DE202016008421U1

DE202016008421U1 - Abstandshalter für Isolierverglasungen

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Publication number: DE202016008421U1
Application number: DE202016008421.7U
Authority: DE
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2026-12-15

Abstract

Abstandshalter (I) für eine Isolierverglasung (II), mindestens umfassend: einen Grundkörper (1) mit zwei Seitenwänden (2.1, 2.2), die durch eine Innenwand (3) und eine Außenwand (4) miteinander verbunden sind, wobei die Seitenwände (2.1, 2.2), die Innenwand (3) und die Außenwand (4) eine Hohlkammer (5) umgeben und wobei die Innenwand (3) zu den Seitenwänden (2.1, 2.2) jeweils einen Überstand (U.1, U.2) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abstandshalter für Isolierverglasungen und eine Isolierverglasung.
Die Wärmeleitfähigkeit von Glas ist etwa um den Faktor zwei bis drei niedriger als die von Beton oder ähnlichen Baustoffen. Da Scheiben in den meisten Fällen jedoch deutlich dünner als vergleichbare Elemente aus Stein oder Beton ausgelegt sind, verlieren Gebäude dennoch häufig den größten Wärmeanteil über die Außenverglasung. Besonders deutlich wird dieser Effekt bei Hochhäusern mit teilweisen oder kompletten Glasfassaden. Die notwendigen Mehrkosten für Heizung und Klimaanlagen machen einen nicht zu unterschätzenden Teil der Unterhaltungskosten eines Gebäudes aus. Zudem werden im Zuge strengerer Bauvorschriften niedrigere Kohlendioxid Emissionen gefordert. Ein wichtiger Lösungsansatz hierfür sind Isolierverglasungen.
Isolierverglasungen enthalten in der Regel mindestens zwei Scheiben aus Glas oder polymeren Materialien. Die Scheiben sind über einen Gas- oder Vakuumraum voneinander getrennt, dessen Abmessungen durch einen Abstandshalter (Spacer) vorgegeben werden. Das Wärmedämmvermögen von Isolierglas ist deutlich höher als das von Einfachglas und kann in Dreifach- oder Mehrfachverglasungen oder mit speziellen Beschichtungen noch weiter gesteigert und verbessert werden. So ermöglichen beispielsweise silberhaltige Beschichtungen eine verringerte Transmission von infraroter Strahlung durch die Isolierverglasung und vermindern so das Aufheizen eines Gebäudes im Sommer.
Eine der wichtigsten Merkmale der Isolierglasscheibe ist die Dichtigkeit des eingeschlossenen Gasvolumens gegen Feuchtigkeit von außen. Der Scheibeninnenraum muss möglichst hermetisch verschlossen und versiegelt sein, so dass kein Gasaustausch erfolgt. Dies ist insbesondere bei Erwärmung oder Abkühlung der Isolierverglasung problematisch, wenn sich das Gas im Scheibeninnenraum ausdehnt oder zusammenzieht und so einen Überdruck oder Unterdruck gegenüber dem Scheibenaußenraum entsteht.
Undichtigkeiten im Randbereich der Isolierverglasungen können leicht zu einem Verlust des inerten Gases zwischen den Isolierverglasungen führen. Neben einer schlechteren Dämmwirkung kann es zudem leicht zu eindringender Feuchtigkeit in der Isolierverglasung kommen. Durch Feuchtigkeit gebildeter Niederschlag zwischen den Scheiben der Isolierverglasung verschlechtert die optische Qualität und macht in vielen Fällen einen Austausch der gesamten Isolierverglasung notwendig.
Abhilfe bringt eine Isolation der Isolierverglasung im Randbereich um den Abstandshalter, wie beispielsweise aus der WO 2016046081 A1 bekannt ist. So werden die Scheibenkontaktflächen des Abstandshalters über ein Dichtmittel, beispielsweise aus Polyisobutylen mit den Scheiben verklebt. Gleichzeitig wird der Randbereich der Isolierverglasung zwischen Abstandshalter und äußerem Scheibenrand durch eine Isolierung (auch Außenabdichtung genannt) versiegelt, beispielsweise mit einem organischen Polysulfid.
WO 2013104507 A1 offenbart eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Abdichtung und eine damit verbundene Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit durch Aufbringen einer Barrierefolie auf den Abstandshalter. Diese Folie wird in der Regel im Bereich der Außenabdichtung auf dem Abstandshalter befestigt. Gebräuchliche Folienmaterialien beinhalten metallische, polymere und/oder keramische Schichten, und insbesondere eine Stapelfolge davon, welche eine gute Gasdichtigkeit aufweisen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen verbesserten Abstandshalter für eine Isolierverglasung bereitzustellen, der eine verbesserte, langzeitstabile Isolierwirkung bei gleichzeitig einfacher Montage und eine verbesserte Dichtigkeit zwischen dem Abstandshalter und den Scheiben aufweist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch einen Abstandshalter gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Der erfindungsgemäße Abstandshalter für eine Isolierverglasung umfasst mindestens einen Grundkörper mit zwei Seitenwänden, die durch eine Innenwand und eine Außenwand miteinander verbunden sind, wobei die Seitenwände, die Innenwand und die Außenwand eine Hohlkammer umgeben und wobei die Innenwand zu den Seitenwänden jeweils einen Überstand aufweist. Das heißt, die Seitenwände sind zur Innenwand um eine Breite u rückversetzt oder eingerückt.
Die Seitenwände des Grundkörpers sind dabei einander gegenüberliegend angeordnet. Das heißt, die Seitenwände sind jeweils an einem Ende mit der Innenwand verbunden und am anderen Ende mit der Außenwand. Die Seitenwände sind bevorzugt parallel zueinander oder im Wesentlichen parallel zueinander oder im Mittel parallel zueinander angeordnet. Die Innenwand und die Außenwand sind einander gegenüberliegend angeordnet und bevorzugt parallel zueinander oder im Wesentlichen parallel zueinander oder im Mittel parallel zueinander.
Die Innenwand kann im überstehenden Bereich (hier auch kurz Überstand genannt) jede beliebige Form aufweisen, beispielsweise rechteckig, quadratisch, dreieckig, trapezförmig oder zum distalen Ende hin spitz oder abgerundet.
Der überstehende Bereich (Überstand) der Innenwand ist bevorzugt einstückig mit der Innenwand ausgebildet. Besonders bevorzugt sind Innenwand, die Seitenwände und die Außenwand einstückig miteinander ausgebildet. Derartige einstückige Bauelemente lassen sich besonders einfach und kostengünstig herstellen, beispielsweise durch Extrusion oder Strangpressen.
In einer alternativen Ausgestaltung ist der überstehende Bereich an einen mittleren Bereich der Innenwand angebracht, beispielsweise angeklebt oder anextrudiert. Der überstehende Bereich der Innenwand kann dann aus dem gleichen oder aus einem anderen Material oder einer anderen Materialmodifikation bestehen. Der mittlere Bereich der Innenwand ist bevorzugt der Bereich der Innenwand zwischen den Verbindungsstellen zu den Seitenwänden.
Die Innenwand, die Außenwand, die erste Seitenwand und die zweiten Seitenwand sind derart angeordnet, dass sie die Wände eines Hohlraums bilden. Die dem Hohlraum abgewandte Seite der Innenwand wird im Folgenden Innenfläche, Scheibeninnenfläche oder auch Verglasungsinnenfläche genannt, da sie bei der Verwendung des Abstandshalters in einer Isolierverglasung dem Scheibeninnenraum zugewandt ist. Der Scheibeninnenraum ist der Raum, der durch die Innenwand eines umlaufenden Abstandshalters und die Scheibeninnenflächen der zwei benachbarten Scheiben gebildet wird. Die dem Hohlraum abgewandte Seite der Außenwand wird im Folgenden Außenfläche genannt, da sie bei entsprechender Verwendung dem Außenraum der Isolierverglasung zugewandt ist, oder mit anderen Worten, dem Scheibeninnenraum abgewandt ist. Die dem Hohlraum abgewandte Seite der Seitenwand wird Scheibenkontaktfläche genannt, da sie bei entsprechender Verwendung der unmittelbar benachbarten Scheibe der Isolierverglasung zugewandt ist. Es versteht sich, dass zwischen Scheibenkontaktfläche und Scheibe noch ein Strang oder dünner Film eines Dichtmittels angeordnet ist, also die Scheibenkontaktfläche der Seitenwand die Scheibe in der Regel nicht direkt berührt.
