WO2012041710A1 - Isolierglas für ein fenster sowie fensteranordnung mit einem solchen isolierglas - Google Patents

Isolierglas für ein fenster sowie fensteranordnung mit einem solchen isolierglas Download PDF

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Marc Donzé
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Berner Fachhochschule - Biel Architektur, Holz Und Bau
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    • 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 present invention relates to the technology of windows for buildings. It relates to an insulating glass for a window according to the preamble of claim 1 and a window assembly with such an insulating glass.
  • the insulating glass used had two glass panes and a thickness of 24-28 mm.
  • insulating glass is today usually produced from three panes and its thickness varies between 36 and 50 mm.
  • this development contributed to significantly improved thermal properties, it also caused an increase in weight of 50%.
  • the modern architect often requires large glass surfaces. Window weights of more than 100 kg are therefore standard today.
  • the insulating glass is positioned in a frame or sash made of wood, PVG or aluminum mini m.
  • the frame handles the static functions of the window. It is dimensioned so that it can fully absorb both the wind and dead loads of the glass.
  • the insulating glass is in a wing with support pad held in a fold in the disk plane and held vertically to the disk plane by a strip or a metallic profile.
  • Fig. 1 shows a horizontal section of a known window system wood / metal of the last generation.
  • the Desanordnu ng 60 shown in FIG. 1 comprises a frame 57, on which a window sash, which has a sash 59 and an insulating glass 58, sealingly.
  • the insulating glass 58 which has a thickness d 1 of, for example, 37 mm and constructed of three parallel glass panes in a conventional manner, is held in the casement 59 by a retaining profile 64 which is secured to the casement 59 by means of a connecting element 63.
  • sealing profiles 65 and 66 are provided on both sides.
  • the window sash is sealed with a further sealing profile 62, which is attached to an outer shell 61.
  • the widths I 1, 12 of the overlapping frames 57 and 59 are typically 51 and 65 mm, so that the frame area assumes a total width of 1 1 6 mm.
  • Fig. Figure 2 shows a horizontal section of such a known window system wood / glued insulating glass.
  • the window arrangement 70 shown in FIG. 2 again comprises a window frame 67, against which a window sash, which has a sash 69 and an insulating glass 68, bears in a sealing manner.
  • the insulating glass 68 which has a thickness d 1 of, for example, 28 mm and constructed of two parallel glass sheets in a conventional manner, is held in the sash frame 69 as an adhesive joint 76.
  • On the outside of an outer profile 74 is arranged.
  • a sealing profile 75 is provided on the inner side.
  • the sash is sealed with a sealing profile 72 and a further sealing profile 73, which is attached to an outer shell 71.
  • the widths I 1, 12 of the overlapping frames 67 and 69 are typically 62 and 61 mm, so that the frame area as a whole occupies a width of 1 to 23 mm.
  • the splice carries the weight of the glass with an areal exposure that avoids stressing the frame (wing to be opened).
  • the rigid or semi-elastic adhesive bond allows an improvement of the static properties, because the glued glass influences the stiffness of the airfoil section.
  • the heat transfer coefficient of the frame (Uf) is approximately 1.2 W / m 2 K.
  • the insulating glass according to the invention is distinguished by the fact that the glass panes are in each case firmly bonded to an external, common profile and, together with the profile, form a mechanically stable composite plate.
  • An embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the profile is designed in such a way that the glass sheets are enclosed in the edge region in the manner of a clip outside.
  • the profile has two parallel, mutually opposite ing inner sides and comprises with the inner sides of the glass panes in the edge area outside in the manner of a clip.
  • Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the glass sheets and the profile are each fixedly connected to each other by a first adhesive joint, which is arranged between the inside of a leg of the profile and the outside of the glass pane.
  • Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the profile has two parallel, mutually opposite outer sides and is arranged with the outer sides in the edge region between the glass panes.
  • Another embodiment of the insulating glass according to the invention is insulating glass according to claim 4, characterized in that the glass sheets and the profile are each fixedly connected to each other by a first adhesive joint, which is arranged between an outer side of the profile and the inside of the glass sheet.
  • Another embodiment of the insulating glass according to the invention is insulating glass according to claim 4, characterized in that the glass sheets and the profile are fixedly connected to each other by a first adhesive joint, which is arranged between an inner side of the profile and the outside of the glass sheet.
  • Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the profile consists of a material with a thermal expansion coefficient which is adapted to that of the glass sheets.
  • Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the profile is made of a glass fiber reinforced plastic.
  • Another embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that the first adhesive joint has a high tensile shear strength, preferably greater than 5 MPa.
  • the adhesive bond should possess the following properties:
  • Displacement module approx. 800N / mm 2 ;
  • a further embodiment of the insulating glass according to the invention is characterized in that a seal is arranged between the spacers and the profile.
  • the window assembly according to the invention comprises an insulating glass, which is inserted into a rotating sash and is held therein, wherein the insulating glass is formed according to the invention.
  • An embodiment of the window arrangement according to the invention is characterized in that the insulating glass and the circumferential sash are firmly connected to each other by a second adhesive bond.
  • Another embodiment of the window arrangement according to the invention is characterized in that the second adhesive connection is arranged between the profile and the casement.
  • a further embodiment of the window arrangement according to the invention is characterized in that the casement has a width of less than 60 mm, preferably less than 40 mm.
