DE2812338B2

DE2812338B2 - Wärme- und schallisolierende Vorrichtung

Info

Publication number: DE2812338B2
Application number: DE2812338A
Authority: DE
Inventors: Taro Tokio Okawa
Original assignee: Yoshida Kogyo KK
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1977-03-26
Filing date: 1978-03-21
Publication date: 1980-05-29
Also published as: SG83583G; CA1072819A; DE2812338A1; AU3416878A; NL7803028A; IT7853101V0; FR2384908B1; FR2384908A1; MY8500243A; AU513727B2; GB1593956A; US4114342A; IT7867644A0; IT1107311B; JPS53131633U; JPS5828150Y2; PH16173A; HK37386A

Description

Die Erfindung betrifft eine wärme- und schallisolierende Vorrichtung mit drei Glasscheiben unterschiedlicher Dicke in paralleler Anordnung zur Festlegung luftdicht verschlossener Lufträume zwischen den Scheiben, bei der ein schmaler und ein breiler Luftzwischenraum und eine Einrichtung an der mittleren Glasscheibe zur Verbindung der beiden Luftzwischenräume zum Luftaustausch vorgesehen sind.

Bei einer in der DE-OS 24 61 532 beschriebenen Vorrichtung dieser Gattung ist über die Tiefe des 4¹S schmalen Luftzwischenraums nichts Näheres ausgeführt. Falls das in den beiden Luftzwischenräumen enthaltene Gas nicht vollkommen wasserdampffrei ist besteht die Gefahr, daß sich Wasserdampf an den beiden äußeren Scheiben niederschlägt und die Sicht beeinträchtigt.

Aus der DE-AS 10 37 692 und aus der US-PS 38 75 706 ist es bereits bekannt in den Luftzwischenräumen einer Isolierglasscheibe ein Trocknungsmittel anzuordnen. Dabei sind die Luftzwischenräume aber v, relativ tief, und es besteht auch keine Verbindung zwischen ihnen, die einen Luftaustausch ermöglicht. Demzufolge muß in jedem Luftzwischenraum ein Trocknungsmittel angeordnet sein, was aber eine beträchtliche Tiefe aller Luftzwischenräume erforder- t>o lieh macht.

Zwischen zwei Scheiben der gattungsgemäßen Vorrichtung muß aber ein sehr schmaler Luftzwischenraum vorgesehen werden, um die Isolierwirkung gegen Geräusche mit besonders niedrigen Frequenzen zu bs erhöhen. In solchen Fällen, in denen ein sehr schmaler Luftzwischenraum vorliegt, besteht aber die Gefahr, daß die denselben begrenzenden Glasscheiben unter dem Winddruck deformiert werden und ihren Abstand verringern oder sogar miteinander in Berührung kommen, wodurch die als Newtonsche Ringe bekannte optische Erscheinung hervorgerufen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, die sowohl gegen Geräusche im Niederfrequenzbereich akustisch isoliert ist als auch gegen das Beschlagen mit Wasserdampf oder das Auftreten von Newtonschen Ringen geschützt ist

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gelöst die gekennzeichnet ist durch die Anordnung eines lufttrocknenden Materials in mindestens einem Luftzwischenraum, die Verengung eines Luftzwischenraums auf minimale Tiefe und die Anordnung einer Einrichtung zur Verhinderung einer Deformation und eines Kontakts der den schmalen Luftzwischenraum begrenzenden Scheiben.

Da an der mittleren Glasscheibe eine Einrichtung zur Verbindung der beiden Luftzwischenräume zum Luftaustausch vorgesehen ist, genügt es, in dem breiteren Luftzwischenraum ein lufttrocknendes Material anzuordnen, um ein Beschlagen der beiden äußeren Scheiben zu verhindern. Durch die Verengung eines Luftzwischenraums auf eine minimale Tiefe wird eine gute Schallisolierung gegen Geräusche mit extrem niedriger Frequenz erreicht. Durch die Anordnung einer Einrichtung zur Verhinderung einer Deformation und eines Kontakts der den schmalen Luftzwischenraum begrenzenden Scheiben wird aber andererseits das Entstehen von Newtonschen Ringen verhindert.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, -,

Fig.2 die Draufsicht, teilweis' im Schnitt, gemäß Fig. 1,

Fig.3 eine Frontansicht der mittleren Scheibe mit öffnungen an vier Ecken, durch die die trocke.ie Luft zwischen den beiden Lufträumen strömen kann, i«

Fig.* bis 6 Diagramme von Versuchsdaten zu Veränderungen des akustischen Verhaltens.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der beanspruchten wärme- und sdiallisolierenden Vorrichtung 1 mit im wesentlichen drei Glasscheiben verschiedener Dicke, ι ^r, einer 3 mm dicken ersten Scheibe 2, einer 5 mm dicken zweiten Scheibe 3 und einer 3 mm dicken dritten Scheibe 4.

