EP0069837B1 - Selbsttragendes Isolationselement - Google Patents

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EP0069837B1
EP0069837B1 EP82103846A EP82103846A EP0069837B1 EP 0069837 B1 EP0069837 B1 EP 0069837B1 EP 82103846 A EP82103846 A EP 82103846A EP 82103846 A EP82103846 A EP 82103846A EP 0069837 B1 EP0069837 B1 EP 0069837B1
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film
stretched
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EP82103846A
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Paul Grether
Bruno Dr. Keller
Kurt Brader
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Geilinger AG
Original Assignee
Gebrueder Sulzer AG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/67—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6715—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased thermal insulation or for controlled passage of light

Definitions

  • the invention relates to a self-supporting insulation element for insertion between the panes of a double or composite window, consisting of a single coated film which is biaxially stretched longitudinally and stretched over a clamping frame, the sides of which are bent in the untensioned state according to a curve curved on one side.
  • an insulation element preferably for windows with a rectangular or square surface in the usual way, is known in which foils connected in pairs are stretched out in the manner described above via a tenter frame, the sides of which in the untensioned state relative to straight connecting seam of the two foils run according to a curve which is continuously curved on one side, preferably along the bending line of a uniformly loaded, non-clamped beam.
  • the object of the invention is to provide a way of making a single film in the desired manner, i.e. to be stretched biaxially in relation to the frame due to different thermal expansions.
  • the solution to this problem must also satisfy the following boundary conditions - already considered in the insulation element according to DE-OS 28 50 749:
  • the clamping forces do not become too large and not too small. Excessive clamping forces cause damage to the coating on coated foils, which creates starting points for increased corrosion attack; too small or irregular tension forces lead to wrinkles.
  • room temperature i.e. about 20 ° C
  • the clamping forces should be, for example, about 1 N / cm in length; ensuring suitable clamping forces should extend over a temperature range from -20 ° to + 50 ° C.
  • the insulation element should be self-supporting, so that the reaction forces of the film tension in composite windows do not have to be absorbed by the air and water vapor-tight and therefore very sensitive edge bond; a self-supporting insulation element can also be used in a simple manner in existing double windows.
  • the frame consists of a torsionally rigid profile which carries a guide strip on one side, through which at least one slide band which is stretchable in its longitudinal direction is displaceably held and guided along each side of the frame and in addition that the film with the slide band is over mutually separate adhesion points is connected in such a way that the adhesion points are offset relative to the plane of the stretched film towards the frame.
  • the film is firmly connected only to the sliding band; Different thermal expansions of the film and frame are therefore possible.
  • the required one-sided arrangement of the film causes asymmetrical force effects on the frame; this is therefore subject to torsional stress. Due to its torsional rigidity, this load is counteracted and a disruptive twisting of the profile is prevented.
  • the longitudinal extensibility of the sliding band which can also be ensured by its separation into individual sections, in conjunction with the separate adhesive points ensures that when the curved frame is stretched, the tensioning forces acting on the film are evened out over the entire length of one side of the frame.
  • the torsional stiffness of the frame can advantageously be achieved by a hollow profile closed in the circumferential direction; metals used as frame material are primarily used in window construction. However, it is also possible to use fiber-reinforced plastic frames with additional metal inserts if necessary.
  • the displacement takes place at least approximately through the last point of adhesion of the sliding band on one side and at least approximately in the longitudinal axis of the points of adhesion on the side perpendicular thereto, since this also means that the direction of action of the clamping forces at the corners is essentially perpendicular or parallel runs to the points of adhesion of the foils and the sliding tape, thus reducing the possibility of wrinkles.
  • connection of the film to the slide band is expediently carried out in the case of prestressed frames, in which the slide band is already inserted, by welding or gluing.
  • the glass panes 1 (FIG. 2) of a composite window are glued airtight and water vapor-tight on a metallic hollow frame 2 by means of a butyl adhesive and are surrounded on the outside by a waterproof and mechanically load-bearing seal 3; this consists, for example, of a silicone or a polysulfide polymer.
