DE69310392T2

DE69310392T2 - Isolierverglasung

Info

Publication number: DE69310392T2
Application number: DE69310392T
Authority: DE
Inventors: Edmund A Leopold
Original assignee: Glass Equipment Development Inc
Current assignee: GED Integrated Solutions Inc
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1993-01-13
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: CA2087937A1; CA2087937C; DE69310392D1; US5678377A; EP0553642B1; EP0553642A2; EP0688934A3; US5313761A; ATE152805T1; EP0553642A3; EP0688934A2

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Isolierglaseinheit und insbesondere betrifft sie eine verbesserte Isolierglaseinheit-Abstandshalteranordnung.

Stand der Technik

Isolierglaseinheiten (IGUs) werden in Fenstern verwendet, um bei kaltem Wetter einen Wärmeverlust aus dem Gebäudeinneren zu reduzieren. IGUs sind typischerweise aus einer zwischen Glasscheiben eingesetzten Abstandshalteranordnung gebildet. Eine Abstandshalteranordnung umfaßt gewöhnlicherweise eine sich umfänglich um die Einheit erstreckende Rahmenstruktur, ein an beiden Glasscheiben und der Rahmenstruktur anhaftendes Dichtungsmaterial und ein Trockenmittel zum Absorbieren von Umgebungsfeuchtigkeit, die sich innerhalb der Einheit befindet. Die Ränder der Glasscheiben fluchten mit der Abstandshalteranordnung oder stehen leicht über. Das Dichtungsmaterial erstreckt sich durchgehend um den Umfang der Rahmenstruktur und um dessen einander gegenüberliegenden Seiten, so daß der Raum innerhalb der IGU hermetisch abgeschlossen ist.
Es wurden zahlreiche Vorschläge zur Konstruktion von IGUs gemacht. Eine Art einer IGU wurde aus einem länglichen Teil aus Heißschmelzmaterial hergestellt, das einen hierin eingebetteten welligen Blechstreifen aufweist. Ein Trockenmittel wurde ebenso in dem Heißschmelzmaterial eingebettet. Der sich hieraus ergebende, einen Verbundrahmen bildende Streifen wurde in eine rechteckige Gestalt gebogen und zwischen einander entsprechende Glasscheiben eingesetzt.
Bei der vielleicht am erfolgreichsten IGU-Konstruktion wurden rohrförmige, rollgeformte Aluminium- oder Stahlrahmenelemente verwendet, die an ihren Enden verbunden sind, um einen rechteckigen oder quadratischen Abstandshalterrahmen zu bilden. Ein besonderes Trockenmittel wurde innerhalb der rohrförmigen Rahmenelemente eingelagert, welche mit dem im Inneren der IGU eingeschlossenen Luft in Verbindung stehen, um den in der Luft befindlichen, eingeschlossenen Wasserdampf zu entfernen und somit dessen Kondensation in der Einheit auszuschließen. Die Rahmenseiten und Rahmenecken wurden mit einem durch ein Heißschmelzmaterial zum Anbringen des Rahmens an den Glasscheiben ausgebildetes Dichtungsmittel bedeckt. Das Dichtungsmittel schuf eine Barriere zwischen der Umgebungsluft und dem Inneren der IGU, was ein Eindringen des Umgebungswasserdampfes verhinderte.
Somit wurde nach dem Eindringen des Wasserdampfs in die IGU eine innere Kondensation entfernt, die nur auftrat, wenn die Einheit fehlerhaft war.
Einheiten versagten unter anderem, da der Umgebungswasserdampf in die Dichtungsbarriere eindrang. Ein Eindringen tendierte an den Rahmenecken aufzutreten, da die einander gegenüberliegenden Rahmenseiten hier zumindest teilweise unterbrochen waren. Beispielsweise waren in manchen Rahmen die Ecken durch "V"-geformte Einkerbungen an Eckstellen in einem einzelnen langen Rohrstück ausgebildet. Die Einkerbungen ermöglichten das Biegen des Rohrs, um eine Eckverbindung mit Gehrung zu bilden. Nach dem Biegen zum Formen der Ecken erstreckten sich potentielle Infiltrationswege entlang der Ecktrennlinien im wesentlichen über den gegenüberliegenden Rahmenseiten an jeder Ecke.
Bei anderen Rahmenkonstruktionen wurden "Eckeinsätze" zwischen benachbarten Rahmenelementenden eingesetzt, um die Ecken zu bilden. Diese Eckeinsätze stellten an ihren Verbindungen mit den Rahmenelementen potentielle Infiltrationswege her. Bei einigen Konstruktionen waren die Eckeinsätze faltbar, so daß das Dichtungsmaterial auf die Rahmenseiten extrudiert werden konnte, wenn der Rahmen linear durch eine Dichtungsmittel-Ausgabestation hindurch bewegt wurde. Der Rahmen wurde dann in eine rechteckige Konfiguration gefaltet, wobei das Dichtungsmittel an gegenüberliegenden Seiten plaziert war. Bei einigen dieser vorgeschlagenen Konstruktionen wurde das Dichtungsmittel in den Raum zwischen den Kanten der Rahmeelementenden extrudiert. Wenn der Rahmen in seine endgültige Form gefaltet wurde, war das zwischen den Elementenden extrudierte Dichtungsmittel an den Rahmenecken nicht vorhanden. Diese Dichtungsmittelreduzierung an den Ecken neigte dazu, in der IGU Leckagewege für Dampf zu schaffen, insbesondere nachdem die Einheit bereits eine zeitlang verwendet wurde.
Bei all diesen Vorschlägen wurden die Rahmenelemente auf Länge zugeschnitten und im Fall von durch Eckeinsätze miteinander verbundene Rahmen wurden die Einsätze eingebaut, bevor das Dichtungsmittel aufgebracht wurde. Dies waren manuelle Tätigkeiten. Demgemäß verursachte die Herstellung von IGUs aus diesen Rahmen Reste und brachte ineffiziente manuelle Tätigkeiten mit sich.
Noch andere Vorschläge für Konstruktionen von Abstandshalterrahmen erforderten eine Rollformung der Abstandshalterelemente, Sägen von V-förmigen Einkerbungen an jeder Ecke, so daß die Abstandshalterelemente an den Ecken verblieben und faltbar waren, Ausfüllen der Rahmenelemente mit einem Trockenmittel und verschließen derselben und dann das Abschneiden des Rahmenelementes. Das Rahmenelement wurde dann mit einem Heißschmelzmaterial beschichtet und in seine endgültige Konfiguration gefaltet. Das Sägen, Füllen und Verschließen mußte per Hand ausgeführt werden, was die Produktion dieser Rahmen verlangsamte.
