EP1099038B1

EP1099038B1 - Abstandhalterprofil für einen abstandhalterrahmen einer isolierscheibeneinheit

Info

Publication number: EP1099038B1
Application number: EP99948648A
Authority: EP
Inventors: Bernhard Goer
Original assignee: Pilkington Deutschland AG
Current assignee: Pilkington Deutschland AG
Priority date: 1998-07-21
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2004-04-28
Anticipated expiration: 2019-07-15
Also published as: DE59909347D1; WO2000005475A1; DE19832731B4; ATE265605T1; AU6185899A; DE19832731A1; EP1099038A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abstandhalterprofil für einen Abstandhalterrahmen einer Isolierscheibeneinheit, der im Randbereich von mindestens zwei voneinander beabstandeten Scheiben unter Bildung eines Scheibenzwischenraumes anzubringen ist, wobei der Profilkorpus des Abstandhalterprofils aus schlecht wärmeleitendem Material besteht und auf seiner im Einbauzustand vom Scheibenzwischenraum abgewandten Seite mit einer sich im wesentlichen über seine gesamte Breite erstreckenden diffusionsdichten Schicht aus gut wärmeleitendem Material verbunden ist.
Die Scheiben der Isolierscheibeneinheit sind im Rahmen der Erfindung normalerweise Glasscheiben aus anorganischem oder organischem Glas, ohne daß die Erfindung allerdings hierauf beschränkt wäre. Die Scheiben können beschichtet oder auf andere Weise veredelt sein, um der Isolierscheibeneinheit besondere Funktionen, wie erhöhte Wärmedämmung oder Schalldämmung, zu verleihen.
Der Profilkorpus des Abstandhalterprofils aus schlecht wärmeleitendem Material umfaßt volumenmäßig den Hauptanteil des Abstandhalterprofils und verleiht diesem sein Querschnittsprofil.
Als schlecht wärmeleitende Materialien sollen im Rahmen der Erfindung solche verstanden werden, die gegenüber Metallen einen deutlich, d. h. mindestens um einen Faktor 10, verringerten Wärmeleitwert zeigen. Die Wärmeleitwerte λ liegen typischerweise in der Größenordnung von 5 W / (m · K) und darunter, bevorzugt sind sie kleiner als 1 W / (m · K) und weiter bevorzugt kleiner als 0,3 W / (m · K). Kunststoffe werden in der Regel unter diese Definition fallen.
Die diffusionsdichte Schicht wird im Normalfall zumindest bereichsweise stoffschlüssig mit dem Profilkorpus verbunden sein. Mit "stoffschlüssig verbunden" ist gemeint, daß der Profilkorpus und die diffusionsdichte Schicht dauerhaft miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Koextrudieren des Profilkorpus mit der diffusionsdichten Schicht oder durch ein separates Auflaminieren der diffusionsdichten Schicht, gegebenenfalls über einen Haftvermittler oder dergleichen Techniken.
Abstandhalterrahmen haben als wichtigste Aufgaben, die Scheiben einer Isolierscheibeneinheit auf Abstand zu halten, die mechanische Festigkeit der Einheit zu gewährleisten und den Scheibenzwischenraum vor äußeren Einflüssen zu schützen. Vor allem bei Isolierscheibeneinheiten mit hoher Wärmedämmung ist festzustellen, daß die Wärmeübertragungscharakteristik des Randverbundes und damit des Abstandhalterrahmens.bzw. des Abstandhalterprofils, aus dem er hergestellt ist, besonderer Beachtung bedarf. Eine Verschlechterung der Wärmedämmung einer Isolierscheibeneinheit im Randbereich, insbesondere durch übliche metallische Abstandhalter, ist mehrfach belegt worden. Deutlich sichtbar zeigt sich die erhöhte Wärmeleitung im Bereich des Randverbundes durch Tauwasserbildung am Rand der Innenscheibe bei niedrigen Außentemperaturen. Es wird allgemein angestrebt, zur Vermeidung solcher Tauwasserbildung auch bei geringen Außentemperaturen, die Temperatur im Randverbundbereich an der Innenscheibe möglichst hoch zu halten. Entwicklungen in dieser Richtung sind unter dem Begriff "warm edge"-Techniken bekannt geworden.
