DE3014207C2

DE3014207C2 - Isolierglaseinheit mit Innenscheibe, Außenscheibe und Gasfüllung im Zwischenraum

Info

Publication number: DE3014207C2
Application number: DE3014207A
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Phys. Dr. 4650 Gelsenkirchen Derner; Dietrich Dipl.-Phys. Dr. 5810 Witten Mertin
Original assignee: BFG GLASSGROUP PARIS FR
Current assignee: BFG GLASSGROUP PARIS FR
Priority date: 1980-04-14
Filing date: 1980-04-14
Publication date: 1983-12-29
Also published as: EP0037993B1; US4416101A; US4485603A; EP0037993A1; ATE11803T1; DE3014207A1

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Isolierglaseinheit mit Innenscheibe, Außenscheibe, umlaufendem Abstandsrahmen und Gasfüllung im Zwischenraum, wobei zumindest eine der Scheiben an zumindest einem Rand mit Hilfe eines federnden Anschlußaggregates unter Schallbeaufschlagung schwingend verlagerbar gehalten ist, welches Anschlußaggregat eine Federkennlinie und auf der Federkennlinie einen Arbeitspunkt aufweist, der auf der Federkennlinie nach Maßgabe der schwingenden Verlagerung wandert. Federkennlinie meint die graphische Darstellung einer Federcharakteristik, in einem orthogonalen Koordinatensystem mit dem \L^Teg als Abszisse und dem Betrag der Federkraft als Ordinate.

ίο Dem Weg entsprechen Bewegungen der Scheibe und/oder des Scheibenrandes gegeneinander in der Richtung senkrecht zur Scheibenoberfläche. Die Kraft ist der Widerstand, den Jie bewegte Scheibe bzw. die bewegten Scheiben bei dieser Bewegung aufeinander zu und voneinander weg durch das Anschlußaggregat erfahren. Die Bewegung erfolgt unter dem Einfluß von Druckänderungen, z. B. durch Variation der atmosphärischen Bedingungen bzw. durch ein Schallfeld. Sowohl die Innenscheibe als auch die Außenscheibe oder eine von beiden können als sogenannte Verbundglassscheiben oder Isolierglasscheiben ausgeführt sein, die ihrerseits wieder Isolierglaseinheiten sind. Im allgemeinen sind die Scheiben umlaufend in der beschriebenen V/eise mit einem federnden Anschlußaggregat versehen. Auch können beide Scheiben der Isolierglaseinheit entsprechend angeordnet sein. Nur aus Gründen der terminologischen Einfachheit wird im folgenden insoweit im Singular formuliert

Bei bekannten gattungsgemäßen Isolierglaseinheiten besteht das federnde Anschlußaggregat z. B. aus einer Gummiprofilleiste, die als Schwingungsdämpfer eingesetzt ist (DE-GM 74 43197) oder aus mehreren Gummiprofilleisten mit integriertem Metallrohr (DE-OS 25 26438). Einer Gummiprofilleiste kann eine Federkennlinie zugeordnet werden. Auf der Federkennlinie bewegt sich der Arbeitspunkt des Systems aus Anschlußaggregat und zugeordneter Scheibe, wenn Druckänderungen auf die Schere einwirken. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen treten jedoch am Scheibenrand entweder bereits nach kleiner Verlagerung vergleichsweise große Gegenkräfte auf, oder es wird größeren Verlagerungen kein ausreichender Widerstand entgegengesetzt, um den Zusammenhalt der Isolierglaseinheit zu gewährleisten. Insbesondere kommt im Rahmen der bekannten Maßnahmen der Federkennlinie keine für die Schalldämmung wesentliche Bedeutung zu. Untersucht man solche Anschlußaggregate, so stellt man allenfalls geringfügige Verbesserungen der Schalldämmung fest, die weit unter 2 dB liegen, die noch dazu eher den dämpfenden als den elastischen Eigenschaften der Anschlußaggregate zuzuschreiben sind. Das alles gilt insbesondere auch dann, wenn mit einem tragenden Hohlprofil aus geeignetem Werkstoff als Abstandsrahmen gearbeitet wird, welches Hohlprofil zum Fensterinnenraum hin eine gleichsam als Faltenbalg ausgebildete Abschlußwand aufweist und über elastische Druckausgleichspuffer und Klebdichtstoff an die Glasscheibe angeschlossen ist (DE-GM 77 38 191). Hinzu kommt, daß bei den bekannten