Die Scheiben 2 und 3 legen einen ersten Luftzwischenraum 5 mit 6 mm Tiefe fest und die Scheiben 3 und 4 einen zweiten schmalen Luftzwischenraum 6 mit 0,2 bis 0,5 mm Tiefe. Die Scheiben 2, 3 und 4 werden von einem in einem Metallrahmen 7 gelagerten elastischen oder nachgiebigen Teil 8, z. B. einer Kautschukpackung, gehalten, so daß die durch ankommende Schallwellen r, erzeugten Schwingungen der Scheiben unabhängig voneinander sind. Der Abstand zwischen den Scheiben 2 und 3 wird durch einen ein Trocknungsmittel 9 enthaltenden Abstandshalter 10 bestimmt, der entlang dem Umfang des ersten Luftzwischenraums 5 ange- «ι bracht ist und einen Luftkanal 11 über die Länge seiner oberen Fläche besitzt, durch den das Trocknungsmittel 9 der Luft in dem Luftzwischenraum 5 ausgesetzt ist. Die Lücke zwischen dem Abstandshalter 10 und den Innenseiten der einander gegenüberliegenden Scheiben r, 2 und 3 ist entlang dem Umfang mit Dichtungsmaterial oder einem entsprechenden Material 12 abgedichtet, das den ersten Luftzwischenraum 5 gegenübc der Atmosphäre luftdicht abschließt. Die zweite Scheibe 3 hat Öffnungen 13 zur Zirkulation der Luft zwischen dem ersten und zweiten Luftzwischenraum 5 und 6. Der schmale Luftzwischenraum 6 ist ebenfalls durch ein Dichtungsmittel 14 oder ein entsprechendes Material gegenüber der Atmosphäre luftdicht abgeschlossen. Die Scheiben 3 und 4 haben jeweils auf den dem zweiten ^-, Luftzwischenraum 6 zugewandten Seiten abgeschrägte Kanten und sind mit einem dazwischen befindlichen haftenden Dichtungsmaterial abgedichtet. Durch eine solche Abschragung kann nämlich der zweite Luftzwischenraum 6 zusammen mit dem Dichtungsmittel 14 im -,0 Lufizwischenraum besser abgedichtet werden. Der das Trocknungsmittel 9 enthaltende Abstandshalter 10 ist als solcher bekannt. Das Trocknungsmittel 9 ist vorzugsweise ein synthetisches Material, da's gut die in der Luft befindliche Feuchtigkeit bis 0,1 ppm absorbiert, γ-, so daß die beiden Luftzwischenräume 5 und 6 durch Zirkulation der getrockneten Luft durch die öffnungen 13 der zweiten Scheibe 3 vollkommen trocken gehalten werden können. Bei Einbau der Vorrichtung 1 mit der Scheibe 4 zur Schallquelle hin kann die Scheibe 4 durch «> starken Winddruck verformt werden und die Scheibe 3 berühren, da der schmale Luftzwischenraum 6 nur 0,2 bis 0,5 mm lief ist. Durch auf die Scheibe 4 einfallendes Licht entstehen dann Newtonsehe Ringe mit verschiedenen Mustern. Um eine Berührung der Scheiben und _b-, damit das Entstehen Newtonscher Ringe /.u verhindern, sind im schmalen Luftzwischenraum 6 vertikal eine Reihe von Drähten 15 oc'cr Streifen mit Hilfe eines haftenden Dichtungsmaterials an den oberen und unteren Kanten der einander gegenüberliegenden Scheiben 3 und 4 befestigt. Vorzugsweise werden metallische Drähte 15, wie etwa Klavierdraht oder Streuen aus Kunstharz, wie etwa Polyester, verwendet, die eine kleinere Dicke oder einen kleineren Durchmesser aufweisen, als die Tiefe des Luftzwischenraums 6 beträgt, so daß sie die einander gegenüberliegenden Scheiben 3 und 4 nicht berühren. Vorzugsweise sind, wie dargestellt, zwei parallele Drähte oder Streifen zwecks besserem Aussehen vorgesehen. Zahl und Anordnung der Streifen unterliegen jedoch bei der dargestellten Ausführungsform keiner Beschränkung. Das zum Abdichten der Zwischenräume zwischen den benachbarten Scheiben verwendete Dichtungsmaterial ist vorzugsweise flexibler Butylkautschuk, der die Luftzwischenräume 5 und 6 gegenüber der Atmosphäre vollständig abdichtet. Dieses Dichtungsmaterial für die Abdichtung der Luftzwischenräume verhindert, daß das Glas aufgrund von unterschiedlichen Innen- und Außentemperaturen und den daraus resultierenden Wärmeausdehnungsunterschieden bricht oder platzt.

