DE1046294B

DE1046294B - Mehrfachscheibenfenster oder -wand

Info

Publication number: DE1046294B
Application number: DEL24143A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Richard Stroehlen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1956-02-20
Filing date: 1956-02-20
Publication date: 1958-12-11

Description

DEUTSCHES

Es sind Fenster bekannt, bei denen zwei, drei oder vier zueinander parallel liegende Scheiben vorgesehen sind. Die Scheiben sind oft in einem einzigen Rahmen angeordnet, wobei die Verbindung zwischen den Scheibenrändern und dem Rahmen derart dichtend ausgebildet ist, daß zwischen den Außenräumen und den Scheibenzwischenräumen kein Luft- und Staubübertritt erfolgen kann. Zwischen den Scheiben befinden sich also Lufträume, wodurch der Wärmedurchgang verschlechtert und die Schallisolation verbessert wird.

Es ist auch bekannt, bei Doppelfenstern den Zwischenraum mit einem Gas zu füllen, das oxydationsverhindernd ist. Dieses Gas soll darüber hinaus dem Zweck dienen, daß bei Abkühlung der Taupunkt nicht erreicht wird.

Weiterhin ist bekannt, Mehrfachscheibenfenster mit einer mittleren Scheibe aus relativ starrem Glas und je einer Außenscheibe aus biegsamem Glas zu versehen. Es soll dadurch die Stoßelastizität erhöht werden. Aus demselben Grunde kann in dem Zwischenraum verdichtetes Gas oder verdichtete Luft vorgesehen werden. Ferner sind auch Mehrfachscheibenfenster bekannt, deren Luft- oder Gaszwischenräume unter einem Druck stehen, der geringer ist als der die Fenster umgebende Luftdruck und deren Einzelscheiben innen gegeneinander abgestützt sind, z. B. durch einen gitterartigen Rahmen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung soll nun die Aufgabe gelöst werden, ein Mehrfachscheibenfenster zu schaffen, das schlechter wärme- und schalldurchlässig ist als die bekannten Mehrfachscheibenfenster und das auch bei Verwendung relativ dünner Scheiben eine hohe Bruchsicherheit, Durchsichtigkeit und Steifigkeit aufweist.

Insbesondere soll das Fenster auch für große und größte Ausmaße, z. B. als Schaufenster oder Fabrikfenster oder als Fenster oder Wand in Wärmekraftwerken, geeignet sein. Die Fenster müssen also groß und gut lichtdurchlässig sein. Für das letztgenannte Erfordernis und auch in bezug auf Materialersparnis sind dünne Scheiben am besten. Andererseits sollen die Fenster wegen der starken Geräusche, speziell in Heizkraftwerken, die mitten in der Stadt liegen, gut schallisoliert ausgebildet sein.

Wenn man außerdem bedenkt, daß heutzutage Häuser, z. B. Hochhäuser, gebaut werden, deren Außenwände vollkommen aus Glas bestehen, dann erkennt man die Wichtigkeit von Mehrfachscheibenfenstern oder -wänden, die all den genannten Erfordernissen gerecht werden.

Deshalb wird gemäß der Erfindung ein Mehrfachscheibenfenster oder eine Mehrfachscheibenwand mit einem Scheibenzwischenraum, der zur Schall- oder

Anmelder:

LICENTIA Patent -Verwaltungs - G. m. b. H._r Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr.-Ing. Richard Stroehlen, München,
ist als Erfinder genannt worden

Wärmedämmung Unterdruck aufweist, vorgeschlagen, das aus wenigstens vier Einzelscheiben besteht und bei dem in den dadurch gegebenen drei oder mehr Zwischenräumen Gasdrücke herrschen, die von den außenliegenden Zwischenräumen zu dem innenliegenden Zwischenraum stufenweise auf einen Kleinstwert abnehmen. Ein solches Fenster bzw. eine solche Wand weist den Vorteil auf, daß es einerseits hoch wärme- und schallisoliert und andererseits sehr bruchsicher ist. Wenn alle Zwischenräume unter demselben Unterdruck stehen, dann sind die beiden Außenscheiben stark beansprucht; es besteht Bruchgefahr. Gemäß der Erfindung nehmen die Zwischendrücke von beiden Seiten her nach innen stufenweise auf einen Kleinstwert ab, so daß die beiden Außenscheiben weitaus weniger und sämtliche Zwischenscheiben auch nur etwa so hoch wie die beiden Außenscheiben beansprucht sind.

