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Die neue Energieeinsparverordnung für Gebäude EnVO 2012/2013 beschäftigt große Teile der Bevölkerung, da von ihren Auswirkungen nicht nur Bauherren und Fachleute sondern mittelbar auch Vermieter und Mieter betroffen sein können.
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Bundesregierung und Bauherren sind Anhänger der Fassadendämmung. Doch einige der häufig verarbeiteten Materialien sind offenbar brandgefährlich und gesundheitsschädlich. So hat ein diesbezüglicher Artikel in einem bekannten Nachrichten-Magazin jüngst für Aufsehen gesorgt. Hier wurde drastisch auf die lange vertuschte Gefährlichkeit von Dämmsystemen auf der Basis von Styropor und Phenolharz hingewiesen (Der Spiegel, 26, 2012, Glutheiße Seen).
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Die mit den zunehmenden Anforderungen an die Gebäude-Wärmedämmung benötigten Dämmstoffdicken steigern zudem die Nachfrage nach effizienteren Materialien und Systemen zur Dämmung. Eine mögliche Abhilfe bietet hierbei die Isolation mit mikroporösen Dämmstoffen. Mikroporöser Dämmstoff wird u. a. aus pyrogener Kieselsäure meist in Verbindung mit einem Stabilisator hergestellt. Die Porengrößen dieser Dämmstoffe sind im Nanobereich und kleiner als die mittlere freie Weglänge der Luftmoleküle, was die ausgezeichneten Dämmeigenschaften bewirkt. Mikroporöse Kieselsäure besitzt eine extrem niedrige Wärmeleitfähigkeit, die sich insbesondere bei hohen Temperaturen nur wenig erhöht. Sie besitzt eine hohe thermische Stabilität, ist nicht brennbar und ist chemisch resistent (Säuren, Alkalien, Abgase). Mikroporöse Kieselsäure ist frei von organischen Bindemitteln. Es ergeben sich bei dieser Art der Dämmung im Wesentlichen folgende Vorteile:
Bei geringerer Dämmstoffdicke besteht eine vielfach geringere Wärmeleitung als bei herkömmlichen Dämmungen.
Die Lebensdauer des Materials liegt bei bis zu 50 Jahren.
Weiter zeigt ein Wärmeleitfähigkeit-Vergleich: Mikroporöser Dämmstoff = 0,005 W/mK, Polystyrolschaum = 0,04 W/mK und Glaswolle = 0,035–0,045 W/mK.
Es sind auch geringe Dämmstärken ab 1 cm möglich.
Zum Stand der Technik wird auf folgende Dokumente verwiesen.
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Aus der
EP 1 436 471 B1 sind Paneele mit einem Vakuumelement für Außenwandkonstruktionen bekannt, denen die Aufgabe zugrunde liegt, praxisverwertbare, weniger empfindliche Paneele mit einem möglichst einfachen Aufbau zu schaffen, die für einen besseren Schallschutz und eine bessere Wärmedämmung sorgen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Paneelaufbau für Wandkonstruktionen, der in Form eines Bauteils zwischen Rahmenprofilelementen anbringbar ist, umfassend
- 1) mindestens ein Vakuum-Isolationspaneel und
- 2) ein Dämmelement, wobei
- 3) das Vakuum-Isolationspaneel und das Dämmelement zwischen einer äußeren Abdeckung und einer inneren Abdeckung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
- 4) der Paneelaufbau weiterhin druckfeste Abstandshalter umfasst die zwischen dem mindestens einen Vakuum-Isolationspaneel und der an dem Dämmelement angrenzenden äußeren Abdeckung und/oder zwischen innerer Abdeckung und äußerer Abdeckung angeordnet und vorzugsweise mit diesen verklebt sind, und
- 5) sich das Vakuum-Isolationspaneel mit seiner nach der inneren Abdeckung gerichteten Fläche näher zur inneren Abdeckung befindet als das Dämmelement mit seiner nach dieser inneren Abdeckung gerichteten Fläche.
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Im Wesentlichen ist hier die Schichtung eines Dämmelements und eines Vakuum-Isolationspaneels unter Verwendung von Abstandshaltern beansprucht.
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In der
WO 2012/041823 A1 ist ein mikroporöser, mit Organosilanen hydrophobierter Wärmedämmformkörper mit hydrophiler Oberfläche beschrieben.