F i g. 2 zeigt zur Verdeutlichung der Lage des Bandes 15 die teilweise geschnittene Draufsicht der in F i g. 1 gezeigten beanspruchten Vorrichtung.

F i g. 3 zeigt die Zwischenscheibe 3 in einer möglichen Ausführungsform mit vier öffnungen 13 an den vier Ecken, durch die die Luft zwischen dem ersten und dem zweiten Luftzwischenraum 5 bzw. 6 zirkulieren kann. Anordnung, Größe und Anzahl der öffnungen 13 sind beliebig wählbar, der wesentliche Gesichtspunkt ist, daß die Luft leicht durch die öffnungen 13 zwischen den Luftzwischenräumen 5 und 6 zirkulieren kann. Zwar sind ir. der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform spezielle Werte für die Dicke der Scheiben und die Tiefe der beiden Luftzwischenräume angegeben worden. Die angegebenen Werte sind natürlich nicht bindend und können je nach der Umgebung variiert werden, in der die beanspruchte Vorrichtung installiert werden soll. Anders ausgedrückt sollten diese Werte jeweils so gewählt werden, daß die Vorrichtung eine gute schallisolierende Wirkung insbesondere gegenüber Geräuschen im Niedeifreqi-en>.bereich von 125 bis 500 Hz hat.

F i g. 4 zeigt Versuchsdaten, die Änderungen des Schalltransmissionsverlusles (dB) mit der Frequenz (Hz) wiedergeben, wobei der erste Luftzwischenraum 5 auf der Seite der Schallquelle liegt.

F i g. 5 zeigt die mit dem zweiten Luftzwischenraum 6 auf der Seite der Schallquelle erhaltenen Versuchsdaten. Der Versuch wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Die Vorrichtung 1 mit einer Glasfläche von 570 mm χ 1170 mm wurde an einer öffnung (Fläche von 4 m-) eines Testraumes (247 m^J) angebracht und mit Ton an Leichtbetonblöcken befestigt. Der schallerzeugende Raum hatte eine Größe von 109 m¹. Der Testraum befand sich auf Raumtemperatur und bei einer relativen Feuchtigkeit von 70% bei 12⁰C.

F i g. 6 zeigt die Werte aus den Spalten 1, 3 und 4 der folgenden Tabelle als Diagramm. Die Tabelle zeigt die Schalldämmung für Frequenzen zwischen 100 Hz und 5000 Hz. In Spalte 1 und 2 stehen die für die beschriebene Vorrichtung ermittelten Werte, einmal mit dem Luftzwischenraum 5 und einmal mit dem schmalen Luftzwischenraum 6 auf der Seite der Schallquelle, und in den Spalten 3 und 4 Werte für herkömmliche Vorrichtungen.

