CN203626535U - 中空玻璃内悬膜绷膜框组件 - Google Patents
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Abstract
中空玻璃内悬膜绷膜框组件，是由具有梯度模量分布的共挤聚合物型材构成的转动框及结构框组成，所述转动框为具有一组用于固定及拉伸薄膜的卡头、与结构框转动支点配合的转纽、转动施力及限位保险的卡栓以及止退锁紧的带有牙槽端面的卡档的共挤聚合物结构型材，实现对塑料薄膜的双向拉伸。通过焊接方式得到薄膜与卡头间紧密的接触点，与薄膜直接接触的卡头具有良好的弹性及较低的模量，以产生沿薄膜四周向外拉膜的力，从而保持薄膜的平整。本实用新型不仅避免了人工安放弹簧所产生的不确定性因素对内悬膜质量的影响，而且极大提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型属于绿色节能建筑的外围护技术领域，具体涉及建筑节能门窗系统以及幕墙系统，提供一种由内悬膜绷膜框组件加工制作的多中空玻璃。
背景技术
节能建筑对中空玻璃的光学及热工性能要求越来越高，增加隔热中空层、填充惰性气体、低辐射涂层等技术越来越得到广泛的应用。而增加隔热中空层，会受到中间隔热层的材质特性、加装难度、以及对整体结构强度和密封的影响等多重因素的制约。
玻璃制成的双中空玻璃是比较常用的技术，但中间玻璃的加入使得整体重量增加过大，整体结构强度及密封的难度更高。
中间隔热层采用加装光学及热工性能更好的光学膜塑料薄膜，可以避免由重量增加以及对结构强度等方面的消极影响，但加装后的薄膜中间隔热层的质量要求就变得至关重要。
通过利用薄膜的热收缩性，采用二次热处理方式在密封间隔条上固定薄膜，已经实现工业化生产。其工艺是将薄膜铺展在两个涂敷着丁基胶的间隔框中间，裁边后象生产普通中空玻璃一样上框、挤压、封胶。间隔框应用不锈钢条制作，而不能用铝条。因为中空玻璃在使用过程中薄膜因温度变化，会产生应力变化，使铝框变形薄膜发皱，影响美观。将薄膜绷紧，是薄膜中空玻璃生产工艺中最关键的一个工序。它要求玻璃表面的温度要控制在一定范围内，并保持一段时间。若温度过低不能将薄膜充分绷平，而过高将会损坏薄膜。即使温度适当，若薄膜热绷的时间太短，将会造成其绷紧不充分，在日后的使用过程中其缺陷就要显现出来【1】。【1】一种新型中空玻璃性能及生产工艺 郭 明 《中国门窗》2010.02
瑞士技术人员在上世纪的八九十年代，发明通过固定在玻璃四周边缘上的弹性元件对薄膜进行拉伸实现内悬膜的技术。这些弹性元件如弹簧薄片【2】（美国专利专利号4432174，Feb.21,1984）、弹性夹板组件【3】（美国专利号5048258，Sep.17,1991），缠绕拉伸弹簧【4】（美国专利号5237787，Aug.24,1993）。其中弹簧薄片和弹性夹板组件由于存在元件加工制作复杂，绷膜应力不均导致边部才波纹、皱折不易消除，绷膜后的张力及平整度不可控而没有得到实际应用。
