JP3195487U - 暖炉・ストーブ用覗き窓パネルおよび該暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを備えた暖炉もしくはストーブ - Google Patents

Abstract

【課題】金属の材料から成る構成部分との結合部を備えた、ガラスパネル又はガラスセラミックパネルを有する暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを提供する。【解決手段】材料接続式に結合されたノブ形の金属製のグリップ１.２を備えたガラスセラミックパネル１．１から成る暖炉・ストーブ用覗き窓パネルである。材料接続式の結合は、好ましくは溶接、特に超音波溶接により形成されている。グリップ１.２は、たとえば暖炉室を開放するために暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを把持しかつ運動させることを容易にする。ガラスセラミックパネル１．１は、たとえばＬｉ−Ａｌ−Ｓｉガラスセラミックスから成っていてよいが、これに限定されるわけではない。好ましくは、ガラスセラミックパネルと材料接続式に結合されているグリップ１．２またはグリップの少なくとも一部は、特殊鋼から成っている。【選択図】図１

Description

本考案は、金属の材料から成る構成部分との少なくとも１つの結合部を有する、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルを備えた暖炉・ストーブ用覗き窓パネル（Kaminsichtscheibe）に関する。

さらに本考案は、このような暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを備えた暖炉もしくはストーブ（Kaminofen）にも関する。

薪式またはペレット式またはガス式の暖炉もしくはストーブは、主暖房または付加暖房として大きく普及している。火災危険を減少させかつ一層良好な燃焼を確保するために、このような暖炉もしくはストーブは扉によって閉じられている。しかし、このような暖炉もしくはストーブが好評を博している極めて大きな要因は、扉が閉じられた状態で暖炉もしくはストーブの炎を観察することができることでもある。この理由から、有利には透明でかつ耐温度性のガラスセラミックパネルが暖炉もしくはストーブにおける覗き窓パネルとして使用される。このような覗き窓パネルは、たとえばショット社（Firma Schott）により「ＲＯＢＡＸ」（登録商標）という商標で市販されている。扉パネルは通常、方形、あるいは正方形または多角形のフラットなパネルであるか、または複雑に変形加工された、片側または両側で縁曲げされたか、または場合によっては付加的になお丸く変形加工されたパネルである。部分的に、暖炉・ストーブ用覗き窓パネルには、たとえば絵画フレーム等のパスパルツー額縁（Passepartout）と比較可能に、枠部がプリントされる。一般に、暖炉・ストーブ用覗き窓パネルは、居間および別の滞在空間用の暖炉もしくはストーブにおいて、あるいはまた、たとえばホテルまたは催し物等の目的のために使用される建物の入口ホールまたは応接ホール用の暖炉もしくはストーブにおいても使用される。

暖炉もしくはストーブ用の暖炉・ストーブ用覗き窓パネルに用いられるガラスパネルまたはガラスセラミックパネルは通常、低い熱膨張係数を有し、特に−０．５×１０^−６／Ｋと＋４．０×１０^−６／Ｋとの間の熱膨張係数α（２０℃−３００℃）を有する。

暖炉もしくはストーブ用の暖炉・ストーブ用覗き窓パネルに用いられるガラスパネルまたはガラスセラミックパネルは、通常、可視の波長領域内での高い透過率を有し、この場合、「高い透過率」とは、少なくとも８５％の光透過率を意味する。

暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの多くの構成、たとえば暖炉・ストーブ用覗き窓パネルへの付加的な機能、たとえばグリップまたは装飾スクリーンの装備または暖炉もしくはストーブにおける暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの取付けのためには、ガラスまたはガラスセラミックと、別の材料、有利には金属の材料から成る構成部分との間の結合部が望まれている。このような結合部は、用途または機能に応じて暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの外側に、すなわち暖炉・ストーブ運転時に加熱源とは離反している側に設けられているか、または他方の側、つまり内側に、あるいはまた小幅の縁面に設けられていてもよい。

暖炉・ストーブ用覗き窓パネルが暖炉もしくはストーブに正しく配置され、かつ／または別の構成部分に正しく結合され得るようにするためには、暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの取付け手段が必要となる。場合によっては、このような取付け手段は、たとえばクリーニング目的での暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの取外しおよび再取付けを可能にするために可逆的である。可能な取付け手段は、金属製の保持装置または金属製の組付けエレメントである。可逆的な取付けを可能にする取付けエレメントも、できるだけ、互いに結合させたい構成要素のうちの１つに固くかつ耐久性良く結合されている。

たとえばガラスまたはガラスセラミックのような脆性破壊し易い材料を金属の材料と結合するために、公知先行技術では種々異なる手段が記載されている。

１つの手段は、脆性破壊し易い材料と金属の材料との間の所望の結合を、たとえばクランプまたはねじ締結によって構造的に形成することにある。しかしこの場合には、関与したコンポーネント、特にねじ締結コンポーネントにおける熱膨張係数差が十分に補償され得ないので、脆性破壊し易い材料における破壊を招く要因となる応力が確実に回避されない点に欠点がある。脆性破壊し易い材料と金属の材料との構造的な結合の別の欠点は、結合部の、可能となる幾何学的な構成に関する著しい制限である。

