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Die
Erfindung betrifft ein Flachglaselement sowie ein Flächenheizelement.
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Flachglaselemente
sind z. B. bekannt als Verbundsicherheitsgläser, bei denen zwei Glasscheiben über eine
Polyvenylbutyral(PVB)-Folie verbunden sind. Ein derartiges Flachglaselement
ist nicht für die
Verwendung bei höheren
Temperaturen geeignet, da PVB nicht temperaturbeständig ist.
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Flächenheizelemente
sind bei elektrischen Fußbodenheizungen
mit mäanderförmigen Heizdrähten bekannt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Flachglaselement zu schaffen, welches
auch höheren
Temperaturen standhält
und Eigenschaften eines Sicherheitsglases aufweist. Eine weitere
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kompaktes und einfach aufgebautes Flächenheizelement
zu schaffen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch ein Flachglaselement mit einer
Glasscheibe gelöst,
wobei die Glasscheibe auf einer ihrer beiden Außenoberflächen vollflächig mit wenigstens einer auf
die Außenoberfläche aufvulkanisierten
Silikonschicht bedeckt ist. Durch die aufvulkanisierte Silikonschicht wird
die Widerstandskraft des Glases gegen Druck, Stoß und Schlag erhöht, und
bei Glasbruch werden die Splitter durch die Silikonschicht zusammengehalten
und können
so keine Verletzungen verursachen. Da Silikon eine hohe Temperaturbeständigkeit
besitzt, kann das Flachglaselement auch bei erhöhten Temperaturen verwendet
werden.
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Unter
einer vollflächen
Beschichtung wird eine Beschichtung verstanden, die über eine
zusammenhängende
Fläche,
vorzugsweise einwärts
eines Randbereichs der Scheibe, mindestens 90% der Oberfläche bedeckt.
Unter der Außenoberfläche der Glasscheibe
wird die Oberfläche
der Ober- oder Unterseite der Glasscheibe verstanden, an der ferner keine
weitere Glasscheibe angebracht ist, in Abgrenzung zu den aneinander
liegenden Innenoberflächen von
Verbundglasscheiben und in Abgrenzung zu den randseitigen Stirnflächen.
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Insbesondere
ist der Silikon beschichtete Abschnitt lückenlos beschichtet, d. h.
ohne einen von Silikon ausgenommenen Bereich, sozusagen einer inselartigen
Aussparung von Silikon, versehen.
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Vorzugsweise
ist die Glasscheibe ein Einscheibensicherheitsglas (ESG). Das Flachglaselement
weist somit eine erhöhte
Beständigkeit
gegen Temperaturwechsel sowie eine erhöhte Biege-, Schlag- und Stoßfestigkeit
auf.
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Die
Glasscheibe kann ein Borosilikatglas sein. Borosilikatglas weist
eine hohe Temperaturbeständigkeit
und einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten
auf.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die Glasscheibe gefärbt
oder weist eine keramische Farbbeschichtung auf der der Silikonschicht
zugewandten Außenoberfläche auf.
Auf diese Weise kann das Flachglaselement in verschiedenen Farben gefertigt
werden, wobei insbesondere bei der keramischen Farbbeschichtung
auch mehrfarbige Muster möglich
sind.
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Bei
Verwendung einer keramischen Farbbeschichtung ergibt sich eine gleichwertige
Haftung des Silikons beim Aufvulkanisieren auf der Glasscheibe.
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Es
ist möglich,
dass die wenigstens eine Silikonschicht aus einer vorgefertigten
Silikonmatte besteht, die auf die Glasscheibe aufvulkanisiert ist.
Dies ermöglicht
insbesondere eine einfache Positionierung der Silikonmatte auf der
Glasscheibe vor dem Vulkanisierprozess und die Einhaltung einer
gleichmäßigen Silikonschichtdicke.
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Vorzugsweise
hat die Silikonmatte eine Dicke von 1,2 bis 3 mm, insbesondere 1,5
bis 2 mm.