Das Fenster gemäß der Erfindung kann mit vier oder mehr Scheiben ausgeführt werden. Je mehr Scheiben, also je mehr unter Unterdruck stehende Zwischenräume vorhanden sind, desto kleiner ist die Wärmedurchgangszahl k des Fensters und desto schlechter die Schalldurchlässigkeit.

Die Scheiben werden lediglich so stark ausgeführt, daß sie, ohne zu brechen, die Druckdifferenzen aushalten. Die Scheiben können aber auch dünner ausgeführt werden, wenn in weiterer Ausgestaltung des Fensters gemäß der Erfindung, wie an sich bekannt, zwischen den Scheiben diese berührende, die Auflagerabstände verringernde Abstandshalter vorgesehen werden. Es ist dadurch möglich, sehr große Fenster herzustellen und die Scheiben mit dünnen, bei kleinen

.5'j Abstandshalterabständen mit sehr dünnen Wandstärken auszuführen, denn infolge des inneren Unterdruckes können sicli bei Erwärmung des Gases in den abgeschlossenen Zwischenräumen durch Strahlung oder Leitung imd dadurch bedingter Druckerhöhung

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und/oder bei Druckabsenkung in den Außenräumen, insbesondere also in der Atmosphäre, die Scheiben nicht nach außen aufwölben, was schon bei kleinen Druckunterschieden zum Scheibenbruch führen würde. Für die Beanspruchung der Scheibe wäre in diesem Falle die Gesamtlänge der Scheibe maßgebend. Gemäß der Erfindung sind die Auflagerabstände zwischen den einzelnen Abstandshaltern maßgebend, die bedeutend kleiner sind; die Durchbiegungen der Scheiben nach innen sind somit äußerst gering, so daß schon bei Wahl mittlerer Abstandshalterabstände der Gas- oder Luftdruck in den Zwischenräumen sehr tief abgesenkt werden kann.

Als Abstandshalter werden insbesondere Stege vorgesehen, es können aber auch über die Scheibenflächen verteilt Klötze angeordnet werden. Zum Beispiel würden schon drei übereinanderliegende Klötze bei einem Vierscheibenfenster, in der Mitte dieses Fensters vorgesehen, genügen, um Durchbiegungen auf einen Bruchteil herabzusetzen.

Unter Wegfall der Abstandshalter kann in weiterer Ausgestaltung das Mehrfachscheibenfenster mit Unterdruckzwischenräumen gemäß der Erfindung so ausgeführt werden, daß mindestens die beiden Außenscheiben in an sich bekannter Weise einander entgegengesetzt nach außen gewölbt sind. Die gewölbte Form ist insbesondere schon bei der Scheibenherstellung berücksichtigt (eine ganz schwache Wölbung genügt oft schon). In dieser Art gewölbte Scheiben können die Druckdifferenzen ohne weiteres aushalten, ohne zu springen, da diese Scheiben durch ihre gewölbte Form bei bestimmten Einspannverhältnissen fast nur auf Druck beansprucht werden. Die zulässige Druckfestigkeit liegt aber bei Glas um ein Vielfaches höher als die Zugfestigkeit, die bei auf Biegung beanspruchten ebenen Scheiben die ausschlaggebende Rolle spielt. Bei Scheiben aus normalem Glas wird es angebracht sein, die gewölbte Form schon bei der Herstellung der Scheiben anzufertigen. Die Scheiben können dann mit ihren Rändern im Fensterrahmen oder in bzw. an einem Randstegrahmen unverrückbar fest, auch bezüglich Verschiebungen in der Fensterebene unverrückbar fest, eingesetzt und abgedichtet sein.

Bei Verwendung von Kunststoff-, z. B. Plexiglas, für die gewölbten Scheiben können noch größere Druckdifferenzen ausgehalten werden. Die Wölbungen können hier unter anderem während des Einbaues der Scheiben in den Rahmen od. dgl. hergestellt werden, also herausgedrückt werden.