Die Innenfläche der Innenwand ist bevorzugt plan, flach, eben oder nicht gewölbt. Insbesondere ist die Innenfläche der Innenwand im überstehenden Bereich (Überstand) in einer Flucht zur mittleren Innenfläche der Innenwand ausgebildet. Dies ist ästhetisch besonders ansprechend und produktionstechnisch besonders einfach zu erzielen. Die mittlere Innenfläche ist die Innenfläche zwischen den überstehenden Bereichen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Abstandshalters beträgt die Breite u des Überstands von 0,05 mm bis 1 mm, bevorzugt 0,05 mm bis 0,2 mm. Derartige Breiten u sind besonders geeignet, bei Temperaturschwanken und Alterung ein Eindringen des Dichtmittels in den Scheibenzwischenraum zu unterbinden. Gleichzeit wird ein ausreichend großer Raum für das Dichtmittel und damit eine ausreichende Menge Dichtmittel im Bereich zwischen Seitenwand und Scheibe sichergestellt. Der Überstand kann auf beiden Seiten gleich groß und gleichgeformt ausgebildet sein. Alternativ kann der Überstand unterschiedlich groß und/oder unterschiedlich geformt ausgebildet sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst eine Isolierverglasung, mindestens umfassend: eine erste Scheibe, eine zweite Scheibe und einen die Scheiben umlaufenden erfindungsgemäßen Abstandshalter, wobei zwischen der ersten Scheibe und der ersten Seitenwand sowie zwischen der zweiten Scheibe und der zweiten Seitenwand ein Dichtmittel angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der folgenden Erkenntnis der Erfinder: Isolierverglasungen unterliegen beim täglichen Gebrauch starken Temperaturschwankungen. Dies sind einerseits Temperaturunterschiede zwischen Tag- und Nachttemperaturen sowie Erwärmung durch Sonneneinstrahlung und Abkühlung durch Abschattung. Bei Isolierverglasungen ist oftmals eine der Scheiben beschichtet, beispielsweise durch eine Infrarot-reflektierende Beschichtung, die für sichtbares Licht transparent ist. Bei Mehrfachverglasungen mit mehr als zwei Scheiben, ist die Innenscheibe oftmals beschichtet, beispielsweise durch eine Infrarot-reflektierende Beschichtung, die für sichtbares Licht transparent ist. Derartige Beschichtungen heizen sich bei Sonneneinstrahlung besonders auf, so dass sich besonders große Temperaturschwankungen ergeben.
Wie Eingangs geschildert, ist der Scheibeninnenraum von Isolierverglasungen hermetisch versiegelt, um einen Gas- und Feuchtigkeitsaustausch mit der Umgebung zu verhindern. Die Temperaturschwanken, denen die Isolierverglasung ausgesetzt sind, führt zu Temperaturschwankungen im Gas-gefüllten, abgedichteten Scheibeninnenraum und damit zu einer Volumenänderung des Gases im Scheibeninnenraum. Dies führt wiederum zu Druckschwankungen im Scheibeninnenraum, die im Extremfall, bei optimal gedichteter Isolierverglasung, zu einer elastischen Verformung der Scheiben führen kann. Durch die Druckschwankungen bei Temperaturwechsel entsteht ein Pump- und Saugeffekt, der sich auf das weiche, gummiartige Material des Dichtmittels erstreckt und dieses langfristig in den Scheibeninnenraum hineinziehen kann. Dies ist ästhetisch unerwünscht und kann langfristig die Abdichtung des Scheibeninnenraums mindern.
Durch den erfindungsgemäßen Überstand der Innenwand des Abstandshalters, wird dieser Effekt der Migration des Dichtmittels unterbunden. Durch den Überstand der Innenwand des Abstandshalters wird der Scheibeninnenraum vom Dichtmittel zwischen Scheibe und Seitenwand des Abstandshalter getrennt. Das Dichtmittel kann nicht in den Scheibeninnenraum migrieren. Wie Untersuchungen der Erfinder ergaben, zeigt sich eine deutlich erhöhte und verlängerte Dichtheit und Versiegelung des Scheibeninnenraums und dadurch eine deutliche Funktionsverbesserung und Funktionsverlängerung der Isolierverglasung.
Durch eine geeignete Formgebung der Scheibenkontaktfläche, wie wellenförmige Erhebungen oder eine Rautierung sowie durch eine nach außen gewölbte Seitenwand kann die Migration des Dichtmittels in den Scheibeninnenraum nochmals deutlich vermindert werden.
Der erfindungsgemäße Grundkörper weist bevorzugt eine Breite B der Innenwand auf, die größer ist als der maximale Abstand S der Scheibenkontaktflächen. Besonders bevorzugt gilt S + (2·0,05 mm) ≤ B ≤ S + (2·1mm) und insbesondere S + (2·0,05 mm) ≤ B ≤ S + (2·0,2 mm).
Die Breite B der Innenwand entspricht bei einer planen Innenwand auch der Breite der Innenfläche. Als Breite B der Innenwand wird die Dimension betrachtet, die orthogonal zur Erstreckungsrichtung des Abstandshalters verläuft. Die Erstreckungsrichtung des Abstandshalters ist die längste Dimension des Abstandshalters und erstreckt sich parallel zu den Scheiben. Die Länge des Abstandshalters entspricht der Kantenlänge der Scheiben abzüglich eines geringen Rückversatze, der den Außenraum bildet. Länge in Erstreckungsrichtung und Breite spannen die Innenfläche des Abstandhalters auf.
Der erfindungsgemäße Grundkörper weist bevorzugt entlang der Innenfläche eine Breite B von 6 mm bis 70 mm auf, besonders bevorzugt von 6 mm bis 40 mm und insbesondere von 10 mm bis 30 mm auf. Die genaue Breite B richtet sich nach den Abmessungen der Isolierverglasung und der gewünschten Größe des Innenbereichs. Der Grundkörper weist bevorzugt entlang der Scheibenkontaktflächen eine Gesamthöhe von 4 mm bis 10 mm, bevorzugt von 5 mm bis 8 mm und insbesondere 6,5 mm auf. Der Grundkörper weist bevorzugt eine Wanddicke von 0,5 mm bis 1,5 mm, bevorzugt von 0,7 mm bis 1,2 mm und insbesondere von 1 mm auf.
Der Grundkörper enthält vorteilhafterweise ein Polymer bevorzugt Polyethylen (PE), Polycarbonate (PC), Polystyrol, Polyester, Polyurethane, Polymethylmetacrylate, Polyacrylate, Polyamide, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), bevorzugt Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat (ABS/PC), Styrol-Acrylnitril (SAN), PET/PC, Polypropylen (PP), PBT/PC und/oder Copolymere oder Gemische davon oder besteht daraus.
Der polymere Grundkörper ist bevorzugt glasfaserverstärkt. Durch die Wahl des Glasfaseranteils im Grundkörper kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des Grundkörpers variiert und angepasst werden. Durch Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Grundkörpers lassen sich temperaturbedingte Spannungen zwischen den unterschiedlichen Materialien des Grundkörper und angrenzenden oder daran angebrachten Materialien wie ein Isolationsfolie vermeiden. Der Grundkörper weist bevorzugt einen Glasfaseranteil von 20 % bis 50 %, besonders bevorzugt von 30 % bis 40 % auf. Der Glasfaseranteil im Grundkörper verbessert gleichzeitig die Festigkeit und Stabilität.
Alternative Grundkörper können Metalle wie Aluminium oder Keramiken enthalten oder daraus bestehen.