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Die
Silikonmatte kann kurz vor dem Rand enden, um an diesem nicht herabzulaufen
oder vorzustehen. Die Silikonmatte erstreckt sich hierzu beispielsweise
vor dem Aufvulkanisieren bis nahe an den Rand der Glasscheibe, ist
von diesem aber beabstandet, vorzugsweise indem die Silikonmatte
1 bis 10 mm, insbesondere 3 bis 5 mm vor dem Rand endet. Auf diese
Weise wird verhindert, dass Silikon beispielsweise beim Vulkanisieren
(Druck- und Temperatureinwirkung) über den Rand der Glasscheibe ausgebreitet
wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist das Flachglaselement einen Rahmen, vorzugsweise aus Aluminium,
auf, der über
die Silikonschicht mit der Glasscheibe verbunden ist. Der Rahmen
ermöglicht eine
zusätzliche
Stabilisierung der Glasscheibe und die Anbringung weiterer Bauteile
an das Flachglaselement.
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Vorzugsweise
grenzt der Rahmen ausschließlich
an die silikonbeschichtete Außenoberfläche der
Glasscheibe an. Auf diese Weise wird die dem Rahmen gegenüberliegende
Seite des Flachglaselements nur durch die Glasscheibe gebildet, was
sie sehr ästhetisch
erscheinen lässt.
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Es
kann eine Verstärkungsschicht,
vorzugsweise ein Gewebe oder Vlies, in die Silikonschicht eingebettet
sein. Auf diese Weise wird das Flachglaselement zusätzlich verstärkt.
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Beispielsweise
weist das Flachglaselement einen Deckel auf, der auf der die Silikonschicht
aufweisenden Seite des Flachglaselements vorgesehen ist und das
Flachglaselement nach außen
abschließt. Der
Deckel bildet auf diese Weise einen Teil eines Gehäuses, welches
auf einer Seite durch die Glasscheibe abschlossen wird.
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Vorzugsweise
ist mindestens eine Sicherheitslasche vorgesehen, welche in die
Silikonschicht der Glasscheibe eingebettet ist und die Glasscheibe mit
dem Deckel verbindet, wodurch die Glasscheibe auch am Deckel gehalten
wird, falls sich der Rahmen von der Silikonschicht lösen sollte.
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Die
Sicherheitslasche kann aus einem in Silikon eingebetteten hochtemperaturbeständigen Draht,
insbesondere Phosphor-Draht, gebildet sein. Dies ermöglicht z.
B. die Ausbildung einer einfach in die Silikonschicht eingebetteten
temperaturbeständigen
Lasche, die der Belastung durch das Gewicht der Glasscheibe standhält.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
eine Grundhalterung vorgesehen, die mit dem Flachglaselement direkt
oder indirekt derart gekoppelt ist, dass das Flachglaselement relativ
zur Grundhalterung in unterschiedliche Posi tionen gebracht werden
kann. Über
die Grundhalterung wird das Flachglaselement beispielsweise an einer
Raumdecke oder einer Wand befestigt.
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Vorzugsweise
sind die Grundhalterung und das Flachglaselement über eine
Schwenklagerung verbunden. Auf diese Weise kann das Flachglaselement
beispielsweise mit der Grundhalterung an einer Decke oder einer
Wand befestigt sein, während
das Flachglaselement über
die Schwenklagerung noch von der Decke bzw. Wand weggeklappt werden kann,
um beispielsweise an die Rückseite
des Flachglaselements zu gelangen.
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Es
ist möglich,
dass eine lösbare,
formschlüssige
Verbindung der Grundhalterung mit dem Flachglaselement vorgesehen
ist, wobei die formschlüssige
Verbindung ein Verschwenken von Grundhalterung und Flachglaselement
zueinander zulässt.
Ferner ist eine Verbindungsvorrichtung vorgesehen, welche die Grundhalterung
und das Flachglaselement zueinander fixiert. Dies ermöglicht eine einfache
Montage des Flachglaselements, da die Grundhalterung separat befestigt
werden kann.
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Ein
Abstandshalter kann vorgesehen sein, der die Grundhalterung und
das Flachglaselement in zumindest einem bestimmten Schwenkwinkel
zueinander in zumindest einer Rotationsrichtung fixiert.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird darüber
hinaus durch ein Flächenheizelement
gelöst,
mit einem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Flachglaselement, wobei
das Flachglaselement wenigstens eine flächige elektrische Heizschicht
aufweist, welche ein Aufheizen der Glasscheibe auf eine bestimmte
Temperatur, vorzugsweise eine Temperatur bis zu 200°C, ermöglicht.
Ein solches Flächenheizelement ist
sehr kompakt aufgebaut und kann somit flexibel eingesetzt werden.