  • Fig. 1 is a horizontal cross section du rch a Novaanordnu ng according to the prior art, in which an insulating glass of conventional type with three glass sheets is sealingly held in the sash;
  • Fig. 2 is a horizontal cross section du rch a Novaanordnu ng according to the prior art, in which an insulating glass of conventional type is glued with two glass panes in a sash;
  • FIG 3 is a schematic representation of the deformation of an insulating glass made up of two glass panes under a wind load (P);
  • Fig. 4 is a horizontal cross section du rch an insulating glass according to an embodiment of the present invention with a u mending profile
  • Fig. 5 is a horizontal cross section du rch an insulating glass according to another
  • Embodiment of the present invention with a profile lying between the glass sheets;
  • Fig. 6 is a horizontal cross section du rch a Novaanordnu ng according to a
  • Fig. 7 shows the Novaanordnu ng of Figure 6 in the assembled state.
  • Figure 8 is a horizontal cross section du rch the middle part of a window assembly of the multi-wing type of the prior art. and 9 in a representation comparable to FIG. 8, the middle part of a window arrangement according to an embodiment of the invention.
  • An insulating glass for windows usually consists of two or three panes of glass, kept at a distance from each other, which would be glued together with an elastic adhesive material such as for example Butyl. This bond guarantees the tightness of the surface between the panes and connects them very flexibly.
  • the air or gas (e.g., argon) in the space between the glass sheets not only improves the thermal properties, but also provides a mechanical bond between the glass sheets. While the insulating glass is being loaded with the wind forces (P in Fig. 3), this connection allows the transmission of the forces to the disks depending on their respective thicknesses.
  • Fig. 3 one can compare the conventional insulating glass 51 with a sandwich plate, in which the glass sheets 52, 53 are elastically means of butyl and spacers 54 with the frame verbu countries.
  • the connection makes it possible to load the two outer layers.
  • this composite plate is very flexible, because its structure does not allow any rigid transmission of the shear forces. If the insulating glass 51 (when resting on the edge at the support points 55, 56) du rch Biegu ng is charged, the glass panes 52, 53 move independently. Thus, the static height (thickness) of the sandwich plate can not be exploited.
  • Part of the invention is now to provide a system in which the inner and outer glass panes (with respect to the building wall) are firmly bonded. It thus forms a mechanically stable, complementary connection and can thus exploit the static height of the plate structure.
  • This gives a composite sheet whose strength, if the bond between the sheets of glass is caused by adhesion, is strongly dependent on the type of adhesive. If the (flat) adhesive connection has a high displacement modulus, the plate composite is correspondingly stiff.
  • 4 shows the horizontal cross section through an insulating glass according to an embodiment of the invention.
  • the insulating glass 10 comprises two spaced apart glass panes 11, 12, which are held by circumferential spacers 17 at a predetermined distance and include a (usually gas-filled) gap 13.
  • the Abstandsh age 17 are indented from the edge slightly inward, leaving room for an externally applied seal 18th
  • the composite of the two glass panes 11 and 12 is bordered by a circumferential, U-shaped profile 14, whose legs are firmly connected on its inside by flat adhesive joints 15, 16 with the outside of the respective glass pane 11 and 12 respectively.
  • the profile 14 should have the following characteristics: a) increased mechanical performance,
  • Glass fiber reinforced plastics are therefore particularly suitable for this application.
  • the characteristics of the adhesive used are of central importance.
  • the adhesive must be sufficiently strong in relation to the shear forces (for example when wind load occurs).
  • the shift module must be high.
  • the tensile shear strength of the cured adhesive should be greater than 5 MPa. Such an adhesive has a good stability against temperature differences and a high resistance to aging.
  • FIG. 5 shows another embodiment of an insulating glass according to the invention.
  • the insulating glass 20 of FIG. 5 again comprises a plate assembly of two parallel glass panes 11 and 12 with corresponding spacers 17 and a seal 18.
  • Das Profile 19 which is firmly connected by two adhesive joints 15, 16 with the glass panes 11, 12, in this case, the plate composite does not on the outside, but lies completely between the two glass panes 11, 12, in an outer space, through a further engagement of the spacers 17 and the seal 18 has been cleared.
  • the profile 19 is formed in the example shown as a rectangular tube. But it is also conceivable to use a profile with double T-shape or the like (see the profile 19 'in Figure 5).
  • Essential is the presence of two outer sides for the adhesive connection with the glass panes, which outer sides must be firmly connected to each other by a transverse web.
  • the second part of the invention is to join the insulating glass 10, 20 and a frame by means of a mechanical or glued connection to obtain a monolithic composite.
  • FIGS. 6 and 7 illustrate this procedure.
  • the connection between insulating glass and frame is realized by a semi-elastic adhesive.
  • the adhesive bond preferably has the following properties:
  • Displacement module approx. 800N / mm 2 ;
  • the window arrangement 30 according to FIG. 6 is based on an insulating glass 10 '(with a thickness d 1 of, for example, 44 mm), which is made up of three glass panes 21, 22, 23, which are kept at a distance from each other in parallel by corresponding spacers 24, 25 and sealed by seals 26, 27 to the outside.
  • the outer two glass panes 21 and 23 are outside again embraced by a U-shaped profile 14 that is firmly connected to the inner sides of its legs by adhesive bonds 15 and 16 with the two glass sheets.
