DE102007003961A1

DE102007003961A1 - Ganzglasrandverbund

Info

Publication number: DE102007003961A1
Application number: DE102007003961A
Authority: DE
Inventors: Peter Wasseroth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2008-07-31

Abstract

Ganzglasrandverbund für Isolierverglasungen, insbesondere Vakuumverglasungen, welcher an den Randbereichen der beiden äußeren Glasscheiben der Verglasung durch Verschmelzung gasdicht angeschlossen ist und in der Lage ist, die durch die thermisch bedingten Dehnungen verursachten Bewegungen der Scheibenränder relativ zueinander dauerhaft zu kompensieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbverbundbauteile zwischen den beiden Randverbindungen (4a, 4b) mit den Scheiben der Verglasung eine vom Querschnittsverlauf der Verglasungsscheiben-Ebene abweichende Querschnittsausrichtung aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft die Gestaltung verschiedener Ausführungsformen für flexible Ganzglasrandverbunde.
Durch einen flexiblen Ganzglasrandverbund sollen die Außenscheiben einer zwei- oder mehrscheibigen Isolierverglasung, insbesondere einer Vakuumverglasung gasdicht miteinander so verbunden werden, dass mögliche Scheibenbewegungen, hauptsächlich durch thermisch bedingte Dehnungen verursachte Relativbewegungen der Außenscheiben zueinander, ohne Bruch aufgenommen werden können. Aufgabe der Erfindung ist es, verschiedene Geometrien und Anordnungen für einen solchen Ganzglasrandverbund für Isolierverglasungen, insbesondere für Vakuumverglasungen vorzuschlagen. Der Ganzglasrandverbund soll dabei einen hohen Wärmedurchlasswiderstand aufweisen. Der Ganzglasrandverbund soll auch die Relativbewegungen großer Verglasungselemente, zum Beispiel geschosshoher Elemente, aufnehmen können.
In 2 sind zwei Randverbunde durch Bogen schematisch dargestellt. 4a und 4b stellt den außenseitigen und innenseitigen Verbundrand dar. Der Randverbund 3a bildet auf beiden Seiten der Verglasung einen Überstand, der Randverbund 3b nur auf einer Seite der Verglasung. Der Randverbund 3a erbringt bei gleicher Stabilität und Materialdicke und Breite einen höheren Wärmedurchlasswiderstand, der Randverbund 3b ermöglicht ein Aneinanderfügen der Verglasungselemente unter Bildung einer bis auf eine schmale Fuge insgesamt glatten Oberfläche auf einer Seite der Verglasung, vorzugsweise der Außenseite.
Die Relativbewegung (2c) der Außenscheiben am Rand der Außenscheiben zueinander kann, wie in 3 dargestellt, als aus einer randparallelen Bewegung (2a) und einer rechtwinklig zum Rand verlaufenden Bewegung (2b) zusammengesetzt betrachtet werden. Besonders schwierig ist die Aufnahme der randparallelen Bewegungskomponenten. Zur Ecke (5) des Verglasungselements hin steigen sie auf ein Maximum an und verursachen in der Eckzone der dort aneinanderstoßenden Randverbunde der beiden Elementkanten zusätzliche Biege-, Druck und Zugspannungen. Bei durch Gehrung aneinandergefügten Randverbunden wird die entsprechende Verbindung der beiden Randverbundseiten stark beansprucht. Ein erfindungs gemäßer Vorschlag zur Abminderung der Spannungen im Elementeckbereich ist die Ausbildung eines 90°-Bogens um einen Mittelpunkt (6) (4) mit einem ausreichend großen Radius. Dabei wird der Profilquerschnitt des Randverbunds auch im radialen Schnitt beibehalten. Durch vorgeformte Randverbundbögen wird prinzipiell das Fügen zur Ausbildung eines umlaufenden Verbunds erleichtert.
In 5 sind verschiedene Beispiele von Randverbundformen dargestellt, weiche die rechtwinklig zum Rand verlaufenden Bewegungen (2b) gut aufnehmen können.
Ein erfindungsgemäßer Vorschlag ist der in 6 dargestellte, ungefähr halbkreisförmige Ganzglasrandverbundquerschnitt. Zur Abminderung der an der Verglasungsecke auftretenden zusätzlichen Spannungen wird die Partie des Randverbunds an der Elementecke als Bogen mit einem ausreichend großem Radius um Mittelpunkt 6 vorgesehen. Durch die halbkreisbedingte einseitige Lage am Verglasungselement ist eine komplette Vorfertigung des umlaufenden Randverbunds möglich, so das das Fügen der Verbundteile selbst bei der Vorfertigung sicherer bewerkstelligt werden kann und auch die Verglasung nicht zusätzlich thermisch belastet. Nach Aufsetzen des ganzen Randverbunds auf die Verglasung können anschließend die Verbundränder 4a und 4b sicher verschweißt oder verlötet werden. Für die Aufnahme der randparallelen Scheibenrelativbewegungen ist die Kreisbogenform des Randverbundquerschnitts nicht optimal, bei Verwendung eines genügend dünnen Glases und einem großen Bogenradius können aber die Dehnungen kleiner bis mittlerer Verglasungen aufgenommen werden. Günstig wirkt sich dabei in Bezug auf eine dünne Glasstärke bei einer Vakuumverglasung der Kreisbogenquerschnitt als stabile Form gegen Außendruck aus.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag ist die Verwendung eines kreisbogenförmigen Ganzglasrandverbundquerschnitts entspr. 7 für ein kreisrundes Verglasungselement. Die geometrische Ähnlichkeit des Randverbundbogens, des kreisförmigen Randverbunds und der kreisförmigen Scheibe bewirkt eine gleichartige Dehnung des Randverbunds und der Scheibe. Der Boben wird dabei haupsächlich durch Biegung in Bogenrichtung, in der auch die geringste Steifigkeit vorhanden ist, beansprucht.