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Die technische Aufgabe dieser Anmeldung war es einen mikroporösen, vorwiegend diffusionsoffenen und hydrophoben Wärmedämmformkörper mit verbesserten mechanischen Eigenschaften bereitzustellen, der es erlaubt, weitere Schichten auf wasserhaltiger Basis dauerhaft aufzubringen.
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Im Anspruch 1 dieses Dokuments wird deshalb ein mikroporöser, mit Organosilanen hydrophobierter Wärmedämmformkörper beansprucht, dessen Oberfläche
- a) teilweise oder vollständig fest mit einer offenporigen, hydrophilen Schicht oder
- b) teilweise fest mit einer offenporigen, hydrophilen Schicht oder
- c) teilweise fest mit einer offenporigen, hydrophilen Schicht und teilweise fest mit einer nicht offenporigen, hydrophilen Schicht verklebt ist.
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Im Anspruch 2 dieses Dokuments wird ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wärmedämmformkörpers beansprucht, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einer Kammer, in der ein Druck von weniger als Atmosphärendruck herrscht, ein solcher Körper mit einem oder mehreren dampfförmigen Organosilanen behandelt.
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Es wird zwar in diesem Dokument auf die Verwendung eines derartigen Wärmedämmformkörpers bei der Dämmung von Gebäuden verwiesen, konkrete Hinweise für eine Ausgestaltung einer solchen Anwendung sind jedoch hier nicht zu finden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein hochwärmedämmendes Bauelement zur Fassadendämmung bereit zu stellen, das Brandschutzklasse A genügt, langlebig ist und kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen im Einzelnen:
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1: ein Armierungs-Schema des erfindungsgemäßen Bauelements,
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2: einen Querschnitt einer Fassaden-Gestaltung, mit einer Draufsicht auf die Fassade von der Innenseite,
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3: eine Detail-Ansicht der Armierung des erfindungsgemäßen Bauelements,
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4: Sonderbauformen der inneren Abstandshalter 2
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5: eine Sonderbauform der äußeren Abstandshalter 1
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6: eine weitere Sonderbauform der äußeren Abstandshalter 1
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7: eine weitere Sonderbauform der äußeren Abstandshalter 1
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8: eine Übersicht über den Randschutz des erfindungsgemäßen Bauelements
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Die 1 zeigt ein Armierungs-Schema des erfindungsgemäßen Bauelements. Hier ist dieses Bauelement in der Draufsicht auf eine Deckplatte 3 dargestellt. Wie auch der 2 zu entnehmen ist, besteht ein erfindungsgemäßes Bauelement im Wesentlichen aus einer Dämmplatte 4, und einer Deckplatte 3 auf jeder Seite einer solchen Platte 4.
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Bei einer Dämmplatte 4 handelt es sich um eine mikroporöse, vollständig hydrophobe Wärmedämmplatte mit den Merkmalen: Wärmeleitzahl < 0,023 W/mK, Brandschutzklasse A, Wasseraufnahme < 1 Gew.%. Bevorzugt wird eine hydrophobe Kieselsäureplatte 4 verwendet.
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Um den Verbund dieser beiden Deckplatten 3 und der dazwischen liegenden Dämmplatte 4 einerseits insgesamt zu stabilisieren und andererseits, insbesondere bei größeren Flächen, den Zusammenhalt auf der gesamten Fläche zu gewährleisten, sind äußere Abstandshalter 1 und innere Abstandshalter 2 vorgesehen. Die äußeren Abstandshalter 1 weisen im Randbereich grundsätzlich eine U-förmige Gestalt auf und haben einerseits die normale Funktion eines Abstandshalters und andererseits die Funktion einer Klammer, die die beiden Deckplatten 3 mit der innenliegenden Dämmplatte zusammenhält. Nähere Angaben hierzu sind der 3 zu entnehmen. Zur gefälligeren Ansicht sind in der 1 die eingezeichneten Abstandshalter 1 um 90 Grad gedreht dargestellt. Ihre Anzahl richtet sich nach der Flächengröße des Bauelements und nach seiner Dicke. Die inneren Abstandshalter 2 sind in der 1 lediglich in ihrer ungefähren Lage punktiert gezeichnet. Nähere Angaben hierzu sind ebenfalls der 3 zu entnehmen.
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Die 2a zeigt einen Querschnitt einer Fassadenelement-Gestaltung. Die hier dargestellte Fassadenelement ist Teil einer Pfosten-Riegel-Konstruktion. Das erfindungsgemäße Bauelement kann jedoch, mit entsprechenden, dem Fachmann geläufigen, Abwandlungen als Dämmelement in jeder Fassade verwendet werden. Es kann auch als Teil der Dämmung von Dachflächen verwendet werden.
