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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
für eine lichtdurchlässige Wärmedämmung geeigneter, aus Glas bestehender Hohlkörper
und hat ferner zum Gegenstand eine solche lichtdurchlässige Wärmedämmung, die aus
einer Vielzahl unmittelbar oder in einem nur geringen Abstand voneinander angeordneter,
aus einem lichtdurchlässigen Werkstoff gefertigte Hohlkörper besteht nach dem Patent
(Patentanmeldung P 26 49 472.4).
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Lichtdurchlässige Wärmedämmungen sind seit langer Zeit in Form von
Doppelfenstern und Mehrfach-Verglasungen sowie auch Glasbausteinen bekannt. Diese
lichtdurchlässigen Värmedämmungen dienen im wesentlichen der Versorgung von Wohn-
und Arbeitsräumen mit Tageslicht und zeichnen sich gegenüber mit nur einfachen Glasscheiben
bestückten Fenstern durch erheblich geringere Wärmedurchgangswerte aus.
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Neuerdings werden derartige Mehrfach-Verglasungen auch zur Abdeckung
ebener Sonnenkollektoren verwendet und schützen so die durch die Sonneneinstrahlung
weit über die Umgebung temperatur erwärmte tiefschwarze Oberfläche der Kollektoren
vor größeren, durch Abstrahlung und Konvektion bedingten Wärmeverlusten.
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Derartige, aus mehreren übereinander angeordneten Glasscheiben bestehende
lichtdurchlässige Wärmedämmungen erfüllen ihre Aufgabe durchaus befriedigend, solange
die zwischen den Scheiben bestehende Temperaturdifferenz sowie die höchste Scheibentemperatur
relativ niedrig sind, wie dieses bei der
allgemeinen Anwendung als
Fenster oder Glastüren in Wohn- und Arbeitsräumen der Fall ist. Wird eine solche
Mehrfach-Verglasung edoch bei Sonnenkollektoren angewandt, so ergibt sich eine Reihe
von Schwierigkeiten, die den Einsatz einer solchen Mehrfach-Verglasung mindestens
stark einschränkt, wenn nicht sogar vollständig verbietet. Die bei Sonnenkollektoren
zur wirtschaftlichen Nutzung der Sonnenenergie geforderten, möglichst hohen Kollektortemperaturen
haben en-sprechend hohe Temperaturen der unmittelbar über der Kollektorfläche befindlichen
Mehrfachscheiben zur Folge, wobei bei einem unbeabsichtigten Ausfall der Wärmeabführung
beim Kollektor die Temperaturen der Meh-#fachscheiben dann auf 1500C und mehr ansteigen
können. Damit aber müssen diese Mehrfachscheiben aus besonders temperaturfesten
Glas sorten gefertigt sein, was wieder mit entsprechend hohen Kosten verbunden ist.
Darüber hinaus ist bei jedem Kollektor die äußere Scheibe in der flegel nicht etwa
senkrecht, sondern gegenüber der Vertikalen geneigt angeordnet, was Biegebeanspruchungen
durch das Eigengewicht der Scheibe sowie Beanspruchungen durch Schneelast und Hagel
zur Folge hat. Wie aus dem Gewächshausbau her bekannt ist, so können derartige Beanspruchungen
mit Sicherheit jedoch nur von Glasscheiben aufgenommen werden, deren Stärke mehrere
Millimeter beträgt, was wieder mit einem entsprechend höheren Eigengewicht der Glasscheibe
verbunden ist. Eine solche Verstärkung der Glasscheibe führt jedoch nicht nur zu
einer entsprechenden Verteuerung der Kollektoran>ge, sondern vermindert gleichzeitig
auch die Lichtdurchlässigkeit der Scheibe und damit wieder die Menge der dem Kollektor
durch Strahlung zugeführten Energie.