暖炉・ストーブ用覗き窓パネルに課せられる要求は種々様々である。

特別な要求は、暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを備えた暖炉もしくはストーブが運転される高温領域における使用から生ぜしめられる。使用される加熱材料に応じて、最大１２００℃の作動温度が生じ、このような作動温度は暖炉もしくはストーブの構造に応じて、暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの内側において最大５００℃までの温度をもたらす。

暖炉もしくはストーブにおいて暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを使用する場合の別の問題は、暖炉・ストーブ用覗き窓パネルが、ひいてはその取付けエレメントも、２５０Ｋよりも大きな温度差を有する温度変化にさらされていることにある。このような場合には、本体が結合個所において破断してしまう危険が生じる。

したがって、本考案の課題は、金属の材料から成る構成部分との結合部を備えた、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルを有する暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを提供することである。

この課題は、本考案によれば、冒頭で述べた暖炉・ストーブ用覗き窓パネルにおいて、前記結合部が材料接続式の結合部であることを特徴とする、暖炉・ストーブ用覗き窓パネルならびにこのような暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを備えた暖炉もしくはストーブにより解決される。

重要となるのは、材料接続式（stoffschluessig）の結合、すなわち材料の力（原子、分子の力）に基づいた結合である。材料接続式の結合は、種々の手段で実現され得る。暖炉・ストーブ用覗き窓パネルでの使用は、材料接続式の結合に対しても、その熱安定性に課せられるある程度の要求を意味する。しかし、具体的な要求は暖炉・ストーブ用覗き窓パネルにおける材料接続式の結合部の具体的な位置と、加熱源に対する暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの距離とに関連している。当業者であれば、要求に応じて適当な製造方法を選び出すことを知っている。

耐温度変化性の問題を解決するためには、所望の使用領域において膨張特性の点でガラスまたはガラスセラミックスに十分に適合されている金属の材料から成る構成部分を使用することが、公知先行技術に記載されている。しかし、その場合、２５０℃を越える温度範囲において問題が生ぜしめられる。

公知先行技術において述べられている別の手段は、金属の材料と、脆性破壊し易い材料との接着を用いた材料接続式の結合にある。この場合、接着剤はその弾性特性に基づいて、結合したい材料の熱膨張差を補償する。公知先行技術におけるこのような接着剤の例は、たとえばシリコーン接着剤である。しかし、このような材料接続式の結合の欠点は、耐温度性が一般に２５０℃よりも低い温度に限定されていることである。３００℃を越える温度にも耐えられる接着剤も知られてはいるが、しかし制限された時間にしか耐えることができない。上記温度において長時間安定性を有する接着剤も知られているが、しかしこのような接着剤は、この場合に存在する材料ペアリングのためには適していない。

材料接続式の結合のさらに別の手段は、中間ガラスまたはガラスろうを用いて、脆性破壊し易い材料と金属の材料との間の結合部に生じる応力を低下させることにある。しかし、このような解決手段では、脆性破壊し易い材料と金属の材料との熱膨張差が、２５０Ｋを越える温度変化時ではもはや補償され得なくなることが考慮されなければならない。

ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルと、金属の材料から成る構成部分との間の本考案における材料接続式の結合を形成するための適当な方法は、たとえば独国特許出願公開第１０２０１２２０４２３５明細書に記載されているようなろう接、特に超音波ろう接である。

ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルと、金属の材料から成る構成部分との間の本考案における材料接続式の結合を形成するための特に適当な方法は、溶接、特に超音波溶接である。超音波溶接は１５〜５０ｋＨｚの汎用の周波数範囲で、有利には２０〜４０ｋＨｚ、特に有利には２０ｋＨｚまたは４０ｋＨｚで行われる。超音波溶接により、暖炉もしくはストーブの高温部にも存在することのできる高温安定性の結合が得られる。

超音波溶接法に関しては、独国特許出願公開第１９９１７１３３明細書を参照するものとする。同独国特許出願公開明細書には、ガラス、ガラスセラミックスおよび／またはセラミックス、すなわち小さな長距離秩序を有する劣熱伝導性の脆い無機材料から成るワークと、これらの材料とは異なる材料、たとえば金属から成るワークとの溶接が詳細に説明されている。独国特許出願公開第１９９１７１３３明細書に開示されている内容は、十分な規模で本出願に取り込まれる。

ガラスまたはガラスセラミックスから成るワークと、金属の材料から成る構成部分との間での、特に超音波溶接装置を用いた溶接は、ガラスまたはガラスセラミックスから成るワークにおける第１の結合面と、金属の材料から成る構成部分における第２の結合面との間で行われる。第１の結合面と第２の結合面との間には、中間層が導入されている。溶接は面状に、あるいはまた単に部分面状にも行なわれ得る。この場合、部分面状の溶接は、ジオメトリ（幾何学的形状）に応じて、スポット溶接、ローラシーム溶接またはねじり溶接であってよい。

