DE4333033C1

DE4333033C1 - Temperaturdämmendes Sichtfenster oder -türe für ein Gerät mit von seiner Umgebungstemperatur abweichender Innentemperatur

Info

Publication number: DE4333033C1
Application number: DE4333033A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl Ing Busch; Roland Dr Leroux
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: US5588421A; EP0646753A2; EP0646753B1; ES2120536T3; EP0646753A3; DE59406766D1

Description

Die Erfindung betrifft ein temperaturdämmendes Sichtfenster oder -türe für ein Gerät mit von seiner Umgebungstemperatur abweichender Innenraumtempe ratur, insbesondere für Gar- oder Backöfen oder Trockenschränke mit einer von einem gemeinsamen Rahmen gehaltenen Anordnung von im Abstand positio nierten Scheiben aus Glas, Glaskeramik oder einem anderen durchsichtigen, temperaturbeständigen Material, wobei zwischen der, der Umgebungstempera tur und der, der Innenraumtemperatur des Gerätes ausgesetzten Scheibe min destens eine weitere Scheibe angeordnet ist, welche randlich mit einer der äußeren Scheiben mittels gasdicht geklebter Abstandhalter verbunden ist. Die Erfindung ist aber auch für jedes andere Gerät verwendbar, das ein Sichtfenster oder -türe aufweist, welches einen von seiner Umgebungstempe ratur abweichenden Innenraum trennt und durch das ein Einblick in diesen Raum möglich ist, also z. B. auch für Gefrier- und Kühlgeräte, oder Trockenschränke.

Sichtfenster dieser Art sind bekannt. Sie sind in der Regel in den front seitigen Türen von Backöfen oder dergl. angeordnet.

Bei Ofensichtscheiben sind die innere Sichtscheibe und eventuell zusätzli che Sichtscheiben sowie die Frontscheibe am Türblech befestigt.

Da das Türblech in direktem Kontakt zu dem Backraum steht und aus einem gut wärmeleitenden Material (Metall) gefertigt ist, werden die Sichtschei ben u. a. über Wärmeleitung erwärmt.

Im Falle von Sichtfenstern ist es aber im Gegensatz zu den übrigen einen z. B. temperaturerhöhten Innenraum umgebenen Wänden nicht möglich, eine ef fektive Wärmedämmung, beispielsweise auf der Basis von Mineralwolle und dergl. anzubringen. Deswegen sind es gerade solche Sichtfenster, bei denen das Problem besteht, daß sie sich an ihrer Außenseite zu stark aufheizen.

Um die Außentemperatur eines Sichtfensters zu vermindern, werden allgemein Mehrscheibenanordnungen verwendet, deren Außenscheibe mit ihrer Innenseite nicht mehr direkt an den temperaturerhöhten Raum grenzt, so daß bereits eine Aufheizung der Außenscheibe durch direkten Wärmeübergang vermieden wird. Dennoch erfolgt auch bei mehreren beabstandeten Scheiben mit Luft zwischenraum eine Aufheizung der Außenscheibe durch Strahlung aus dem tem peraturerhöhten Innenraum, wobei diese Strahlung zum Teil die inneren Scheiben passiert und direkt von der Außenscheibe, teilweise aber auch von den inneren Scheiben absorbiert wird, die dann ihrerseits wieder eine Wär mestrahlung zur nächst äußeren Scheibe aussenden oder die nächst äußeren Scheibe über den luftgefüllten Zwischenraum durch Wärmeleitung und Konvek tion aufheizen.

So ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE-GM 77 06 648 ein durchsichti ges Wärmeschutzelement für Bratöfen, Wärmekammern und dergleichen bekannt, mit mindestens zwei parallel angeordneten Glasscheiben und einem ringsum laufenden Randverbinder, der die Glasscheiben miteinander verbindet und in einem vorgegebenen Abstand hält, wobei der Randverbinder ein Abstandspro fil aufweist, das lediglich zwischen die Scheibenränder gelegt ist, und jede Glasscheibe mittels einer auch unter Hitzeeinfluß elastisch bleiben den Dichtmasse miteinander und mit diesem Abstandsprofil verklebt ist.

Dieses Wärmeschutzelement verbessert bereits die Wärmedämmung und verhin dert das innenseitige Beschlagen und Verschmutzen der Scheiben.