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Zur Abhilfe dieser bestehenden S hwierigKeiten wurde schon vorgeschlagen,
anstelle derartiger Silikatglasscheiben Folien oder Platten aus einem lichtdurchlässigen
Kunststoff zu verwenden. Gegenüber Silikatglas besitzen alle Kunststoffe den Vorzug
eines geringen spezifischen Gewichtes und einer höheren Schlagbiegefestigkeit. Von
glasfaserverstärkten und damit sehr teueren Kunststoffen abgesehen, besteht jedoch
immer noch der Nachteil einer nur geringen Formstabilität, einer hohen Temperaturdehnung
sowie auch einer nur sehr geringen Temperaturdauerfestigkeit, die gerade die Verwendung
derartiger Kunststoffe im unmittelbaren Bereich heißer Kollektorflächen verbietet.
Darüber hinaus aber ist die Lichtdurchlässigkeit einer solchen Kunststoffolie auch
geringer als bei Glas.
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Darüber hinaus ist auch schon der Vorschlag gemacht worden, Sonnenkollektoren
abzudecken mittels Glnsbausteinen oder ähnlicher aus Glas bestehender Hohlkörper,
die als Halbschalen gepreßt und anschlieend zu einem in sich geschlossenen Hohlkörper
zusammengesetzt werden. Infolge des Preßvorganges weisen diese Glasbauelemente aber
eine große Wandstärke auf und sind entsprechend schwer, was wieder besondere Tragkonstruktionen
erforderlich macht. Außerdem aber ist die Lichtdurchlässigkeit auch dieser Glasbauelemente
zu gering, so daß die letzteren zur dämmenden Abdeckung von Sonnenkollektoren ungeeignet
sind.
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Aufga#be der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Verfahren zur
Herstellung derartiger, ausGlas bestehender und insbesondere zur Abdeckung von Sonnenkollektoren
geeigneter Hohlkörper zu schaffen.
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Diese Aufgabe tqird erfindungsgemäß dadurch gelöst, däß diese Hohlkörper
auf einer Hohlglasblasmaschine hergestellt werden, wobei die Bildung des Hohlraumes
in an sich bekannter Weise in zwei einander folgenden Verfahrens schritten, nämlich
zunächst einem Vorblasen und/oder einem Vorpressen und einem sich hieran anschließenden
Fertigblasen, erfolgt.
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Was nun diese nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus Glas gefertigten
Hohlkörper selbst betrifft, so sind diese vorteilhaft als flache Kästen ausgebildet,
bei denen zwei sich gegenüberstehende Seiten eine wesentlich größere Fläche aufweisen
als die anderen vier, den Kastenrand bildenden Seiten.
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Diese stenformlge Gestaltung der Hohlkörper ist dabei insofern besonders
vorteilhaft, als dieselben auf bereits vielfach gebräuchlichen, der Fertigung von
Flaschen od. dgl.
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dienenden Maschinen hergestellt werden können. Eine besonders einfach
herstellbare Versteifung dieser flachen lmstenförmigen Hohlkörper läßt sich dabei
dadurch herbeiführen, daß mindestens die beiden einander gegenüberliegenden großflächigen
L#nde, vorzugsweise aber alle sechs Wände, der kastenförmigen Hohlkörper schwach
durchgebogen sind.
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Bei einer besonders zwectcmäßigen Gestaltung dieser Hohlkörper sind
deren einander gegenüberliegenden großflächigen Wände jeweils wannenartig gestaltet
und von einem nach außen hin vorstehenden umlaufenden Rand umgeben, der in die vier
benachbarten, den Kastenrand bildenden Wände übergeht, Um weiterhin die in einer
Lage nebeneinander angeordneten
Kastenartigen Hohlkörper rutschfest
lagern zu können, ist es von Vorteil, wenn die jeweils einander gegenüberstehenden
Wände dieser kastenförmigen Hohlkörper einerseits Ausnehmungen und andererseits
Erhebungen aufweisen, die gegenüber den Ausnehmungen und Erhebungen der gegenüberstehenden
ffi./ände der benachbarten Hohlkörper dann derart angeordnet sind, daß jeweils eine
Erhebung der einen Wand in die Ausnehmung der benachbarten vfand eingreift. Um hierbei
die Hohlkörper möglichst eng aneinender2;ulegen-und die zwischen ihnen bestehenden
Zwischenräume auf ein Mindestmaß zu reduzieren, können diese in den Wänden der Hohlkörper
befindlichen Ausnehmungen auch als einander parallel gerichtete Rinnen und die Erhebungen
als zwischen diesen Rinnen befindliche, in der gleichen Richtung verlaufende und
nach außen vorstehende Rippen ausgebildet sein.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Gestaltung dieser erz in dungsgemäßen
Hohlkörper zeichnet sich dadurch aus, daß die zuvor schon behandelten Ausnehmungen
und Erhebungen der jeweils einander gegenüberstehenden Wände als konvexe bzw.