Es ist bekannt, daß Wärmeverluste aus IGUs über Wärmeleitwege an den Ecken der Einheiten auftreten, wo die Glasscheiben angebracht sind. Das Ausmaß derartiger Verluste hängt von der Leitfähigkeit und Geometrie der Wärmewege zwischen den Fensterscheiben ab. Rollgeformte Abstandshalterrahmen waren rohrförmig, so daß sich zwei Rahmenelementwände zwischen den Glasscheiben erstreckten. Der Wärmeweg erstreckte sich von der wärmeren Scheibe, durch das die benachbarte Rahmenseite bedeckende Dichtungsmaterial, durch beide, sich zwischen den Scheiben erstreckende Rahmenelementwände, und durch das auf der gegenüberliegenden Rahmenseite zur kühleren Scheibe hin liegende Dichtungsmaterial.
Das Dichtungsmaterial stellt einen Wärmeweg dar, der eine große Querschnittsfläche aufweist und die Heißschmelzmaterialien selbst sind nicht sehr hocheffektive Isolatoren. Demgemäß war der Wärmeweg durch die Dichtungsmaterialien im wesentlichen wärmeleitfähig. Der begrenzende Faktor im Wärmeweg waren die Abstandshalterrahmenwände. Diese haben eine relativ kleine Querschnittsfläche, die dazu tendieren, den Wärmefluß zu beschränken. Jedoch war die Rahmenelementleitfähigkeit groß, insbesondere da Aluminium, das typische Rahmenmaterial, sehr gut leitfähig ist. Somit waren aufgrund der Überleitung entlang der Ränder der IGUs die Wärmeverluste signifikant.
Da die Wärmeverluste entlang konzentrischer Pfade auftraten, die von den Glasscheibenumfängen einwärts beabstandet sind, tendierten überdies die wärmeren Glasscheiben dazu, auch weit einwärts ihrer Umfänge "kalt" zu sein. Neben dem Nachteil des Wärmeverlustes verursachten kalte Kanten der IGUs andere unakzeptable Probleme. Beispielsweise tendierte an den Rändern der wärmeren Glasscheibe Kondensation aufzutreten. Dies war unansehnlich und die angesammelte Feuchtigkeit war insbesondere für aus Holz bestehenden IGU-Tragkonstruktionen nachteilig, wie beispielsweise Holzfensterrahmen. Des weiteren konnte bei kaltem Wetter kondensierte Feuchtigkeit entlang der Ränder der innenseitigen Fensterscheibe gefrieren. Dies konnte die Gefahr einer Beschädigung der IGU- Tragkonstruktion darstellen.
Eine Abstandshalteranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der GB-A-2 072 249 bekannt und umfaßt einen Abstandshalterrahmen, welcher aus einer Anzahl von Rahmenelementen wie auch Eckelementen besteht, deren Enden in die jeweiligen Enden der Rahmenelemente eingesetzt sind, wobei ein Dichtungsmittel an den Verbindungen der Rahmenelemente und der Eckelemente vorgesehen ist.
Die GB-A-349 875 offenbart einen Einzelglasscheiben- Fensterrahmen oder Schiebefensterrahmen, der Rahmenelemente umfaßt, die durch vorkragende Zungen an den Verbindungsenden der Rahmenelemente verbunden sind. Die Zungen sind durch Öffnungen in den gegenüberliegenden Enden eingesetzt und dann gegen die Außenrückseite der Enden gefaltet.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine neue und verbesserte Abstandshalteranordnung für eine IGU zu schaffen, bei der fertige IGUS signifikant reduzierte "Kaltecken"-Effekte zeigen und die Abstandshalterrahmenmontage mit hohen Produktionsraten durchgeführt werden kann, wobei geringe Reste anfallen und ein minimales Handling involviert ist. Die neue IGU ist strukturell stark und beständig, den früheren Einheiten funktionell überlegen und kann in einer hocheffizienten Weise hergestellt werden.
Dieses Problem wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Abstandshalteranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Detaillierte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung schafft eine neue und verbesserte Abstandshalterrahmenanordnung für eine Isolierglaseinheit, die eine Anzahl von miteinander verbundenen Abstandshalterrahmenelementen umfaßt, um einen im wesentlichen planaren polygonalen Rahmen zu bilden. Jedes Rahmenelement definiert eine undurchlässige Außenumfangswand und erste und zweite Seitenwände, die mit der Außenwand integral sind und sich von gegenüberliegenden Außenwandseiten, die parallel zur Rahmenebene sind, einwärts erstrecken. Die Außenwand und Seitenwände erstrecken sich im wesentlichen kontinuierlich um den polygonen Rahmen und sind an ihren Enden durch Verbindungsteile verbunden. Die Verbindungsteile umfassen eine Verbindungszunge, die an einem Ende eines Rahmenelementes kontinuierlich verläuft und hiervon vorkragt. Das andere Rahmenelementende besitzt eine Zungenaufnahme und die Elementenden sind ineinander eingeschoben.
Zusätzliche Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme zu den beigefügten Zeichnungen deutlich.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Isolierglaseinheit, die gemäß der Erfindung ausgestaltet ist,
Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, die ungefähr von der durch die Linie 2-2 der Fig. 1 angedeuteten Ebene her gesehen ist,
Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, die ungefähr von der durch die Linie 3-3 in Fig. 1 angedeutete Ebene gesehen ist,
Fig. 4 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, die ungefähr von der durch die Linie 4-4 der Fig. 1 angedeuteten Ebene gesehen ist,
Fig. 5 ist eine Tejidrauf sicht auf ein einen Abstandshalterrahmen bildendes Teil der Einheit aus Fig. 1, die in einem teilweise zusammengebauten Zustand dargestellt ist,
Fig. 6 ist eine Teudraufsicht auf ein Abstandshalterrahmenelement, bevor das Element mit Dichtungsmasse versehen wurde und ist in einem ungebogenem Zustand,
Fig. 7 ist eine Teilvorderansicht des Elementes aus der Fig. 6,
Fig. 8 ist eine vergrößerte Vorderansicht, die ungefähr von der durch die Linie 8-8 aus der Fig. 7 angedeuteten Ebene her gesehen ist,
Fig. 9 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, die ungefähr von der durch die Linie 9-9 aus Fig. 1 angedeuteten Ebene gesehen ist, und
Fig. 10 ist eine ungefähr von der durch die Linie 10-10 aus der Fig. 9 angedeuteten Ebene gesehene Ansicht.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung

Eine Isolierglaseinheit 10, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist, ist in den Fig. 1 - 3 mit einer Abstandshalteranordnung 12 dargestellt, die zwischen Glasscheiben oder Fensterscheiben 14 eingesetzt ist. Die Anordnung 12 umfaßt eine Rahmenstruktur 16, Dichtungsmasse 18 zum hermetischen Verbinden des Rahmens mit den Fensterscheiben, um einen verschlossenen Raum 20 innerhalb der Einheit 10 zu bilden, und ein Trockenmittel 22 im Raum 20. Die Einheit 10 ist in dem zum Einbau in einem Fenster oder in einem Türrahmen (nicht dargestellt) in einem Gebäude fertigen Zustand dargestellt.
Die Glasscheiben 14 sind aus irgendeinem geeigneten oder herkömmlichen Glas ausgebildet. Die Scheiben sind rechteckförmig, miteinander ausgerichtet und dergestalt bemessen, daß ihre Umfänge gerade außerhalb des Rahmenaußenumfangs liegen. Da es nicht wesentlich ist, daß die Fensterscheiben transparent sind, setzt die Offenbarung und die Beschreibung, welche nachfolgen, voraus, daß die Einheit 10 in einem Fensterrahmen verwendet wird, der in einem Gebäude eingebaut ist. Die Anordnung 12 dient dazu, die Fensterscheiben 14 voneinander beabstandet zu halten, um den hermetisch isolierten "Totluftraum" 20, der hierzwischen liegt, herzustellen. Der Rahmen 16 und der Dichtungskörper 18 wirken dergestalt zusammen, daß sie eine Struktur schaffen, welche die Fensterscheiben 14 einwandfrei mit dem gegenüber der Umgebungsfeuchtigkeit über eine lange Zeitspanne abgedichteten Raum 20 zusammen hält, während der die Einheit 10 häufig signifikanten thermischen Spannungen unterworfen wird. Das Trockenmittel 22 dient dazu, Wasserdampf aus der Luft oder aus anderen Gasen, die in den Raum 20 während des Zusammenbaus der Einheit 10 eindringen, zu entfernen. Das Dichtungsmittel 18 klebt sowohl die Fensterscheiben 14 an die Abstandshalteranordnung 12 und dichtet auch den Raum 20 gegen die Infiltration von in der Luft vorhandenen Wassserdampf aus der Atmosphäre, welche die Einheit 10 umgibt, hermetisch ab. Der dargestellte Körper 18 ist aus einem "Heißschmelz"- Material geformt, welches an den Rahmenseiten und dem äußeren Umfang angebracht ist, um einen U-förmigen Querschnitt zu formen. Beim Aufbau der bevorzugten Einheit 10 wird das Dichtungsmittel 18 auf den Rahmen 16 extrudiert. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß der Rahmen durch eine Dichtungsmittelaufbringstation eines Extruders hindurchläuft, wie er beispielsweise in dem US-Patent 4,628,582 offenbart ist. Obwohl ein "Heißschmelz"-Dichtungsmittel offenbart ist, können auch andere geeignete oder herkömmliche Substanzen (einzeln oder in Kombination) zur Abdichtung und strukturellen Befestigung der Komponenten der Einheit miteinander verwendet werden.
Nachdem das Dichtungsmittel 18 auf den Rahmen 16 aufgebracht wurde, wird es erwärmt und die Fensterscheiben 14 und die Abstandshalteranordnung 12 werden durch die Klemmpunkte einer Serie von Preßrollen (nicht dargestellt) hindurch geführt. Die Rollen drücken das Dichtungsmittel 18 zwischen dem Rahmen 16 und den Fensterscheiben 14 zusammen, um diese fest miteinander zu verkleben. Die das Mittel 18 bildende Heißschmelzmasse ist eine Zusammensetzung, welche eine starke Anhaftung am Rahmen und den Fensterscheiben mittels Verbindungen sicherstellt, die sowohl strukturell stark wie auch einem Eindringen von atmosphärischer Feuchtigkeit in den Raum 20 unzugänglich sind. Die "Einbuchtung" 18a des U- förmigen Dichtungsmittels (Fig. 2) ist mit den Schenkeln 18b durchgehend und dient zur Verlängerung der Dampfsperre zwischen dem Glas und dem Körper, während es die Außenseite des Rahmens einkapselt.
Der Rahmen 16 erstreckt sich um den Umfang der Einheit, um einen strukturell starken, stabilen Abstandshalter zu schaffen, welcher die Scheiben ausgerichtet und beabstandet voneinander hält, während die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Scheiben über den Rahmen minimiert wird. Der bevorzugte Rahmen 16 umfaßt eine Anzahl Abstandshalterrahmensegmente oder Elemente 30a - d (siehe Fig. 5 - 7), welche zur Formung eines planaren, polygonolen Rahmens miteinander verbunden sind, Elementeckverbindungen 32a - d und ein Verbindungsteil 34 zum Verbinden gegenüberliegender Rahmenelementenden, um einen geschlossenen Rahmen zu vervollständigen.
Jedes Rahmenelement 30 ist länglich und besitzt einen kanalförmigen Querschnitt, welcher eine Umfangswand 40 und erste und zweite Seitenwände 42, 44 definiert; siehe hierzu Fig. 2. Die Umfangswand erstreckt sich kontinuierlich um die Einheit 10, außer dort, wo das Verbindungsteil 34 die Rahmenelementenden verbindet. Die Seitenwände 42, 44 sind mit jeweiligen gegenüberliegenden Umfangswandseiten einstückig ausgebildet. Die Seitenwände erstrecken sich von der Umfangswand 40 einwärts in eine Richtung parallel zu der Fensterglas- und Rahmenebene. Der bevorzugte Rahmen 16 besitzt Versteifungsflansche 46, die entlang der einwärts vorkragenden Seitenwandkanten geformt sind. Die Seitenwände 42, 44 versteifen das Rahmenelement 30 dergestalt, daß es einer Verbiegung und Biegung quer zu dessen Längserstreckung widersteht. Die Flansche 46 verstärken die Wände 42, 44 so, daß sie einer Biegung und Verbiegung quer zu deren Längserstreckungen widerstehen.