Da die Glasscheibe des Flachglaselements die geheizte Oberfläche des
Flächenheizelements
bildet, ist das Flächenheizelement
auf ästhetisch
ansprechende Weise und durch beispielsweise die Wahl der Farbe des
Glases sehr einfach und vielfältig
ausführbar.
Das Flächenheizelement wird
als Strahlungsheizelement eingesetzt.
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Vorzugsweise
erstreckt sich die Heizschicht über
wenigstens 60%, vorzugsweise wenigstens 80%, der Außenoberfläche der
silikonbeschichteten Außenseite.
Auf diese Weise wird ein wesentlicher Teil der Glasscheibe durch
die Heizschicht aufgeheizt, und es treten in diesem Bereich keine
extremen Temperaturunterschiede im Glas auf.
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Es
ist vorteilhaft, dass in dem Bereich der Silikonschicht, in dem
die Silikonschicht mit dem Rahmen verbunden ist, keine Heizschicht
vorgesehen ist. Auf diese Weise wird die Silikonschicht im Bereich des
Rahmens weniger stark erhitzt, und die Verbindung von Silikonschicht
und Rahmen bleibt ungeschwächt,
wodurch der Bereich der Verbindung wiederum kleiner gewählt werden
kann.
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Das
Flachglaselement kann mehrere beabstandete Heizschichten aufweisen,
die vorzugsweise übereinander
zwischen benachbarten, übereinanderliegenden
Silikonschichten angeordnet und in diese eingebettet sind. Durch
die Verwendung von mehreren Heizschichten lassen sich auf einfache
Weise unterschiedliche Heizleistungen des Flächenheizelements realisieren.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die Glasscheibe vollflächig über wenigstens
60%, vorzugsweise wenigstens 80%, mit einer elektrisch leitenden
Heizschicht beschichtet, wobei die Heizschicht zwischen der Glasscheibe
und der Silikonschicht vorgesehen ist. Auf diese Weise wird eine sehr
homogene Aufheizung der Glasscheibe ermöglicht. Das Silikon wird bei
dieser Ausführungsform
auf die Heizschicht aufvulkanisiert.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Heizschicht durch eine auf die Glasscheibe bedampfte Metallschicht,
insbesondere aus Nickelchrom, gebildet. Durch die Wahl der Metallschicht
kann der elektrische Widerstand der Heizschicht gewählt werden.
An dem Rand der Beschichtung werden dann die elektrischen Anschlüsse angebracht.
Bei dieser Ausführungsform
kann die Metallschicht großflächig sozusagen
von einem Rand zum anderen elektrisch stromdurchflossen sein, wobei
natürlich
auch streifen- oder linienförmige
oder mäanderförmige Heizleiter
aufgedampft werden können.
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Ferner
können
auch bei einer vollflächigen Bedampfung
in einem späteren
Arbeitsschritt Abschnitte der Beschichtung entfernt werden, z. B. durch Ätzen, so
dass sich streifen- oder linienförmige oder
mäanderförmige Heizleitungen
ergeben.
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Eine
weitere Ausführungsform
sieht vor, eine metallisch leitende Heizschicht vorzufertigen, die
z. B. sehr dünn
und flach ist (insbesondere eine Mäanderform hat), und diese Schicht
dann auf die Glasscheibe aufzukleben, oder eine entsprechende Heizschicht
auf die Glasscheibe zu drucken. Eventuell kann auch hier nach dem
Befestigen noch ein Abtrag von leitendem Material erfolgen, wie
zuvor erwähnt.
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Als
weiteres bevorzugtes Material für
die Heizschicht neben Nickelchrom kann Kupfer eingesetzt werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist ein Temperatursensor vorgesehen, der vorzugsweise in der Silikonschicht
eingebettet ist. Dies ermöglicht
eine Messung der Temperatur in der Silikonschicht, die im Wesentlichen
der Temperatur der Glasscheibe entspricht, oder eine Messung auf
dem Glas selbst.
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Es
ist ferner möglich,
dass ein Sicherheitsschalter vorgesehen ist, der eine maximale Temperatur
der Heizschicht überwacht,
um ein Überhitzen
der Heizschicht und/oder der Glasscheibe zu verhindern.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist
das Flächenheizelement
eine Wärmedämmung auf,
vorzugsweise aus Aerogel, die auf der von der Glasscheibe abgewandten
Seite der Heizschicht vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die von
der Glasscheibe abgewandte Seite des Flächenheizelements thermisch
isoliert werden.