  • the associated sash or frame 28 is - because its mechanical stress on the basis of the novel insulating glass is considerably reduced - very narrow (the width 12 is, for example nu r 36 mm) and has a rectangular Aussparu ng, in which the insulating glass 1 0 'with the edge inserted u nd then by means of a Klebeverbindu ng 29 is fixedly connected to the frame 28 (see FIG. 7). With a width II of, for example, 54 mm of the associated frame 31 then results in a total width 13 of nu r 90 mm. An outer shell 32 attached to the frame 31 serves as a stop for the window sash.
  • the invention permits the development of new window systems with improved static and thermal properties.
  • the thickness of the disks makes a positive contribution to the static properties of the window because of the stable panel assembly.
  • the reduction in size of the frame 28 also gives the window a filigree look that is appreciated by architects.
  • FIGS. 8 and 9 relate to multi-wing type window assemblies 40 and 50, respectively.
  • FIG. 8 shows the central unit of a conventional wood / metal window
  • FIG. 9 shows a "monolithic" window made according to the invention.
  • multi-leaf windows consist of different frames (opening wings) on the right or left (Fig. 8).
  • the left frame 34 of the window assembly 40 is differentiated from the right frame 36.
  • the two conventional insulating glasses 33 and 35 are sealed against the frame 34, 36 you rch a corresponding sealing profile 37.
  • Between two frames 34, 36 is another sealing profile 38.
  • An outer shell 39 covers the middle part to the outside.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Isolierglas (10) für ein Fenster, umfassend wenigstens zwei Glasscheiben (11, 12), welche mit Abstand parallel zueinander angeordnet sind und einen thermisch isolierenden Zwischenraum (13) umschliessen, wobei die Glasscheiben (11, 12) durch randseitig umlaufende Abstandshalter (17) auf Abstand gehalten werden. Eine stark verbesserte mechanische Stabilität des Isolierglases wird dadurch erreicht, dass die Glasscheiben (11, 12) mit einem aussen umlaufenden, gemeinsamen Profil (14) jeweils fest verbunden sind und zusammen mit dem Profil (14) eine in sich mechanisch stabile Verbundplatte bilden.

Description

Isolierglas für ein Fenster sowie Fensteranordnung mit einem solchen Isolierglas
Die vorliegende Erfindu ng bezieht sich auf die Technik von Fenstern fü r Gebäude. Sie betrifft ein Isolierglas fü r ein Fenster gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Fensteranordnung mit einem solchen Isolierglas.
Der Bereich des Fenster- u nd Fassadenbaus im Aussenbereich u nterliegt einer stü rmischen Entwicklung. Die Anforderu ngen sowohl an die thermischen Eigenschaften als auch an die Dimensionen der Glaselemente sind stark gestiegen.
Anfang des laufenden Jahrzehnts hatte das verwendete Isolierglas noch zwei Glasscheiben und eine Dicke von 24-28 mm. I m Zuge der Verbesseru ng der thermischen Eigenschaften werden Isoliergläser heute meist aus drei Scheiben gefertigt u nd ihre Dicke variiert zwischen 36 u nd 50 mm. Diese Entwicklu ng trug zwar zu wesentlich verbesserten thermischen Eigenschaften bei, veru rsachte aber auch eine Steigeru ng des Gewichts u m 50%. Des Weiteren verlangt die moderne Architektu r häufig grosse Glasflächen. Fenstergewichte von mehr als 100 kg sind daher heute du rchaus Standard.
Um dieser Entwicklu ng Rechnung zu tragen, haben die Fensterfabrikanten ihre Fenstersysteme optimiert u nd dickere u nd schwerere Glasscheiben integriert. Dieser Optimieru ngspro- zess stösst aber aus den folgenden Grü nden an Grenzen:
Beim traditionellen Fensteraufbau wird das Isolierglas in einem Rahmen bzw. Flügelrahmen aus Holz, PVG oder Alu miniu m positioniert. Der Rahmen ü bernimmt die statischen Fu nktionen des Fensters. Er ist so dimensioniert, dass er sowohl die Wind- als auch Eigenlasten des Glases vollständig aufnehmen kann. Bei einem traditionellen System wird das Isolierglas in einem Flügel mit Trag klotzen in einem Falz in der Scheibenebene gehalten u nd vertikal zu r Scheibenebene von einer Leiste oder einem metallischen Profil gehalten. Die Fig. 1 zeigt einen horizontalen Schnitt eines bekannten Fenstersystems Holz/Metall der letzten Generation.
Die in Fig. 1 dargestellte Fensteranordnu ng 60 umfasst einen Blendrahmen 57, an dem ein Fensterflügel, der einen Flügelrahmen 59 u nd ein Isolierglas 58 aufweist, dichtend anliegt. Das Isolierglas 58, das eine Dicke d l von zu m Beispiel 37 mm hat u nd aus drei parallelen Glasscheiben in herkömmlicher Weise aufgebaut ist, wird in dem Flügelrahmen 59 von einem Halteprofil 64 gehalten, das mittels eines Verbindu ngselements 63 am Flügelrahmen 59 befestigt ist. Zu r Abdichtu ng des Isolierglases 58 gegenü ber dem Flügelrahmen 59 sind auf beiden Seiten Dichtprofile 65 u nd 66 vorgesehen. Gegenüber dem Blendrahmen 57 ist der Fensterflügel mit einem weiteren Dichtprofil 62 abgedichtet, welches an einer Aussenschale 61 angebracht ist. Die Breiten I I , 12 der überlappenden Rahmen 57 u nd 59 betragen typischerweise 51 u nd 65 mm, so dass der Rahmenbereich insgesamt eine Breite von 1 1 6 mm einnimmt.