Um die Vorteile eines Randverbundkreises auf eine rechtwinklige Verglasung zu übernehmen, kann ein geschlossener Dehnungsbogenkreis entsprechend 7 scheibenmittig plaziert werden, und zu den Elementecken hin weitere kreisbogenförmige Dehnungsbögen. Der Nachteil dieser Anordnung ist, dass diese Dehnungsbögen nicht am Elementrand liegen und somit die Wärmeübertragung von den Elementrändern zwischen den Bögen hindurch auf die Scheibenfläche stattfindet. Außerdem ist die Scheibenfläche optisch stark durch die Bögen und den Kreis strukturiert. Die Wärmeübertragung über starrverbunde Scheibenkanten und über gerade Scheibenstücke ist bei genügend breiter Randabdeckung mit Dämmmaterial andererseits nicht besonders hoch. Zum Beispiel erhöht sich der U-Wert einer 1 m² großen quadratischen isolierglasscheibe, 4mm-Scheiben und einer beidseitig 4 cm breiten Randabdeckung nur um etwa 02 W/m²°K. In 8 ist eine Auflösung des Randverbundkreises in kleine, sich in der Bogenwinkelabdeckung überlappende Kreisbogenabschnitte vorgeschlagen, wobei die Glasbögen auf dem umlaufend in gleichbleibender Breite vorgefertigten Ganzglasrandstreifen platziert sind und mit diesem in einem Stück hergestellt werden. Die Bögenradien haben die Scheibenmitte als Mittelpunkt. Der Querschnitt der einzelnen Bogenabschnitte ist ebenfalls bogenförmig, die Bogenhöhe nimmt an den Bogenabschnitten zu den Enden hin stetig ab, die aufnehmbare Dehnung ist mitten am größten. Die Bögen sind so geformt, dass die Summen der möglichen Dehnungen entlang der Bogenradien über die sich überlappenden Bögen der maximalen Scheibendehnung auf der Strecke vom Scheibenmittelpunkt bis zum Rand entspricht.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag, zur Verringerung der Wandstärke des Randverbunds von Vakuumverglasungen, für den oben genannten Randverbund mit Kreisbogenquerschnitt, aber auch für alle im weiteren noch folgenden Vorschläge für Randverbundquerschnitte, ist eine zusätzliche hinreichend gasdichte Umhüllung des Randverbunds. Innerhalb dieser Hülle kann ein Vorvakuum aufgebaut werden, welches den Gasdruck auf die Randverbundabdichtung herabsetzt, die sekundäre Wärmeableitung um den Randverbund herum durch Füllen mit feinstrukturiertem Dämmmaterial, beispielsweise Glasfasern, verringert, und wegen des herabgesetzten Gasdrucks dünnere Glasstärken für den Randverbund ermöglicht, was wiederum zu Herabsetzung der Steifigkeit des Randverbunds dient und einem erhöhten Wärmedurchlasswiderstand.
In 9 wird ein Ganzglasrandverbund (8) mit kreisbogenförmigem Querschnitt vorgeschlagen, bei dem die randparallele Komponente der Scheibendehnung (2a) besser aufnehmbar sein soll, insbesondere an den zu den Verglasungselementecken hin liegenden Teilen und in den Eckradien des Randverbunds. Dafür sind auf der Oberfläche des Bogens wellenförmige Querschnittsausweitungen vorgesehen, die im Längsschnitt dargestellte Wellenabfolge zeigt verschiedene Beispiele von Wellformen bzw. Reihung von Einzelbögen. Die randparallele Komponente der Scheibendehnung kann durch größere Wellungshöhe besser kompensiert werden, dadurch wird aber der Ausgleich die rechtwinklig zum Scheibenrand verlaufende Komponente der Scheibendehnung stärker behindert.