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konkave Wölbungen ausgebildet sind, wobei die einander zugeordneten
Wölbungen dann zweckdienlich gleiche oder unterschiedliche Krümmungen aufweisen
und in der Längsrichtung und/oder der Querrichtung der Ratenssände verlaufen. Auch
können an den gewölbten Ecken der kastenförmigen Hohlkörper nach außen vorstehende
Nocken od. dgl. angeformt sein, durch die sich die längs der Kastenkanten verlaufenden
kanalartigen Zwischenräume so abdecken lassen, daß im Bereich -dieser Kanäle unliebsame
Luftbewegungen unterbunden werden.
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Desgleichen können die außengelegenen Öffnungen dieser näle aber auch
durch stopfen beliebiger Art verschlossen werden.
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weist ein solcher kastenförmiger Hohlkörper an seiner einen Seite
ein nach außen hin vorstehendes Blasmundstück auf, so ist zweckdienlich an seiner
gegenüberliegenden Seite eine entsprechend ähnliche Ausnehmung vorgesehen, in die
dann das Blasmundstück des benachbarten kastenförmigen Hohlkörpers hineinragt. Hierbei
kann der Durchmesser der gegebenenfalls durch enden beliebigen Stopfen verschließbaren
Öffnung des 31GLsmundstückes eventuell auch reduziert sein.
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Größere Abmessungen aufweisende Hohlkörper der erfindungsgemäßen Gestaltung
lassen sich auch bei einer nur geringen ,\cndstarke erfindungsgemcLß dadurch herstellen,
daß der besagte Hohlkörper als aus mindestens zwei jeweils ein eigenes Blasmundstück
aufweisenden Teilkörpern bestehender Mehrling ausgebildet ist, bei dem die Wandstärke
der zwischen den beiden Teilkörpern befindlichen gemeinsamen Trennwände dann etwa
gleich der Wandstärke der Außenwände ist.
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Eine andere Ausbildung der besagten Hohlkörper zeichnet sich erfindungsgemäß
dadurch aus, daß die eine Stirnseite jedes Hohlkörpers offen ist und der diese Öffnung
umgebende Rand als Auflager dient für die gegenüberstehende geschlossene Stirnseite
des benachbarten Hohlkörpers. Hierbei kann die geschlossene Stirnseite jedes Hohlkörpers
derart bundartig eingezogen sein, daß ihr einge.#ogener Teil satt in die Öffnung
des benachbarten gleichartigen Hohlkörpers eingreift
und der erste
Hohlkörper mit dem Rand seiner geschlossenen Stirnseite an dem die Öffnung des benachbarten
zweiten Hohlkörpers umgebenden Rand anliegt, wobei das Profil des eingezogenen,
in die Öffnung des benachbarten gleichartigen Hohlkörpers eingreifenden Hohlkörperteiles
dann gleich dem lichten Profil der Öffnung des benachbarten Hohlkörpers sein kann.
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Um auch diesen einseitig offenen, im Querschnitt mehrectigen, insbesondere
rechteckigen Hohlkörper bei seiner Herstellung auf der Blasmaschine erfassen zu
können, sind an dem Außenrand der Öffnung jedes Hohlkörpers zweckdienlich diametral
oder auch rotationssymmetrisch zueinander nach außen vorstehende Vorsprünge, Rippen,
Nocken od. dgl. angeformt. Diese der Öffnung jedes Hohlkörpers benachbarten Rippen
erstrecken sich dabei vorzugsweise durchgehend von einer Ece zur benachbarten Ecke.