Die statische Leistu ngsfähigkeit dieses Fenstersystems ist begrenzt, da der Querschnitt des Flügelrahmens 59 klein ist. Zusätzlich wird der Eckverbu nd du rch das Eigengewicht des Isolierglases 58 stark belastet. Der Wärmedu rchgangskoeffizient (Uf) dieses Fensterrahmens liegt bei etwa 1 ,4 (W/m2K). Die allgemeine Entwicklu ng der thermischen Eigenschaften lässt erwarten, dass dieser Wert ü ber die nächsten Jahre auf einen Wert von 1 ,0 (W/m2K) sinken wird.
Zu Beginn des 21 . Jahrhunderts wu rde die Verklebu ng von Glas in die Fensterindustrie eingefü hrt. Sie findet zu rzeit breite Anwendu ng. Sie sieht vor, das Isolierglas bzw. die Isolierscheibe auf den Rahmen bzw. Flügelrahmen (Holz, PVG u nd Alu minium) zu kleben. Die Fig. 2 zeigt einen Horizontalschnitt eines solchen bekannten Fenstersystems Holz/geklebtes Isolierglas.
Die in Fig. 2 dargestellte Fensteranordnu ng 70 u mfasst wiederu m einen Blendrahmen 67, an dem ein Fensterflügel, der einen Flügelrahmen 69 u nd ein Isolierglas 68 aufweist, dichtend anliegt. Das Isolierglas 68, das eine Dicke d l von zu m Beispiel 28 mm hat u nd aus zwei parallelen Glasscheiben in herkömmlicher Weise aufgebaut ist, wird in dem Flügelrahmen 69 du rch eine Klebeverbindu ng 76 gehalten. Auf der Aussenseite ist ein Aussenprofil 74 angeordnet. Zu r Abdichtu ng des Isolierglases 68 gegenü ber dem Flügelrahmen 69 ist auf der I nnenseite ein Dichtprofil 75 vorgesehen. Gegenü ber dem Blendrahmen 67 ist der Fensterflügel mit einem Dichtprofil 72 u nd einem weiteren Dichtprofil 73 abgedichtet, welches an einer Aussenschale 71 angebracht ist. Die Breiten I I , 12 der ü berlappenden Rahmen 67 u nd 69 betragen typischerweise 62 u nd 61 mm, so dass der Rahmenbereich insgesamt eine Breite von 1 23 mm einnimmt.
I m Vergleich zu m traditionellen Aufbau bieten geklebte Fenster die folgenden Vorteile:
1 . Die Klebestelle ü berträgt das Eigengewicht des Glases du rch eine flächige Schu bbelastu ng, die eine Belastu ng des Rahmenverbu ndes vermeidet (zu öffnender Flügel).
2. Die steife oder semielastische Verklebu ng erlau bt eine Verbesseru ng der statischen Eigenschaften, denn das geklebte Glas beeinflusst die Steifigkeit des Flügelprofilquerschnitts.
3. I m industriellen Umfeld ist die Herstellu ng dieses Fenstertyps rationeller als fü r herkömmliche Systeme.
4. Die Herstellu ng dieses Fenstertyps, insbesondere der Verglasu ngsprozess, lässt sich besser automatisieren.
Der grosse Nachteil der geklebten Systeme kommt zu m Vorschein, wenn die Scheiben ausgetauscht werden müssen. Gelegentlich muss man einen ganzen Flügel austauschen, was zu nicht zu vernachlässigenden zusätzlichen Kosten fü hrt. Ein anderer Nachteil beru ht auf der Klebetechnologie. Sowohl die Zugabe des Leims als auch der Klebeprozess benötigen Spezialwerkzeuge, welche fü r kleine u nd mittlere Unternehmen sehr kostenintensiv sind.
Diese Fenstertypen zeigen jedoch gute thermische Eigenschaften; der Wärmedu rchgangskoeffizient des Rahmens (Uf) liegt bei etwa 1 ,2 W/m2K.
Es ist eine Aufgabe der Erfindu ng, ein Isolierglas zu schaffen, welches eine Verbesseru ng der statischen Eigenschaften des Fensters ermöglicht, um grosse Dimensionen realisieren zu können.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindu ng, die Abmessu ngen des Rahmens bzw. Flügelrahmens in einer Fensteranordnung soweit zu reduzieren, dass
1 ) die thermische Leistu ngsfähigkeit des Fensters erhöht wird;
2) die Herstellu ng des Fensters vereinfacht wird;
3) das ästhetische Erscheinungsbild des Fensters du rch ein filigranes Aussehen verbessert wird; u nd
4) der Austausch der Gläser vereinfacht wird.
Die Aufgaben werden gelöst du rch die Merkmale der Ansprüche 1 u nd 1 0.
Das erfindu ngsgemässe Isolierglas zeichnet sich dadu rch aus, dass die Glasscheiben mit einem aussen u mlaufenden, gemeinsamen Profil jeweils fest verbu nden sind und zusammen mit dem Profil eine in sich mechanisch stabile Verbu ndplatte bilden.