In 10 sind verschiedene andere Bestandteile eines Ganzglasrandverbunds zum Ausgleich der scheibenrandparallelen Dehnungskomponenten dargestellt, bei denen eine räumliche Trennung vom Bogen zum Ausgleich der rechtwinklig zum Scheibenrand auftretenden Deh nung vorliegt. Der Bogen liegt ungedämmt gegenüber einer Scheibenseite, die Temperaturdifferenz zur anderen Scheibenseite liegt in den Bestandteilen zum Ausgleich der scheibenparallelen Dehnungskomponenten. In Ausführung a und b wird die Dehnungsdifferenz durch Schrägstellung der senkrecht auf den Scheibenseiten angebrachten wellen- oder faltenförmigen Bestandteilen kompensiert. Besonders geeignet sind engstehende, scharfgefaltete Ausführungen großer Länge zwischen kalter und warmer Seite. In 10c ist eine Ausführung als einfacher Scheibenstreifen (9) dargestellt. Die Dehnungsdifferenz kann nicht durch seitliches Ausweichen mithilfe von Wellungen, sondern nur durch die unterschiedliche Dehnung des Streifens selbst ausgeglichen werden. Bei einem über die Weglänge, über die sich auch die Temperaturdifferenz erstreckt, gleichbleibenden Glasquerschnitt kann sich die über den Streifen von einer Seite auf die andere Seite kontinuierlich abnehmende Dehnung spannungsfrei ausgleichen, wobei der Glasstreifen (9) allerdings eine Verbiegung (10) zur kalten bzw. zur warmen Streifenkante hin erfährt. Die Bogenhöhe der Verbiegung (10) ist abhängig vom Abstand der warmen und kalten Seite bzw. der Streifenbreite, je größer der Abstand bzw. die Streifenbreite ist, desto größer ist der Bogenradius und desto kleiner ist die Bogenhöhe. Da der Verbundrand fest mit den Verglasungsscheiben verbunden ist, werden also zum einen doch Spannungen in dem Glasverbundstreifen induziert und seitliche Ausgleichsbewegungen provoziert, zum anderen eine Tafelung der Verglasungsscheiben hervorgerufen. Bei breiten Verbundstreifen liegt die Verbiegung der Glasscheiben im Größenbereich der Flachglas – Fertigungstoleranzen. In 10d wird ein erfindungsgemäßer Vorschlag dargestellt für einen auf beide Seiten der Verglasung überstehenden Randverbund unter Verwendung eines sochen einfachen breiten Glasstreifens (9), der aufgrund seiner Breite auch die Dehnung rechtwinklig zu den Glasscheiben aufnehmen kann. Bei einer Vakuumverglasung verlangt die große Biegebeanspruchung des dehnungsausgleichenden breiten Glasstreifens eine zusätzliche, vorzugsweise in Sandwichbauweise ausgeführte Verstärkung. 10e zeigt einen gleichartigen Ganzglasrandverbund mit einseitiger, vorzugsweise innenseitiger Lage bezüglich der Verglasungsebene.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag ist die Reihung einer Anzahl von Glas-Randverbundstreifen entsprechend 11. Durch die mäanderförmige Verbindung der Einzelstreifen und damit verbundene Richtungsumkehr in der Wärmeleitung verlaufen die Biegekräfte benachbarter Streifen in entgegengesetzter Richtung und heben sich durch die stabile Verbindung der Streifenränder gegenseitig auf, und es kommt zu einem entsprechenden Spannungsaufbau in den Streifen. Wegen der Aufteilung des Temperaturunterschieds auf mehrere Einzelstreifen fallen die Spannungen in den Einzelstreifen gering aus und können von diesen unter unterschiedlicher Stauchung der Ränder aufgenommen werden. Die in 11 dargestellte Ganzglasrandverbundausführung eignet sich auch sehr gut zur Aufnahme der rechtwinklig zum Scheibenrand auftretenden Scheibendehnungen.
Eine Ausführung einer Vakuumverglasung auf der Basis der Reihung von Glasstreifen entsprechend 11 und unter Nutzung einer zusätzlichen hinreichend gasdichten Hülle zur Einrichtung eines Vorvakuums zur Verringerung des Gasdrucks auf die Randverbundbauteile zwecks Verringerung der Materialstärke wird wie in 12 dargestellt vorgeschlagen. Die gasdichte Hülle ist im Beispiel als statisch günstiger Bogen (12) mit zusätzlichen Aussteifungsstrukturen (13) ausgebildet und mit Zwischenstücken (14) zur Anpassung unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten mit den Verglasungsscheiben gasdicht verbunden. Zur Verringerung der Wärmeübertragungswege im Innenraum (15) dieser evakuierten Hülle kann eine Füllung mit feinstrukturiertem Dämmstoff, beispielsweise Glasfaserdämmstoff vorgesehen werden. Die eigentliche Hochvakuumabdichtung erfolgt über die Glasverbundränder (4a und 4b) durch Verlöten bzw. Verschweißen. Um eine weitere Breite des Randverbunds zu ermöglichen, kann die im Bereich über die Randverbundbreite durchlaufende Scheibe mit einem Glas-Rand-Verstärkungsstreifen (18) versehen werden. Der gesamte Randverbundbereich wird zweckmäßigerweise mit einer schützenden Verkleidung (22) versehen und wegen der sehr schlecht gedämmten Elementkante zusätzlich mit konventionellem Wärmedämmmaterilal gefüllt. Ein weiterer Vorschlag der Erfindung ist die Ausbildung von sehr schmalen Zwischenräumen (16, 17) auf der Hochvakuumseite der dünnwandigen Randverbundgläser, und zwar Zwischenräume (16) zwischen den Glasstreifen (9) des Randverbunds und Zwischenräume (17) zwischen den Glasstreifenkanten oder Glasstreifenendbögen und der gegenüberliegenden Verglasungsscheibe. Durch diese schmalen Zwischenräume soll bei Eintreten einer Leckage oder bei anderweitig verursachtem Gasdruckanstieg innerhalb der äußeren Hülle (12) ein Brechen der Glasverbundbestandteile verhindert werden, indem diese sich unter geringfügiger Durchbiegugng auf die Bauteile auf der anderen Seite des Zwischenraums abstützen können. Dadurch kann ein Versagen des gesamten Verglasungselements bei Versagen der äußeren Abdichtungsstufe verhindert werden.