Frequenz	Akustischer	Transmissionsverlusl (dU)	Fiiizclglas	(.-(.(·;
	3-6\|·)-5-().5(	■)-3 3-0.5<->-5-6(-)-3	10 in m	(mm)
(Mz)	(nun)	(mm)	(3)	(4)
	(I)	(2)	19	_
100	_	23	21	27
125	23	27	23	24
160	24	23	25	20
200	24	23	26	24
250	24	24	28	27
315	25	24	29	24
400	26	26	30	27
500	28	28	30	30
630	31	31	29	33
800	33	32	29	34
1,000	35	34	27	34
1,250	37	36	28	32
1,600	37	37	33	25
2,000	36	37	37	29
2,500	39	39	39	30
3,150	40	39	42	34
4,000	41	39	_	_
5,000	42	41

Anmerkungen: *) Luftraum (1) und (2): beanspruchte Vorrichtung. (3) und (4): herkömmlich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat eine durchschnittliche Schalldämmung von 27 dB im Frequenzbereich von 125 bis 500 Hz, während die Einzelscheibe einen Durchschnittswert von 26 dB und die Doppelscheibenanordnung (6 mm —6 mm —6 mm) von durchschnittlich 24 dB hat Im Frequenzbereich von 315 bis 5000 Hz hat die erfindungsgemäße Vorrichtung durchschnittlich 35 dB gegenüber 32 bzw. 3OdB. Das bedeutet, die beanspruchte Vorrichtung ist eine Doppelscheibenanordnung mit 6 mm dicken Scheiben und einem Luftzwischenraum von 6 mm und der Einzelscheibe hinsichtlich der Schallisolierung überlegen.

Da die getrocknete Luft zwischen den beiden Luftzwischenräumen 5 und 6 durch die Öffnungen 13 der mittleren Scheibe 3 zirkuliert, wird ein Beschlagen der Scheiben wirkungsvoll vermieden. Die Beschlagbildung auf den inneren Oberflächen der Glasscheiben kann bis zu Außen-Temperatüren von —49° C vermieden werden, wenn die in F i g. i dargestellte Vorrichtung aus 3 mm dicken Außenscheiben — 6 mm tiefem erstem Luftzwischenraum — 3 mm dicker Zwischenscheibe aufgebaut ist, während sie bis zu —65° C vermieden werden kann, wenn der Aufbau 5 mm dicke Außenscheibe — 6 mm dicker Luftzwischenraum — 5 mm dicke Zwischenscheibe ist. Die Vorrichtung mit 3 Scheiben verringert insgesamt die Wärmeleitung, so daß der Wärmeverlust kleiner ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärme- und schallisolierende Vorrichtung mit drei Glasscheiben unterschiedlicher Dicke in paralleler Anordnung zur Festlegung luftdicht verschlossener Lufträume zwischen den Scheiben, bei der ein schmaler und ein breiter Luftzwischenraum und eine Einrichtung an der mittleren Glasscheibe zur Verbindung der beiden Luftzwischenräume zum Luftaustausch vorgesehen sind, gekennzeichnet durch die Anordnung eines lufttrocknenden Materials (9) in mindestens einem Luftzwischenraum (5), die Verengung eines Luftzwischenraums (6) auf minimale Tiefe und die Anordnung einer Einrichtung (15) zur Verhinderung einer Deformation und eines Kontakts der den schmalen Luftzwischenraum (6) begrenzenden Scheiben (3,4).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verhinderung einer Deformation und eines Kontakts der den schmalen Luftzwischenraum (6) begrenzenden Scheiben (3, 4) aus einer Reihe von im Abstand parallel zueinander angeordneten Drähten (15) oder Streifen besteht, deren Enden an den einander gegenüberliegenden Rändern der den schmalen Luftzwischenraum (6) begrenzenden Scheiben (3,4) befestigt sind und die eine Dicke aufweisen, die geringer ist als die Tiefe des schmalen Luftzwischenraums (6), so daß sie berührungsfrei zwischen den Scheiben (3,4) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (15) Klaviersaiten sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (15) oder Streifen aus Polyester bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Scheibe (3) 5 mm dick ist und daß die beiden äußeren Scheiben (2, 4) jeweils 3 mm dick sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schmale Luftzwischenraum (6) eine Tiefe von 0,2 bis 0,5 mm hat und daß der breite Luftzwischenraum (5) eine Tiefe von 6 mm hat.

7. Vorrichtung nach Anspruch J₁ dadurch gekennzeichnet daß die den schmalen Luftzwischenraum (6) begrenzenden Scheiben (3, 4) jeweils an ihrem diesem Luftzwischenraum (6) zugekehrten Rand abgeschrägt sind und daß der dadurch entstandene Hohlraum mit Dichtungsmaterial gefüllt ist