12被连结成为一个能自己支撑的稳定的板状体。周边的密封如前所述可通过密封肋条17、19来完成。这种在每两块玻璃片之间用间隔织物带来加强周边的方案适用于特别大范围地构筑多层板状体。在图1所示的实施方式中利用了另一种可能性,即在绝缘玻璃片组的两块玻璃片之间加入的不是另外一块玻璃片而是一块塑料片或塑料箔,以便这种方式在少增加重量的情况下取得三块绝缘玻璃片的热效果。塑料膜30在此是通过构成成形体的纺织用的间隔针织物的两个对峙的覆盖层能传力地与两块玻璃片连结的。
在这种情况下的工艺过程是首先在两块玻璃片中的一块上环绕周边施加一层间隔织物。然后将塑料膜的一个胶粘段放在这个环绕周边的织物带上。在塑料膜的周边区上然后放上第一层织物带以便接纳覆盖上来的玻璃片并粘合地予以加强。
另外还可能,根据一个外观较好的设计,在覆盖玻璃片11、12的内侧印上一层环绕四周的瓷面罩31。这种实施形式在图12中示出。这样一种印上的瓷面罩不仅有助于将织物的覆盖层14、15可靠地粘附在玻璃片11、12上,同时还对所用的树脂胶粘层起着紫外线防护作用。在图13和14中示出的方案涉及一种改善的绝缘玻璃片边缘的保护,这种保护并可导致增加对固定窗框的密封度。保护的一种做法是在两侧都有环绕四周的异形织带32或者采用由塑料或薄的木材或铝材制成的U形型条,将它粘合在玻璃片组上使两块玻璃片都受到覆盖。
这种保护边缘和密封用的异形带的另一种做法可用合理的制造技术由一个经过时效硬化的塑料制成,该材料可按照已知的技术通过一个成形喷嘴挤出到玻璃片组的四周,其时角部的连结可通过再一次加压修正其外形。
异形型条,特别是在玻璃片下边缘区内的,可以这样有效地构成,那就是,它应与现有窗扇的槽形相适应,并具有精确配合的形状以便与固定窗框内设置的一部分多重的风雨档匹配。这种实施形式在图14中示出。在这种情况下现有的固定窗框上存在的槽形可保持不变。特别是在现有窗户用本发明的窗扇来更换或改装时这样可取得显著的利益。
显然在绝缘玻璃窗中采用的玻璃片10、12除了普通的浮法玻璃外还可能用预应力(韧化)玻璃或部分预应力(部分韧化)玻璃和安全玻璃,近来还有用透明的塑料片。在装有吸收的彩色玻璃片或普通玻璃片的元件上如果设有吸收层,那么这个玻璃片最好由预应力玻璃或部分预应力玻璃制成。
Claims (41)
1.绝缘玻璃窗具有至少两块平行安放的玻璃片并用环绕周边的间隔保持件将它们连结在一起,其特征在于,间隔保持件是由一个成形体构成的,而成形体具有许多弹性的能抗弯的相互交叉的纤维,这些纤维横跨玻璃片所在平面并在两玻璃片之间形成能传递力的支撑件。
2.按照权利要求1的绝缘玻璃窗,其特征在于,在相互交叉的纤维中至少有相当大的部分是在交叉状态下相互连结的。
3.按照权利要求1或2的绝缘玻璃窗,其特征在于,纤维的密度约为每cm2有10至60根纤维。
4.按照上述权利要求中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,成形体由一个纺织用间隔织物形成,该织物由至少两层覆盖层和纤维形成的骨干线构成,而骨干线通过用树脂浸渍能够竖起并变硬。
5.按照权利要求4的绝缘玻璃窗,其特征在于,树脂可从环氧-、聚氨酯-、酚醛-和聚酯树脂等族或其混合物中选用。
6.按照上述权利要求中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,成形体由玻璃纤维、塑料纤维或碳纤维或其混合物构成。
7.按照权利要求6的绝缘玻璃窗,其特征在于,成形体由玻璃纤维构成在玻璃纤维上设有硅烷层。
8.按照权利要求6或7的绝缘玻璃窗,其特征在于,玻璃纤维、塑料纤维或碳纤维至少部分是由空心纤维形成的。
9.按照上述权利要求中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,在纤维上设有密度分级的树脂层以便得到低损耗的光导特性。
10.按照上述权利要求中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,纤维的平均细度在20至80tex的范围内。
11.按照上述权利要求中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,间隔保持件的外侧用一根设在两玻璃片之间的密封肋条包围着。
12.按照权利要求11的绝缘玻璃窗,其特征在于,在两玻璃片之间设有另一个安放在间隔保持件内侧的密封肋条。
13.按照权利要求1至10中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,所设纤维的密度向周边方向增加,玻璃片间的空间被施加在纤维外侧的树脂层密封。
14.按照上述权利要求中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,成形体用透光的胶粘膜紧固在玻璃片上。
15.按照上述权利要求中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,成形体制成T形的横截面,其时T形成形体的竖边被放在两玻璃片之间,而T形成形体的横边搭接在玻璃片的外缘上。
16.按照上述权利要求中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,它可用于无框窗、墙、顶盖、门或胸墙上作为元件。
17.按照权利要求16的绝缘玻璃窗,其特征在于,至少有一个管状体埋藏在成形体的至少一个横截面内,该管状体沿其自身的长度方向延伸并能传递力。