13 zeigt einen Randverbund nach demselben Prinzip, wie anhand 11 und 12 dargelegt, der erfindungsgemäße Vorschlag hierbei liegt in der Miniaturisierung der mäanderförmig angeordneten Scheibenstreifen, in der Art, dass ein leicht mit den Verglasungsscheiben verbindbares Bauteil (19) mit einem in etwa so dicken Stück Flachglas wie das der Hüllenscheiben, durch Vorfertigung von wechselnden Seiten mit Schlitzen versehen, zwischen den Rändern der Verglasungsscheiben eingeschweisst bzw. eingelötet wird. Um die Ränder der Verglasung in einer so geringen Dicke auszubilden, dass sie in konventionellen Rahmen bzw. Pfosten-Riegel-Konstruktionen verwendet werden können, muss die Hülle im Fall einer Vakuumverglasung zur Abgrenzung eines Vorvakuums aus biegesteifem, dünnen Material, vorzugsweise Blech gefertigt sein. Der Raum zwischen den Blechen soll deutlich größer sein als die Gesamtdicke der Scheiben am Randverbund, um noch einen räumlichen Abstand zwischen kalter Blechseite und warmer Glasseite bilden zu können, der mit einem mikrostrukturierten und – unter der Wirkung eines geeigneten zwischen den Blechen aufgebauten Vakuums – hochdäm menden Materials gefüllt wird. Hierfür ist einem Glasfasermaterial der Vorzug zu geben, da die Dämmwirkung unter geeignetem Vakuum relativ groß ist und eine Übertragung des Atmosphärendrucks auf den mäanderförmigen Randverbund ungünstig wäre. Die Verwendung einer Glasfaserfüllung unter Vakuum erfordert zusätzlich eine flexible Randabstützung (21). Diese muss ausreichend wärmedämmend und ausreichend gasdicht sein und auch gasdicht angeschlossen werden, und kann beispielsweise als Kunststoff oder glasfaserverstärkter Kunststoff mit zusätzlichen Lagen von gasdichten Folien ausgeführt werden.
In 14a und 14b wird ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag für eine Vakuumverglasung dargestellt, dem die Randverbundanordnung nach 10d und 10e und ein mit einer biegesteifen, aber im Auflagerbereich noch flexiblen Platte abgegrenzter Vorvakuumraum zugrundeliegt und bei dem durch eine Wellung des Glases in Randverbundstreifenlängsrichtung, d. h. mit parallel zum Verbundrand laufenden Rinnen und Rücken eine Sicherung gegen Bruch bei Anstieg des Gasdrucks im äußeren Vakuum, durch Anlegen der Rinnen an die gegenüberlegenden Glasstücke, erreicht wird.
In 15 werden gegenüber den in 14a und 14b dargestellten Randverbundanordnungen Verbesserungen bezüglich der Bruchsicherheit der Randverbundteile sowie Ausführungen bezüglich der Abgrenzungshülle für den Vorvakuumbereich vorgeschlagen. Der mit zum Verglasungsrand parallelliegenden Wellen gestaltete Ganzglasverbundbereich (11b), welcher nahe am Scheibenrand (4a) an die Außenscheibe anschließt, dient zur Aufnahme der Dehnungsbewegungen (2b) der Verglasung rechtwinklig zum Scheibenrand. Wenn das Vorvakuum im abgegrenzten Vorraum (15) vorhanden ist, kann die Dehnungsbewegung rechtwinklig zum Scheibenrand von dem gesamten, aus den Bestandteilen 11a, 11b und 11c zusammengesetzten Randverbund ausgeglichen werden. Der Bestandteil (11a) mit der größten Dämmwirkung hält dabei Abstand (17) zur gegenüberliegenden Wandung. Ist im Vorraum (15) kein Vakuum vorhanden, z. B. wegen einer Leckage oder vor entgültiger Montage des Verglasungselements, so erfolgt durch Dehnung des Randverbundbestandteils 11b eine Verschiebung der Randverbundbestandteile 11a und 11c, so dass diese sich gegen die Druckbeanspruchung an die gegenüberliegende Wandung abstützen. Die Zwischenräume (16) der Randverbundbauteile 11a verschwinden, die Flanken der Randverbundbauteile 11a stützen sich gegenseitig ab. Die dadurch bedingte Veschmälerung des Bereichs der Bauteile 11a wird durch Dehnung des Randverbundbestandteils 11c ausgeglichen. Als alternative Bauart für das Randverbundbauteil 11a könnte eine Wellung wie bei 11b vorgesehen werden, die Bauteilflanken bei gleich dünnem Glas müssten, um dem Außendruck bei Leckage standhalten zu können, dann kürzer sein, so das zum Erreichen eines gleichhohen Wärmedurchgangswiderstands eine größere Anzahl von Wellen und damit ein insgesamt höherer Randverbundaufbau nötig wäre. Der Randverbundbestandteil 11c kann dabei wegen geringerer Verschmälerung bei Leckagedruck ggf. entfallen.