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Vorzugsweise
weist das Flächenheizelement einen
Deckel auf, der auf der die Heizschicht aufweisenden Seite des Flachglaselements
vorgesehen ist und das Flächenheizelement
nach außen
abschließt. Der
Deckel dient als Teil eines Gehäuses
für das
Flächenheizelement
und kann verschiedene Funktionen, beispielsweise zur Befestigung
des Flächenheizelements
oder eines elektrischen Anschlusses des Flächenheizelements ermöglichen.
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Das
Flächenheizelement
ist vorzugsweise als Innenraumheizungsvorrichtung, insbesondere
für ein
Strahlungsheizsystem vorgesehen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug
genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Vorderseite eines erfindungsgemäßen Flachglaselements,
welches als Flächenheizelement
ausgebildet ist;
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2 die
Rückseite
des Flachglaselements gemäß 1;
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3 eine
Seitenansicht des Flachglaselements gemäß 1 mit der
Grundhalterung in einer verschwenkten Position;
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4 eine
seitliche Ansicht des Flachglaselements gemäß 1 in einer
Ausgangsposition der Grundhalterung;
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5 eine
seitliche Explosionsansicht des als Flächenheizelement ausgeführten Flachglaselements
gemäß 1;
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6 eine
Detailansicht der Heizschicht des Flächenheizelements gemäß 1 in
Rückansicht;
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7 eine
seitliche Explosionsansicht der Heizschicht des Flächenheizelements
gemäß 6; und
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8 ein
Flachglaselement gemäß 4, wobei
die Glasscheibe mit der aufvulkanisierten Silikonschicht vom Rahmen
gelöst
ist.
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
eines Flachglaselements 10 beschrieben, die jeweils als
Flächenheizelement 26 ausgebildet
sind.
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In 1 und 2 ist
jeweils eine Draufsicht auf ein Flachglaselement 10 gezeigt. 1 zeigt
die Vorderseite 12 des Flachglaselements 10, welche
in der gezeigten Ausführungsform
ausschließlich
durch eine Glasscheibe 14 gebildet wird. Auf diese Weise erscheint
die Glasscheibe sehr ästhetisch,
da insbesondere keine Teile der Halterung der Glasscheibe 14 auf
der Vorderseite 12 des Flachglaselements 10 sichtbar
sind.
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In 2 ist
die Rückseite 16 des
Flachglaselements 10 gezeigt. Die Rückseite 16 wird durch
einen Rahmen 18, der am Randbereich der Glasscheibe 14 befestigt
ist, sowie durch einen Deckel 20, der am Rahmen 18 befestigt
ist, gebildet. Am Deckel 20 sind zwei Grundhalterungen 22 sowie
Kabeldurchbrüche 24 vorgesehen,
wobei durch die Kabeldurchbrüche 24 in
der gezeigten Ausführungsform
elektrische Kabel zur Energieversorgung des als Flächenheizelement 26 ausgebildeten
Flachglaselements 10 geführt sind.
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Der
Deckel 20 umgibt den Rahmen 18 und ist als eine
Art einseitig offener Kasten ausgeführt, was jedoch nicht zwingend
ist. In einigen Figuren ist zur Erhöhung der Übersichtlichkeit der Rahmen 18 unterhalb
des Deckels 20 mit unterbrochenen Linien angedeutet.
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In 3 und 4 ist
das als Flächenheizelement 26 ausgebildete
Flachglaselement 10 jeweils von der Seite gezeigt, wobei
sich das Flachglaselement 10 relativ zur Grundhalterung 22 in
unterschiedlichen Positionen befindet. In der gezeigten Ausführungsform
ist die Grundhalterung 22 des Flachglaselements 10 horizontal,
beispielsweise an der Decke eines Innenraums befestigt und ist zum
Beispiel von dieser etwas abgehängt.
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Auf
der rechten Seite der Grundhalterung 22 ist eine Schwenklagerung 28 vorgesehen,
die eine formschlüssige
Verbindung der Grundhalterung 22 mit dem Flachglaselement 10 bildet.