Es werden seit längerer Zeit neben metallischen Abstandhalterprofilen auch Abstandhalterprofile aus Kunststoff verwendet, um die geringe Wärmeleitung dieser Materialien auszunutzen. Allerdings weisen derartige Materialien in der Regel eine im Vergleich zum Metall geringe Diffusionsdichtigkeit auf. Bei Abstandhalterprofilen aus Kunststoff muß daher durch besondere Maßnahmen sichergestellt werden, daß in der Umgebung vorhandene Luftfeuchtigkeit nicht in den Scheibenzwischenraum in einem Maße eindringt, daß die Aufnahmekapazität des in den Abstandhalterprofilen üblicherweise untergebrachten Trockenmittels bald erschöpft ist und die Isolierscheibeneinheit in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt wird. Weiterhin muß ein Abstandhalterprofil auch verhindern, daß Füllgase aus dem Scheibenzwischenraum, wie beispielsweise Argon, Krypton, Xenon, Schwefelhexafluorid, aus diesem entweichen. Umgekehrt soll in der Außenumgebungsluft enthaltener Stickstoff, Sauerstoff, usw. nicht in den Scheibenzwischenraum eintreten. Soweit im folgenden von Diffusionsdichtigkeit die Rede ist, meint dies sowohl Dampfdiffusionsdichtigkeit als auch Gasdiffusionsdichtigkeit für die genannten Gase.
Zur Verbesserung der Dampfdiffusionsdichtigkeit schlägt die DE 33 02 659 A1, die zur Bildung des Oberbegriffes von Anspruch 1 verwendet wurde, vor, ein Abstandhalterprofil aus Kunststoff mit einer dampfdiffusionsdichten Schicht (Dampfsperre) zu versehen, indem auf den Profilkorpus aus Kunststoff auf derjenigen Seite, die im eingebauten Zustand vom Scheibenzwischenraum abgewandt ist, eine dünne Metallfolie oder eine metallisierte Kunststoffolie aufgebracht wird. Diese Metallfolie muß den Scheibenzwischenraum möglichst vollständig überspannen, damit der gewünschte Dampfsperreffekt eintritt. Die diffusionsdichte Metallfolie muß auf der im Einbauzustand vom Scheibenzwischenraum abgewandten Seite des Abstandhalterprofils angeordnet sein, damit im Abstandhalterprofil befindliche Trockenmittel nur mit dem Scheibenzwischenraum in gasleitender Verbindung steht, nicht jedoch mit der Scheibenumgebung. Nachteilig ist hierbei allerdings, daß die Metallfolie einen Weg hoher Wärmeleitfähigkeit von einer Scheibe der Isolierscheibeneinheit zur anderen bildet. Der durch die Verwendung eines Kunststoffs als Profilmaterial erreichte Effekt der Minderung der Wärmeleitfähigkeit des Randverbundes wird dadurch erheblich herabgesetzt.
Um den Nachteil der hohen Wärmeleitfähigkeit der metallischen Bestandteile von Abstandhalterprofilen zu verringern, sind Abstandhalterprofile aus schlecht wärmeleitendem Material entwickelt worden, bei denen der durch die Metallfolie von einer Scheibe zur anderen gebildete Weg hoher Wärmeleitfähigkeit gezielt verlängert worden ist. Ein solches Abstandhalterprofil wurde unter dem Namen THERMOPLUS® TIS beispielsweise in dem Prospekt "Impulse für die Zukunft" der Flachglas AG vorgestellt und ist in dem prioritätsälteren deutschen Gebrauchsmuster 298 14 768 U1 beschrieben. Der Kunststoff-Profilkorpus dieses Abstandhalterprofils umfaßt eine Trockenmittelkammer zum Aufnehmen hygroskopischer Materialien, wobei auf beiden Seiten der Kammer Anlagestege zur Anlage an den Scheibeninnenseiten vorgesehen sind, die über Brückenabschnitte mit der Trockenmittelkammer verbunden sind. Auf der im Einbauzustand dem Scheibenzwischenraum abgewandten Außenseite ist das Profil mit einer das Eckenbiegen vereinfachenden Verstärkungsschicht versehen, die auch für die Diffusionsdichtigkeit sorgt. Der von der diffusionsdichten Schicht gebildete Weg hoher Wärmeleitung ist dabei durch deren mäandrierenden Verlauf deutlich länger als die Breite des Scheibenzwischenraums ausgeführt worden. Je nach Profilgeometrie kann die Länge der im Normalfall von einer Metallfolie gebildeten diffusionsdichten Schicht dabei bis zum Vierfachen der Breite des Scheibenzwischenraumes oder mehr betragen, wodurch die Wärmeleitung durch das Abstandhalterprofil von einer Scheibe zur anderen erheblich vermindert wird.
Ein anderes Abstandhalterprofil, bei dem eine verringerte Wärmeübertragung von einer Scheibe zur anderen angestrebt wird, ist in der Patentanmeldung WO 94/17260 A1 offenbart. Das vorbekannte Abstandhalterprofil weist einen aus zwei metallischen Halbschalen gebildeten Profilkorpus auf, wobei die beiden Halbschalen einen Kern aus schlecht wärmeleitendem Material umschließen, in den ein Trockenmittel eingebettet ist. Die metallischen Halbschalen weisen eine bei metallischen Abstandhaltern übliche Dicke auf und bestehen beispielsweise aus hoch wärmeleitendem Aluminium. Der massive Polymerkern durchbricht den metallischen Profilkorpus sowohl an der dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite als auch an dessen Außenseite, so daß die metallischen Halbschalen dort mehrere Millimeter voneinander beabstandet sind. Das vorbekannte Abstandhalterprofil ist konstruktionsbedingt nicht ausreichend diffusionsdicht. Aufgrund der relativ großen Materialstärke seines aus hoch wärmeleitendem Aluminium gebildeten Profilkorpus sind außerdem seine wärmetechnischen Daten unbefriedigend.
