DE202019101062U1 - Isolierglasscheibe für Fenster und eine damit verbundene Anlage zur Veränderung der Transparenz - Google Patents

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Abstract

Isolierglasscheibe für Fenster, auch in Mehrfach-Verglasung und in Verbundsicherheitsglasausführung und eine damit verbundene Anlage zur Veränderung der Transparenz und weiterer Beeinflussungsmöglichkeiten der Isolierglasscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die außen liegende Glasscheibe der Isolierglasscheibe (1) als Verbundsicherheitsglas in folgender Reihenfolge von außen beginnend ausgeführt ist, eine Flachglasscheibe (2), gefolgt von einer EVA-Folie (3), gefolgt von einer umschaltbaren Folie (4), die beim Anlegen einer Gleichspannung von transparent auf transluzent umschaltet und bei Wegfall der Spannung wieder transparent wird und einer Solarfolie (5) bzw. transparenten Solarzellen (5), wobei die Solarfolie (5) bzw. Solarzellen (5) nur einen geringen Teil der Gesamtfläche der Glasscheibe umfasst und die umschaltbare Folie (4) den überwiegenden Rest belegt, gefolgt von einer EVA-Folie (3) und gefolgt von einer Flachglasscheibe (2), wobei die umschaltbare Folie (4) und die Solarfolie (5) bzw. transparenten Solarzellen (5) flache Elektrodenbänder (6) maximal in der Dicke der Folien (4. 5) besitzen und diese Elektrodenbänder (6) bis außerhalb der Isolierglasscheibe (1) geführt sind und hier an den Elektrodenbändern (6) elektrische Leitungen (7) angeschlossen sind, die über einen Schalter (8) zu einem Akkumulator (9) führen.

Description

  • Isolierglasscheibe für Fenster, auch in Mehrfach-Verglasung und in Verbundsicherheitsglasausführung und eine damit verbundene Anlage zur Veränderung der Transparenz und weiterer Beeinflussungsmöglichkeiten der Isolierglasscheibe.
  • Als intelligentes Glas oder auch als Smart Glas werden tönbare Verglasungen bezeichnet, deren Lichtdurchlässigkeit sich durch das Anlegen einer elektrischen Spannung oder Erwärmung verändert. Unter dem Oberbegriff intelligentes Glas werden verschiedene Techniken und Anwendungsfelder zusammengefasst. Je nach Ausführung können diese Gläser beispielsweise als Sonnenschutz dienen (Glas bleibt transparent) oder die Funktion eines Sichtschutzes (Glas wird opak oder transluzent) übernehmen.
  • Eine Glasscheibe die eine Transluzenz besitzt, ist lichtdurchlässig und durchscheinend, die aber aufgrund starker Brechung undurchsichtig ist. Eine Glasscheibe ist opak, wenn sie lichtundurchlässig ist.
  • Thermochromes Glas nutzt die Eigenschaft von thermochromen Materialien, ihre Lichtabsorption in Abhängigkeit von der Temperatur zu ändern. Bei Sonneneinstrahlung erwärmen sich die thermochromen Gläser und färben sich ein. Lässt die Sonneneinstrahlung nach, kühlen sich die thermochromen Gläser wieder ab und entfärben sich. Thermochrome Gläser sind in der Regel als Verbundgläser ausgeführt, d. h. zwei Glasscheiben sind mit einer Spezialfolie zusammenlaminiert. Diese Folie enthält die thermochromen Substanzen.
  • LC-Gläser basieren auf einem Polymer-Flüssigkristall-Film, der zwischen zwei Flachglasscheiben eingebettet ist und mit einer Stromquelle verbunden wird. Innerhalb des festen Polymers befinden sich die willkürlich orientierten Flüssigkristallmoleküle. Das einfallende Licht wird von ihnen gestreut und die Scheibe ist opak oder transluzent, wirkt also wie Milchglas.
  • Mit dem Anlegen einer elektrischen Spannung ordnen sich die Flüssigkristallmoleküle im elektrischen Feld, das Glas wird für das Auge transparent. Bei schrägem Blickwinkel bewirkt der Effekt eine leichte Trübung für den Betrachter.