Das Flachglaselement 10 wird mit einem U-förmigen Fortsatz
des Deckels 20 in eine Ausnehmung in der Grundhalterung 22 lösbar eingehängt, wodurch
das Flachglaselement 10 relativ zur Grundhalterung 22 um
die Achse der Schwenklagerung 28 geschwenkt werden kann.
Die Grundhalterung 22 kann auf diese Weise unabhängig vom
Flachglaselement 10 an der gewünschten Stelle montiert und
das Flachglaselement 10 nach der Montage der Grundhalterung 22 in
die Schwenklagerung 28 eingehängt werden. Das Flachglaselement 10 kann
um die Schwenklagerung 28 geschwenkt werden, wodurch die
Rückseite 16 des Flachglaselements 10 auf
einfache Weise erreichbar ist.
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Ein
Abstandshalter 30 hält
das Flachglaselement 10 in 3 in einem
bestimmten Winkel relativ zur Grundhalterung 22.
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In
der gezeigten Ausführungsform
ist der Abstandshalter 30 ein Stahlkabel, das in dafür vorgesehene
Haken oder Ösen
in der Grundhalterung 22 und am Deckel 20 angehängt ist.
Es ist auch denkbar, statt dem flexiblen Stahlkabel einen starren
Abstandshalter 30 vorzusehen, wodurch eine entsprechende
Position des Flachglaselements 10 zur Grundhalterung 22 auch
im vertikalen Einbau (3 um 90° entgegen des Uhrzeigersinns
gedreht), beispielsweise an einer Wand, ermöglicht wird.
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An
der linken Seite der Grundhalterung 22 und an der entsprechenden
Position des Deckels 20 ist eine Verbindungsvorrichtung 32 vorgesehen,
welche das Flachglaselement 10 und die Grundhalterung 22 zueinander
fixiert, wie es in 4 dargestellt ist.
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Die
Verbindungsvorrichtung 32 ist in der gezeigten Ausführungsform
eine Schraube am Flachglaselement 10, die in ein Gewinde
an der Grundhalterung 22 eingeschraubt wird. Es sind natürlich auch andere
Verbindungsvorrichtungen 32 möglich.
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Der
Aufbau des Flachglaselements 10 wird im Folgenden anhand
der in 5 gezeigten Explosionsansicht erläutert. Die
Glasscheibe 14 weist zwei Außenoberflächen auf, wobei die untere
Außenoberfläche die
Vorderseite 12 des Flachglaselements 10 und die
obere Außenoberfläche die
Rückseite 16 bildet.
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Die
Glasscheibe 14 ist in der bevorzugten Ausführungsform
ein Einscheibensicherheitsglas (ESG). Es ist jedoch auch möglich, dass
die Glasscheibe 14 aus einem anderen Material oder auf
andere Art und Weise gefertigt ist, insbesondere kann die Glasscheibe
ein Borosilikatglas sein.
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Die
Glasscheibe 14 weist in der bevorzugten Ausführungsform
eine keramische Farbbeschichtung auf der Außenoberfläche der Rückseite 16 auf. Die keramische
Farbbeschichtung kann beispielsweise auf die Glasscheibe aufgedruckt
werden, wodurch besondere Farbgebungen und Muster ermöglicht werden.
Nach dem Aufdruck wird die keramische Farbbeschichtung in die Glasscheibe
eingebrannt. Die keramische Farbbeschichtung ist insbesondere lichtdicht,
sodass die hinter der Glasscheibe 14 angeordneten Bauteile
von der Vorderseite 12 nicht sichtbar sind.
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Das
Flachglaselement 10 kann auch eine gefärbte Glasscheibe 14 aufweisen,
wobei die Glasscheibe 14 im Wesentlichen lichtdurchlässig sein kann.
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Auf
der oberen Außenoberfläche der
Glasscheibe 14 ist eine Silikonschicht 34 aufvulkanisiert. Die
Silikonschicht 34 bedeckt die Außenoberfläche der Glasscheibe 14 vollflächig, wobei
die Silikonschicht 34 im Wesentlichen bis zum Rand der
Glasscheibe 14 verläuft.
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In
der gezeigten Ausführungsform
ist die Silikonschicht 34 als Silikonmatte, beispielsweise
mit einer Dicke von 1,2 bis 3 mm, insbesondere 1,5 bis 2 mm, ausgebildet,
die einfach auf der Glasscheibe 14 platziert werden kann.