すなわち、この実施態様では、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルと金属の材料から成る構成部分との結合部が、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルと金属の材料との間の中間層、特に延性の金属から成る中間層を有している。この中間層の働きにより、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルと金属の材料との間の結合が形成される。さらに、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルと金属の材料との間に生じる応力は、この中間層によって少なくとも部分的に低減され得る。本明細書中、「延性の金属」とは、≧１％、好適には≧１０％、特に１％〜２０％の範囲、好適には２％〜１５％の範囲の破断時の伸びを有するような金属を意味する。

このような破断時の伸びを有する特に好適な材料は、たとえば０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲の厚さで≧４％の横方向破断時の伸びおよび≧４％の長手方向破断時の伸びを有する、ＡＬＵＪＥＴ社（Fa.ALUJET GmbH, Ahornstrasse 16, D-82291 Mammendorf在）の高純度アルミニウムシートＡｌ９９.５−平滑、軟質、圧延ブランク−「ＡＬＵＪＥＴ」または同じく０．０５ｍｍのシートの層厚さで≧４％の破断時の伸びを有する、３Ｍ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ社（3M Deutschland GmbH、Carl-Schurz-Stra.1、D-41453 Neuss在）のアルミニウムシート７８００である。

この実施態様では、中間層によって、応力の一部が弾性的に低減され、１００℃よりも上の温度では流れによっても低減されるが、しかし残留応力が残る恐れがある。

特に好適な実施態様は、ガラスセラミックスまたはガラスが、≦４・１０^−６／Ｋ、特に−１．０・１０^−６／Ｋ≦α≦４・１０^−６／Ｋの範囲、特に有利には−０．６・１０^−６／Ｋ≦α≦２・１０^−６／Ｋの範囲の線熱膨張係数α（２０℃−３００℃）を有する材料であることにある。

前記範囲の熱膨張係数を有する材料の例は、Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｉガラスセラミックス、たとえば２０℃〜３００℃の温度範囲で−０．３〜１．０・１０^−６／Ｋの範囲の線熱膨張係数を有する、Ｓｃｈｏｔｔ社（Firma Schott AG、Mainz在）のガラスセラミックスＲＯＢＡＸ（登録商標）、ＣＥＲＡＮ（登録商標）およびＮＥＸＴＲＥＭＡ（登録商標）である。

ガラス材料としては、たとえばホウケイ酸ガラス、たとえばＢｏｒｏｆｌｏａｔ３３（登録商標）を使用することができる。ガラス材料Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ３３（登録商標）は、３．３・１０^−６／Ｋの線熱膨張係数を有する。

ガラス材料としては、たとえばグリーンガラス、つまりセラミック化されていない材料を、上記ガラスセラミックスの組成に基づいて使用することができる。グリーンガラスは、３.８×１０^−６／Ｋ〜４.２×１０^−６／Ｋの熱膨張係数を有する。

具体的な使用において生じる温度変化負荷もしくは温度交番負荷が、ゼロ膨張ガラスセラミックスにより提供されるような低い熱膨張係数を必ずしも必要としない場合には、ガラスセラミックスに代わるガラス材料が使用されることが好ましい。

金属の材料から成る構成部分のための金属の材料としては、好適には２０℃〜３００℃の温度範囲での線熱膨張係数αに関してα≦２０・１０^−６／Ｋ、特に４.０・１０^−６／Ｋ≦α≦６・１０^−６／Ｋの範囲の線熱膨張係数αを有する金属の材料が使用される。特に好適な金属の材料は、コバール（ＫＯＶＡＲ）である。択一的には、モリブデン、鋼、タングステンまたは特殊鋼も可能である。コバールは、鉄−コバルト−ニッケル合金である。

金属の材料が、ガラス材料またはガラスセラミック材料に関連して選択され、しかも金属の材料が、α_{（ガラスまたはガラスセラミックス）}−１０・１０^−６／Ｋ≦α≦α_{（ガラスまたはガラスセラミックス）}＋１０・１０^−６／Ｋ、好適にはα_{（ガラスまたはガラスセラミックス）}−８・１０^−６／Ｋ≦α≦α_{（ガラスまたはガラスセラミックス）}＋８・１０^−６／Ｋ、特にα_{（ガラスまたはガラスセラミックス）}−５・１０^−６／Ｋ≦α≦α_{（ガラスまたはガラスセラミックス）}＋５・１０^−６／Ｋの範囲の線熱膨張係数α（２０℃−３００℃）を有するように選択されると、特に好適である。

意想外にも、ガラス材料またはガラスセラミック材料と金属の材料とを有する物体もしくは複合体が、両接合パートナの熱膨張差にもかかわらず、２５０℃よりも高い温度、特に３００℃よりも高い温度で、永続的に耐温度性の結合を示す。特に好適には、最大４００℃の温度、特に好適には最大５００℃の温度まで、永続的な耐温度性が達成される。こうして形成された結合は、脆い材料が僅かな膨張またはゼロ膨張を有する場合でも、２５０Ｋを越える温度変化にも永続的に耐える。

本考案によれば、ガラス材料またはガラスセラミック材料と金属の材料との間に中間層が持ち込まれる。この中間層は好適には延性の金属、好適にはアルミニウム、特に高純度アルミニウム、あるいはまた金または金合金から成っている。このような中間層の厚さは、好適には５０μｍ〜２００μｍの範囲にある。