  • a frame 7 covered with a film 6 is inserted as a self-supporting insulation element between the panes 1 by means of a spacer 4 and a spacer 5; the film 6 is provided in a known manner with a coating consisting, for example, of a metal, such as gold or silver, which is transparent in the visible spectral range and highly reflective in the infrared. While the spacers 5 are each provided in the corners of the cavity 2 and have a recess for receiving the frame 7 in one corner, the spacers 4 are glued distributed over the long sides of the frame 7 on its rear side facing away from the film 6.
  • a large number of individual sliding elements 8 ′ are inserted on one side as a sliding band 8 and are held displaceably relative to the frame 7.
  • the sliding band 8 can also consist of one piece, the longitudinal extensibility of which is ensured by incisions 9 which are arranged at a distance and alternate from both edges.
  • the sliding band 8 or the sliding elements 8 ' are connected to the film 6 via individual, interrupted adhesive spots 10, which are, for example, individual welding or adhesive spots.
  • the torsionally rigid frame 7 has a closed hollow profile which has been produced, for example, by extrusion; the cavity of the profile is advantageously filled with a commercially available physical or chemical drying agent 11. Bores 22 in one of the cavity walls of the frame profile, preferably on the side covered by the sliding band 8, establish a connection between the drying agent in the interior of the hollow profile and the gas volume to be dried.
  • the hollow profile On one side of its square cross-section, the hollow profile carries on the outside a guide strip or slide-in rail 13 formed by bending its elongated edges 12 for receiving the sliding band 8 or the sliding elements 8 '.
  • a frame 17 can also have a profile such that the sliding band 18 or its elements are not pushed in, but rather are pushed onto a guide bar formed by longitudinal grooves 20, the displacement of the adhesion points 10 with respect to the plane of the stretched film 6 is ensured by a bead 19 present on the sliding band 18.
  • the foils 6 protrude beyond the frame 7 beyond the adhesion points 10 in loose tabs 21. These tabs lie against the hollow frame 2 of the window in the case of insulation elements installed in the window (FIG. 1) and thus prevent outside air circulation around the frame 7 around between the two subspaces in the window separated by the insulation element.
  • Two mutually perpendicular sides of the frame 7 are each connected to one another by corner pieces 24 (FIG. 4) fitted into their hollow profile; for tensioning the frame 7, each side is supported at one end on the angle of the corner piece 24, while its other end can slide on one leg of a corner piece 24.
  • the displacement of two mutually perpendicular sides takes place in the exemplary embodiment shown with the aid of a screw 25 which is screwed into a threaded bore 26 parallel to the leg of the corner piece 24 which forms the “slideway”.
  • the threaded bore 26 merges into a thread-free, open half-shell 27.
  • the corner pieces 24 fitted into the frame 7 at the same time absorb the torsional forces acting on the frame sides caused by the one-sided loading of the frame at the ends of the frame sides.
  • the slide bands 8 and 8 ' are arranged at the corners so that, as shown in Fig. 1, the line of action of the tension forces (arrow 28 in Fig. 1) at each corner perpendicular to the plane of the trap the supported side, advantageously through the last detention point 10 '(FIG. 1) of this side and, if possible, in the axis of the detention points 10 of the side perpendicular thereto.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein selbsttragendes Isolationselement zum Einsetzen zwischen die Scheiben eines Doppel- oder Verbundfensters, bestehend aus einer einzigen beschichteten Folie, die in Längsrichtung verschiebbar biaxial über einen Spannrahmen ausgespannt ist, dessen Seiten im ungespannten Zustand gemäss einer einseitig stetig gekrümmten Kurve gebogen sind.