  • Bei Wegfall der Spannung sind die Flüssigkristallmoleküle wieder ungeordnet und die Scheibe wird wieder opak oder transluzent und damit nahezu vollständig undurchsichtig. Diese Gläser eignen sich vorrangig als Sichtschutz, jedoch nicht als Sonnenschutz.
  • In der Schrift EP 1 157 303 B1 wird ein elektrochromes Element mit einer zwischen zwei flächigen Substraten eingeschlossenen elektrochromen Anordnung beschrieben, die zumindest zwei Elektrodenschichten, eine elektrochrome Schicht, eine Ionenspeicherschicht sowie eine in situ gebildete Polymer-Elektrolytschicht umfasst, wobei die Polymer-Elektrolytschicht zum Rand des elektrochromen Elementes hin an ein zumindest teilweise zwischen den beiden flächigen Substraten angeordnetes Dichtungselement angrenzt.
  • Elektrochrome Elemente des vorgenannten Aufbaus sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Sie werden u.a. für Displays, abblendbare Spiegel sowie Verglasungen mit variabler Lichtdurchlässigkeit eingesetzt. Die flächigen Substrate, die eben oder auch gebogen sein können, bestehen jedenfalls bei großflächigen Verglasungen meist aus anorganischen Glasscheiben. Sie können aber auch aus anderen Materialien, z.B. Kunststoffen, bestehen. Für die Langzeitstabilität des elektrochromen Elements ist es unabdingbar, dass die Substrate hinreichend undurchlässig sind für in der Umgebung vorhandene Substanzen, insbesondere für in der Umgebungsluft vorhandene Gase. Sie müssen außerdem zuverlässig die elektrochrome Anordnung gegen die Abwanderung von flüchtigen Bestandteilen wie z.B. Weichmachern, Lösungsmitteln etc. schützen. Diese Anforderungen werden besonders gut von anorganischen Glasscheiben erfüllt. Der Einfachheit halber wird im Folgenden daher im Zusammenhang mit den flächigen Substraten meist von Glasscheiben die Rede sein, ohne dass die Erfindung allerdings darauf beschränkt wäre.
  • Von den Elektrodenschichten muss zumindest eine lichtdurchlässig sein. Üblicherweise arbeitet man für beide Elektrodenschichten mit transparenten leitfähigen Metalloxidschichten (TCO's), z.B. aus ITO oder dotiertem Zinnoxid. Die Elektrodenschichten dienen dazu, an die elektrochrome Anordnung eine elektrische Spannung anlegen zu können, mit der deren Lichtdurchlässigkeit verändert werden kann. Für die elektrochrome Schicht kommen meist Materialien auf Basis von Wolframoxid zum Einsatz, deren Lichtdurchlässigkeit sich durch die Einlagerung von Kationen wie H+, Li+, Na+ etc. verändern lässt. Als Gegenpart benötigt die elektrochrome Schicht eine auch als Gegenelektrode bezeichnete Ionenspeicherschicht, für die eine Vielzahl von Materialien bekannt sind, darunter insbesondere Certitanoxid und Vanadiumtitanoxid.
  • Die elektrochrome Schicht und die Ionenspeicherschicht werden separiert durch eine den Ionentransport zwischen beiden gewährleistende Ionenleitschicht (Elektrolyt). Insbesondere für großflächige elektrochrome Elemente hat sich die Verwendung von in situ gebildeten Polymer-Elektrolytschichten bewährt. Die Polymer-Elektrolytschichten werden gebildet, indem eine u.a. Monomere und zumindest ein Leitsalz enthaltende flüssige Mischung zwischen die Glasscheiben eingebracht (injiziert) und dort polymerisiert wird. Die Polymer-Elektrolytschichten können im fertigen elektrochromen Element in fester, gelförmiger oder auch flüssiger Form vorliegen. Sie grenzen zum Rand des elektrochromen Elements hin an ein Dichtungselement.