弹簧作为绷膜的弹性元件的内悬膜技术，已经在欧洲及北美的多个节能项目上得到了应用。弹簧绷膜技术采用拉伸式的缠绕弹簧，多为金属丝缠绕而成，其中，一端需要插入塑料帽与薄膜焊接，另一端需要以一定的倾斜角插入专门的型材框内固定。为使弹簧固定牢固，通常采用底端最后一两圈扩大直径作为插入型材框卡槽的固定卡。由于弹簧最后一圈的扩圈及断口方向对插入型材框内的弹簧排列角度有较大影响，焊接要求需要将弹簧推成垂直角度，因此弹簧分布和顶端焊接面的水平及直线度难以得到保证。焊接时，焊枪需要下压薄膜至焊帽并保持一定压力，推簧后的顶端焊接面的始终存在高低不平，则压力会有较大偏差，从而出现过焊、漏焊或虚焊等焊点质量问题的概率非常大。而每个焊点的好坏又直接影响到薄膜表面的平整，使边部产生皱折或波纹。而且单一焊点的质量问题都会导致整张膜的焊接失败。这些都成为自动化生产加工难以克服的问题。
不同尺寸的薄膜张力需要不同扭力的弹簧，如果仅用一种型号的弹簧，就需要调整弹簧的分布排列密度。对应于薄膜绷紧至一定张力的内应力分布的各施力点的分布，也有一定的施工间距范围要求。不同扭力的弹簧的几何形状的偏差，又会影响很多加工工序。在只能使用同一种弹簧的条件下，产品性能的一致性很难得到保证。
利用弹簧作为弹性元件的内悬膜技术，工艺繁琐，操作难度大，弹簧的排布有一定的随意性，导致绷膜质量不易控制。由于弹簧的特点，焊接操作难度大，容易出现过焊、漏焊或虚焊等焊点质量问题。焊点的好坏又直接影响到薄膜表面的平整，而且单一焊点的质量问题会导致整张膜的焊接失败。这些都成为自动化生产加工难以克服的问题。
中空玻璃内悬膜技术的核心就是张紧元件的结构、材质和工作方式，它直接决定内悬膜的张力、平整度以及边部无褶皱和应力纹等绷膜质量。
发明内容
本实用新型目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种中空玻璃内悬膜绷膜框组件。本实用新型主要是通过新型内悬膜的绷膜框组件将薄膜撑开绷平并牢固地固定在两片玻璃形成的内腔里，并使薄膜的施工质量得到很好的控制。质量稳定可靠的薄膜中间层，分隔出更多中间隔热空气层，形成新型节能玻璃系统，达到理想的光学和热工性能。
本实用新型提供的中空玻璃内悬膜绷膜框组件，由具有特殊结构及梯度模量分布的共挤聚合物型材制成的转动框及结构框组装而成。
所述转动框为具有一组用于固定及拉伸薄膜的卡头、与结构框转动支点配合的转纽、转动施力及限位保险的卡栓以及止退锁紧的带有牙槽端面的卡档的共挤聚合物结构型材，转动框内部为中腔外周带有凸起，其中一凸起点为圆弧形光滑面作为转动支点，称转鈕，与转动支点相邻并靠近中空玻璃腔体一侧的边较长为用于固定及拉伸光学膜的固定边，固定边端部加工成间隔排列的凸起，称为卡头，与转动支点相邻并靠近中空玻璃外端密封结构一侧带有牙槽的端面为止退锁紧端，称为卡档，与转动支点相对的点为转动施力及限位保险栓，也称为卡栓；卡头与薄膜直接接触，有良好的弹性及较低的模量，并通过焊接方式得到薄膜与卡头间紧密而且可以小范围活动的接触点，以产生向外拉膜的力，并可随绷膜及使用过程中薄膜应力的变化而在360o任意方向上产生微小形变，从而保持薄膜的平整。
所述结构框为开放式U型结构的型材，结构框的底部为用于和内片玻璃粘接的固定板，固定板的靠近中空玻璃腔体一侧设置有装饰端板，固定板靠近中空玻璃外端密封结构一侧设置有定位挡板，使结构框整体呈U型，装饰端板或固定板上设置有用于和转动框中的转动支点即转纽配合的凹槽，定位挡板内侧设置有与转动框中的卡档上的牙槽配合的锁紧定位牙槽。