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Die
Silikonmatte erstreckt sich bis nahe an den Rand der Glasscheibe 14,
ist von diesem aber beabstandet, indem die Silikonschicht 1 bis
10 mm, vorzugsweise 3 bis 5 mm vor dem Rand endet. Auf diese Weise
wird insbesondere verhindert, dass beim Aufvulkanisieren der Silikonschicht 34 Silikon
auf die Vorderseite 12 des Flachglaselements 10 gelangt.
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Die
aufvulkanisierte Silikonschicht 34 verstärkt die
Glasscheibe 14 und bindet insbesondere bei Glasbruch entstehende
Splitter. Das Flachglaselement weist somit Eigenschaften einer Verbundsicherheitsglasscheibe
auf.
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Auf
der oberen Außenseite
der Glasscheibe ist eine flächige
Heizschicht 38 unmittelbar aufgebracht. Die Heizschicht 38 liegt
zwischen der Glasscheibe und der Silikonschicht 34 und
ist so ausgebildet, dass sie ein Aufheizen der Glasscheibe 14 auf Temperaturen
bis zu 200°C
ermöglicht.
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Wenn
die Glasscheibe 14 mit der eingebrannten Farbschicht versehen
ist, liegt die Heizschicht 38 auf der Farbschicht auf.
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Die
Heizschicht 38 erstreckt sich über wenigstens 60%, vorzugsweise
wenigstens 80% der Außenoberfläche der
silikonbeschichteten Außenseite
der Glasscheibe 14.
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6 zeigt
eine Draufsicht auf die Glasscheibe 14, wobei die Glasscheibe 14 in
ihrem zentralen Bereich mit der elektrisch leitenden Heizschicht 38 beschichtet
ist.
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Die
elektrisch leitende Heizschicht 38 ist eine auf die Glasscheibe 14 bedampfte
Metallschicht 58, insbesondere aus NiCr. Es können jedoch
auch andere Materialien für
die Heizschicht 38 vorgesehen werden.
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Ferner
kann die Heizschicht 38 auch zum Beispiel unter Bildung
einer Mäanderform
aufgedampft sein, oder mehrere Heizschichten 38 können beispielsweise
nebeneinander aufgedampft sein. Ferner kann die Heizschicht auf
die Glasscheibe aufgedruckt sein oder vorgefertigt sein und dann
auf die Glasscheibe geklebt werden.
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An
der Heizschicht 38 sind im seitlichen Bereich zwei Elektroden 56 befestigt, über die
ein elektrischer Strom in die elektrisch leitende Heizschicht 38 geführt werden
kann (siehe auch 7), wodurch sich die elektrisch
leitende Heizschicht 38 durch ihren elektrischen Widerstand
aufheizt und somit die Glasscheibe 14 aufheizt.
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In
die Silikonschicht 34 sind zwei Sicherheitslaschen 44 eingebettet,
die die Glasscheibe 14 mit dem Deckel 20 verbinden
und die Glasscheibe 14 zusätzlich sichern. Die Sicherheitslaschen 44 bestehen
aus einem in Silikon eingebetteten hochtemperaturbeständigen Draht,
insbesondere Phosphordraht.
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Des
Weiteren sind elektrische Anschlüsse der
Heizschicht 38 in die Silikonschicht 34 eingebettet
sowie ein Sicherheitsschalter 46 mit einem Temperatursensor 48.
Der Temperatursensor 48 misst die Temperatur der Heizschicht 38 und
der Glasscheibe 14, wodurch eine Temperaturregelung des Flächenheizelements 26 ermöglicht wird.
Der Sicherheitsschalter 46 ist ausgebildet, um eine maximale Temperatur
der Heizschicht 38 zu überwachen
und das Flächenheizelement 26 bei Überschreitung
der maximalen Temperatur herunterzuregeln oder auszuschalten.
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Ein
Rahmen 18 aus Aluminium ist über die Silikonschicht 34 mit
der Glasscheibe 14 verbunden.
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Der
Rahmen 18 weist ein Z-förmiges
Profil auf, wobei der untere Bereich des Rahmens 18 auf der
Silikonschicht 34 aufliegt und durch Vulkanisieren mit
dieser verbunden ist. Die Fläche
dieses Verbindungsbereichs ist so ausgelegt, dass das gesamte Gewicht
von Glasscheibe 14, Heizschicht 38 und Silikonschicht 34 sowie
den weiteren damit verbundenen oder eingebetteten Komponenten über die
Verbindung von Silikonschicht 34 und Rahmen 18 getragen
werden kann.