Eine Ausgestaltu ng des Isolierglases nach der Erfindu ng ist dadu rch gekennzeichnet, dass das Profil so ausgebildet ist, dass die Glasscheiben im Randbereich nach Art einer Klammer aussen umfasst sind. I nsbesondere weist das Profil zwei parallele, einander gegenü berlie- gende Innenseiten auf und umfasst mit den Innenseiten die Glasscheiben im Randbereich aussen nach Art einer Klammer.
Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben und das Profil jeweils durch eine erste Klebeverbindung miteinander fest verbunden sind, welche zwischen der Innenseite eines Schenkels des Profils und der Aussenseite der Glasscheibe angeordnet ist.
Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Profil zwei parallele, einander gegenüberliegende Aussenseiten aufweist und mit den Aussenseiten im Randbereich zwischen den Glasscheiben angeordnet ist.
Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist Isolierglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben und das Profil jeweils durch eine erste Klebeverbindung miteinander fest verbunden sind, welche zwischen einer Aussenseite des Profils und der Innenseite der Glasscheibe angeordnet ist.
Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist Isolierglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben und das Profil jeweils durch eine erste Klebeverbindung miteinander fest verbunden sind, welche zwischen einer Innenseite des Profils und der Aussenseite der Glasscheibe angeordnet ist.
Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Profil aus einem Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, der dem der Glasscheiben angepasst ist.
Eine andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Profil aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt ist. Eine wieder andere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Klebeverbindung eine hohe Zugscherfestigkeit, vorzugsweise von grösser 5 MPa, aufweist. Insbesondere soll die Klebeverbindung die folgenden Eigenschaften besitzen:
• Verschiebungsmodul ca.800N/mm2;
• Maximale Verschiebung bei Bruchlast 1,5mm;
• Lineares Verhalten (Kraft-Weg) bis zum Bruch.
Eine weitere Ausgestaltung des Isolierglases nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Abstandshaltern und dem Profil eine Abdichtung angeordnet ist.
Die erfindungsgemässe Fensteranordnung umfasstein Isolierglas, das in einen umlaufenden Flügelrahmen eingesetzt ist und in diesem gehalten wird, wobei das Isolierglas nach der Erfindung ausgebildet ist.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemässen Fensteranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierglas und der umlaufende Flügelrahmen durch eine zweite Klebeverbindung miteinander fest verbunden sind.
Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemässen Fensteranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Klebeverbindung zwischen dem Profil und dem Flügelrahmen angeordnet ist.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemässen Fensteranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Flügelrahmen eine Breite von weniger als 60 mm, vorzugsweise weniger als 40 mm, aufweist. Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausfü hru ngsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 einen horizontalen Querschnitt du rch eine Fensteranordnu ng nach dem Stand der Technik, bei welcher ein Isolierglas herkömmlicher Art mit drei Glasscheiben dichtend im Flügelrahmen gehalten wird;
Fig. 2 einen horizontalen Querschnitt du rch eine Fensteranordnu ng nach dem Stand der Technik, bei welcher ein Isolierglas herkömmlicher Art mit zwei Glasscheiben in einen Flügelrahmen eingeklebt ist;
Fig. 3 in einer schematischen Darstellu ng die Verformu ng eines aus zwei Glasscheiben aufgebauten Isolierglases u nter Windlast (P);
Fig. 4 einen horizontalen Querschnitt du rch ein Isolierglas gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem u mgreifenden Profil;
Fig. 5 einen horizontalen Querschnitt du rch ein Isolierglas gemäss einem anderen
Ausfü hru ngsbeispiel der vorliegenden Erfindu ng mit einem zwischen den Glasscheiben liegenden Profil;
Fig. 6 einen horizontalen Querschnitt du rch eine Fensteranordnu ng gemäss einem
Ausfü hru ngsbeispiel der Erfindu ng im noch nicht zusammengebauten Zustand;
Fig. 7 die Fensteranordnu ng nach Fig. 6 im zusammengebauten Zustand;
Fig. 8 einen horizontalen Querschnitt du rch die Mittelpartie einer Fensteranordnung vom Mehrflügel-Typ aus dem Stand der Technik; und Fig. 9 in einer zu Fig. 8 vergleichbaren Darstellu ng die Mittelpartie einer Fensteranordnu ng gemäss einem Ausfü hru ngsbeispiel der Erfindung.
Ein Isolierglas fü r Fenster besteht üblicherweise aus zwei oder drei Glasscheiben, auf Abstand gehalten du rch Abstandsh alter, die mit einem elastischen Klebestoff wie zu m Beispiel Butyl verklebt wu rden. Diese Verklebu ng garantiert die Dichtigkeit des Rau ms zwischen den Scheiben und verbindet sie sehr flexibel. Die Luft oder das Gas (z.B. Argon) im Zwischenraum zwischen den Glasscheiben verbessert nicht nu r die thermischen Eigenschaften, sondern sorgt auch fü r eine mechanische Verbindung zwischen den Glasscheiben. Während das Isolierglas du rch die Windkräfte (P in Fig. 3) belastet wird, erlau bt diese Verbindung die Weiterleitu ng der Kräfte auf die Scheiben in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Dicken.