Es besteht auch die Möglichkeit, innen thermochrome Scheiben zu verwenden, deren Strahlungsdurchlässigkeit bei Temperaturerhöhung reduziert wird. Dies beeinträchtigt jedoch die Sicht durch das Fenster.

Es ist ferner bekannt, eine oder mehrere der Scheiben einer Mehrscheiben anordnung mit einer Beschichtung zu versehen, die entweder Infrarotstrah lung reflektiert oder die Emission von Infrarotstrahlung vermindert. Eine diese beide Eigenschaften aufweisende Beschichtung ist beispielsweise eine solche aus fluordotiertem Zinndioxid. Wird sie an der dem temperaturerhöh ten Raum zugewandten Innenseite einer Scheibe angebracht, reflektiert sie einen Teil der Infrarotstrahlung in den Innenraum zurück, wird sie an der Außenseite einer Scheibe angebracht, vermindert sie die Infrarotstrahlung nach außen zur nächst äußeren Scheibe hin. Die Scheiben können auch zwei seitig beschichtet sein.

So ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 42 06 820 A1 eine Back ofentüre für einen Backofen mit Durchsichtsfenster zu entnehmen, dessen wenigstens eine Glasscheibe einen Wärmestrahlen reflektierenden Belag auf weist, wobei der reflektierende Belag an der dem Backofeninnenraum abge wandten Oberfläche der Glasscheiben aufgebracht ist.

Aus dieser deutschen Offenlegungsschrift DE 42 06 820 A1 ist auch ein tem peraturdämmendes Sichtfenster bzw. eine temperaturdämmende Türe für einen Backofen mit einer von einem gemeinsamen Rahmen gehaltenen Anordnung von im Abstand positionierten Scheiben aus Glas abzuleiten, bei dem zwischen der der Umgebungstemperatur und der der Innenraumtemperatur des Gerätes ausgesetzten Scheibe mindestens eine weitere Scheibe angeordnet ist, wel che randlich mit der äußeren Scheibe, die dem Innenraum des Gerätes zuge wandt ist, mittels gasdicht geklebter Abstandhalter verbunden ist. Dieses Backofenfenster bewirkt ebenfalls eine Absenkung der Temperatur an der Backofenfrontseite. Trotz der vorstehend erläuterten Vorkehrungen ist es nicht selten, daß bei Haushaltsbacköfen, die insbesondere bei Selbstreini gung durch Pyrolyse durchaus mit Temperaturen von 480°C bis 500°C und da rüber betrieben werden, die Außenscheiben eines Sichtfensters eine Tempe ratur bis 150°C und höher erreichen können.

Außerdem wird bisher bei der Montage der Sichtscheiben durch den Herd-Her steller jede Scheibe einzeln befestigt. Dies ist mit hohem Material- und Zeitaufwand verbunden.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 02 514 A1 ist weiterhin eine Mehrfachverglasungsscheibe für ein Fahrzeug bekannt, wobei die Scheibe we nigstens zwei Glasscheiben und einen dichtenden Abstandhalter zwischen dem oder jedem Paar von benachbarten Scheiben aufweist, so daß die Scheiben im Abstand voneinander gehalten werden und ein abgedichteter Raum zwischen ihnen gebildet wird, wobei sich der Abstandhalter um den Umfang des abge dichteten Raumes erstreckt, wobei der oder jeder dichtende Abstandhalter ein erstes Element in Kontakt mit beiden benachbarten Scheiben und mit dem abgedichteten Raum aufweist, wobei das erste Element aus einem biegsamen und dehnbaren Material gebildet ist und eine Sperre gegen den Eintritt von Feuchtigkeit in den abgedichteten Raum bildet und ein zweites Element in Kontakt mit beiden benachbarten Scheiben, das wenigstens teilweise aus ei nem Klebstoff gebildet ist, der einen Elastizitätsmodul von mehr als 1,4 MPa hat.

Nach dieser Offenlegung umfaßt der Abstandhalter als erstes Element ein Butylkautschukband und als zweites Element einen Streifen aus Polyurethan kleber. Das Band ist aus Butylkautschuk gebildet, der mit 10 bis 20% Trockenmittel versehen ist und hat eine kontinuierliche Seele aus einem Polymerfaden. Es bildet eine Sperre gegen Feuchtigkeit.