Die Wandung, welche das Vorvakuum abgrenzt, und welche mit ihren gasdichten Bestandteilen an die Glasteile der Verglasung bzw. deren Aufkantung aus Glas anschließt, kann besonders wärmedämmend ausgeführt werden, wenn die seitlich auf das Element einwirkende atmosphärische Belastung nicht von dieser Wandung abgetragen werden muss. Dazu wird erfindungsgemäß eine kraftschlüsige Anbindung (25) der vorvakuumabgrenzenden Wandung an die vorvakuumabgrenzende Wandung des benachbarten Verglasungselements vorgeschlagen. Die Anbindung ist in 15 als wellenförmige Linie symbolisch dargestellt. Die Art der Anbindung ist beliebig, z. B. Kleben, Schäumen, Klammern, Stecken, oder Kombinationen davon, die Verbindungsmittel sollten möglichst wenig zur Wärmeleitung beitragen und die das Vorvakuum abgrenzende Wandung sollte selbst in den Grundbestandteilen aus einem wärmedämmenden Stoff hergestellt sein und geringe Dicke aufweisen. Fasern oder biegesteife langgestreckte Bestandteile von Verbindungsmitteln mit entsprechend großen Wärmeleitzahlen sollten entweder parallel zur Hauptkraftrichtung der Anbindung, normal zur Fuge, oder in irgendeiner zum Wärmeleitpfad relativ rechtwinklig liegenden Richtung eingebaut werden. Leicht lösbare Verbindungsmitel sind aus Gründen der separaten Austauschbarkeit von Elementen zu bevorzugen. Die Verbindung der Verglasungselemente erfolgt zweckmäßigerweise bei noch nicht evakuiertem Vorvakuumraum. Dadurch können die Verbindungsmittel in einem spannungsfreien Bereich eingebracht werden, außerdem findet keine gegenseitige Auflast zwischen Ganzglasrandverbundbestandteilen und Vorvakuumwandung statt. Um die Lage der vorvakuumbegrenzenden Wandung von den Dehnungsbewegungen der Verglasungsscheiben kräftemäßig zu entkoppeln, sind erfindungsgemäß Wandungsbestandteile (24a) mit kreisbogenförmigen zugbeanspruchten dünnwandigen biegsamen Querschnitten zwischen den mit den Nachbarelementen kraftschlüssig verbundenen vorvakuumabgrenzenden Wandungen und den Verglasungsbauteilen vorgesehen. Sie bestehen vorzugsweise hauptsächlich aus einer gasdichten Schicht, z. B. einer Metallfolie, einer von einer Kunststoffolie verstärkten Metallfolie oder einer, ggf. auch verstärkten anderen Gasbarrierefolie. Die gasdichte Schicht muß durchgängig, in gasdichter Verbindung mit den Glasteilen der Vakuumverglasung über Bauteil 24a, und als Bestandteil (24) der Grenzwandung (25) vorhanden sein. Die mit Bezugszeichen 23 gekennzeichneten Bauteile stellen flexible Fugenabdichtungen der Verglasungsscheiben dar.
Die in 15 dargestellten Glasrandverbundbestandteile sollen prinzipiell folgende Möglichkeiten beschreiben: Aufnahmefähigkeit der Randverbundglastelle für die Verglasungsscheibendehnungen im Nutzungszustand und für die Ausweichbewegungen bei Leckage eines Vorvakuumraums, Sicherung der Randverbundglasteile bei Leckage des Vorvakuumraums durch Abstützung an naheliegenden Wandungen, Dünnwandigkeit der Randverbundglasteile durch ein Vorvakuum und damit verbunden höherer Wärmedurchgangswiderstand. Im Vorvakuumraum (15) werden zweckmäßigerweise kleinstrukturierte Dämmmaterialien eingefüllt, vorzugs weise Glasfaserdämmmaterial. Damit kann im Bereich des Vorvakuums eine ebenfalls hohe Dämmwirkung erzielt werden. Dämmtechnisch vorteilhaft wirkt sich hierbei die in 15 dargestellte Anordnung auch deshalb aus, weil das Temperaturgefälle in dem im Vorvakuum (15) liegenden Dämmmaterial in gleicher Richtung liegt wie das Temperaturgefälle im Ganzglasrandverbundbauteil (11a) und in der vorvakuumabschließenden Wandung (24/25), und diese Bereiche auch schmal ausgebildet werden können.
16 zeigt eine vereinfachte Bauweise eines Ganzglasrandverbunds nach den in 15 dargestellten Prinzipien und Bauteilen, wobei die ausgleichenden Verbundbestandteile 11b und 11c weggelassen werden können und das dafür eintretende gerade Anschlussstück sich bei Verlust des Vorvakuums gegen eine auf der selben Glasscheibenseite angebrachte Wandung abstützen kann.