Gemäss Fig. 3 kann man das herkömmliche Isolierglas 51 mit einer Sandwich platte vergleichen, bei der die Glasscheiben 52, 53 elastisch mittels Butyl u nd Abstandshalter 54 mit dem Rahmen verbu nden sind. Die Verbindu ng erlaubt es, die beiden äusseren Schichten zu belasten. Trotz des erhöhten Elastizitätsmodu ls des Glases (Eg = 70 Ό00 N/mm2) ist diese Kompositplatte sehr flexibel, denn ihre Stru ktu r erlau bt keine starre Übertragu ng der Scherkräfte. Wenn das Isolierglas 51 (bei Auflage am Rand an den Auflagepunkten 55, 56) du rch Biegu ng belastet wird, bewegen sich die Glasscheiben 52, 53 unabhängig voneinander. Damit kann die statische Höhe (Dicke) der Sandwich platte nicht ausgenutzt werden.
Ein Teil der Erfindu ng besteht nu n darin, ein System zu bilden, bei dem die (im Bezug auf die Gebäudewand) inneren u nd äusseren Glasscheiben fest verbu nden sind. Man bildet so eine mechanisch stabile, ergänzende Verbindu ng u nd kann damit die statische Höhe der Plattenstru ktu r ausnutzen. Man erhält so eine Verbu ndplatte, deren Festigkeit - wenn die Verbindung zwischen den Glasscheiben du rch eine Klebu ng bewirkt wird - stark vom Typ des Klebstoffs abhängt. Hat die (flächige) Klebeverbindu ng eine hohes Verschiebu ngsmodu l, ist der Plattenverbu nd entsprechend steif. In Fig.4 ist der horizontale Querschnitt durch ein Isolierglas gemäss einem Ausführungsbei- spiel der Erfindung wiedergegeben. Das Isolierglas 10 umfasst zwei im Abstand parallel zueinander angeordnete Glasscheiben 11, 12, die durch umlaufende Abstandshalter 17 auf einem vorbestimmten Abstand gehalten werden und einen (üblicherweise gasgefüllten) Zwischenraum 13 einschliessen. Die Abstandsh alter 17 sind vom Rand her etwas nach innen eingerückt und lassen so Platz für eine von aussen aufgebrachte Abdichtung 18.
Der Verbund aus den beiden Glasscheiben 11 und 12 wird randseitig von einem umlaufenden, U-förmigen Profil 14 umfasst, dessen Schenkel auf ihrer Innenseite durch flächige Klebeverbindungen 15, 16 mit der Aussenseite der jeweiligen Glasscheibe 11 beziehungsweise 12 fest verbunden sind. Das Profil 14 sollte folgende Charakteristika aufweisen: a) eine erhöhte mechanische Leistungsfähigkeit,
b) eine gute UV Stabilität und gutes Alterungsverhalten,
c) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten nahe dem des Glases, und d) einen tiefen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten (Lambda-Wert).
Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind daher besonders geeignet für diese Anwendung.
Was die Klebeverbindungen 15, 16 angeht, so kommt den Charakteristika des verwendeten Klebstoffes eine zentrale Bedeutung zu. Der Klebstoff muss genügend fest sein gegenüber den (zum Beispiel bei Windlast) auftretenden Scherkräften. Infolgedessen muss das Verschiebungsmodul hoch sein. Vorzugsweise sollte die Zugscherfestigkeit des ausgehärteten Klebstoffes grösser 5 MPa sein. Ein solcher Klebstoff hat eine gute Stabilität gegenüber Temperaturdifferenzen und eine hohe Alterungsbeständigkeit.
Fig.5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Isolierglas nach der Erfindung. Das Isolierglas 20 der Fig. 5 umfasst wiederum einen Plattenverbund aus zwei parallelen Glasscheiben 11 und 12 mit entsprechenden Abstandshaltern 17 und eine Abdichtung 18. Das Profil 19, das durch zwei Klebeverbindungen 15, 16 mit den Glasscheiben 11, 12 fest verbunden ist, umfasst in diesem Fall den Plattenverbund nicht auf der Aussenseite, sondern liegt vollständig zwischen den beiden Glasscheiben 11, 12, in einem äusseren Zwischenraum, der durch ein weiteres Einrücken der Abstandshalter 17 und der Abdichtung 18 freigemacht worden ist. Das Profil 19 ist im dargestellten Beispiel als rechteckiges Rohr ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, ein Profil mit Doppel-T-Form oder dergleichen zu verwenden (siehe das Profil 19' in Fig.5). Wesentlich ist das Vorhandensein von zwei Aussenseiten für die Klebeverbindung mit den Glasscheiben, welche Aussenseiten durch einen Quersteg fest miteinander verbunden sein müssen.
Der zweite Teil der Erfindung besteht darin, das Isolierglas 10, 20 und einen Rahmen beziehungsweise Flügelrahmen mittels einer mechanischen oder geklebten Verbindung zu verbinden, um ein monolithisches Komposit zu erhalten. Fig. 6 und Fig. 7 illustrieren dieses Vorgehen. In diesem Beispiel wird die Verbindung zwischen Isolierglas und Rahmen durch einen semielastischen Klebstoff realisiert. Die Klebeverbindung hat dabei vorzugsweise die folgenden Eigenschaften:
• Verschiebungsmodul ca.800N/mm2;
• Maximale Verschiebung bei Bruchlast 1,5mm;
• Lineares Verhalten (Kraft-Weg) bis zum Bruch.