Der Rahmen 16 ist vorzugsweise aus einem dünnen Streifen aus rostfreiem Stahl bestehenden Material hergestellt (beispielsweise 304 rostfreiem Stahl, der eine Dicke von 0,006 - 0,010 Inch aufweist), welcher durch Formrollen geführt wird, um die Wände 40, 42, 44 zu formen. Der geformte Streifen (die Fig. 6 und 7) ist ein längliches lineares steifes Kanalelement. In der bevorzugten und dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Trockenmittelteil 22 an der Rahmenwand 40 angebracht und an jedem der Rahmenelemente 30a - d angeordnet. Der Trockenmittelteil 22 wird durch eine Trockenmittelmatrix geformt, in der ein besonderes Trockenmittel in einem Medium eingearbeitet ist, das am Rahmen angeklebt ist. Das Medium kann Silikon, Heißschmelzmaterial, Polyurethan oder ein anderes geeignetes Material sein. Das Trockenmittel absorbiert für eine Zeitspanne, in der das Trockenmittel der Atmosphäre ausgesetzt ist, Feuchtigkeit aus der umgebenden Atmosphäre. Somit absorbiert das Trockenmittel für einige Zeit Feuchtigkeit aus der innerhalb des Raums 20 befindlichen Atmosphäre, nachdem die Einheit 10 hergestellt wurde. Dies gewährleistet, daß in der Einheit keine Kondensation auftritt. Bei der bevorzugten Einheit wird der Trockenmittelteil 22 mittels eines Extruders auf den Rahmen 16 extrudiert.
Die Rahmenecken 32 erleichtern ein manuelles Biegen des Rahmens in die endgültige polygonale Rahmenkonfiguration in der Einheit 10, während sie eine effektive Dampfdichtung an den Rahmenecken sicherstellt. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Rahmen 16 anfänglich in einem einzelnen geraden Längsstreifen mit dem Dichtungsmittel 18 auf dem geraden Rahmen geformt. Die Ecken 32 umfassen anfänglich Einkerbungen 50 und in den Wänden 42, 44 an den Rahmenecken gebildete nachgebende Zonen 52; siehe Fig. 6 und 7. Die Einkerbungen 50 erstrecken sich von den jeweiligen Seitenwandrändern aus in die Wände 42, 44. Die Seitenwände 42, 44 erstrecken sich kontinuierlich entlang des Rahmens 16 von einem Ende zum anderen. Die Wände 42, 44 sind an den Ecken geschwächt, da die Einkerbungen die Seitenwände reduzieren und die Versteifungsflansche 46 eliminieren.
Die geschwächten Zonen 42 an jeder Ecke wirken dahingehend, daß sie das Verbiegen des Rahmens entlang einer Knickfalte 54, welche sich über die Wand 40 an der Ecke erstreckt, beschränkt, und um an der Ecke eine Falte 56 oder Dichtungstasche zu formen. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die geschwächten Zonen durch eine Reihe von fünf Kerblinien geformt, welche von der Knickfalte in der Ecke ausgehend über die Seitenwände 42, 44 strahlenförmig verlaufen. Die geschwächten Zonen sind von der Ebene ihrer beigeordneten Seitenwände aus einwärts gebogen. Das Dichtungsmittel 18 klebt an den einwärts gebogenen geschwächten Zonen und paßt sich hieran an. Wenn der Rahmen in seine Endkonfiguration gebogen wird, klappen die geschwächten Zonen 52 in einer gesteuerten Biegung einwärts ein (mit dem daran anhaltenden Dichtungsmaterial), was die Falte 56 bildet. Jede Falte 56 bildet einen taschenartigen, konischen oder pyramidenf örmigen Kanal 58, welcher mit Dichtungsmaterial gefüllt ist, wobei dessen Spitze der Eckknickfalte 54 benachbart liegt und dessen Grundöffnung innerhalb des Rahmenkanals (siehe Fig. 2 und 3) liegt.
Die geschwächten Zonen sind speziell geformt, so daß die Rahmenecken ohne Benutzung von Werkzeugen oder Befestigungsmitteln einwandfrei definiert sind, indem lediglich der Rahmen manuell in seine Endkonfiguration gebogen wird. Die gesteuerte Rahmenformation ist im bevorzugten Rahmen durch Kerblinien 60a, 6db sichergestellt, die sich senkrecht zueinander und von der Ebene der Wand 40 im 45º-Winkel erstrecken. Wenn der Rahmen gebogen wird, definieren die Linien 60a, 6db gerungsartige Knickfalten in den Seitenwänden, die einander gegenüberstehen, wenn die Rahmenecke einen 90º-Winkel bildet.