17 und 18 stellen Konstruktionsvarianten nach den Prinzipien der in 14 gezeigten Ganzglasrandverbunde dar.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag ist die Verwendung eines Ganzglasrandverbunds für kreisförmige Verglasungen für Oberlichter. Dafür sind einfache Ganzglasrandverbundformen, entweder als Bogen bzw. Bögen wie in 5–7 dargestellt, oder aus von den Verglasungsscheiben wegstehenden einfachen Scheibenstreifen zusammengesetzte Ganzglasrandverbundformen wie in 10e und 11 dargestellt, oder, wie in 13 dargestellt, mäanderförmig ausgebuchtete parallel zur Verglasungsebene liegende Scheibenstreifen, ausreichend geeignet. Vorteilhaft ist vor allem, dass sich die von der Verglasungsebene wegstehenden Ganzglasrandverbundzonen bei ihren Längenänderungen parallel zu den Scheibenrändern unter Veränderung ihres Gesamtdurchmessers senkrecht zu den Scheibenrändern, also seitlich wegbewegen können. Die einfachste Ausführungsform eines solchen Ganzglasrandverbunds besteht aus zwei jeweils zu einem Ring gebogenen Scheibenstreifen, die an ihrem einen Rand mit den Scheiben, an ihrem anderen Rand untereinander vakuumdicht verbunden sind. Ein socher Ganzglasrandverbund für Oberlichtverglasungen ist in 19 dargestellt. Sowohl für die Wärmedämmwirkung als auch für die Flexibilität ist dabei eine möglichst geringe Dicke der Scheibenstreifen (26) wichtig. Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag ist deshalb die Einhüllung des Ganzglasrandverbunds mit einer vorzugsweise im Querschnitt bogenförmigen, ausreichend vakuudichten Hülle (27), mit dem ein Vorvakuum innerhalb dieser Hülle geschaffen wird, um die Luftdruckbelastung auf die Ganzglasrandverbundstreifen weitgehend zu reduzieren. Zum Zweck der Reduzierung der Wärmeverluste im Anschlussbereich des Oberlichts ist die Befüllung des von der Hülle eingeschlossenen Raums mit einem feinstrukturierten Material (28) mit sehr guter Dämmwirkung bei dem vorliegenden Vorvakuum vorgesehen. Wegen der geringeren Ansprüche an den maximalen Gasdruck kann die Hülle mit einfachen Mitteln gegen die Scheiben abgedichtet werden, zum Beispiel durch Verklebung mit einem vakuumtauglichen Kleber oder Klebeband. Die sogestaltete kreisförmige Vakuumisolierverglasung für Oberlichter wird zweckmäßigerweise mit einem rechteckigen Kranz (29) aus einem Dämmstoff-Fomteil vorgefertigt, um an der Einbaustelle rationell an die dort vorhandene Dämmung anschließen zu können, durch ebenfalls vorgefertigte Futterstücke (30) kann eine einfache Anpassung an die dort vorhandene Dämmstärke vorgenommen werden. Der Kranz sollte außerdem wasserdicht mit der Verglasungseinheit verbunden sein und der obere Abschluss gegenüber seiner Anschlussfläche ans Dach erhöht liegen. Die Sicherheitsvorschriften für Überkopfverglasungen können durch zusätzliche in oder unterhalb der Leibung des Oberlichts liegende Absturzsicherungen oder eine VSG-Ausbildung der unteren Verglasungsscheibe erfüllt werden.

Claims

Ganzglasrandverbund für Isolierverglasungen, insbesondere Vakuumverglasungen, welcher an den Randbereichen der beiden äußeren Glasscheiben der Verglasung durch Verschmelzung gasdicht angeschlossen ist und in der Lage ist, die durch die thermisch bedingten Dehnungen verursachten Bewegungen der Scheibenränder relativ zueinander dauerhaft zu kompensieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbverbundbauteile zwischen den beiden Randverbindungen (4a, 4b) mit den Scheiben der Verglasung eine vom Querschnittsverlauf der Verglasungsscheiben-Ebene abweichende Querschnittsausrichtung aufweisen.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Eckbereichen (5) der Verglasung zur Vermittlung der Spannungen der verschiedenen Richtungen durch den Randverbund ein 90°-Bogen (3b) mit ausreichend großem Radius ausgebildet ist, und dass der Randverbund in den Bogen der Eckbereiche stetig durchläuft.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund nur über eine der beiden Scheibenaußenflächen eines Verglasungselements übersteht, so das ein Verglasungssystem mit einer einseitig über alle Elemente durchgängigen planen Oberfläche möglich ist, wobei die Breite der Glasscheibe auf der überstehenden Verglasungsseite allseitig um soviel kleiner ist als die der anderen Außenscheibe, dass der Anschluss des äußeren Rands (4a) des Randverbunds einschliesslich des Bogens (3b) an der Verglasungsecke (5) daran möglich ist.