Der Grundkörper weist bevorzugt mindestens eine Hohlkammer auf. Der Abstandshalter weist bevorzugt ein Trockenmittel auf. Das Trockenmittel kann innerhalb der Hohlkammer und/oder in den Grundkörper selbst eingearbeitet sein. Das Trockenmittel kann dann direkt vor dem Zusammenbau der Isolierverglasung in die Hohlkammer eingefüllt werden. So wird eine besonders hohe Aufnahmekapazität des Trockenmittels in der fertigen Isolierverglasung sichergestellt. Das Trockenmittel enthält bevorzugt Kieselgele, Molekularsiebe, CaCl₂, Na₂SO₄, Aktivkohle, Silikate, Bentonite, natürliche Zeolithe, synthetische Zeolithe und/oder Gemische davon oder besteht daraus.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der erfindungsgemäße Abstandshalter entlang der Scheibenkontaktflächen eine Rautierung oder eine wellenförmige Form auf. Die Wellenform erstreckt sich bevorzugt entlang der Erstreckungsrichtung des Abstandshalters, das heißt die Erhöhungen (Wellenberge) und die Vertiefungen (Wellentäler) verlaufen parallel zur Erstreckungsrichtung. Daneben sind eine im Winkel zur Erstreckungsrichtung verlaufende Wellenform wie eine diagonale Wellenform oder Kombinationen aus allen Wellenformen vorteilhaft, da jede Wellenform die Oberfläche der Seitenwangen vergrößert.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Abstandshalter, wobei die wellenförmige Form auf der Scheibenkontaktfläche längsseitig 2 bis 10 Erhöhungen aufweist. Mit dieser Anzahl an Erhöhungen werden gute Ergebnisse erzielt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Abstandshalter, wobei die wellenförmige Form auf der Scheibenkontaktfläche längsseitig 3 bis 6 Erhöhungen aufweist. Mit dieser Anzahl an Erhöhungen werden besonders gute Ergebnisse erzielt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Abstandshalter, wobei die Erhöhungen von 0,01 mm bis 1 mm betragen, bevorzugt von 0,01 mm bis 0,2 mm. Die Wanddicke der Seitenwand beträgt bevorzugt von 0,8 mm bis 2 mm und insbesondere 1 mm. Die Erhöhung liegt je nach der Anzahl auf der Scheibenkontaktfläche bevorzugt bei etwa 0,05 mm. Die Wellenform kann grob aber auch fein sein. Die Wellenform kann auch teilweise oder ganz durch eine Rautierung, das heißt durch waagerechte und senkrechte Linien in gleichmäßige Rechtecke aufgegliedert, ersetzt werden. Die Form der Seitenwand ist auch mit scharfkantigen Flanken als Sonderform oder als Extremform gewellt möglich. Durch die erfindungsgemäße Profilierung der Seitenwand wird eine deutliche Verbesserung der Kontaktfläche zum Dichtmittel erreicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Abstandshalter mindestens einen Verbund aus einem polymeren Grundkörper und einer polymeren Isolationsfolie. Die Isolationsfolie umfasst mindestens eine polymere Folie. Auf der polymeren Folie sind mindestens eine weitere polymere Schicht in einer Dicke von 10 µm bis 100 µm sowie eine metallische und/oder eine keramische Schicht mit einer Dicke von 10 nm bis 1500 nm aufgebracht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Abstandshalter mindestens einen Verbund aus einem glasfaserverstärkten, polymeren Grundkörper und einer polymeren Isolationsfolie. Durch die Wahl des Glasfaseranteils im Grundkörper kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des Grundkörpers variiert und angepasst werden. Durch Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Grundkörpers und der polymeren Isolationsfolie lassen sich temperaturbedingte Spannung zwischen den unterschiedlichen Materialien und ein Abplatzen der Isolationsfolie vermeiden. Der Grundkörper weist bevorzugt einen Glasfaseranteil von 20 Gew.-% bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 30 Gew.-% bis 40 Gew.-% auf. Der Glasfaseranteil im Grundkörper verbessert gleichzeitig die Festigkeit und Stabilität.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Abstandshalter, wobei auf der Außenfläche des polymeren Grundkörpers oder des glasfaserverstärkten polymeren Grundkörpers eine Isolationsfolie aufgebracht ist, die mindestens eine polymere Schicht sowie eine metallische Schicht und/oder eine keramische Schicht enthält. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die polymere Schicht eine Dicke von 5 µm bis 80 µm auf. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke der polymeren Schicht 10 µm bis 80 µm.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen die polymere Folie und die polymere Schicht aus dem gleichen Material. Dies ist besonders vorteilhaft, da eine geringere Vielfalt der verwendeten Materialien den Produktionsablauf vereinfacht. Dabei werden die polymere Folie und die polymeren Schichten bevorzugt in der gleichen Materialstärke eingesetzt, so dass das gleiche Ausgangsmaterial für alle polymeren Bestandteile der Isolationsfolie verwendet werden kann.
Die Isolationsfolie enthält bevorzugt mindestens zwei metallische Schichten und/oder keramische Schichten, die alternierend mit mindestens einer polymeren Schicht angeordnet sind. Beispielsweise kann die Isolationsfolie aus einer polymeren Folie, auf der sich eine metallische Schicht befindet, einer darüber angebrachten polymeren Schicht und einer zweiten metallischen Schicht bestehen. Bevorzugt sind die außen liegenden Schichten jedoch polymerhaltig und werden von der polymeren Folie und/oder der polymeren Schicht gebildet. Innerhalb einer Isolationsfolie können auch keramische Schichten und metallische Schichten verwendet werden. Die alternierenden Komponenten der Isolationsfolie können auf die verschiedensten nach dem Stand der Technik bekannten Methoden verbunden bzw. aufeinander aufgetragen werden. Methoden zur Abscheidung metallischer oder keramischer Schichten sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.
Die Verbindung der einzelnen Komponenten kann über einen Kleber erfolgen. Die Verwendung einer Isolationsfolie mit alternierender Schichtenabfolge ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Dichtigkeit des Systems. Ein Fehler in einer der Schichten führt dabei nicht zu einem Funktionsverlust der Isolationsfolie. Im Vergleich dazu kann bei einer Einzelschicht bereits ein kleiner Defekt zu einem vollständigen Versagen führen. Des Weiteren ist die Auftragung mehrerer dünner Schichten im Vergleich zu einer dicken Schicht vorteilhaft, da mit steigender Schichtdicke die Gefahr interner Haftungsprobleme ansteigt. Ferner verfügen dickere Schichten über eine höhere Leitfähigkeit, so dass eine derartige Folie thermodynamisch weniger geeignet ist. Die Isolationsfolie weist bevorzugt eine Gaspermeation kleiner als 0,001 g/(m² h) auf. Der Verbund aus Grundkörper und Isolationsfolie weist bevorzugt einen PSI Wert kleiner(gleich) als 0,05 W/mK, besonders bevorzugt kleiner(gleich) als 0,035 W/mK auf. Der Wert 0,035 W/mK bedeutet, dass im Verbund pro Meter Kantenlänge und pro Kelvin Temperaturdifferenz weniger als 0,035 Watt verloren gehen. Die Isolationsfolie kann auf dem Grundkörper aufgebracht werden, beispielsweise geklebt werden. Alternativ kann die Isolationsfolie mit dem Grundkörper zusammen coextrudiert werden.
Die polymere Folie und/oder polymere Schicht umfassen bevorzugt Polyethylenterephthalat, Ethylenvinylalkohol, Polyvinylidenchlorid, Polyamide, Polyethylen, Polypropylen, Silikone, Acrylonitrile, Polyacrylate, Polymethylacrylate und/oder Copolymere oder Gemische davon.
Die metallische Schicht enthält bevorzugt Eisen, Aluminium, Silber, Kupfer, Gold, Chrom und/oder Legierungen oder Gemische davon. Die metallische Schicht weist eine Dicke von 10 nm bis 400 nm, bevorzugt eine Dicke von 10 nm bis 300 nm, besonders bevorzugt eine Dicke von 10 nm bis 200 nm, auf. In einer alternativen Ausführungsform weist die metallische Schicht eine Dicke von 30 nm bis 400 nm auf. Innerhalb der genannten Schichtdicken konnte eine besonders gute Dichtigkeit der Isolationsfolie beobachtet werden. Die metallische Schicht wird bevorzugt durch Aufdampfen auf der Isolationsfolie aufgebracht.
Die keramische Schicht enthält bevorzugt Siliziumoxide und/oder Siliziumnitride, insbesondere Gemisch davon, oder besteht aus Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid. Die keramische Schicht weist bevorzugt eine Dicke von 10 nm bis 400 nm, bevorzugt 10 nm bis 300 nm und besonders bevorzugt von 10 nm bis 200 nm auf.