Der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 02 514 A1 ist kein kompressibler Schlauch zu entnehmen, dessen Volumen den Druckausgleich bei Temperaturän derungen ermöglicht.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 27 26 027 A1 zeigt eine Isolierglas einheit mit auf Abstand gehaltenen Glasscheiben und gasgefüllten Zwischen räumen auf, wobei die Zwischenräume jeweils mit einem elastisch verformba ren Behälter in Verbindung stehen.

Diese Vorrichtung ermöglicht bereits, daß die schall- und wärmeisolierende Wirkung der Isolierglaseinheiten über die gesamte Lebensdauer der Scheiben aufrechterhalten werden kann, ist aber mit dem bevorzugt im Rahmen der Isolierglaseinheit angeordneten, elastischen verformbaren Behälter aufwen dig herzustellen.

Temperaturdämmende Sichtfenster weisen somit mehrere Glasscheiben auf, die eine entsprechende Zahl von Zwischenräumen voneinander abtrennen. Zur Wär medämmung sind die Zwischenräume mit Luft, Gasen oder Gasmischungen ge füllt. Mit geeigneten Dichtmitteln werden daher die Zwischenräume gegen die Atmosphäre abgedichtet. Es ist jedoch schwierig, die wärmedämmende Wirksamkeit dieser Sichtfenster für die gesamte Lebensdauer auf einfache Weise aufrecht zu erhalten, da die Gasfüllungen im Laufe der Zeit dazu neigen, aus den Zwischenräumen zu entweichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein temperaturgedämmtes Sichtfenster vorzuschlagen, dessen wärmedämmende Wirksamkeit für die ge samte Lebensdauer auf einfache Weise aufrechterhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Abstandhal ter als kompressibler Schlauch ausgebildet ist, wobei das Volumen des kom pressiblen Schlauches den Druckausgleich bei Temperaturänderungen ermög licht.

Druckänderungen der Gasfüllung werden durch die Anpassung des Schlauchvo lumens der Abstandhalter vermieden. Der kompressible Schlauch gleicht eine Temperaturänderung, die eine Zunahme bzw. eine Abnahme des Fülldruckes zur Folge hätte, durch Volumenvergrößerung bzw. -verkleinerung aus. Dadurch wird der Druck im Zwischenraum eines solchen wärmedämmenden Sichtfensters auf etwa gleicher Höhe mit dem atmosphärischen Umgebungsdruck gehalten.

Durch die Kompensation der Fülldruckschwankung bleiben die wärmedämmenden Eigenschaften des Sichtfensters wesentlich länger erhalten, denn es wird die diffusionsfördernde Druckerhöhung in den Zwischenräumen verhindert.

Die Scheiben des Sichtfensters können dabei unterschiedliche Materialzu sammensetzungen aufweisen.

Die der Innenraumtemperatur des Gerätes ausgesetzte Scheibe besteht z. B. typischerweise aus THERMAX 5000®, einem vorgespannten, wärmereflektierend beschichteten Kalk-Natron-Float-Glas, die zwischenliegende weitere Scheibe und die der Umgebungstemperatur ausgesetzte Scheibe aus DURAX®, einem vor gespannten Kalk-Natron-Float-Glas.

Nach der Erfindung ist die zwischenliegende weitere Scheibe randlich mit der Scheibe verbunden, die der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist.

Dabei wird der Abstand der zwischenliegenden, weiteren Scheibe, von der Scheibe, die der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist, insbesondere zwischen 5 mm und 20 mm festgelegt.

In besonders bevorzugter Ausführungsform sind die als kompressibler Schlauch ausgebildeten Abstandhalter aus Silikon.

Die Verwendung dieses zusammendrückbaren, kompressiblen Silikonschlauches ermöglicht problemlos den notwendigen Druckausgleich, wenn der Backofen aufgeheizt wird. Das komprimierbare Volumen des Silikonschlauches wird da bei den jeweilig auftretenden unterschiedlichen Temperaturdifferenzen und Luftvolumina zwischen den Scheiben angepaßt.

Um die zwischenliegende Scheibe, die als kompressibler Schlauch ausgebil deten Abstandhalter und die der Umgebungstemperatur ausgesetzte Scheibe zu verbinden wird nach der Erfindung ein temperaturbeständiger Kleber, insbe sondere ein Silikonkleber verwendet.

Die Verwendung des Silikonklebers vereinfacht auch das Recycling des ge brauchten und zu entsorgenden Sichtfenster-Verbundes, da nur die beiden Werkstoffe Glas und Silikon anfallen.

