DE202005019973U1

DE202005019973U1 - Abstandshalterprofil für einen Abstandshalterrahmen für eine Isolierscheibeneinheit und Isolierscheibeneinheit

Info

Publication number: DE202005019973U1
Application number: DE202005019973U
Authority: DE
Original assignee: Technoform Caprano and Brunnhofer GmbH and Co KG
Current assignee: Technoform Glass Insulation Holding GmbH
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2015-08-31
Also published as: EP1797271A1; ES2335294T3; PL2116689T5; KR100829974B1; EP2116689B1; EP2116689A2; PL2116689T3; KR20070054237A; EP1797271B1; JP4680998B2; UA83442C2; JP2008512335A; MX2007002759A; WO2006027146A1; US8453415B2; ATE448383T1; CA2579890C; DE602005017649D1; EA200700553A1; US7827760B2

Abstract

Abstandshalterprofil für ein Abstandshalterrahmen, der im Randbereich einer Isolierscheibeneinheit unter Bildung eines Scheibenzwischenraums (53) anzubringen ist, das sich in einer Längsrichtung (Z) erstreckt und in einer Querrichtung (X), die senkrecht zu der Längsrichtung ist, eine erste Breite b1 aufweist, und in einer Höhenrichtung (Y), die senkrecht zu der Längsrichtung (Z) und der Querrichtung (X) ist, eine erste Höhe h1 aufweist und das in Höhenrichtung eine Innenseite (13), die dazu angepasst, ist im montierten Zustand des Abstandshalterrahmens dem Scheibenzwischenraum (53) zugewandt zu sein, aufweist, mit einem Profilkörper (10), der aus einem ersten Material ausgebildet ist und eine Kammer (20) zur Aufnahme von hygroskopischem Material, die in Querrichtung seitlich von Seitenwänden (11, 12) begrenzt wird, in Höhenrichtung eine zweite Höhe h2 aufweist und in Höhenrichtung an der Innenseite nicht diffusionsdicht ausgebildet ist, aufweist, und
einer einstückigen Diffusionsperrfolie (30), die aus einem zweiten Material ausgebildet ist, eine erste Dicke d1 < 0,3...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abstandshalterprofil nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 9 und auf eine Isolierscheibeneinheit mit einem solchen Abstandshalterprofil.
Isolierscheibeneinheiten mit wenigstens zwei Scheiben, die in der Isolierscheibeneinheit in einem Abstand voneinander gehalten werden, sind bekannt. Isolierscheiben sind normalerweise ausgebildet aus anorganischem oder organischem Glas oder aus anderen Materialien wie Plexiglas. Der Abstand der Scheiben wird normalerweise durch einen Abstandshalterrahmen gewährleistet (siehe das Bezugszeichen 50 in 1), der entweder aus mehreren Stücken über Verbinder zusammengesetzt ist, oder der aus einem Stück gebogen (siehe 2) ist, so dass dann nur noch an einer Stelle der Abstandshalterrahmen 50 durch einen Verbinder 54 zu schließen ist.
Bei Isolierscheibeneinheiten, die eine gute Wärmedämmung aufweisen sollen, werden verschiedene Maßnahmen getroffen. Zum einen wird der Scheibenzwischenraum bevorzugt mit einem Füllgas wie beispielsweise Argon, Krypton, Xenon, etc. gefüllt. Natürlich soll dieses Füllgas nicht aus dem Scheibenzwischenraum entweichen, so dass der Scheibenzwischenraum entsprechend abgedichtet sein muss. Umgekehrt soll natürlich auch in der Umgebungsluft enthaltener Stickstoff, Sauerstoff, Wasser, etc. nicht in den Scheibenzwischenraum eintreten. Das Abstandshalterprofil muss diese Diffusion verhindern. Soweit hier von Diffusionsdichtigkeit des Abstandshalterprofils oder der das Abstandshalterprofil bildenden Materialien die Rede ist, sind im folgenden sowohl Dampfdiffusionsdichtigkeit als auch Gasdiffusionsdichtigkeit für die in Rede stehenden Gase gemeint.
Weiterhin spielt zur Erzielung einer geringen Wärmeleitung bei diesen Isolierscheibeneinheiten insbesondere die Wärmeübertragung des Randverbundes, d.h. des Verbundes des Rahmens der Isolierscheibeneinheit, der Scheiben, und des Abstandshalterrahmens, eine sehr große Rolle. Isolierscheibeneinheiten, die eine hohe Wärmedämmung im Randverbund sicherstellen, erfüllen die sogenannten "warm edge"-Bedingungen.
Herkömmlicherweise wurden Abstandshalterprofile aus Metall hergestellt. Solche aus Metall bestehenden Abstandshalterprofile können die sogenannten "warm edge"-Bedingungen nicht erfüllen. Zur Verbesserung solcher Abstandshalterprofile aus Metall wurde das Vorsehen von Kunststoff auf den Abstandshalterprofilen aus Metall vorgeschlagen, wie es z.B. in der US 4,222,213 oder der DE 102 26 268 A1 beschrieben ist.