  • Das randseitige Dichtungselement hat in erster Linie die Aufgabe, die zwischen den Glasscheiben angeordnete elektrochrome Anordnung auch zur Kante des elektrochromen Elements hin dauerhaft flüssigkeits- und gasdicht abzuschließen. Insbesondere muss verhindert werden, dass in der Umgebungsluft vorhandener Sauerstoff oder Wasserdampf in das System eindringen. Im Rahmen der Herstellung des elektrochromen Elements übernimmt das Dichtungselement außerdem die Aufgabe, die flüssig zwischen die Glasscheiben eingebrachte Monomer-Mischung flüssigkeitsdicht einzuschließen. Solche Monomer-Mischungen haben häufig eine sehr niedrige Viskosität, die unter derjenigen von Wasser liegen kann, so dass schon kleine Lecks oder Poren im Dichtungselement zum ungewollten Ausfließen der Monomer-Mischung führen würden. Schließlich dient das Dichtungselement auch als Abstandhalter zwischen den Glasscheiben, bevor die Polymer-Elektrolytschicht so weit verfestigt ist, dass sie diese Funktion selbst übernimmt.
  • Weiterhin wird in der Schrift WO 2009/098034 A1 eine Fahrzeugscheibe mit einer Außenschicht und einer Innenschicht beschrieben, zwischen welchen zumindest abschnittsweise eine Funktionsschicht angeordnet ist, mittels welcher eine Lichtdurchlässigkeitscharakteristik der Fahrzeugscheibe zu beeinflussen ist, wobei wenigstens eine weitere Funktionsschicht vorgesehen ist, mittels welcher die Lichtdurchlässigkeitscharakteristik der Fahrzeugscheibe zusätzlich zu beeinflussen ist. Durch das Zusammenwirken der Funktionsschichten gestattet die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe eine Beeinflussung sowohl der Lichtdurchlässigkeit als auch der Farbgebung des transmittierten Lichts. Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, dass eine oder beide Funktionsschichten schaltbar ausgebildet sind und jeweils eine individuell einstellbare Lichtdurchlässigkeitscharakteristik besitzen. Hierdurch können aus dem Spektrum des einfallenden Lichts flexibel einstellbare Wellenlängenbereiche absorbiert, reflektiert und transmittiert werden, wodurch eine besonders variable Lichtdurchlässigkeitscharakteristik mit einer beliebigen Farbgebung darstellbar ist. Die Fahrzeugscheibe bietet dabei eine Abdunklungsfunktionalität. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Fahrzeugscheibe als Schutz gegen Durchsicht auf Wunsch bzw. bei einem Abstellen des Fahrzeugs automatisch abgedunkelt wird. Weiterhin können natürlich auch Funktionen wie Heizung, Sonnenschutz oder Verspiegelungen in die Fahrzeugscheibe integriert sein.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, als Teil einer Isolierglasscheibe zwischen zwei Flachglasscheiben und zwei EVA-Folien auf einer Ebene eine Solarfolie und eine umschaltbare Folie von transparent auf transluzent und umgekehrt, als eine Funktionsfolie und eine damit verbundene Anlage zur Veränderung der Transparenz und weiterer Beeinflussungsmöglichkeiten der Isolierglasscheibe zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Isolierglasscheibe für Fenster mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
  • Die Isolierglasscheibe kann hierbei in Zweifach-, Dreifach- oder in Vierfach-Verglasung ausgeführt sein und dies in planer oder auch in gebogener Form. Die außen liegende Glasscheibe ist als Verbundsicherheitsglas ausgeführt und folgendermaßen aufgebaut. Zwischen zwei Flachglasscheiben liegen zwei EVA-Folien und dazwischen eine umschaltbare Folie und eine Solarfolie oder transparente Solarzellen, wobei die umschaltbare Folie einen überwiegenden Flächenanteil gegenüber der Solarfolie besitzt. Dies vorteilhaft in einem Verhältnis von 8 zu 1, wobei die Solarfolie vorteilhaft im Randbereich der Isolierglasscheibe liegt. Die umschaltbare Folie und die Solarfolie bzw. transparenten Solarzellen besitzen flache Elektrodenbänder in der Dicke der Folien oder noch dünner. Diese Elektrodenbänder sind bis außerhalb der Isolierglasscheibe geführt. An den Elektrodenbändern sind elektrische Leitungen angeschlossen, die bei der umschaltbaren Folie über einen Schalter zu einem Akkumulator und führen.