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Darüber hinaus kann zwischen den die Öffnung des einen Hohlkörpers
umgebenden Rand und dem gegenüberstehenden Rand der geschlossenen Stirnseite des
benachbarten Hohlkörpers auch ein Dirhtungsring eingelegt sein.
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Diese erfindungsgemäßen, vorzugsweise aus Silikatglas bestehenden
Hohlkörper können dabei in einer Lage nebeneinynder und sodann auch in mehreren
Lagen übereinander angeordnet sein.
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Um diese Vielzahl einander benachbarter Hohlkörper nun vor Witterungseinflüssen,
insbesondere aber Regen, Schnee und Frost, zu schützen, sind die Hohlkörper von
oben her zweckmäßig
durch eine oder mehrere lichtdurchlässige dünne
Scheiben oder auch Folien abgedeckt. Sind mehrere Lagen Hohlkörper übereinander
angeordnet, so können auch zwischen diesen Lagen jeweils lichtdurchlssige Scheiben
oder auch Folien eingelegt sein.
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Davon abgesehen, daß diese Hohlkörper vor allem zum Abdecken von Sonnenkoll&#toren
geeignet sind, so lassen sich diese Hohlkörper aber gegebenenfalls auch zwischen
den Scheiben eines doppelverglasten Fensters, einer Tür al. dgl. anordnen.
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Diese einander benachbarten Hohlkörper bilden dabei eine eine besonders
hohe Wärmedämmung aufweisende Isolierung, die sich insbesondere durch eine hohe
Lichtdurchlässigkeit, ein sehr geringes Eigengewicht, sowie auch eine sehr große
Festigkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen sowie auch Wärmebeanspruchungen
auszeichnet.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
mehrerer beispielsweiser .~usführungsformen des kastenförmigen Hohlkörpers sowie
der Verwendung desselben im Zusammenhang mit einer Sonnenkollektoranlage.
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Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des
kastenförmigen Hohlkörpers, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 2-2, Fig. 3 einen
Schnitt gemäß der Linie 3-3, Fig. 4 und 5 den Fig. 2 und 3 entsprechende Schnitte
einer anderen Gestaltung des in der Fig 1 gezeigten kastenförmigen Hohlkörpers,
Fig. 6 den teilweisen Querschnitt einer Sonnenkollektoran lage, Fig 7 den Teilschnitt
einer anderen Sonnenkollektoranlage,
Fig. 8 die Seitenansicht einer
zweiten Ausführungsform des kastenförmigen Hohlkörpers, Fig. 9 eine Ansicht dieses
in der Fig. 8 gezeigten Hohlkörpers in Richtung des Pfeiles A, Fig. 10 eine Draufsicht
dieses in den Fig. 8 und 9 gezeigten Hohlkörpers, Fig. 11 eine der Fig. 10 entsprechende
Draufsicht eines als Drilling. ausgebildeten Hohlkörpers, Fig. 12 einen Ausschnitt
aus der Darstellung mehrerer in einer Lage nebeneinander angeordneter, teilweise
geschnittener Hohlkörper, Fig. 13 den Teilschnitt einer mit den in den Fig. 8 bis
11 gezeigten Hohlkörpern belegten Sonnenkollektoranlage, Fig. 14 einen der Fig.
13 entsprechenden Teilschnitt einer mit einer dritten Ausführungsform der Hohlkörper
belegten Sonnenkollektoranlage und Fig. 15 einen Schnitt dieser letzten Sonnenkollektoranlage
gemäß der Linie 15-15.
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Die Fig. 1 zeigt einen aus Silikatglas gefertigten kastenähnlichen
Hohlkörper 1, dessen an der oberen Stirnseite 2 befindliches, noch offenes oder
auch verschlossenes Blasmundstück 3 von einem nach außen vorstehenden Rand 4 umgeben
ist.
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Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, so sind nicht
nur die beiden mit 5 und 6 bezeichneten großflächigen Seiten, sondern auch die den
Kastenrand 7 bildenden Stirnseiten 2 sowie 8 bis 10 gegen das Kasteninnere 11 gewölbt,
was dem Hohlkörper 1 eine besondere Steifigkeit verleiht.