Ein Abstandshalter, der ausschließlich aus Kunststoff mit einem niedrigen Wärmeleitwert besteht, würde zwar die sogenannten "warm edge"-Bedingungen erfüllen, aber die Anforderungen an die Diffusionsdichtigkeit und die Festigkeit wären sehr schwierig zu erfüllen.
Andere Lösungen sehen Abstandshalterprofile aus Kunststoff vor, die mit einer Metallfolie als Diffusionssperre und Verstärkungsschicht versehen sind, wie sie z.B. in der EP 0 953 715 A2 (Familienmitglied US 6,192,652 ) oder der EP 1 017 923 A1 (Familienmitglied US 6,339,909 ) gezeigt sind.
Solche Komposit-Abstandshalterprofile verwenden einen Profilkörper aus Kunststoff mit einer Metallfolie, die zur Erfüllung der "warm edge"-Bedingungen möglichst dünn sein sollte, aber zur Gewährleistung der Diffusionsdichtigkeit und Festigkeit eine gewisse Mindestdicke aufweisen sollte.
Da das Metall ein wesentlich besserer Wärmeleiter als der Kunststoff ist, wurde z.B. versucht den Weg für die Wärmeleitung durch das Metall so lang wie möglich zu gestalten (siehe die EP 1 017 923 A1 ).
Zur Verbesserung der Gasdichtigkeit ist es zu bevorzugen, dass der Abstandshalterrahmen einstückig aus dem Abstandshalterprofil gebogen wird, möglichst durch Kaltbiegen (bei ungefähr Raumtemperatur von 20°C), damit nur eine die Diffusionsdichtigkeit potentiell verschlechternde Stelle, an der ein Verbinder anzubringen ist, vorhanden ist.
Bei dem Biegen, insbesondere beim Kaltbiegen, gibt es das Problem der Faltenbildung an den Biegungen (siehe 3c). Der Vorteil des Kaltbiegens ist, wie bereits erwähnt, die bessere Diffusionsdichtigkeit und die damit erhöhte Lebensdauer der Isolierscheibeneinheit.
Bei der aus der EP 1 017 923 A1 bekannten Lösung ist das Problem der Faltenbildung gut gelöst, aber der für das Trocknungsmittel zur Verfügung stehende Raum in der Kammer ist insbesondere bei kleinen Scheibenabständen < 12 mm, insbesondere bei 6, 8 oder 10 mm nicht zufriedenstellend. Bei anderen Lösungen, wie sie z.B. in 1 der EP 0 953 715 A2 dargestellt sind, besteht insbesondere auch das Problem der Faltenbildung in den Biegungen. Bei beiden Lösungen besteht außerdem das Problem des erheblichen Durchhangs, wenn die Abstandshalterprofile in einen großen Rahmen eingesetzt werden sollen (siehe 3a und b).
Aus der EP 0 601 488 A2 (Familienmitglied US 5,460,862 ) ist ein Komposit-Abstandshalterprofil bekannt, bei dem an der Seite, die im montierten Zustand dem Scheibenzwischenraum zugewandt ist, in dem Kunststoff eine Versteifungseinlage eingebettet ist.
Ein Abstandshalterprofil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 9 ist aus der EP 1 017 923 A1 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abstandshalterprofil, das die "warm edge"-Bedingungen erfüllt und das Problem der Faltenbildung bei möglichst großem Volumen der Kammer für das Trocknungsmittel mindert, und eine Isolierscheibeneinheit mit einem solchen Abstandshalterprofil anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Abstandshalterprofil nach Anspruch 1 oder 9 bzw. eine Isolierscheibeneinheit nach Anspruch 21.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Mit dem Abstandshalterprofil lässt sich auch der Durchhang bei der Verwendung des Abstandshalterprofils für große Rahmen signifikant vermindern.
