DE19945876C2 - Mehrscheiben-Isolierverglasung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Hochgeschwindigkeitszüge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrscheiben-Isolierverglasung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Hochgeschwindigkeitszüge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mehrscheiben-Isolierverglasungen sind vorbekannt und gehören zum Stand der Technik. Ihre Einsatzgebiete sind insbesondere überall dort anzutreffen, wo spezielle Anforderungen an eine verbesserte Schall- und Wärmeisolie­ rung bestehen oder wo es darum geht, den Verglasungen bestimmte optische oder andere Eigenschaften aufzuprägen. Dies sind beispielsweise das Aufbringen von Tö­ nungen zum Schutz vor erhöhter Sonneneinstrahlung oder von Infrarotstrahlen reflek­ tierenden Beschichtungen. Bekannt ist auch das Aufbringen von elektrischen Leitern, etwa zum Betreiben eines elektrischen Vereisungsschutzes. Bekannt ist weiterhin, die­ se Mehrscheiben-Isolierverglasungen derart auszubilden, dass mit einem Abstand zu­ einander zwei Verbundscheibenanordnungen vorgesehen sind, zwischen denen ein Scheibenzwischenraum ausgebildet ist. Die Verbundscheibenanordnungen bestehen jeweils aus Floatglasscheiben, die über ein Gießharz oder eine Folie miteinander ver­ bunden sind. Der Scheibenzwischenraum wird zumeist durch einen umlaufenden me­ tallischen Abstandshalter ausgebildet.

Ein immer wieder kehrendes Problem insbesondere im fertigungstechnischen Um­ gang mit solcherart Mehrscheiben-Isolierverglasung ist das Finden von zweckmäßigen und wirtschaftlich vorteilhaft anwendbaren Lösungen für das Verbindungen der einzel­ nen Scheibenanordnungen untereinander. Diese müssen außer einer einfachen Her­ stellung auch hohe Anforderungen an die Dichtheit, eine optische Reinheit sowie an eine kompakte Bauform erfüllen und zudem in der Lage sein, thermische Bewegungen infolge der Kombination unterschiedlicher Materialien standzuhalten. Für Verglasungen an Hochgeschwindigkeitszügen bestehen darüber hinaus ganz besondere Anfor­ derungen. Diese müssen eine hinreichend große Festigkeit aufweisen, da insbesondere bei Tunneleinfahrten eine erhebliche, quer zur Fahrtrichtung gerich­ tete Druckkraft auf die Scheiben einwirkt. Die Wirkung dieser Druckkraft kann derartige Ausmaße annehmen, dass eine Glasscheibe bis zu 10 mm ausgelenkt wird.

Aus DE 195 41 270 A1 wurde bekannt, für die Anwendung an Schienenfahrzeugen Rahmenprofile zur Aufnahme von Glasscheiben zu nutzen. Für eine Verwendung bei Mehrfachscheibenanordnungen ist dieses Rahmenprofil jedoch nicht geeignet, da hier, wie oben angeführt, besondere Einbaubedingungen bestehen.

Aus der gattungsgemäßen DE 20 61 569 A ist eine Mehrscheibenanordnung bekannt. Bei dieser Anordnung wurde ein Schwerpunkt auf eine besonders hohe Festigkeit der Mehrscheibenanordnung gelegt, die selbst Beschuss standhalten soll. Diese hohe Fes­ tigkeit wurde erreicht, indem eine Kombination von Sicherheitsscheiben aus Glas und schlagfestem Kunststoff gefunden wurde. Zur Erfüllung der angestrebten Schusssi­ cherheit bleiben die Anforderungen für den eingangs genannten Wärme- und Schall­ schutz sowie an die Elastizität in Bezug auf thermische Bewegungen und Druck­ schwankungen allerdings weitgehend unerfüllt. Die Ausgestaltung eines geeigneten Einbaurahmens bleibt somit ebenfalls offen.

Mit der DE 23 10 084 C2 wurde eine spezielle Doppel- und Dreifachscheibenanordnung beschrieben, die insbesondere für eine herausragende Wärmeisolierung geeignet ist. Es wird dazu vorgeschlagen, eine Scheibe mit einer Infrarotstrahlen reflektierenden Schicht zu versehen. Die äußere Scheibe der Verglasung ist eine Platte aus Glas oder glaskeramischem Material, die chemisch gehärtet wurde. Die dargestellte Anordnung findet insbesondere Verwendung an Teilen von Öfen oder Herden Für eine unmittelba­ re Anwendung an Eisenbahnwagen ist sie jedoch nicht geeignet, da dort geltende spe­ zifische Forderungen (Schallschutz, Elastizität) wiederum unberücksichtigt bleiben. Zu­ dem wird eine Lehre für eine zweckmäßige Ausgestaltungsform eines Einbaurahmens nicht näher offenbart.