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Dieses Bauelement, bestehend aus dem Verbund eines Kerns aus einer Dämmplatte 4 und den beidseitig aufliegenden Deckplatten 3, ist hier zwischen einer inneren Paneeldichtung 5 und einer äußeren Paneeldichtung 10 fixiert.
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Als Bestandteile der beispielhaft gezeigten Fassadenelement sind das innere Rahmenelement 8 und das äußere Rahmenelement 11 dargestellt. Die Verbindung dieser beiden Elemente wird mittels der beiden quer verlaufenden Verbindungsstege 9 hergestellt. Die Halteleiste 6 und die Innenleistensicherung 7 vervollständigen diese Fassadenkonstruktion. Innerhalb der Stützkonstruktion ist beispielhaft eine Fläche dargestellt, die mit 12, das heißt, hydrophobe Kieselsäure bezeichnet ist. Dies soll zeigen, dass die gesamte Stützkonstruktion mit diesem Isoliermaterial befüllt sein kann. Die weiter dargestellte Belüftungsöffnung 13 soll auf die Notwendigkeit eventueller Belüftung hinweisen.
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Die 2b zeigt eine Draufsicht auf die Fassade nach 2a von der Innenseite her gesehen. Hier sind von oben ausgehend die Deckplatte 3, die innere Paneeldichtung 5, die Halteleiste 6 und das innere Rahmenelement 8 dargestellt.
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Die 3 zeigt eine Detail-Ansicht der Armierung des erfindungsgemäßen Bauelements. Unter Armierung wird hierbei die Verbindung der beiden gezeigten Deckplatten 3 und der Dämmplatte 4 zu einem erfindungsgemäßen Bauelement verstanden.
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Eine Form der Armierung einer Dämmplatte 4 erfolgt über den Randschutz des erfindungsgemäßen Bauelements mittels eines Glasgewebe-Flieses 20, dessen Rundum-Schutz in der 8 deutlich wird. In der 3 ist von diesem Glasgewebe-Flies 20 lediglich ein schmaler Streifen im Bereich der U-Profile 21 und 22 zu erkennen. Das äußere U-Profil 22 wirkt hierbei als äußerer Abstandshalter der die Dämmplatte 4 und die beiden Deckplatten 3 zusammen hält. Das innere U-Profil 21 wirkt dementsprechend in der Weise, dass eine, auf eine oder beide Deckplatten von außen einwirkende, Druckkraft von der direkten Einwirkung auf die Dämmplatte 4 fern gehalten wird.
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In ähnlicher Weise wirken die inneren Abstandshalter 2, die in der 1 beschrieben sind und in der Form einer inneren Befestigungshülse 15 und eines inneren Befestigungsnagels 18 in der 3 dargestellt sind. Die Befestigungshülse 15 und der Befestigungsnagel 18 sind hier jeweils auf einer Befestigungsfläche 15, bzw. 19 kraftschlüssig mit der jeweiligen Deckplatte 3 verbunden. Da es sich bei den Deckplatten 3 um Platten aus den unterschiedlichsten Materialien handeln kann, kann es sich bei den hierbei zur Anwendung kommenden Verbindungstechniken um ebenso unterschiedliche Verfahren handeln. Der Fachmann wird demzufolge vom Verschweißen bis zum Verkleben die für das jeweilige Material und die jeweiligen klimatischen Bedingungen günstigste Variante wählen.