中間層に対して付加的に、特に第１の結合表面および／または第２の結合表面を、特にこれらの結合表面が接合方法としての超音波溶接によって結合される場合に、前処理することが規定されていてよい。このことは、特にガラス材料またはガラスセラミック材料のために有利である。このためには、たとえば熱的または化学的なプリロード付与（予荷重付与）、または強度を向上させる被覆が挙げられる。また意想外にも、ガラス材料またはガラスセラミック材料の結合表面の局所的および／または全面的なエッチングまたは研磨により、耐温度性および／または耐温度変化性の改善が達成され得ることも判った。超音波溶接を用いたガラス材料またはガラスセラミック材料と金属の材料との結合は、極めて迅速に行われ得る。そこで、このような結合をスポット溶接および／またはねじり溶接によって短時間で行うことができる。１０秒間よりも短い時間、好適には５秒間よりも短い時間、特にそれどころか１秒間よりも短い時間が可能である。

金属の材料から成る構成部分との少なくとも１つの材料接続式の結合部を有するガラスパネルまたはガラスセラミックパネルを備えた本考案による暖炉・ストーブ用覗き窓パネルは、好ましくは以下のようにして製作され得る。

まず、第１の結合面を有する、好ましくは≦４・１０^−６／Ｋの線熱膨張係数α（２０℃−３００℃）、特に≦２・１０^−６／Ｋ、有利には−１・１０^−６／Ｋ≦α≦４・１０^−６／Ｋの範囲、特に−０．６・１０^−６／Ｋ≦α_sproed≦２・１０^−６／Ｋの範囲の線熱膨張係数α（２０℃−３００℃）を有するガラスまたはガラスセラミックス、たとえばＬｉ−Ａｌ−Ｓｉガラスセラミックスが提供される。

さらに、第２の結合面を有する、２０℃〜３００℃の温度範囲における線熱膨張係数αに関して、α（２０℃−３００℃）≦２０・１０^−６／Ｋ、特に４・１０^−６／Ｋ≦α≦６・１０^−６／Ｋの範囲の線熱膨張係数αを有する金属の材料、たとえばＫＯＶＡＲが提供される。

次いで、ガラス材料またはガラスセラミック材料は、第１の結合面および第２の結合面の範囲で、この第１の結合面と第２の結合面との間に持ち込まれる中間層を介して金属の材料に材料接続式に結合される。この場合、中間層は好適には、延性の金属、特にアルミニウム、好適には高純度アルミニウム、アルミニウム合金、金または金合金から成り、好適には５０μｍ〜２００μｍの厚さを有している。これにより、２５０℃よりも高い温度、好適には３００℃よりも高い温度に対する耐高温性の結合部および／または２５０Ｋよりも高い耐温度変化性を有する結合部が提供される。

脆性破壊し易いガラス材料またはガラスセラミック材料は、接合法、特に溶接、特に超音波溶接、好適にはスポット溶接、ローラシーム溶接またはねじり溶接により、金属の材料と結合される。

特にガラスパネルまたはガラスセラミックパネルの第１の結合面が処理されると、特に耐高温性の結合部、特に耐温度変化性の結合部が達成される。この場合、プリロード付与、平滑化、いぼ状突起付与、パターン化、部分面または全面にわたるエッチング、研磨および／またはイオン交換が可能である。

ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルを備えた暖炉・ストーブ用覗き窓パネルは、パネルと金属の材料から成る構成部分との１つまたは複数の材料接続式の結合部を有していてよい。複数の結合部が有利である。

ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルは、その外側またはその内側に、あるいはまたパネルの小幅の縁面、つまり側面にも、１つまたは複数の材料接続式の結合部を有していてよい。「ガラスセラミックパネルの外側」とは、暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの、暖炉・ストーブ運転時に加熱源とは反対の側に向けられている側を意味し、「ガラスセラミックパネルの内側」とは、暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの、暖炉・ストーブ運転時に加熱源に向けられている側を意味する。

パネルは平坦に、または部分的に変形させられて形成されているか、またはその厚さ、材料構造または表面構造の点で部分的に変えられて形成されていてよい。パネルは、特に円筒体表面セグメントまたは球体表面セグメントの形に曲げられていてよい。

材料接続式の結合部は、面状または部分面状に形成されていてよく、この場合、超音波溶接された結合の場合には、部分面状の結合部が有利である。好ましくは、部分面状の結合部の場合には、溶接された接触面（ｖＫ）と溶接されていない接触面（ｎｖＫ）との間の比が１よりも小さい。僅か０.２５〜０.３５のｖｋ／ｎｖＫの比でも、十分に安定した結合が得られる。

材料接続式の結合部は、少なくともいずれか一方が被覆されている両表面の間にも形成され得る。両表面が被覆されている場合、被覆体は同一の組成または互いに異なる組成を有していてよい。

超音波溶接により形成された材料接続式の結合部では、少なくともガラスパネルまたはガラスセラミックパネルの表面が被覆されていないか、または部分的にしか被覆されていないことが好ましい。