Bei dem Abstandshalterprofil ist ein sogenannter Verlängerungsabschnitt der Diffusionssperrfolie ausgebildet, der so nah wie möglich an der Seite des Abstandshalterprofils ausgebildet ist, die im montierten Zustand dem Scheibenzwischenraum zugewandt ist. Durch gebogene und/ oder gefaltete Anordnung des Verlängerungsabschnittes lässt sich die Länge (im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung) des Verlängerungsabschnittes und damit die in diesen Abschnitt oder Bereich des Abstandshalterprofils zusätzlich gebrachte Masse der Diffusionssperrfolie signifikant erhöhen. Dadurch erfolgt eine Verschiebung der Biegelinie, die wiederum in einer Reduzierung der Faltenbildung resultiert. Weiterhin wird der Durchhang erheblich reduziert.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
1 in a und b) je eine perspektivische Querschnittsansicht der Anordnung der Scheiben in einer Isolierscheibeneinheit mit dazwischen angeordnetem Abstandshalterprofil, Klebematerial und Dichtmaterial;
2 eine Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten, eines aus einem Abstandshalterprofil gebogenem Abstandshalterrahmens im idealen Zustand;
3 in a) eine Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten, eines aus einem Abstandshalterprofil gebogenem Abstandshalterrahmens im realen Zustand mit einem möglichen Durchhang zwischen gedachten Auflagern an der oberen Strebe, in b) eine gedachte Versuchsanordnung, und in c) die Faltenbildung an einer Biegung;
4 eine Querschnittsansicht eines Abstandshalterprofils nach einer ersten Ausführungsform, in a) in einer W-Konfiguration und in b) in einer U-Konfiguration;
5 eine Querschnittsansicht eines Abstandshalterprofils nach einer zweiten Ausführungsform, in a) in einer W-Konfiguration und in b) in einer U-Konfiguration;
6 eine Querschnittsansicht eines Abstandshalterprofils nach einer dritten Ausführungsform, in a) in einer W-Konfiguration, in b) in einer U-Konfiguration, in c) eine vergrößerte Ansicht des in a) von einem Kreis umgebenen Abschnitts, und in d) eine vergrößerte Ansicht des in b) von einem Kreis umgebenen Abschnitts;
7 eine Querschnittsansicht eines Abstandshalterprofils nach einer vierten Ausführungsform, in a) in einer W-Konfiguration und in b) in einer U-Konfiguration;
8 eine Querschnittsansicht eines Abstandshalterprofils nach einer fünften Ausführungsform, in a) in einer W-Konfiguration und in b) in einer U-Konfiguration;
9 eine Querschnittsansicht eines Abstandshalterprofils nach einer sechsten Ausführungsform, in a) in einer W-Konfiguration und in b) in einer U-Konfiguration;
10 eine Querschnittsansicht eines Abstandshalterprofils nach einem Vergleichsbeispiel ohne profilierten Verlängerungsabschnitt, in a) in einer W-Konfiguration, in b) in einer U-Konfiguration, und in c) eine Tabelle mit Werten für die Abstandshalterprofile nach den 4–10 in einer Versuchsanordnung nach 3;
11 eine Querschnittsansicht eines Abstandshalterprofils nach einer siebten Ausführungsform, in a) in einer W-Konfiguration, und in b) in einer U-Konfiguration; und
12 eine Tabelle mit einer Bewertung des Faltenbildungsverhaltens der Abstandshalterprofile aus den 4–11.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Gleiche Merkmale sind in allen Figuren durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in allen Figuren sind aus Gründen der Übersichtlichkeit alle Bezugszeichen eingesetzt. Das in 1, zwischen 5 und 6 und zwischen 8 und 9 gezeigte Bezugssystem hat in allen Figuren und der Beschreibung und den Ansprüchen Gültigkeit. Die Längsrichtung enspricht der Richtung Z, die Querrichtung entspricht der Richtung X und die Höhenrichtung entspricht der Richtung Y.
In den 1, 4–9 und 11 ist in a) jeweils eine sogenannte W-Konfiguration des Abstandshalterprofils gezeigt, und in b) ist jeweils eine sogenannte U-Konfiguration des Abstandshalterprofils gezeigt.
Es wird nun unter Bezugnahme auf die 4a) und b) ein Abstandshalterprofil nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Das Abstandshalterprofil ist in den 4a) und b) im Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung, d.h. in einem Schnitt in der X-Y-Ebene, gezeigt und erstreckt sich mit diesem gleichbleibenden Querschnitt in der Längsrichtung. Das Abstandshalterprofil weist in Höhenrichtung Y eine Höhe h1 auf und besteht aus einem Profilkörper 10, der aus einem ersten Material ausgebildet ist. Das erste Material ist ein elastisch-plastisch verformbares, schlecht wärmeleitendes Material. Elastisch-plastisch verformbar bedeutet hier, dass bei dem Material nach einem Biegeprozess elastische Rückstellkräfte wirksam sind, wie es typischerweise für Kunststoffe der Fall ist, dass aber ein Teil der Biegung über eine plastische, nicht reversible Verformung erfolgt. Schlecht wärmeleitend bedeutet hier, dass der Wärmeleitwert λ kleiner oder gleich 0,3 W/(mK) ist. Das erste Material ist vorzugsweise ein Kunststoff, vorzugsweise Polyolefin und noch bevorzugter Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyamid oder Polycarbonat. Ein Beispiel für ein solches Polypropylen ist Novolen 1040K. Das erste Material hat bevorzugt ein E-Modul kleiner oder gleich 2200 N/mm² und einen Wärmeleitwert λ kleiner oder gleich 0,3 W/(mK), bevorzugt kleiner oder gleich 0,2 W/(mK).
Der Profilkörper 10 ist stoffschlüssig mit einer einstückigen Diffusionssperrfolie 30 verbunden. Die Diffusionssperrfolie 30 ist aus einem zweiten Material ausgebildet. Das zweite Material ist ein plastisch verformbares Material. Plastisch verformbar bedeutet hier, dass nach der Verformung praktisch keine elastischen Rückstellkräfte wirken. Dieses ist typischerweise zum Beispiel beim Biegen von Metallen über deren Streckgrenze hinaus der Fall. Vorzugsweise ist das zweite Material ein Metall, bevorzugt Edelstahl oder ein Stahl mit einem Korrosionsschutz aus Zinn (wie Weißblech) oder Zink, gegebenenfalls mit einer Chrombeschichtung oder Chromatbeschichtung. Stoffschlüssig verbunden bedeutet hier, dass der Profilkörper 10 und die Diffusionssperrfolie 30, beispielsweise durch Koextrudieren des Profilkörpers mit der Diffusionssperrfolie, gegebenenfalls mit der Verwendung von Haftvermittlern, dauerhaft miteinander verbunden werden. Bevorzugt ist, dass die Festigkeit dieses stoffschlüssigen Verbundes so groß ist, dass sich die Materialien im Schälversuch (z.B. nach DIN 53282) nicht trennen lassen.