Aus DE 80 27 875 U1 ist eine spezielle Panzerglas- und Isolierscheibe bekannt, die aus zwei außenliegenden Scheiben aus Glas und mindestens einer Zwischenscheibe aus Kunststoff besteht, die sich in einem Abstand dazwischen befindet. Die besondere An­ ordnung dieser Scheiben führt dazu, dass eine verbesserte Beweglichkeit der Zwi­ schenscheibe erreicht wird. Auch hierbei handelt es sich um eine Bauform, die zur Op­ timierung nur einzelner Eigenschaften, hier die Elastizität der Zwischenscheibe, ge­ schaffen wurde.

Bekannt ist weiterhin aus DE 27 30 119 A1 ein Mehrscheibenglas, das einer Schall- und Wärmeisolierung dient. Das Mehrscheibenglas wurde in erster Linie für eine Anwen­ dung im Wohnungsbau optimiert und weist dementsprechend sehr gute Eigenschaften in Bezug auf die angestrebten Isolierfunktionen auf. Für eine Druckbelastung der be­ schriebenen Art scheint die Lösung hingegen ungeeignet.

Es ist ferner bekannt, so beispielsweise aus DE 25 60 682 C2, die akustischen Eigen­ schaften von Mehrscheiben-Isolierverglasungen durch das Einbringen von Edelgasen in die Zwischenräume zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrscheiben-Isolierverglasung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mittels der eine optimale Wärme- und Schalldäm­ mung bei gleichzeitig hohem Druckstandhaltungsvermögen und reduziertem Gewicht erzielt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Mehrscheiben-Isolierverglasung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Dadurch, dass eine erste äußere Verbundscheibenanordnung und eine zweite innere Verbundscheibenanordnung vor­ gesehen sind, und zwischen erster Verbundscheibenanordnung und zweiter Verbund­ scheibenanordnung eine Mittelscheibe angeordnet ist, wird vorteilhaft erreicht, dass die Mehrscheiben-Isolierverglasung über nunmehr zwei Scheibenzwischenräume verfügt, so dass die Anzahl der Grenzflächen zwischen Innenraum des Schienenfahrzeuges und äußerer Umgebung erhöht ist. Hierdurch ergeben sich wesentliche Vorteile bei der Wärmedämmung und Schalldämpfung.

Ferner wird durch die erfindungsgemäße Mehrscheiben-Isolierverglasung möglich, eine Scheibendicke der ersten äußeren Verbundscheibenanordnung und/oder ins­ besondere der inneren Verbundscheibenanordnung zu reduzieren. Hieraus ergibt sich eine erhebliche Gewichtseinsparung, die bis zu 30% betragen kann.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass zumindest die Glasscheiben der zweiten inneren Verbundscheibenanordnung und/oder die Mittelglasscheibe aus einem chemisch ge­ härteten Glas bestehen. Hierdurch können die Scheibendicken bei gleichbleibenden Festigkeitswerten nochmals reduziert werden, so dass eine weitere Gewichtseinspa­ rung möglich ist.

Außerdem ist vorgesehen, dass in die Scheibenzwischenräume jeweils ein Edelgas oder Edelgasgemisch eingefüllt ist. Hierdurch lassen sich - in an sich bekannter Weise - weitere Verbesserungen hinsichtlich des Wärmeschutzes und der Schalldämpfung er­ zielen. Eine Lösung ist, wenn in den beiden Scheibenzwischenräumen un­ terschiedliche Edelgase beziehungsweise unterschiedliche Edelgasgemische einge­ setzt sind. Hierdurch lässt sich eine besonders gute Optimierung des Wärmeschutzes beziehungsweise der Schalldämpfung erzielen. Als Edelgas beziehungsweise Edelgas­ gemische können beispielsweise Argon, aber auch Schwefelhexafluorid (SF₆) eingesetzt werden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die die Scheibenzwi­ schenräume ausbildenden Abstandshalter von thermoplastischen Abstandshaltern, insbesondere aus Butylpolymeren, gebildet sind. Hierdurch lässt sich, in an sich eben­ falls bekannter Weise, die Ausbildung von Kältebrücken zwischen den in einem Ab­ stand hintereinander angeordneten Scheibenanordnungen verringern. Der Wärmeüber­ gangswiderstand der gesamten Mehrscheiben-Isolierverglasung wird somit nochmals deutlich erhöht.

Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in die äußere Verbundscheibenanordnung und die innere Verbundscheibenanordnung Vorrichtungen integriert sind, die eine gewollte Notentfernung der Mehrscheiben- Isolierverglasung gestatten. Diese Vorrichtungen werden bevorzugt von einer rahmen­ förmig um die jeweilige Verbundscheibenanordnung umlaufenden Freistelle der zwi­ schen den die Verbundscheibenanordnung aus zwei Einzelscheiben realisierenden Folienzwischenlage gebildet. Durch eine derartige Anordnung wird vorteilhaft eine Soll- Entnahmestelle der Mehrscheiben-Isolierverglasung erreicht, die im Gefahrenfalle ein Zerstören und Öffnen der Fensterfläche gestattet.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Schnittdarstellung durch eine Mehrscheiben- Isolierverglasung für Hochgeschwindigkeitszüge;

Fig. 2a eine Mehrscheiben-Isolierverglasung gemäß Stand der Technik

Fig. 2b eine Mehrscheiben- Isolierverglasung für Hochgeschwindigkeitszüge,

Fig. 3 eine teilweise Schnittdarstellung durch eine Mehrscheiben- Isolierverglasung in einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine teilweise Schnittdarstellung durch eine Mehrscheiben- Isolierverglasung 10 für ein Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeug. Die Mehrschei­ ben-Isolierverglasung 10 umfasst eine erste äußere Verbundscheibenanordnung 12 und eine zweite, innere Verbundscheibenanordnung 14. Zwischen den Verbundschei­ benanordnungen 12 und 14 ist eine Mittelscheibe 16 angeordnet. Hierdurch kommt es zur Ausbildung von zwei Scheibenzwischenräumen 18 beziehungsweise 20.

Die äußere Verbundscheibenanordnung 12 besteht aus zwei Einscheiben- Sicherheitsglasscheiben 22, die über eine Folie 24 kraftschlüssig miteinander verbun­ den sind. Die Folie 24 besteht beispielsweise aus einer PVB(Polyvinylbutyral)-Folie. Die Verbundscheibenanordnung 12 besitzt eine Gesamtdicke a, die sich aus der Summe der Teildicken a₁ der Einscheiben-Sicherheitsglasscheiben 22 und a₂ der Folie 24 zu­ sammensetzt. Die Teildicken a₁ betragen beispielsweise 4 mm, die Teildicke a₂ bei­ spielsweise 1,5 mm, so dass sich eine Gesamtdicke a von 9,5 mm ergibt. Selbstver­ ständlich sind auch andere Dickenverhältnisse möglich.

Die innere Verbundscheibenanordnung 14 umfasst zwei chemisch gehärtete Glas­ scheiben 26, die über eine Folie 28 kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Die Fo­ lie 28 ist beispielsweise ebenfalls eine PVB-Folie. Die Verbundscheibenanordnung 14 besitzt eine Gesamtdicke b, die sich aus der Summe der Teildicken b₁ der chemisch gehärteten Glasscheiben 26 und der Teildicke b₂ der Folie 28 ergibt. Die Teildicken b1 betragen beispielsweise 1,2 mm und die Teildicke b₂ beispielsweise 1,5 mm. Hierdurch ergibt sich eine Gesamtdicke b von 3,9 mm. Selbstverständlich sind auch hier andere Dickenverhältnisse möglich.

Die Mittelscheibe 16 besteht ebenfalls aus einem chemisch gehärteten Glas 30, das eine Dicke c von beispielsweise 2 mm aufweist. Die Scheibenzwischenräume 18 und 20 besitzen eine Dicke d₁ beziehungsweise d₂, wobei d₁ beispielsweise 12 mm und d₂ beispielsweise 10 mm beträgt. Auch hier sind unterschiedliche Größenordnungen, bei­ spielsweise gleichgroße Scheibenzwischenräume 18 und 20, möglich. Aus der Summe der Teildicken a, b, c, d₁ und d₂ ergibt sich die Gesamtdicke e der Mehrscheiben- Isolierverglasung 10, die gemäß den gewählten beispielhaften Größenangaben 37,4 mm beträgt. Die Verbundscheibenanordnung 12 und die Verbundscheibenanordnung 14 sind mit der Mittelscheibe 16 jeweils über einen thermoplastischen Abstandshalter 32 miteinander verbunden. Die thermoplastischen Abstandshalter 32 umfassen bei­ spielsweise einen Grundkörper 34 aus Polysulfid und einen Dichtkörper 36 aus Butyl­ polymere.

Das gesamte Gebilde der Verbundscheibenanordnungen 12 und 14 und der Mittel­ scheibe 16 sind in einem Rahmen 38, der entsprechend der Größe der mittels der Mehrscheiben-Isolierverglasung zu verschließenden Fensteröffnung ausgebildet ist, angeordnet. Über den Rahmen 38 wird die Mehrscheiben-Isolierverglasung 10 an ent­ sprechenden Konstruktionselementen des Schienenfahrzeuges befestigt. Hierzu kön­ nen Durchbrüche 40 zur Aufnahme von Verbindungsmitteln, beispielsweise Schrauben vorhanden sein. Die Mehrscheiben-Isolierverglasung ist über eine thermoplastische Dichtmasse 42 in den Rahmen 38 eingebettet.