本考案によれば、複数のセグメントもしくは複数のモジュールから成るガラスパネルまたはガラスセラミックパネルを、これらのパネルセグメントまたはパネルモジュールに材料接続式に結合されている金属製の結合エレメントによって互いに結合することができる。このことは、特に接触範囲が、高められた温度にさらされていて、シリコーン接着剤を使用することができない場合に有利である。簡単に実現され得るこのようなセグメント構造により、本考案による暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの種々様々な設計可能性および形状バリエーションが存在する。たとえば、互いに角度を成して配置された２つまたは複数の平坦なパネルから成る暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを実現することができる。このような暖炉・ストーブ用覗き窓パネルは、曲げられた暖炉・ストーブ用覗き窓パネルに対する択一的な別の構成を成す。結合条片を介して互いに結合されている２つのパネルセグメントから成る暖炉・ストーブ用覗き窓パネルが有利である。好ましくは、両パネルセグメントが、互いに直角を成して配置されている。

本考案によれば、種々様々の付属部品、たとえばアンテナ、たとえばＷ−ＬＡＮアンテナ、または測定フィーラまたはセンサを暖炉・ストーブ用覗き窓パネルに取り付けることができる。具体的な実施態様に応じて、パネルと付属部品との間の直接的な材料接続式の結合またはパネルと付属部品の金属製の保持装置、たとえばフレームとの間の材料接続式の結合が可能である。

本考案によれば、フレーム、フレームセグメントおよびフレーム挟込み枠と暖炉・ストーブ用覗き窓パネルとの結合も実現され得る。好ましくは、このような結合を実現させる材料接続式の結合部は部分面状にのみ形成されている。このようなフレームおよび囲い枠も、特に接触範囲が、高められた温度にさらされていて、シリコーン接着剤を使用することができないような場合に有利である。

特にフレームまたはフレームセグメントがパネルの側面を介してパネルの下側および上側に沿って延びていると、このフレームまたはフレームセグメントは縁部保護手段として働く。簡単に実現され得るこのようなフレーム形成により、本考案による暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの種々様々の設計可能性が存在する。

グリップを備えた本考案による暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを示す斜視図である。 ヒンジを備えた本考案による暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを示す斜視図である。 ２つのピンを備えた、湾曲させられた本考案による暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを示す斜視図である。 Ｗ−ＬＡＮアンテナを備えた本考案による暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの一部を示す斜視図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製の結合エレメントによって１平面内で互いに結合されている実施形態を示す横断面図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製の結合エレメントによって１平面内で互いに結合されている別の実施形態を示す横断面図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製の結合エレメントによって互いに角度を成して結合されている実施形態を示す横断面図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製の結合エレメントによって互いに角度を成して結合されている別の実施形態を示す横断面図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製の結合エレメントによって互いに角度を成して結合されているさらに別の実施形態を示す横断面図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製の結合エレメントによって互いに角度を成して結合されているさらに別の実施形態を示す横断面図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製のフレームエレメントに材料接続式に結合されている実施形態を示す横断面図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製のフレームエレメントに材料接続式に結合されている別の実施形態を示す横断面図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製のフレームエレメントに材料接続式に結合されているさらに別の実施形態を示す横断面図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製のフレームエレメントに材料接続式に結合されているさらに別の実施形態を示す横断面図である。 ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルが金属製のフレームエレメントに材料接続式に結合されているさらに別の実施形態を示す横断面図である。

以下に、本考案を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、材料接続式に結合されたノブ形の金属製のグリップ１.２を備えたガラスセラミックパネル１．１から成る暖炉・ストーブ用覗き窓パネルが上から見た斜視図で図示されている。材料接続式の結合は、好ましくは溶接、特に超音波溶接により形成されている。グリップ１.２は、たとえば暖炉室を開放するために暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを把持しかつ運動させることを容易にする。

ガラスセラミックパネル１．１は、たとえばＬｉ−Ａｌ−Ｓｉガラスセラミックス、特にショット社（Firma Schott AG, Mainz在）の「ＲＯＢＡＸ」（登録商標）から成っていてよいが、必ずしもこれに限定されるわけではない。このような、実質的にゼロ膨張性の材料は、平均線熱膨張係数α_{ｓｐｒｏｅｄ}（２０℃−３００℃）＜０．１５・１０^−６／Ｋを有している。グリップの金属材料は、主として２０℃〜３００℃の温度範囲内で線熱膨張係数α（２０℃−３００℃）≦６・１０^−６／Ｋを有する金属の材料である。好ましくは、ガラスセラミックパネルと材料接続式に結合されているグリップ１．２またはグリップの少なくとも一部は、コバール（Kovar）または特殊鋼から成っている。

別の金属材料から成るグリップおよび／または別の構成のグリップ、たとえば取っ手形のグリップも、材料接続式の結合を介してガラスパネルまたはガラスセラミックパネルに取付け可能となる。また、飾り縁または飾りスクリーンも、材料接続式の結合を介してガラスパネルまたはガラスセラミックパネルに取付け可能となる。

