DE202019100796U1

DE202019100796U1 - Glasverbundeinheit und Verwendung einer Glasverbundeinheit als funktionelles Element eines Gebäudes

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Publication number: DE202019100796U1
Application number: DE202019100796.6U
Authority: DE
Original assignee: Sedak GmbH and Co KG
Current assignee: Sedak GmbH and Co KG
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2029-02-13

Abstract

Glasverbundeinheit (1) umfassend mindestens eine erste Glasscheibe (2) und eine zweite Glasscheibe (3) sowie eine zwischen der ersten Glasscheibe (2) und der zweiten Glasscheibe (3) angeordnete dritte Glasscheibe (4), wobei die dritte Glasscheibe (4) mindestens eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Befestigungselements (7) aufweist, eine zwischen der ersten Glasscheibe (2) und der dritten Glasscheibe (4) angeordnete erste Verbindungsschicht (5) zur Verbindung der ersten Glasscheibe (2) mit der dritten Glasscheibe (4) und eine zwischen der zweiten Glasscheibe (3) und der dritten Glasscheibe (4) angeordnete zweite Verbindungsschicht (6) zur Verbindung der zweiten Glasscheibe (3) mit der dritten Glasscheibe (4) sowie ein Befestigungselement (7), das in die mindestens eine Ausnehmung der dritten Glasscheibe (4) eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der oder jeder in Richtung der dritten Glasscheibe (4) weisenden Stirnfläche (10) des Befestigungselements (7) und der dritten Glasscheibe (4) eine sich von den Verbindungsschichten (5, 6) unterscheidende, das Befestigungselement (7) und die dritte Glasscheibe (4) nicht rigide verbindende Trennschicht (11) eingebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Glasverbundeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie die Verwendung einer Glasverbundeinheit als funktionelles Element eines Gebäudes nach Anspruch 18.
Bei der Ausführung moderner Gebäude bzw. einzelnen Elementen von Gebäuden, beispielsweise bei Fassadenelementen oder Treppen, werden zunehmend Glasverbundeinheiten als Konstruktionselemente eingesetzt. Eine Glasverbundeinheit besteht dabei aus mehreren Glasscheiben die über Verbindungsschichten lasttragend miteinander verbunden sind. Die Fertigung der Glasverbundeinheit erfolgt dabei in der Regel durch Erwärmen der Anordnung aus Glasscheiben und den dazwischen angeordneten Verbindungsschichten unter Druck auf Temperaturen oberhalb der Verarbeitungstemperatur der Verbindungsschichten und das anschließende Abkühlen der Glasverbundeinheit. Die Befestigung der Glasverbundeinheit an Stützkonstruktionen oder die Verbindung mehrerer Glasverbundeinheiten erfolgt über Befestigungselemente, die bevorzugt in die Glasverbundeinheit eingebunden sind. Bei Glasverbundeinheiten mit zumindest drei Glasscheiben können die Befestigungselemente dabei insbesondere in einer Ausnehmung einer zwischen zwei Glasscheiben angeordneten mittleren Glasscheibe angeordnet sein. Eine derartige Glasverbundeinheit geht beispielsweise aus der US 7 165 362 B2 hervor. An den in Richtung der Glasverbundeinheit bzw. in Richtung der einzelnen Glasscheiben der Glasverbundeinheit weisenden Flächen ist das Befestigungselement hierbei über eine Verbindungsschicht mit den Glasscheiben verklebt.
In der modernen Architektur finden die beschriebenen Glasverbundeinheiten mit integriertem Befestigungselement insbesondere aufgrund Ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten sowie der optisch ansprechenden Erscheinungsform Anwendung. Allerdings weisen die Glasverbundeinheiten oftmals Mängel im Bereich der Befestigungselemente auf, insbesondere in Form von Delaminationen, d.h. einem Ablösen miteinander verbundener Glasscheiben oder einem Ablösen des mit einer Glasscheibe verbundenen Befestigungselements, sowie in Form von Brüchen einzelner Glasscheiben. Derartige Beeinträchtigungen treten insbesondere bei der Fertigung der Glasverbundeinheiten auf. Allerdings kann auch beim Einbau der Glasverbundeinheiten oder bei bereits eingebauten Glasverbundeinheiten das Auftreten derartiger Schäden beobachtet werden. Das optische Erscheinungsbild der Glasverbundeinheit wird durch die beschriebenen Mängel stark beeinträchtigt.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Glasverbundeinheit bestehend aus zumindest drei über Verbindungsschichten verbundenen Glasscheiben und einem in die Glasverbundeinheit eingebundenen Befestigungselement bereitzustellen, bei dem keine Beeinträchtigung im Bereich des Befestigungselements, insbesondere keine Delaminationen oder Brüche einzelner Glasscheiben der Glasverbundeinheit, auftreten sowie die Verwendung einer derartigen Glasverbundeinheit als funktionelles Element eines Gebäudes.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Glasverbundeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Verwendung einer derartigen Glasverbundeinheit als funktionelles Element eines Gebäudes nach Anspruch 18. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die eingangs genannte Glasverbundeinheit umfasst mindestens eine erste Glasscheibe und eine zweite Glasscheibe sowie eine zwischen der ersten und der zweiten Glasscheibe angeordnete dritte Glasscheibe, wobei die dritte Glasscheibe mindestens eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Befestigungselements aufweist. Die Ausnehmung kann dabei randseitig oder vollständig in der dritten Glasscheibe liegend angeordnet sein. Zwischen der ersten Glasscheibe und der dritten Glasscheibe ist dabei eine erste Verbindungsschicht zur Verbindung der ersten Glasscheibe mit der dritten Glasscheibe und zwischen der zweiten Glasscheibe und der dritten Glasscheibe eine zweite Verbindungsschicht zur Verbindung der zweiten Glasscheibe mit der dritten Glasscheibe angeordnet. Über die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht sind die einzelnen Glasscheiben dabei lasttragend miteinander verbunden bzw. miteinander verklebt. Die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht können dabei aus dem gleichen Material bestehen, beispielsweise aus einem Polyvinylbutyral, Ethylenvinylacetat oder einem weiteren Material, speziell auch dem Produkt SentryGlas von DuPont. Insbesondere sind die erste und die zweite Verbindungsschicht dabei transparent. In die mindestens eine Ausnehmung der dritten Glasscheibe ist ein Befestigungselement eingebracht. Bevorzugt entspricht die Form der Ausnehmung dabei im Wesentlichen der Form des Befestigungselements, jedoch ist die Ausnehmung dabei etwas größer ausgestaltet als das Befestigungselement, so dass das Befestigungselement darin eingebracht werden kann. Das Befestigungselement dient dabei zur Befestigung der Glasverbundeinheit an einer Stützkonstruktion oder zur Verbindung mehrerer derartiger Glasverbundeinheiten. Hierfür ist das Befestigungselement über Verbindungsschichten, die insbesondere der ersten und/oder zweiten Verbindungsschicht entsprechen können, zumindest teilweise mit der Glasverbundeinheit verbunden bzw. verklebt. Aus fertigungstechnischen Gründen sowie aus Gründen der Stabilität entspricht die Dicke des Befestigungselements bevorzugt der Dicke der dritten Glasscheibe. Die Glasverbundeinheit kann neben der ersten, der zweiten und der dritten Glasscheibe auch noch weitere Glasscheiben umfassen, insbesondere kann die dritte Glasscheibe auch aus mehreren miteinander verbundenen Glasscheiben bestehen. Als Glasscheiben können im Floatglasverfahren hergestellte Glasscheiben aber auch sonstige Glasscheiben eingesetzt werden.
Die anfangs beschriebenen Beeinträchtigungen im Bereich des Befestigungselements bekannter Glasverbundeinheiten, speziell die Delaminationen oder Brüche einzelner Glasscheiben, resultieren aus Spannungen die zwischen den Glasscheiben und dem Befestigungselement, sowie Spannungen die zwischen den einzelnen Glasscheiben bestehen. Speziell in Folge des Fertigungsprozesses, wobei die Anordnung aus Glasscheiben, Verbindungsschichten und Befestigungselement auf Temperaturen oberhalb der Verarbeitungstemperatur der ersten und/oder der zweiten Verbindungsschicht erhitzt und anschließend abgekühlt wird (insbesondere auf Temperaturen unterhalb des Glasübergangspunktes der Verbindungsschichten), können bei den aus dem Stand der Technik bekannten Glasverbundeinheiten derartige Spannungen entstehen. Ursächlich für die Spannungen bei den aus dem Stand der Technik bekannten Glasverbundeinheiten ist eine zwischen einer oder jeder in Richtung der dritten Glasscheibe weisenden Stirnfläche des Befestigungselements und der dritten Glasscheibe angeordnete Verbindungsschicht. Insbesondere ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Glasverbundeinheiten die zwischen den einzelnen Glasscheiben angeordnete erste bzw. zweite Verbindungsschicht auch zwischen den in Richtung der dritten Glasscheibe weisenden Stirnflächen des Befestigungselements und der dritten Glasscheibe angeordnet. Das Befestigungselement wird dadurch über die in Richtung der dritten Glasscheibe weisenden Stirnflächen mit der dritten Glasscheibe verbunden. In Folge der Fertigung der Glasverbundeinheit, insbesondere in Folge der Abkühlung, können dadurch Spannungen zwischen den einzelnen Elementen der Glasverbundeinheit in diesem Bereich auftreten. Die auftretenden Spannungen resultieren aus den unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien. Die Längenausdehnungskoeffizienten typischerweise verwendeter Verbindungsschichten liegen im Bereich von ca. 100 - 150 · 10^-6 [1/K] (Werte bei T = 20°C), wohingegen die Längenausdehnungskoeffizienten von Glas und den üblicherweise eingesetzten Befestigungselementen, beispielsweise Titan, in etwa bei 8,5 - 9 · 10^-6 [1/K] liegen. Bei der Fertigung der Glasverbundeinheit können sich dadurch Spannungen im Bereich des Befestigungselements, insbesondere im Bereich der Stirnflächen des Befestigungselements, ergeben. Speziell können hierbei im Bereich einer Stirnfläche des Befestigungselements Spannungen senkrecht zur Ebene der Glasscheiben auftreten. Bestehende Spannungen können, aufgrund der haftenden Wirkung sowie der typischerweise geringen Elastizität der zwischen dem Befestigungselement und der dritten Glasscheibe angeordneten Verbindungsschicht oftmals nicht ausgeglichen werden und führen schließlich zu den oben beschriebenen Beeinträchtigungen der Glasverbundeinheit.
Bei der erfindungsgemäßen Glasverbundeinheit ist zwischen der oder jeder in Richtung der dritten Glasscheibe weisenden Stirnfläche des Befestigungselements und der dritten Glasscheibe eine sich von der ersten Verbindungsschicht und der zweiten Verbindungsschicht unterscheidende, das Befestigungselement und die dritte Glasscheibe nicht rigide verbindende Trennschicht eingebracht. Die Trennschicht ist dabei bevorzugt bereits vor der unter erhöhter Temperatur und Druck erfolgenden Fertigung der Glasverbundeinheiten in den Zwischenraum zwischen der bzw. den Stirnflächen des Befestigungselements und der dritten Glasscheibe eingebracht. In Abhängigkeit der Zusammensetzung bzw. der Eigenschaften der Trennschicht, insbesondere deren Viskosität bzw. das Vorliegen als Feststoff, wird die Trennschicht in den genannten Zwischenraum zwischen der dritten Glasscheibe und dem Befestigungselement eingelegt oder eingegossen. Durch die Anordnung der Trennschicht zwischen den Stirnflächen des Befestigungselements und der dritten Glasscheibe wird insbesondere auch ein Fließen der ersten oder zweiten Verbindungsschicht während des Fertigungsprozesses der Glasverbundeinheit in diesen Zwischenraum verhindert. Insbesondere das aus dem Stand der Technik bekannte Verkleben der oder jeder Stirnfläche des Befestigungselements mit der dritten Glasscheibe aufgrund einer in diesem Bereich angeordneten Verbindungsschicht und die daraus resultierenden Spannungen werden dadurch verhindert. Durch die Trennschicht werden Spannungen im Bereich des Befestigungselements, die insbesondere in Folge des Fertigungsprozesses der Glasverbundeinheit oder in Folge weiterer Temperaturbehandlungen, wie auch aufgrund natürlicher jahres- und tageszeitbedingter Temperaturschwankungen entstehen können, verringert bzw. verhindert. Die Trennschicht kann dabei insbesondere aus fertigungstechnischen sowie optischen Gründen eine Dicke im Bereich von 1 bis 5 mm, speziell im Bereich von 2 bis 3 mm, aufweisen. Bevorzugt bedeckt die Trennschicht dabei den gesamten Bereich der oder jeder in Richtung der dritten Glasscheibe weisenden Stirnfläche des Befestigungselements. Durch die Trennschicht wird zudem eine Verschmutzung des Zwischenraums zwischen der dritten Glasscheibe und dem Befestigungselement, beispielsweise bei einem randseitig angeordneten Befestigungselement, bei dem ansonsten Schmutz von außen in einen freien Zwischenraum eindringen könnte, verhindert. Außerdem ist durch die Trennschicht gewährleistet, dass das Befestigungselement, insbesondere ein metallisches Befestigungselement, nicht unmittelbar mit der dritten Glasscheibe in Berührung kommt. Hierdurch könnten ansonsten Schäden an der dritten Glasscheibe, beispielsweise Brüche aufgrund minimaler Bewegungen eines an der dritten Glasscheibe anliegenden Befestigungselements relativ zu der dritten Glasscheibe, entstehen. Durch die Trennschicht werden zudem bestehende Fertigungstoleranzen oder Unebenheiten der Ausnehmung oder des Befestigungselements ausgeglichen.
Wie bereits beschrieben, ist die Trennschicht bevorzugt vor der unter erhöhter Temperatur und Druck erfolgenden Fertigung der Glasverbundeinheiten in den Zwischenraum zwischen der bzw. den Stirnflächen des Befestigungselements und der dritten Glasscheibe eingebracht. Allerdings ist es auch denkbar, zunächst einen entsprechend ausgestalteten Platzhalter in den Zwischenraum zwischen der bzw. den Stirnflächen des Befestigungselements und der dritten Glasscheibe einzubringen, der nach der Fertigung der Glasverbundeinheit entfernt werden kann, wobei der Zwischenraum anschließend mit der Trennschicht gefüllt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Trennschicht eine Shore-A-Härte von unter 90 gemäß DIN ISO 7619-1:2012-02, insbesondere von unter 60, auf. Besonders bevorzugt weist die Trennschicht eine Shore-A-Härte von unter 40, insbesondere von unter 10 auf. Die Shore-A-Härte der Trennschicht liegt dabei deutlich unter der Shore-A-Härte (bzw. einer dazu vergleichbaren Messgröße wie dem Druck-Elastizitätsmodul) der typischerweise verwendeten Verbindungsschichten der Glasverbundeinheiten. Durch eine Trennschicht mit der angegebenen Shore-A-Härte können die ansonsten auftretende Spannungen im Bereich des Befestigungselements unterbunden bzw. von dieser aufgenommen und somit mögliche Schäden der Glasverbundeinheit verhindert werden. Insbesondere für Trennschichten mit der oben beschriebenen Dicke im Bereich von 1 bis 5 mm, speziell im Bereich von 2 bis 3 mm, ist die angegebene Shore-A-Härte vorteilhaft, um Schäden der Glasverbundeinheit im Bereich des Befestigungselements zu verhindern.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Glasverbundeinheit ist die Adhäsion zwischen der Trennschicht und dem Befestigungselement und/oder die Adhäsion zwischen der Trennschicht und den Glasscheiben und/oder die Adhäsion zwischen der Trennschicht und den Verbindungsschichten geringer als 1 N/mm². Zwischen den angegebenen Elementen der Glasverbundeinheit besteht folglich nahezu keine Verklebung bzw. Anhaftung. Die Adhäsion zwischen der Trennschicht und den Glasscheiben bzw. dem Befestigungselement ist insbesondere deutlich geringer als die Adhäsion typischerweise verwendeter Verbindungsschichten und den Glasscheiben bzw. dem Befestigungselement, die in der Regel bei deutlich über 20 N/mm² liegt. Der angegebene maximale Wert der Adhäsion der Trennschicht zu den angegebenen Elementen der Glasverbundeinheit von 1 N/mm² wird insbesondere auch nach dem Fertigungsprozess der Glasverbundeinheit nicht überschritten und liegt somit dauerhaft vor. Dadurch können die ansonsten auftretenden Spannungen im Bereich des Befestigungselements unterbunden und Schäden der Glasverbundeinheit verhindert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Trennschicht transparent, insbesondere glasklar. Dadurch ist eine optisch ansprechende Ausgestaltung der Glasverbundeinheit, speziell auch im Bereich des Befestigungselements gegeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Glasverbundeinheit besteht die Trennschicht aus einem Elastomer. Dadurch kann eine formfeste aber elastische Trennschicht bereitgestellt werden, die zur Verhinderung bzw. zur Aufnahme der oben beschriebenen Spannungen geeignet ist. Bei geeigneter Auswahl des Elastomers erfolgt durch den Fertigungsprozess ein lückenloses, insbesondere blasenfreies Anlegen des Elastomers in den Zwischenraum zwischen den Stirnflächen des Befestigungselements und der dritten Glasscheibe, ohne nennenswerte Anhaftung des Elastomers an den Verbindungsschichten, dem Befestigungselement oder den Glasscheiben. Insbesondere ist dadurch auch die Ausgestaltung der Trennschicht als eine dauerhaft beständige, speziell auch wasserabweisende und temperaturunempfindliche, Trennschicht möglich. Besonders bevorzugt besteht die Trennschicht aus einem Silikon, insbesondere aus einem getemperten Silikon, insbesondere einem mehrfach getemperten Silikon. Das getemperte Silikon, speziell das mehrfach getemperte Silikon ist dabei, zumindest unter den gewöhnlichen Fertigungs- und Einsatzbedingungen der Glasverbundeinheit, vollständig ausreagiert. Es erfolgt somit keine Reaktion mit den weiteren Elementen der Glasverbundeinheit, insbesondere nicht mit der ersten oder der zweiten Verbindungsschicht. Aus dem getemperten Silikon treten unter den gewöhnlichen Fertigungs- und Einsatzbedingungen der Glasverbundeinheit auch keine Komponenten, wie beispielsweise Weichmacher oder sonstige Stoffe aus, insbesondere keine Stoffe, die die Haftungswirkung der Verbindungsschicht beeinträchtigen. Speziell durch Verwendung von Silikon als Trennschicht ist ein lückenloses, insbesondere blasenfreies Anlegen der Trennschicht in den Zwischenraum zwischen den Stirnflächen des Befestigungselements und der dritten Glasscheibe möglich. Spannungen im Bereich des Befestigungselements, die zu den oben genannten Schäden der Glasverbundeinheit führen können, werden durch die Verwendung von Silikon als Trennschicht verhindert. Insbesondere ermöglicht Silikon die Ausgestaltung einer transparenten, glasklaren Trennschicht. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung besteht die Trennschicht aus einem kondensationsvernetzten oder platinvernetzten Silikon. Speziell diese aus der Medizintechnik bekannten Silikone erfüllen dabei die oben genannten Anforderungen bzw. Eigenschaften der Trennschicht. Insbesondere kann eine Trennschicht aus einem kondensationsvernetzten oder platinvernetzten Silikon als transparente, dauerhaft beständige, elastische Trennschicht mit der oben angegebenen Shore-A-Härte sowie den beschriebenen Adhäsionseigenschaften ausgestaltet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Glasverbundeinheit ist die erste Glasscheibe über die erste Verbindungsschicht vollflächig mit der dritten Glasscheibe und/oder die zweite Glasscheibe über die zweite Verbindungsschicht vollflächig mit der dritten Glasscheibe verbunden. Neben fertigungstechnischen Vorteilen ist dadurch insbesondere eine hoch belastbare Verbindung der einzelnen Glasscheiben gewährleistet.
Bevorzugt ist eine der ersten Glasscheibe zugewandte erste Fläche des Befestigungselements über die erste Verbindungsschicht mit der ersten Glasscheibe und/oder eine der zweiten Glasscheibe zugewandte zweite Fläche des Befestigungselements über die zweite Verbindungsschicht mit der zweiten Glasscheibe verbunden. Das Befestigungselement, das, wie bereits beschrieben, bevorzugt die gleiche Dicke wie die dritte Glasscheibe aufweist, ist dadurch lasttragend mit der ersten Glasscheibe und/oder der zweiten Glasscheibe verbunden. Insbesondere ist dadurch eine lasttragende Verbindung der Stirnflächen des Befestigungselements mit der dritten Glasscheibe, die durch die erfindungsgemäße Trennschicht gerade verhindert wird, nicht erforderlich. Eine lasttragende Befestigung der Glasverbundeinheit an einer Stützkonstruktion oder die Verbindung mehrerer Glasverbundeinheiten ist durch die beschriebene Einbindung des Befestigungselements in die Glasverbundeinheit gewährleistet. Insbesondere ist eine derartige Ausgestaltung auch bei der Fertigung der Glasverbundeinheit vorteilhaft. Hierbei kann beispielsweise die erste Glasscheibe vollflächig mit der ersten Verbindungsschicht versehen und anschließend die dritte Glasscheibe sowie das in die Ausnehmung eingebrachte Befestigungselement auf der ersten Verbindungsschicht platziert werden. Für die Fixierung des Befestigungselements an der Glasverbundeinheit ist dabei keine separate Verbindungsschicht erforderlich. In Abhängigkeit der Eigenschaften der Trennschicht kann diese vor oder nach dem Anbringen der zweiten Verbindungsschicht und der zweiten Glasscheibe in den Zwischenraum zwischen dem Befestigungselement und der dritten Glasscheibe eingebracht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Befestigungselement aus einem Metall, insbesondere aus Titan, oder aus einer Metalllegierung. Dadurch ist ein belastbares Befestigungselement gegeben, dass eine Befestigung der Glasverbundeinheit an einer Stützkonstruktion oder die Verbindung mehrerer Glasverbundeinheiten ermöglicht. Besonders bevorzugt besteht das Befestigungselement dabei aus Titan, da die thermischen Eigenschaften von Titan, insbesondere der Längenausdehnungskoeffizient, in etwa den thermischen Eigenschaften der verwendeten Glasscheiben im Bereich der Fertigungstemperaturen bzw. der üblichen Einsatztemperaturen der Glasverbundeinheit entspricht. Dadurch können unnötige Spannungen in der Glasverbundeinheit reduziert bzw. vermieden werden.
Bevorzugt ist das in die Ausnehmung eingebrachte Befestigungselement zumindest teilweise von außen, d.h. von außerhalb der Glasverbundeinheit, zugänglich. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere für die Befestigung der Glasverbundeinheit an einer Stützkonstruktion, beispielsweise einer Verschraubung mit dieser, erforderlich. Bei einer randseitig angeordneten Ausnehmung liegt ohnehin eine Öffnung nach außen vor. Bei einer innenliegend in der dritten Glasscheibe angeordneten Ausnehmung kann hierfür eine Öffnung in die erste Glasscheibe und/oder die zweite Glasscheibe eingebracht sein. Insbesondere kann das Befestigungselement hierbei einen in die Öffnung der ersten und/oder der zweiten Glasscheibe ragenden Steg aufweisen. In dem Zwischenraum des durch die Öffnung der ersten und/oder der zweiten Glasscheibe ragenden Stegs und der die Öffnung aufweisenden Glasscheibe kann eine Verbindungsschicht oder auch die oben beschriebene Trennschicht eingebracht sein. Die Öffnung kann dabei insbesondere auch kleiner als das Befestigungselement ausgestaltet sein, um ein Ausbringen des Befestigungselements durch die Öffnung zu verhindern. Außerdem ist dadurch zumindest teilweise eine Verbindung des Befestigungselements mit der die Öffnung aufweisenden Glasscheibe über die zwischen dieser Glasscheibe und der dritten Glasscheibe angeordneten Verbindungsschicht möglich. Besonders bevorzugt ist das Befestigungselement und/oder die Trennschicht vollständig innerhalb der Ausnehmung angeordnet. Falls das Befestigungselement einen durch eine Öffnung der ersten oder zweiten Glasscheibe ragenden Steg aufweist, ist dieser ebenfalls bevorzugt vollständig in der Öffnung angeordnet. Für ein Nachbearbeiten der Glasverbundeinheit, beispielsweise eine nachträgliche Kanten- bzw. Oberflächenbearbeitung durch Schleifen oder Polieren, ist es vorteilhaft, wenn das Befestigungselement bzw. ein Steg des Befestigungselements und/oder die Trennschicht nicht mit der Außenkante bzw. Außenfläche der Glasverbundeinheit abschließt, sondern etwas nach innen versetzt angeordnet ist. Beeinträchtigungen der Glasverbundeinheit aufgrund eines Nachbearbeitungsprozesses bzw. eine Beeinträchtigung des dafür eingesetzten Werkzeugs durch das Befestigungselement oder die Trennschicht, beispielsweise durch ein Verschmieren der weichen Trennschicht auf der Oberfläche der Glasverbundeinheit, werden dadurch vermieden. Bei einer randseitigen Ausnehmung kann das Befestigungselement und/oder die Trennschicht beispielsweise um einen gewissen Abstand in Richtung des Inneren der Glasverbundeinheit versetzt angeordnet sein. In den dadurch entstehenden Versatz an der Außenkante der Glasverbundeinheit kann nachträglich beispielsweise ein Adapter zur Befestigung an einer Stützkonstruktion, ein Distanzstück oder ein Füllmaterial eingebracht werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Befestigungselement von außerhalb der Glasverbundeinheit zugänglich oder weist nach außen weisende Mittel zum Befestigen der Glasverbundeinheit an einer Stützkonstruktion auf. Beispielsweise kann die Befestigungseinheit eine mit einem Gewinde versehene Bohrung oder einen nach außen geführten Bolzen aufweisen über die bzw. über den eine Befestigung der Glasverbundeinheit an einer Stützkonstruktion oder eine Verbindung mit weiteren Glasverbundeinheiten erfolgen kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Glasverbundeinheit ist die Ausnehmung randseitig an der dritten Glasscheibe angeordnet. Dies ermöglicht eine fertigungstechnisch vorteilhafte Herstellung einer hochbelastbaren Glasverbundeinheit, insbesondere ohne zusätzliche Öffnungen, die zur Befestigung der Glasverbundeinheit über das in die Ausnehmung eingebrachte Befestigungselement in die erste Glasscheibe und/oder die zweite Glasscheibe eingebracht werden müssen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Ausnehmung innenliegend in der dritten Glasscheibe angeordnet, wobei die erste Glasscheibe und/oder die zweite Glasscheibe eine Öffnung im Bereich der Ausnehmung aufweist. Durch die Öffnung ist das in die Ausnehmung eingebrachte Befestigungselement zugänglich, wodurch eine Befestigung der Glasverbundeinheit über das Befestigungselement möglich ist. Das Befestigungselement kann dabei speziell auch aus einem Befestigungselement bzw. einer aus zwei Befestigungselementen zusammengesetzten Befestigungseinheit bestehen, das sowohl von einer Öffnung der ersten Glasscheibe als auch von einer Öffnung der zweiten Glasscheibe zugänglich ist. Die dritte Glasscheibe weist dabei eine entsprechende Dicke zur Aufnahme des Befestigungselements bzw. der Befestigungseinheit auf. Die dritte Glasscheibe kann dabei auch, wie oben bereits beschrieben, aus mehreren miteinander verbundenen Glasscheiben bestehen. Besonders bevorzugt umfasst das Befestigungselement dabei zumindest einen Steg, der durch die zumindest eine Öffnung der ersten Glasscheibe und/oder der zweiten Glasscheibe geführt ist. Dadurch ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sowie Einbindung des Befestigungselements in die Glasverbundeinheit gegeben, die eine lasttragende und stabile Befestigung der Glasverbundeinheit an einer Stützkonstruktion oder eine Verbindung mit weiteren Glasverbundeinheiten ermöglicht. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Glasverbundeinheit ist zwischen dem zumindest einen Steg und der zumindest einen Öffnung der ersten Glasscheibe und/oder der zweiten Glasscheibe die Trennschicht angeordnet. Durch die eingefügte Trennschicht bzw. die eingefügten Trennschichten werden Spannungen der Glasverbundeinheit im Bereich des Befestigungselements verhindert.
Bevorzugt erfolgt die Verwendung der erfindungsgemäß gebildeten Glasverbundeinheit als funktionelles Element eines Gebäudes, insbesondere als Fassadenelement, oder als funktionelles Element einer Gebäudeeinrichtung, insbesondere einer Treppe. Die erfindungsgemäßen Glasverbundeinheiten können dabei als lasttragendes und optisch ansprechendes Konstruktionselement eingesetzt werden. Beispielsweise ist es dabei auch möglich, eine aus den erfindungsgemäßen Glasverbundeinheiten bestehende Gebäudefassade oder ein aus den erfindungsgemäßen Glasverbundeinheiten bestehendes Gebäudeelement, z.B. eine Treppe, herzustellen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen:

1 einen seitlichen Schnitt einer ersten Glasverbundeinheit im Bereich eines randseitig angeordneten Befestigungselements;
2 einen Ausschnitt eines horizontalen Schnitts durch die mittlere Glasplatte der Glasverbundeinheit aus 1;
3 einen Schnitt durch eine zweite Glasverbundeinheit im Bereich eines innenliegend angeordneten Befestigungselements;
4 einen Schnitt durch eine dritte Glasverbundeinheit im Bereich einer aus zwei Befestigungselementen bestehenden innenliegend angeordneten Befestigungseinheit.

1 zeigt beispielhaft einen seitlichen Schnitt einer ersten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Glasverbundeinheit 1. In 2 ist ein zweiter, horizontaler Schnitt durch die mittlere Glasplatte der Glasverbundeinheit 1 aus 1 gezeigt. Die Glasverbundeinheit 1 umfasst dabei eine erste Glasscheibe 2, eine zweite Glasscheibe 3 und eine zwischen der ersten Glasscheibe 2 und der zweiten Glasscheibe 3 angeordnete dritte Glasscheibe 4. Die erste Glasscheibe 2 ist über eine erste Verbindungsschicht 5 mit der dritten Glasscheibe 4 und die zweite Glasscheibe 3 ist über eine zweite Verbindungsschicht 6 mit der dritten Glasscheibe 4 verbunden, insbesondere verklebt. Die dritte Glasscheibe 4 weist dabei eine randseitige Ausnehmung auf, in die ein Befestigungselement 7, insbesondere ein Befestigungselement 7 aus Titan, eingebracht ist. Die Dicke des Befestigungselements 7 entspricht dabei der Dicke der dritten Glasscheibe 4. Wie aus 2 hervorgeht, ist das Befestigungselement 7 in etwa halbkreisscheibenförmig ausgestaltet, wobei die dritte Glasscheibe 4 eine dazu entsprechend ausgebildete Ausnehmung aufweist.
Allerdings sind auch andere Ausgestaltungen des Befestigungselements 7, beispielsweise ein Befestigungselement 7 mit einem rechteckigen Querschnitt, und eine dazu entsprechende Ausgestaltung der Ausnehmung der dritten Glasscheibe 4 möglich. Das Befestigungselement 7 umfasst dabei insbesondere in 1 und 2 nicht gezeigte Mittel, wie beispielsweise eine mit einem Gewinde versehene Bohrung, zum Befestigen der Glasverbundeinheit 1 an einer Stützkonstruktion oder zum Verbinden mit weiteren Glasverbundeinheiten 1. Das Befestigungselement 7 ist über eine der ersten Glasscheibe 2 zugewandte erste Fläche 8 durch die erste Verbindungsschicht 5 mit der ersten Glasscheibe 2 und über eine der zweiten Glasscheibe 3 zugewandte zweite Fläche 9 durch die zweite Verbindungsschicht 6 mit der zweiten Glasscheibe 3 verbunden, insbesondere verklebt. Zwischen einer in Richtung der dritten Glasscheibe 4 weisenden Stirnfläche 10 des Befestigungselements 7 und der dritten Glasscheibe 4 ist eine Trennschicht 11 angebracht. Die Trennschicht 11 besteht dabei bevorzugt aus einem transparenten getemperten Silikon mit einer Shore-A-Härte von unter 10. Dabei besteht vorzugsweise keine nennenswerte Adhäsion zwischen der Trennschicht 11 und dem Befestigungselement 7 sowie zwischen der Trennschicht 11 und einer Glasscheibe 2, 3, 4 sowie zwischen der Trennschicht 11 und den Verbindungsschichten 5, 6. Dadurch können Spannungen zwischen den einzelnen Elementen der Glasverbundeinheit 1, die insbesondere während der Fertigung der Glasverbundeinheit 1 entstehen können, sowie dadurch hervorgerufene Schäden der Glasverbundeinheit 1 verhindert werden. Das Befestigungselement 7 sowie die Trennschicht 11 schließen dabei nicht mit den Außenkanten der Glasscheiben 2, 3, 4 ab, sondern sind nach innen versetzt angeordnet. Dadurch werden Schäden der Glasverbundeinheit 1, die bei einem Nachbearbeitungsprozess der Glasverbundeinheit 1 bzw. einer dabei erfolgenden Wechselwirkung mit dem Befestigungselement 7 und/oder der Trennschicht 11 entstehen können, vermieden. In den dadurch entstehenden Versatz an der Außenkante der Glasverbundeinheit 1 kann beispielsweise ein Adapter zur Befestigung an einer Stützkonstruktion, ein Distanzstück oder ein Füllmaterial eingebracht werden. Die Verbindungsschichten 5, 6 können dabei, wie in 1 gezeigt ist, im Bereich des Befestigungselements 7 ebenfalls nach innen versetzt angeordnet sein. Es ist allerdings auch eine Ausgestaltung der Glasverbundeinheit 1 möglich, bei der das Befestigungselement 7 und die Verbindungsschichten 5, 6 mit den Außenkanten der Glasscheiben 2, 3, 4 abschließen.
3 zeigt beispielhaft einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Glasverbundeinheit 1. Im Gegensatz zu der in 1 und 2 gezeigten Glasverbundeinheit 1 weist die Glasverbundeinheit 1 aus 3 ein Befestigungselement 7 auf, das in einer innenliegend angeordneten Ausnehmung der dritten Glasscheibe 4 eingebracht ist. Das Befestigungselement 7 weist dabei einen Steg 12 auf, der durch eine Öffnung der ersten Glasscheibe 2 geführt ist. Die Öffnung der ersten Glasscheibe 2 ist dabei, wie in 3 gezeigt ist, insbesondere kleiner ausgestaltet als die Ausnehmung der dritten Glasscheibe 4. Das Befestigungselement 7 ist über die zweite Verbindungsschicht 6 mit der zweiten Glasscheibe 3 und zumindest bereichsweise über die erste Verbindungsschicht 5 mit der ersten Glasscheibe 2 verbunden. Analog zu dem in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen den Stirnflächen 10 des Befestigungselements 7 und der dritten Glasscheibe 4 die Trennschicht 11 angeordnet. In dem Zwischenraum des durch die Öffnung der ersten Glasscheibe 2 ragenden Stegs 12 und der ersten Glasscheibe 2 ist hierbei ebenfalls die Trennschicht 11 eingebracht. Das in 3 gezeigte Befestigungselement 7 weist eine durch den Steg 12 verlaufende Bohrung 13 auf. Über einen in die Bohrung 13 einbringbaren Bolzen kann die Glasverbundeinheit 1 an einer Stützkonstruktion angebracht oder mit einer weiteren Glasverbundeinheit 1 verbunden werden. Die Bohrung 13 kann dabei insbesondere mit einem Gewinde versehen sein, wobei ein darin einbringbarer Bolzen, insbesondere eine Schraube, ein dazu entsprechendes Gegengewinde aufweist.
4 zeigt beispielhaft einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Glasverbundeinheit 1. Die zwischen der ersten Glasscheibe 2 und der zweiten Glasscheibe 3 angeordnete dritte Glasscheibe 4 besteht hierbei aus zwei Glasplatten 4', 4" die über eine weitere Verbindungsschicht 14, die insbesondere aus dem Material der ersten Verbindungsschicht 5 oder der zweiten Verbindungsschicht 6 bestehen kann, miteinander verbunden sind. In die Glasverbundeinheit 1 ist innenliegend eine Befestigungseinheit bestehend aus einem ersten Befestigungselement 7 sowie einem zweiten Befestigungselement 7' eingebracht. Die Befestigungselemente 7, 7' weisen dabei jeweils einen Steg 12, 12' auf, wobei der Steg 12 des ersten Befestigungselements 7 durch eine Öffnung der ersten Glasscheibe 2 und der Steg 12' des zweiten Befestigungselements 7'durch eine Öffnung der zweiten Glasscheibe 3 nach außen geführt ist. Die beiden Befestigungselemente 7, 7' sind über die zwischen den beiden Glasplatten 4', 4" der dritten Glasscheibe 4 angeordnete Verbindungsschicht 14 sowie über ein zusätzliches Verbindungselement 15 im Inneren der Glasverbundeinheit 1 miteinander verbunden. Ansonsten entspricht die Einbindung der beiden Befestigungselemente 7, 7' der Einbindung des innenliegenden Befestigungselements 7 aus 3. Die Befestigungselemente 7, 7' weisen weiter Bohrungen 13, 13' auf, die eine beidseitige Verbindung der Glasverbundeinheit 1 mit einer Stützstruktur und/oder mit weiteren Glasverbundeinheiten 1 ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Glasverbundeinheit ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere kann eine Glasverbundeinheit dabei auch aus zusätzlichen Glasscheiben bestehen sowie mehrere Befestigungselemente, insbesondere auch unterschiedlich eingebundene Befestigungselemente, d.h. sowohl randseitig als auch innenliegend eingebundene Befestigungselement, aufweisen. Auch die Ausgestaltung der Befestigungselemente ist nicht auf die beispielhaft dargestellten Befestigungselemente beschränkt. Insbesondere kann die Form der Befestigungselemente, die Ausgestaltung der Stege der Befestigungselemente sowie Mittel zur Befestigung der Glasverbundeinheit an einer Stützkonstruktion oder zur Verbindung mit weiteren Glasverbundeinheiten von den beispielhaft dargestellten Ausführungsformen abweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7165362 B2 [0002]

Claims

Glasverbundeinheit (1) umfassend mindestens eine erste Glasscheibe (2) und eine zweite Glasscheibe (3) sowie eine zwischen der ersten Glasscheibe (2) und der zweiten Glasscheibe (3) angeordnete dritte Glasscheibe (4), wobei die dritte Glasscheibe (4) mindestens eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Befestigungselements (7) aufweist, eine zwischen der ersten Glasscheibe (2) und der dritten Glasscheibe (4) angeordnete erste Verbindungsschicht (5) zur Verbindung der ersten Glasscheibe (2) mit der dritten Glasscheibe (4) und eine zwischen der zweiten Glasscheibe (3) und der dritten Glasscheibe (4) angeordnete zweite Verbindungsschicht (6) zur Verbindung der zweiten Glasscheibe (3) mit der dritten Glasscheibe (4) sowie ein Befestigungselement (7), das in die mindestens eine Ausnehmung der dritten Glasscheibe (4) eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der oder jeder in Richtung der dritten Glasscheibe (4) weisenden Stirnfläche (10) des Befestigungselements (7) und der dritten Glasscheibe (4) eine sich von den Verbindungsschichten (5, 6) unterscheidende, das Befestigungselement (7) und die dritte Glasscheibe (4) nicht rigide verbindende Trennschicht (11) eingebracht ist.
Glasverbundeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (11) eine Shore-A-Härte von unter 90, insbesondere von unter 60, aufweist.
Glasverbundeinheit (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (11) eine Shore-A-Härte von unter 40, insbesondere von unter 10 aufweist.
Glasverbundeinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adhäsion zwischen der Trennschicht (11) und dem Befestigungselement (7) und/oder die Adhäsion zwischen der Trennschicht (11) und den Glasscheiben (2, 3, 4) und/oder die Adhäsion zwischen der Trennschicht und den Verbindungsschichten (5, 6) geringer als 1 N/mm² ist.
Glasverbundeinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (11) transparent ist.
Glasverbundeinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (11) aus einem Elastomer besteht.
Glasverbundeinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (11) aus einem Silikon, insbesondere aus einem getemperten Silikon, besteht.
Glasverbundeinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (11) ein kondensationsvernetztes oder ein platinvernetztes Silikon ist.
Glasverbundeinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste Glasscheibe (2) über die erste Verbindungsschicht (5) vollflächig mit der dritten Glasscheibe (4) und/oder die zweite Glasscheibe (3) über die zweite Verbindungsschicht (6) vollflächig mit der dritten Glasscheibe (4) verbunden ist.
Glasverbundeinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine der ersten Glasscheibe (2) zugewandte erste Fläche (8) des Befestigungselements (7) über die erste Verbindungsschicht (5) mit der ersten Glasscheibe (2) und/oder eine der zweiten Glasscheibe (3) zugewandte zweite Fläche (9) des Befestigungselements (7) über die zweite Verbindungsschicht (6) mit der zweiten Glasscheibe (3) verbunden ist.
Glasverbundeinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (7) aus einem Metall, insbesondere aus Titan, oder aus einer Metalllegierung besteht.
Glasverbundeinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Ausnehmung eingebrachte Befestigungselement (7) zumindest teilweise von außen zugänglich ist.
Glasverbundeinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (7) von außen zugänglich ist oder nach außen weisende Mittel zum Befestigen der Glasverbundeinheit (1) an einer Stützkonstruktion aufweist.
Glasverbundeinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung randseitig an der dritten Glasscheibe (4) angeordnet ist.
Glasverbundeinheit (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung innenliegend in der dritten Glasscheibe (4) angeordnet ist und die erste Glasscheibe (2) und/oder die zweite Glasscheibe (3) eine Öffnung im Bereich der Ausnehmung aufweist.
Glasverbundeinheit (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Ausnehmung eingebrachte Befestigungselement (7) zumindest einen Steg (12, 12') umfasst, der durch die zumindest eine Öffnung der ersten Glasscheibe (2) und/oder der zweiten Glasscheibe (3) geführt ist.
Glasverbundeinheit (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zumindest einen Steg (12, 12') und der zumindest einen Öffnung der ersten Glasscheibe (2) und/oder der zweiten Glasscheibe (3) die Trennschicht (11) angeordnet ist.
Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 17 gebildeten Glasverbundeinheit (1) als funktionelles Element eines Gebäudes, insbesondere als Fassadenelement, oder als funktionelles Element einer Gebäudeeinrichtung, insbesondere einer Treppe.