Die geschwächten Zonen 52 sind um die Mittellinie der Rahmenwand 40 herum unsymmetrisch ausgebildet. Somit klappen die geschwächten Zonen einwärts, um die Falten zu bilden, ohne daß sie aufeinander stoßen, wenn die Rahmenecken gebogen werden. Dies ist insbesondere bei der Konstruktion relativ enger Abstandshalteranordnungen wichtig (beispielsweise wo die Wand 40 nur ungefähr 3/8 Inch breit ist). Die Kerblinien 60c - i sind so geformt, daß sie dieses Verhältnis sicherstellen, bei dem es zu keinem Aufeinanderprallen kommt. Die Linie 60c halbiert den Winkel zwischen den Linien 60a, 60b, um die einwärts vorkragende Beschränkung der Faltenausdehnung zu definieren. Die Linien 60d, 60e unterteilen jeweils den Winkel zwischen den Linien 60a, 60c und 60b, 60c. Alle Kerblinien 60d in der Rahmenwand 42 schwächen die Wand mehr als die Kerblinien 60e in der Wand 42. Alle Kerblinien 60e in der Wand 44 schwächen die Wand 44 mehr als es die Kerblinien 60d tuen. Die geschwächten Zonen werden verformt oder einwärts gekrümmt, bevor das Dichtungsmaterial eingebracht wird, wobei die einwärts gerichtete Verformung aufgrund unterschiedlicher Schwächung unsymmetrisch ist. Diese unterschiedliche Schwächung der geschwächten Zonen 52 ist in Fig. 6 übertrieben dargestellt.
Wenn der Rahmen in seine Endkonfiguration gebogen wird, klappen die geschwächten Zonen entlang einander nicht schneidender schiefer Linien einwärts, so daß ein Zusammenprallen vermieden wird.
Das Dichtungsmaterial wird auf die Seitenwände 42, 44 an den Eckbereichen aufgebracht, bevor der Rahmen gebogen wird, so daß das Dichtungsmaterial an den einwärts gekrümmten geschwächten Wänden der Zonen anhaftet. Ein Teil dieses Dichtungsmaterials an den Rahmenecken wird innerhalb der Falten 56 eingeschlossen, nachdem der Rahmen gebogen wurde. Dieses Dichtungsmaterial füllt die Falten, um sicherzustellen, daß der konische Kanal 58 ein Eindringen von Dampf an den Rahmenecken verhindert. Etwas Dichtungsmaterial kann aus den Falten zwischen den benachbarten Kerblinien 60 auf die Außenseitenwände eines jeden Rahmeneckes herausquellen, wenn der Rahmen gebogen wird. Dies ist vorteilhaft, da eine adäquate Eckabdichtung sichergestellt wird.
Die Verbindung 34 hält die gegenüberliegenden Rahmenenden 62, 64 zusammen, wenn der Rahmen in seine Endkonfiguration gebogen wurde. Die dargestellte Verbindung umfaßt eine Verbindungszone 66, welche mit dem Rahmenende 62 einstückig ausgebildet ist und von diesem vorkragt, und eine Zungenaufnahme 70 am anderen Rahmenende 64. Die bevorzugten Zungen- und Zungenaufnahmenbauteile 66, 70 sind relativ zueinander ausgestaltet und entsprechend in der Größe gestaltet, daß sie eine Steckverbindung 72 bilden. Nach der Montage hält die Steckverbindung 72 den Rahmen in seiner schlußendlichen polygonalen Konfiguration vor dem Zusammenbau der Einheit 10.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Zunge 66 als eine Rahmeneckverlängerung ausgebildet und umfaßt ein Zungenstück 74 und Zungenversteifungswände 76, 78. Das Zungenstück 74 ist als Verlängerung der Rahmenwand 40 ausgebildet und verbindet die Wand 40 an einer Eckbiegelinie 54a. Eine Rahmenecke 32a ist an den verbindungsstellen der Zungenwände 76, 78 und den jeweiligen Seitenwänden 42, 44 ausgebildet. Wenn der Dichtungskörper 18 auf den Rahmen aufgebracht wird, endet er an der Ecke 32a, so daß das Zungenstück und die Wände von irgendwelchem Dichtungsmaterial frei sind. Das gleiche trifft auf den Trockenmittelteil 22 zu, der sich nicht bis zur Zunge 66 erstreckt.
Nachdem das Dichtungsmaterial auf den Rahmen 16 aufgebracht wurde, wird der Rahmen an den Ecken 32 in seine schlußendliche ebene rechteckige Gestalt gebogen. Die Zunge 66 wird um die Eckbiegelinie 54a gebogen, um mit der Zungenaufnahme 64 am Rahmenende teleskopisch in Eingriff zu gelangen. Die Ecke 32a definiert Zungenfalten 80 (ähnlich zu den Falten 56) die jeweils die Rahmenwände 42, 44 mit den entsprechenden Zungenwänden 76, 78 verbinden.
Das bevorzugte Zungenstück 74 ist schmäler als die Wand 40, so daß es zur Vervollständigung der Steckverbindung 72 in die Zungenaufnahme 64 am Rahmenelementende eingesetzt werden kann. Die Zunge 66 ist an einer Stelle abrupt verschmälert, wo die Zungentaschen 80 auf die jeweiligen Seitenwände 42, 44 treffen. Die Verbindungen der Zungentaschen und der Rahmenseitenwände bilden jeweils eine gerungsartig abgewinkelte Stufe oder Schulter 84.
Das Zungenstück 74 ist gerade um so einen Betrag schmäler als die Rahmenwand 40, daß die Zungenwände 76, 78 mit den jeweiligen Aufnahmerahmenelementwänden 42, 44 in reibungsmäßigen Eingriff kommen. Der reibschlüssige Sitz zwischen den Zungenwänden 76, 78 und den Seitenwänden 42, 44 wird durch eine federnd auslenkbare Krone 81 sichergestellt, welche sich entlang der Längsmittellinie des Zungenstücks 74 erstreckt. Die Krone wird etwas ausgelenkt, wenn die Zunge in das Rahmenende 64 eingesetzt wird, um eine elastischen federartigen Effekt zu schaffen, welcher die Wände 76, 78 mit den Rahmenwänden 42, 44 in Eingriff drückt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform werden das Zungenstück 74 und die Zungenwände 76, 78 einem Tiefziehvorgang unterworfen, nachdem die Rahmenelemente im wesentlichen vollständig ausgeformt sind. Der Tiefziehvorgang schmälert das Zungenstück, in dem etwas Material des Zungenstücks in die Zungenwände gezwängt wird, was die Zungenbreite reduziert. Mit dem Tiefziehvorgang kann auch die Krone 81 hergestellt werden.