  • Aus der DE-A- 28 50 749 ist ein Isolationselement, vorzugsweise für Fenstermit in üblicher Weise rechteckiger oder quadratischer Fläche, bekannt, bei dem paarweise miteinander verbundene Folien in der vorstehend beschriebenen Weise über einen Spannrahmen ausgespannt sind, dessen Seiten in ungespanntem Zustand relativ zur geraden Verbindungsnaht der beiden Folien nach einer einseitig stetig gekrümmten Kurve, vorzugsweise nach der Biegelinie eines gleichmässig belasteten nicht eingespannten Trägers, verlaufen.
  • Da einerseits jede zusätzliche Folie zu Absorptions- und Reflektionsverlusten im sichtbaren Spektralbereich führt und die optische Schärfe und die Klarheit der Durchsicht vermindert, sowie andererseits mit heute verfügbaren beschichteten Folien eine einzige ausgespannte Folie bereits sehr gute und den Wärmedurchgang ausreichend hemmende Isolationswerte zu erreichen sind, geht das Bestreben dahin, die vorstehend diskutierten Isolationselemente mit nur einer einzigen, biaxial ausgespannten Folie zu versehen.
  • Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um eine einzige Folie in der gewünschten Weise, d.h. gegenüber dem Rahmen wegen unterschiedlicher Wärmedehnungen in Längsrichtung verschiebbar biaxial auszuspannen. Die Lösung dieser Aufgabe muss darüberhinaus den nachstehenden - bereits auch schon beim Isolationselement nach der DE-OS 28 50 749 berücksichtigten - Randbedingungen genügen:
  • - Es muss sichergestellt sein, dass die Spannkräfte nicht zu gross und nicht zu klein werden. Zu grosse Spannkräfte verursachen bei beschichteten Folien Beschädigungen der Beschichtung, wodurch Ansatzstellen für einen erhöhten Korrosionsangriff geschaffen werden; zu kleine oder unregelmässige Spannkräfte führen zu Faltenbildungen. Bei Raumtemperatur, d.h. etwa 20° C, sollen die Spannkräfte beispielsweise etwa 1 N/cm Länge betragen; die Sicherstellung geeigneter Spannkräfte soll sich dabei auf einen Temperaturbereich von -20° bis + 50° C erstrecke n.
  • - Das Isolationselement soll freitragend ausgebildet sein, damit die Reaktionskräfte der Folienspannung bei Verbundfenstern nicht durch den luft- und wasserdampfdichten und daher sehr empfindlichen Randverbund aufgenommen werden müssen; ein selbsttragendes Isolationselement ist darüberhinaus in einfacher Weise in bestehende Doppelfenster einsetzbar.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Rahmen aus einem torsionssteifen Profil besteht, das an einer Seite eine Führungsleiste trägt, durch die längs jeder Rahmenseite mindestens ein in seiner Längsrichtung dehnbares Gleitband verschiebbar gehalten und geführt ist und dass ferner die Folie mit dem Gleitband über voneinander getrennte Haftstellen derart verbunden ist, dass die I-Iaftstellen gegenüber der Ebene der gespannten Folie zum Rahmen hin versetzt sind.
  • Die Folie ist auf diese Weise fest nur mit dem Gleitband verbunden; unterschiedliche Wärmedehnungen von Folie und Rahmen sind daher ungehindert möglich. Die erforderliche einseitige Anordnung der Folie bewirkt unsymmetrische Kraftwirkungen auf den Rahmen; dieser ist daher torsionsbelastet. Durch seine Torsionssteifigkeit wird dieser Belastung entgegengewirkt und eine störende Profilverdrehung verhindert. Die Längsdehnbarkeit des Gleitbandes, die auch durch seine Trennung in einzelne Teilstücke gewährleistet werden kann, bewirkt in Verbindung mit den voneinander getrennten Haftstellen, dass beim Spannen des gekrümmten Rahmens die auf die Folie wirkenden Spannkräfte über die ganze Länge einer Rahmenseite vergleichmässigt werden. Durch die getrennten Haftstellen entstehen dabei an der Folie örtliche Störstellen, die kleine "Mikro"-Verwerfungen und Fältchen verursachen; deren Einfluss auf die gespannte Folie im sichtbaren Bereich wird durch das Versetzen der Haftstellen aus der Ehene der gespannten Folien vermieden, wodurch ein Spannen der Folie über eine vorstehende durchlaufende Kante hervorgerufen wird.