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Der
von der Glasscheibe 14 abgewandte Teil des Rahmens 18 ist
mit dem Deckel 20 beispielsweise über Niet- oder Schraubverbindungen
verbunden.
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Am
Deckel 20 sind Befestigungsvorrichtungen 50 vorgesehen,
an denen die Sicherheitslaschen 44 befestigt sind. In der
gezeigten Ausführungsform weist
der Deckel 20 weitere Deckelteile 52 auf, die
jeweils zur Befestigung des Deckels 20 und somit des Flachglaselements 10 an
der Grundhalterung 22 dienen.
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Zwischen
der Heizschicht 38 und dem Rahmen 18 sowie dem
Deckel 20 ist eine Wärmedämmung 54 vorgesehen,
die in der gezeigten Ausführungsform
aus einem Aerogel besteht und die auf der von der Glasscheibe 14 abgewandten
Seite der Heizschicht 38 vorgesehen ist.
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Eine
Silikonschicht 34 ist vollflächig auf die Glasscheibe 14,
die Metallschicht 58 und die Elektroden 56 aufvulkanisiert,
wobei elektrische Anschlüsse,
Sicherheitslaschen 44, Sicherheitsschalter 46 oder
Temperatursensoren 48 in die Silikonschicht 34 eingebettet
sein können.
Eine Verstärkungsschicht 42 ist
in der Silikonschicht 34 eingebettet. Im Randbereich 35 der
Glasscheibe 14, welcher dem Befestigungsbereich des Rahmens 18 entspricht,
ist keine Heizschicht 38 vorgesehen.
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In
der gezeigten Ausführungsform
ist die Glasscheibe 14 quadratisch ausgebildet. Es können jedoch
auch andere, im Wesentlichen beliebige, beispielsweise rechteckige
oder runde Geometrien für die
Glasscheibe 14 gewählt
werden.
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Bei
einer Ausführungsform
mit mäanderförmiger Heizschicht 38 kann
diese auf einfache Weise an die Geometrie der Glasscheibe 14 angepasst
werden.
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Bei
einer Heizschicht 38 mit vollflächiger Beschichtung ist es
vorteilhaft, eine regelmäßige Geometrie
zumindest der Heizschicht 38 zu verwenden, um ein stark
inhomogenes elektrisches Feld innerhalb der Heizschicht 38 zu
vermeiden.
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8 zeigt
das Flachglaselement 10, wobei der Rahmen 18 von
der Silikonschicht 34 gelöst ist. Die Glasscheibe 14 wird
durch die Sicherheitslaschen 44 getragen, die über die
Befestigungsvorrichtungen 50 mit dem Deckel 20 verbunden
sind.
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Die
dargestellten Flächenheizelemente 26 sind
als Innenraumheizungsvorrichtungen für ein Strahlungsheizsystem
vorgesehen, das hauptsächlich
Infrarotstrahlung abgibt.
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Alternativ
zu einem Flächenheizelement kann
das Flachglaselement 10 auch ohne Heizschicht 38 verwendet
werden, da es eine Bruchfestigkeit wie ein Verbundglas ausweist.
Das Flachglaselement kann zum Beispiel als Geländer oder Wandelement eingesetzt
werden.
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Im
Folgenden wird ein Fertigungsverfahren des Flachglaselements 10 erläutert.
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In
einem ersten Verfahrensschritt wird die Glasscheibe 14 aus
Einscheibensicherheitsglas (ESG) bereitgestellt. Die Glasscheibe 14 wird
auf einer ihrer Außenoberflächen mit
einer keramischen Farbbeschichtung bedruckt. Anschließend wird
die keramische Farbbeschichtung in die Glasscheibe 14 eingebrannt.
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Die
Außenoberfläche der
Glasscheibe 14 mit der keramischen Farbbeschichtung wird
gereinigt, und eine Silikonmatte wird auf die gereinigte Außenoberfläche der
Glasscheibe 14 gelegt. Im folgenden Verfahrensschritt wird
die Silikonmatte auf die Glasscheibe 14 aufvulkanisiert,
durch Druck und Temperaturerhöhung.