Das Rahmenende 64 ist derart ausgebildet, daß die Wände 42, 44 in einem Gerungsschnittrand 82 enden, welcher, wenn die Steckverbindung 72 einwandfrei ausgebildet ist, direkt neben der Schulter 84 liegt und sich direkt benachbart hiervon erstreckt. Die Schulter 84 bildet für die Kante 82 einen Anschlag, wenn die Verbindung vollständig montiert ist. Die Kante 82 ist mit der Schulter 84 dergestalt ausgerichtet, daß die äußeren, seitwärts zeigenden Rahmenf lächen an der Ecke 32a in gemeinsamen Ebenen liegen.
Das Rahmenende 64 ist gestaltet, um eine Haltestruktur zum Einrasten der Zungenwandkanten 92, 94 zu schaffen, wenn die Steckverbindung vollständig ist. Die bevorzugte Haltestruktur wird durch Seitenwandflansche 46 gebildet, die dazu dienen, die Zunge 66 innerhalb des Rahmenendes 64 zu halten, es könnten jedoch auch andere Haltestrukturen, wie beispielsweise in den Rahmenseitenwänden 42, 44 geformte Welligkeiten, angewandt werden, wenn dies gewünscht wird. Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt die Verbindung 34 ferner eine Befestigungsanordnung 100 zum sowohl Verbinden der gegenüberliegenden Rahmenenden wie auch zur Schaffung einer temporären Belüftung für den Raum 20, während die Einheit 10 hergestellt wird. Die dargestellte Befestigungsanordnung (siehe Fig. 1, 4, 5 und 6) ist durch passende Löcher 102, 104 gebildet; die jeweils in der Zunge 66 und dem Rahmenende 64 plaziert sind, und umfaßt eine Niete 106, die sich durch die Löcher 102 und 104 zum Vernieten der Zunge 66 und des Rahmenendes 64 erstreckt.
Die Löcher 102, 104 verbinden ohne weiteres den Luftraum 20 in der Einheit 10 mit der umgebenden Atmosphäre, wenn die Einheit 10 zuerst montiert wird, bevor die Niet 106 eingesetzt wird. Die Löcher werden zueinander ausgerichtet, wenn die Zunge und die Zungenaufnahme ineinander geschoben sind. Das Dichtungsmittel 18 definiert am Rahmenloch 104 ein das Loch umgebende Öffnung. Ebenso läßt das Trockenmittelteil 22 das Loch 104 frei, da das Trockenmittelteil 22 nicht am Rahmenende 64 in der Nähe des Lochs 104 aufgebracht ist. Wie oben angedeutet, ist das Zungenloch 102 ebenso frei von Dichtungsmaterial und vom Trockenmittelteil, da sie nicht auf die Zunge 66 aufgebracht sind.
Wenn die Einheit 10 erwärmt und gepreßt wird, um die Fensterscheiben 14 und die Abstandshalteranordnung 12 miteinander zu verbinden, stellen demgemäß die Löcher 102, 104 eine Verbindung des Raums 20 mit der Umgebung her und der Raum 20 verbleibt unter Umgebungsdruck. Darin unterscheidet sie sich von Einrichtungen, die, wenn sie zusammengebaut und abgekühlt sind, eine leichte Einbeulung aufweisen, welche durch Auf stechen der Dichtung der Einheit beseitigt werden muß.
Die Niet 106 wird eingesetzt, nachdem die Einheit 10 erwärmt, gepreßt und auf ungefähr Raumtemperatur abgekühlt wurde. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Raum 20 mit einem inerten Gas (wie beispielsweise Argon) gefüllt, gerade bevor die Niet plaziert wird. Die Niet 106 ist eine "Blind"-Niet, die um den hohlen Mittelschaft 112 einen elastischen Dichtungsring 110 trägt. Wenn die Niet gesetzt wird, ist deren inneres Ende 114 nach oben gerichtet und pilzförmig in festen Eingriff mit dem Zungenstück 74. Der Nietkopf 116 drückt den Dichtungsring 110 in einen engen zusammengedrückten Dichtungseingriff mit der Rahmenwand 40, welche das Loch 104 umgibt. Durch die Löcher ist keine weitere Verbindung möglich, so daß das inerte Gas im Raum 20 eingeschlossen wird.
Nachdem die Niet 106 gesetzt ist, wird ein zusätzliches Dichtungsmittel auf die Einheit 10 aufgespritzt oder aufgetragen (oder anderweitig aufgebracht), um die Niet und die Ecke 32a abzudecken, wo die gegenüberliegenden Enden des Dichtungsteils 18 aufeinandertreffen. Das Material an den Verbindungsstellen der Enden des Dichtungsteils wird glattgestrichen, um eine effektive Dampf sperre an der Ecke 32a sicherzustellen.
Unter manchen Umständen kann es erwünscht sein, zwei Öffnungen in der Einheit 10 zu schaffen, so daß das in den Raum 20 einströmende inerte Gas durch eine Öffnung in den Raum 20 einströmen kann, wobei Restluft vom Raum durch die zweite Öffnung verdrängt wird. Die Zeichnungen zeigen eine derartige Einheit; siehe Fig. 1, 5 und 6. Die zweite Öffnung 102 ist durch ein gestanztes Loch in der Rahmenwand 40 beabstandet vom Loch 104 am gemeinsamen Rahmenelement gebildet. Das Dichtungsteil 18 und das Trockenmittelteil 22 definieren jeweils ein Loch, das die Öffnung 120 umgibt, so daß eine Luftentlüftung aus dem Raum 20 nicht behindert wird. Die zweite Öffnung 120 wird durch eine Blindniet 122 verschlossen, welche auf der Niet 106 identisch ist. Die Nieten 106, 122 werden zur gleichen Zeit eingesetzt und jeweils mit Dichtungsmaterial abgedeckt, so daß die durch jede Niet geschaffene Abdichtung durch das Dichtungsmaterial verbessert wird. Die Einheit 10 ist dergestalt dargestellt, daß sie so ausgebildet ist, daß sie ein Mehrfachfenster simuliert. Dies wird dadurch erzielt, daß eine Fenstersprossensimulierungsanordnung 130 in der Einheit (Fig. 1) eingeschlossen ist. Die Fenstersprossensimulierungsanordnung 130 wird hier einfacherweise als Fenstersprossenanordnung bezeichnet, ist aber keine wirkliche Fenstersprossenanordnung, da die individuellen Fenstersprossen mit den Fensterscheiben oder Glasscheiben im Fenster verbunden sind.