Befindet sich das Fenster gemäß der Erfindung in atmosphärischer Luft, dann kann es sich durch so niedrige Gasdrücke in den Scheibenzwischenräumen auszeichnen, daß diese Gasdrücke auch bei durch Temperaturschwankungen oder andere Wettereinflüsse hervorgerufenen Änderungen des atmosphärischen Druckes und/oder der Gasdrücke immer kleiner bleiben als der atmosphärische Druck. Bei einem solchen Fenster wölben sich die Scheiben nidht nach außen auf, wenn der Innendruck sich z. B. durch Sonneneinstrahlung erhöht oder durch Abfall des Atmosphärendruckes die Druckdifferenzen kleiner werden.

Besonders gute Wärme- und Schallisolation wird erzielt, wenn die genannte Gasdruckabnahme auf ein hohes Vakuum erfolgt.

Durch das Vorhandensein der Stege, die an sich schon das Fenster versteifen, können diese weiterhin zur Versteifung der Fenstergesamtkonstruktion herangezogen werden, indem sie mit ihren Enden im Gebiet des Scheibenaußenumfanges fest eingespannt werden. Die Stege können ein rechteckiges oder ein quadratisches Gitter bilden. Festigkeitsmäßig werden die günstigsten Verhältnisse geschaffen, wenn die Stege quadratisch angeordnet sind. Die Stege können aber auch nach Grundsätzen einer architektonischen Gestaltung der Fenster anderweitig aufgeteilt und angeordnet sein. Um die Lichtdurchlässigkeit nicht zu beeinflussen, bestehen zwischen den Scheiben befindliche Stege wie die Scheiben zweckmäßigerweise aus durchsichtigem oder teilweise durchsichtigem Material.

ίο Der notwendige gasdichte Abschluß der Innenräume gegenüber den Außenräumen kann dadurch geschehen, daß außenliegende Stege (Randstege) mit den Scheiben gasdicht verbunden sind. Diese Randstege bestehen auch zweckmäßigerweise aus demselben Material wie die Scheiben.

Eine weitere Verbesserung wird dadurch erzielt, daß an Stelle von insbesondere vorgetrockneter Luft für die Füllung der Zwischenräume ein Gas von besonders schlechter Leitfähigkeit, z. B. Chlor, verwendet wird. Chlor hat eine wesentlich geringere Wärmeleitzahl als Luft, so daß der Wärmeleitwiderstand der Gasschicht entsprechend erhöht wird. Die Schalldämpfung und/oder Wärmeisolierung kann weiterhin dadurch erhöht werden, daß die Auflageflächen von Stegen mit einer körperschalldämpfenden Schicht und/oder wärmeisolierenden Schicht, z. B. mit einer elastischen Folie, belegt sind, die insbesondere durchsichtig bzw. teilweise durchsichtig ist. Es wird hierdurch unter anderem die Übertragung von Körperschall von der einen Scheibe auf die andere weitgehend unterbunden.

Zwecks Festigung der Fenstergesamtkonstruktion können entsprechende Stege der verschiedenen Zwischenräume vorzugsweise an derselben Ouerschnittsstelle des Fensters liegen.

Das Fenster gemäß der Erfindung wird insbesondere als Fenster mit großen Abmessungen, z. B. als Schaufenster, ausgeführt, unter anderem auch aus dem Grunde, weil bei unter Unterdruck stehenden Zwischenräumen der negative Einfluß der großen Fensterfläche auf die Wärme- und Schallisolation vermindert oder aufgehoben wird.

Daß das Fenster gemäß der Erfindung vorzüglich bei Kraftwerks-, z. B. Heizkraftwerksbauten, und bei sonstigen Fabrikbauten verwendet werden kann, wurde anfangs schon eingehend dargelegt. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht bei Türen, die mit Mehrfachscheibenfenstern ausgestattet werden sollen.
In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Fensters gemäß der Erfindung dargestellt. Aus der Fig. 1 (Draufsicht) ist ersichtlich, wie die Stege 30 verlaufen können. Sie bilden ein quadratisches Gitter. Mit 31 sind die Randstege und mit 34

- — -die Enden der Stege 30 bezeichnet.