  • Bei Varianten der erfindungsgemäßen Isolierglasscheibe gehören zur Anlage zur Veränderung der Transparenz ein RFID-Chip oder ein passiver Transponder. Weiterhin können die Leitungen von der Solarfolie über eine Ladekontrolleinrichtung zum Akku geführt sein.
  • Die umschaltbare Folie kann einmal zur Veränderung der Transparenz genutzt werden. Es ist aber auch denkbar das diese Folie noch zusätzliche Funktionen, wie. Z. B. ein Sonnenschutz, übernehmen kann.
  • Vorzugsweise ist im Rahmen des Fensters der Isolierglasscheibe ein Hohlraum zur Aufnahme des Akkumulators mit dem RFID-Chip oder Transponder und/oder einer Ladekontrolleinrichtung vorgesehen. Der Akkumulator und eventuell der RFID-Chip oder Transponder und/oder die Ladekontrolleinrichtung kann auch außerhalb des Fensters angeordnet sein.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 einen Schnitt durch die Isolierglasscheibe in Durchsichtsrichtung, wobei die Außenseite der Scheibe auf der linken Seite liegt und
    • 2 einen Schnitt durch ein Fenster im Bereich der umschaltbaren Folie und der Solarfolie und damit auf der gesamte Breite und Höhe der Isolierglasscheibe mit dem Fensterrahmen und den Anlagenteilen zur Veränderung der Transparenz.
  • In 1 ist eine zweifache Isolierglasscheibe 1 dargestellt, wobei die linke Seite die Außenseite und die rechte Seite die Innenseite der Isolierglasscheibe 1 bildet. Die linke Seite ist als Scheibenverbund (VSG-Glas) ausgebildet. Zwischen zwei Flachglasscheiben 2 sind zwei EVA-Folien 3 angeordnet, zwischen den eine umschaltbare Folie 4 und eine Solarfolie 5 bzw. transparente Solarzellen 5 angeordnet sind. Die umschaltbare Folie 5 ändert beim Anlegen von Gleichspannung ihre transparente Durchsicht auf transluzent bzw. opak. Da beide Folien 4, 5 in einer Ebene nebeneinander liegen, ist es sinnvoll, dass die Solarfolie 5 im Randbereich der Isolierglasscheibe 1 liegt. Das Größenverhältnis der umschaltbaren Folie 4 zur Solarfolie 5 kann z. B, 8 zu 1 sein. Es können jedoch auch andere Verhältnisse gewählt werden.
  • Beide Folien 4, 5 besitzen an ihren Rändern Elektrodenbänder 6, die bis in den Außenbereich der Isolierglasscheibe 1 reichen. An diese Elektrodenbänder 6 sind elektrische Leitungen 7 angeschlossen, die einmal von der umschaltbaren Folie 4 über einen Schalter 8 zu einem Akkumulator 9 führen. Beim Einschalten des Schalters 8 fließt Strom zur umschaltbaren Folie 4 und bewirkt dort die Umkehr von einer transparenten Durchsicht in einen transluzenten Sichtschutz. Von der Solarfolie 5 führen ebenfalls elektrische Leitungen 7 zum Akkumulator 9. Hier kann z. B. eine Ladekontrolleinrichtung 15 zwischengeschaltet sein, die das Laden des Akkus überwacht und eine Überladung des Akkus 9 verhindert.