Die polymere Schicht weist bevorzugt eine Dicke von 5 µm bis 80 µm, besonders bevorzugt 10 µm bis 80 µm, auf.
Die polymere Folie weist bevorzugt 1 bis 4 metallische oder keramische Schichten auf. Die polymere Folie weist bevorzugt 1 bis 4 polymere Schichten auf.
Die polymere Folie weist bevorzugt 2 metallische oder keramische Schichten und 2 polymere Schichten in alternierender metallisch / polymerer Reihenfolge auf. Die polymere Folie weist besonders bevorzugt 3 metallische Schichten und 3 polymere Schichten in alternierender metallisch / polymerer Reihenfolge auf.
Eine alternative polymere Folie weist bevorzugt 2 metallische oder keramische Schichten und 2 polymer Schichten auf, die in einer Stapelfolge aus polymere Schicht/(metallischer oder keramischer Schicht)/(metallischer oder keramischer Schicht)/polymere Schicht angeordnet sind. Besonders bevorzugt weist die polymere Folie 3 metallische Schichten und 3 polymere Schichten auf, die in einer Stapelfolge aus polymere Schicht/(metallischer oder keramischer Schicht)/polymere Schicht/(metallischer oder keramischer Schicht)/(metallischer oder keramischer Schicht)/polymere Schicht angeordnet sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die Seitenwände gerade ausgebildet. In einer alternativen Ausgestaltungsform sind die Seitenwände gekrümmt ausgebildet, beispielsweise gekrümmt oder abgekantet. Die Seitenwände sind jeweils nach außen gekrümmt oder erweitert, so dass der Hohlraum vergrößert ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung weisen die Seitenwände etwa in der Mitte der Höhe der Seitenwand einen Knick auf, so dass der Hohlraum vergrößert ist und eine etwa hexagonale Querschnittsfläche aufweist. Der Winkel w zwischen den einzelnen Abschnitten der Seitenwände beträgt bevorzugt von 1° bis 10°, besonders bevorzugt von 2° bis 5° und insbesondere etwa 3°.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter durch eine Isolierverglasung gelöst mit mindestens zwei Scheiben, einen die Scheiben umfassenden, umlaufenden erfindungsgemäßen Abstandshalter, wobei die erste Scheibe an der ersten Scheibenkontaktfläche der ersten Seitenwand des Abstandshalters anliegt und die zweite Scheibe an der zweiten Scheibenkontaktfläche der zweiten Seitenwand des Abstandshalters anliegt und wobei zwischen der ersten Scheibe und der ersten Scheibenkontaktfläche und zwischen der zweiten Scheibe und der zweiten Scheibenkontaktfläche ein Dichtmittel angeordnet ist.
Der umlaufende Abstandshalter ist bevorzugt vollständig ausgebildet und bildet einen geschlossenen Abstandshalterrahmen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Isolierverglasung beträgt der Abstand der Innenwand im Bereich des Überstands zur nächstliegenden Scheibe kleiner 0,5 mm, bevorzugt kleiner 0,2 mm und besonders bevorzugt kleiner 0,1 mm. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung berührt die Innenwand im Bereich des Überstand die nächstliegende Scheibe zumindest abschnittsweise oder entlang ihrer gesamten Erstreckungslänge. Das heißt, die erste Scheibe liegt an dem ersten Überstand der Innenwand an und die zweite Scheibe liegt an dem zweiten Überstand der Innenwand an der gegenüberliegenden zweiten Scheibe an.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung berührt die Innenwand des Abstandshalters im Bereich des Überstand unmittelbar die angrenzende Scheibe. Die Innenwand berührt die nächstliegende Scheibe an ihrem distalen Ende des Überstands. Die Innenwand berührt die Scheibe zumindest abschnittsweise entlang ihrer Erstreckungsrichtung oder entlang ihrer gesamten Erstreckungsrichtung.
Die erste, die zweite und eventuelle weitere Scheiben enthalten Materialien wie Glas, insbesondere Kalk-Natron-Glas und/oder transparente Polymere wie Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat, oder bestehen daraus. Die Scheiben weisen bevorzugt eine optische Transparenz von > 85 % auf. Grundsätzlich sind verschiedene Geometrien der Scheiben möglich, beispielsweise rechteckige, trapezförmige und abgerundete Geometrien. Die Außenscheiben und/oder die Mittelscheibe(n) weisen bevorzugt eine Wärmeschutzbeschichtung auf. Die Wärmeschutzbeschichtung enthält bevorzugt Silber.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Abstandshalters grenzt die Innenwand mit der Innenfläche unmittelbar an den Scheibeninnenraum.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Innenbereich zwischen den Außenscheiben und innerhalb des Abstandshalterrahmens mit einem Schutzgas, bevorzugt mit einem Edelgas und besonders bevorzugt mit Argon, Krypton oder Gemischen davon befüllt. Dadurch kann eine besonders gute Wärmeisolation (= besonders niedriger Wärmeübergangswert) der Isolierverglasung erzielt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Isolierverglasung, wobei zwischen Dichtmittel, Scheibenkontaktfläche und Scheibe jeweils eine feste Bindung besteht. Erfindungsgemäße Dichtmittel haben gas- und feuchtigkeitsabdichtende Eigenschaften und gleichzeitig gute adhäsive Eigenschaften, so dass sie fest mit den angrenzenden Flächen verkleben.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Isolierverglasung, wobei das Dichtmittel ein Polymer oder ein silanmodifiziertes Polymer, bevorzugt organisches Polysulfid, Silikon, raumtemperaturvernetzender Silikonkautschuk, hochtemperaturvernetzender Silikonkautschuk, peroxidischvernetzender Silikonkautschuk, additionsvernetzender Silikonkautschuk, Polyurethan, Butylkautschuk, Polyisobutylen, Polyacrylat oder Gemische davon enthält oder daraus besteht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Isolierverglasung ist der Abstandshalter zu den Rändern der Scheiben rückversetzt. Dadurch wird ein Außenraum zwischen der Außenwand des Abstandshalters und den Rändern der Scheiben gebildet, wobei im Außenraum zumindest abschnittsweise und bevorzugt vollständig eine Isolierschicht angeordnet ist.
Die Isolierschicht ist bevorzugt eine plastische Abdichtmasse. Die Isolierschicht enthält bevorzugt Polymere oder silanmodifizierte Polymere, besonders bevorzugt organische Polysulfide, Silikone, RTV(raumtemperturvernetzenden)-Silikonkautschuk, HTV-(hochtemperturvernetzenden)Silikonkautschuk, peroxidischvernetzten-Silikonkautschuk und/oder additionsvernetzten-Silikonkautschuk, Polyurethane, Polyisobutylen, Buthylkautschuk und/oder Polyacrylate oder besteht daraus.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Isolierverglasung, wobei eine erste Scheibe über einen erfindungsgemäßen Abstandshalter mit einer zweiten Scheibe verbunden ist und die zweite Scheibe über mindestens einen weiteren erfindungsgemäßen Abstandshalter mit mindestens einer dritten Scheibe verbunden ist. Es versteht sich, dass dadurch in einfacher, modularer Weise, Dreifach-Isolierverglasungen, Vierfach-Isolierverglasungen oder Mehrfach-Isolierverglasungen mit mehr als vier Scheiben hergestellt werden können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Dreifachisolierverglasung mit genau drei Scheiben: einer ersten Scheibe, einer zweiten Scheibe und einer dritten Scheibe. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Vierfachisolierverglasung mit genau vier Scheiben: einer ersten Scheibe, einer zweiten Scheibe, einer dritten Scheibe und einer vierten Scheibe. Es versteht sich, dass auch erfindungsgemäße Fünffach-Isolierverglasungen oder Isolierverglasungen mit sechs und mehr Scheiben hergestellt werden können.
Die einzelnen Scheiben der Dreifach-, Vierfach-, Fünffach-, oder Mehrfachverglasungen können durch mehrere erfindungsgemäße Abstandshalter miteinander verbunden werden, wobei jeweils ein Abstandshalter zwischen jeweils zwei benachbarten Scheiben angeordnet ist.