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Darüber hinaus ist in der unteren Stirnseite 10 noch eine mit 12 bezeichnete
Ausnehmung eingearbeitet, in die das Blasmundstück 3 eines dem ersten Hohlkörper
1 benachbarten gleichartigen Hohlkörpers hineingreifen kann.
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Die Fig. 4 und5 zeigen gleichartige Schnitte eines ähnlichen
Hohllzörpers
13. In diesem Fall sind die beiden großflächigen Seiten 14 und 15 jedoch wannenartig
ausgebIldet und jeweils von einem umlaufenden Rand 16 umgeben, der in die zuvor
schon er#ihnten Stirnseiten 2 sowie 8 bis 10 übergeht. Desgleichen ist in der unteren
Stirnseite 10 eine gleichertTge Ausnehmung 12 eingeformt, in die dann wieder das
an der oberen Stirnseite 2 befindliche Mundstück 3 eines benachbarten Hohlkörpers
13 hineinragt.
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Die folgende Fig. 6 zeigt den teilweisen 4Querschnitt eines Sonnenkollektors
17, dessen Kollektorrohre mit 18 und dessen Kollektorplatten mit 1S bezeichnet sind.
Diese Kollektorrohre 18 mit den mit ihnen wärmeleitend verbundenen Kollektorplatten
19 sind in einem aus Schaumstoff od. dgl. bestehenden, oben offenen Kasten 20 eingelegt
und durch eine Vielzahl der in einer Lage 21 angeordneten kastenförmigen Hohlkörper
1 oder auch 13 abgedeckt. Diese Hohlkörperlage 21 ist dabei von oben her wieder
durch eine aus Kunststoff bestehende Folie 22 abgedeckt, deren Rand 23 über den
Kastenrand 24 hinweggreift und mittels Klammern 25, Knöpfen oder auch Stiften an
diesem Kasten::and 24 befestigt ist In der Fig. 7 ist eine ähnliche Gestaltung eines
anderen Sonnenkollektors 26 dargestellt, bei dem jedoch zwei Lagen 21 der kastenförmigen
Hohlkörper 1 oder auch 13 übereinander angeordnet sind, was einerseits infolge der
zusätzlichen zweiten Hohlkörperlage 21 und andererseits infolge der zwischen den
beiden einander gegeüberstehenden, wannenartig nach innen gewölbten Seiten 5 und6
der jeweils übereinanderliegenden Hohlkörper 1 befindlichen Luftschicht eine weitere
Verbesserung der ge##üschten Wärmedämmung zur Folge hat
Die folgenden
Fig. 8 bis 10 zeigen eine zweite vorteilhafte Ausführungsform eines ebenfalls aus
Silikatglas bestehenden kastenförmigen Hohlkörpers 27, dessen beiderseitige Stirnseiten
2 und 10 wie auch bei dem zuvor behandelten Hohlkörper 1 flach ausgebildet, dessen
Seiten 6 und 8 dagegen konvex gewölbt und dessen Seiten 5 und 9 konkav gewölbt sind.
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Die Krümmungen dieser sich über die gesamte Längen dieser Seiten 5/6
und 8/9 erstreckenden wölbungen sind dabei derart einander angepaßt, daß die konvexen
Wölbungen der Seiten ö und 8 des einen Hohlkörpers 27 satt in die konkaven Wölbungen
der gegenüberstehenden Seiten 5 und 9 der benachbarten gleichartigen Hohlkörper
27 eingreifen. Durch dieses Ineinandergreifen der einander benachbarten Hohlkörper
27 ist einerseits ein sicherer Sitz deraelben gewährleistet, andererseits aber liegen
die Hohlkörper 27 in der in der Fig. 12 dargestellten Weise sehr eng aneinander
unter Vermeidung durchgehender, den Lichtdurchtritt hemmender Zwischenräume.