Die Fenstersprossenanordnung 130 umfaßt sich über den Raum 20 zwischen den Scheiben 14 erstreckende Sprossenelemente 132 und Klipse 134 zum Verbinden der Sprossen 132 mit der Abstandshalteranordnung 12. Die Sprossen 132 sind durch längliche Metallrohre gebildet, die einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Jede dargestellte Sprosse 132 erstreckt sich zwischen den Mittelpunkten der beigeordneten Rahmenelemente durch den Mittelpunkt des Raums 20 hindurch. Die Sprossen 132 sind an ihrem Kreuzungspunkt mit Auskehlungen versehen.
Die Klipse 134 halten die Sprossen am Abstandshalterrahmen 16 lösbar fest. Jeder Klip umfaßt einen Hauptteil 136, ein vom Hauptteil in eine Richtung vorkragendes Sprossentragelement 138 und Schnappriegel 140, 142, welche vom Hauptteil in gegenüberliegende Richtungen vorkragen. Der bevorzugte Klip 134 schnappt in schmale rechteckige Einkerbungen 134 (Fig. 6) ein, die in beigeordnete Rahmenwandversteifungsflansche 46 eingeformt sind, wobei der Kliphauptteil sich benachbart zum Flansch 46 erstreckt. Die Einkerbungen 144 sind relativ flach und erstrecken sich nicht über die volle Tiefe der Versteifungsflansche 46. Demgemäß werden die Rahmenelemente an den Einkerbungsstellen nicht materiell geschwächt, da die Flansche 46 im wesentlichen intakt bleiben und das Rahmenelement effektiv aussteifen.
Der Hauptteil 136 ist ein flaches rechteckiges oder quadratisches plattenartiges Element, das gegenüberliegende Seitenränder 136a, 136b aufweist, die an den Rahmenwandversteifungsflanschen 46 sitzen. Die Schnappriegel 140, 142 kragen vom Hauptteil zwischen den Flanschen 46 in den durch das Rahmenelement geformten Kanal vor, während das Sprossentragelement 138 in den Raum 20 vorkragt.
Das Sprossentragelement 138 umfaßt einen Bodenflansch 150, der mit dem Hauptteil 136 integral ausgebildet ist, ein Mittelteil 152, das vom Bodenflansch vorkragt und Sprossenhaltefinger 154, die in das Innere der Sprossenbefestigung hineinpassen. Wenn das Sprossentragelement 138 in eine Sprosse 132 eingesetzt wird, erstreckt sich das offene Ende der Sprosse 132 über den Bodenflansch 150 und die Finger gelangen mit dem Inneren der Befestigungssprosse in Reibungseingriff, um diese am Klip 134 anzubringen.
Jeder Schnappriegel 140, 142 umfaßt ein relativ steifes Schnappriegelhauptelement 156, welches vom Kliphauptteil vorkragt und einen dünnen Schnappriegelfinger 158, der sich vom vorkragenden Ende des Schnappriegelhauptteils zum benachbarten Kliphauptteilrand zurück erstreckt. Jeder Schnappfinger ist zum Schnappriegelhauptteil hin und hiervon weg federnd elastisch auslenkbar. Der Schnappriegelhauptteil und der Finger sind mit einer Keilseite 160 auf einer Seite ausgeformt, was das Einsetzen des Klips in die aufnehmende Flanscheinkerbung 144 erleichtert. Der Finger 158 wird durch die Flanscheinkerbungskante federnd elastisch ausgelenkt, da der Klip in das Rahmenelement eingesetzt wird. Wenn der Finger 158 die Einkerbungskante verläßt, springt der Finger zurück in seine unausgelenkte Position und schließt den Flansch 46 zwischen dem Finger 158 und Kliphauptteil 136 ein.
Während eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und im Detail erläutert wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarte präzise Konstruktion beschränkt. Beispielsweise könnte eine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestaltete Isolierglaseinheit einen aus mehrfach Heißschmelzdichtungen, Mehrfachpolyisobutylendichtungen oder aus einem einzelnen Polyurethan oder Polysulfitdichtungsmaterial gebildeten Dichtungskörper beinhalten. Derartige Dichtungskörper könnten mit einer noch weiteren Schicht eines Dichtungsmaterials ergänzt werden, das sich um ihre Umfänge erstreckt. Verschiedene Adaptionen, Modifikationen und Verwendungen der Erfindung können für Fachleute, an die die Erfindung gerichtet ist, ersichtlich sein, und die Erfindung umfaßt hierdurch alle derartigen Adaptionen, Modifikationen und Verwendungen, welche in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Abstandshalteranordnung für eine Isolierglaseinheit (10) umfassend:

a) einen Abstandshalterrahmen (16), der eine Anzahl Abstandshalterrahmenelemente (30) umfaßt, welche miteinander verbunden sind, um einen im wesentlichen ebenen, polygonalen Abstandshalterrahmen (16) zu bilden, der angepaßt ist, um zwischen zwei Glasscheiben eingesetzt zu werden, und der durch verbindungsstellen (32a - d) der Abstandshalterrahmenelemente gebildete Rahmenecken (32) besitzt;

b) wobei jedes Rahmenelement (30) eine Außenumfangswand (40) und mit der Außenwand (40) integrale und sich von gegenüberliegenden Außenwandseiten, die parallel zur Rahmenebene sind, einwärts erstreckende erste und zweite Seitenwände (42, 44) definiert; und

c) ein Verbindungsteil (34) zum Ineinanderschieben der Abstandshalterrahmenelemente (30);

dadurch gekennzeichnet, daß

d) der Abstandshalterrahmen (16) erste und zweite gegenüberliegende Enden (62, 64) umfaßt;

e) die Außenwand (40) und die Seitenwände (42, 44) sich zwischen den gegenüberliegenden Enden (62, 64) im wesentlichen kontinuierlich um den Abstandshalterrahmen (16) erstrecken; und

f) das Verbindungsteil (34) umfaßt:

i. eine Verbindungszunge (66), welche mit einem Abstandshalterrahmenende (62, 64) durchgehend ausgebildet ist und hiervon vorkragt;

ii. wobei das andere Abstandshalterrahmenende (64; 62) zumindest eine Zungenaufnahme (70) definiert; und

iii. wobei die Zunge (66) und die Zungenaufnahme (70) größenmäßig so relativ zueinander ausgebildet sind, daß sie eine Steckverbindung (72) zwischen den Abstandshalterrahmenenden (62, 64) definieren.

2. Abstandshalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (66) mit einem Rahmenelementende (62; 64) an einer Rahmenecke (32a - d) durchgehend ausgebildet ist, wobei die Zunge (66) sich quer zur Erstreckungsrichtung des einen Rahmenelementes (30) erstreckt, wenn sie in die Aufnahme (70) eingesteckt ist.

3. Abstandshalteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (66) eine U- förmige Querschnittsform definiert, welche mit den Rahmenelementseitenwänden (42, 44) kontinuierliche Zungenwände (76, 78) und ein Zungenstück (74) umfaßt, das mit den Rahmenelementumfangswänden (40) einstückig ausgebildet ist.

4. Abstandshalteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner zwischen jeder Zungenseitenwand (76; 78) und der jeweiligen beigeordneten Rahmenelementseitenwand (42; 44) eine geschwächte Zone zur Ermöglichung einer Biegung der Zunge (66) an der geschwächten Zone umfaßt, um eine taschenartige Verbindungsstelle (80) mit dem einen Rahmenelement (30) zu formen.

5. Abstandshalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zunge (66) in das andere Rahmenelementende (63; 64) erstreckt.

6. Abstandshalterrahmen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (66) ein mit der Außenumfangsrahmenelementwand (40) kontinuierliches Zungenstück (74) und mit den Seitenwänden (42, 44) kontinuierliche Zungenwände (76, 78) umfaßt, wobei das Zungenstück (74) eine Breite aufweist, die schmäler ist als die Umfangsrahmenwand (40), so daß die Zungenwände zwischen den anderen Elementseitenwänden aufgenommen werden.

7. Abstandshalteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine an der Verbindungsstelle der Zunge (66) und dem einen Rahmenelement (30) geformte Schulter (84) beinhaltet, wobei die Schulter (84) mit dem gegenüberliegenden Rahmenende (62; 64) in Eingriff gelangt, wenn die Zunge (66) und die Aufnahme (70) ineinandergeschoben werden.

8. Abstandshalteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (34) ferner ein Befestigungselement (100) zum miteinander Verbinden der Abstandshalterrahmenenden (62, 64) umfaßt.

9. Abstandshalteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil ferner in der Zunge (66) und der Zungenaufnahme (70) zueinander ausgerichtete Öffnungen (102; 104) umfaßt, wobei sich das Befestigungselement (100) durch die Öffnungen erstreckt, um die Enden (62, 64) zu verbinden.