所述的转动框也可以由截面呈三爪形的聚合物结构型材代替，三爪形的公共点作为转动支点也称为转纽，转动框靠近中空玻璃腔体一侧的爪作为装饰端板，三爪形的中间一爪为内悬膜固定边，固定边端部为呈间隔排列的凸起，称为卡头，该卡头与薄膜直接接触，有良好的弹性及较低的模量，并通过焊接方式得到薄膜与卡头间紧密而且可以小范围活动的接触点；转动框靠近中空玻璃外端密封结构一侧的爪外侧带有止退锁紧的牙槽，称为卡档，该爪的端部为转动施力及限位保险栓，也称为卡栓。
所述结构框为开放式L型结构的型材，结构框的底部为用于和内片玻璃粘接的固定板，固定板靠近中空玻璃外端密封结构一侧设置有定位挡板，使结构框整体呈L型，固定板上靠近内侧设置有用于和转动框中的转动支点即转纽配合的凹槽，定位挡板内侧设置有与转动框中的卡档上的牙槽配合的锁紧定位牙槽。
所述的转动框及结构框所用材料的模量范围在2MPa-2GPa，热膨胀系数α范围为5～7x10-6/K，以保证主体强度和锁紧定位的牢固；所述转动框上的卡头及卡挡的模量较小，范围在2MPa-20MPa，以满足拉膜所需要的弹性形变及扭力，以及绷膜应力变化所需的弹性，以及转动锁紧所需的形变；所述转动框、结构框和干燥隔条框的材料为低导热材料，导热系数为0.2-0.3W/m·K，熔点尤其是卡头顶端材料的熔点低于300oC，以便与PET膜熔接。良好的隔热性能，与玻璃近似的热膨胀系数，使内悬膜中空玻璃具有“暖边”效应，而且整体密封结构因环境变化而引起的形变趋于相近而具有更好的稳定性和可靠性。
本实用新型的转动框分为两种，一种为端角处的转动框，另一种为直线段转动框，在端角处和直线段处的卡头间距不同，端角处转动框的长度一定且卡头间距小，直线段转动框的长度随加工尺寸而变化且卡头间距大。本实用新型提供的端角处的转动框为100至200毫米固定长度，卡头间隔在10至15毫米，直线段转动框卡头间距在20至30毫米，长度随玻璃尺寸而定。
转动框围绕结构框支点从60°至120°（以卡头与玻璃夹角计算）转动，以满足转动框初装、薄膜固定、薄膜张紧程度所需的转动角度与空间。随着在结构框内的转动，带动转动框上的卡头沿薄膜四周产生向外拉膜的力。对应于卡头分布形成的拉力满足薄膜撑开绷平的预应力的分布要求，而且卡头所产生的微小形变足以抵消组装以及使用过程中薄膜张应力的变化。
所述的绷膜组件，除了将光学膜绷平且具有一定的张力以外，还可通过其结构框上的凸缘阻止由于拉力造成薄膜边缘应力不均而产生的波纹及皱折的延伸和扩展，使得由绷膜凸缘围成的内腔薄膜表面平整、光滑。
转动框与结构框的转动连接采用从外部可以看见的配合方式。因使用特殊形状及功能的部件，绷膜组件的加工和组装变得简约。通过滚轮滚压实现转动框的加装定位及转动绷膜，并轻松实现薄膜的焊接和绷紧所需工作面的水平及直线度要求，使得加工工艺和质量更容易控制。绷膜组件所使用的材料除具有良好的隔热性能，还有与玻璃近似的热膨胀系数，使得整体密封结构因环境变化而引起的形变趋于相近而变得更加稳定和可靠。
本实用新型的优点和积极效果：
1、采用新型的绷膜框，利用结构框和转动框的力学配合，实现了光学膜的双向拉伸的绷紧、绷平，保证了薄膜施工质量的可控与稳定性。
2、新型材料应用于绷膜框和干燥隔条框，降低了四周边缘的热损失，具有了真正的“暖边”效果。
3、采用新型隔热型材制造内部构件，使得内部构件的形变与玻璃的形变趋于一致，使整个中空玻璃单元更加稳定，密封更加牢固。
附图说明
图1是采用本实用新型绷膜框组件制作的内悬膜中空玻璃的剖面图。
图2 是实施例1绷膜框组件（结构框）剖面图。
图3 是实施例1绷膜框组件（转动框）剖面图。