Es entsteht durch die gasdichte Verklebung der Abstandhalter mit der zwi schenliegenden Scheibe und der der Umgebungstemperatur ausgesetzten Schei be ein geschlossener Raum und somit ein hervorragend wärmedämmendes Sicht fenster.

Der gasdicht abgeschlossene Raum zwischen den Scheiben kann auch mit einem schlecht wärmeleitenden Gas, z. B. Argon, Krypton oder Kohlendioxid gefüllt sein.

Vorteilhaft kann es auch sein, mindestens eine der Scheiben ein- oder beidseitig mit einer wärmereflektierenden Schicht, insbesondere mit Zinn dioxid zu versehen.

Nach der vorliegenden Erfindung ist die zwischenliegende Scheibe des tem peraturdämmenden Sichtfensters größer als die der Innenraumtemperatur des Gerätes ausgesetzte Scheibe.

Dies ist vorteilhaft, weil so mit relativ einfacher Konstruktion und wenig Materialverbrauch eine maximale Temperaturdämmung erreicht werden kann.

In weiteren Ausführungsformen ist zwischen der zwischenliegenden weiteren Scheibe und der der Innenraumtemperatur des Gerätes ausgesetzten Scheibe mindestens eine weitere Scheibe mittels Verklebung angeordnet.

Diese Maßnahme ergibt einen besonders ausgeprägten temperaturdämmenden Ef fekt.

Nach der Erfindung steht das Sichtfenster vormontiert als einbaufertige Einheit zur Montage in ein Gerät mit von der Umgebungstemperatur abwei chender Innenraumtemperatur zur Verfügung.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeich nungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein temperaturdämmendes Sicht fenster (1) mit einer Frontscheibe (2), einer der Innenraumtempe ratur ausgesetzten Scheibe (3) in einer Fronttürkonstruktion aus Blech (4).
Diese Abbildung zeigt eine nach der Erfindung mit Abstandhaltern (5) an der Frontscheibe (2) angebrachte zwischenliegende Scheibe (6).

Fig. 2 eine ähnliche Konstruktion wie in Fig. 1, nur sind hier zwei zwi schenliegende Scheiben (6, 6′) gezeigt, die mittels Abstandhaltern (5, 5′) untereinander und mit der Frontscheibe (2) verbunden sind.

Fig. 3a/b ein Detail der Fig. 1 und 2, nämlich einen gasdicht mit Silikon kleber (7) und einem zusammendrückbaren Silikonschlauch (8) als Abstandhalter (5) gebildeten Scheibenzwischenraum (9), der von einer der Umgangstemperatur ausgesetzten Scheibe (2) und einer zwischenliegenden Scheibe (6) gebildet wird.

Fig. 3a die Anordnung, wenn die Innenraumtemperatur und die Umgebungstem peratur etwa gleich sind.

Fig. 3b im Fall des Druckausgleiches, wie sich der kompressible Silikon schlauch (8) bei Expansion des erwärmten Gases im Scheibenzwi schenraum (9) zusammendrückt.

Fig. 4 eine frontale Aufsicht auf einen Teil des Sichtfensters (1) nach der Erfindung mit der der Umgebungstemperatur zugewandten Scheibe und der Position des zusammendrückbaren Silikonschlauches (8) mit seinem geschlossenen (10) und offenen Ende (11), um den Druckaus gleich zu ermöglichen.

Im folgenden werden noch zwei Ausführungsbeispiele mit tatsächlich er reichten Meßdaten wiedergegeben:

Beispiel 1

Es wird ein handelsüblicher Haushaltsbackofen verwendet. Die Backofentür ist aus drei Sichtscheiben (innere, mittlere Scheibe und Frontscheibe) aufgebaut. Der Abstand zwischen innerer Scheibe und äußerer Scheibe be trägt 22 mm.

Die Scheibengröße der inneren und mittleren Scheibe beträgt ca. 400 × 300 mm². Die innere Scheibe besteht aus THERMAX 5000®, einem vorgespann ten, wärmereflektierend beschichteten Kalk-Natron-Float-Glas. Die wärmere flektierende Schicht dieser Scheibe ist backraumabgewandt angeordnet. Die mittlere Scheibe und die Frontscheibe sind aus DURAX®, einem vorgespannten Kalk-Natron-Float-Glas. Die mittlere und innere Scheibe sind gemäß Abb. 1 angeordnet. Hierbei ist die mittlere Scheibe mit einem schlauchförmig, um laufenden Abstandhalter mit Hilfe eines temperaturbeständigen Silikonkleb stoffes an der Frontscheibe befestigt.