In einer alternativen erfindungsgemäßen Isolierverglasung ist zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe mindestens eine weitere Scheibe angeordnet und der Abstandshalter weist mindestens eine Nut zum Einfassen der mindestens einen weiteren Scheibe auf. Auch auf diese Weise lassen sich Dreifach-Isolierverglasungen, Vierfach-Isolierverglasungen oder Mehrfach-Isolierverglasungen mit mehr als vier Scheiben herstellen.
Es versteht sich, dass die genannten Anordnungen zur Herstellung von Mehrfach-Isolierverglasungen auch miteinander kombiniert werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter durch ein Verfahren zur Herstellung einer Isolierverglasung gelöst, wobei das Dichtmittel auf die den Scheibenkontaktflächen des Abstandshalters zugewandten Flächen der Scheiben umlaufend aufgetragen wird und die erste Scheibe mit Dichtmittel, der Abstandshalter und die zweite Scheibe mit Dichtmittel miteinander verpresst werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter durch ein Verfahren zur Herstellung einer Isolierverglasung gelöst, wobei das Dichtmittel auf die Scheibenkontaktflächen des Abstandshalter umlaufend aufgetragen wird und die erste Scheibe, der Abstandshalter mit beidseitigem Dichtmittel und die zweite Scheibe miteinander verpresst werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter durch ein Verfahren zur Herstellung einer Isolierverglasung gelöst, wobei das Dichtmittel auf die den Scheibenkontaktflächen des Abstandshalters zugewandten Fläche der ersten Scheibe umlaufend aufgetragen wird und der Abstandshalter mit der ersten Scheibenkontaktfläche auf die erste Scheibe gelegt wird und das Dichtmittel auf die freie, zweite Scheibenkontaktfläche des Abstandshalters umlaufend aufgetragen wird und die zweite Scheibe auf die mit dem Dichtmittel versehene zweite Scheibenkontaktfläche des Abstandshalters gelegt wird und die erste Scheibe, das Dichtmittel, der Abstandshalter, das Dichtmittel und die zweite Scheibe miteinander verpresst werden.
Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßen Abstandshalters in Isolierverglasungen, bevorzugt in Mehrfachverglasungen und insbesondere in Dreifachverglasungen, Vierfachverglasungen oder Fünffachverglasungen.
Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßen Abstandshalters in Isolierverglasungen, bevorzugt in Mehrfachverglasungen und insbesondere in Dreifachverglasungen, Vierfachverglasungen oder Fünffachverglasungen, bevorzugt in Bau und Architektur, im Innenbereich und Außenbereich.
Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßen Abstandshalters in Isolierverglasungen, bevorzugt in Mehrfachverglasungen und insbesondere in Dreifachverglasungen, Vierfachverglasungen oder Fünffachverglasungen, zur Vermeidung des Eindringens eines Dichtmittels in den Scheibeninnenraum.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine rein schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Sie schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Die Zeichnung zeigt in:
1 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Isolierverglasung mit einem erfindungsgemäßen Abstandshalter;
2 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Isolierverglasung nach dem Stand der Technik mit einem Abstandshalter nach dem Stand der Technik;
3 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer alternativen erfindungsgemäßen Isolierverglasung;
4 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Grundkörper des Abstandshalter aus 3;
5A einen Querschnitt durch die Isolierverglasung aus 3 bei erhöhter Temperatur;
5B einen Querschnitt durch die Isolierverglasung aus 3 bei erhöhter Temperatur;
6 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Isolierverglasung am Beispiel einer Dreifachisolierverglasung und
7 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer alternativen erfindungsgemäßen Isolierverglasung am Beispiel einer Dreifachisolierverglasung.
1 zeigt eine Querschnittsdarstellung auf einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Isolierverglasung II mit einem erfindungsgemäßen Abstandshalter I.
Der erfindungsgemäße Abstandshalter I enthält einen Grundkörper 1. Der Grundkörper 1 umfasst eine erste Seitenwand 2.1, eine zweite Seitenwand 2.2, eine Innenwand 3 und eine Außenwand 4. Die Seitenwände 2.1, 2.2 verlaufen beispielsweise parallel zueinander. Die Außenseite der ersten Seitenwand 2.1 ist benachbart zu einer ersten Scheibe 9 angeordnet und wird im Folgenden als erste Scheibenkontaktfläche 2.1‘ bezeichnet. Die Außenseite der zweiten Seitenwand 2.2 ist benachbart zu einer zweiten Scheibe 10 angeordnet und wird im Folgenden als zweite Scheibenkontaktfläche 2.2‘ bezeichnet.
Die Seitenwänden 2.1, 2.2 sind über eine Innenwand 3 und eine Außenwand 4 miteinander verbunden. Die Außenseite der Innenwand 3 ist dem Scheibeninnenraum 12 der Isolierverglasung II zugewandt und grenzt unmittelbar an diesen und wird als Innenfläche 3‘ bezeichnet. Die Außenseite der Außenwand 4 wird als Außenfläche 4‘ bezeichnet.
Die Seitenwände 2.1, 2.2, die Innenwand 3 und die Außenwand 4 sind derart miteinander verbunden, dass sie eine Hohlkammer 5 umgeben. Die Seitenwände 2.1, 2.2, die Innenwand 3 und die Außenwand 4 sind beispielsweise einstückig ausgebildet. Der Grundkörper 1 wird beispielsweise durch Strangextrusion hergestellt. Der Grundkörper 1 enthält bevorzugt ein glasfaserverstärktes Polymer und besteht beispielsweise aus Styrol-Acryl-Nitryl (SAN) mit einem Glasfaseranteil von etwa 30 Gew. % bis 40 Gew. % und insbesondere von 35 Gew. %.
Die Innenwand 3 weist jeweils einen Überstand U.1 zur Seitenwand 2.1 und einen Überstand U.2 zu Seitenwand 2.2. Die Breite u des Überstands wird von der jeweiligen Scheibenkontaktfläche 2.1‘, 2.2‘ der Seitenwände 2.1, 2.2 zur maximalen Erstreckung des Überstand U.1, U.2 gemessen und beträgt beispielsweise 0,1 mm. Im hier dargestellten Beispiels ist die Breite u der Überstände U.1, U.2 gleich groß ausgestaltet. Es versteht sich, dass die Breite u der Überstände U.1, U.2 nicht gleich groß sein müssen.
Der Überstand U.1, U.2 der Innenwand 3 ist derart ausgebildet, dass er bis zu den Innenseiten der Scheiben 9, 10 reicht. Der Abstand zwischen dem ersten Überstand U.1 der Innenwand 3 und der ersten Scheibe 9 beträgt beispielsweise weniger als 0,2 mm. Der Abstand zwischen dem zweiten Überstand U.2 der Innenwand 3 und der zweiten Scheibe 10 beträgt beispielsweise ebenfalls weniger als 0,2 mm.
Die Hohlkammer 5 ist beispielsweise mit einem Trockenmittel 7 gefüllt. Das Trockenmittel 7 enthält beispielsweise Molekularsiebe wie natürliche und/oder synthetische Zeolithe. Der Grundkörper 1 weist auf der dem Scheibeninnenraum 12 zugewandten Oberfläche, der sogenannten Innenfläche 3‘, eine Vielzahl von Öffnungen (hier nicht dargestellt) auf, die einen Gasaustausch zwischen der Hohlkammer 5 mit dem Trockenmittel und dem Scheibeninnenraum 12 erleichtern. Dadurch kann das Trockenmittel 7 dem Scheibeninnenraum 12 der Isolierverglasung II Feuchtigkeit entziehen, was ein unerwünschtes Beschlagen verhindert und die Wärmeisolation der Isolierverglasung II erhöht und damit verbessert.
Zwischen der Außenwand 4 und den Seitenwänden 2.1, 2.2 sind bevorzugt zwei gewinkelte Verbindungswände angeordnet (hier nicht gezeigt). Die Verbindungswand verläuft bevorzugt in einem Winkel von 30° bis 60° zur Außenwand 4. Die abgewinkelte Form der ersten Verbindungsflächen und der zweiten Verbindungsfläche verbessert die Stabilität des glasfaserverstärkten polymeren Grundkörpers 1 und ermöglicht eine bessere Verklebung und Isolierung des Abstandshalters I.