Auf diese Weise verbindet sich die Silikonmatte mit der Glasscheibe 14 und
bildet eine Silikonschicht 34.
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Die
Silikonschicht 34 kann auch auf andere Weise auf die Glasscheibe 14 aufgetragen
werden. Es ist auch möglich,
dass eine Verstärkungsschicht 42 von
Hause aus in die Silikonschicht 34 eingebettet ist oder
beim Aufvulkanisieren der Silikonschicht 34 in das welch
werdende Silikon eingedrückt
wird. Die Verstärkungsschicht 42 kann
aus einem Gewebe oder einem Vlies, vorzugsweise aus Glasfasern bestehen.
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Der
Rahmen 18 wird in einem folgenden Schritt im Randbereich
der Glasscheibe 14 die Silikonschicht 34 aufgelegt
und durch Vulkanisieren mit dieser verbunden oder gleich beim Aufvulkanisieren der
Silikonmatte mit an der Glasscheibe 14 befestigt.
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Das
auf diese Weise gefertigte Flachglaselement weist die Eigenschaften
eines Sicherheitsglases auf, ist temperaturbeständig und wirkt ästhetisch ansprechend,
da die Vorderseite 12 des Flachglaselements 10 ausschließlich durch
die Glasscheibe 14 gebildet wird. Ein derartiges Flachglaselement 10 kann,
wie gesagt, unter anderem als dekoratives und stabiles Bauelement
beispielsweise für
Balkonbrüstungen
oder Küchennischenrückwände verwendet werden.
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Je
nach Verwendung des Flachglaselements 10 kann ein Deckel 20 am
Rahmen 18 befestigt werden, der das Flachglaselement 10 nach
außen
auf der Rückseite 16 abschließt.
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Durch
die Verwendung von Silikon ist das Flachglaselement 10 bis
zu relativ hohen Temperaturen temperaturbeständig. Diese Eigenschaft ermöglicht die
Ausbildung des Flachglaselements 10 als Flächenheizelement 26,
welches mit der Heizschicht 38, wie im Folgenden beschrieben,
hergestellt wird.
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Die
Heizschicht 38 besteht aus einer durch Bedampfen direkt
auf die Glasscheibe 14 aufgetragenen Metallschicht aus
NiCr. Die Heizschicht 38 ist elektrisch leitend und bildet
einen Widerstand, der ein Aufheizen der Glasscheibe 14 auf
Temperaturen bis zu 200°C
ermöglicht.
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Die
Heizschicht 38 wird an gegenüberliegenden Seiten mit Elektroden 56,
beispielsweise in Form einer Silberbeschichtung mit hoher Leitfähigkeit,
versehen. Die Elektroden 56 werden an die Stromversorgung
und den Sicherheitsschalter 46 angeschlossen.
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Auf
die Heizschicht 38 und die Glasscheibe 14 wird
in einem weiteren Verfahrensschritt zumindest eine Silikonschicht 34 aufvulkanisiert.
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In
einem Vulkanisierungsschritt werden die Sicherheitslaschen 44 in
zumindest eine der Silikonschichten 34 eingebettet.
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Der
Rahmen 18 wird analog zum oben beschriebenen Flachglaselement 10 durch
Vulkanisieren mit der Silikonschicht 34 verbunden, vorzugsweise
beim Schritt des Aufvulkanisierens der Silikonschicht 34.
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In
den Rahmen 18 wird danach die Wärmedämmung 54 aus einem
Aerogel eingelegt, und in einem folgenden Schritt wird der Deckel 20 am
Rahmen 18 angebracht, wobei die Kabel der elektrischen Anschlüsse der
Heizschicht 38 durch die Anschlüsse 24 des Deckels 20 geführt werden.
Es ist auch möglich,
dass die Anschlüsse 24 eine
Steckerverbindung bilden, in die ein externes Stromkabel eingesteckt werden
kann.
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In
einem abschließenden
Verfahrensschritt wird das Flachglaselement 10 mit dem
Deckel 20 an den Grundhalterungen 22 in der gewünschten
Position befestigt.
-
Die
Montage des Flachglaselements 10 oder des Flächenheizelements 26 erfolgt
durch Montage der Grundhalterungen 22 an einer gewünschten
Stelle in einem Innenraum, dies kann beispielsweise an der Innenraumdecke
oder einer Wand sein.