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Eine Befestigungshülse 15 kann, wie in der 3 gezeigt, eine innere Kunststoffhülse 17 aufweisen in deren Wandung sich die Widerhaken eines zugehörigen Befestigungsnagels 18 beim Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Bauelements irreversibel verhaken. Es kann natürlich auch eine Befestigungshülse 15 selbst, zum Beispiel beim Vorliegen einer entsprechenden Deckplatte 3 aus Kunststoff, ebenfalls aus Kunststoff gefertigt sein. Um das beschriebene irreversible Verhaken eines Befestigungsnagels 18 in einer Kunststoffhülse 17, oder einer Befestigungshülse 15, zu fördern, kann die innere Wandung des, mit dem Befestigungsnagel 18 interagierenden, entsprechenden Bauteils aufgeraut sein oder eine Riffelung aufweisen die einer Riffelung an der Oberfläche eines Befestigungsnagels entspricht. Da unter bestimmten klimatischen Bedingungen und Baustoff-Kombinationen hinsichtlich der verwendeten Dämmplatte 4 und den entsprechenden Deckplatten 3 nicht ausgeschlossen werden kann, dass sich an den Grenzflächen dieser Baustoffe Feuchtigkeit bildet, sind im Bereich dieser Grenzflächen Aussparungen vorgesehen die mit Getter-Material 14 gefüllt sind. Dies kann auch bevorzugt im Bereich der äußeren Abstandshalter 1 vorgesehen sein, was aus Gründen der Übersicht in der 3 nicht eingezeichnet wurde. Es wird noch darauf verwiesen, dass sich die Verteilung von Befestigungshülsen 15 und der zugehörigen Befestigungsnägeln 18 auf den beiden Deckplatten 3 wechselseitig verteilen kann. Das bedeutet, dass auf einer Deckplatte 3 nicht nur Befestigungshülsen 15 und auf der anderen nicht nur Befestigungsnägel 18 vorgesehen sind. Auf diese Weise kann eine noch bessere Verbindung des Verbunds der Deckplatten 3 mit der zugehörigen Dämmplatte 4 erreicht werden. Als Material für die jeweiligen Deckplatten 3 können alle Materialien verwendet werden die üblicherweise im Bauwesen verwendet werden. Besonders wird hier darauf verwiesen, dass das erfindungsgemäße Bauelement auf der Außenseite mit der Ausbildung der Deckplatte 3 als Teil einer Solaranlage verwendet werden kann. Dies empfiehlt sich besonders bei der Verwendung als Teil eines Dachausbaus.
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Die 4 zeigt Sonderbauformen der inneren Abstandshalter 2. Hier ist in der oberen Zeichnung in der Funktion der Kunststoffhülse 17 aus der 3 ein preiswert herzustellendes Formteil aus Stahlblech vorgesehen das von Getter-Material 14 ummantelt wird. Der mit diesem Formteil interagierende Befestigungsnagel kann ebenfalls aus Metall sein, da er in einer Kunststoff-Hülse 17 gehaltert ist und diese Verbindung somit wärmetechnisch entkoppelt ist. Es können natürlich auch eines oder beide interagierenden Formteile aus Kunststoff gefertigt sein, wenn die zu erwartenden Druckkräfte und Zugkräfte nicht zu groß sind.
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Entsprechendes gilt für das im unteren Bereich der 4 dargestellte Paar an Formteilen. Hier findet die Verbindung der Formteile gewissermaßen durch ein flächenmäßiges Verhaken statt. Die wärmetechnische Entkopplung erfolgt durch die Verbindung des gezackten Kunststoffteils 17 mit der Metallzunge des Gegenparts. Im Übrigen kann auch hier die Verwendung lediglich von Kunststoff angebracht sein.
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Die 5 zeigt eine Sonderbauform des äußeren Abstandshalters 1. Bei dieser Bauform steht im Vordergrund, dass das erfindungsgemäße Bauelement in großer Stückzahl hergestellt werden kann, wobei auch unterschiedliche Stärken der isolierenden Dämmplatte 4 kostengünstig berücksichtigt werden können. Dies wird durch die beiden zusammen gehörenden Klammerelemente 23 bewirkt, die miteinander auf herkömmliche Weise verbunden, jeweils eine Deckplatte 3 mit ihren, einen U-förmigen Halte-Mechanismus bildenden, abgewinkelten Schenkeln einschließen. Diese Verbindung der beiden Klammerelemente 23 kann mittels Nieten, Schrauben, eine Klebung, oder eine Schweißverbindung hergestellt werden. Dies ist jeweils durch die beiden strich-punktierten Linien gekennzeichnet. Hier können, mit einer gewissen Einschränkung, auch unterschiedliche Dicken der Deckplatten 3 berücksichtigt werden. Die wichtigste Variierbarkeit wird jedoch durch den Haltesteg 24 erreicht. Dieser Haltesteg ist bevorzugt aus Kunststoff um eine Wärmebrücke zwischen den beiden Paaren von Klammerelementen 23 zu verhindern und verbindet die beiden Paare von Klammerelementen durch eine Klemmwirkung in der gezeigten Form. Zur Anpassung an unterschiedliche Dicken der verwendeten Dämmplatte 4 ist lediglich eine andere Breiten-Ausführung des Haltestegs 24 erforderlich. das Glasgewebe-Flies 20 wurde in dieser Darstellung weggelassen.