Die EP 0 852 280 A1 offenbart ein Abstandhalterprofil mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Das schlecht wärmeleitende Material besteht hier aus glasfaserverstärktem Kunststoff, das mit einer diffusionsdichten Metallfolie über seine gesamte Breite verbunden ist.
Die FR-A-2 571 775 A1 betrifft ein Metallprofil für einen feuerhemmenden Fensterbalken, der als thermisch isolierende Zone eine Einkerbung aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein in großem Maßstab kostengünstig produzierbares Abstandhalterprofil mit einem Profilkorpus aus schlecht wärmeleitendem Material und einer auf seiner im Einbauzustand vom Scheibenzwischenraum abgewandten Seite angeordneten diffusionsdichten Schicht zur Verfügung zu stellen, das hoch wärmeisolierend und dabei hinreichend diffusionsdicht ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Abstandhalterprofil mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die diffusionsdichte Schicht zumindest einen sich in Längsrichtung des Abstandhalterprofils erstreckenden Bereich mit verminderter Wärmeleitung quer zur Längsrichtung des Abstandhalterprofils ausweist.
Bereich mit verminderter Wärmeleitung meint einen Abschnitt der diffusionsdichten Schicht, in dem deren Wärmeleitung im Vergleich zu ihren daran angrenzenden Abschnitten herabgesetzt ist.
Der Bereich mit verminderter Wärmeleitung kann durch eine linienförmige Aussparung gebildet werden, welche die diffusionsdichte Schicht in ihrer Dickenrichtung teilweise durchsetzt, beispielsweise in Form einer im Querschnitt etwa dreieckigen Einkerbung.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der Bereich mit verminderter Wärmeleitung allerdings durch eine linienförmige Aussparung gebildet, welche die diffusionsdichte Schicht in ihrer Dickenrichtung vollständig unterbricht. Hierdurch wird ein unmittelbarer Wärmeübergang zwischen den an die Aussparung angrenzenden Enden der diffusionsdichten Schicht vermieden.
Auch kann vorgesehen sein, daß mindestens zwei parallel verlaufende, voneinander beabstandetc linienförmige Aussparungen in der diffusionsdichten Schicht ausgebildet werden.
Die linienförmige Aussparung der diffusionsdichten Schicht kann als ununterbrochene durchgehende Linie (Einkerbung, Schlitz) oder aber als eine Reihe von linienförmig angeordneten Perforationen ausgebildet werden.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß eine erhebliche Wärmeleitungsminderung bereits dann erzielt werden kann, wenn die linienförmige Aussparung mit einer Breite von nur etwa 0,1 mm bis 1 mm ausgeführt wird. Dabei konnte festgestellt werden, daß eine linienförmige Aussparung in der diffusionsdichten Schicht in einer solchen geringen Breite selbst in der Ausführungsform der Aussparung als die diffusionsdichte Schicht vollständig durchsetzende Unterbrechung noch keine signifikante Minderung der Diffusionsdichtigkeit des Abstandhalterprofils verursacht.
Um die Diffusionsdichtigkeit bedarfsweise zu verbessern, kann weitergehend vorgesehen sein, die linienförmige Aussparung mit einer Wulst aus einem diffusionsdichten, schlecht wärmeleitenden Material auszufüllen oder zu überdecken. Ein geeignetes Material für eine solche Wulst ist ein Butyldichtstoff auf Isobutylenbasis, der üblicherweise zum Verkleben des Abstandhalterprofils mit den Scheibeninnenseiten der Scheiben der Isolierscheibeneinheit verwendet wird.
Der Bereich mit verminderter Wärmeleitung kann jedoch auch durch Anordnung eines streifenförmigen Einsatzstückes aus einem anderen, gegenüber dem Material der diffusionsdichten Schicht schlechter wärmeleitenden, ebenfalls diffusionsdichten Material in der diffusionsdichten Schicht gebildet werden.
Auch kann der Bereich mit verminderter Wärmeleitung durch eine physikalische oder chemische Modifikation der diffusionsdichten Schicht entlang eines streifenförmigen Bereichs gebildet werden, zum Beispiel durch eine bereichsweise Oxidation, eine Materialabtragung oder eine porosierende Behandlung.
Für die Anordnung der diffusionsdichten Schicht auf der im Einbauzustand vom Scheibenzwischenraum abgewandten Seite des Abstandhalterprofils gibt es grundsätzlich mehrere Möglichkeiten. Für die Funktion der diffusionsdichten Schicht Schicht kommt es im Rahmen der Erfindung vor allem darauf an, daß zumindest der überwiegende Teil des im Einbauzustand im Abstandhalterrahmen befindlichen Trockenmittels auf der dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite der diffusionsdichten Schicht untergebracht ist, so daß es vor unerwünschter Beladung mit Feuchtigkeit aus der Scheibenumgebung geschützt ist. Vorzugsweise ist die diffusionsdichte Schicht auf der im eingebauten Zustand nach außen weisenden Oberfläche des Profilkorpus angeordnet oder nahe dieser zumindest teilweise in den Profilkorpus eingebettet.
Die diffusionsdichte Schicht besteht vorzugsweise aus einem Material, insbesondere einem Metall, mit einem Wärmeleitwert λ ≤ 50 W / (m · K). Geeignete Materialien sind beispielsweise Edelstahl oder verchromtes oder verzinntes Eisenblech.
Die Dicke der diffusionsdichten Schicht sollte mindestens 0,02 mm betragen.
Es ist zweckmäßig, wenn die diffusionsdichte Schicht aus verzinntem Eisenblech (Weißblech) oder verchromtem Eisenblech eine Dicke von weniger als 0,2 mm, bevorzugt höchstens 0.13 mm, aufweist, während bei einer diffusionsdichten Schicht aus Edelstahl eine Dicke von weniger als 0,1 mm, bevorzugt höchstens 0,05 mm, anzustreben ist.
Das schlecht wärmeleitende Material des Profilkorpus kann ein thermoplastischer Kunststoff mit einem Wärmeleitwert von λ < 0,3 W / (m · K) sein, wie Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyamid oder Polycarbonat.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Profilkorpus eine Hohlkammer zur Aufnahme von Trockenmittel auf und ist die diffusionsdichte Schicht auf der im Einbauzustand dem Scheibenzwischenraum abgewandten Seite der Hohlkammer angeordnet.
Nach einer weiteren Ausfühnmgsform weist der Profilkorpus darüber hinaus Anlagestege zur Anlage an den Scheibeninnenseiten auf, die über Brückenabschnitte mit den Seitenwänden der Hohlkammer verbunden sind.
Mit der Erfindung gelingt es auf überraschend einfache Weise, bei Abstandhalterprofilen mit einem aus schlecht wärmeleitendem Material bestehenden Profilkorpus, der unterschiedliche Querschnitte aufweisen kann und der mit einer diffusionsdichten Schicht aus gut wärmeleitendem Material verbunden ist, dessen Wärmeübertragung von einer Scheibe zur anderen zu vermindern und gleichzeitig eine gute Diffusionsdichtigkeit beizubehalten.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen weiter erläutert werden. Dabei zeigt:

Figur 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandhalterprofils im Querschnitt;
Figur 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandhalterprofils im Querschnitt;
Figur 3 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandhalterprofils im Querschnitt;
Figur 4 eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandhalterprofils im Querschnitt;
Figuren 5a und 5b Außenansichten eines Abstandhalterprofils, teilweise weggeschnitten, mit einem Strichmuster bzw. einem Lochmuster als Unterbrechung;
Figur 6 eine Detailquerschnittsansicht der Außenwand eines Abstandhalterprofils gemäß der Erfindung;
Figur 7 eine Einbauvariante für ein Abstandhalterprofil gemäß der Erfindung in einer Isolierscheibeneinheit, und
Figur 8 Balkendiagramme der Temperaturen an der inneren Scheibenoberfläche einer Isolierscheibeneinheit für verschiedene Ausführungsformen von Abstandhalterprofilen gemäß der Erfindung.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen Querschnittsansichten von erfindungsgemäßen Abstandhalterprofilen. Abgesehen von herstellungstechnisch bedingten Toleranzen ändert sich der Querschnitt normalerweise über die gesamte Länge des Abstandhalterprofils nicht. Die Zeichnungen sind lediglich schematisch dargestellt, insbesondere die Größenverhältnisse der diffusionsdichten Schicht im Vergleich zu dem Abstandhalterprofil sind nicht maßstabsgetreu.
In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform eines Abstandhalterprofils gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der beispielsweise aus schwarz eingefärbtem Polypropylen Novolen 1040 K hergestellte Profilkorpus umfaßt eine Innenwand 12, die im eingebauten Zustand dem Scheibenzwischenraum zugewandt ist, zwei zur Anlage an den Scheibeninnenseiten bestimmte Anlagewände 20 und 22 sowie eine über kurze Übergangsbereiche daran anschließende Rückwand 18. Durch die etwa 1 mm dicken Wände 12, 18, 20, 22 wird eine Trockenmittelkammer 10 definiert, die später mit hygroskopischem Material gefiillt wird. Damit Feuchtigkeit aus dem Scheibenzwischenraum in die Trockenmittelkammer 10 eintreten kann, sind in der Innenwand 12 Durchtrittsöffnungen 50 vorgesehen. Die Anlagewände 20 und 22 sind jeweils mit einer Einbuchtung 90 in ihrer zur Anlage an den Scheibeninnenseiten bestimmten Oberfläche versehen, die in einem gewissen Abstand von den dem Scheibenzwischenraum zugewandten Enden der Anlagewände 20, 22 beginnt und sich über deren gesamte verbleibende Fläche erstreckt. Die beschriebene Profilform ist Gegenstand der nicht vorveröffentlichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung 298 07 418.4, auf deren Inhalt zur Vermeidung von Wiederholungen Bezug genommen wird. In den Einbuchtungen 90 sowie auf der Außenseite der Rückwand 18 und der Übergangsbereiche zwischen den Anlagewänden 20, 22 und der Rückwand 18 ist eine diffusionsdichte Metallschicht 40 aus 0,125 mm dickem verchromtem und mit einer Haftvermittlerschicht versehenem Eisenblech angeordnet, die stoffschlüssig mit dem Profilkorpus verbunden ist. Eine derartige diffusionsdichte Schicht ist Gegenstand der nicht vorveröffentlichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung 298 07 413.3 , auf die ebenfalls ausdrücklich Bezug genommen wird. Die Tiefe der Einbuchtung 90 entspricht genau der Dicke der diffusionsdichten Metallschicht 40, so daß die vom Profilkorpus gebildete Anlagefläche sowie die von der diffusionsdichten Metallschicht 40 gebildete Anlagefläche exakt in einer Ebene liegen.
Die diffusionsdichte Metallschicht 40 weist etwa im Bereich der Längsmittelebene des Abstandhalterprofils eine außen etwa 0,5 mm breite Einkerbung 42 auf, durch die ein linienförmiger Bereich mit verminderter Wärmeleitung gebildet wird.
Die in der Figur 2 dargestellte Ausführungsform eines Abstandhalterprofils gemäß der Erfindung geht von einem Profilkorpus gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster DE 298 14 768 U1 aus. Durch Wände 12, 14, 16, 18 wird eine Trockenmittelkammer 10 definiert, wobei die Verbindung zwischen dieser Kammer 10 und dem Scheibenzwischenraum über Durchtrittsöffnungen 50 oder dergleichen hergestellt ist. Über Brückenabschnitte 32 und 34 sind zur Anlage an den Scheibeninnenseiten bestimmte Anlagestege 30 und 36 mit der Kammer 10 verbunden, wobei die Anlagestege 30, 36 in ihren im Einbauzustand den Scheibeninnenseiten zugewandten Oberflächen jeweils wie in Figur 1 eine Einbuchtung 90 aufweisen, in die eine diffusionsdichte Schicht 40 aus einer 0,13 mm dicken Weißblechfolie eingelegt ist. Die diffusionsdichte Schicht 40 erstreckt sich im wesentlichen von der Anlagefläche des ersten Anlagesteges 30 um diesen herum zum Brückenabschnitt 32, dann um die Kammer 10 bis zum Brückenabschnitt 34 und um den Anlagesteg 36 herum bis zu dessen Anlagefläche. Die diffusionsdichte Schicht 40 ist etwa im Bereich der Längsmittelebene des Abstandhalterprofils in ihrer Dickenrichtung linienförmig vollständig unterbrochen. Die Breite der Unterbrechung 42 liegt im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm. Zur Erhöhung der Diffusionsdichtigkeit ist die Unterbrechung 42 mit einer im Durchmesser ca. 3 mm betragenden Wulst 80 aus einem diffusionsdichten Material, das nur gering wärmeleitend ist, überdeckt. Ein solches Material kann beispielsweise ein Butyldichtstoff auf Isobutylenbasis sein, das üblicherweise auch zum Verkleben der Anlagestege mit den Scheibeninnenseiten der Isolierscheibeneinheit verwendet wird.
Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandhalterprofils nach Figur 3 unterscheidet sich von dem nach Figur 2 lediglich dadurch, daß zusätzlich zu der in der Längsmittelebene der diffusionsdichten Schicht 40 angeordneten ersten
Unterbrechung 42 zwei weitere parallel dazu verlaufende Unterbrechungen 44 und 46 vorgesehen sind, die sich auf beiden Seiten der ersten Unterbrechung 42 ebenfalls linienförmig erstrecken. Es hat sich herausgestellt, daß die Wärmedämmung eines Abstandhalterprofils weiter verbessert werden kann, wenn statt einer Unterbrechung vorgegebener Breite in der diffusionsdichten Schicht 40 mehrere Unterbrechungen 42, 44, 46 vorgesehen werden, deren Gesamtbreite etwa der Breite der einfachen Unterbrechung entspricht. In diesem Beispiel sind die drei Unterbrechungen 42, 44, 46 jeweils mit Breiten von 0,1 mm ausgeführt. Im einzelnen wird dazu auf die Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit Figur 8 verwiesen.
Eine weitere Ausführungsform eines Abstandhalterprofils gemäß der Erfindung ist in Figur 4 dargestellt. Die diffusionsdichte Schicht 40 erstreckt sich hier, ausgehend von den Anlageseiten der Anlagestege 30, 36, im wesentlichen nur bis zu den Eckbereichen der Kammer 10 an der Außenwand 18 des Abstandhalterprofils, wobei der Bereich mit verminderter Wärmeleitung durch eine Reduzierung der Dicke der diffusionsdichten Schicht 40 im wesentlichen über die gesamte Außenwand 18 der Kammer 10 ausgebildet ist. Dabei ist die Dicke der diffusionsdichten Schicht 40 im Bereich der Außenwand 18 der Kammer 10 gegenüber der Dicke der diffusionsdichten Schicht im Bereich der Anlagestege 30, 36 so weit reduziert, daß soeben noch eine ausreichende Diffusionsdichtigkeit des Abstandhalterprofils in diesem Bereich vorliegt, oder es ist ein entsprechendes streifenförmiges Einsatzstück 48 vorgesehen. Die diffusionsdichte Schicht 40 im Bereich der Anlagestege 30, 36 des Abstandhalterprofils weist hingegen eine demgegenüber deutlich höhere Schichtdicke auf, mit der ein Biegeverhalten im Sinne der DE 298 14 768 U1 erreichbar ist.
Figur 5a zeigt, teilweise weggeschnitten, eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Abstandhalterprofils im eingebauten Zustand von außen, stellt also eine Draufsicht auf die diffusionsdichte Schicht 40 mit dem als Unterbrechung 60 ausgeführten Bereich mit verminderter Wärmeleitung dar. Die Unterbrechung 60 ist hier als
Schlitzmuster ausgebildet, was verhindert, daß die diffusionsdichte Schicht 40 beim Biegen des Abstandhalterprofils reißt oder sich vom schlecht wärmeleitenden Material des Profilkorpus abschält.
Die Figur 5b zeigt als Alternative zu der Ausführungsform nach Figur 5a einen als Lochmuster 62 ausgeführten Bereich mit verminderter Wärmeleitung.
Figur 6 zeigt die Detailansicht einer Ausführungsform der Erfindung, bei der der Bereich mit verminderter Wärmeleitung durch eine die diffusionsdichte Schicht 40 nur teilweise durchsetzende linienförmige Aussparung in Form einer Einkerbung 70 gebildet ist. Durch die lokale Dickenreduzierung im Bereich der Einkerbung 70 wird die Wärmeübertragung der diffusionsdichten Schicht 40 quer zur Längsachse des Abstandhalterprofils deutlich gegenüber einer diffusionsdichten Schicht 40 mit konstanter Dicke herabgesetzt, während die Diffusionsdichtigkeit nahezu unverändert bleibt.
Schließlich zeigt Figur 7 ein erfindungsgemäßes Abstandhalterprofil, ähnlich dem in Figur 2 gezeigten, eingebaut in einer Isolierscheibeneinheit mit den Einzelscheiben 102, 104, und zwar über Butyldichtstoff auf Basis von Polyisobutylen als Klebemittel 106 (Breite zwischen Glasscheiben 102, 104 und benachbartem Anlagesteg 30, 36: 0,25 mm, Höhe: 4 mm), sowie mit einer außenseitigen Überdeckung mit Polysulfidkleber 108 in einer Höhe von 3 mm.
In Figur 8 sind als Balkendiagramme die mit Hilfe von Wärmestromsimulationsrechnungen ermittelten Temperaturen -10 mm von der Scheibenkante entfernt- auf der vom Glasscheibenzwischenraum abgewandten Oberfläche einer raumseitigen Glasscheibe von Isolierscheibeneinheiten (1) bis (6) angegeben, die mit verschiedenen Abstandhalterprofiltypen und verschiedenen Ausgestaltungen der Bereiche mit verminderter Wärmeleitung ausgestattet wurden.
Durchgeführt wurden die Wärmestrom-Simulationsrechnungen mit dem kommerziell erhältlichen Softwareprogramm "WIMSO 1.3"der Firma Sommer Informatik GmbH, Rosenheim. Dabei wurden zweidimensionale Temperaturfelder errechnet. Aus der Darstellung der berechneten Isothermen wurden die in Figur 8 aufgeführten Glasoberflächentemperaturen im Bereich des Randverbundes ermittelt.

Für die Rechnungen wurden neben Werten, für die Herstellerangaben vorlagen, die Wärmeleitfähigkeitsangaben nach DIN 4108 Teil 4 bzw. nach prEN 30 077 übernommen. Die Daten sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

Materialbezeichnung	Wärmeleitfähigkeit [W / (m · K)]
Glas	1,000
Aluminium	220,000
Edelstahl	15,000
Weißblech	35,000*
Polypropylen	0,220
Polysulfid	0,190
Butyl	0,240
Molekularsieb	0,130
Argon	0,016

* Herstellerangabe

Für die Berechnungen des Wärmetransports im Bereich des Randverbundes wurde von einer Isolierscheibeneinheit mit Einzelscheiben aus jeweils 4 mm dicken Kalknatronsilikat-Floatglasscheiben ausgegangen, wobei die zum Glasscheibenzwischenraum weisende Oberfläche der Innenscheibe mit einer Wärmesehutzschicht mit einer Emissivität von 0,1 versehen war. Die Breite des Glasscheibenzwischenraumes betrug 16 mm; für die Anbindung der Abstandhalter an die Glasscheiben wurden Butyldichtstoff-Verklebungen und für die außenseitige Überdeckung eine Polysulfidkleberanordung gemäß Figur 7 angenommen; für den Glasscheibenzwischenraum wurde von einer Gasfüllung von > 90 Vol.-% mit Argon ausgegangen.
Die Berechnungen wurden mit den Maßgaben und Geometrien nach den einzelnen Beispielen (1) - (6) durchgeführt, wobei die Außentemperatur -15°C und die Innentemperatur 20 °C betrug.
Im einzelnen sind in der Figur 8 die Balken bzw. Balkenpaare folgenden Abstandhalterprofil-Ausführungsformen zugeordnet:

(1) Abstandhalterprofil nach Figur 1 mit einem Profilkorpus aus Polypropylen Novolen 1040 K, Höhe 6,5 mm, Breite 15,5 mm, Wanddicken gleichmäßig 1 mm, mit einer verzinnten Eisenblechfolie (Weißblechfolie) der Dicke 0,18 mm als diffusionsdichter Schicht. Chemische Zusammensetzung dieses Eisenblechs (in Gewichtsprozente): Kohlenstoff 0,07 %, Mangan 0,400 %, Silizium 0,018 %, Aluminium 0,045 %, Phosphor 0,020 %, Stickstoff 0,007 %, Rest Eisen. Beidseitige Zinnschicht mit einem Flächengewicht von 2,8 g/m², was einer Dicke von etwa 0,38 µm entspricht.
(2) Abstandhalterprofil nach Figur 2 mit einem Profilkorpus aus schwarz eingefärbtem Polypropylen Novolen 1040 K, Höhe 6,5 mm, Breite 15,5 mm, Wanddicken gleichmäßig 1 mm. Der Profilkorpus ist mit einer verzinnten Eisenblechfolie (Weißblechfolie) der Dicke 0,18 mm gemäß (1) als diffusionsdichter Schicht stoffschlüssig verbunden.
(3) Abstandhalterprofil gemäß (2) mit Edelstahlfolie der Dicke 0,1 mm anstatt der Weißblechfolie. Chemische Zusammensetzung des für die Metallfolie verwendeten Edelstahls (in Gewichtsprozent): Chrom 19 bis 21 %, Kohlenstoff maximal 0,03 %, Mangan maximal 0,50 %, Silizium maximal 0,60 %, Aluminium 4,7 bis 5,5 %, Rest Eisen.
(4) Abstandhalterprofil gemäß (2) mit Aluminiumfolie der Dicke 0,1 mm anstatt der Weißblechfolie.
(5) Abstandhalterprofil aus einem zum Scheibenzwischenraum offenen U-förmigen Profilkorpus aus Polypropylen, Höhe 6,5 mm, Breite 15,5 mm, Wanddicken gleichmäßig 1 mm, mit einer Weißblechfolie der Dicke 0,18 mm gemäß (1) als diffusionsdichter Schicht auf der Stegaußenseite und die Profilschenkel umgreifend stoffschlüssig verbunden.
(6) Abstandhalterprofil gemäß (1) mit einer Weißblechfolie, die jedoch nicht auf der dem Glasscheibenzwischenraum abgewandten Seite des Profils angeordnet, sondern dort durchgehend eingebettet war.

In Figur 8 geben die jeweiligen Balken die an der Innenscheibe auf der vom Glasscheibenzwischenraum abgewandten Oberfläche- 10 mm von der Scheibenaußenkante entfernt- ermittelten Temperaturen an, d. h., bei der angenommenen Überdeckung der Abstandhalterprofile mit einer 3 mm Polysulfidkleberanordung und bei der eingesetzten Abstandhalterprofilhöhe von 6,5 mm, daß der Meßpunkt knapp oberhalb des Abstandhalterprofils in Richtung auf den Glasscheibenzwischenraum lag. Dabei geben die hell unterlegten Balken die Temperatur bei Verwendung der Abstandhalterprofile mit einer Metallfolie wieder, die mittig in der Profillängsebene eine durchgehende, linienförmige Unterbrechung der Breite 0,3 mm als Bereich mit verminderter Wärmeleitung aufweist, während die schraffierten Balken die Temperatur bei Verwendung einer Metallfolie mit drei parallelen, ebenfalls durchgehenden, linienförmigen Unterbrechungen der Breite 0,1 mm wiedergeben, wobei die beiden äußeren Unterbrechungen von der in der Profillängsebene angeordneten mittleren Unterbrechung jeweils 3 mm beabstandet waren. Als Referenz ist mit den doppelt schraffierten Balken die Temperatur für ein Abstandhalterprofil mit einer diffusionsdichten Schicht ohne erfindungsgemäßen Bereich mit verminderter Wärmeleitung angegeben.
Aus der graphischen Darstellung der Figur 8 wird deutlich, daß die Wärmedämmung für jedes der untersuchten Abstandhalterprofile durch die erfindungsgemäße Anordnung von Bereichen mit verminderter Wärmeleitung in der diffusionsdichten Schicht verbessert wird. Dabei ist es von Vorteil, wenn nicht nur eine, sondern mehrere Unterbrechungen geringer Breite vorliegen. Es hat sich gezeigt, daß die Wärmedämmung nicht mehr wesentlich verbessert wird, wenn mehr als drei Unterbrechungen vorgesehen werden. Besonders deutlich zeigt sich die verbesserte Wärmedämmung bei der Ausführungsform gemäß (4) mit Aluminium als besonders gut wärmeleitendem Material für die diffusionsdichte Schicht.

Claims

Abstandhalterprofil für einen Abstandhalterrahmen einer Isolierscheibeneinheit, der im Randbereich von mindestens zwei voneinander beabstandeten Scheiben (102, 104) unter Bildung eines Scheibenzwischenraumes anzubringen ist, wobei der Profilkorpus des Abstandhalterprofils aus schlecht wärmeleitendem Material besteht und auf seiner im Einbauzustand vom Scheibenzwischenraum abgewandten Seite mit einer sich im wesentlichen über seine gesamte Breite erstreckenden diffusionsdichten Schicht aus gut wärmeleitendem Material verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die diffusionsdichte Schicht (40) zumindest einen sich in Längsrichtung des Abstandhalteprofil erstreckenden Bereich mit verminderter Wärmeleitung quer zur Längsrichtung des Abstandhalterprofils in Form einer linienförmigen Aussparung (42, 44, 46, 60) mit einer Breite zwischen 0,1 und 1 mm aufweist, welche die diffusionsdichte Schicht (40) in ihrer Dickenrichtung vollständig unterbricht.
Abstandhalterprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei parallel verlaufende, voneinander beabstandete linienförmige Aussparungen (42, 44, 46) vorgesehen sind.
Abstandhalterprofil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die linienförmige Aussparung (42, 44, 46, 70) als durchgehende Linie ausgebildet ist.
Abstandhalterprofil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die linienförmige Aussparung (60) als Perforation ausgebildet ist.
Abstandhalterprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die linienförmige Aussparung (42, 44, 46, 60) mit einer Wulst (80) aus einem diffusionsdichten, schlecht wärmeleitenden Material ausgefüllt ist.
Abstandhalterprofil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulst (80) aus einem Butyldichtstoff auf Isobutylenbasis besteht.
Abstandhalterprofil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die diffusionsdichte Schicht (40) auf der Außenseite (18) des Profilkorpus angeordnet oder nahe dieser zumindest teilweise in den Profilkorpus eingebettet ist.
Abstandhalterprofil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die diffusionsdichte Schicht (40) aus einem Material, insbesondere einem Metall, mit einem Wärmeleitwert λ ≤ 50 W/(m·K) besteht.
Abstandhalterprofil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die diffusionsdichte Schicht (40) aus Edelstahl oder verzinntem oder verchromten Eisenblech besteht.
Abstandhalterprofil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die diffusionsdichte Schicht (40) eine Dicke von mindestens 0,02 mm aufweist.
Abstandhalterprofil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die diffusionsdichte Schicht (40) aus Eisenblech eine Dicke von weniger als 0,2 mm, bevorzugt höchstens 0,13 mm, aufweist.
Abstandhalterprofil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die diffusionsdichte Schicht (40) aus Edelstahl eine Dicke von weniger als 0,1 mm, bevorzugt höchstens 0,05 mm, aufweist.
Abstandhalterprofil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilkorpus aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einem Wärmeleitwert λ < 0,3 W/(m·K), wie Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyamid oder Polycarbonat, besteht.
Abstandhalterprofil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilkorpus eine Hohlkammer (10) zur Aufnahme von Trockenmittel aufweist und daß der Bereich verminderter Wärmeleitung (42, 44, 46, 48, 60, 62, 70) auf der im Einbauzustand dem Scheibenzwischenraum abgewandten Seite der Hohlkammer (10) angeordnet ist.
Abstandhalterprofil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilkorpus Anlagestege (30, 36) zur Anlage an den Scheibeninnenseiten aufweist, die über Brückenabschnitte (32, 34) mit den Seitenwänden (14, 16) der Hohlkammer verbunden sind.