Die Fensteranordnung 30 gemäss Fig.6 geht aus von einem Isolierglas 10' (mit einer Dicke dl von zum Beispiel 44 mm), das aus drei Glasscheiben 21, 22, 23 aufgebaut ist, die parallel zueinander durch entsprechende Abstandshalter 24, 25 auf Abstand gehalten und durch Abdichtungen 26, 27 nach aussen zu abgedichtet sind. Die äusseren beiden Glasscheiben 21 und 23 werden aussen wiederum von einem U-förmigen Profil 14 umgriffen, dass auf den Innenseiten seiner Schenkel durch Klebeverbindungen 15 und 16 mit den beiden Glasscheiben fest verbunden ist. Der zugehörige Flügelrahmen oder Rahmen 28 ist - da seine mechanische Belastu ng aufgru nd des neuartigen Isolierglases erheblich verringert ist - sehr schmal gehalten (die Breite 12 beträgt beispielsweise nu r 36 mm) und hat eine rechtwinklige Aussparu ng, in die das Isolierglas 1 0 ' mit der Kante eingesetzt u nd dann mittels einer Klebeverbindu ng 29 mit dem Rahmen 28 fest verbu nden wird (siehe Fig. 7). Mit einer Breite I I von zum Beispiel 54 mm des zugehörigen Blendrahmens 31 ergibt sich dann eine gesamte Breite 13 von nu r 90 mm. Eine am Blendrahmen 31 befestigte Aussenschale 32 dient als Anschlag fü r den Fensterflügel.
Die Erfindu ng erlau bt neue Fenstersysteme zu entwickeln, mit verbesserten statischen u nd thermischen Eigenschaften. I m Gegensatz zu aktuellen Systemen leistet die Dicke der Scheiben wegen des stabilen Plattenverbundes einen positiven Beitrag zu den statischen Eigenschaften des Fensters.
Die Verringeru ng des Rahmenquerschnitts fü hrt zu einer Verbesseru ng der thermischen Eigenschaften des Fensters. Erste Berechnu ngen zeigen, dass ein Wärmeleitkoeffizient (Uf) des in Fig. 7 gezeigten Fensters von 1 ,0 (W/m2K) erreicht werden kann. Dieser Wert ist etwa 20% besser als derjenige von aktuellen geklebten Systemen (Fig. 2).
Die Verkleineru ng (Verschlanku ng) des Rahmens 28 gibt dem Fenster darü ber hinaus ein filigranes Aussehen, das von Architekten geschätzt wird.
Die vorliegende Erfindu ng kann bei Fenstern aus Holz, Holz/Metall, PVC oder Alu miniu m angewendet werden. Man kann sich eine Palette von Produ kten auf der gleichen Basis aufbauend vorstellen. Diese Einzigartigkeit ist neu im Bereich des Fenster u nd Fassadenbaus und öffnet neue Perspektiven. Auf der gleichen Basis (mit demselben Isolierglas) kann ein Hersteller verschiedene Märkte (Holz, PVC u nd Alu) bedienen. Die Fig. 8 u nd Fig. 9 beziehen sich auf Fensteranordnungen 40 beziehu ngsweise 50 vom Mehrflügel-Typ. Fig. 8 zeigt die zentrale Einheit eines herkömmlichen Holz/Metall-Fensters, Fig. 9 die eines nach der Erfindu ng hergestellten " monolithischen " Fensters.
Heute bestehen Mehrflügel-Fenster aus u nterschiedlichen Rahmen (Öffnungsflügel) rechts oder links (Fig. 8). Um die Mittelpartie zu verkleinern, ist der linke Rahmen 34 der Fensteranordnung 40 u nterschiedlich zu m rechten Rahmen 36 profiliert. Die beiden herkömmlichen Isoliergläser 33 u nd 35 sind gegen die Rahmen 34, 36 du rch ein entsprechendes Dichtprofil 37 abgedichtet. Zwischen beiden Rahmen 34, 36 liegt ein weiteres Dichtprofil 38. Eine Aussenschale 39 verdeckt die Mittelpartie nach aussen.
I m Zuge der Verkleineru ng des Rahmenquerschnitts ist es mit der Erfindu ng möglich (Fig. 9), eine Mittelpartie mit einer gleichen Profilierung bei beiden Rahmen 42 u nd 44 herzustellen. Dies bedeutet einen entscheidenden Vorteil dieser Erfindung. I m Endeffekt bedeutet dies, dass bei der Fensteranordnu ng 50 ein identischer Rahmen rechts u nd links hergestellt werden kann, was den Prozess der Fensterherstellu ng erleichtert. Beide Isoliergläser 10 ' sind mit ihren Rahmen 42 u nd 44 jeweils du rch eine Klebeverbindu ng 41 beziehu ngsweise 43 verbu nden. Die Mittelpartie ist du rch eine symmetrische Aussenschale 45 abgedeckt, an welcher die Fensterflügel mittels Dichtprofilen 46 u nd 47 dichtend anliegen.
