EP2910724A1 - Mit einem wärmedämmenden Material befüllter Rahmen und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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EP2910724A1
EP2910724A1 EP15154600.9A EP15154600A EP2910724A1 EP 2910724 A1 EP2910724 A1 EP 2910724A1 EP 15154600 A EP15154600 A EP 15154600A EP 2910724 A1 EP2910724 A1 EP 2910724A1
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EP
European Patent Office
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opening
heat
insulating material
frame
filling
Prior art date
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EP15154600.9A
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English (en)
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EP2910724B1 (de
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Dirk Schäffner
Ann-Kathrin Herr
Gabriele Gärtner
Hark-Oluf Asbahr
Frank Menzel
Matthias Geisler
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Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
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Publication date
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    • 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
    • E06B3/04—Wing frames not characterised by the manner of movement
    • E06B3/263—Frames with special provision for insulation
    • E06B3/2632—Frames with special provision for insulation with arrangements reducing the heat transmission, other than an interruption in a metal section
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E06B3/34—Arrangements of wings characterised by the manner of movement; Arrangements of movable wings in openings; Features of wings or frames relating solely to the manner of movement of the wing with only one kind of movement
    • E06B3/42—Sliding wings; Details of frames with respect to guiding
    • E06B3/46—Horizontally-sliding wings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E06B3/46—Horizontally-sliding wings
    • E06B3/4609—Horizontally-sliding wings for windows
    • E06B3/4618—Horizontally-sliding wings for windows the sliding wing being arranged beside a fixed wing

Definitions

  • the invention relates to a frame filled with a heat-insulating material, and to a method for filling frames with a heat-insulating material.
  • DE4240431A1 discloses a method for filling frames, in which a heat-insulating material is introduced on fully assembled frame in the inner chambers of the frame-forming composite profiles.
  • the heat-insulating material is in the form of small particles. Specifically mentioned are silicates, metal oxides or foamed plastic materials such as polyamide, polyethylene, polystyrene or polyurethane.
  • the introduction of the heat-insulating material is preferably carried out by filling or in that it is blown from a reservoir and / or sucked. It is recommended that the heat-insulating material be placed at the highest point of the frame. It is further disclosed, in addition to at least one air inlet opening, at least one air outlet opening covered with a screen for retaining the particles.
  • CH703403A1 discloses a method for the complete filling of a hollow section, in which one can completely fill the cavities by blowing an insulating material. Furthermore, it is disclosed that the blowing can be assisted by a suction at a second opening and the injected material is to be distributed throughout the cavity.
  • AT3074U1 discloses a method in which a thermal insulation material is introduced by at least one filling opening as a granular material in the profile of a frame and that the filling opening is closed after insertion.
  • the insulating material is injected with compressed air into the insulating chambers. It is particularly favorable with regard to a complete filling, when the filling openings are made respectively in the corners of the frame or to be drilled.
  • thermal insulation materials are called foamed plastics and insulating fibers.
  • the frame is preferably a window frame.
  • Figure 1A shows a principal embodiment of the invention. Where a represents the frame, b the profiles forming the frame. The item numbers 1 to 4 correspond to the above-mentioned openings. The dotted area represents the heat-insulating material.
  • FIG. 1A shows the effect of the openings (3) and (4) on the side profiles in the corner to the upper profile.
  • the upper area of the side profiles is not filled.
  • the heat-insulating material has no constituents of more than 1000 microns.
  • Suitable silica are silica aerogels, precipitated silicas and fumed silicas. The best results are obtained with fumed silicas.
  • Pyrogenic silicas are prepared by flame hydrolysis of silicon compounds such as chlorosilanes.
  • a hydrolyzable silicon halide is reacted with a flame formed by combustion of hydrogen and an oxygen-containing gas.
  • the combustion flame thereby provides water for the hydrolysis of the silicon halide and sufficient heat for the hydrolysis reaction.
  • a silica prepared in this way is called fumed silica.
  • primary particles are initially formed, which are almost free of internal pores. These primary particles fuse during the process via so-called "sintering necks" to aggregates.
  • the primary particles have a diameter of about 5 - 50 nm.
  • the diameter of the aggregates is usually at 100 to 500 nm.
  • the aggregates can also aggregates in the form loosely adhering to each other Form aggregates.
  • the diameter of these agglomerates is in the range of 1 to 100 microns.
  • fumed silica is an ideal thermal insulation material because the aggregate structure provides sufficient mechanical stability, minimizes heat transfer through solid-state conductivity across the "sintered necks", and produces sufficiently high porosity.
  • fumed silicas having a BET surface area of 150-600 m 2 / g.
  • Explicitly mentioned are the AEROSIL ® 200, AEROSIL ® 300 or AEROSIL ® 380, all of them Evonik Industries.
  • the surface of the silicas may be modified by reaction with organosilanes.
  • Suitable hydrophobic fumed silicas are AEROSIL ® R972, Aerosil ® R974, Aerosil ® R106, Aerosil ® R202, Aerosil ® R805 and Aerosil ® R812, all Evonik Industries.
  • the frame may also contain IR opacifiers.
  • IR opacifiers Preference is given to titanium oxides, zirconium oxides, ilmenites, iron titanates, iron oxides, zirconium silicates, silicon carbides, manganese oxides, graphites and / or carbon blacks, or mixtures of substances which comprise at least one of the abovementioned constituents.
  • Particularly preferred is silicon carbide.
  • the particle size of the opacifiers is usually between 0.1 to 25 microns. In the case of silicon carbide and titanium oxides, the mean particle diameter d 50 is preferably 1 to 10 ⁇ m, more preferably 2 to 8 ⁇ m.
  • the proportion of opacifier particles on the heat-insulating material is preferably 10 to 30 wt .-%.
  • a thermal insulating material comprising silica and IR opacifier can be obtained by means of conventional solids mixing equipment such as a plowshare mixer.
  • the heat-insulating material is advantageously compacted to a bulk density of 100-200 g / l. In this area the thermal insulation is best.
  • the compression can be done for example by means of a vacuum roller compressor.
  • Another object of the invention is a method for filling the hollow profile of a frame with a heat-insulating material by applying in a first step to the opening (2) a negative pressure, the openings (3) and (4) holds closed and via opening (1 ) the heat-insulating material in the form of a pourable material, for example a powder, a powder mixture or granules so long aspirated until a degree of filling of 50 - 85% is reached,
  • a pourable material for example a powder, a powder mixture or granules so long aspirated until a degree of filling of 50 - 85% is reached
  • the opening (1) closes and over the opening (3) and (4) soak the heat-insulating material until a degree of filling of at least 95% is present.
  • the openings (3) and (4) allow filling in the upper corners of the cavity.
  • the opening (2) is designed as a pipe piece, wherein the pipe piece is in a position flush with the profile at the beginning of the filling, and at the end of the filling in a position in which it is up to 95% of the length protrudes into the cavity to the opposite wall of the cavity.
  • FIG. 2 illustrates this embodiment.
  • FIG. 2A shows the situation at the beginning of the filling.
  • FIG. 2B to the end of the filling.
  • the pipe section is flush with the cavity, ie it does not protrude into the cavity. Subsequently, the pipe section is pushed further into the cavity, so that there is only a small distance to the frame.
  • the suction is carried out by applying a negative pressure to the opening 2.
  • the negative pressure is to be chosen so that as little as possible or no heat-insulating material is discharged and the filling time is minimized.
  • the vacuum is 100 - 300 mbar.
  • Heat-insulating material A mixture of 80 parts by weight of AEROSIL® R974, Evonik Industries and 20 parts by weight Silcarbide Silica G14, ESK-SiC GmbH, is mixed by means of a plowshare mixer and then by means of a vacuum compacting roller, Vacupress, to a bulk density of 122 g / l and compacted a tamped density of 140 g / l.
  • Window frame For the experiment a model made of PLEXIGLAS®, Evonik Industries, with openings, M8 tapped hole is used.
  • the cavity to be filled has a height of 700 mm, a width of 550 mm, a web width of 40 mm and a depth of 17 mm. This results in a volume of 1.59 liters to be filled.
  • the respective test material is sucked into the window frame.
  • the negative pressure is by a water jet pump, Fa. Brand, final pressure ⁇ 16 mbar abs ; Power 400 l / h).
  • a filter Between the water jet pump and the opening (2) is a filter.
  • the filter used is an analysis filter AGF-PV-S2, Bühler® Technologies. He has a glass structure in which the material discharge is immediately recognizable.
  • Example 1 (comparison): The heat-insulating material is sucked in via the opening 1 and the venting takes place via the opening 2. The filter settles rapidly due to the material discharge. Replacing the filling and venting opening resulted in an even faster addition of the filter.
  • Example 2 (comparison): The heat-insulating material is sucked in through the opening 1 and the venting takes place via the opening 2. The performance of
  • Water jet pump is throttled to 80% to less fluidize the material and reduce material discharge.
  • the frame can be filled so evenly on both sides up to a height of about 500 mm and the upper surface almost completely. This corresponds to a filling level of approx. 83%.
  • the suction power at the filling opening 1 is equal to zero.
  • Increasing the water jet pump capacity from 80% to 100% leads to greater fluidization and discharge of the material due to the larger air flow. Due to larger agglomerates in heat-insulating material, there are always blockages in the pipes.
  • Example 3 (comparison): Shares of> 800 ⁇ m are sieved out of the heat-insulating material. The frame is then filled first as in Example 2. Thereafter, the opening 1 was closed and filled through the openings 5 and 8. The capacity of the water-jet pump is reduced from 80% to approx. 20% in order to reduce the fluidization and thus the material discharge. The filling level can be increased to approx. 89% with this setup. However, clear cavities are still visible in the upper corners.
  • Example 4 Shares of> 800 ⁇ m are sieved out of the heat-insulating material.
  • the frame is first filled via opening 1 and then via openings 7 and 8.
  • the power of the water jet pump is throttled from the beginning to about 30%. This has a positive influence on the sedimentation behavior of the compressed mixture and thus on the degree of filling.
  • the vent tube is flush with the inner cavity, i. it did not protrude into the cavity.
  • the tube is pushed further into the cavity, so that only a distance of 3 mm to the frame.
  • the degree of filling to about 98%. increase.
  • the average bulk density in the window frame of 150 g / l is calculated.

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Abstract

Mit einem wärmedämmenden Material gefülltes Hohlprofil eines Rahmens, bei dem das Hohlprofil so zusammengefügt ist, dass die Hohlräume aller Rahmenseiten untereinander in leitender Verbindung stehen und das Hohlprofil verschließbare Öffnungen aufweist, wobei a) die verschließbaren Öffnungen a1) mindestens eine Öffnung (1) am unteren Profil, a2) mindestens eine Öffnung (2) am oberen Profil, und a3) jeweils mindestens eine Öffnung (3) und Öffnung (4) jeweils an den seitlichen Profilen in der Ecke zum oberen Profil umfassen, und b) das wärmedämmende Material b1) ein schüttfähiges Material ist, b2) eine Kieselsäure enthält und b3) das Hohlprofil des Rahmens zu wenigstens 95% ausfüllt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen mit einem wärmedämmenden Material befüllten Rahmen, sowie ein Verfahren zum Befüllen von Rahmen mit einem wärmedämmenden Material.
  • In DE4240431A1 wird ein Verfahren zum Befüllen von Rahmen offenbart, bei dem ein wärmedämmendes Material an fertig zusammengebauten Rahmen in die Innenkammern der die Rahmen bildenden Verbundprofile eingebracht wird. Das wärmedämmende Material liegt in Form kleiner Partikel vor. Genannt werden explizit Silikate, Metalloxide oder geschäumten Kunststoffmaterialien wie Polyamid, Polyäthylen, Polystyrol oder Polyurethan. Das Einbringen des wärmedämmenden Materials erfolgt vorzugsweise durch Einfüllen oder dadurch, dass es aus einem Vorratsbehälter eingeblasen und/oder eingesaugt wird. Es wird empfohlen, das wärmedämmende Material an der höchsten Stelle des Rahmens einzubringen. Offenbart wird ferner, neben mindestens einer Lufteintrittsöffnung mindestens eine mit einem Sieb zum Zurückhalten der Partikel abgedeckte Luftaustrittsöffnung.
  • In CH703403A1 wird ein Verfahren zur vollständigen Befüllung eines Hohlprofiles offenbart, bei dem man durch Einblasen eines Dämmstoffs die Hohlräume vollständig ausfüllen kann. Weiterhin wird offenbart, dass das Einblasen durch ein Absaugen an einer zweiten Öffnung unterstützt werden kann und das eingeblasene Material sich im gesamten Hohlraum verteilen soll.
  • In AT3074U1 wird ein Verfahren offenbart, bei dem ein Wärmedämm-Material durch mindestens eine Befüllungsöffnung als körniges Material in das Profil eines Rahmens eingebracht wird und dass die Befüllungsöffnung nach dem Einbringen verschlossen wird. In einer besonderen Ausführungsvariante des Verfahrens wird das Isoliermaterial mit Druckluft in die Isolierkammern eingeblasen. Besonders günstig im Hinblick auf eine vollständige Füllung ist es, wenn die Befüllungsöffnungen jeweils in den Ecken des Rahmens hergestellt bzw. gebohrt werden. Als Wärmedämm-Materialien werden geschäumte Kunststoffe und Isolierfasern genannt.
  • Die im Stand der Technik genannten Verfahren zur Befüllung von Rahmen mit einem wärmedämmenden Material führen zu verbesserten wärmedämmenden Eigenschaften gegenüber nichtgefüllten Rahmen. Allerdings weisen diese Verfahren wenigstens einen der folgenden Nachteile auf: a) das Verfahren erlaubt keine vollständige Befüllung, b) die Befüllung setzt sich ab, c) die Befüllung ist zeitaufwändig, d) das eingebrachte Material weist eine zu hohe Wärmeleitfähigkeit auf, e) die Befüllung bereits verbauter Fenster ist schwierig.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, einen Rahmen und ein Verfahren zur Herstellung eines Rahmens bereitzustellen, welches die genannten Nachteile nicht aufweist.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein mit einem wärmedämmenden Material gefülltes Hohlprofil eines Rahmens bei dem das Hohlprofil so zusammengefügt ist, dass die Hohlräume aller Rahmenseiten untereinander in leitender Verbindung stehen und das Hohlprofil verschließbare Öffnungen aufweist, wobei
    1. a) die verschließbaren Öffnungen
      • a1) mindestens eine Öffnung (1) am unteren Profil,
      • a2) mindestens eine Öffnung (2) am oberen Profil, und
      • a3) jeweils mindestens eine Öffnung (3) und Öffnung (4) jeweils an den seitlichen Profilen in der Ecke zum oberen Profil
      umfassen, und
    2. b) das wärmedämmende Material
      • b1) ein schüttfähiges Material ist, beispielsweise ein Pulver, eine Pulvermischung oder ein Granulat,
      • b2) eine Kieselsäure enthält und
      • b3) das Hohlprofil des Rahmens zu wenigstens 95%, bevorzugt 95 - 98 % ausfüllt.
  • Bei dem Rahmen handelt es sich bevorzugt um einen Fensterrahmen.
  • Figur 1A zeigt eine prinzipielle Ausführungsform der Erfindung. Dabei stellt a den Rahmen dar, b die den Rahmen bildenden Profile. Die Positionsnummern 1 bis 4 entsprechen den oben genannten Öffnungen. Die gepunktete Fläche stellt das wärmedämmende Material dar.
  • Bei langen Profilen kann es vorteilhaft sein, weitere Öffnungen an den seitlichen Profilen vorzusehen. Beispielhaft sind in Figur 1A Öffnungen an den Positionen 5 - 8 vorgesehen. Denkbar ist auch eine Begrenzung im Profil vorzunehmen, vorzugsweise vor dem Zusammenfügen zum Rahmen. Hier durch entstehen von einander getrennte Bereiche. Figur 1B zeigt die Wirkung der Öffnungen (3) und (4) an den seitlichen Profilen in der Ecke zum oberen Profil. Hier ist der obere Bereich der seitlichen Profile nicht befüllt.
  • Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das wärmedämmende Material keine Bestandteile von mehr als 1000 µm aufweist.
  • Als Kieselsäure kommen Siliciumdioxid-Aerogele, Fällungskieselsäuren und pyrogen hergestellte Kieselsäuren in Frage. Die besten Ergebnisse werden mit pyrogen hergestellten Kieselsäuren erhalten.
  • Pyrogene Kieselsäuren werden durch Flammenhydrolyse von Siliciumverbindungen, wie beispielsweise Chlorsilanen, hergestellt. Bei diesem Verfahren wird ein hydrolysierbares Siliciumhalogenid mit einer Flamme zur Reaktion gebracht, die durch Verbrennung von Wasserstoff und eines sauerstoffhaltigen Gases gebildet worden ist. Die Verbrennungsflamme stellt dabei Wasser für die Hydrolyse des Siliciumhalogenides und genügend Wärme zur Hydrolysereaktion zur Verfügung. Eine so hergestellte Kieselsäure wird als pyrogene Kieselsäure bezeichnet. Bei diesem Prozess werden zunächst Primärpartikel gebildet, die nahezu frei von inneren Poren sind. Diese Primärteilchen verschmelzen während des Prozesses über sogenannte "Sinterhälse" zu Aggregaten.
  • Die Primärpartikel weisen einen Durchmesser von ca. 5 - 50 nm auf. Der Durchmesser der Aggregate liegt in der Regel bei 100 bis 500 nm. Die Aggregate können weiterhin Aggregate in Form lose aneinander haftender Aggregate bilden. Der Durchmesser dieser Agglomerate liegt im Bereich von 1 -100 µm.
  • Aufgrund dieser Struktur ist pyrogen hergestellte Kieselsäure ein idealer Wärmedämmstoff, da die Aggregatstruktur eine hinreichende mechanische Stabilität bewirkt, die Wärmeübertragung durch Festkörperleitfähigkeit über die "Sinterhälse" minimiert und eine ausreichend hohe Porosität erzeugt.
  • Besonders bevorzugt werden pyrogene Kieselsäuren mit einer BET-Oberfläche von 150 - 600 m2/g eingesetzt. Explizit seien der AEROSIL® 200, AEROSIL® 300 oder AEROSIL®380, alle Evonik Industries, genannt.
  • Die Oberfläche der Kieselsäuren kann durch Umsetzung mit Organosilanen modifiziert sein. Beispielhaft sind Rn-Si-X4-n, R3Si-Y-SiR3, RnSinOn, (CH3)3-Si-(O-Si(CH3)2)n-OH, HO-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)n-OH, mit n = 1-8; R = -H, -CH3, -C2H5; X = -Cl, -Br; -OCH3, -OC2H5, -OC3H8, Y= NH, O genannt. Explizit seien (CH3)3SiCl, (CH3)2SiCl2, CH3SiCl3, (CH3)3SiOC2H5, (CH3)2Si(OC2H5)2, CH3Si(OC2H5)3, (CH3)3SiNHSi(CH3)3, (CH3)3SiOSi(CH3)3, Octamethyltetracyclosiloxan, Hexamethyltricyclosiloxan und Polysiloxanol (CH3)3Si(OSi(CH3)2)4OH genannt.
  • Typische Beispiele geeigneter hydrophober, pyrogener Kieselsäuren sind AEROSIL®R972, AEROSIL®R974, AEROSIL®R106, AEROSIL®R202, AEROSIL® R805 und AEROSIL® R812, alle Evonik Industries.
  • Der Rahmen kann neben Kieselsäure auch IR-Trübungsmittel enthalten. Bevorzugt handelt es sich um Titanoxide, Zirkonoxide, Ilmenite, Eisentitanate, Eisenoxide, Zirkonsilikate, Siliciumcarbide, Manganoxide, Graphite und/oder Ruße, oder um Stoffgemische, welche mindestens einen der vorgenannten Bestandteile umfassen. Besonders bevorzugt ist Siliciumcarbid. Die Partikelgröße der Trübungsmittel liegt in der Regel zwischen 0,1 bis 25 µm. Bei Siliciumcarbid und Titanoxiden ist der mittlerer Partikeldurchmesser d50 bevorzugt 1 bis 10 µm, besonders bevorzugt 2 bis 8 µm. Der Anteil an Trübungsmittelpartikeln an dem wärmedämmenden Material beträgt bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%.
  • Eine Kieselsäure und IR-Trübungsmittel umfassendes, wärmedämmendes Material kann mittels üblicher Apparate zur Feststoffmischung, beispielsweise eines Pflugscharmischer, erhalten werden.
  • Nach dem Mischen wird das wärmedämmende Material vorteilhafterweise auf eine Schüttdichte von 100 - 200 g/l verdichtet. In diesem Bereich ist die Wärmedämmung am besten. Die Verdichtung kann beispielsweise mittels eines Vakuumwalzenverdichters erfolgen.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Befüllen des Hohlprofils eines Rahmens mit einem wärmedämmenden Materialbei indem man in einem ersten Schritt an der Öffnung (2) einen Unterdruck anlegt, die Öffnungen (3) und (4) verschlossen hält und über Öffnung (1) das wärmedämmende Material in Form eines schüttfähigen Materials, beispielsweise eines Pulvers, einer Pulvermischung oder eines Granulats so lange einsaugt bis ein Füllgrad von 50 - 85% erreicht ist,
  • in einem zweiten Schritt die Öffnung (1) verschließt und über die Öffnung (3) und (4) das wärmedämmende Material so lange einsaugt bis ein Füllgrad von wenigstens 95% vorliegt.
  • Die Öffnungen (3) und (4) erlauben die Befüllung in den oberen Ecken des Hohlraumes.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Öffnung (2) als Rohrstück ausgestaltet, wobei das Rohrstück zu Beginn der Befüllung sich in einer Position bündig zum Profil befindet, und zum Ende der Befüllung sich in einer Position bei der es bis zu 95% der Länge bis zur gegenüberliegenden Wand des Hohlraumes in den Hohlraum hineinragt. Figur 2 verdeutlicht diese Ausführungsform. Figur 2A zeigt die Situation zu Beginn der Befüllung. Figur 2B zum Ende der Befüllung. Zu Beginn ist das Rohrstück bündig mit dem Hohlraum, d.h. es ragt nicht in den Hohlraum. Anschließend wird das Rohrstück weiter in den Hohlraum geschoben, sodass nur noch ein geringer Abstand zum Rahmen vorliegt. Mit dieser Ausführungsform ist es möglich den Austrag an wärmedämmendem Material zu minimieren und den Füllgrad zu steigern.
  • Das Einsaugen erfolgt durch Anlegen eines Unterdruckes an die Öffnung 2. Der Unterdruck ist so zu wählen, dass möglichst wenig oder gar kein wärmedämmendes Material ausgetragen wird und die Befüllzeit minimiert wird. In der Regel beträgt der Unterdruck 100 - 300 mbar.
    • Beispiele Einsatzstoffe, Materialien
  • Wärmedämmendes Material: Ein Gemisch aus 80 Gewichtsteilen AEROSIL® R974, Evonik Industries und 20 Gewichtsteilen Siliziumcarbid Silcar G14, ESK-SiC GmbH, wird mittels eines Pflugscharmischers gemischt und anschließend mittels einer Vakuum-Verdichterwalze, Vacupress, auf eine Schüttdichte von 122 g/l und eine Stampfdichte von 140 g/l verdichtet.
  • Fensterrahmen: Für den Versuch wird ein Modell aus PLEXIGLAS®, Evonik Industries, mit Öffnungen, M8 Gewindebohrung, verwendet. Der zu befüllende Hohlraum besitzt eine Höhe von 700 mm, eine Breite von 550 mm, eine Stegbreite von 40 mm und eine Tiefe von 17 mm. Daraus ergibt sich ein zu befüllendes Volumen von 1,59 Litern.
  • Das jeweilige Versuchsmaterial wird in den Fensterrahmen eingesaugt. Der Unterdruck wird durch eine Wasserstrahlpumpe, Fa. Brand, Enddruck < 16 mbarabs; Leistung 400 l/h) erzeugt. Zwischen der Wasserstrahlpumpe und der Öffnung (2) befindet sich ein Filter. Als Filter wird ein Analysenfilter AGF-PV-S2, Bühler® Technologies verwendet. Er verfügt über einen Glasaufbau bei dem der Materialaustrag sofort erkennbar ist.
  • Beispiel 1 (Vergleich): Das wärmedämmende Material wird über die Öffnung 1 eingesaugt und die Entlüftung erfolgt über die Öffnung 2. Der Filter setzt sich durch den Materialaustrag rasch zu. Ein Tauschen der Befüll- und Entlüftungsöffnung führte zu einem noch schnelleren Zusetzten des Filters.
  • Beispiel 2 (Vergleich): Das wärmedämmende Material wird über die Öffnung 1 eingesaugt und die Entlüftung erfolgt über die Öffnung 2. Die Leistung der
  • Wasserstrahlpumpe wird auf 80 % gedrosselt, um das Material weniger stark zu fluidisieren und den Materialaustrag zu reduzieren. Der Rahmen kann so gleichmäßig auf beiden Seiten bis zu einer Höhe von ca. 500 mm und die obere Fläche fast vollständig gefüllt werden. Dies entspricht einem Füllgrad von ca. 83 %. Zu diesem Zeitpunkt ist die Saugleistung an der Befüll Öffnung 1 gleich null. Eine Erhöhung der Wasserstrahlpumpenleistung von 80 % auf 100 % führt durch den größeren Luftstrom zu einer stärkeren Fluidisierung und Austrag des Materials. Aufgrund von größeren Agglomeraten im wärmedämmemden Material kommt es immer wieder zu Verstopfungen in den Leitungen.
  • Beispiel 3 (Vergleich): Aus dem wärmedämmenden Material werden Anteile > 800 µm herausgesiebt. Der Rahmen wird dann zunächst wie bei Beispiel 2 befüllt. Danach wurde die Öffnung 1 verschlossen und über die Öffnungen 5 und 8 befüllt. Dabei wird die Leistung der Wasserstahlpumpe von 80 % auf ca. 20 % reduziert, um die Fluidisierung und damit den Materialaustrag zu reduzieren. Der Füllgrad kann mit diesem Aufbau auf ca. 89% erhöht werden. Jedoch sind in den oberen Ecken noch deutliche Hohlräume erkennbar.
  • Beispiel 4 (gemäß Erfindung): Aus dem wärmedämmenden Material werden Anteile > 800 µm herausgesiebt. Der Rahmen wird zuerst über Öffnung 1 und dann über die Öffnungen 7 und 8 befüllt. Die Leistung der Wasserstrahlpumpe wird von Anfang an auf ca. 30 % gedrosselt. Dies hat einen positiven Einfluss auf das Sedimentationsverhalten der verdichteten Mischung und damit auf den Füllgrad. Zu Beginn ist das Entlüftungsrohr bündig mit dem inneren Hohlraum, d.h. es hat nicht in den Hohlraum geragt. Anschließend wird das Rohr weiter in den Hohlraum geschoben, sodass nur noch ein Abstand von 3 mm zum Rahmen ist. Dadurch wird weniger Material ausgetragen und der Zwickel an der Entlüftungsöffnung 2 besser gefüllt. Durch diese Maßnahmen kann der Füllgrad auf ca. 98 %. erhöht werden. Mit Hilfe des Füllgrades und der Menge des eingebrachten Materials wird die mittlere Schüttdichte im Fensterrahmen von 150 g/l berechnet.

Claims (8)

  1. Mit einem wärmedämmenden Material gefülltes Hohlprofil eines Rahmens, bei dem das Hohlprofil so zusammengefügt ist, dass die Hohlräume aller Rahmenseiten untereinander in leitender Verbindung stehen und das Hohlprofil verschließbare Öffnungen aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    a) die verschließbaren Öffnungen
    a1) mindestens eine Öffnung (1) am unteren Profil,
    a2) mindestens eine Öffnung (2) am oberen Profil, und
    a3) jeweils mindestens eine Öffnung (3) und Öffnung (4) jeweils an den seitlichen Profilen in der Ecke zum oberen Profil
    umfassen, und
    b) das wärmedämmende Material
    b1) ein schüttfähiges Material ist,
    b2) eine Kieselsäure enthält und
    b3) das Hohlprofil des Rahmens zu wenigstens 95% ausfüllt.
  2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmedämmende Material keine Bestandteile von mehr als 1000 µm aufweist.
  3. Rahmen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im wärmedämmenden Material vorliegende Kieselsäure eine pyrogene Kieselsäure umfasst.
  4. Rahmen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmedämmende Material ein IR-Trübungsmittel umfasst.
  5. Rahmen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmedämmende Material 70 - 95 Gew.-% pyrogene Kieselsäure und 5 - 30 Gew.-% IR-Trübungsmittel enthält.
  6. Verfahren zum Befüllen eines Hohlprofils eines Rahmens gemäß der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man
    in einem ersten Schritt an der Öffnung (2) einen Unterdruck anlegt, die Öffnungen (3) und (4) verschlossen hält und über Öffnung (1) das wärmedämmende Material so lange einsaugt bis ein Füllgrad von 50 - 85% erreicht ist,
    in einem zweiten Schritt die Öffnung (1) verschließt und über die Öffnung (3) und (4) das wärmedämmende Material so lange einsaugt bis ein Füllgrad von wenigstens 95% vorliegt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Öffnung (2) als Rohrstück ausgestaltet ist, welches zu Beginn der Befüllung sich in einer Position befindet, bei der es bis zu 95% der Länge bis zur gegenüberliegenden Wand des Hohlraumes in den Hohlraum hineinragt und zum Ende der Befüllung sich in einer Position bündig zum Profil befindet.
  8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum 100- 300 mbar beträgt.
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