  • Die Sicherstellung der "richtigen", d.h. nicht zu grossen und nicht zu kleinen Spannkräfte, erfolgt mit Hilfe der durch Rechnung oder Experiment ermittelten Krümmung der ungespannten Rahmenseiten relativ zum "geraden" Rahmen im gespannten Zustand. Die selbsttragende Eigenschaft des Elementes ist durch die Festigkeit des in sich geschlossenen gespannten Rahmens gewährleistet.
  • Die Torsionssteife des Rahmens kann vorteilhafterweise durch ein in Umfangsrichtung geschlossenes Hohlprofil erreicht werden; als Rahmenmaterial dienen in erster Linie im Fensterbau übliche Metalle. Es ist jedoch auch mögllch, faserverstärkte Kunststoff-Rahmen gegebenenfalls mit zusätzlichen Metalleinlagen zu verwenden.
  • Um in einem Verbund- oder Doppelfenster bei eingesetztem Isolationselement dessen Umströmen auf der Aussenseite zwischen Rahmen und Fensterbegrenzung zu vermeiden oder zumindest zu erschweren, ist es zweckmässig, wenn die Folie den gespannten Rahmen jenseits der Haftstelle nach aussen überlappt. Eine einfache Möglichkeit für das Spannen des Rahmens ergibt sich, wenn die Rahmenseiten an ihren Ecken über in ihr Hohlprofil eingespasste Eckstücke zueinander senkrecht verschiebbar gespannt sind. Dieses Konstruktionsdetail hat darüberhinaus den Vorteil, dass die geschilderte Torsionsbelastung des Rahmens an seinen Ecken auf einfache Weise aufgefangen werden kann. Schliesslich ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Verschiebung mindestens annähernd durch die letzte Haftstelle des Gleitbandes der einen Seite und mindestens annähernd in der Längsachse der Haftstellen der dazu senkrechten Seite erfolgt, da dadurch auch an den Ecken die Wirkungsrichtung der Spannkräfte im wesentlichen senkrecht bzw. parallel zu den Haftstellen der Folien und dem Gleitband verläuft und so die Möglichkeit einer Faltenbildung vermindert wird.
  • Die Verbindung der Folie mit dem vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Gleitband erfolgt zweckmässig bei vorgespannten Rahmen, in den das Gleitband bereits eingelegt ist, durch Schweissen oder Kleben.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
    • Fig. 1 zeigt in einem Ausschnitt eine Aufsicht - von rechts in Fig. 2 - auf die Fläche eines Verbundfensters, das mit dem erfindungsgemässen Isolationselement ausgestattet ist;
    • Fig. 2 ist ein Schnitt 11-11 von Fig. 1;
    • Fig. 3 gibt als Detail aus Fig. 2 vergrössert das Rahmenprofil und die daran befestigte Folie wieder;
    • Fig. 4 ist ein Schnitt IV-IV von Fig. 3 durch eine Ecke des Rahmenprofils;
    • Fig. 5 zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Rahmenprofils, während
    • Fig. 6 eine zweite Ausführungsform des Gleitbandes wiedergibt.
  • Die Glasscheiben 1 (Fig. 2) eines Verbundfensters sind mittels eines Butylklebers auf einen metallischen Hohlrahmen 2 luft- und wasserdampfdicht aufgeklebt und aussen von einer wasserfesten und mechanisch tragenden Versiegelung 3 umgeben; diese besteht beispielsweise aus einem Silikonoder einem Polysulfid-Polymer.