Weiterhin wirkt die Diffusionssperrfolie zusätzlich auch als Verstärkungselement. Ihre Dicke (Materialstärke) d1 ist bevorzugt kleiner oder gleich 0,30 mm, bevorzugter kleiner oder gleich 0,20 mm, noch bevorzugter kleiner oder gleich 0,15 mm, noch bevorzugter kleiner oder gleich 0,12 mm, und noch bevorzugter kleiner oder gleich 0,10 mm, wobei die Dicke d1 bevorzugt größer oder gleich 0,10 mm, bevorzugt größer oder gleich 0,08 mm, noch bevorzugter größer oder gleich 0,05 mm, und noch bevorzugter größer oder gleich 0,03 mm ist. Die Maximaldicke ist entsprechend der gewünschten Wärmeleitwerte zu wählen. Je dünner die Folie ist, desto besser werden die sogenannten "warm edge"-Bedingungen erfüllt. Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen werden Dicken im Bereich von 0,05 mm–0,13 mm bevorzugt.
Das bevorzugte Material für die Diffusionssperrfolie ist Stahl bzw. Edelstahl mit einem Wärmeleitwert von λ < 50 W/(mK), bevorzugter < 25 W/(mK) und noch bevorzugter 15 < W/(mK). Das E-Modul des zweiten Materials liegt bevorzugt im Bereich von 170–240 kN/mm², bevorzugt bei ca. 210 kN/mm². Die Bruchdehnung des zweiten Material ist bevorzugt größer oder gleich 15 %, noch bevorzugter größer oder gleich 20 %. Ein Beispiel für Edelstahlfolie ist eine Stahlfolie 1.4301 oder 1.4016 nach DIN EN 10 08812 mit einer Stärke von 0,05 mm und ein Beispiel für eine Weißblechfolie ist eine Folie aus Antralyt E2, 8/2, 8T57 mit einer Dicke von 0,125 mm.
Weitere Details der zu verwendenden Materialien sind ausführlich in der gattungsbildenden EP 1 017 923 A1/B1 beschrieben.
Der Profilkörper 10 weist eine Innenwand 13 und eine Außenwand 14 in einem Abstand h2 in Höhenrichtung Y und zwei in Querrichtung X beabstandete Seitenwände 11, 12, die sich im wesentlichen in Höhenrichtung Y erstrecken, auf. Die Seitenwände 11, 12 sind durch die Innenwand 13 und die Außenwand 14 so verbunden, dass eine Kammer 20 zur Aufnahme von hygroskopischem Material gebildet wird, die im Querschnitt nach allen Seiten durch die Wände 11–14 des Profilkörpers begrenzt wird. Die Kammer weist eine Höhe h2 in Höhenrichtung Y auf. Die Seitenwände 11, 12 sind als Anlagestege zur Anlage an den Innenseiten der Scheiben ausgebildet, über die das Abstandshalterprofil mit den Innenseiten der Scheiben verklebt wird (siehe 1). Die Innenwand 13 wird Innenwand genannt, da sie im montierten Zustand des Abstandshalterprofils nach innen zu dem Scheibenzwischenraum gewandt ist. Diese dem Scheibenzwischenraum zugewandte Seite des Abstandshalterprofils wird nachfolgend als die Innenseite in Höhenrichtung des Abstandshalterprofils bezeichnet. Die in der Höhenrichtung Y auf der entgegengesetzten Seite der Kammer angeordnete Außenwand 14 ist dem Scheibenzwischenraum im montierten Zustand abgewandt und wird daher Außenwand genannt. Bei der in 4a) gezeigten W-Konfiguration weisen die Seitenwände 11, 12 jeweils einen, von außerhalb der Kammer 20 betrachtet, konkaven Abschnitt auf, der den Übergang von der Außenwand 14 zu der entsprechenden Seitenwand 11, 12 bildet. Diese Ausbildung führt zu einer Verlängerung des Wärmeleitungspfads durch die Metallfolie gegenüber der in 4b) gezeigten U-Konfiguration bei gleicher Höhe h1 und Breite b1 der beiden Konfigurationen. Dafür wird das Volumen der Kammer 20, bei gleicher Breite b1 und Höhe h1, leicht reduziert.