図２にも、ガラスセラミックパネル２．１から成る暖炉・ストーブ用覗き窓パネルが上から見た斜視図で示されている。この暖炉・ストーブ用覗き窓パネルは、２つのヒンジエレメント２．２．１，２．２．２を有している。これらのヒンジエレメント２．２．１，２．２．２は、材料接続式の結合を介してガラスセラミックパネル２．１に結合されている。すなわち、付加的な金属フレームへの結合がもはや必要とならず、フレームレスの暖炉・ストーブ用覗き窓パネルが実現され得る。ヒンジエレメント２．２．１，２．２．２は、好ましくはアルミニウム、特殊鋼またはコバールから成っている。また、ヒンジエレメントを、暖炉・ストーブ用覗き窓パネルに固く結合された、アルミニウム、特殊鋼またはコバールから成るアダプタエレメントに差し被せるか、またはねじ締結することも可能である。材料接続式の結合は、図１に示した実施形態と同様に溶接、好ましくは超音波溶接によって形成されていてよい。

可能となる別の組付けエレメントは、ピン、クランプ、ねじ、ナット、アイまたはフックである。

図３には、回転防止手段を備えたガラスセラミックパネル３．１から成る湾曲させられた暖炉・ストーブ用覗き窓パネルが示されている。上側の側面と下側の側面とには、それぞれピン３．２．１，３．２．２が設けられている。「上側」、「下側」および「側方」という用語は、暖炉もしくはストーブにおけるパネルの配置に関連している。パネルが暖炉もしくはストーブにおいて上側と下側とにおいてのみ保持され、側方では固定されていない場合、ピンは暖炉もしくはストーブのフレーム内でのパネルのずれを阻止する。たとえば特殊鋼から成りかつ好ましくは超音波溶接によって形成された材料接続式の結合によってパネルの小幅の縁面に被着されているピンは、パネルの組み込まれた状態において、フレームに設けられた、対応して位置する孔内に係合する。

図４には、ガラスセラミックパネル４．１から成る暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの一部が図示されている。パネル側面のうちの１つの側面、好ましくは暖炉もしくはストーブに組み込まれた状態で見て上側の側面には、金属から成るＷ−ＬＡＮアンテナ４．２が設けられている。このＷ−ＬＡＮアンテナ４．２は、１つまたは複数の材料接続式の結合部によってパネルに固定されている。材料接続式の結合部は、好ましくは超音波溶接によって形成されている。材料接続式の結合部は、パネルとアンテナとの間に直接に存在していてよいが、しかしパネルと金属から成る保持部との間に存在していてもよく、その場合、この保持部にアンテナが、相応する装置を用いて取り付けられている。パネルに取り付けられたＷ−ＬＡＮアンテナは、特にペレットストーブのための暖炉・ストーブ用覗き窓パネルにおいて、この暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを、コンピュータまたはスマートフォンからＷ−ＬＡＮを介して制御するために好適である。

図５ａおよび図５ｂに概略的に示した実施形態では、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネル５．１が、金属製の結合エレメント５．２を用いて同一平面内で互いに結合されている。金属製の結合エレメントは、好ましくはコバールまたは特殊鋼から成っている。金属製の結合エレメントは、それぞれ少なくとも１つの材料接続式の、好ましくは溶接された、好ましくは超音波溶接された結合部を介して両パネルに結合されている。両パネルは同一の材料から成っているか、または互いに異なる材料から成っていてよい。図５ａに示した構成では、金属製の結合エレメント５．２がパネルの一方の側に位置し、図５ｂに示した構成ではパネルの他方の側に位置している。

金属製の結合エレメントを、可動のジョイントの形に形成することも可能である。

図６ａ〜図６ｄに概略的に示した実施形態では、２つの平坦なガラスパネルまたはガラスセラミックパネル６．１が、金属製の結合エレメント６．２によって互いに角度を成して結合されている。金属製の結合エレメント６．２は、好ましくはコバールまたは特殊鋼から成っている。金属製の結合エレメント６．２は、少なくともそれぞれ１つの材料接続式の結合部、好ましくは溶接された結合部、好ましくは超音波溶接された結合部を介して、両パネルに結合されている。両パネルは互いに同じ材料から成っているか、または互いに異なる材料から成っていてよい。図６ａおよび図６ｂに示した実施形態では、両パネルが互いに直角を成して配置されている。図６ｃおよび図６ｄに示した実施形態では、両パネルが、互いに９０°に等しくない角度、この場合には９０°よりも大きな角度を成して配置されている。互いに角度を成して、好ましくは互いに直角を成して配置された２つの平坦なパネルから成る暖炉・ストーブ用覗き窓パネルは、曲げられた暖炉・ストーブ用覗き窓パネルに対する択一的な別の人気ある暖炉・ストーブ用覗き窓パネルである。

また、たとえば暖炉もしくはストーブに設けられた、ガラスまたはガラスセラミックから成る暖炉・ストーブ用覗き窓パネルまたはこのような暖炉・ストーブ用覗き窓パネルの窓範囲の開放を可能にするために、金属製の結合エレメントを可動のジョイントとして形成することも可能である。

図６ａおよび図６ｃに示した実施形態では、金属製の結合エレメントが、パネルの内側に取り付けられており、それに対して図６ｂおよび図６ｄに示した実施形態では、金属製の結合エレメントがパネルの外側に取り付けられている。「外側」および「内側」とは、互いに角度を成して配置された両パネルから形成された窓パネル全体を見て、窓パネル全体により形成された空間に関して設定されている。