  • Zwischen die Scheiben 1 ist durch ein Distanzstück 4 und einen Abstandshalter 5 ein mit einer Folie 6 bespannter Rahmen 7 als selbsttragendes Isolationselement eingesetzt; die Folie 6 ist in bekannter Weise mit einer beispielsweise aus einem Metall, wie Gold oder Silber, bestehenden Beschichtung versehen, die im sichtbaren Spektralbereich durchlässig und im infraroten stark reflektierend ist. Während die Abstandshalter 5 jeweils in den Ecken des Hohlraumens 2 vorgesehen sind und in einer Ecke eine Vertiefung für die Aufnahme des Rahmens 7 haben, sind die Distanzstücke 4 über die Längsseiten des Rahmens 7 auf dessen von der Folie 6 abgewandten Rückseite verteilt aufgeklebt.
  • In dem erfindungsgemäss torsionssteifen Rahmen 7, dessen Aufbau noch genauer beschrieben wird, sind auf einer Seite als Gleitband 8 eine Vielzahl einzelner Gleitelemente 8' eingeschoben und relativ zum Rahmen 7 verschiebbar gehalten.
  • Wie Fig. 6 zeigt, kann das Gleitband 8 auch aus einem Stück bestehen, dessen Längsdehnbarkeit durch im Abstand angeordnete, abwechselnd von beiden Rändern ausgehende Einschnitte 9 gewährleistet wird.
  • Das Gleitband 8 bzw. die Gleitelemente 8' sind mit der Folie 6 über einzelne, unterbrochene Haftstellen 10 verbunden, die beispielsweise einzelne Schweiss- oder Klebestellen sind.
  • Der erfindungsgemäss torsionssteife Rahmen 7 besitzt ein geschlossenes Hohlprofil, das beispielsweise durch Extrusion hergestellt worden ist; der Hohlraum des Profils ist vorteilhafterweise mit einem handelsüblichen physikalischen oder chemischen Trocknungsmittel 11 gefüllt. Bohrungen 22 in einer der Hohlraumwände des Rahmenprofils, vorzugsweise auf der vom Gleitband 8 abgedeckten Seite, stellen eine Verbindung zwischen dem Trocknungsmittel im Innern des Hohlprofils und dem zu trocknenden Gasvolumen her.
  • Auf einer Seite seines quadratischen Querschnitts trägt das Hohlprofil aussen eine durch Umbiegen seiner verlängerten Ränder 12 entstandene Führungsleiste oder Einschubschiene 13 für die Aufnahme des Gleitbandes 8 bzw. der Gleitelemente 8'.
  • Wie Fig. 5 zeigt, kann ein Rahmen 17 jedoch auch ein solches Profil aufweisen, dass Gleitband 18 bzw. seine Elemente nicht eingeschoben, sondern auf eine durch Längsnuten 20 gebildete Führungsleiste aufgeschoben werden, wobei die Versetzung der Haftstellen 10 gegenüber der Ebene der gespannten Folie 6 durch einen am Gleitband 18 vorhandenen Wulst 19 sichergestellt wird.
  • Nach aussen überragen die Folien 6 den Rahmen 7 über die Haftstellen 10 hinaus in losen Lappen 21. Diese Lappen legen sich bei im Fenster eingebauten Isolationselementen an den Hohlrahmen 2 des Fensters an (Fig. 1) und verhindern so eine Luftzirkulation aussen um den Rahmen 7 herum zwischen den beiden, durch das Isolationselement getrennten Teilräumen im Fenster.