In der Innenwand 13 sind Öffungen 15 ausgebildet, so dass unabhängig von der Wahl des Materials für den Profilkörper die Innenwand 11 nicht diffusionsdicht ausgebildet ist. Die nicht diffusionsdichte Ausbildung könnte auch durch die Wahl des Materials für den gesamten Profilkörper und/oder die Innenwand geschehen, das eine entsprechende Diffusion auch ohne die Ausbildung der Öffnungen 15 erlaubt. Bevorzugt ist aber die Ausbildung der Öffungen 15. Damit wird im montierten Zustand ein Feuchtigkeitsaustausch zwischen dem Scheibenzwischenraum und dem hygroskopischen Material in der Kammer 20 sichergestellt (siehe auch 1). Die Diffusionssperrfolie 30 ist auf den der Kammer 20 abgewandten Außenseiten der Außenwand 14 und der Seitenwände 11, 12 ausgebildet. Die Folie erstreckt sich auf den Seitenwänden in Höhenrichtung Y bis zur Höhe h2 der Kammer 20. Daran anschließend weist die einstückige Diffusionssperrfolie 30 profilierte Verlängerungsabschnitte 31, 32 mit je einem Profil 31a, 32a auf. Profil bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Verlängerungsabschnitt nicht ausschließlich eine lineare Verlängerung der Diffusionssperrfolie 30 ist, sondern dass, in der zweidimensionalen Darstellung des Querschnitts in der X-Y-Ebene, ein zweidimensionales Profil ausgebildet ist, das zum Beispiel durch eine oder mehrere Biegungen und/oder Kanten in dem Verlängerungsabschnitt 31, 32 gebildet wird. Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform weist das Profil 31a, 32a eine Biegung (90°) und einen darin anschließenden (geraden) Abschnitt (Flansch), der sich in der Querrichtung X vom Außenrand der entsprechenden Seitenwand 11, 12 über eine Länge l1 nach innen erstreckt.
Für die stoffschlüssige Verbindung des Profilkörpers 10 und der Diffusionssperrfolie 30 muss wenigstens eine Seite der Diffusionssperrfolie stoffschlüssig mit dem Profilkörper verbunden sein. Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform ist der größte Teil des Verlängerungsabschnittes vollständig von dem Material des Profilkörpers umschlossen. Der Verlängerungsabschnitt soll so nahe wie möglich an der Innenseite des Abstandshalterprofils liegen. Andererseits soll, aus ästhetischen Gründen, in der Regel die Diffusionssperrfolie nicht durch die Scheiben der Isolierscheibeneinheit erkennbar sein, so dass sie zur Innenseite durch das Material des Profilkörpers abgedeckt sein soll. Eine Ausführungsform, bei der das nicht der Fall ist, wird später unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der Verlängerungsabschnitt möglichst nah an der Innenseite liegen soll. Darum sollte der Bereich des Profilkörpers (Aufnahmebereich), in dem sich der Verlängerungsabschnitt befindet (aufgenommen ist), in Höhenrichtung deutlich oberhalb der Mittellinie des Profils liegen. Das bedeutet, dass sich die Ausdehnung des Aufnahmebereiches von der Innenseite des Abstandshalterprofils in Y-Richtung über nicht mehr als 40% der Höhe des Abstandshalterprofils erstrecken sollte. In anderen Worten, der Aufnahmebereich 16, 17 weist eine Höhe h3 in Höhenrichtung auf und die Höhe h3 sollte kleiner oder gleich 0,4 h1 sein, bevorzugt kleiner oder gleich 0,3 h1, noch bevorzugter kleiner oder gleich 0,2 h1 und noch bevorzugter kleiner oder gleich 0,1 h1. Vorteilhaft ist, wenn die Masse des Verlängerungsabschnittes 10 % der Masse des übrigen Teils der Diffusionssperrfolie, der oberhalb der Mittellinie des Abstandshalterprofils in Höhenrichtung befindlich ist, bevorzugt 20 %, noch bevorzugter 50 % und noch bevorzugter 100 % aufweist.
Alle Angaben zu der ersten Ausführungsform gelten auch für alle anderen beschriebenen Ausführungsformen, außer wenn ausdrücklich ein Unterschied beschrieben wird oder in den Figuren gezeigt ist.
In den 5a) und b) ist ein Abstandshalterprofil nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt in der X-Y-Ebene gezeigt.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Verlängerungsabschnitte 31, 32 fast doppelt so lang wie bei der ersten Ausführungsform sind, wobei die Erstreckungslänge l1 gleich bleibt. Das wird dadurch erreicht, dass die Profile 31b, 32b eine zweite Biegung (180°) aufweisen, und dass sich der Abschnitt des Verlängerungsabschnittes, der an die zweite Biegung anschließt, ebenfalls in Querrichtung X, aber nun nach außen erstreckt. Damit wird eine wesentlich größere Länge des Verlängerungsabschnittes sichergestellt, wobei die möglichst große Nähe zur Innenseite des Abstandshalterprofils beibehalten wird. Zusätzlich wird ein Teil des Materials des Profilkörpers dreiseitig von den Profilen 31b, 32b umschlossen. Diese Umschließung führt dazu, dass das umschlossene Material bei einem Biegevorgang mit Stauchung als ein im wesentlichen nicht kompressibles Volumenelement wirkt.