こうして、複数のセグメントから種々様々の形を実現することができる。たとえば、平坦ではなく曲げられた２つまたはそれ以上のパネルを互いに結合して、暖炉もしくはストーブの空間を形成する暖炉・ストーブ用覗き窓パネル、すなわち暖炉内室方向から見て凹面状の暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを形成することができる。暖炉・ストーブ用覗き窓パネルは、特に円筒面セグメントの形を有していてよい。また、平坦なパネルと、曲げられたパネルとを組み合わせて、たとえばトラフ形状を実現することもできる。

図７ａ〜図７ｅに概略的に示した種々の実施形態では、１つのガラスパネルまたはガラスセラミックパネル７．１が、金属製のフレームエレメント７．２に材料接続式に結合されている。金属製のフレームエレメント７．２は、たとえばコバールまたは特殊鋼から成っており、好ましくは特殊鋼から成っている。金属製のフレームエレメント７．２は、全周にわたって延びるフレームとして形成されていてよいが、しかし個々のフレームセグメントも考えられる。フレームエレメント７．２は、パネルの１つの面を介してパネルに結合されていてよく、たとえば図７ｃおよび図７ｄに示した実施形態では、パネルの下側で結合されており、あるいはまた図７ａおよび図７ｂに示した実施形態の場合のように、上側または下側の第１の面と、第２の面、つまりパネルの側面とを介してパネルに結合されている。図７ｅに示した別の有利な実施形態では、パネルが、パネルの側面を越えてその下側および上側にまで延びるフレーム挟込み枠によって挟み込まれる。フレーム挟込み枠は、縁部保護手段として役立つ。

材料接続式に結合されたこのようなフレーム挟込み枠は、暖炉もしくはストーブにおける使用のために好都合である。なぜならば、暖炉もしくはストーブでは、パネルが、汎用のシリコーン接着剤の使用温度よりも高い温度にさらされているからである。

以下に、本考案を幾つかの実施例につき詳しく説明する。

本考案における材料接続式の結合を超音波溶接によって形成するための第１実施例：
第１の実施例では、脆性破壊し易い材料が、−０．２・１０^−６／Ｋの平均熱膨張係数α_{２０−３００}を有するガラスセラミックス「Ｃｅｒａｎ」（登録商標）から成っている。金属製の成形体との結合のために設けられた表面は、調理面としての使用から知られているいぼ状突起構造を有する、圧延プロセスにおいて成形された表面である。延性の材料から成る中間層としては、０．１ｍｍの厚さを有するアルミニウムＥＮ−ＡＷ−１０５０Ａから成るシートが使用される。金属製の成形体は、５．５・１０^−６／Ｋの平均熱膨張係数α_{２０−３００}を有する材料「Ｋｏｖａｒ」（登録商標）から成る、０．５ｍｍの厚さと２２ｍｍの直径とを有する平坦なベースプレートから成っている。このベースプレートには、１２ｍｍの高さと８ｍｍの直径とを有するねじ山付きピンが固く結合されており、この場合、このねじ山付きピンは、ベースプレート上に中心でかつこのベースプレートに対して直角に載着されて設けられており、このねじ山付きピンは、本考案における構成部分の別の使用目的に応じて引き続き行われる組付けオプションのために役立つ。

ねじり超音波溶接法において、端面側の菱形パターン（ハニカムパターン）を有する中空円筒体の形のホーンを用いて、ガラスセラミックＣｅｒａｎと、アルミニウムから成る中間層と、Ｋｏｖａｒベースプレートとが互いに溶接される。この場合、ホーンの端面はＫｏｖａｒベースプレートに載着されて、ねじり振動を実施する。ホーン振幅は２５μｍであり、ホーン周波数は２０ｋＨｚであり、溶接圧は１．５バールであり、溶接エネルギは５００Ｗｓである。

こうして製作された複合体は、Ｃｅｒａｎガラスセラミックスの、接触範囲に設置されたいぼ状突起頂部と、アルミニウムから成る中間層との間の結合部を有すると同時に、アルミニウムから成る中間層と、Ｋｏｖａｒベースプレートとの間の結合部をも有する。この複合体は、２５℃の室温と３５０℃の最大温度との間での１００回の温度交番（繰り返し温度変化）による後続の熱負荷を、顕著な損傷なしに克服する。機械的な負荷テストによる結合部の耐性の検査により、少なくとも７００Ｎのせん断強さが得られた。