Auf der Außenfläche 4‘ der Außenwand 4 und auf den angrenzenden Bereichen der Scheibenkontaktflächen 2.1‘, 2.2‘ ist beispielsweise eine Isolationsfolie 8 aufgebracht, die den Wärmeübergang durch den polymeren Grundkörper 1 in den Scheibeninnenraum 12 der Isolationsverglasung II vermindert. Insbesondere vermindert die Isolationsfolie 8 den Gasaustauch zwischen dem Scheibeninnenraum 12 und der äußeren Umgebung der Isolierverglasung II und verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit in den Scheibeninnenraum 12. Die Isolationsfolie 8 kann beispielsweise mit einem Polyurethan-Schmelzklebstoff auf dem polymeren Grundkörper 1 befestigt sein. Die Isolationsfolie 8 enthält beispielsweise drei polymere Schichten aus Polyethylenterephthalat mit einer Dicke von 12 µm und drei metallische Schichten aus Aluminium mit einer Dicke von 50 nm. Die metallischen Schichten und die polymeren Schichten sind dabei jeweils alternierend angebracht, wobei die beiden äußeren Lagen von polymeren Schichten gebildet werden. Das heißt, die Schichtfolge besteht aus einer polymere Schicht, gefolgt von einer metallischen Schicht, gefolgt von einer Klebeschicht, gefolgt von einer polymeren Schicht, gefolgt von einer metallischen Schicht, gefolgt von einer Klebeschicht, gefolgt von einer metallischen Schicht, gefolgt von einer polymeren Schicht.
Der Grundkörper 1 enthält bevorzugt ein glasfaserverstärktes Polymer und besteht beispielsweise aus Styrol-Acryl-Nitryl (SAN) mit einem Glasfaseranteil von etwa 30 Gew. % bis 40 Gew. %. Durch die Wahl des Glasfaseranteils im Grundkörper 1 kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des Grundkörpers 1 variiert und angepasst werden. Durch Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Grundkörpers 1 und der Isolationsfolie 8 lassen sich temperaturbedingte Spannungen zwischen den unterschiedlichen Materialien und ein Abplatzen der Isolationsfolie 8 vermeiden. Der Grundkörper 1 weist beispielsweise einen Glasfaseranteil von 35 % auf. Der Glasfaseranteil im Grundkörper 1 verbessert gleichzeitig die Festigkeit und Stabilität.
Der gesamte Abstandshalter I weist eine Wärmeleitfähigkeit kleiner als 10 W/mK und eine Gaspermeation von kleiner 0,001 g/m² h auf. Der Isolierfolie 8 selbst besitzt einen PSI-Wert kleiner als 0,035 W/mK.
Die Scheibenkontaktflächen 2.1‘, 2.2‘ sind mit einem Dichtmittel 6 mit den Innenflächen der Scheiben 9, 10 verklebt und die Isolierverglasung II ist dadurch abgedichtet. Das Dichtmittel 6 bildet eine Gas- und Feuchtigkeitsbarriere zwischen den Scheibenkontaktflächen 2.1‘, 2.2‘ und den Innenflächen der Scheiben 9, 10. Das Dichtmittel 6 verklebt die Scheibenkontaktflächen 2.1‘, 2.2‘ des Abstandshalters I fest mit den Innenflächen der Scheiben 9, 10, was zu einer Erhöhung der mechanischen Stabilität der Isolierglasscheibe II führt. Das Dichtmittel 6 enthält oder besteht bevorzugt aus Polyisobutylen oder Butylkautschuk. Zur Herstellung der Isolierverglasung II werden die Scheiben 9, 10 mit dem Abstandshalter I und dem Dichtmittel 6 miteinander verpresst. Der resultierende Dichtmittelfilm weist lediglich eine Dicke von beispielsweise 0,1 mm bis 0,3 mm auf. Deshalb genügt bereits ein geringer Überstand U.1, U.2 mit einer Breite u von beispielsweise 0,1 mm um ein Wandern des Dichtmittels 6 effektiv zu verhindern.
Der Abstandshalter I ist umlaufend zu einem Abstandshalterrahmen geformt, der den Scheibeninnenraum 12 umrahmt. Die erste Scheibe 9 und die zweite Scheibe 10 ragen an allen Seitenkanten über den Abstandshalter I hinaus, so dass ein umlaufender Randbereich mit einem Außenbereich 20 entsteht. Der Außenbereich 20 ist mit einer Versiegelung 11 gefüllt. Diese Versiegelung 11 wird beispielsweise von einem organischen Polysulfid gebildet. Dadurch wird eine zusätzliche mechanische Stabilisierung des Randverbunds und damit der Isolierverglasung II erzielt. Gleichzeitig wird der Scheibeninnenraum 12 vor eindringender Feuchtigkeit und Fremdeinflüssen von außen geschützt.
Die erste Scheibe 9 und die zweite Scheibe 10 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von 3 mm. Die erste Scheibe 9 und die zweite Scheibe 10 weisen beispielsweise Ausmaße von 1000 mm × 1200 mm auf.
2 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Ausschnitts einer Isolierverglasung IIa nach dem Stand der Technik mit einem Abstandshalter Ia nach dem Stand der Technik. Der Aufbau der Isolierverglasung IIa nach dem Stand der Technik gemäß 2 entspricht in weiten Teilen dem Aufbau der erfindungsgemäßen Isolierverglasung II gemäß 1, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Der Abstandshalter Ia nach dem Stand der Technik weist keinen Überstand U der Innenwand 3 über die Seitenwände 2.1, 2.2 auf. Insbesondere schließt die Innenwand 3 des Grundkörpers 1 des Abstandshalters Ia nach dem Stand der Technik mit den Scheibenkontaktflächen 2.1‘, 2.2‘ der Seitenwände 2.1, 2.2 bündig ab.
In diesem Aufbau ist das Dichtmittel 6 zwischen den Innenflächen der Scheiben 9 und 10 und den Scheibenkontaktflächen 2.1‘, 2.2‘ beim Durchblick durch eine der Scheiben 9, 10 in den Scheibeninnenraum 12 offenliegend und gut sichtbar. Das Dichtmittel 6 kann durch Druckänderungen im Scheibeninnenraum 12, wie sie beispielsweise durch Erwärmen oder Abkühlen der Isolierglasscheibe IIa entstehen, in den freien Scheibenzwischenraum 12 gesogen werden. Dies ist ästhetisch unerwünscht und kann zu einer Undichtigkeit des Scheibeninnenraums 12 der Isolierglasscheibe IIa führen.
3 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer alternativen erfindungsgemäßen Isolierverglasung II mit einem alternativen erfindungsgemäßen Abstandshalter I in perspektivischer Darstellung. Der Aufbau der Isolierverglasung II gemäß 3 entspricht in weiten Teilen dem Aufbau der erfindungsgemäßen Isolierverglasung II gemäß 1, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
4 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts des Grundkörpers 1 eines erfindungsgemäßen Abstandshalters I aus 3 in perspektivischer Darstellung.
In dem hier dargestellten Ausgestaltungsbeispiel sind die einander gegenüberliegenden Seitenwände 2.1, 2.2 des Grundkörper 1 gekrümmt ausgebildet und weisen jeweils etwa in der Mitte der Höhe der Seitenwand 2.1, 2.2 einen Knick auf. Die Seitenwände 2.1, 2.2 sind jeweils nach außen gekrümmt oder mit anderen Worten erweitert, so dass der Hohlraum 5 vergrößert ist und eine etwa hexagonale Querschnittsfläche aufweist. Der Winkel w zwischen den einzelnen Abschnitten der Seitenwände 2.1, 2.2 beträgt bevorzugt von 1° bis 10°, besonders bevorzugt von 2° bis 5° und insbesondere etwa 3°.
Die Scheibenkontaktflächen 2.1‘, 2.2‘, das heißt die Außenseiten der Seitenwände 2.1, 2.2, weisen mehrere rillenförmige Erhebungen auf, die sich wellenförmig entlang der Höhe der Seitenwände 2.1, 2.2 und entlang der Erstreckungsrichtung des Grundkörpers 1 erstrecken. Es versteht sich, dass die Erhebungen auch anders ausgeformt sein können, insbesondere schräg-verlaufend oder rautiert.