  • Dem Schalter 8 kann zur Bedienung der Transparenz ein RFID-Chip 10 oder ein passiver Transponder 10 zugeordnet sein, der zur Auslösung der Schaltvorgänge per Funk angesteuert wird und auch Timerfunktionen und ähnliches besitzen kann. Der Schalter 8 kann auch als Steuerung ausgeführt sein, welche durch einstellbare Spannungen auch Übergangszustände der umschaltbaren Folie 4 ermöglicht, wodurch die Transluzenz variabel ist. Der Steuerung ist ebenfalls ein RFID-Chip 10 oder ein passiver Transponder 10 zugeordnet. Der Akkumulator 9 ist vorteilhaft im Rahmen 11 des Fensters 12, z. B. in einem dazu speziell vorgesehenen Hohlraum untergebracht und ist leicht austauschbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    - VSG-Scheibe, Isolierglasscheibe, Glasscheibe
    2
    - Flachglasscheibe
    3
    - EVA-Folie
    4
    - umschaltbare Folie, Folie
    5
    - Solarfolie, transparente Solarzellen, Folie
    6
    - Elektrodenband
    7
    - elektrische Leitungen
    8
    - Schalter
    9
    - Akkumulator
    10
    - RFID-Chip
    11
    - Rahmen
    12
    - Fenster
    13
    - Gegenscheibe
    14
    - Scheibenzwischenraum
    15
    - Ladekontrolleinrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1157303 B1 [0008]
    • WO 2009/098034 A1 [0013]

Claims (5)

  1. Isolierglasscheibe für Fenster, auch in Mehrfach-Verglasung und in Verbundsicherheitsglasausführung und eine damit verbundene Anlage zur Veränderung der Transparenz und weiterer Beeinflussungsmöglichkeiten der Isolierglasscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die außen liegende Glasscheibe der Isolierglasscheibe (1) als Verbundsicherheitsglas in folgender Reihenfolge von außen beginnend ausgeführt ist, eine Flachglasscheibe (2), gefolgt von einer EVA-Folie (3), gefolgt von einer umschaltbaren Folie (4), die beim Anlegen einer Gleichspannung von transparent auf transluzent umschaltet und bei Wegfall der Spannung wieder transparent wird und einer Solarfolie (5) bzw. transparenten Solarzellen (5), wobei die Solarfolie (5) bzw. Solarzellen (5) nur einen geringen Teil der Gesamtfläche der Glasscheibe umfasst und die umschaltbare Folie (4) den überwiegenden Rest belegt, gefolgt von einer EVA-Folie (3) und gefolgt von einer Flachglasscheibe (2), wobei die umschaltbare Folie (4) und die Solarfolie (5) bzw. transparenten Solarzellen (5) flache Elektrodenbänder (6) maximal in der Dicke der Folien (4. 5) besitzen und diese Elektrodenbänder (6) bis außerhalb der Isolierglasscheibe (1) geführt sind und hier an den Elektrodenbändern (6) elektrische Leitungen (7) angeschlossen sind, die über einen Schalter (8) zu einem Akkumulator (9) führen.
  2. Isolierglasscheibe und damit verbundene Anlage zur Beeinflussung der Isolierglasscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anlage zur Veränderung der Transparenz ein RFID-Chip (10) oder ein passiver Transponder (10) zugeordnet ist.
  3. Isolierglasscheibe und damit verbundene Anlage zur Beeinflussung der Isolierglasscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass dem Akkumulator (9) eine Ladekontrolleinrichtung (15) zugeordnet ist.
  4. Isolierglasscheibe und damit verbundene Anlage zur Beeinflussung der Isolierglasscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen (11) des Fensters (12) der Isolierglasscheibe (1) ein Hohlraum zur Aufnahme des Akkumulators (9), des RFID-Chip (10) oder Transponder (10) und/oder einer Ladekontrolleinrichtung (15) vorgesehen ist.
  5. Isolierglasscheibe und damit verbundene Anlage zur Beeinflussung der Isolierglasscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator (9) und/oder der RFID-Chip (10) oder Transponder (10) und/oder die Ladekontrolleinrichtung (15) außerhalb des Fensters (12) angeordnet ist.
DE202019101062.2U 2018-02-23 2019-02-25 Isolierglasscheibe für Fenster und eine damit verbundene Anlage zur Veränderung der Transparenz Expired - Lifetime DE202019101062U1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1157303A1 (de) 1999-03-01 2001-11-28 Flabeg GmbH & Co. KG Elektrochromes element
WO2009098034A1 (de) 2008-02-07 2009-08-13 Daimler Ag Fahrzeugscheibe und kraftfahrzeug mit einer fahrzeugscheibe

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