18.按照权利要求17的绝缘玻璃窗,其特征在于,管状体至少有一段长度可以接纳一根圆棍作为心轴,该心轴可通过管状体的端头向外伸出。
19.按照权利要求16的绝缘玻璃窗,其特征在于,至少有一个空心异形带被埋藏在成形体的至少一个横截面内,该异形带沿其自身的长度方向延伸并能传递力。
20.按照权利要求16至19中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,两块玻璃片除了通过成形体得到能传递力的连结外,还通过周边区的螺钉或铆钉能传力地结合在一起。
21.按照权利要求16至19中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,两块玻璃片除了通过成形体得到在周边区的能传递力的连结外,还通过一个胶粘体在粘性状态时从玻璃片上沉切的钻透孔中压入而在时效硬化后能传力地把两块玻璃片结合在一起。
22.按照权利要求16至21中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,绝缘玻璃窗设置成可转动180°。
23.按照权利要求16至22中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,绝缘玻璃窗可环绕玻璃片上的一根中轴转动地支承着。
24.按照权利要求23的绝缘玻璃窗,其特征在于,当面积扩大时,在两玻璃片之间至少要有一个支承元件设在扩大的玻璃片的大约中间部位并横越成形体的长度方向。
25.按照权利要求16至24的绝缘玻璃窗,其特征在于,当面积扩大时,在两玻璃片之间大约在扩大的玻璃片的中间部位引入一条由成形体构成的间隔带,该间隔带能传力地把两块玻璃片连结在一起,自身沿玻璃片上中轴中的至少一根延伸。
26.按照权利要求25的绝缘玻璃窗,其特征在于,至少有一个管状体被埋藏在间隔带的至少一个横截面内,该间隔带沿其自身的长度延伸并能传递力。
27.按照权利要求16至26中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,当面积扩大时,将窗格条组成的窗格放在两块玻璃片之间的空间内并使窗格条分布在整个玻璃片的扩大面积上,这些窗格条各由一个成形体形成。
28.按照权利要求16至27中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,至少有三块玻璃片通过沿周边环行的成形体连结成为一个板状体。
29.按照权利要求16至27中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,在两块玻璃片之间设一塑料片或一塑料膜,该片或膜分别通过两个互相对峙的成形体与玻璃片连结在一起。
30.按照权利要求16至27中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,沿周边环行的成形体在其下边及/或上边的部分要比在侧边的部分来得宽。
31.按照权利要求16至30中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,在两块玻璃片的内侧设有沿周边环行的印刷的瓷面罩。
32.按照权利要求16至30中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于:沿周边环行的异形带或覆盖两块玻璃片的U形型条由塑料、木材或铝制成,从外面套装在两块玻璃片上。
33.按照权利要求32的绝缘玻璃窗,其特征在于,异形带至少在玻璃片下边缘区应具有能与固定窗框内设置的风雨档精确配合的形状。
34.按照权利要求16至33中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,至少玻璃片中的一块应由预应力玻璃或部分预应力玻璃、安全玻璃或透明的塑料片构成。
35.按照权利要求16至34中任一项的绝缘玻璃窗,其特征在于,玻璃片中装有一块能吸收辐照的玻璃片。
36.按照权利要求35的绝缘玻璃窗,其特征在于,至少所装的能吸收辐照的玻璃片在其朝向玻璃片间空间上应有一层低E层(低发射层)。
37.制造无框绝缘玻璃窗的方法,其特征在于,使一个浸渍过树脂的间隔织物沿第一块玻璃片的周边环行,该间隔织物由至少两层互相对峙的覆盖层和横越覆盖层面积扩大方向而伸展的骨干线构成,然后将第二块玻璃片形状精确配合地安放在其上,再将得出的叠层体放在一个压模内一起加压,这样玻璃片就可沿周边粘合地连结在间隔织物的覆盖层上,之后打开压模,骨干线就会自己竖起,而树脂就会时效硬化。
38.按照权利要求37的方法,其特征在于,压模可以调整地打开,一直到所要求的两块玻璃片之间的间距达到为止。
39.制造无框绝缘玻璃窗的方法,其特征在于,所用的纺织用间隔织物由至少两层互相对峙的覆盖层和横越覆盖层面积扩大方向而伸展的骨干线构成,该间隔织物浸渍有树脂并至少部分时效硬化。用该间隔织物并在至少部分时效硬化后制成便于安装的成形体,接着将这成形体放入至少两块玻璃片之间并沿周边环行定出其间的间距,然后与玻璃片粘合连结在一起。
40.按照权利要求39的方法,其特征在于,成形体在浸渍树脂后并在其最终时效硬化之前在一个连续进行的过程中通过一个成形工具。
41.按照权利要求39或40的方法,其特征在于,成形体可在一个工序内使它备有至少可在一个覆盖层上胶粘的胶粘层和至少可在一个侧面上粘附的密封肋条。
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