Die maximale Dicke D der Seitenwände 2.1, 2.2 beträgt bevorzugt von 0,8 mm bis 2 mm und beispielsweise 1,5 mm. Die Höhe H des Grundkörpers 1 beträgt bevorzugt von 4 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt von 5 mm bis 8 mm und insbesondere 6 mm. Die Wandstärke d der Innenwand 3 und der Außenwand 4 beträgt bevorzugt von 0,5 mm bis 1,5 mm, besonders bevorzugt von 0,7 mm bis 1,2 mm und insbesondere 1 mm. Die Breite des Grundkörpers 1 entspricht der Breite B der Innenwand 3 und beträgt bevorzugt von 6 mm bis 40 mm, bevorzugt von 10 mm bis 30 mm und insbesondere 20 mm.
Die Innenwand 3 weist jeweils einen Überstand U.1 zur Seitenwand 2.1 und einen Überstand U.2 zu Seitenwand 2.2. Die Breite des Überstands wird von der jeweiligen Scheibenkontaktfläche 2.1‘, 2.2‘ der Seitenwände 2.1, 2.2 zur maximalen Erstreckung des Überstand U.1, U.2 gemessen und beträgt beispielsweise 0,2 mm.
Der Überstand U.1, U.2 der Innenwand 3 ist derart ausgebildet, dass er bis zu den Innenseiten der Scheiben 9, 10 reicht. Der Abstand zwischen dem ersten Überstand U.1 der Innenwand 3 und der ersten Scheibe 9 beträgt beispielsweise weniger als 0,3 mm. Der Abstand zwischen dem zweiten Überstand U.2 der Innenwand 3 und der zweiten Scheibe 10 beträgt beispielsweise ebenfalls weniger als 0,3 mm.
Die Innenwand 3 weist mehrere schlitzförmige Öffnungen 16 auf, durch die ein Gas- und Feuchtigkeitsaustausch zwischen der mit einem Trockenmittel 7 gefüllten Hohlkammer 5 und dem Scheibeninnenraum 12 stattfinden kann.
Wie Eingangs bereits beschrieben, beruht die Erfindung auf der folgenden Erkenntnis der Erfinder: Der Scheibeninnenraum 12 von Isolierverglasungen II ist hermetisch versiegelt, um einen Gas- und Feuchtigkeitsaustausch mit der Umgebung zu verhindern. Die Temperaturschwanken, denen die Isolierverglasung II ausgesetzt ist, führen zu Temperaturschwankungen im Gas-gefüllten Scheibeninnenraum 12 und damit zu einer deutlichen Volumenänderung des Gases im Scheibeninnenraum 12. Dies führt wiederum zu Druckschwankungen im Scheibeninnenraum 12, die im Extremfall, bei optimal gedichteter Isolierverglasung II, zu einer elastischen Verformung der Scheiben 9, 10 führen kann. Die ist in den 5A und 5B schematisch dargestellt.
5A zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts durch die Isolierverglasung aus 3 bei der Temperatur T. Die Temperatur T ist hier deutlich größer als die Temperatur T₀, bei der die Isolierverglasung II hergestellt und versiegelt wurde. Effekte, die sich durch einen vom vorliegenden Atmosphärendruck abweichenden Druck bei Versiegelung ergeben können, werden hier der Einfachheit halber vernachlässigt.
In Folge der Temperaturerhöhung expandiert das Gas im Scheibeninnenraum 12. Durch den entstehenden Druck im Scheibeninnenraum 12 wirkt eine Kraft auf die Scheiben 9, 10, die diese auseinanderdrückt. Da die Scheiben 9, 10 im Bereich des Abstandshalters I fest miteinander verbunden sind, können sie sich lediglich in der Scheibenmitte relativ zu einander bewegen. Durch den Druckanstieg und die Bewegung der Scheiben 9, 10 vergrößert sich der Abstand b₀ der Scheiben 9, 10 in der Scheibenmitte zu einem Abstand b >> b₀.
5B zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts durch die Isolierverglasung aus 3 bei der Temperatur T. Die Temperatur T ist hier deutlich kleiner als die Temperatur T₀. In Folge der Temperaturerniedrigung erniedrigt sich das Gasvolumen im Scheibeninnenraum 12. Durch den entstehenden Unterdruck im Scheibeninnenraum 12 wirkt eine Kraft auf die Scheiben 9, 10, die diese zueinander zieht. Der Abstand der Scheiben 9, 10 in der Scheibenmitte verringert sich zu einem Abstand b << b₀.
Durch die Temperaturschwankungen ergibt sich eine Druckänderungen des Gases im Scheibeninnenraum 12, die zu einer Migration des weichen, gummiartigen Materials des Dichtmittels 6 bei Isolierverglasungen IIa nach dem Stand der Technik führen kann. Verstärkt wird dies durch die unter 5A und 5B beschriebene Bewegung der Scheiben 9, 10.
Durch den erfindungsgemäßen Überstand U.1, U.2 der Innenwand 3 des erfindungsgemäßen Abstandshalters I wird dieser Effekt der Migration des Dichtmittels 6 unterbunden. Durch den Überstand U.1, U.2 der Innenwand 3 des Abstandshalters I wird der Scheibeninnenraum 12 vom Dichtmittel 6 zwischen Scheibe 9, 10 und Seitenwand 2.1, 2.2 des Abstandshalter I getrennt. Das Dichtmittel 6 kann nicht in den Scheibeninnenraum 12 migrieren. Es ergibt sich eine deutlich erhöhte und verlängerte Dichtheit und Versiegelung des Scheibeninnenraums 12 und dadurch eine deutliche Funktionsverbesserung und Funktionsverlängerung der erfindungsgemäßen Isolierverglasung II.
Zur Herstellung der Isolierverglasung II werden die Scheiben 9, 10 mit dem Abstandshalter I und dem Dichtmittel 6 miteinander verpresst. Der resultierende Dichtmittelfilm weist lediglich eine Dicke von beispielsweise 0,05 mm bis 0,3 mm auf. Deshalb genügt bereits ein geringer Überstand U.1, U.2 von beispielsweise 0,1 mm um ein Wandern des Dichtmittels 6 effektiv zu verhindern.
6 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Isolierverglasung II‘ am Beispiel einer Dreifach-Isolierverglasung. Der Aufbau der Isolierverglasung II‘ gemäß 6 entspricht in weiten Teilen dem Aufbau der erfindungsgemäßen Isolierverglasung II gemäß 3, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
In 6 ist die zweite Scheibe 10 über ihre zweite Scheibenfläche mit der Seitenwand 2.1 eines zweiten Abstandshalter I‘ verbunden. Der Abstandshalter I‘ entspricht in seinem Aufbau und seinen Materialien beispielsweise dem Abstandshalter I zwischen der ersten Scheibe 9 und der zweiten Scheibe 10 und insbesondere dem Abstandshalter I aus 3. Die zweite Seitenwand 2.2 des Abstandshalters I‘ ist wiederum mit einer dritten Scheibe 13 verbunden. Zwischen den Seitenwänden 2.1, 2.2 und den Scheiben 9, 10, 13 ist das Dichtmittel 6 angeordnet.
Die erste Scheibe 9 und die dritte Scheibe 13 bestehen hier beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von 3 mm, während die zweite Scheibe 10 von Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von 2 mm gebildet wird. Die erste Scheibe 9 und die dritte Scheibe 13 weisen beispielsweise Ausmaße von 1000 mm × 1200 mm auf, während die zweite Scheibe 10 Ausmaße von 980 mm × 1180 mm aufweist.
Es versteht sich, dass in analoger Weise auch eine verbesserte Vierfach-Isolierverglasung durch Verbindung der Isolierverglasung II‘ mit einem weiteren Abstandshalter und einer weiteren Scheibe hergestellt werden kann. In analoger Weise können auch verbesserte Fünffach-Isolierverglasungen oder Mehrfach-Isolierverglasungen mit mehr als fünf Scheiben in einfacher und kostengünstig hergestellt werden.