Unter Bezugnahme auf die 6a) und b) wird ein Abstandshalterprofil nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei in den 6c) und d) die in a) bzw. b) von einem Kreis umgebenen Bereiche vergrößert dargestellt sind. Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform verläuft die Diffusionssperrfolie 30 inklusive der Verlängerungsabschnitte 31, 32 vollständig an der Außenseite des Profilkörpers 10. Die Verlängerungsabschnitte 31, 32 und deren Profile 31c, 32c sind somit im montierten Zustand an der Innenseite (die dem Scheibenzwischenraum zugewandte "Außenseite") sichtbar, da sie an der Innenseite nicht vom Material des Profilkörpers überdeckt werden sondern freigelegt sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Verlängerungsabschnitt so nah wie irgend möglich an der Innenseite angeordnet. Die in 6 gezeigte Ausführungsformen könnte z.B. dadurch modifiziert werden, dass der Verlängerungsabschnitt 31, 32 verlängert und nach Art der in 5 (oder auch in 7–9) gezeigten Ausführungsform nach innen in den Aufnahmebereich 16, 17 läuft. Die in den 6c) und d) gezeigte Höhe h3 würde dann natürlich entsprechend größer werden.
In den 7a) und b) sind Querschnittsansichten eines Abstandshalterprofils nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Biegung keine 90°-Biegung sondern eine 180°-Biegung ist, so dass der an die Biegung anschließende Teil des Verlängerungsabschnittes bei den Profilen 31d, 32d sich nicht in Querrichtung X sondern in Höhenrichtung Y erstreckt. Dafür wird die dreiseitige Umschließung eines Teils des Materials des Profilkörpers in den Aufnahmebereichen 16, 17 erreicht, obwohl nur eine Biegung vorhanden ist, so dass wiederum bei einem Biegen des Abstandshalterprofils mit Stauchung ein im wesentlichen nicht kompressibel wirkendes Volumenelement vorhanden ist.
In den 8a) und b) sind Querschnittsansichten eines Abstandshalterprofils nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform lediglich dadurch, dass der Krümmungsradius der Biegung der Profile 31e, 32e kleiner als bei der vierten Ausführungsform ist.
In den 9a) und b) sind Querschnittsansichten eines Abstandshalterprofils nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von den ersten bis fünften Ausführungsformen, die in den 4–8 gezeigt sind, dadurch, dass die Profile 31f, 32f zuerst eine Biegung um ungefähr 45° nach innen, danach eine Biegung um ungefähr 45° in entgegengesetzter Richtung und dann eine 180°-Biegung mit dem entsprechendem dreiseitigen Einschluss eines Teils des Materials des Profilkörpers aufweist.
In den 10a) und b) sind Vergleichsbeispiele von Abstandshalterprofilen mit der W-Konfiguration und der U-Konfiguration gezeigt, die keinen profilierten Verlängerungsabschnitt aufweisen. In c) ist eine Tabelle mit Messwerten für eine Versuchsanordnung nach 3b) gezeigt. In der Versuchsanordnung aus 3b) liegt ein Abstandshalterprofil, frei auf zwei Auflagern im Abstand L auf, wobei der Durchhang D gegenüber einem idealen, nicht durchhängenden Profil (d.h. einer geraden Linie zwischen den Auflagepunkten) gemessen wird. Für die in der Tabelle in 10c) angegebenen Daten ist L = 2000 mm, b1 = 15,3 mm, h1 für die W-Konfiguration = 7 mm und b1 = 13,3 mm, h1 für die U-Konfiguration = 8,4 mm. Für alle Ausführungen der Profile wurden die gleichen Materialien, Materialstärken, Wandstärken, etc. zugrunde gelegt. Die Daten beruhen teilsweise auf Messungen und teilsweise auf Berechnungen.
Die Verringerung des Durchhangs bei allen Ausführungsformen, die in den 4–9 gezeigt sind, ist verglichen mit den Abstandshalterprofilen aus 10 offensichtlich und beträgt wenigstens 20%.
In den 11a) und b) sind Querschnittsansichten eines Abstandshalterprofils nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der sechsten Ausführungsform dadurch, dass in den Profilen 31g und 32g keine 180°-Biegung vorgesehen ist.
Zusätzlich wurde festgestellt, dass die Faltenbildung in den Biegungen, wie sie in 3c) schematisch dargestellt ist, bei allen Ausführungsformen, die in den 4–9 und 11 gezeigt sind, signifikant gegenüber den Vergleichsbeispielen aus 10 reduziert wurde, d.h. dass die Zahl der Falten und/oder die Länge der Falten reduziert wurde. Das Faltenbildungsverhalten der Abstandshalterprofile, das über die Zahl der Falten und/oder die Länge der Falten bewertet wurde, ist in der Tabelle in 12 dargestellt.
Weitere Modifikationen der Profile der Verlängerungsabschnitte 31, 32 sind natürlich denkbar, zum Beispiel das Vorsehen von weiteren Biegungen, eine größere Erstreckung in X-Richtung etc.