  • Zwei senkrecht zueinander verlaufenden Seiten des Rahmens 7 sind jeweils durch in ihr Hohlprofil eingepasste Eckstücke 24 (Fig. 4) miteinander verbunden; zum Spannen des Rahmens 7 ist jede Seite an einem Ende auf dem Winkel des Eckstückes 24 abgestützt, während ihr anderes Ende auf einem Schenkel eines Eckstückes 24 gleiten kann. Die Verschiebung zweier senkrecht zueinander verlaufender Seiten erfolgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Schraube 25, die in eine Gewindebohrung 26 parallel zum die "Gleitbahn" bildenden Schenkel des Eckstückes 24 eingeschraubt ist. Im von der zu verschiebenden Rahmenseite überdeckten Bereich des "Gleitbahn"-Schenkels geht die Gewindebohrung 26 in eine gewindefreie offene Halbschale 27 über. Durch das Einschrauben der Schraube 25 entsteht zwischen den beiden Rahmenseiten beim Spannen beispielsweise ein Spalt von der Breite s (Fig. 4), der jedoch von der aufgespannten, in Fig. 4 nicht gezeigten Folie 6 abgedeckt ist.
  • Die in den Rahmen 7 eingepassten Eckstücke 24 nehmen gleichzeitig an den Enden der Rahmenseiten die durch die einseitige Betastung des Rahmens entstehenden, auf die Rahmenseiten wirkenden Torsionskräfte auf.
  • Um den Zug in Längsrichtung der Folie beim Spannen des Rahmens 7 möglichst weit aussen am Rand und möglichst parallel zu dem Rand, d.h. möglichst weitgehend in Längsrichtung, wirken zu lassen, sind die Gleitbänder 8 bzw. 8' an den Ecken so angeordnet, dass, wie in Fig. 1 gezeigt, die Wirkungslinie der Spannkräfte (Pfeil 28 in Fig. 1) an jeder Ecke senkrecht zur Haftstellenebene der abgestützten Seite, mit Vorteil durch die letzte Haftstelle 10' (Fig. 1) dieser Seite hindurch und möglichst in der Achse der Haftstellen 10 der dazu senkrechten Seite verläuft.

Claims (6)

1. Selbsttragendes Isolationselement zum Einsetzen zwischen die Scheiben eines Doppel-oder Verbundfensters, bestehend aus einer einzigen beschichteten Folie, die in Längsrichtung verschiebbar biaxial über einen Spannrahmen ausgespannt ist, dessen Seiten im ungespannten Zustand gemäss einer einseitig stetig gekrümmten Kurve gebogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen aus einem torsionssteifen Profil besteht, das an einer Seite eine Führungsleiste (13, 20) trägt, durch die längs jeder Rahmenseite mindestens ein in seiner Längsrichtung dehnbares Gleitband (8, 8'; 18) verschiebbar gehalten und geführt ist, und dass ferner die Folie (6) mit dem Gleitband (8, 8'; 18) über voneinander getrennte Haftstellen (10) derart verbunden ist, dass die Haftstellen (10) gegenüber der Ebene der gespannten Folie (6) zum Rahmen (7) hin versetzt sind.
2. Isolationselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitband (8; 18) aus einer Vielzahl voneinander getrennter Gleitelemente (8') besteht, von denen jedes mindestens eine Haftstelle (10) aufweist.
3. Isolationselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das torsionssteife Profil durch ein in Umfangsrichtung geschlossenes Hohlprofil gebildet ist.
4. Isolationselement nach Ar,spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (6) den gespannten Rahmen (7, 17) jenseits der Haftstelle (10) nach aussen überlappt.
5. Isolationselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenseiten an ihren Ecken über in ihr Hohlprofil eingepasste Eckstücke zueinander senkrecht verschiebbar gespannt sind.
6. Isolationselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung mindestens annähernd durch die letzte Haftstelle (10') des Gleitbandes (8, 8') der einen Seite und mindestens annähernd in der Längsachse der Haftstellen (10) des Gleitbandes (8, 8') der dazu senkrechten Seite erfolgt.
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CH4607/81A CH653404A5 (de) 1981-07-14 1981-07-14 Selbsttragendes isolationselement.
CH4607/81 1981-07-14

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EP0069837A2 EP0069837A2 (de) 1983-01-19
EP0069837A3 EP0069837A3 (en) 1984-07-18
EP0069837B1 true EP0069837B1 (de) 1986-02-26

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