本考案における材料接続式の結合を超音波溶接によって形成するための第２実施例：
第２実施例では、脆性破壊し易い材料が、３．３・１０^−６／Ｋの平均熱膨張係数α_{２０−３００}を有するガラス「Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ３３」（登録商標）から成っている。金属製の成形体との結合のために設けられた表面は、フロートプロセスで成形された、火仕上げされた表面である。延性材料から成る中間層としては、０．１ｍｍの厚さを有するアルミニウムＥＮ−ＡＷ−１０５０Ａから成るシートが使用される。金属製の成形体は、５．５・１０^−６／Ｋの平均熱膨張係数α_{２０−３００}を有する材料「Ｋｏｖａｒ」（登録商標）から成る、０．５ｍｍの厚さと２２ｍｍの直径とを有する平坦なベースプレートから成っている。このベースプレートには、１２ｍｍの高さと８ｍｍの直径とを有するねじ山付きピンが固く結合されており、この場合、このねじ山付きピンは、ベースプレート上に中心でかつこのベースプレートに対して直角に載着されて設けられており、このねじ山付きピンは、本考案における構成部分の別の使用目的に応じて引き続き行われる組付けオプションのために役立つ。

ねじり超音波溶接法において、端面側の菱形パターン（ハニカムパターン）を有する中空円筒体の形のホーンを用いて、ガラスＢｏｒｏｆｌｏａｔ３３と、アルミニウムから成る中間層と、Ｋｏｖａｒベースプレートとが互いに溶接される。この場合、ホーンの端面はＫｏｖａｒベースプレートに載着されて、ねじり振動を実施する。ホーン振幅は２５μｍであり、ホーン周波数は２０ｋＨｚであり、溶接圧は２．０バールであり、溶接エネルギは７００Ｗｓである。

こうして製作された複合体は、Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ３３ガラスと、アルミニウムから成る中間層との間の面状の結合部を有すると同時に、アルミニウムから成る中間層と、Ｋｏｖａｒベースプレートとの間の結合部をも有する。溶接プロセスで製作された接触面は、約１．５ｃｍ^２である。この複合体は、２５℃の室温と３００℃の最大温度との間での１００回の温度交番による後続の熱負荷を、顕著な損傷なしに克服する。機械的な負荷テストによる結合部の耐性の検査により、少なくとも５００Ｎのせん断強さが得られた。

１.１ ガラスセラミックパネル
１.２ グリップ
２.１ ガラスセラミックパネル
２.２.１，２.２.２ ヒンジエレメント
３.１ ガラスセラミックパネル
３.２.１，３.２.２ ピン
４.１ ガラスセラミックパネル
４.２ Ｗ−ＬＡＮアンテナ
５.１ ガラスセラミックパネル
５.２ 結合エレメント
６.１ ガラスセラミックパネル
６.２ 結合エレメント
７.１ ガラスセラミックパネル
７.２ フレームエレメント

Claims (11)

1. 金属の材料から成る構成部分との少なくとも１つの結合部を有するガラスパネルまたはガラスセラミックパネルを備えた暖炉・ストーブ用覗き窓パネルにおいて、前記結合部が材料接続式の結合部であることを特徴とする、暖炉・ストーブ用覗き窓パネル。
2. 前記材料接続式の結合部が、ろう接または溶接されており、特に超音波溶接されている、請求項１記載の暖炉・ストーブ用覗き窓パネル。
3. ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルと、金属の材料から成る構成部分との前記結合部が、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルと金属の材料との間の中間層、特に延性の金属から成る中間層を有する、請求項１または２記載の暖炉・ストーブ用覗き窓パネル。
4. ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルの材料が、２０℃〜３００℃の温度範囲で低膨張性の材料、有利には≦４・１０^−６／Ｋ、特に≦２・１０^−６／Ｋ、有利には−１．０・１０^−６／Ｋ≦α≦４・１０^−６／Ｋの範囲、特に有利には−０．６・１０^−６／Ｋ≦α≦２・１０^−６／Ｋの範囲の線熱膨張係数α（２０℃−３００℃）を有する材料である、請求項１から３までのいずれか１項記載の暖炉・ストーブ用覗き窓パネル。
5. 前記構成部分の金属の材料が、≦２０・１０^−６／Ｋ、特に４・１０^−６／Ｋ≦α（２０℃−３００℃）≦６・１０^−６／Ｋの範囲の線熱膨張係数α（２０℃−３００℃）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の暖炉・ストーブ用覗き窓パネル。
6. 前記構成部分の金属の材料が、タングステンまたはモリブデンまたはＫＯＶＡＲ（登録商標）または鋼または特殊鋼である、請求項１から５までのいずれか１項記載の暖炉・ストーブ用覗き窓パネル。
7. 当該暖炉・ストーブ用覗き窓パネルが、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルと金属の材料から成る構成部分との材料接続式の結合部、特に溶接された結合部、特に超音波溶接された結合部を１つよりも多く有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の暖炉・ストーブ用覗き窓パネル。
8. 前記１つまたは複数の構成部分が、フレームまたはフレームエレメントを成す、請求項１から７までのいずれか１項記載の暖炉・ストーブ用覗き窓パネル。
9. 前記１つまたは複数の構成部分が、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルに設けられたグリップである、請求項１から７までのいずれか１項記載の暖炉・ストーブ用覗き窓パネル。
10. 前記１つまたは複数の構成部分が、ガラスパネルまたはガラスセラミックパネルに設けられた組付けエレメントである、請求項１から７までのいずれか１項記載の暖炉・ストーブ用覗き窓パネル。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項記載の暖炉・ストーブ用覗き窓パネルを備えた暖炉もしくはストーブ。

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