Die signifikante Verringerung der Faltenbildung an den Biegungen führt dazu, dass eine bessere Verklebung und Abdichtung mit den Scheibeninnenseiten erzielt werden kann. Die Verringerung des Durchhangs führt dazu, dass insbesondere bei großen Abstandshalterrahmen, d.h. bei großen Fensterbreiten, weniger Aufwand zur Fixierung der Abstandshalterprofile zur Verhinderung eines sichtbaren Durchhangs betrieben werden muss. Ein Abstandshalterrahmen aus einem Abstandshalterprofil nach einer der Ausführungsformen der Erfindung führt also dazu, dass der letzlichst erhaltene Rahmen näher an der Idealform, die in 2 gezeigt ist, als an der weniger idealen Form, die in 3a) gezeigt ist, liegt. Der Abstandshalterrahmen, ob er einstückig durch Biegen, bevorzugt Kaltbiegen, hergestellt ist, oder ob er aus mehreren geraden Einzelstücken über Eckverbinder hergestellt ist, wird in einer Isolierscheibeneinheit, zum Beispiel in der in 1 gezeigten Form, verwendet. In 1 sind die Verlängerungsabschnitte nicht dargestellt. Wie in 1 gezeigt ist, werden die als Anlagestege ausgebildeten Seitenwände 11, 12 durch ein Klebematerial (Primärdichtstoff) 61, zum Beispiel ein Butyldichtstoff auf der Basis von Polyisobutylen, mit den Scheibeninnenseiten der Scheiben 51, 52 verklebt. Der Scheibenzwischenraum 53 wird somit von beiden Scheiben 51, 52 und dem Abstandshalterprofil 50 begrenzt. Die Innenseite des Abstandshalterprofils 50 ist dem Scheibenzwischenraum 53 zugewandt. Auf der in Höhenrichtung Y dem Scheibenzwischenraum 53 ab gewandten Seite wird in dem verbleibenden lichten Raum zwischen den Scheibeninnenseiten ein mechanisch stabilisierendes Dichtmaterial (Sekundärdichtstoff), zum Beispiel auf Polysulfid-, Polyurethan- oder Silikonbasis, zur Füllung des lichten Raumes eingebracht. Dieses Dichtmaterial schützt auch die Diffusionssperrschicht vor mechanischen oder anderen Einflüssen.
Wie bereits zuvor erwähnt wurde, wird die Diffusionssperrfolie 30 mit dem Profilkörper 10 durch Koextrudieren in stoffschlüssigen Kontakt gebracht. Bei den in 4, 5, 7–9 und 11 gezeigten Ausführungsformen kommt dabei nicht nur eine Seite der durch eine Metallfolie ausgebildeten Diffusionssperrfolie in Kontakt mit dem Material, bevorzugt Kunststoff, des Profilkörpers. Insbesondere bei der Verwendung von Kunststoff und Metall ist der stoffschlüssige Verbund, d.h. die Haftung, zwischen dem Metall und dem Kunststoff geeigneter Weise durch einen auf die Metallfolie aufzubringenden Haftvermittler sicherzustellen.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.

Claims

Abstandshalterprofil für ein Abstandshalterrahmen, der im Randbereich einer Isolierscheibeneinheit unter Bildung eines Scheibenzwischenraums (53) anzubringen ist, das sich in einer Längsrichtung (Z) erstreckt und in einer Querrichtung (X), die senkrecht zu der Längsrichtung ist, eine erste Breite b1 aufweist, und in einer Höhenrichtung (Y), die senkrecht zu der Längsrichtung (Z) und der Querrichtung (X) ist, eine erste Höhe h1 aufweist und das in Höhenrichtung eine Innenseite (13), die dazu angepasst, ist im montierten Zustand des Abstandshalterrahmens dem Scheibenzwischenraum (53) zugewandt zu sein, aufweist, mit einem Profilkörper (10), der aus einem ersten Material ausgebildet ist und eine Kammer (20) zur Aufnahme von hygroskopischem Material, die in Querrichtung seitlich von Seitenwänden (11, 12) begrenzt wird, in Höhenrichtung eine zweite Höhe h2 aufweist und in Höhenrichtung an der Innenseite nicht diffusionsdicht ausgebildet ist, aufweist, und einer einstückigen Diffusionsperrfolie (30), die aus einem zweiten Material ausgebildet ist, eine erste Dicke d1 < 0,3 mm aufweist, und stoffschlüssig so mit dem Profilkörper (10) verbunden ist, dass sie sich auf der Seite der Kammer, die der Innenseite abgewandt ist, über die erste Dicke erstreckt und daran anschließend in Höhenrichtung im wesentlichen bis zur Höhe der Kammer erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionssperrfolie (30), im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung gesehen, an wenigstens einem ihrer Seitenränder einen profilierten Verlängerungsabschnitt (31a–g, 32a–g) aufweist, dessen Profil (31a–g, 32a–g) sich vollständig in einem Aufnahmebereich (16, 17) befindet, der in Höhenrichtung an die Innenseite des Abstandshalterprofils angrenzt und sich in Höhenrichtung von der Innenseite (13) weg in der dem Scheibenzwischenraum (53) abgewandten Richtung erstreckt und eine dritte Höhe h3 aufweist, die kleiner oder gleich 0,4 h1 ist.
Abstandshalterprofil nach Anspruch 1, bei dem die Diffusionssperrfolie (30) an beiden Seitenrändern je einen profilierten Verlängerungsabschnitt (31, 32) aufweist.
Abstandshalterprofil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die dritte Höhe h3 kleiner oder gleich 0,3 h1, bevorzugt kleiner oder gleich 0,2 h1, noch bevorzugter kleiner oder gleich 0,1 h1 ist.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Profil (31a–g, 32a–g) des Verlängerungsabschnitts (31, 32) eine oder mehrere Biegung(en) aufweist.