图4是转动框卡头排列及加工后形状示意图。
图5是绷膜框组件工作原理示意图，图中，a是应力纹经绷膜凸缘阻断后在内侧沿膜面不再延伸；b是应力纹未经绷膜凸缘阻挡在内侧沿膜面的延伸。
图6是实施例2绷膜框组件的外转动的组装剖面图。
图7是实施例3绷膜框组件的外转动的变化组装剖面图。
图中，1、外片玻璃； 2、内片玻璃；3、光学膜；4、结构框，4.1、绷膜凸缘；4.2、装饰端板；4.3、定位挡板；4.4、牙槽；4.5、转紐凹槽；5、转动框， 5.1、卡头，5.2、转紐，5.3、卡栓，5.4、卡档牙槽，5.5、卡挡； 6、干燥隔条框；6.1、透气孔，6.2、装饰端板，6.3、竖腔室，6.4、横腔室，6.5、防脱扣凸缘；7、分子筛干燥剂；8、丁基胶；9、结构密封胶； 10、快速粘接胶带。
具体实施方式
实施例1：绷膜框组件
如图1所示，本实用新型的中空玻璃内悬膜绷膜框组件，是由结构框4和转动框5组装而成。结构框4为开放式U型结构的挤出型材（见图2），结构框的底部为用于和内片玻璃粘接的固定板，固定板的靠近中空玻璃腔体一侧设置有装饰端板4.2，固定板靠近中空玻璃外端密封结构一侧设置有定位挡板4.3，使结构框整体呈U型，装饰端板或固定板上设置有用于和转动框中的转动支点即转纽配合的凹槽4.5，定位挡板内侧设置有与转动框中的卡档上的牙槽配合的锁紧定位牙槽4.4。其中，绷膜凸缘4.1、装饰端板4.2 为硬度很高的原料挤出，定位挡板4.3则采用硬度小、回复变形能力强的原料与前述其它部位共挤为一根型材。
转动框也为同样材质的共挤型材（见图3），转动框为具有一组用于固定及拉伸薄膜的卡头、与结构框转动支点配合的转纽、转动施力及限位保险的卡栓以及止退锁紧的带有牙槽端面的卡档的共挤聚合物结构型材，转动框内部为中腔外周带有凸起，其中一凸起点为圆弧形光滑面作为转动支点，称转鈕5.2，与转动支点相邻并靠近中空玻璃腔体一侧的边较长为用于固定及拉伸光学膜的固定边，固定边端部加工成间隔排列的凸起，称为卡头5.1，与转动支点相邻并靠近中空玻璃外端密封结构一侧带有牙槽5.4的端面为止退锁紧端，称为卡档5.5，与转动支点相对的点为转动施力及限位保险栓，也称为卡栓5.3；卡档5.5、卡栓5.3、转紐5.2以及主腔体均采用硬度很高的原料挤出，卡头5.1则需要硬度较小而且弹性及回复变形能力好的原料与前述部位共挤成一根型材。卡头5.1在共挤加工时，在定型阶段按锯齿状进行裁切，使整个型材从侧面看，卡头成等间距连续分布的T型状凸起（见图4）。
所述的结构框4根据设计图的尺寸按45°端角连接进行切割，然后用快速粘贴胶带7固定在内片玻璃2的内表面的四周边缘，保证所组成的矩形框符合方正度要求，以便合片后的中空玻璃的叠差在标准范围内。同时，结构框的外沿与玻璃外沿留有一定的距离，以确保外部有足够的密封空间（见图5）。
所述的转动框5同样根据设计图的尺寸按90°端角进行切割，端角处转动框5的卡头5.1分布间距小，并按相同等长尺寸（100mm）切割好。将转动框5放进结构框的卡槽内，并使转动框的转紐5.2嵌入进结构框内的半圆形凹槽，用工具下压卡栓5.3将卡档5.5的第一档滚压进结构框的定位档板的牙槽内（见图2），并确保转动框的卡头的顶部呈一平面和很好的直线度。卡头顶部平面微高于结构框的消除应力的绷膜凸缘4.1，以便敷膜焊接时，在膜片移动时，绷膜凸缘对膜面不造成任何损伤。端角处及四个周边的转动框按前述操作全部组装在结构框内。