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Auch bei dieser Ausführungsform ist in der flachen Stirnseite 10 eine
mit 12 bezeichnete Ausnehmung eingeformt, in die, wie ebenfalls aus der Fig. 12
ersichtlich, das Blasmundstück 3 des benachbarten Hohlkörpers 27 eingreift.
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Die Öffnung 28 des zu diesem Hohlkörper 27 gehörigen Blasmundstückes
3 ist dabei durch einen Stopfen 29 verschlossen, der das Eindringen von Feuchtigkeit
in das Innere 11 des Hohlkörpers 27 und damit auch einen Kondensniedersdilag an
der Innenseite des Hohlkörpers 27 verhindert.
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Die Fig. 11 zeigt eine weitere Gestaltung, bei der der mit 30 bezeichnete
Hohlkörper als Drilling ausgebildet
ist, der gleichartig wie auch
Hohlkörper 27 geformt ist, jedoch drei durch die Innenwände 31 voneinander getrennte
Zellen 32 mit jeweils einem eigenen Blasmundstück 3 und einer gegenüberliegenden
Ausnehmung 12 aufweist.
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Wie weiter aus der Fig. 12 ersichtlich, so sind die im Bereich der
aneinanderstoßenden Ecken von vier einander benachbarten Hohlkörpern 27 befindlichen
kanalartigen Zwischenraume 33 durch beiderseits in diese eingreifende Stopfen 34
verschlossen, die einen eventuellen Luftaustausch im Bereich dieser Zwischenräume
33 sowie auch das Eindringen von Feuchtigkeit unterbinden.
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Die folgende Fig. 13 zeigt in ähnlicherWeise wie auch die Fig. 7 den
Querschnitt einer in diesem Fall mit 35 bezeichneten Sonnenkollektoranlage, die
durch zwei aus den Hohlkörpern 27 bestehenden Lagen 3b abgedeckt und bei der die
übrigen Bauteile wieder durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Darüber
hinaus weisen bei vier Hohlkörpern 27 deren einander gegenüberliegenden Seitenwände
37 ein Wellenprofil auf , wobei dann jeweils eine nach außen vorstehende kippe 38
in eine gegenüberliegende Rinne 39 eingreift.
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Gemäß einer weiteren Gestaltung können die in den Fig. 14 und 15 gezeigten,
ebenfalls aus Silikatglas bestehenden und auf den Kollelctorplatten 19 aufliegenden,
desgleichen gewölbten Hohlkörper 40 aber auch an ihren einen Stirnseiten völlig
offen sein, wobei diese stirnseitigen Öffnungen mit 41 und die gegenüberstehenden
Stirnseiten mit 42 bezeichnet
sind. An den einander gegenüberliegenden
Längskanten 43 der die Öffnungen 41 umgebenden Ränder 41 sind dabei nach außen vorstehende
Rippen 45 angeformt, mittel denen diese Hohlkörper 40 bei dem Herstellungsvorgang
erfaßt werden können.
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Was dagegen die geschlossenen Stirnseiten 42 betrifft, so sind diese
jeweils unter der Bildung eines mit 6 bezeichneten Bundes derart eingezogen, daß
ihr eingezogener Teil 47 satt in die Öffnung 41 des benachbarten Hohlkörpers 40
eingreift und mit ihrem Bund 46 an der gegenüberstehenden Stirnseite 48 des Randes
44 dieser Öffnung 41 anliegt und sich auf der unteren Längskante 43 dieser Öffnung
abstützt. Um auch hierbei die Innenräume 49 der einander benachbarten Hohlkörper
40 gegeneinander abzusperren, ist jeweils zwischen dem Bund 46 und der Stirnseite
48 ein mit 50 bezeichneter Dichtungsring eingelegt.
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Wie sich weiterhin noch aus der Fig. 14 ergibt, so sind im Bereich
der äußeren Längskanten 51 dieser Hohlkörper 40 noch mit 52 bezeichnete Nocken angeformt,
die in die zwischen diesen Längskanten 51 von zwei einander benachbarten Hohlkörpern
40 befindlichen kanalartigen Zwischenräume 53 hineinragen und somit ebenfalls jeden
eventuellen Luftaustausch unterbinden.