7 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer alternativen erfindungsgemäßen Isolierverglasung II‘‘ am Beispiel einer Dreifach-Isolierverglasung. Der Aufbau der Isolierverglasung II‘‘ gemäß 7 entspricht in weiten Teilen dem Aufbau der erfindungsgemäßen Isolierverglasung II gemäß 3, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
In 7 weist der Abstandshalter I‘‘ eine Nut 14 auf, in die der Rand 15.3 einer dritten Scheibe 13 eingelassen ist. Die erste Seitenwand 2.1 des Abstandshalters I‘‘ ist mit der ersten Scheibe 9 verbunden. Die zweite Seitenwand 2.2 des Abstandshalters I‘ ist mit der zweiten Scheibe 10 verbunden. Zwischen den Seitenwänden 2.1, 2.2 und den Scheiben 9, 10 ist das Dichtmittel 6 angeordnet.
Die erste Scheibe 9 und die zweite Scheibe 10 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von 3 mm, während die dritte Scheibe 13 von Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von 2 mm gebildet wird. Die erste Scheibe 9 und die zweite Scheibe 10 weisen beispielsweise Ausmaße von 1000 mm × 1200 mm auf, während die dritte Scheibe 13 Ausmaße von 980 mm × 1180 mm aufweist.
Es versteht sich, dass in analoger Weise auch eine verbesserte Vierfach-Isolierverglasung durch eine weitere Nut im Abstandshalter, in die eine weitere Scheibe eingelassen ist, hergestellt werden kann. In analoger Weise können auch verbesserte Fünffach-Isolierverglasungen oder Mehrfach-Isolierverglasungen mit mehr als fünf Scheiben in einfacher und kostengünstig hergestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Grundkörper
2: Seitenwand
2‘: Scheibenkontaktflächen
2.1: erste Seitenwand
2.1‘: erste Scheibenkontaktfläche
2.2: zweite Seitenwand
2.2‘: zweite Scheibenkontaktfläche
3: Innenwand
3‘: Innenfläche
4: Außenwand
4‘: Außenfläche
5: Hohlkammer
6: Dichtmittel
7: Trockenmittel
8: Isolationsfolie
9: erste Scheibe
10: zweite Scheibe
11: Isolierschicht
12: Scheibeninnenraum
13: dritte Scheibe
14: Nut
15.1, 15.2, 15.3: äußerer Rand der Scheiben 9, 10, 13
16: Öffnung
20: Außenbereich
I, I‘, I‘‘: Abstandshalter
Ia: Abstandshalter nach dem Stand der Technik
II, II‘, II‘‘: Isolierverglasung
IIa: Isolierverglasung nach dem Stand der Technik
U: Überstand
U.1: Überstand zur ersten Seitenwand 2.1
U.2: Überstand zur zweiten Seitenwand 2.2
b: Abstand
b₀: Vergleichsabstand
B: Breite der Innenwand 3
d: Dicke der Innenwand 3 und/oder der Außenwand 4
D: maximale Dicke der Seitenwand 2
H: Höhe des Grundkörpers 1
S: maximaler Abstand der Scheibenkontaktflächen 2.1‘, 2.2‘ voneinander, Breite der Hohlkammer 5 zuzüglich der Wandstärken der Seitenwände 2.1, 2.2
T: Temperatur
T₀: Vergleichstemperatur
u: Breite des Überstands U.1, U.2
w: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2016046081 A1 [0006]
WO 2013104507 A1 [0007]

Claims

Abstandshalter (I) für eine Isolierverglasung (II), mindestens umfassend: einen Grundkörper (1) mit zwei Seitenwänden (2.1, 2.2), die durch eine Innenwand (3) und eine Außenwand (4) miteinander verbunden sind, wobei die Seitenwände (2.1, 2.2), die Innenwand (3) und die Außenwand (4) eine Hohlkammer (5) umgeben und wobei die Innenwand (3) zu den Seitenwänden (2.1, 2.2) jeweils einen Überstand (U.1, U.2) aufweist.
Abstandshalter (I) nach Anspruch 1, wobei die Breite u des Überstands (U.1, U.2) von 0,05 mm bis 1 mm, bevorzugt 0,05 mm bis 0,2 mm beträgt.
Abstandshalter (I) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Überstand (U.1, U.2) der Innenwand (3) einstückig mit der Innenwand (3) ausgebildet ist und bevorzugt die Innenwand (3) mit Überstand (U.1, U.2), die Seitenwände (2.1, 2.2) und die Außenwand (4) einstückig ausgebildet sind.
Abstandshalter (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Überstand (U.1, U.2) der Innenwand (3) an einem mittleren Bereich der Innenwand (3) angeordnet ist und bevorzugt aus einem anderen Material als die Innenwand (3) besteht.
Abstandshalter (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Breite B der Innenwand (3) größer ist als der maximale Abstand S der Seitenwände (2.1, 2.2) und bevorzugt S + (2·0,05 mm) ≤ B ≤ S + (2·1mm) und besonders bevorzugt S + (2·0,05 mm) ≤ B ≤ S + (2·0,2 mm) gilt.
Abstandshalter (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Seitenwände (2.1, 2.2) nach außen gewölbt sind, bevorzugt abgerundet oder abgekantet.
Abstandshalter (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Seitenwand (2.1, 2.2) an mindestens einer Scheibenkontaktfläche (2.1‘, 2.2‘) eine Rautierung oder eine Wellenform und bevorzugt eine Wellenform in Erstreckungsrichtung des Abstandshalters (I) aufweist.
Abstandshalter (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Grundkörper (1) ein oder mehrere Polymere, bevorzugt Polyethylen (PE), Polycarbonate (PC), Polypropylen (PP), Polystyrol, Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethane, Polymethylmetacrylate, Polyacrylate, Polyamide, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), besonders bevorzugt Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat (ABS/PC), Styrol-Acrylnitril (SAN), PET/PC, PBT/PC und/oder Copolymere oder Gemische davon enthält oder daraus besteht.
Isolierverglasung (II) mindestens umfassend, eine erste Scheibe (9) und eine zweite Scheibe (10), einen die Scheiben (9, 10) umfassenden umlaufenden Abstandshalter (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zwischen der ersten Scheibe (9) und der ersten Seitenwand (2.1) und zwischen der zweiten Scheibe (10) und der zweiten Seitenwand (2.2) ein Dichtmittel (6) angebracht ist.
Isolierverglasung (II) nach Anspruch 9, wobei ein Abstand des Überstands (U) zur nächstliegenden Scheibe (9, 10) kleiner 1 mm, bevorzugt kleiner 0,5 mm und besonders bevorzugt kleiner 0,2 mm beträgt und insbesondere der Überstand (U.1, U.2) die nächstliegende Scheibe (9, 10) zumindest abschnittsweise oder entlang ihrer gesamten Erstreckungsrichtung berührt.
Isolierverglasung nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Dichtmittel (6) ein Polymer oder silanmodifiziertes Polymer, bevorzugt Polyisobutylen, Polysulfid, organisches Polysulfid, Silikon, raumtemperaturvernetzender Silikonkautschuk, hochtemperaturvernetzender Silikonkautschuk, peroxidischvernetzender Silikonkautschuk, additionsvernetzender Silikonkautschuk, Polyurethan, Butylkautschuk, Polyacrylat oder Gemische davon enthält oder daraus besteht.
Isolierverglasung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Abstandshalter (I) zu Rändern (15.1, 15.2) der Scheiben (9, 10) rückversetzt ist und in einem Außenraum zwischen einer Außenwand (4) des Abstandshalters (I) und den Rändern (15.1, 15.2) der ersten Scheibe (9) und der zweiten Scheibe (10) eine Isolierschicht (11) angeordnet ist und die Isolierschicht (11) bevorzugt ein Polymer oder silanmodifiziertes Polymer, besonders bevorzugt organisches Polysulfid, Silikon, raumtemperaturvernetzender Silikonkautschuk, hochtemperaturvernetzender Silikonkautschuk, peroxidischvernetzender Silikonkautschuk, additionsvernetzender Silikonkautschuk, Polyurethan, Polyisobutylen, Butylkautschuk, Polyacrylat oder Gemische davon enthält oder daraus besteht.
Isolierverglasung (II‘‘) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei zwischen der ersten Scheibe (9) und der zweiten Scheibe (10) mindestens eine dritte Scheibe (13) angeordnet ist und der Abstandshalter (I‘‘) mindestens eine Nut (14) zum Einfassen der dritten Scheibe (13) aufweist.