所述的光学膜3通过专用敷膜机按一定张紧力拉伸展开，平铺于上方。使用超声波焊枪将光学膜3与卡头5.1进行热熔焊接，沿光学膜3周边将膜与卡头5.1进行逐点焊接牢固。检查确认焊接后的光学膜表面及焊点无任何缺陷，此时，由于卡头上的焊点与结构框上的绷膜凸缘几乎在同一水平面高度，膜面中心有些凹陷。然后，使用专门工具按顺序沿结构框4的定位挡板，下压卡栓5.3将卡档5.5的牙槽5.4滚压进定位挡板4.3的最低的牙槽内，直至卡栓碰触到定位档板的顶端（见图3）。下压卡栓时，整个转动框是以转紐为圆心向下旋转，卡头上的焊点为拉紧绷膜的施力点。随着转动框的转动，施力点拉着绷膜向外和向下一定，将膜面撑开并沿膜面的边缘下压，如同将膜面紧绷在结构框的绷膜凸缘上。卡头5.1为具有弹性和回复变形能力，由于对膜边施予一定的拉力，卡头会发生一定的形变，而这种形变所产生的力的矢量方向是任意角度的，直至应力分布均匀。然后检查光学膜的张紧的情况，膜面平整，周边无皱折及应力纹，中间反射成像的直线度在标准的规定范围内，证明光学膜已绷平和绷紧。
采用本实用新型提供的绷膜框组件制作的内悬膜中空玻璃如图1所示，其余制作过程略。
实施例2：绷膜框组件变形一
如图6所示，所述的转动框也可以由截面呈三爪形的聚合物结构型材代替，三爪形的公共点作为转动支点也称为转纽，转动框靠近中空玻璃腔体一侧的爪作为装饰端板（端部作为绷膜凸缘），三爪形的中间一爪为内悬膜固定边，固定边端部间隔分布有一组凸起的卡头，该卡头与薄膜直接接触，有良好的弹性及较低的模量，并通过焊接方式得到薄膜与卡头间紧密而且可以小范围活动的接触点；转动框靠近中空玻璃外端密封结构一侧的爪的外侧带有止退锁紧的牙槽，称为卡档，该爪的端部为转动施力及限位保险栓，也称为卡栓；
所述结构框为开放式L型结构的型材，结构框的底部为用于和内片玻璃粘接的固定板，固定板靠近中空玻璃外端密封结构一侧设置有定位挡板，使结构框整体呈L型，固定板上靠近内侧端部设置有用于和转动框中的转动支点即转纽配合的凹槽，定位挡板内侧设置有与转动框中的卡档上的牙槽配合的锁紧定位牙槽。
绷膜框组件的加工与组装如实施例1所述。
实施例3：绷膜框组件变形二
如图7所示，所述的转动框同样由截面呈三爪形的聚合物结构型材代替，其中转动支点即转纽设置在L型结构框的固定板上靠近内侧端部，与转动支点即转纽配合的凹槽设置在转动框上，其余结构同实施例2。
绷膜框组件的加工与组装如实施例1所述。
本实用新型具有如下特点：
由具有特殊结构及梯度模量分布的共挤聚合物型材组成的转动框及结构框组装成绷膜框，通过对塑料薄膜进行双向拉伸实现将薄膜撑开绷紧。转动框上分布有多点按一定间距排列凸起的卡头，与薄膜直接接触，有良好的弹性及较低的模量，并通过焊接方式得到薄膜与卡头间紧密的接触点。转动框在结构框内有一定角度转动空间，以便产生沿薄膜四周向外拉膜的力，与薄膜紧密接触的卡头可以随绷膜及使用过程中薄膜张应力的变化而在360o的任意方向上产生微小形变，从而保持薄膜的平整。而具有高模量的结构框可以保证整个绷膜框具有良好的尺寸稳定性。而且结构框和转动框还可变化转动配合方式，结构框上的绷膜凸缘和装饰端板可集成在转动框上，使薄膜的撑开、绷紧及消除应力纹全部由转动框完成。与传统的弹簧绷膜技术相比，本实用新型不仅避免了人工安放弹簧所产生的不确定性因素对内悬膜质量的影响，而且极大提高了生产效率。