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Glasbauteile des Randverbunds vor dem Aufschmelzen auf die Verglasung schon zu einem kompletten Randverbundbauteil zusammengefügt werden.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung dämmtechnisch vorteilhaft dünner Randverbundbauteile bei einer Vakuumverglasung der äußere Luftdruck vom Randverbund durch Umhüllung mit einem zweiten äusseren gasdichten Randverbund (12, 20, 21, 24) und dem dazwischen hergestellten Vorvakuum ferngehalten wird.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorvakuumraum (15) ein feinstrukturierter Dämmstoff eingebracht wird, dessen Struktur so locker ist, dass keine nennenswerte Übertragung des auf dem äußeren Randverbund lastenden Atmosphärendrucks auf den Ganzglasrandverbund stattfindet und so fein ist, dass in Zusammenwirkung mit dem Vorvakuum eine gegenüber der Wärmeleitfähigkeit des eingesetzten Dämmstoffs unter Atmosphärendruck wesentlich verringerte Wärmeleitfähigkeit hergestellt wird.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht vorhandenem Vorvakuum zwischen äußerem Randverbund und Ganzglasrandverbund, beispielsweise wegen einer Leckage am äußeren Randverbund, durch die konstruktive Ausbildung enger Spalten (16, 17) eine Abstützung der dünnen Ganzglasrandbestandteile durch geringe Ortsveränderung infolge des Außendrucks, an gegenüberliegenden Oberflächen stattfindet, beispielsweise durch Bildung enger Spalten zwischen Glasstreifen eines mäanderförmigen Randverbundbestandteils (11, 11a, 19), oder zwischen einem dünnwandigen Ganzglasrandverbundbauteil und dickwandigen Glasteilen des Randverbunds oder einer Verglasungselementscheibe, und dass infolgedessen ein Zerbrechen der dünnwandigen Teile des Ganzglasrandverbunds wegen des anliegenden erhöhten Drucks verhindert wird.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Leckage der Vorvakuumhülle notwendige Ortsveränderung des Randverbunds bis zur an gegenüberliegenden Wandungen abgestützten Lage, insbesondere die bei Leckage der Vorvakuumhülle notwendige Ortsveränderung der wärmedämmwirksamen Bestandteile des Randverbunds (11a) bis zur an gegenüberliegenden Wandungen abgestützten Lage, durch Dehnung von gewellten Randverbundteilen (11b) unter Gewährleistung der Gasdichigkeit des Randverbunds ermöglicht wird.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Leckage der Vorvakuumhülle eintretende Verschmälerung der wärmedämmwirksamen Randverbundbauteile (11a) durch Dehnung von gewellten Randverbundbauteilen (11c) unter Gewährleistung der Gasdichtigkeit des Randverbunds ermöglicht wird.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandungsbestandteil des äußeren Randverbunds, welcher das Vorvakuum für den Ganzglasrandverbund abschließt und an das benachbarte Vakuumverglasungselement bzw. gleiche Bauteil des benachbarten Elements anschließt, und welcher als ein an der Fuge zwischen benachbarten Vakuumverglasungen gelegenes Bauteil eine Wärmebrücke darstellt, mit dem Anschlussbauteil des benachbarten Elements kraftschlüssig verbunden wird (25), so dass dieser Wandungsbestandteil so geformt ist, dass er keine Biegebeanspruchung aufgrund Außenatmosphäre erfährt und demzufolge vom Material her nicht auf Biegefestigkeit konstruiert zu werden braucht, sondern auf optimalen Wärmedurchlasswiderstand ausgelegt werden kann.
Ganzglassrandverbund nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssig mit dem gleichen Bauteil des benachbarten Vakuumverglasungselements verbundene Wandung des äußeren Randverbunds von den unterschiedlichen Wärmedehnbewegungen der Vakuumverglasungsscheiben entkoppelt wird, indem zwischen diesem Bauteil und dem gasdichten Anschlussbereich dieses Bauteils mit den Glasbauteilen der Vakuumverglasung beidseitig ein bogenförmiges, nur auf Zugkraft dimensioniertes Übergangsstück (24a) eingebaut wird, dessen Biegsamkeit beispielsweise durch Reduktion auf die Funktion der Gasdichtigkeit optimiert wird und demzufolge vorwiegend aus dünner gasdichter Folie oder einem Verbund von für Gasdichtigkeit und Zugfestigkeit ausgelegten Folien besteht.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorvakuum zwischen äußerem Randverbund und Ganzglasrandverbund nach Montage und kraftschlüssiger Verbindung der Vakumverglasungselemente erfolgt.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Glasscheibenoberfläche des Randverbunds kreisbogenförmig ist (7).