Der Prozess der Verklebu ng des Profils mit den Glasscheiben zu m fertigen Isolierglas kann im I ndustrieu mfeld des Ciasfabrikanten gemacht werden, der Rest der Produktion kann von kleinen oder mittleren Unternehmen bewerkstelligt werden. So schafft die Erfindung einen Mehrwert fü r den Ciasfabrikanten. I m Gegensatz zu den aktuellen geklebten Systemen benötigt diese Erfindu ng keine kosten intensiven I nstallationen mehr bei den Verarbeitern (Fensterbauern) u nd auf diese Weise kann sie auch von kleinen u nd mittleren Unternehmen genutzt werden. Die Verkleinerung der Rahmensektion erlaubt Materialeinsparungen. Für Holzfenster als auch Kunststoff- oder Aluminiumfenster oder Fenster aus gemischten Materialien (z.B. Wood- Plastic Composites WPC) kann man sich einen einfachen Aufbau wie in Fig.6, 7 vorstellen. Folgende Vorteile können damit erreicht werden:
1. Verminderung der Materialverluste bewirkt durch die Bearbeitung des Fries,
2. Reduktion der Kosten der Werkzeuge,
3. Vereinfachung des Zusammenbaus der Eckverbindung, und
4. Vereinfachung der Herstellung des Rahmens.
Liste der Bezugszeichen
10,10' Isolierglas
11,12 Glasscheibe
13 Zwischenraum
14,19,19' Profil
15,16 Klebeverbindung
17 Abstandshalter
18 Abdichtung
20 Isolierglas
21,22,23 Glasscheibe
24,25 Abstandshalter
26,27 Abdichtung
28 Flügelrahmen
29 Klebeverbindung
30,40,50 Fensteranordnung
31 Blendrahmen Aussenschale,35 Isolierglas
,36 Flügelrahmen,38 Dichtprofil
Aussenschale,43 Klebeverbindung,44 Flügelrahmen
Aussenschale,47,48 Dichtprofil
Isolierglas
,53 Glasscheibe
Abstandshalter,56 Auflagepunkt,67 Blendrahmen,68 Isolierglas
,69 Flügelrahmen,70 Fensteranordnu ng,71 Aussenschale,65,66 Dichtprofil
Verbindu ngselement
Halteprofil
,73,75 Dichtprofil
Aussenprofil
Klebeverbindung

Claims

Patentansprüche
1. Isolierglas (10, 10', 20) für ein Fenster, umfassend wenigstens zwei Glasscheiben (11, 12; 21, 22, 23), welche mit Abstand parallel zueinander angeordnet sind und einen thermisch isolierenden Zwischenraum (13) umschliessen, wobei die Glasscheiben (11, 12; 21, 22, 23) durch randseitig umlaufende Abstandshalter (17; 24, 25) auf Abstand gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben (11, 12; 21, 22, 23) mit einem aussen umlaufenden, gemeinsamen Profil (14, 19) jeweils fest verbunden sind und zusammen mit dem Profil (14, 19) eine in sich mechanisch stabile Verbundplatte bilden.
2. Isolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (14) so ausgebildet ist, dass die Glasscheiben (11, 12; 21, 22, 23) im Randbereich nach Art einer Klammer aussen umfasstsind.
3. Isolierglas nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben (11, 12;
21, 23) und das Profil (14) jeweils durch eine erste Klebeverbindung (15, 16) miteinander fest verbunden sind, welche zwischen der Innenseite eines Schenkels des Profils (14) und der Aussenseite der Glasscheibe (11, 12; 21, 23) angeordnet ist.
4. Isolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (19) zwei parallele, einander gegenüberliegende Aussenseiten aufweist und mit den Aussenseiten im Randbereich zwischen den Glasscheiben (11, 12) angeordnet ist.
5. Isolierglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben (11, 12) und das Profil (19) jeweils durch eine erste Klebeverbindung (15, 16) miteinander fest verbunden sind, welche zwischen einer Aussenseite des Profils (19) und der Innenseite der Glasscheibe (11, 12) angeordnet ist.
Isolierglas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben (21, 22, 23) und das Profil (14) jeweils durch eine erste Klebeverbindung (15, 16) miteinander fest verbunden sind, welche zwischen einer Innenseite des Profils (14) und der Aus- senseite der Glasscheibe (21, 23) angeordnet ist.
Isolierglas nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (14, 19) aus einem Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, der dem der Glasscheiben (11, 12; 21, 22, 23) angepasst ist.
8. Isolierglas nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (14, 19) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt ist.
9. Isolierglas nach Anspruch 3 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Klebeverbindung (15, 16) eine hohe Zugscherfestigkeit, vorzugsweise von grösser 5 MPa, aufweist.
10. Isolierglas nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Abstandsh altern (17; 24, 25) und dem Profil (14, 19) eine Abdichtung (18; 26, 27) angeordnet ist.
11. Fensteranordnung (30, 50), welche ein Isolierglas (10, 10', 20) umfasst, das in einen umlaufenden Flügelrahmen (28, 42, 44) eingesetzt ist und in diesem gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierglas nach einem der Ansprüche 1-10 ausgebildet ist.
12. Fensteranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierglas (10, 10', 20) und der umlaufende Flügelrahmen (28, 42, 44) durch eine zweite Klebeverbindung (29, 41, 43) miteinander fest verbunden sind. Fensteranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Klebeverbindung (29, 41, 43) zwischen dem Profil (14, 19) und dem Flügelrahmen (28, 42, 44) angeordnet ist.
Fensteranordnung nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügelrahmen (28, 42, 44) eine Breite (12) von weniger als 60 mm, vorzugsweise weniger als 40 mm, aufweist.
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