特殊材质制成的内悬膜组件的热膨胀系数与玻璃近似，在消除了“冷边效果”的同时，具有很好的隔热系数，使整个系统的稳定性得到了极大提高。通过内悬膜结构增加了光学膜作为中间层，实现了将光学膜和中空玻璃在热工和光学性能的很好结合。比较标准中空玻璃，性能的提高没有增加单元在重量方面的变化和对设计施工的影响，使整个中空玻璃具备了更为灵活和更优性能的配置。
Claims (2)
1.一种中空玻璃内悬膜绷膜框组件，其特征在于所述的绷膜框组件由具有特殊结构及梯度模量分布的共挤聚合物型材制成的转动框及结构框组装而成；所述转动框为具有一组用于固定及拉伸薄膜的卡头、与结构框转动支点配合的转纽、转动施力及限位保险的卡栓以及止退锁紧的带有牙槽端面的卡档的共挤聚合物结构型材，转动框内部为中腔外周带有凸起，其中一凸起点为圆弧形光滑面作为转动支点，称转纽，与转动支点相邻并靠近中空玻璃腔体一侧用于固定及拉伸光学膜的较长的边为固定边，固定边端部加工成间隔排列的凸起，称为卡头，与转动支点相邻并靠近中空玻璃外端密封结构一侧带有牙槽的端面为止退锁紧端，称为卡档，与转动支点相对的点为转动施力及限位保险栓，也称为卡栓；
所述结构框为开放式U型结构的型材，结构框的底部为用于和内片玻璃粘接的固定板，固定板的靠近中空玻璃腔体一侧设置有装饰端板，固定板靠近中空玻璃外端密封结构一侧设置有定位挡板，使结构框整体呈U型，装饰端板或固定板上设置有用于和转动框中的转动支点即转纽配合的凹槽，定位挡板内侧设置有与转动框中的卡档上的牙槽配合的锁紧定位牙槽。
2.一种中空玻璃内悬膜绷膜框组件，其特征在于所述的绷膜框组件由具有特殊结构及梯度模量分布的共挤聚合物型材制成的转动框及结构框组装而成；所述的转动框为截面呈三爪形的聚合物结构型材，三爪形的公共点作为转动支点也称为转纽，转动框靠近中空玻璃腔体一侧的爪作为装饰端板，三爪形的中间一爪为内悬膜固定边，固定边端部为呈间隔排列的凸起，称为卡头；转动框靠近中空玻璃外端密封结构一侧的爪外侧带有止退锁紧的牙槽，称为卡档，该爪的端部为转动施力及限位保险栓，也称为卡栓；
所述的结构框为开放式L型结构的型材，结构框的底部为用于和内片玻璃粘接的固定板，固定板靠近中空玻璃外端密封结构一侧设置有定位挡板，使结构框整体呈L型，固定板上靠近内侧设置有用于和转动框中的转动支点即转纽配合的凹槽，定位挡板内侧设置有与转动框中的卡档上的牙槽配合的锁紧定位牙槽。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104589646A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-05-06 | 伟视幕墙（上海）有限公司 | 一种用于悬膜中空玻璃的绷膜焊接设备 |
-
2013
- 2013-10-18 CN CN201320644191.6U patent/CN203626535U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104589646A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-05-06 | 伟视幕墙（上海）有限公司 | 一种用于悬膜中空玻璃的绷膜焊接设备 |
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