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbundbogen zusätzlich mit querlaufenden regelmäßigen Wellungenen (8) zur besseren Aufnahme der randparallelen Dehnbewegungen (2a) versehen ist.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein flaches Randverbundstück entspr. 8, als eine Art Randstreifenstück einer Glasscheibe, auf einem knappem Weg und fest mit dem Rand der gegenüberliegenden Verglasungselementscheibe oder dem Rand eines gleichartigen gegenüberliegenden Randstreifenstücks verbunden ist, und dass auf diesem Randstreifen, den Linien konzentrischer Kreise gleichen Abstands um den Verglasungselementmittelpunkt folgend, Aufwölbungen des Randstreifenglases untergebracht sind, welche zur Aufnahme der Dehnungsbewegungen, welche immer an der Verglasungselementmitte ausgerichtet sind, gut geeignet sind, und wobei den am Außenrand des Randstreifens liegenden, flacher werdenden Enden der Aufwölbungen, welche weniger Dehnung aufnehmen können, in Richtung auf die Elementmitte noch die weiter ausgebuchteten Rücken benachbarter Aufwölbungen vorgelagert sind.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als dammwirksames Bestandteil des Randverbunds ein einfaches streifenförmiges, senkrecht zur Verglasungselementoberfläche positionierter Scheibenstreifen (9) entspr. 10 genutzt wird, dessen von der Verglasung wegstehende Streifenkante mit einem dickwandigen streifenförmigen Randverbundglasbauteil mit der Verglasungsscheibenoberfläche gasdicht verbunden ist, und dass zum Schutz des dammwirksamen dünnen Randverbundstreifens vor Außendruck ein zusätzliches biegesteifes Bauteil (9b) zur Verstärkung an diesem aufgeklebt ist, vorzugsweise eine durch sog. Sandwichbauweise biegesteif hergestellte Wandung.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als dämmwirksame Bestandteile des Randverbunds zwei oder mehrere streifenförmige, senkrecht zur Verglasungselementoberfläche und in geringem Abstand parallel zueinander angeordnete Scheibenstreifen (9) genutzt werden, wobei der erste und der letzte Streifen der Anordnung mit je einer der beiden Verglasungselementaußenscheiben gasdicht verbunden ist und alle Streifen der Anordnung untereinander mit den Streifenkanten gasdicht so verbunden sind, dass der Querschnitt des Randverbunds (11) eine mäanderförmige Form hat.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmigen und in geringem Abstand parallel zueinander angeordneten Scheibenstreifen durch Spalten (17) in einer Glasscheibe (19) gebildet werden, und dass dieses Glasscheibensfück mit seinen nicht mit Spalten versehenen Enden an nichtwärmedämmwirksame Ganzglasrandverbundbauteile (19) oder die Verglasungselementscheibe (1) direkt gasdicht verbunden ist, und dass der Ganzglasrandverbund hiermit so dimensioniert werden kann, dass er auch in den üblichen Rahmengrößen von Verglasungen und in Pfosten-Riegel-Konstruktionen untergebracht werden kann.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der senkrecht zur Verglasungselementoberfläche positionierte Scheibenstreifen entspr. 14 im Detail eine Wellung parallel zur Verglasungselementkante aufweist und sich bei Leckage des Vorvakuumraums entsprechend Anspruch 7 gegen das gegenüberliegende dickwandige Randverbundbauteil abstützt.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 1–19, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Randverbunde für runde Vakuumisolierverglasungen, im Sinne von Vakuumisolierverglasungen mit kreisförmiger Fläche verwendet werden, insbesondere in Form der in den 5–7, 10, 11 und 13 dargestellten Randverbunde.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine vereinfachte Form der in den 10 und 11 gezeigten Randverbunde darstellt, wobei der Randverbund aus nur zwei zu einem Ring gebogenen Scheibenstreifen (26) besteht, welche jeweils an ihrem einen Rand mit den Glasscheiben der runden Vakuumisolierverglasung und mit ihrem anderen Rand untereinander im spitzen Winkel vakuumdicht verbunden sind und deren Flanken an die Vakuumisolierglasscheiben in einem leicht vom rechten Winkel abweichenden Winkel anschliessen.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der kreisförmig gebogenen Scheibenstreifen des Randverbunds untereinander einen bogenförmigen Übergang bildet oder dass die beiden Scheibenstreifen durch Glasformgebung aus einem Streifen durch Umbiegen oder Umklappen geschaffen werden.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 20–22, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Scheibenstreifen von einer Hülle (27), vorzugsweise einer Blechhülle mit bogenförmigem Querschnitt und mit in Bogenrichtung verlaufenden Wellungen oder sickenartigen Buchtungen des Blechs, und den Vakuumisolierglasscheiben (1), an die die Hülle gasdicht anschliesst, gegen die Umgebungsatmosphäre abgegrenzt wird, und dass in dem von der Hülle und den Glasscheiben eingeschlossenen Zwischenraum (28) ein Vakuum hergestellt wird, welches geeignet ist, um durch Anfüllung mit einem Dämmstoff nach Anspruch 6 ein für Vakuumisolationselemente übliches Wärmedämmvermögen zu erbringen und die Belastung aus dem Gasdruckunterschied beiderseits der Scheibenstreifen so zu reduzieren, dass diese wesentlich dünnwandiger als die Scheiben der Vakuumisolierverglasung ausgeführt werden können.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der gasdichte Anschluss der Hülle (27) an die Glasscheiben (1) durch Verklebung erfolgt.
Ganzglasrandverbund nach den Ansprüchen 20–24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwendung der runden Vakuumisolierverglasungen für Oberlichter vorgesehen wird.
Ganzglasrandverbund nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumisoliervergasung als Oberlicht für den Einbau in eine Dachfläche mit einem außen rechteckigen Kranz (29) aus einem wasserdicht an die Verglasung anschließenden Dämmstoffformstück vorgefertigt wird, dessen oberer Abschluss vorzugsweise gegenüber der Anschlussebene an die Dachfläche erhöht ist und dessen Höhe bei der Vorfertigung oder durch ein Futterstück an die Dämmstarke des Dachs angepasst werden kann.