Bei einer Backraumtemperatur von 200°C, die mit dem am Backofen vorgesehe nen Regler eingestellt wird, ergibt sich bei Befestigung der mittleren Sichtscheibe am Türblech eine Frontscheiben-Oberflächentemperatur von 65°C. Bei der in Abb. 1 beschriebenen Montage ergibt sich eine Frontschei ben-Oberflächentemperatur von 60°C.

Beispiel 2

Für dieses Beispiel wird ein handelsüblicher Haushaltsbackofen verwendet, der zusätzlich mit der Möglichkeit pyrolytischer Selbstreinigung ausge stattet ist. Die Backofentür hat vier Scheiben (innere Scheibe, zwei mitt lere Scheiben und eine Frontscheibe). Die innere und mittlere Scheibe ha ben die Größe von ca. 300 × 400 mm. Die innere und die vom Backraum aus nächste mittlere Scheibe sind auf der jeweils der anderen Scheibe zuge wandten Seite mit einer wärmereflektierenden Schicht versehen. Die vom Backraum aus zweite mittlere Scheibe und die Frontscheibe sind aus DURAX. Die Frontscheibe ist eine gebogene Scheibe. Die Scheiben sind gemäß Abb. 2 montiert. Die beiden mittleren Scheiben sind mit einem schlauchförmigen, umlaufenden Abstandhalter mit Hilfe von temperaturbeständigem Silikonkleb stoff an der gebogenen Frontscheibe befestigt. Das gesamte Scheibenpacket hat eine Dicke von ca. 50 mm.

Bei einer Backraumtemperatur von 200°C, die mit dem am Backofen vorgesehe nen Regler eingestellt wird, ergibt sich bei herkömmlicher Montage der in neren und mittleren Scheibe am Türblech eine Frontscheiben-Oberflächentem peratur von 63°C. Bei Montage der mittleren Scheiben gemäß Abb. 2 beträgt die Frontscheiben-Oberflächentemperatur 45°C.

Bei pyrolytischer Selbstreinigung (Backofentemperatur 480-500°C) wird sonst eine Frontscheiben-Oberflächentemperatur von 150°C erreicht, bei ge mäß dieser Erfindung in Abb. 2 beschriebener Montage nur 110°C.

Claims

1. Temperaturdämmendes Sichtfenster oder -türe für ein Gerät mit von sei ner Umgebungstemperatur abweichender Innenraumtemperatur, insbesondere für Gar- oder Backöfen oder Trockenschränke, mit einer von einem ge meinsamen Rahmen gehaltenen Anordnung von im Abstand positionierten Scheiben aus Glas, Glaskeramik oder einem anderen durchsichtigen tem peraturbeständigen Material, wobei zwischen der, der Umgebungstempera tur und der, der Innenraumtemperatur des Gerätes ausgesetzten Scheibe mindestens eine weitere Scheibe angeordnet ist, welche randlich mit einer der äußeren Scheiben mittels gasdicht geklebter Abstandhalter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandhalter als kompressibler Schlauch ausgebildet sind, wo bei das Volumen des kompressiblen Schlauches den Druckausgleich bei Temperaturänderungen ermöglicht.

2. Temperaturdämmendes Sichtfenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischenliegende, weitere Scheibe randlich mit der Scheibe verbunden ist, die der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist.

3. Temperaturdämmendes Sichtfenster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischenliegende Scheibe, die als kompressibler Schlauch aus gebildeten Abstandhalter und die der Umgebungstemperatur ausgesetzte Scheibe mittels eines temperaturbeständigen Klebers, insbesondere mit tels eines Silikonklebers verbunden sind.

4. Temperaturdämmendes Sichtfenster nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischenliegende Scheibe größer ist als die der Innenraumtem peratur des Gerätes ausgesetzte Scheibe.

5. Temperaturdämmendes Sichtfenster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zwischenliegenden, weiteren Scheibe und der der In nenraumtemperatur des Gerätes ausgesetzten Scheibe mindestens eine weitere Scheibe mittels Verklebung angeordnet ist.