6ö Ausführungsformen die oft erhebliche Druckverspannung der elastischen Bauteile in den Anschlußaggregaten die Alterungsbeständigkeit beeinträchtigt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Isolierglaseinheit be-

b5 züglich der Alterungsbeständigkeit und/oder der Schalldämmung durch Veränderung des Anschlußaggregates erheblich zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß

die Federkennlinie im Bereich ihrer Mitte einen im wesentlichen horizontalen Federkennlinienabschnitt aufweist und auf diesem horizontalen Federkennlinienabschnitt der Arbeitspunkt bei der Schallbeaufschlagung wandert.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es für eine Erhöhung der Schalldämmung bei gattungsgemäßen Isolierglaseinheiten darauf ankommt, kleinen Bewegungen der Scheiben gegeneinander einen möglichst geringen Widerstand, großen Bewegungen einen großen Widerstand entgegenzusetzen. Innenscheibe und A-ußenscheibe der Isolierglaseinheit sind am Rand über ein federndes Anschlußaggregat mit nichtlinearer Federcharakteristik bei der beschriebenen Bewegung aneinander angekoppelt. Wegen der beschriebenen Einrichtung der Federkennlinie setzt das federnde Anschlußaggregat bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform kleinen Auslenkungen einen im Vergleich zur Biegesteifigkeit der Scheiben vernachlässigbaren Widerstand entgegen. Bei größeren Auslenkungen steigt die Federkraft steil an. In der Praxis iäSt man diesen Anstieg z. B. bei einer Auslenkung von etwa 5%, bezogen auf den Scheibenabstand, zunächst langsam beginnen. Spätestens bei 12% Auslenkung im Rahmen der beschriebenen Bewegung der beiden Scheiben gegeneinander sollen für eine Deformation Kräfte wie bei normalen Isolierglaskonstruktionen notwendig sein. Bewährt haben sich Ausführungsformen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die von der Randkonstruktion auf die Scheibe ausgeübte Kraft bei 5% Verlagerung, ,30 bezogen auf den Scheibenabstand, weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 5% der Kraft ausmacht, die bei 10% Verlagerung auftritt. Besonders hohe Schalldämmung erreicht man, wenn bei 5% Gesamtverlagerung die Randkraft weniger als 1% der Kraft ausmachen sollte, die bei 10% Verlagerung auftritt. — Geeignete Federelemente sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt Zum Beispiel kann man mit druckvorjrespannter Blattfeder oder Tellerfedern oder auch mit weichelastisch eingestellten gummielastischen Stoffen arbeiten. Besonders empfehlenswert ist die Verwendung von offenporigem, weichelastischem Material, da mit einem solchen die für die Erfindung wesentliche Form der Federkennlinie leicht eingestellt werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Abstandsrahmen zusammen mit dem Rand der Glasscheibe in einem oder an einem Aufnahmeprofil gehalten ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußaggregat aus zwei im Querschnitt gewölbten Blattfederleisten besteht, die mit ihrer konvexen Seite an der zwischen den Federleisten angeordneten Scheibe abgestützt sind, und daß die Blattfederleisten andererseits an dem Aufnahmeprofil bzw. an dem Abstandsrahmen anliegen. In der Ausführungsform mit weichclastischem Anschlußaggregat und Aufnahmeprofil für das Anschlußaggregat mit Scheibe lehrt die Erfindung im Gegensatz dazu, daß das Anschlußaggregat aus zwei weichelastischen Federprofilen besteht, die an der zwischen den Federprofilen angeordneten Scheibe abgestützt sind, und daß die andererseits am Aufnahmeprofil bzw. am Abstandsrahmen abgestützten Federprofile zusammen mit der Scheibe eine reibungsarme Unterklotzüng aufweisen, die die beschriebene Bewegung der Scheiben gegeneinander möglichst ohne störende Reibungseinflüsse zuläßt. In der Ausführungsform mit weichelastischem Anschlußaggregat aus zwei weichelastischen Federorofilen können diese aber auch unter Zwischenschaltung eines zum Abstandsrahmen geführten Anschlußsteges in einem Aufnahmeprofil angeordnet sein, wobei das Aufnahmeprofil einerseits an die zugeordnete Scheibe, andererseits mit dem Anschlußsteg an dem Abstandsrahmen angelegt ist. Soweit erforderlich wird man im Rahmen der Erfindung das Anschlußaggregat mit Dichtungsanordnungen versehen, z.B. in Form von Weichdichtungen zwischen Blattfederleisten und Glasscheiben bzw. in Form von Dichtungsfolienstreifen, welche die weichelastischen Federprofile überbrücken. Infolge der Vorspannung der Blattfederleisten kann man auf die Weichdichtungen einen erheblichen Druck ausüben, der ausreichende Abdichtung sicherstellt Die Beweglichkeit ist trotzdem gewährleiste, weil sich die Druckkräfte der Blattfederleisten in einem größeren Bereich nahezu kompensieren. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die federnden Anschlußaggregate in an sich bekannter Weise zugleich als Dämpfungselemente auszubilden oder mit Dämpfungselementen zu kombinieren as ist auch möglich, den Rand der Scheibe mit nur einer Piattiederieiste zu verkleben, wenn diese durch eine Zugfeder vorgespannt wird.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit allein die beschriebene Veränderung und funktionell Verbesserung des Anschlußaggregates einerseits die Alterungsbeständigkeit im Vergleich zum Stand der Technik erheblich verbessert wird, andererseits große Scheibenabstände, wie sie für die Schalldämmung wünschenswert sind, ohne Gefahr des Scheibenbruchs realisiert werden können, und darüber hinaus noch eine weitere Erhöhung der Schalldämmung erreicht wird, die 5 dB betragen kann.

Bei Schalldämmschicben erreicht man eine besondere gute Wirkung, wenn man die erfindungsgemäße Randkonstruktion mit Scheibenabständen kombiniert, die um so größer sein sollten, je kleiner die Gesamtglasdicke ist, und die Scheibenzwischenräume mit Gasen bzw. Gasmischungen füllt, in denen die Schallgeschwindigkeit mindestens 10% kleiner als in Luft oder mindestens 20% größer ist als in der Luft Der Scheibenabstand sollte bei 10 mm Gesamtglasdicke >50 mm, bei 15 mm > 25 mm und bei 20 mm > 10 mm sein. Geeignete Füllgase sind z. B. Schwefelhexafluorid und dessen Mischungen mit Luft für niedrige Schallgeschwindigkeiten und Helium für hohe Schallgeschwindigkeiten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert Es zeigt in schematisr.her Darstellung

"ig. 1 Federkennlinien einer erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit,

Fig.2 einen Ausschnitt aus einem Y^rtikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Isolierglaseinheit,

F i g. 3 entsprechend der F i g. 1 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit und

F i %, 4 eine weitere Ausführungsfornij

F i g. 5 den Gegenstand nach F i g. 2 in anderer konstruktiver Gestaltung,

Fig.6 Federkennlinie der Einzelfedern bei Ausführung gemäß a) F i p. 2 und b) F i g. 3.

Die in F i g. 1 dargestellte Federkennlinie FK ist in einem rechtwinkligen Koordinatensystem dargestellt worden. Als Abszisse ist der Weg s, als Ordinate ist der Betrag der Kraft P aufgetragen. Der Weg s entspricht

den Bewegungen einer Scheibe 1 bzw. des Scheibenrandes einer Isolierglaseinheit in bezug auf die andere Scheibe 2. Man erreicht, daß bei kleinen Bewegungen der Scheiben 1, 2 gegeneinander ein extrem geringer Widerstand, bei großen Bewegungen gegeneinander jedoch ein sehr viel größerer Widerstand zu überwinden ist. Die Auslenkungen, die etwa 8% des Scheibenabstandes ausmachen, die Federkraft Pste'ü ansteigt, und zwar so, daß bei 12% Auslegung eine Deformation kaum mehr möglich ist. In diesem Sinne versteht sich die Lehre der Erfindung, wonach bei einer erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit die Federkennlinie FK im Bereich ihrer Mitte einen im wesentlichen horizontalen Federkennlinienabschnitt FKA aufweist, und auf diesem der Arbeitspunkt A eingerichtet ist. ι >

Im einzelnen läßt sich diese Lehre auf verschiedene Weise verwirklichen. Bei der Ausführungsform nach F ι g. 2 isi der Absiandsi'ährüen 3 zusammen mit dem Rand der Scheibe 1 in einem oder an einem Aufnahmeprofil 4 gehalten. Man erkennt, daß das Anschlußaggregat aus zwei im Querschnitt gewölbten Blattfederleisten 5, 6 besteht, die mit ihrer konvexen Seite an der zwischen den Blattfederleisten 5, 6 angeordneten Scheibe 2 abgestützt sind. Die Blattfederleisten 5,6 liegen andererseits an dem Aufnahmeprofil 4 bzw. an dem Abstandsrahmen 3 an.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 3 und 4 ist ein weichelastisches Anschlußaggregat vorgesehen. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 gehört zu dem weichelastischen Anschlußaggregat wiederum ein Aufnahme- J" profil 4 für dieses Anschlußaggregat mit der Scheibe 2. Das Anschlußaggregat besteht aus zwei weichelastischen Federprofilen 5,6. Diese sind an der zwischen den Federprofilen 5, 6 angeordneten Scheibe 2 abgestützt. Die weichelastischen Federprofile 5,6 sind andererseits am Aufnahmeprofil 4 bzw. am Abstandsrahmen 3 abgestützt. Sie weisen zusammen mit der Scheibe 2 eine reibungsarme Unterklotzung 7 auf, die auch an der Scheibe 2 allein angreifen kann. Die Unterklotzung 7 ist im einfachsten Falle als Gleitschuh ausgeführt, der entsprechend reibungsarm gestaltet und mit entsprechendem Spiel montiert ist. Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 sind die beiden weichelastischen Federprofile 5, 6 unter Zwischenschaltung eines zum Abstandsrahmen 3 geführten Anschlußsteges 8 in einem Aufnahmeprofil 4 angeordnet. Dieses Aufnahmeprofil 4 ist aber einerseits a;n die zugeordnete Scheibe 1 und andererseits mit dem Anschlußsteg 8 an den Abstandsrahmen 3 angeschlossen.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen besitzt das Anschlußaggregat zusätzliche Dichtungsanordnungen. Bei der Ausführungsform nach Fig.2 handelt es sich um Weichdichtungen 9, die zwischen den Blattfederleisten 5,6 und der Glasscheibe 2 angeordnet sind. Bei der Ausführungsform nach Fig.3 und 4 handelt es sich um Dichtungsfoüer.streifen !Q, welche die weichelastischen Federprofile 5,6 überbrücken.

Die Ausführungsform nach Fig.5 ist mit der Erläuterung der Fiß.2 ohne weiteres verständlich. — Man erkennt, daß das sogenannte Aufnahmeprofil 4 auch aus einem Fensterrahmen 11 und aus einer Glashalteleiste 12 gebildet werden kann. Das gilt analog auch für die anderen Ausführungsformen.

In F i g. 6 sind zur weiteren Erläuterung die Kennlirlen der Einzelfedern gemäß a) dem Beispiel nach F i g. 2 und b) nach F i g. 3 aufgezeichnet. Die Kräfte sind vektorieill gegen den Weg aufgetragen. Der Vektor sei als positiv definiert, wenn er von der Scheibe 1 wegzeigt und als negativ, wenn er von der Scheibe 2 in Richtung der Scheibe 1 verläuft. Der Weg s sei positiv, wenn sich die ScheÜDe 2 zur Scheibe 1 verlagert. Man erkennt, daß im Faill a) im Arbeitspunkt erhebliche Kräfte auf die Einzelfeder einwirken, daß diese sich aber gegenseitig aufheben. Im Fall b) ist eine Vorspannung im Arbeitspunkt gering. Es liegt im Rahmen der Erfindung, ganz auf sie zu verzichten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Isolierglaseinheit mit Innenscheibe, Außenscheibe, umlaufendem Abstandsrahmen und Gasfüllung im Zwischenraum, wobei zumindest eine der Scheiben an zumindest einem Rand mit Hilfe eines federnden Abschlußaggregates unter Schallbeaufschlagung schwingend verlagerbar gehalten ist, welches Anschlußaggregat eine Federkennlinie und auf der Federkennlinie einen Arbeitspunkt aufweist, der auf der Federkennlinie nach Maßgabe der schwingenden Verlagerung wandert, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkennlinie (FK) im Bereich ihrer Mitte einen im wesentlichen horizontalen Federkennlinienabschnitt (FKA) aufweist und auf diesem horizontalen Federkennlinienabschnitt (FKA) der Arbeitspunkt bei Schallbeaufschlagung wandert

2. Isolier :;laseinheit nach Anspruch 1 in der Ausführungsform. bei der der Abstandsrahmen zusammen mit dem Rand der Glasscheibe in einem oder an einem Aufnahmeprofil gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußaggregat aus zwei im Querschnitt gewölbten Blattfederleisten (5, 6) besteht, die mit ihrer konvexen Seite an der zwischen den Federleisten (5, 6) angeordneten Scheibe (2) abgestützt sind und andererseits an dem Aufnahmeprofil (4) bzw. an dem Abstandsrahmen (3) anliegen.

3. Isolierg'.aseinheit nach Anspruch 1 in der Ausführungsform mit weichelastischem Anschlußaggregat und Aufnahmeprofil fü. das Anschlußaggregat mit Scheibe, dadurcn gekennzeichnet, daß das Anschlußaggregat aus zwei weicL-elastischen Federprofilen (5, 6) besteht, die an der zwischen den Federprofilen (5, 6) angeordneten Scheibe (2) abgestützt sind, und daß die andererseits am Aufnahmeprofil (4) bzw. am Abstandsrahmen (3) abgestützten Federprofile (5, 6) zusammen mit der Scheibe (2) eine reibungsarme Unterklotzung (7) aufweisen.

4. Isolierglaseinheit nach Anspruch 1 in der Ausführungsform mit weichelastischem Anschlußaggregat, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußaggregat aus zwei weichelastischen Federprofilen (5, 6) besteht, die unter Zwischenschaltung eines zum Abstandsrahmen (3) geführten Anschlußsteges (8) in einem Aufnahmeprofil (4) angeordnet sind, und daß das Aufnahmeprofil (4) einerseits an der zugeordneten Scheibe (1), andererseits mit dem Anschlußsteg (8) an den Abstandsrahmen (3) angeschlossen ist.

5. Isolierglaseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußaggregat zusätzlich mit Dichtungsanordnungen versehen ist, und zwar in Form von Weichdichtungen (9) zwischen den Blattfederleisten (5, 6) und der Glasscheibe (2) bzw. in Form von Dichtungsprofilstreifen (tO), welche die weichelastischen Federprofile (5,6) überbrücken.