In der Fig. 2 ist in vereinfachter Form im Querschnitt ein Vierfachscheibenfenster dargestellt. Die Scheiben sind mit 20, 21, 22 und 23 bezeichnet, die Zwischenräume mit 10, 11 und 12. Die in diesen Räumen herrschenden Drücke P₁, p₂ und p_s sind kleiner als die in den Außenräumen 37 und 38 herrschenden Drücke P₀ und P₂. P₀ ist hier gleich P₂ angenommen. Die relativ kleinen Durchbiegungen der Scheiben sind in der Fig. 2 nicht eingezeichnet worden. Es ist weiterhin aus der Fig. 2 ersichtlich, daß die Stege 30 der verschiedenen Zwischenräume 10, 11 und 12 an derselben Querschnittsstelle 35 des Fensters liegen.

Aus der Fig. 3 ist zu ersehen, wie zwei Scheiben 20 und 21 eines Fensters gemäß der Erfindung mit den Stegen 30 und 31 in Verbindung gebracht werden können. Zwischen den beiden Scheiben 20,21 und

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den Auflageflächen 32 eines Steges 30 befinden sich körperschalldämpfende und/oder wärmeisolierende Schichten 33. Diese Schichten 33 sind auch zwischen dem Randsteg 31 und den Scheiben 20 und 21 vorgesehen. 36 stellt die gasdichte Verbindung zwischen den Scheiben 20, 21 und dem Randsteg 31 dar, wozu beispielsweise entsprechender Dichtungskitt verwendet werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrfachscheibenfenster oder -wand mit einem Scheibenzwischenraum, der zur Schall- oder Wärmedämmung Unterdruck aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster oder die Wand aus wenigstens vier Einzelscheiben (20, 21, 22, 23) besteht und in den dadurch gegebenen drei oder mehr Zwischenräumen Gasdrücke (p_v p₂ p₃) herrschen, die von den außenliegenden Zwischenräumen (10, 12) zu dem innenliegenden Zwischenraum (11) stufenweise auf einen Kleinstwert abnehmen.

2. Mehrfachscheibenfenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß — wie an sich bekannt — zwischen den Scheiben (20, 21, 22, 24) diese berührende, die Auflagerabstände verringernde Abstandshalter vorgesehen sind.

3. Mehrfachscheibenfenster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß — wie an sich bekannt — Stege (30, 31) als Abstandshalter vorgesehen sind.

4. Mehrfachscheibenfenster nach einem der An-Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die beiden an die Außenräume (37 und 38) grenzenden Scheiben (20, 23) in an sich bekannter Weise einander entgegengesetzt nach außen gewölbt sind.

5 Mehrfachscheibenfenster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch so niedrige Gasdrücke (p_v p₂, P₃) in den Scheibenzwischenräumen (10, 11, 12), daß diese Gasdrücke (p_v p₂,

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P₃) auch bei durch Temperaturschwankungen oder andere Wettereinflüsse hervorgerufenen Änderungen des atmosphärischen Drucks und/oder der Gasdrücke (P₁, p₂, p₃) immer kleiner bleiben als der atmosphärische Druck.

6. Mehrfachscheibenfenster nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme der Gasdrücke auf ein hohes Vakuum erfolgt.

7. Mehrfachscheibenfenster nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (30) zur Versteifung der Fenstergesamtkonstruktion mit ihren Enden (34) im Gebiet des Scheibenaußenumfanges fest eingespannt sind.

8. Mehrfachscheibenfenster nach einem der Ansprüche 3 bis 7 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (30) ein rechteckiges oder quadratisches Gitter bilden.

9. Mehrfachscheibenfenster nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß außenliegende, mit den Scheiben (20, 21, 22, 23) gasdicht verbundene Stege (31) vorgesehen sind.

10. Mehrfachscheibenfenster nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Scheiben (20, 21, 22, 23) befindliche Stege (21 und/oder 30) und die Scheiben (20, 21, 22, 23) aus durchsichtigem oder teilweise durchsichtigem Material bestehen.

11. Mehrfachscheibenfenster nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (32) von Stegen (30, 31) mit einer körperschalldämpfenden und/oder wärmeisolierenden Schicht (33), ζ. Β mit einer elastischen Folie, belegt sind, die insbesondere durchsichtig bzw. teilweise durchsichtig ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 387 655, 397 742.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen