EP4217578A1 - Isolierverglasungseinheit und verglasung - Google Patents

Isolierverglasungseinheit und verglasung

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Publication number
EP4217578A1
EP4217578A1 EP21773529.9A EP21773529A EP4217578A1 EP 4217578 A1 EP4217578 A1 EP 4217578A1 EP 21773529 A EP21773529 A EP 21773529A EP 4217578 A1 EP4217578 A1 EP 4217578A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frame
insulating glazing
glazing unit
spacer
slot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21773529.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas HOLTSTIEGE
Alicia DRÖGE
Klaus Solbach
Bernd Geck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP4217578A1 publication Critical patent/EP4217578A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1271—Supports; Mounting means for mounting on windscreens
    • 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
    • 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
    • E06B3/04—Wing frames not characterised by the manner of movement
    • E06B3/06—Single frames
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    • E06B3/54—Fixing of glass panes or like plates
    • E06B3/5409—Means for locally spacing the pane from the surrounding frame
    • 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
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    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663—Elements for spacing panes
    • E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
    • E06B3/66342—Section members positioned at the edges of the glazing unit characterised by their sealed connection to the panes
    • E06B3/66352—Section members positioned at the edges of the glazing unit characterised by their sealed connection to the panes with separate sealing strips between the panes and the spacer
    • 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
    • E06B7/00—Special arrangements or measures in connection with doors or windows
    • E06B7/28—Other arrangements on doors or windows, e.g. door-plates, windows adapted to carry plants, hooks for window cleaners
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07758—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card arrangements for adhering the record carrier to further objects or living beings, functioning as an identification tag
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/106—Microstrip slot antennas
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    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/6621—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together with special provisions for fitting in window frames or to adjacent units; Separate edge protecting strips

Definitions

  • the invention relates to an insulating glazing unit which has at least two glass panes and a spacer and sealing profile running between them near their edges, with at least one RFID transponder being attached to the insulating glazing unit as an identification element.
  • the invention also relates to glazing with a metal frame and an insulating glazing unit inserted into the frame, with the frame encompassing the edges of the insulating glazing unit and at the same time covering the RFID transponder or transponders.
  • the glazing is intended in particular to form facade glazing, a window, a door or an interior partition with a corresponding structure.
  • IGU insulating glazing units
  • Such insulating glazing units represent mass-produced, dispatched and also independently traded products which should be clearly identifiable on their way to an end product and possibly also during its maintenance and repair.
  • the identifying mark should be invisible from both the inside and outside of the finished window, door or curtain wall.
  • the marking should be "readable” from a distance of at least 30 cm.
  • the marking should be as forgery-proof as possible, i.e. it should not be easily overwritten or copied.
  • RFID transponders are known, for example, from WO 2016/198914 A1.
  • Such insulating glazing units are disclosed, for example, in WO 00/36261 A1, WO 2020/156870 A1, WO 2020/156871 A1 or WO 2007/137719 A1.
  • EP 2 230 626 A1 discloses RFID transponders for identifying solid and composite solid material panels.
  • Such an RFID transponder can be protected with a password so that it cannot be overwritten or its radio capability destroyed without considerable effort.
  • Known insulating glazing units provided with RFID transponders cannot therefore be used without further ado in metal frame constructions. This reduces the potential area of application of the glazing units marked in this way and thus the acceptance of the corresponding marking solutions by manufacturers and users.
  • the invention is therefore based on the object of providing an improved insulating glazing unit for glazing with frame constructions which consist at least to a considerable extent of metal and which also ensures that the above requirements are met in such installation situations.
  • this object is achieved by an insulating glazing unit having the features of claim 1 .
  • it is solved by glazing with an insulating glazing unit according to the invention.
  • the invention comprises an insulating glazing unit, comprising: at least one spacer, which is formed circumferentially into a spacer frame and delimits an interior area, a first glass pane, which is arranged on a first pane contact surface of the spacer frame and a second glass pane, which is arranged on a second pane contact surface of the spacer frame, and the glass panes protrude beyond the spacer frame and form an outer area which is at least partially, preferably completely, filled with a sealing element, with at least one RFID transponder being arranged in the outer area or in the outer edge area of the glass panes, and the RFID transponder containing a slot antenna .
  • At least one RFID transponder is arranged in the outside area (between the glass panes and around the spacer frame) or in the outer edge area of the glass panes.
  • the outer edge area of the glass panes is formed by the end faces of the glass panes and by an area of the outer surfaces of the glass panes close to the end faces.
  • a further aspect of the invention comprises glazing, in particular facade glazing, a window, a door or an interior partition, comprising: a frame and an insulating glazing unit according to the invention arranged in the frame.
  • the RFID transponder can be arranged directly on the insulating glazing unit or can be connected indirectly to the insulating glazing unit via the frame.
  • the frame comprises a metallic first frame element, a metallic second frame element and a polymeric third frame element connecting the frame elements at least in sections and preferably completely circumferentially or consists of them.
  • the frame encompasses the end face of the insulating glazing unit, preferably in a U-shape, and at the same time covers the RFID transponder or transponders in the viewing direction through the glass panes.
  • the legs of the first and second frame elements are usually designed in such a way that they at least completely cover the outer area and the spacer frame in the direction of vision through the insulating glazing unit.
  • the invention is based on the following finding: according to the current state of the art, transponders with simple dipole structures are used as antennas for UHF-RFID applications. Under far-field conditions, these usually show good reception and transmission properties.
  • one of the main reasons for the poor performance is in the main direction of the nearby metallic parts of the frame or spacer in relation to the dipole antenna of the RFID transponder.
  • the component of the electrical field (hereinafter E-field) of the dipole antenna of an RFID transponder according to the prior art is aligned in the near-field area parallel to the extension direction (longitudinal direction) of the dipole antenna. Due to the usual length of the dipole antenna of several centimeters, it must be arranged parallel to the metal frame or the spacer when installed in the area covered by the glazing frame. That is, the nearby parts of the frame and the electric field of the dipole antenna are parallel, so the E-field can be absorbed by the frame.
  • the signal is then "trapped" in the frame and may not be radiated, or only attenuated, to the outside of the glazing where the RFID reader would be located.
  • Slot antennas also have an elongated shape.
  • the E-field typically runs perpendicular to the direction in which the slot antenna extends. This means that the E field of the slot antenna runs orthogonally to the E field of a dipole antenna.
  • the H fields If an RFID transponder according to the invention with a slot antenna is arranged in a glazing according to the invention in the usual and, for geometric reasons, the only possible orientation (ie with the direction of extension parallel to the adjacent frame or spacer), the radiated E-field in the near field area is orthogonal to the direction of extension of frame or spacer. In such a configuration, the E-field is only slightly absorbed or attenuated. As a result, the E field radiated by the slot antenna can escape much more easily from the cavity (which is formed by the facade frame and spacer) and the RFID transponder according to the invention can be read from a greater distance.
  • the invention has arisen as a result of extensive experimental studies undertaken on insulating glazing units and glazings having the above-mentioned basic structure.
  • Advantageous spacers consist of a hollow profile filled with a drying agent, which consists of metal or is coated at least in sections with a metal foil or metalized foil, and on the outer surface of the spacer (hereinafter referred to as the outer surface of the spacer) a (also circumferential) sealing element is upset.
  • the inventors have in particular carried out investigations into insulating glazing units embedded in metallic frames, in which the frame consists of two metallic and therefore electrically conductive frame elements which are connected via a polymeric and electrically insulating frame element.
  • Such frames made of two metallic frame elements, which are connected by a polymer frame element are particularly advantageous since the polymer frame element significantly reduces heat transfer from the first frame element to the second frame element and thus, for example, from an exterior side to an interior side.
  • Elastomer profiles are arranged between the outer sides of the glass panes and the inner sides of the adjacent metal frame elements, which seal the glazing and fix the glass panes.
  • the RFID transponder contains RFID electronics that are galvanically connected or electromagnetically coupled to a slot antenna.
  • Electromagnetically coupled means that the slot antenna and the RFID transponder are coupled by an electromagnetic field, i.e. are connected both capacitively and inductively and preferably not galvanically.
  • Such designs can be arranged particularly well in the elongated and strip-shaped outer area along the spacer and between the glass panes, on the end faces of the glass panes or on the outer surfaces of the glass panes within the frame.
  • Slot antennas are known per se to a person skilled in the art, for example from DE894573.
  • the slot antenna according to the invention contains at least one base body made of an electrically conductive material.
  • the base body is preferably in the form of a plate or film, particularly preferably with a rectangular base area (length x width).
  • the base body has at least one, preferably precisely one, slit-shaped recess, which is called “slit” for short below.
  • the slit-shaped recess is essentially rectangular.
  • the slot forms an open passage along the thickness direction (that is, the smallest dimension of the body) from the top of the body to its bottom. The slot is completely surrounded by the base body in the area (ie in the other dimensions).
  • the base body contains a self-supporting metal foil, preferably made of aluminum, an aluminum alloy, copper, silver or high-grade steel or consists of it.
  • Preferred metal foils have a thickness of 0.02 mm to 0.5 mm and in particular 0.09 mm to 0.3 mm.
  • Such base bodies for slot antennas can be easily integrated into the insulating glazing unit and can also be produced easily and inexpensively.
  • the metal foil can also be stabilized by a polymer foil or electrically insulated on one or both sides.
  • the slit is preferably a recess only in the metal foil or in metal and polymer foil.
  • the base body of the slot antenna contains or consists of a metalized polymer film with a preferred metalization made of aluminum, an aluminum alloy, copper, silver or stainless steel.
  • Preferred metal layers have a thickness of 10 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the slot is advantageously a recess only in the metallization.
  • Such base bodies can also be easily integrated into the insulating glazing unit and can also be produced easily and inexpensively.
  • the preferred lengths and widths of the slot antenna i.e. the length LG and the width BG of the base body and the length LS and the width BS of the slot and the position of the slot within the base body depend on the operating frequency of the RFID transponder and the respective installation situation away.
  • the length LG of the base body ie the length parallel to the extension direction of the slot antenna, is advantageously from 25 mm to 200 mm, preferably from 40 mm to 170 mm and in particular from 80 mm to 150 mm.
  • the width BG of the base body ie the length transverse to the direction of extension of the slot antenna, is advantageously from 10 mm to 80 mm, preferably from 12 mm to 40 mm and in particular from 15 mm to 30 mm.
  • the length LS of the slot ie the length parallel to the extension direction of the slot antenna, is advantageously from 20 mm to 180 mm, preferably from 35 mm to 160 mm and in particular from 70 mm to 140 mm.
  • the width BS of the slot ie the length transverse to the extension direction of the slot antenna, is from 0.2 mm to 20 mm, preferably from 1 mm to 10 mm and in particular from 2 mm to 5 mm.
  • the RFID electronics are preferably arranged centrally with respect to the extension direction of the slot or in one of the end regions of the slot or somewhere in between and are galvanically connected to the base body and/or electromagnetically coupled.
  • the choice of the position of the RFID electronics can be used to optimize the impedance matching between the RFID electronics and the antenna.
  • the radio wavelengths used in such RFID transponder systems are usually in the UHF range at 865-869 MHz (including European frequencies) or 902-928 MHz (US American and other frequency bands) or the SHF at 2.45 GHz and 5.8GHz.
  • the approved frequencies for UHF RFID transponders differ regionally for Asia, Europe and America and are coordinated by the ITU.
  • the slot antenna according to the invention can be coupled in sections with a metal body, such as a metal spacer or a metal foil or a metalized foil on the spacer.
  • a strip of the base body is preferably brought between the slot and the border of the base body in the immediate vicinity or in contact with the metal body, with the strip of the base body opposite the slot and the slot itself being arranged as far away as possible.
  • a strip of the base body can be arranged on the metallic or metallized spacer and the slot and the opposite strip of the base body can be arranged angled at an angle of about 90° on the inner surface of one of the glass panes.
  • the slot antenna can be arranged on a dielectric carrier element, particularly preferably a polymer carrier element.
  • the thickness of the support element is adapted to the material and in particular to the dielectric constant of the support element and to the geometry of the slot antenna.
  • the slot antennas together with the RFID electronics per se can be arranged on a dielectric and, for example, polymer carrier layer, which significantly simplifies assembly and prefabrication.
  • an insulating glazing unit can have a number of RFID transponders, in particular in the edge or outer areas of the various sides (top, bottom, right, left) of the insulating glazing. As a rule, this is necessary in the case of insulating glazing according to the prior art with only short ranges of the RFID transponders in order to quickly find an RFID signal and quickly identify the insulating glazing unit. As a result of the inventive increase in the range of the RFID transponders, exactly one or a few RFID transponders per insulating glazing are usually sufficient.
  • the slot antenna is arranged at least in sections on the end face of the insulating glazing unit.
  • it can preferably be arranged on a section of an end face of one of the glass panes and/or on the outside of the outer area, for example on the outer surface of the sealing element.
  • the slot antenna can also be arranged in sections within the outer area and in particular reach into the sealing element.
  • the slot antenna and/or the complete RFID transponder can be completely embedded within the sealing element.
  • the slot antenna can also be arranged on at least one of the two end faces of the glass panes and on the outside of the outer area lying in between or inside the outer area.
  • the slot antenna or the entire RFID transponder is arranged on one of the outer surfaces of one of the glass panes.
  • the distance between the slot antenna and the (metallic) frame element depends in particular on the thickness of the elastomer profile, which is, for example, 6 mm to 7 mm.
  • the RFID transponder is arranged, preferably directly, on the outside of the spacer and in particular is glued to it.
  • the RFID transponder is arranged, preferably directly, on one of the glass panes and in particular is glued to it. It goes without saying that the RFID transponder can also be arranged within the material of the sealing element, for example by being placed in the still liquid sealing element and subsequent hardening or solidification.
  • the RFID transponder is arranged in the outside area, formed by the glass panes protruding over the spacer frame.
  • the RFID transponder is particularly preferably arranged directly on the outer surface of the spacer and/or on the inner surface of one of the glass panes.
  • the RFID transponder can be placed in the middle of the outside area, i.e. without direct contact with the outer surface of the spacer and without direct contact with the inner surfaces of the glass panes.
  • the RFID transponder according to the invention is preferably arranged partially or completely within the sealing element.
  • the RFID transponder is arranged on an outer surface of one of the glass panes, preferably at a distance of no more than 10 mm, particularly preferably no more than 5 mm and in particular no more than 3 mm from the adjacent face of the respective glass pane. It goes without saying that several RFID transponders can also be arranged at different positions mentioned above.
  • FIG. 1A shows a detailed view (cross-sectional representation) of an edge region of an insulating glazing unit according to an embodiment of the invention
  • FIG. 1B shows a plan view of an insulating glazing unit according to FIG.
  • Figure 1 C is a plan view of a section of the edge area of a
  • Insulating glazing unit according to the embodiment of the invention according to Figure 1A,
  • FIG. 1D shows a detailed view (perspective view) of a slot antenna according to the invention
  • FIG. 2A shows a detailed view (cross-sectional representation) of an edge region of a glazing with an insulating glazing unit according to a further embodiment of the invention
  • FIG. 2B shows a detailed view (cross-sectional representation) of an edge area of a glazing with an insulating glazing unit according to a further embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a detailed view (cross-sectional representation) of an edge region of a glazing with an insulating glazing unit according to a further embodiment of the invention
  • FIG. 4A shows a detailed view (perspective view) of an alternative slot antenna according to the invention
  • FIG. 4B shows a detailed view (perspective view) of a further alternative slot antenna according to the invention.
  • the insulating glazing units as well as the glazing and the individual components are each denoted by the same or similar reference numbers, regardless of the fact that the specific designs differ.
  • FIG. 1A shows an edge region of an insulating glazing unit 1 in cross section.
  • the insulating glazing unit 1 comprises two glass panes 4a and 4b. These are held at a predetermined distance by a spacer 5 placed between the glass panes 4a, 4b near the end face 14 of the insulating glazing unit 1.
  • the base body of the spacer 5 consists, for example, of glass fiber reinforced styrene acrylonitrile (SAN).
  • FIG. 1B shows a schematic plan view of the insulating glazing unit 1 in a viewing direction that is identified by the arrow A in FIG. 1A.
  • FIG. 1B therefore shows the second glass pane 4b on top.
  • a plurality of spacers 5 are guided along the side edges of the glass panes 4a, 4b and form a spacer frame 5'.
  • the pane contact surfaces 5.1, 5.2 of the spacers 5, i.e. the contact surfaces of the spacers 5 to the glass panes 4a, 4b, are each glued to the glass panes 4a or 4b and thereby mechanically fixed and sealed.
  • the adhesive connection consists, for example, of polyisobutylene or butyl rubber.
  • the inner surface 5.4 of the spacer frame 5' delimits an inner area 12 together with the glass panes 4a, 4b.
  • the spacer 5 is usually hollow (not shown) and filled with a desiccant (not shown) which penetrates into the inner area 12 via small openings on the inside (also not shown). binds moisture.
  • the desiccant contains, for example, molecular sieves such as natural and/or synthetic zeolites.
  • the inner area 12 between the glass panes 4a and 4b is filled, for example, with an inert gas such as argon.
  • the glass panes 4a, 4b generally protrude beyond the spacer frame 5' on all sides, so that the outer surface 5.3 of the spacer 5 and the outer sections of the glass panes 4a, 4b form an outer area 13.
  • a sealing element (sealing profile) 6 is introduced in this outer area 13 of the insulating glazing unit 1 between the glass sheets 4a and 4b and outside the spacer 5 .
  • This is shown here in simplified form in one piece. In practice, it usually comprises two components, one of which seals the contact surface between the spacer 5 and the glass panes 4a, 4b and protects it from the ingress of moisture and external influences from the outside. This can be identical to or combined with the adhesive surfaces between spacer 5 and glass panes 4a, 4b.
  • the second component of the sealing element 6 additionally seals and mechanically stabilizes the insulating glazing unit 1 .
  • the sealing element 6 is formed, for example, from an organic polysulfide.
  • an insulating film 11 is applied, for example, which reduces the heat transfer through the polymeric spacer 5 into the inner area 12.
  • the insulating film 11 can be attached to the polymeric spacer 5 with a polyurethane hot-melt adhesive, for example.
  • the insulating film 11 contains, for example, three polymer layers made of polyethylene terephthalate with a thickness of 12 ⁇ m and three metallic layers made of aluminum with a thickness of 50 nm. The metallic layers and the polymer layers are each applied alternately, the two outer layers of polymer layers are formed.
  • the layer sequence consists of a polymeric layer, followed by a metallic layer, followed by an adhesive layer, followed by a polymeric layer, followed by a metallic layer, followed by an adhesive layer, followed by a metallic layer, followed by a polymeric layer .
  • the base body of the spacer 5 consists, for example, of glass fiber reinforced styrene-acrylonitrile (SAN).
  • SAN glass fiber reinforced styrene-acrylonitrile
  • the spacer body has a glass fiber content of 35%, for example. The glass fiber content in the spacer body improves strength and stability at the same time.
  • the first glass pane 4a and the second glass pane 4b consist, for example, of soda-lime glass with a thickness of 3 mm and have dimensions of 1000 mm ⁇ 1200 mm, for example. It goes without saying that each insulating glazing unit 1 shown in this and the following exemplary embodiments can also have three or more panes of glass.
  • the insulating glazing unit 1 according to Figures 1A and 1B is provided with an RFID transponder 9, for example, which is attached to the outer surface 6.1 of the sealing element 6.
  • FIG. 1C shows a schematic plan view of the edge area of the insulating glazing unit 1 from FIG. 1A in a viewing direction that is identified by the arrow B in FIG. 1A.
  • the operating frequency of the RFID transponder is in the UHF range and is 866.6 MHz, for example.
  • the example shown is an inventive RFID transponder 9 with a slot antenna 9.1 in which the RFID electronics 9.2 are arranged in the center of the slot 9.1.1 and the base body 9.1.2 of the slot antenna 9.1 is attached to the adjacent areas and is electrically conductively connected to them, for example by two galvanic connections on both sides of the slot 9.1.1 (once at the top and once at the bottom in FIG. 1C).
  • the RFID electronics 9.2 can also be arranged at a different location can be and can be connected to the slot antenna 9.1 via lines, galvanic connections or electromagnetic coupling.
  • FIG. 1D shows a perspective representation of the slot antenna 9.1 according to the invention.
  • This consists of a metallic base body 9.1.2, for example a rectangular copper foil with a length LG of 140 mm, a width BG of 10 mm and a thickness DG of 0.1 mm.
  • the base body 9.1.2 has, for example, a slot 9.1.1 in the middle in the form of a complete recess with a length LS of 120 mm and a width BS of 2 mm.
  • the edge area of the base body 9.1.2 around the slot 9.1.1 is therefore approximately 10 mm each in the longitudinal direction (LR) and approximately 4 mm each in the transverse direction (BR).
  • LR longitudinal direction
  • BR transverse direction
  • strips 10.1, 10.2 are of the same width and length.
  • the base body 9.1.2 can also consist of a comparatively rigid, thin metal plate or of a very thin metal foil or metallization, which is arranged on a carrier element, preferably a dielectric carrier element such as a polymer plate or polymer film.
  • the slot antenna 9.1 is at a distance A from the outer surface of the spacer 5 5.4.
  • the spacer 5 has a metalized and therefore electrically conductive (heat) insulating film 11 . Without the distance A and the dielectric sealing element 6, the slot antenna 9.1 would be arranged directly on the electrically conductive insulating film 11 and would be “short-circuited” as a result.
  • the entire slot antenna 9.1 of the RFID transponder 9 can also be arranged directly on the spacer 5.
  • Figure 2A shows a detailed view (cross-sectional view) of an edge area of a glazing 2 with an alternative insulating glazing unit 1 according to the invention.
  • the insulating glazing unit 1 of Figure 2A essentially corresponds to the insulating glazing unit 1 or the slot antenna 9.1 according to the invention according to Figures 1A, 1B, 1C and 1 D, so that only the differences will be discussed below.
  • the RFID transponder 9 together with the slot antenna 9.1 is inside the outer area 13 and essentially between the spacer 5 and the sealing element 6, between the glass pane 4b and the sealing element 6 and partly inside the sealing element 6 arranged.
  • the slot 9.1.1 of the slot antenna 9.1 is offset here, for example, by 2 mm from the center of the width BG of the base body 9.1.2.
  • the wider strip 10.1 of the base body 9.1.2 is arranged directly on the spacer 5.
  • the wider strip 10.1 of the base body 9.1.2 is coupled to the metal or the metallization between its edge and the slot 9.1.1, so that this functionally and high-frequency-technically forms part of the Slot antenna 9.1 forms.
  • the slot 9.1.1 and the narrower strip 10.2 between the slot 9.1.1 and the edge of the base body 9.1.2 are angled by about 90°, for example, and are arranged on the inner surface 19 of the glass pane 4b in the outer area 13.
  • the frame 3 therefore surrounds the end face 14 of the insulating glazing unit 1 in a U-shape.
  • the sections of the first and second frame elements running parallel to the large surfaces of the glass panes 4a, 4b are designed in such a way that they connect at least the outer area 13 with the sealing element 6 and the spacer frame 5' completely covered by the insulating glazing unit 1 in the viewing direction (arrow A).
  • the insulating glazing unit 1 is arranged on supports, not shown here, in particular on plastic supports. Furthermore, an elastomer profile 7 is arranged between the metallic frame elements 3.1, 3.2 and the glass panes 4a, 4b, so that the insulating glazing unit 1 is held firmly within the frame 3.
  • the elastomer profile 7 has a thickness of 6.5 mm, for example, and fixes the distance between the respective frame elements 3.1, 3.2 and the glass panes 4a, 4b.
  • the slot 9.1.1 of the slot antenna 9.1 runs with its extension direction (i.e. its longitudinal direction (length LS)/longest dimension) parallel to the extension direction of the immediately adjacent spacer 5 or the metal frame element 3.2.
  • the E field emitted by the slot antenna 9.1 runs orthogonally to the direction of extension of the slot antenna 9.1 and thus also orthogonally to the direction of extension (longest dimension) of the spacer 5 or the frame 3.2. Since the spacer 5 and the frame 3.2 are very narrow in the direction parallel to the E field (approx. 10 mm - 40 mm), the E field is only very weakly damped. This leads to a high radiation power or sensitivity for sent or received signals in the wavelength range of the RFID operating frequency. With an RFID reader, signals could be read at relatively large intervals and sent to the RFID transponder 9 .
  • FIG. 2B shows a detailed view (cross-sectional representation) of an edge area of an alternative glazing 2 with an insulating glazing unit 1 according to a further embodiment of the invention.
  • Figure 2B shows a modified construction, which largely includes the elements and the structure of the glazing 2 Insulating glazing unit 1 according to Figures 2A. In this respect, the same reference numbers are used as there and the structure is not described again here.
  • the insulating glazing units 1 of FIGS. 2A and 2B differ in the shape of the slot antenna 9.1.
  • the base body 9.1.2 is made wider and is guided up to the end face 14 of the glass pane 4b and glued to it, for example.
  • the slot 9.1.1 can again be arranged centrally with respect to the width BG of the base body 9.1.2.
  • FIG. 3 shows a detailed view (cross-sectional representation) of an edge area of an alternative glazing 2 with an insulating glazing unit 1 according to a further embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows a modified construction which largely has the elements and the structure of the glazing 2 with the insulating glazing unit 1 according to FIG. 2B. In this respect, the same reference numbers are used as there and the structure is not described again here.
  • the insulating glazing units 1 of FIG. 3 and FIG. 2B differ essentially in the position at which the slot antenna 9.1 is arranged on the insulating glazing unit 1.
  • the RFID transponder 9 with the slotted antenna 9.1 is arranged on the outer surface 18 of the glass pane 4b and fastened, for example, by gluing.
  • the top view of the RFID transponder 9 (in the direction of arrow A) is covered by the frame 3 . Due to the distance between the slot antenna 9.1 and the metallic frame element 3.2 by the elastomer profile 7, a high-frequency technical short circuit of the slot antenna 9.1 is avoided by the frame element 3.2.
  • FIG. 4A shows a perspective representation of an alternative embodiment of a slot antenna 9.1 according to the invention. In terms of shape, dimensions and material, this essentially corresponds to slot antenna 9.1 from FIG. 1D, so that only the differences will be discussed below.
  • the RFID electronics 9.2 are galvanically connected to the slot antenna 9.1 in the case of the slot antenna 9.1 from FIG. 1D, the RFID electronics 9.2 in FIG. 4A are electromagnetically coupled to the slot antenna 9.1.
  • the RFID electronics 9.2 are galvanically connected to a coupling antenna 9.3, which is ring-shaped, for example.
  • the coupling antenna 9.3 is separated from the base body 9.1.2 of the slot antenna 9.1 by a distance d of, for example, 0.3 mm, for example by means of a polymer intermediate layer (not shown), such as a plastic film, and is galvanically isolated.
  • the coupling antenna 9.3 is able to stimulate an electromagnetic signal in the slot antenna 9.1 or to receive it from the slot antenna 9.1 and forward it to the RFID electronics 9.2.
  • FIG. 4B shows a perspective illustration of a further development of slot antenna 9.1 from FIG. 4A, so that only the differences from FIG. 4A will be discussed below.
  • the coupling antenna 9.3 is not arranged in the middle of the slot 9.1.1 with respect to the longitudinal direction, but rather in an end area (here at the left end). Furthermore, the slot

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Isolierverglasungseinheit (1), umfassend: - mindestens einen Abstandshalter (5), der umlaufend zu einem Abstandshalterrahmen (5') geformt ist und einen Innenbereich (12) umgrenzt, - eine erste Glasscheibe (4a), die auf einer ersten Scheibenkontaktfläche (5.1) des Abstandshalterrahmens (5') und eine zweite Glasscheibe (4b), die auf einer zweiten Scheibenkontaktfläche (5.2) des Abstandshalterrahmens (5') angeordnet ist, und - die Glasscheiben (4a, 4b) über den Abstandshalterrahmen (5') hinausragen und ein Außenbereich (13) gebildet ist, der zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, mit einem Versiegelungselement (6) gefüllt ist,wobei - mindestens ein RFID-Transponder (9) im Außenbereich (13) oder im äußeren Kantenbereich der Glasscheiben (4a, 4b) angeordnet ist, - der RFID-Transponder (9) eine Schlitzantenne (9.1) enthält.

Description

Isolierverglasungseinheit und Verglasung
Die Erfindung betrifft eine Isolierverglasungseinheit, die mindestens zwei Glasscheiben und ein zwischen diesen nahe deren Kanten umlaufendes Abstandshalter- und Dichtprofil aufweist, wobei an der Isolierverglasungseinheit mindestens ein RFID-Transponder als Identifikationselement angebracht ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verglasung mit einem metallischen Rahmen und einer in den Rahmen eingesetzten Isolierverglasungseinheit, wobei der Rahmen die Kanten der Isolierverglasungseinheit umgreift und zugleich den oder die RFID-Transponder überdeckt. Die Verglasung ist insbesondere zur Bildung einer Fassadenverglasung, eines Fensters, einer Tür oder einer Innenraumabtrennung mit entsprechendem Aufbau vorgesehen.
Moderne Fenster, Türen und Fassadenverglasungen, zumindest für den Einsatz in nördlichen und gemäßigten Breiten, werden üblicherweise unter Einsatz vorgefertigter Isolierverglasungseinheiten (IGU) hergestellt, die den oben erwähnten Aufbau haben, gegebenenfalls aber auch mehr als zwei Glasschreiben im Verbund umfassen können. Derartige Isolierverglasungseinheiten stellen massenhaft hergestellte, versandte und auch eigenständig gehandelte Produkte dar, die auf ihrem Weg bis in ein Endprodukt und gegebenenfalls auch noch bei dessen Wartung und Instandhaltung eindeutig identifizierbar sein sollten.
Es ist bereits bekannt, Isolierverglasungseinheiten mit identifizierenden Kennzeichnungen zu versehen, und in der entsprechenden Praxis haben sich gewisse Anforderungen der Hersteller und Anwender ergeben:
- Die identifizierende Markierung sollte sowohl von der Innen- als auch der Außenseite des fertigen Fensters, der Tür oder der Fassade her unsichtbar sein.
- Die Kennzeichnung sollte aus einem Abstand von mindestens 30 cm "lesbar" sein.
- Die Kennzeichnung sollte weitestgehend fälschungssicher sein, also nicht ohne Weiteres überschrieben oder kopiert werden können.
Die Wirksamkeit herkömmlicher identifizierender Markierungen, wie etwa Barcodes und QR-Codes, basiert auf deren Sichtbarkeit, was für Isolierverglasungseinheiten zumindest eine Einschränkung unter obigem erstem Aspekt bedeutet. Auch die Erfüllung der zweiten Anforderung gestaltet sich damit schwierig. Der Schutz vor dem Kopieren kann nicht gewährleistet werden, da Barcodes und QR-Codes abfotografiert werden können.
Es wurde auch vorgeschlagen, Isolierverglasungseinheiten mit "elektronischen" Kennzeichen, insbesondere über Funk auslesbaren Identifikatoren, sogenannten RFID-Transpondern, zu versehen. RFID-Transponder sind beispielsweise aus der WO 2016/198914 A1 bekannt. Derartige Isolierverglasungseinheiten sind beispielsweise offenbart in der WO 00/36261 A1 , der WO 2020/156870 A1 , der WO 2020/156871 A1 oder der WO 2007/137719 A1. Des Weiteren sind aus der EP 2 230 626 A1 RFID-Transponder zur Kennzeichnung von Massiv- und Verbundvollmaterialplatten bekannt.
Ein solcher RFID-Transponder kann mit einem Passwort geschützt werden, so dass er nicht ohne erheblichen Aufwand überschrieben oder seine Funkfähigkeit zerstört werden kann.
Bestimmte Typen von Fenster- und Türrahmen, insbesondere aber Fassadenkonstruktionen, in denen Isolierverglasungseinheiten verbaut werden, bestehen vollständig oder mindestens teilweise aus einem Metall (Aluminium, Stahl...), welches den Durchgang von Funkwellen vom oder zum RFID- Transponder an der Isolierverglasungseinheit unterbricht oder zumindest stark dämpft. Aus diesem Grund hat sich insbesondere die Erfüllung der obigen zweiten Anforderung als schwierig erwiesen. Bekannte mit RFID-Transpondern versehene Isolierverglasungseinheiten sind daher nicht ohne Weiteres bei metallischen Rahmenkonstruktionen einzusetzen. Das verringert den potentiellen Einsatzbereich der so gekennzeichneten Verglasungseinheiten und somit die Akzeptanz der entsprechenden Markierungslösungen bei den Herstellern und Anwendern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Isolierverglasungseinheit für Verglasungen mit Rahmenkonstruktionen bereitzustellen, die zumindest zu einem erheblichen Teil aus einem Metall bestehen, und die auch bei solchen Einbausituationen die Erfüllung der o. g. Anforderungen gewährleistet. Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Isolierverglasungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß dem weiteren Aspekt der Erfindung wird sie durch eine Verglasung mit einer erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung umfasst eine Isolierverglasungseinheit, umfassend: mindestens einen Abstandshalter, der umlaufend zu einem Abstandshalterrahmen geformt ist und einen Innenbereich umgrenzt, eine erste Glasscheibe, die auf einer ersten Scheibenkontaktfläche des Abstandshalterrahmens und eine zweite Glasscheibe, die auf einer zweiten Scheibenkontaktfläche des Abstandshalterrahmens angeordnet ist, und die Glasscheiben über den Abstandshalterrahmen hinausragen und einen Außenbereich bilden, der zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, mit einem Versiegelungselement gefüllt ist, wobei mindestens ein RFID-Transponder im Außenbereich oder im äußeren Kantenbereich der Glasscheiben angeordnet ist, und der RFID-Transponder eine Schlitzantenne enthält.
Erfindungsgemäß ist mindestens ein RFID-Transponder im Außenbereich (zwischen den Glasscheiben und um den Abstandshalterrahmen herum) oder im äußeren Kantenbereich der Glasscheiben angeordnet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der äußere Kantenbereich der Glasscheiben durch die Stirnseiten der Glasscheiben sowie durch einen Stirnseiten-nahen Bereich der Außenflächen der Glasscheiben gebildet.
Der Begriff Außenfläche der Glasscheibe bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung die jeweilige dem Abstandshalterrahmen abgewandte Oberfläche der Glasscheibe und der Begriff Innenfläche der Glasscheibe bezeichnet die dem Abstandshalterrahmen zugewandte Oberfläche der Glasscheibe. Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst eine Verglasung, insbesondere eine Fassadenverglasung, ein Fenster, eine Tür oder eine Innenraumtrennung, umfassend: einen Rahmen und einer im Rahmen angeordneten erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit.
In einer erfindungsgemäßen Verglasung kann der RFID-Transponder unmittelbar an der Isolierverglasungseinheit angeordnet sein oder mittelbar über den Rahmen mit der Isolierverglasungseinheit verbunden sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasung umfasst der Rahmen ein metallisches erstes Rahmenelement, ein metallisches zweites Rahmenelement und ein die Rahmenelemente zumindest abschnittsweise und bevorzugt vollständig umlaufend, Verbindendendes polymeres drittes Rahmenelement oder besteht daraus.
Der Rahmen umgreift dabei, bevorzugt U-förmig, die Stirnseite der Isolierverglasungseinheit und überdeckt zugleich den oder die RFID-Transponder in Durchsichtsrichtung durch die Glasscheiben. Üblicherweise sind dabei die Schenkel des ersten und zweiten Rahmenelements derart ausgebildet, dass sie den Außenbereich und den Abstandshalterrahmen in Durchsichtsrichtung durch die Isolierverglasungseinheit zumindest vollständig verdecken.
Alle bislang und im Folgenden genannten Ausgestaltungsbeispiele gelten soweit technisch möglich und sinnvoll sowohl für erfindungsgemäße Isolierverglasungseinheiten als auch für erfindungsgemäße Verglasungen.
Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis: Nach derzeitigem Stand der Technik werden für UHF-RFID-Anwendungen Transponder mit einfachen Dipolstrukturen als Antennen verwendet. Diese zeigen unter Fernfeldbedingungen in der Regel gute Empfangs- und Sendeeigenschaften.
In einer erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit und insbesondere bei einer Anwendung, bei der die Isolierverglasungseinheit in einem Metallrahmen montiert ist, liegen allerdings keine Fernfeldbedingungen vor. Der RFID-Transponder mit Dipol-Antenne nach dem Stand der Technik interagiert mit dem Metallrahmen in einer unvorhersehbaren Weise. Die Leistung (in Bezug auf den Leseabstand) reduziert sich auf Werte von wenigen Zentimetern, je nach der besonderen Geometrie des Fassadenrahmens und der Isolierverglasungseinheit.
Ohne sich an eine spezielle Theorie binden zu wollen, liegt einer der Hauptgründe für die schlechte Leistung in der Hauptrichtung der nahegelegenen metallischen Teile des Rahmens oder des Abstandshalters in Bezug auf die Dipol-Antenne des RFID-Transponders. Die Komponente des elektrischen Feldes (im Folgenden kurz E-Feld) der Dipol-Antenne eines RFID-Transponders nach dem Stand der Technik ist in Nahfeldbereich parallel zur Erstreckungsrichtung (Längsrichtung) der Dipol- Antenne ausgerichtet. Aufgrund der üblichen Länge der Dipol-Antenne von mehreren Zentimetern, muss diese bei einem Einbau in dem vom Rahmen der Verglasung verdeckten Bereich parallel zu dem Verlauf des metallischen Rahmens oder des Abstandshalters angeordnet werden. D.h., die nahegelegenen Teile des Rahmens und das elektrische Feld der Dipol-Antenne sind parallel, so dass das E- Feld vom Rahmen absorbiert werden kann. Das Signal wird dann im Rahmen "gefangen" und kann nicht oder nur gedämpft nach außerhalb der Verglasung abgestrahlt werden, wo sich das RFID-Lesegerät befinden würde.
Ein Einbau der Dipol-Antenne senkrecht zu seiner bisher üblichen Richtung scheidet aus. In dieser Richtung ist nur Platz für einen Dipol-Transponder mit einer ungenügenden Grundleistung.
Wie Untersuchungen der Erfinder überraschenderweise ergaben, kann dieses Problem durch einen erfindungsgemäßen RFID-Transponder mit einer Schlitzantenne überwunden werden.
Schlitzantennen weisen ebenfalls eine längliche Bauform auf. Allerdings verläuft das E-Feld typischerweise senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Schlitzantenne. D.h. das E-Feld verläuft bei der Schlitzantenne orthogonal zum E-Feld einer Dipol- Antenne. Entsprechendes gilt für die H-Felder. Ordnet man einen erfindungsgemäßen RFID-Transponder mit Schlitzantenne in einer erfindungsgemäßen Verglasung in der üblichen und aus geometrischen Gründen einzig möglichen Ausrichtung (d.h. mit der Erstreckungsrichtung parallel zum benachbarten Rahmen oder Abstandshalter) an, ist das abgestrahlte E-Feld in Nahfeldbereich orthogonal zu der Erstreckungsrichtung von Rahmen bzw. Abstandshalter. In einer solchen Konfiguration wird das E-Feld nur wenig absorbiert oder gedämpft. Daher kann das von der Schlitzantenne abgestrahlte E- Feld viel leichter aus dem Hohlraum (der durch Fassadenrahmen und Abstandhalter gebildet wird) austreten und der erfindungsgemäße RFID- Transponder kann aus einer größeren Entfernung ausgelesen werden.
Die Erfindung ist im Ergebnis von umfangreichen experimentellen Untersuchungen entstanden, die an Isolierverglasungseinheiten und Verglasungen mit dem oben erwähnten grundsätzlichen Aufbau unternommen wurden.
Vorteilhafte Abstandshalter bestehen aus einem mit einem Trocknungsmittel gefülltem Hohlprofil, das aus Metall besteht oder wenigstens abschnittsweise mit einer Metallfolie oder metallisierten Folie beschichtet ist, und bei dem auf der scheibenäußeren Oberfläche des Abstandhalters (im Folgenden Außenfläche des Abstandshalters genannt) ein (ebenfalls umlaufendes) Versiegelungselement aufgebracht ist.
Was die Anwendungssituation anbelangt, haben die Erfinder insbesondere Untersuchungen an in metallische Rahmen eingebetteten Isolierverglasungseinheiten angestellt, bei denen der Rahmen aus zwei metallenen und damit elektrisch leitenden Rahmenelementen bestehen, die über ein polymeres und elektrisch isolierendes Rahmenelement verbunden sind. Derartige Rahmen aus zwei metallischen Rahmenelementen, die durch ein polymeres Rahmenelement verbunden sind, sind besonders vorteilhaft, da durch das polymere Rahmenelement ein Wärmeübertrag von dem ersten Rahmenelement zum zweiten Rahmenelement und damit beispielsweise von einer Außenraumseite zu einer Innenraumseite deutlich reduziert wird. Zwischen den Außenseiten der Glasscheiben und den Innenseiten der benachbarten metallischen Rahmenelemente sind dabei Elastomerprofile angeordnet, die die Verglasung abdichten und die Glasscheiben fixieren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit enthält der RFID-Transponder eine RFID-Elektronik, die mit einer Schlitzantenne galvanisch verbunden oder elektromagnetisch gekoppelt ist. Elektromagnetisch gekoppelt bedeutet hier, dass die Schlitzantenne und der RFID-Transponder durch ein elektromagnetisches Feld gekoppelt sind, d.h. sowohl kapazitiv als auch induktiv verbunden sind und bevorzugt nicht galvanisch.
Derartige Bauformen lassen sich besonders gut in den länglichen und streifenförmigen Außenbereich entlang des Abstandshalters und zwischen den Glasscheiben, an den Stirnflächen der Glasscheiben oder an den Außenflächen der Glasscheiben innerhalb des Rahmens anordnen.
„Schlitzantennen“ sind dem Fachmann an sich bekannt, beispielsweise aus der DE894573.
Die erfindungsgemäße Schlitzantenne enthält mindestens einen Grundkörper aus einem elektrisch leitfähigen Material. Der Grundkörper ist bevorzugt platten- oder folienförmig, besonders bevorzugt mit einer rechteckförmigen Grundfläche (Länge x Breite).
Der Grundkörper weist mindestens eine, bevorzugt genau eine, schlitzförmige Ausnehmung auf, die im Folgenden kurz „Schlitz“ genannt wird. Die schlitzförmige Ausnehmung ist im Wesentlichen rechteckförmig. Der Schlitz bildet einen offenen Durchgang entlang der Dicken-Richtung (also der kleinsten Dimension des Grundkörpers) von der Oberseite des Grundkörpers zu dessen Unterseite. Der Schlitz ist in der Fläche (also in den anderen Dimensionen) vollständig vom Grundkörper umgeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit enthält der Grundkörper eine freitragende Metallfolie, bevorzugt aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer, Silber oder Edelstahl oder besteht daraus. Bevorzugte Metallfolien weisen eine Dicke von 0,02 mm bis 0,5 mm und insbesondere von 0,09 mm bis 0,3 mm auf. Derartige Grundkörper für Schlitzantennen lassen sich leicht in die Isolierverglasungseinheit integrieren und sind überdies einfach und kostengünstig herstellbar. Es versteht sich, dass die Metallfolie auch durch eine Polymerfolie stabilisiert oder ein- oder beidseitig elektrisch isoliert sein kann. Der Schlitz ist dabei bevorzugt eine Ausnehmung nur in der Metallfolie oder in Metall- und Polymerfolie.
In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit enthält der Grundkörper der Schlitzantenne eine metallisierte Polymerfolie mit einer bevorzugten Metallisierung aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer, Silber oder Edelstahl oder besteht daraus. Bevorzugte Metallschichten weisen eine Dicke von 10 pm bis 200 pm auf. Der Schlitz ist dabei vorteilhafterweise eine Ausnehmung nur in der Metallisierung. Derartige Grundkörper lassen sich ebenfalls leicht in die Isolierverglasungseinheit integrieren und sind überdies einfach und kostengünstig herstellbar.
Die bevorzugten Längen und Breiten der Schlitzantenne, also die Länge LG und die Breite BG des Grundkörpers und die Länge LS und die Breite BS des Schlitzes sowie die Position des Schlitzes innerhalb des Grundkörpers hängt von der Betriebsfrequenz des RFID-Transponders und den jeweiligen Gegebenheiten der Einbausituation ab.
Vorteilhafterweise beträgt die Länge LG des Grundkörpers, also die Länge parallel zur Erstreckungsrichtung der Schlitzantenne von 25 mm bis 200 mm, bevorzugt von 40 mm bis 170 mm und insbesondere von 80 mm bis 150 mm.
Vorteilhafterweise beträgt die Breite BG des Grundkörpers, also die Länge quer zur Erstreckungsrichtung der Schlitzantenne von 10 mm bis 80 mm, bevorzugt von 12 mm bis 40 mm und insbesondere von 15 mm bis 30 mm.
Vorteilhafterweise beträgt die Länge LS des Schlitzes, also die Länge parallel zur Erstreckungsrichtung der Schlitzantenne von 20 mm bis 180 mm, bevorzugt von 35 mm bis 160 mm und insbesondere von 70 mm bis 140 mm. Vorteilhafterweise beträgt die Breite BS des Schlitzes, also die Länge quer zur Erstreckungsrichtung der Schlitzantenne von 0,2 mm bis 20 mm, bevorzugt von 1 mm bis 10 mm und insbesondere von 2 mm bis 5 mm.
Die weitere konkrete Dimensionierung wird der Fachmann in Anbetracht der Abmessungen der Isolierverglasungseinheit einerseits und des Umfassungsrahmens andererseits, insbesondere unter Beachtung der Weite des Rahmens vornehmen.
Die RFID-Elektronik ist bevorzugt mittig bezüglich der Erstreckungsrichtung des Schlitzes oder in einem der Endbereiche des Schlitzes oder irgendwo dazwischen angeordnet und galvanisch mit dem Grundkörper verbunden und/oder elektromagnetisch gekoppelt. Die Wahl der Position der RFID-Elektronik kann genutzt werden, um die impedanzmäßige Anpassung zwischen RFID-Elektronik und Antenne zu optimieren.
Die bei solchen RFID-Transpondersystemen genutzten Funkwellenlängen liegen üblicherweise je nach Typ im Bereich der UHF bei 865-869 MHz (u.a. europäische Frequenzen) bzw. 902-928 MHz (US-amerikanische und andere Frequenzbänder) oder der SHF bei 2,45 GHz und 5,8 GHz. Die freigegebenen Frequenzen für UHF- RFID-Transponder unterscheiden sich regional für Asien, Europa und Amerika und sind von der ITU koordiniert.
Für RFID-Transponder im UHF-Bereich, insbesondere für RFID-Transponder bei 865-869 MHz (u.a. europäische Frequenzen) bzw. 902-928 MHz (US-amerikanische und andere Frequenzbänder), konnten besonders gute Ergebnisse erzielt werden.
Funksignale mit diesen Frequenzen durchdringen sowohl Holz als auch herkömmliche Kunststoffe, nicht aber Metalle. Insbesondere bei der unmittelbaren Anordnung der gesamten Schlitzantenne auf einem metallischen Abstandshalter oder auf einer metallischen Folie oder auf einer metallisierten Folie auf dem Abstandshalter kann dies zu einem Kurzschluss der Schlitzantenne und damit zu einer unerwünschten Beeinträchtigung des RFID-Transponders führen. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Schlitzantenne abschnittsweise mit einem Metallkörper, wie einem metallischen Abstandshalter oder einer metallischen Folie beziehungsweise einer metallisierten Folie auf dem Abstandshalter, gekoppelt werden. Dazu wird bevorzugt ein Streifen des Grundkörpers zwischen Schlitz und Umrandung des Grundkörpers in die unmittelbare Umgebung oder in Kontakt mit dem Metallkörper gebracht, wobei der bezüglich des Schlitzes gegenüberliegende Streifen des Grundkörpers und der Schlitz selbst möglichst entfernt davon angeordnet sind. So kann ein Streifen des Grundkörpers beispielsweise auf dem metallischen oder metallisierten Abstandshalter angeordnet sein und der Schlitz sowie der gegenüberliegende Streifen des Grundkörpers um einen Winkel von etwa 90° abgewinkelt an der Innenfläche einer der Glasscheiben angeordnet sein.
Alternativ kann in einer bevorzugten Ausgestaltung des RFID-Transponders die Schlitzantenne auf einem dielektrischen Trägerelement, besonders bevorzugt einem polymeren Trägerelement angeordnet sein. Die Dicke des Trägerelements ist dabei an das Material und insbesondere an die Dielektrizitätskonstante des Trägerelements und an die Geometrie der Schlitzantenne angepasst.
Es versteht sich, dass die Schlitzantennen samt RFID-Elektronik per se auf einer dielektrischen und beispielsweise polymeren Trägerschicht angeordnet sein können, was die Montage und Vorfabrikation deutlich vereinfacht.
Die Erkenntnisse der Erfinder gelten grundsätzlich sowohl für passive als auch für aktive RFID-Transponder.
Im Hinblick auf den Metallrahmen, der die Isolierverglasungseinheit umgreift, und der aufgrund elementarer physikalischer Gesetzmäßigkeiten und gemäß der darauf basierenden Kenntnis des Fachmanns die HF-Strahlung von randnah angebrachten RFID-Transpondern oder deren Dipol-Antennen empfindlich stören können, ist die vorgeschlagene Lösung überraschend. Sie erbringt den unvorhergesehenen Vorteil, dass ein erfindungsgemäßer RFID-Transponder mit Schlitzantenne in einem relativ großen Abstand von der Verglasung, in die die erfindungsgemäße Isolierverglasungseinheit eingebaut ist, noch problemlos und zuverlässig auslesbar ist. Es versteht sich, dass der Fachmann durch einfache Versuche Ausführungen und Positionen mit vorteilhaften Abstrahl- und Empfangseigenschaften finden kann. Die nachfolgend genannten Ausführungsbeispiele und -aspekte stellen daher primär Empfehlungen für den Fachmann dar, ohne die Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung zu beschränken.
So versteht es sich, dass eine Isolierverglasungseinheit mehrere RFID- Transponder, insbesondere in den Kanten- oder Außenbereichen der verschiedenen Seiten (oben, unten, rechts, links) der Isolierverglasung aufweisen kann. Dies ist in der Regel bei Isolierverglasungen nach dem Stand der Technik mit nur geringen Reichweiten der RFID-Transponder notwendig, um ein RFID- Signal schnell aufzufinden und die Isolierverglasungseinheit schnell zu identifizieren. Durch die erfindungsgemäße Erhöhung der Reichweite der RFID- Transponder genügen in der Regel genau ein oder wenige RFID-Transponder pro Isolierverglasung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit ist die Schlitzantenne zumindest abschnittsweise an der Stirnfläche der Isolierverglasungseinheit angeordnet. Sie kann dabei bevorzugt auf einem Abschnitt einer Stirnseite einer der Glasscheiben und/oder an der Außenseite des Außenbereichs, beispielsweise auf der Außenfläche des Versiegelungselements angeordnet sein. Alternativ kann die Schlitzantenne auch abschnittsweise innerhalb des Außenbereichs angeordnet sein und insbesondere in das Versiegelungselement hineinreichen. Alternativ kann die Schlitzantenne und/oder der komplette RFID-Transponder vollständig innerhalb des Versiegelungselement eingebettet sein.
Alternativ kann die Schlitzantenne auch auf mindestens einer der beiden Stirnflächen der Glasscheiben und auf der dazwischenliegenden Außenseite des Außenbereichs bzw. innerhalb des Außenbereichs angeordnet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit ist die Schlitzantenne oder der gesamte RFID- Transponder an einer der Außenflächen einer der Glasscheiben angeordnet. Der Abstand der Schlitzantenne zum (metallischen) Rahmenelement hängt dabei insbesondere von der Dicke des Elastomerprofils ab, die beispielsweise 6 mm bis 7 mm beträgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit ist der RFID-Transponder, bevorzugt unmittelbar, an der Außenseite des Abstandshalters angeordnet und insbesondere daran angeklebt.
In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit ist der RFID-Transponder, bevorzugt unmittelbar, an einer der Glasscheiben angeordnet und insbesondere daran angeklebt. Es versteht sich, dass der RFID-Transponder auch innerhalb des Materials des Versieglungselements angeordnet sein kann, beispielsweise durch Einlegen in das noch flüssige Versiegelungselement und anschließendes Aushärten oder Verfestigen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßem Isolierverglasungseinheit ist der RFID-Transponder im Außenbereich, gebildet durch das Herausragen der Glasscheiben über den Abstandshalterrahmen, angeordnet. Der RFID-Transponder ist besonders bevorzugt unmittelbar an der Außenfläche des Abstandshalters und/oder an der Innenfläche einer der Glasscheiben angeordnet. Alternativ kann der RFID-Transponder inmitten des Außenbereichs angeordnet sein, d.h. ohne unmittelbarem Kontakt zu der Außenfläche des Abstandshalters und ohne unmittelbarem Kontakt zu den Innenflächen der Glasscheiben.
Der erfindungsgemäße RFID-Transponder ist bevorzugt teilweise oder vollständig innerhalb des Versiegelungselements angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßem Isolierverglasungseinheit ist der RFID-Transponder an einer Außenfläche einer der Glasscheiben, bevorzugt mit einem Abstand von maximal 10 mm, besonders bevorzugt maximal 5 mm und insbesondere von maximal 3 mm zur benachbarten Stirnfläche der jeweiligen Glasscheibe angeordnet. Es versteht sich, dass mehrere RFID-Transponder auch an verschiedenen der oben genannten Positionen angeordnet sein können.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im Übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und -aspekten der Erfindung anhand der Figuren. Die Zeichnungen sind rein schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Sie schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Figur 1A eine Detailansicht (Querschnittsdarstellung) eines Kantenbereiches einer Isolierverglasungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Figur 1 B eine Draufsicht auf eine Isolierverglasungseinheit gemäß der
Ausführungsform der Erfindung nach Figur 1A,
Figur 1 C eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des Kantenbereichs einer
Isolierverglasungseinheit gemäß der Ausführungsform der Erfindung nach Figur 1A,
Figur 1 D eine Detailansicht (perspektivische Darstellung) einer erfindungsgemäßen Schlitzantenne,
Figur 2A eine Detailansicht (Querschnittsdarstellung) eines Kantenbereiches einer Verglasung mit Isolierverglasungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2B eine Detailansicht (Querschnittsdarstellung) eines Kantenbereiches einer Verglasung mit Isolierverglasungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 3 eine Detailansicht (Querschnittsdarstellung) eines Kantenbereiches einer Verglasung mit Isolierverglasungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Figur 4A eine Detailansicht (perspektivische Darstellung) einer alternativen erfindungsgemäßen Schlitzantenne, und
Figur 4B eine Detailansicht (perspektivische Darstellung) einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen Schlitzantenne.
In den Figuren sowie der nachfolgenden Beschreibung sind die Isolierverglasungseinheiten wie auch die Verglasungen sowie die einzelnen Komponenten jeweils, unabhängig davon, dass sich die konkreten Ausführungen unterscheiden, mit den gleichen oder ähnlichen Bezugsziffern bezeichnet.
Figur 1A zeigt einen Kantenbereich einer Isolierverglasungseinheit 1 im Querschnitt. Die Isolierverglasungseinheit 1 umfasst bei dieser Ausführung zwei Glasscheiben 4a und 4b. Diese werden durch ein nahe der Stirnfläche 14 der Isolierverglasungseinheit 1 zwischen die Glasscheiben 4a, 4b gesetzten Abstandshalter 5 in einem vorbestimmten Abstand gehalten. Der Grundkörper des Abstandshalters 5 besteht beispielsweise aus glasfaserverstärktem Styrol- Acrylnitril (SAN).
Figur 1 B zeigt eine schematische Draufsicht auf die Isolierverglasungseinheit 1 in einer Blickrichtung, die durch den Pfeil A in Figur 1A gekennzeichnet ist. Figur 1 B zeigt daher die zweiten Glasscheibe 4b obenliegend.
Mehrere Abstandshalter 5 (hier beispielsweise vier) sind entlang der Seitenkanten der Glasscheiben 4a, 4b geführt und formen einen Abstandshalterrahmen 5‘. Die Scheibenkontaktflächen 5.1 , 5.2 der Abstandhalter 5, d.h. die Kontaktflächen der Abstandshalter 5 zu den Glasscheiben 4a, 4b, sind jeweils mit den Glasscheiben 4a bzw. 4b verklebt und dadurch mechanisch fixiert und abgedichtet. Die Klebeverbindung besteht beispielsweise aus Polyisobutylen oder Butylkautschuk. Die Innenfläche 5.4 des Abstandshalterrahmen 5‘ umgrenzt zusammen mit den Glasscheiben 4a, 4b einen Innenbereich 12.
Der Abstandshalter 5 ist üblicherweise hohl (nicht gezeigt) und mit einem (nicht gezeigten) Trocknungsmittel befüllt, welches über innenseitige kleine Öffnungen (ebenfalls nicht gezeigt) etwaige in den Innenbereich 12 eingedrungene Feuchtigkeit an sich bindet. Das Trockenmittel enthält beispielsweise Molekularsiebe wie natürliche und/oder synthetische Zeolithe. Der Innenbereich 12 zwischen den Glasscheiben 4a und 4b ist beispielsweise mit einem Edelgas, etwa Argon, gefüllt.
Die Glasscheiben 4a, 4b ragen in der Regel allseitig über den Abstandshalterrahmen 5‘ hinaus, so dass die Außenfläche 5.3 des Abstandshalters 5 und die außenliegenden Abschnitte der Glasscheiben 4a, 4b einen Außenbereich 13 bilden. Im diesem Außenbereich 13 der Isolierverglasungseinheit 1 zwischen den Glasschreiben 4a und 4b und außerhalb des Abstandshalters 5 ist ein Versiegelungselement (Dichtprofil) 6 eingebracht. Dieses ist hier vereinfacht einteilig dargestellt. In der Praxis umfasst es üblicherweise zwei Komponenten, von denen eine die Kontaktfläche zwischen Abstandshalter 5 und Glasscheiben 4a, 4b abdichtet und vor eindringender Feuchtigkeit und Fremdeinflüssen von außen schützt. Diese kann mit den Klebeflächen zwischen Abstandshalter 5 und Glasscheiben 4a, 4b identisch oder kombiniert sein. Die zweite Komponente des Versiegelungselements 6 dichtet zusätzlich und stabilisiert die Isolierverglasungseinheit 1 mechanisch. Das Versiegelungselement 6 wird beispielsweise von einem organischen Polysulfid gebildet.
Auf der Außenfläche 5.3 des Abstandshalters 5, also auf der dem Außenbereich 13 zugewandten Seite des Abstandshalters 5, ist beispielsweise eine Isolationsfolie 11 aufgebracht, die den Wärmeübergang durch den polymeren Abstandshalter 5 in den Innenbereich 12 vermindert. Die Isolationsfolie 11 kann beispielsweise mit einem Polyurethan-Schmelzklebstoff auf dem polymeren Abstandshalter 5 befestigt werden. Die Isolationsfolie 11 enthält beispielsweise drei polymere Schichten aus Polyethylenterephthalat mit einer Dicke von 12 pm und drei metallische Schichten aus Aluminium mit einer Dicke von 50 nm. Die metallischen Schichten und die polymeren Schichten sind dabei jeweils alternierend angebracht, wobei die beiden äußeren Lagen von polymeren Schichten gebildet werden. Das heißt, die Schichtfolge besteht aus einer polymere Schicht, gefolgt von einer metallischen Schicht, gefolgt von einer Klebeschicht, gefolgt von einer polymeren Schicht, gefolgt von einer metallischen Schicht, gefolgt von einer Klebeschicht, gefolgt von einer metallischen Schicht, gefolgt von einer polymeren Schicht. Wie bereits erwähnt, besteht der Grundkörper des Abstandshalters 5 beispielsweise aus glasfaserverstärktem Styrol-Acrylnitril (SAN). Durch die Wahl des Glasfaseranteils im Abstandshaltergrundkörper kann dessen Wärmeausdehnungskoeffizient variiert und angepasst werden. Durch Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Abstandshaltergrundkörpers und der Isolationsfolie 11 lassen sich temperaturbedingte Spannungen zwischen den unterschiedlichen Materialien und ein Abplatzen der Isolationsfolie 11 vermeiden. Der Abstandshaltergrundkörper weist beispielsweise einen Glasfaseranteil von 35 % auf. Der Glasfaseranteil im Abstandshaltergrundkörper verbessert gleichzeitig die Festigkeit und Stabilität.
Die erste Glasscheibe 4a und die zweite Glasscheibe 4b bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von 3 mm und weisen beispielsweise Ausmaße von 1000 mm x 1200 mm auf. Es versteht sich, dass jede in dieser und den folgenden Ausgestaltungsbeispielen gezeigte Isolierverglasungseinheit 1 auch drei oder mehr Glasscheiben aufweisen kann.
Die Isolierverglasungseinheit 1 nach den Figuren 1A und 1 B ist beispielhaft mit einem RFID-Transpondern 9 versehen, der an der Außenfläche 6.1 des Versiegelungselements 6.
Figur 1C zeigt eine schematische Draufsicht auf den Kantenbereich der Isolierverglasungseinheit 1 aus der Figur 1A in einer Blickrichtung, die durch den Pfeil B der Figur 1A gekennzeichnet ist.
Die Betriebsfrequenz des RFID-Transponders liegt im UHF-Bereich und beispielsweise bei 866,6 MHz.
Im dargestellten Beispiel handelt es sich um einen erfindungsgemäßen RFID- T ransponder 9 mit einer Schlitzantenne 9.1 bei der die RFID-Elektronik 9.2 in der Mitte des Schlitzes 9.1.1 angeordnet ist, an den angrenzenden Bereichen den Grundkörper 9.1.2 der Schlitzantenne 9.1 befestigt ist und mit diesen elektrisch leitend verbunden ist, beispielsweise durch zwei galvanische Verbindungen zu beiden Seiten des Schlitzes 9.1.1 (in der Figur 1C einmal oben und einmal unten). Es versteht sich, dass die RFID-Elektronik 9.2 auch an anderer Stelle angeordnet sein kann und über Leitungen, galvanische Verbindungen oder elektromagnetische Kopplung mit der Schlitzantenne 9.1 verbunden sein kann.
Figur 1 D zeigt eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Schlitzantenne 9.1. Diese besteht aus einem metallischen Grundkörper 9.1.2, beispielsweise aus einer rechteckigen Kupferfolie mit einer Länge LG von 140 mm, einer Breite BG von 10 mm und einer Dicke DG von 0, 1 mm. Der Grundkörper 9.1.2 weist beispielsweise in der der Mitte einen Schlitz 9.1.1 in Form einer vollständigen Ausnehmung mit einer Länge LS von 120 mm und einer Breite BS von 2 mm auf. Der Randbereich des Grundkörpers 9.1.2 um den Schlitz 9.1.1 beträgt daher im Längsrichtung (LR) etwa jeweils 10 mm und in Querrichtung (BR) etwa jeweils 4 mm. Es versteht sich, dass Längen, Breiten, Position des Schlitzes, Material etc. den jeweiligen Gegebenheiten der Einbausituation, der Strahlungscharakteristik und der RFID-Frequenz angepasst werden können.
Zwischen dem Schlitz 9.1.1 und dem Rand des Grundkörpers 9.1.2 befinden sich entlang der Erstreckungsrichtung zwei streifenförmige Bereich (auch Streifen 10.1 , 10.2 genannt). Im Beispiel nach Figur 1 D sind diese Streifen 10.1 , 10.2 gleich breit und gleich lang ausgebildet.
Der Grundkörper 9.1.2 kann auch aus einer vergleichsweise starren, dünnen Metallplatte bestehen oder aus einer sehr dünnen Metallfolie oder Metallisierung, die auf einem Trägerelement, bevorzugt einem dielektrischen Trägerelement wie einer Polymerplatte oder Polymerfolie angeordnet sein.
Die Schlitzantenne 9.1 weist einen Abstand A zur Außenfläche 5.4 des Abstandshalters 5 auf. Der Abstandshalter 5 weist, wie bereits oben erwähnt, eine metallisierte und damit elektrisch leitende (Wärme-)lsolationsfolie 11 auf. Ohne den Abstand A und das dielektrische Versiegelungselement 6 wäre die Schlitzantenne 9.1 unmittelbar auf der elektrisch leitenden Isolationsfolie 11 angeordnet und dadurch „kurzgeschlossen“.
Es versteht sich, dass bei Abstandshaltern 5 aus einem Dielektrikum ohne Isolationsfolie 11 oder mit rein dielektrischen Isolationsfolien (z.B. ohne Metallisierung und insbesondere mit beispielsweise keramischen Isolationsschichten), die gesamte Schlitzantenne 9.1 des RFID-Transponders 9 auch unmittelbar auf dem Abstandshalter 5 angeordnet sein kann.
Figur 2A zeigt eine Detailansicht (Querschnittsdarstellung) eines Kantenbereiches einer Verglasung 2 mit einer alternativen erfindungsgemäßen Isolierverglasungseinheit 1. Die Isolierverglasungseinheit 1 der Figur 2A entspricht im Wesentlichen der Isolierverglasungseinheit 1 bzw. der erfindungsgemäßen Schlitzantenne 9.1 gemäß den Figuren 1A, 1 B, 1 C und 1 D, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
Im Unterschied zur Isolierverglasungseinheit 1 der Figuren 1A, 1 B und 1 C, ist der RFID-Transponder 9 samt Schlitzantenne 9.1 innerhalb des Außenbereichs 13 und im Wesentlichen zwischen Abstandshalter 5 und Versiegelungselement 6, zwischen Glasscheibe 4b und Versiegelungselement 6 und teilweise innerhalb des Versiegelungselements 6 angeordnet.
Der Schlitz 9.1.1 der Schlitzantenne 9.1 ist hier beispielsweise 2 mm von der Mitte der Breite BG des Grundkörpers 9.1.2 versetzt. Der breitere Streifen 10.1 des Grundkörpers 9.1.2 ist unmittelbar auf dem Abstandshalter 5 angeordnet. Bei metallischen oder mit einer metallisierten Folie auf der Außenfläche 5.3 beschichteten Abstandshaltern 5 ist der breitere Streifen 10.1 des Grundkörper 9.1.2 zwischen dessen Rand und dem Schlitz 9.1.1 mit dem Metall oder der Metallisierung gekoppelt, so dass diese funktionell-hochfrequenztechnisch einen Teil der Schlitzantenne 9.1 bildet.
Der Schlitz 9.1.1 und der schmälere Streifen 10.2 zwischen dem Schlitz 9.1.1 und dem Rand des Grundkörpers 9.1.2 sind beispielsweise um etwa 90° abgewinkelt und an der Innenfläche 19 der Glasscheibe 4b im Außenbereich 13 angeordnet.
Des Weiteren umfasst in der Verglasung 2 nach Figur 2A ein beispielsweise U- förmiger Rahmen 3 die Kanten der Isolierverglasungseinheit 1 samt dem RFID- Transponder 9. Der Rahmen 3 besteht in diesem Beispiel aus einem ersten metallischen Rahmenelement 3.1 , das über ein polymeres und thermisch und elektrisch isolierendes drittes Rahmenelement 3.3 mit einem zweiten metallischen Rahmenelement 3.2 verbunden ist. In diesem Beispiel sind die ersten und zweiten Rahmenelemente 3.1 , 3.2 L-förmig ausgebildet. Der Rahmen 3 umgreift daher U- förmig die Stirnseite 14 der Isolierverglasungseinheit 1. Die parallel zu den großen Flächen der Glasscheiben 4a, 4b verlaufenden Abschnitte der ersten und zweiten Rahmenelemente sind derart ausgebildet, dass sie zumindest den Außenbereich 13 mit dem Versiegelungselement 6 und den Abstandshalterrahmen 5‘ in Durchsichtsrichtung (Pfeil A) durch die Isolierverglasungseinheit 1 vollständig bedecken.
Die Isolierverglasungseinheit 1 ist auf hier nicht dargestellten Trägern, insbesondere auf Kunststoffträger, angeordnet. Des Weiteren ist zwischen den metallischen Rahmenelementen 3.1 , 3.2 und den Glasscheiben 4a, 4b jeweils ein Elastomerprofil 7 angeordnet, so dass die Isolierverglasungseinheit 1 fest innerhalb des Rahmens 3 gehalten wird. Das Elastomerprofil 7 hat beispielsweise eine Dicke von 6,5 mm und fixiert den Abstand zwischen den jeweiligen Rahmenelementen 3.1 , 3.2 und den Glasscheiben 4a, 4b.
Aufgrund der Einbausituation und den Dimensionen der Isolierverglasungseinheit 1 verläuft der Schlitz 9.1.1 der Schlitzantenne 9.1 mit seiner Erstreckungsrichtung (also seiner Längsrichtung (Länge LS)/längsten Dimension) parallel zur Erstreckungsrichtung des unmittelbar benachbarten Abstandhalters 5 bzw. des metallischen Rahmenelements 3.2. Wie oben bereits erläutert, verläuft das von der Schlitzantenne 9.1 abgestrahlte E-Feld orthogonal zur Erstreckungsrichtung der Schlitzantenne 9.1 und damit auch orthogonal zur Erstreckungsrichtung (längste Dimension) des Abstandshalters 5 bzw. des Rahmens 3.2. Da der Abstandshalter 5 und der Rahmen 3.2 in der Richtung parallel zum E-Feld sehr schmal sind (ca. 10 mm - 40 mm), wird das E-Feld nur sehr schwach gedämpft. Dies führt zu einer großen Abstrahlungsleistung bzw. Empfindlichkeit für gesendet bzw. empfangene Signale im Wellenlängenbereich der RFID-Betriebsfrequenz. So konnten mit einen RFID-Auslesegerät Signale in relativ großen Abständen ausgelesen und an den RFID-Transponder 9 gesendet werden.
Figur 2B zeigt eine Detailansicht (Querschnittsdarstellung) eines Kantenbereiches einer alternativen Verglasung 2 mit einer Isolierverglasungseinheit 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Figur 2B zeigt eine abgewandelte Konstruktion, die weitgehend die Elemente und den Aufbau der Verglasung 2 mit Isolierverglasungseinheit 1 nach der Figuren 2A aufweist. Insoweit sind die gleichen Bezugsziffern wie dort verwendet und der Aufbau wird hier nicht nochmals beschrieben.
Die Isolierverglasungseinheiten 1 der Figuren 2A und 2B unterscheiden sich durch die Form der Schlitzantenne 9.1. In Figur 2B ist der Grundkörper 9.1.2 breiter ausgebildet und bis zur Stirnfläche 14 der Glasscheibe 4b geführt und beispielsweise mit dieser verklebt. Hier kann beispielsweiser der Schlitz 9.1.1 wieder mittig bezüglich der Breite BG des Grundkörpers 9.1.2 angeordnet sein.
Figur 3 zeigt eine Detailansicht (Querschnittsdarstellung) eines Kantenbereiches einer alternativen Verglasung 2 mit einer Isolierverglasungseinheit 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Figur 3 zeigt eine abgewandelte Konstruktion, die weitgehend die Elemente und den Aufbau der Verglasung 2 mit Isolierverglasungseinheit 1 nach der Figur 2B aufweist. Insoweit sind die gleichen Bezugsziffern wie dort verwendet und der Aufbau wird hier nicht nochmals beschrieben.
Die Isolierverglasungseinheiten 1 der Figur 3 und der Figur 2B unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Position an der die Schlitzantenne 9.1 an der Isolierverglasungseinheit 1 angeordnet ist. In Figur 3 ist der RFID-Transponder 9 mit der Schlitzantenne 9.1 an der Außenfläche 18 der Glasscheibe 4b angeordnet und beispielsweise durch Verkleben befestigt. Auch hier, wird die Draufsicht auf den RFID-Transponder 9 (in Richtung des Pfeils A) durch den Rahmen 3 verdeckt. Aufgrund des Abstands zwischen der Schlitzantenne 9.1 und dem metallischen Rahmenelement 3.2 durch das Elastomerprofil 7, wird ein hochfrequenztechnischer Kurzschluss der Schlitzantenne 9.1 durch das Rahmenelement 3.2 vermieden.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele und hervorgehobenen Ausführungsaspekte beschränkt, sondern auch in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die sich für den Fachmann aus den anhängenden Ansprüchen ergeben. Figur 4A zeigt eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schlitzantenne 9.1. Diese entspricht in Form, Abmessungen und Material im Wesentlichen der Schlitzantenne 9.1 aus Figur 1 D, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
Während bei der Schlitzantenne 9.1 aus der Figur 1 D die RFID-Elektronik 9.2 galvanisch mit der Schlitzantenne 9.1 verbunden ist, ist in der Figur 4A die RFID- Elektronik 9.2 elektromagnetisch mit der Schlitzantenne 9.1 gekoppelt. Dazu ist die RFID-Elektronik 9.2 galvanisch mit einer beispielsweise ringförmigen Kopplungsantenne 9.3 verbunden. Die Kopplungsantenne 9.3 ist um einen Abstand d von beispielsweise 0,3 mm, beispielsweise über eine nicht dargestellte polymere Zwischenlage wie eine Kunststofffolie, von dem Grundkörper 9.1.2 der Schlitzantenne 9.1 getrennt und galvanisch isoliert.
Die Kopplungsantenne 9.3 ist dazu in der Lage, ein elektromagnetisches Signal in der Schlitzantenne 9.1 anzuregen oder von der Schlitzantenne 9.1 zu empfangen und an die RFID-Elektronik 9.2 weiter zu leiten.
Figur 4B zeigt eine perspektivische Darstellung einer Weiterentwicklung der Schlitzantenne 9.1 aus Figur 4A, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede zur Figur 4A eingegangen wird.
Im Gegensatz zur Schlitzantenne 9.1 aus Figur 4A, ist die Kopplungsantenne 9.3 nicht in der Mitte des Schlitzes 9.1.1 bezüglich der Längsrichtung angeordnet, sondern in einem Endbereich (hier am linken Ende). Des Weiteren weist der Schlitz
9.1.1 der Schlitzantenne 9.1 im Bereich der orthogonalen Projektion der Kopplungsantenne 9.3 auf den Grundkörper 9.1.2 eine kreisförmige Ausnehmung
9.1.1.1 auf, die mit der schlitzförmigen Ausnehmung 9.1.1 verbunden ist und deren einseitiges Ende bildet. Durch die kreisförmige Ausnehmung 9.1.1.1 kann die Ankopplung der Kopplungsantenne 9.3 an die Schlitzantenne 9.1 verbessert werden. Bezugszeichenliste
1 Isolierverglasungseinheit
2 Verglasung
3 Rahmen
3.1 ,3.2 metallisches, erstes bzw. zweites Rahmenelement
3.3 polymeres, drittes Rahmenelement
4a, 4b Glasscheiben
5 Abstandshalter
5‘ Abstandshalterrahmen
5.1 ,5.2 Scheibenkontaktfläche
5.3 Außenfläche des Abstandshalters 5
5.4 Innenfläche des Abstandshalters 5
6 Versiegelungselement
6.1 Außenfläche des Versiegelungselements 6
7 Elastomerprofil
9 RFID-Transponder
9.1 Schlitzantenne
9.1.1 Schlitz, schlitzförmige Ausnehmung
9.1.1.1 kreisförmiger Abschnitt
9.1.2 Grundkörper, -folie
9.2 RFID-Elektronik
9.3 Kopplungsantenne
10.1 , 10.2 streifenförmige Bereich, Streifen
11 metallisierte Isolationsfolie
12 Innenbereich
13 Außenbereich
13.1 Außenseite des Außenbereichs 13
14 Stirnfläche der Isolierverglasungseinheit 1 oder der Glasscheiben
4a, 4b
18 Außenfläche der Glasscheibe 4a oder 4b
19 Innenfläche der Glasscheibe 4a oder 4b
Pfeil A Draufsichtsrichtung bzw. Durchsichtsrichtung
Pfeil B Draufsichtsrichtung
A Abstand B Breite des Grundkörpers 9.1.2 der Schlitzantenne 9.1
BS Breite des Schlitzes 9.1 .1
BR Breite des (Rand-)Streifens 10.1 ,10.2 d Abstand L Länge des Grundkörpers der Schlitzantenne 9.1
LD Dicke des Grundkörpers 9.1 .2
LS Länge des Schlitzes 9.1 .1
LR Länge des Rands

Claims

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Ansprüche Isolierverglasungseinheit (1), geeignet zum Einbau in einen Rahmen (3), der ein metallisches erstes Rahmenelement (3.1), ein metallisches zweites Rahmenelement (3.3) und ein die Rahmenelemente (3.1 ,3.3) zumindest abschnittsweise und bevorzugt vollständig umlaufend, Verbindendendes polymeres drittes Rahmenelement (3.2) enthält oder daraus besteht, umfassend: mindestens einen Abstandshalter (5), der umlaufend zu einem Abstandshalterrahmen (5‘) geformt ist und einen Innenbereich (12) umgrenzt, eine erste Glasscheibe (4a), die auf einer ersten Scheibenkontaktfläche (5.1) des Abstandshalterrahmens (5‘) und eine zweite Glasscheibe (4b), die auf einer zweiten Scheibenkontaktfläche (5.2) des Abstandshalterrahmens (5‘) angeordnet ist, und die Glasscheiben (4a, 4b) über den Abstandshalterrahmen (5‘) hinausragen und ein Außenbereich (13) gebildet ist, der zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, mit einem Versiegelungselement (6) gefüllt ist, wobei mindestens ein RFID-Transponder (9) im Außenbereich (13) oder im äußeren Kantenbereich der Glasscheiben (4a, 4b) angeordnet ist, der RFID-Transponder (9) eine Schlitzantenne (9.1) enthält. Isolierverglasungseinheit (1) nach Anspruch 1 , wobei die Schlitzantenne (9.1) einen Grundkörper (9.1.2), bevorzugt einen platten- oder folienförmigen Grundkörper (9.1.2), besonders bevorzugt einen Grundkörper (9.1.2) mit rechteckförmiger Grundfläche, aufweist. Isolierverglasungseinheit (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Grundkörper (9.1.
2) eine Breite BG von 10 mm bis 80 mm, bevorzugt von 12 mm bis 40 mm und insbesondere von 15 mm bis 30 mm, und/oder einer Länge LG von 25 mm bis 200 mm, bevorzugt von 40 mm bis 170 mm und insbesondere von 80 mm bis 150 mm, und/oder eine Dicke DG von
0,02 mm bis 0,5 mm, bevorzugt von 0,09 mm bis 0,
3 mm, aufweist.
4. Isolierverglasungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Grundkörper (9.1.2) eine metallisierte Polymerfolie oder eine freitragende Metallfolie, bevorzugt aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer, Silber oder Edelstahl enthält oder daraus besteht.
5. Isolierverglasungseinheit (1) nach Anspruch 4, wobei die Metallisierung der Polymerfolie eine Dicke von 10 pm bis 200 pm und die Metallfolie eine Dicke von 0,02 mm bis 0,5 mm und insbesondere von 0,09 mm bis 0,3 mm aufweist.
6. Isolierverglasungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Grundkörper (9.1.2) mindestens einen, bevorzugt genau einen, Schlitz
(9.1.1), besonders bevorzugt einen rechteckförmigen Schlitz (9.1.1) aufweist.
7. Isolierverglasungseinheit (1) nach einem der Anspruch 6, wobei der Schlitz
(9.1.1) eine Breite BS von 0,2 mm bis 20 mm, bevorzugt von 1 mm bis
10 mm und insbesondere von 2 mm bis 5 mm, und/oder eine Länge LS von 20 mm bis 180 mm, bevorzugt von 35 mm bis 160 mm und insbesondere von 70 mm bis 140 mm, aufweist.
8. Isolierverglasungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine RFID-Elektronik (9.2) mit der Schlitzantenne (9.1) galvanisch verbunden und/oder elektromagnetisch gekoppelt ist.
9. Isolierverglasungseinheit (1) nach Anspruch 8, wobei die RFID-Elektronik
(9.2) bezüglich der Erstreckungsrichtung des Schlitzes (9.1.1) mittig oder im Endbereich oder dazwischen mit der Schlitzantenne (9.1) galvanisch verbunden und/oder elektromagnetisch gekoppelt ist.
10. Isolierverglasungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der RFID-Transponder (9)
- im Außenbereich (13) und bevorzugt unmittelbar an der Außenfläche
(5.3) des Abstandshalters (5) und/oder
- an einer der Innenflächen (19) der Glasscheiben (4a, 4b) und/oder - inmitten des Außenbereichs (13), besonders bevorzugt ohne unmittelbarem Kontakt zu der Außenfläche (5.3) des Abstandshalters (5) und ohne unmittelbarem Kontakt zu den Innenflächen (19) der Glasscheiben (4a, 4b) und/oder
- an der Außenfläche (6.1) des Versiegelungselements (6) angeordnet ist. Verglasung (2), insbesondere Fassadenverglasung, Fenster, Tür oder Innenraumtrennung, umfassend einen Rahmen (3), und eine im Rahmen (3) angeordneten Isolierverglasungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Verglasung (2) nach Anspruch 11 , wobei der Rahmen (3) die Stirnflächen (14) der Isolierverglasungseinheit (1) umgreift und zugleich den oder die RFID-Transponder (9) in Durchsichtsrichtung (Pfeil A) durch die Glasscheiben (4a, 4b) überdeckt. Verglasung (2) nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Rahmen (3) ein metallisches erstes Rahmenelement (3.1), ein metallisches zweites Rahmenelement (3.3) und ein die Rahmenelemente (3.1 ,3.3) zumindest abschnittsweise und bevorzugt vollständig umlaufend, Verbindendendes polymeres drittes Rahmenelement (3.2) enthält oder daraus besteht. Verwendung des RFID-Transponders (9) in einer Isolierverglasungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder einer Verglasung (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 als Identifikationselement.
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