Abstandshalterprofil nach Anspruch 4, bei dem die eine oder mehrere Biegung(en) so ausgebildet ist/sind, dass sich der/die an die Biegung(en) anschließende(n) Abschnitt(e) des Verlängerungsabschnitts der Querrichtung (X) erstreckt/erstrecken.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Diffusionssperrfolie (30) entlang wenigstens einer der Seitenwände (11, 12) an deren der Kammer (20) abgewandter Außenseite in Höhenrichtung (Y) erstreckt und sich der Verlängerungsabschnitt (31, 32) von der Außenseite der entsprechenden Seitenwand (11, 12) nach innen in Querrichtung (X) über eine erste Länge l1 erstreckt.
Abstandshalterprofil nach Anspruch 6, bei dem die entsprechende Seitenwand (11, 12) als Anlagesteg ausgebildet ist.
Abstandshalterprofil nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die erste Länge l1 kleiner oder gleich 0,1 b1, bevorzugter kleiner oder gleich 0,2 b1 noch bevorzugter kleiner oder gleich 0,3 b1 ist.
Abstandshalterprofil für einen Abstandshalterrahmen, der im Randbereich einer Isolierscheibeneinheit unter Bildung eines Scheibenzwischenraums (53) anzubringen ist, mit einem Profilkörper (10) aus Kunststoff, der eine oder mehrere Kammern (20) zur Aufnahme von hygroskopischem Material aufweist, und einer Metallfolie (30), die den Profilkörper (10) dreiseitig derartig umschließt, dass im gebogenen und/oder montierten Zustand des Abstandshalterprofils die nicht umschlossene Innenseite des Profilkörpers zum Scheibenzwischenraum (53) zeigt, wobei die nicht umschlossene Innenseite des Profilkörpers Öffnungen (15) zum Feuchtigkeitsaustausch von in der/den Kammer(n) (20) aufgenommenem Trocknungsmittel und dem Scheibenzwischenraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (30) an den zum Scheibenzwischenraum zeigenden Enden ein Profil (31a–g, 32a–g) mit wenigstens einer Kante oder Biegung aufweist.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Profil (31c, 32c) einen an eine Biegung anschließenden Abschnitt aufweist, der auf der Innenseite freiliegend ist.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Profil (31a, b, d–g, 32a, b, d–g) vollständig von dem Profilkörper (10) umschlossen ist.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die nicht diffusionsdicht ausgebildete Seite der Kammer (20) durch eine Innenwand (13) des Profilkörpers (10) gebildet wird.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Material ein Kunststoff ist, vorzugsweise Polyolefin und noch bevorzugter Polypropylen.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Material ein E-Modul kleiner oder gleich 2200N/mm² und einen Wärmeleitwert λ kleiner oder gleich 0,3 W/(mK), bevorzugt kleiner oder gleich 0,2 W/(mK) aufweist.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das zweite Material ein Metall ist, vorzugsweise Edelstahl oder ein Stahl mit einem Korrosionsschutz aus Zinn (Weißblech) oder Zink.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das zweite Material ein E-Modul im Bereich von 170–240 kN/mm², bevorzugt ca. 210 N/mm², einen Wärmeleitwert λ kleiner oder gleich 50 W/(mK), bevorzugt kleiner oder gleich 25 W/(mK), noch bevorzugter kleiner oder gleich 15 W/(mK), und eine Bruchdehnung größer oder gleich 15 %, bevorzugt größer oder gleich 20 % aufweist.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Dicke d1 der Diffusionssperrfolie/Metallfolie (30) größer oder gleich 0,10 mm, bevorzugt größer oder gleich 0,08 mm, bevorzugt größer oder gleich 0,05 mm und noch bevorzugter größer oder gleich 0,03 mm ist.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Dicke d1 der Diffusionssperrfolie/Metallfolie (30) kleiner oder gleich 0,20 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 0,15 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 0,12 mm und noch bevorzugter kleiner oder gleich 0,10 mm ist.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Profil (31b, d, e, f; 32b, d, e, f) des Verlängerungsabschnittes (31, 32) einen Abschnitt des Profilkörpers (10) dreiseitig einschließt.
Abstandshalterprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste und das zweite Material so gewählt sind, dass das Abstandshalterprofil kaltbiegbar ist.
Isolierscheibeneinheit mit mindestens zwei Scheiben (51, 52), die einander mit einem Abstand zur Bildung eines Scheibenzwischenraums (53) dazwischen gegenüberliegen, und einem Abstandshalterrahmen (50), der aus einem Abstandshalterprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist, der den Scheibenzwischenraum begrenzt, bei dem die Anlegestege des Abstandshalterprofils im Wesentlichen über ihre gesamte Länge und Höhe mit der ihnen zugewandten Scheibeninnenseite mit einem diffusionsdichten Klebematerial (61) verklebt sind und bei dem der verbleibende lichte Raum zwischen den Scheibeninnenseiten auf der dem Scheibenzwischenraum (53) abgewandten Seite des Abstandshalterrahmens (50) und des Klebematerials (61) mit einem mechanisch stabilisierendem Dichtmaterial (62) gefüllt ist.