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Die 6 zeigt beispielhaft eine weitere Sonderbauform des äußeren Abstandshalters 1. Die beiden Klammerelemente sind hier einstückig ausgeführt. Sie haben jeweils eine Breite, die der Breite der verwendeten Deckplatte 3 entspricht. Die Anpassung an die jeweils verwendete Dicke der Dämmplatte 4 und die erforderliche Wärmedämmung erfolgt mittels eines Kunststoffverbinders 26.
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Die 7 zeigt beispielhaft eine weitere Sonderbauform des äußeren Abstandshalters 1. Hier kann die Anpassung der Klammerelemente 23 an die Dicke einer verwendeten Deckplatte 3 mittels einer Rasterverstellung 25 entsprechend der gewählten Rasterweite in den übereinander liegenden und zu verbindenden Klammerelementen 23 erfolgen. Im Übrigen gilt die Beschreibung zu der 5.
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Die 8 zeigt eine Übersicht über den Randschutz des erfindungsgemäßen Bauelements. In den beiden Teilen dieser 8 ist zu sehen, dass der Rundum-Schutz einer Dämmplatte 4 durch ein Glasgewebe-Flies 20 nur im Randbereich erfolgt.
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Das erfindungsgemäße Bauelement kann auch dadurch gekennzeichnet sein, dass eine oder mehrere Dämmstoffplatten 4 mit einer oder mehreren Dämmstoffplatten anderer Bauart und/oder aus anderen Werkstoffen im Schichtaufbau kombiniert werden. Der hierbei gewählte Schichtaufbau kann vom Fachmann entsprechend den jeweiligen bauphysikalischen Anforderungen gewählt werden.
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Zur Überprüfung der bauphysikalischen Eigenschaften einer Fassade ist die Kenntnis des Feuchtigkeitsgehalts im Wandaufbau von Vorteil, denn gefrierende Ansammlungen von Feuchtigkeit können den Wandaufbau beschädigen. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, dass in jeder Dämmplatte, bzw. in größeren Fassadenelement-Einheiten, jeweils ein oder mehrere Feuchtigkeitssensoren vorgesehen sind, deren Messwerte erfasst werden und die, je nach Erfordernis, gespeichert, ausgewertet und/oder als Basis für Wartungsarbeiten herangezogen werden. Die zweckmäßige Anordnung solcher Feuchtigkeitssensoren richtet sich einerseits nach der Gestaltung der jeweiligen Fassade und andererseits nach dem jeweiligen speziellen Wandaufbau. Diese Anordnung kann von einem Fachmann nach den bauphysikalischen Gegebenheiten bestimmt werden. Gerade bei der Wartung von Fassadenelementen an Hochhäusern dürfte eine derartige Möglichkeit der Kontrolle des Wandaufbaus effektiv sein.
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Es wird noch darauf hingewiesen, dass als Deckplatte 3 bevorzugt fotovoltaische Elemente verwendet werden können.
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Zudem können durch verschiedenfarbige Deckplatten 3 zusätzlich noch grafische Akzente gesetzt werden.
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Die komplexe Steuerung bei der Herstellung des beschriebenen Elements erfordert ein spezielle Regelung
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Bezugszeichenliste
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- 1
- äußere Abstandshalter
- 2
- innere Abstandshalter
- 3
- Deckplatte
- 4
- Dämmstoff, Dämmstoffplatte, hydrophobe Kieselsäureplatte
- 5
- innere Paneeldichtung
- 6
- Halteleiste
- 7
- Innenleisten-Dichtung
- 8
- inneres Rahmenelelement
- 9
- Verbindungssteg
- 10
- äußere Paneeldichtung
- 11
- äußeres Rahmenelement
- 12
- hydrophobe Kieselsäure
- 13
- Belüftungsöffnung
- 14
- Getter-Material
- 15
- Befestigungshülse eines inneren Abstandshalters
- 16
- Befestigungsfläche eines inneren Abstandshalters
- 17
- Kunststoffhülse
- 18
- Befestigungsnagel eines inneren Abstandshalters
- 19
- Befestigungsfläche eines Befestigungsnagels
- 20
- Glasgewebe-Flies
- 21
- inneres U-Profil (äußere Abstandshalter)
- 22
- äußeres U-Profil (äußere Abstandshalter)
- 23
- Klammerelement
- 24
- Haltesteg
- 25
- Rasterverstellung
- 26
- Kunststoffverbinder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1436471 B1 [0004]
- WO 2012/041823 A1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- EnVO 2012/2013 [0001]
- Der Spiegel, 26, 2012, Glutheiße Seen [0002]