Der Scheibenzwischenraum 18 ist beispielsweise mit Argon gefüllt, während der Scheibenzwischenraum 20 beispielsweise mit Schwefelhexafluorid SF₆ gefüllt ist. Nach weiteren Ausführungsbeispielen können auch Gemische, die je 50% Argon und Schwefelhexafluorid aufweisen, in den Scheibenzwischenräumen 18 und 20 einge­ bracht sein.

In den Fig. 2a und 2b ist zur Verdeutlichung eine Gegenüberstellung einer Mehr­ scheiben-Isolierverglasung nach dem Stand der Technik (Fig. 2a) und die erfindungs­ gemäße Mehrscheiben-Isolierverglasung 10 gezeigt. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Anhand der Darstellung wird insbesondere deutlich, dass eine Gesamtdicke e der Mehrscheiben- Isolierverglasung 10 sich nicht erhöht hat.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsvariante der Mehr­ scheiben-Isolierverglasung 10. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Im Unterschied zu Fig. 1 ist vorgese­ hen, dass sowohl in der Folie 24 als auch in der Folie 28 ein rahmenartig umlaufender Freiraum 44 beziehungsweise 46 vorgesehen ist. Dies bedeutet, die Folien 24 und 28 bestehen jeweils aus zwei Teilen, die durch die Freiräume 44 und 46 in Abstand zuein­ ander angeordnet sind. Durch derartige Freiräume 44 und 46 wird eine Notfunktion der Mehrscheiben-Isolierverglasung 10 erreicht. So kann im Notfalle von innen und/oder von außen eine mechanische Zerstörung der Mehrscheiben-Isolierverglasung 10 erfol­ gen und diese aus den Fensteröffnungen entfernt werden.

Claims (5)

1. Mehrscheiben-Isolierverglasung, insbesondere für Hochgeschwindigkeitszüge, mit mehreren, in Abstand zueinander angeordneten Glasscheiben, die zur Ausbildung von Scheibenzwischenräumen über Abstandshalter miteinander verbunden sind, und einer Rahmenanordnung zur Aufnahme der Glasscheiben, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Mehrscheiben-Isolierverglasung (10) aus einer ersten äußeren Verbundscheibenanordnung (12) und einer zweiten inneren Verbund­ scheibenanordnung (14) besteht und zwischen erster Verbundscheibenanordnung (12) und zweiter Verbundscheibenanordnung (14) eine Mittelscheibe (16) angeord­ net ist, wobei zumindest die Glasscheiben (26) der inneren Verbundscheibenanord­ nung (14) und/oder die Mittelscheibe (16) aus einem chemisch gehärteten Glas be­ stehen, die äußere Verbundscheibenanordnung (14) aus zwei Einscheiben- Sicherheitsglasscheiben (22) besteht und zwischen den Glasscheiben (26) der inne­ ren Verbundscheibenanordnung (14) und den Glasscheiben (22) der äußeren Ver­ bundscheibenanordnung (12) zur kraftschlüssigen Verbindung eine Folie (28, 24) angeordnet ist, und die zwischen Mittelscheibe (16) und äußerer Verbundschei­ benanordnung (12) beziehungsweise zwischen Mittelscheibe (16) und innerer Ver­ bundscheibenanordnung (14) ausgebildeten Scheibenzwischenräume (18, 20) mit jeweils einem anderen Edelgas oder Edelgasgemisch gefüllt sind.

2. Mehrscheiben-Isolierverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien (28, 24) Polyvinylbutyral(PVB)-Folien sind.

3. Mehrscheiben-Isolierverglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die zwischen Mittelscheibe (16) und äußerer Ver­ bundscheibenanordnung (12) beziehungsweise zwischen Mittelscheibe (16) und in­ nerer Verbundscheibenanordnung (14) ausgebildeten Scheibenzwischenräume (18, 20) eine unterschiedliche Dicke (d₁, d₂) besitzen.

4. Mehrscheiben-Isolierverglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Mittelscheibe (16) mit der äußeren Verbund­ scheibenanordnung (12) und der inneren Verbundscheibenanordnung (14) über je­ weils einen thermoplastischen Abstandshalter (32) verbunden ist.

5. Mehrscheiben-Isolierverglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass in die äußere Verbundscheibenanordnung (12) und die innere Verbundscheibenanordnung (14) Mittel (44, 46) integriert sind, die eine (Not-)Soll-Entnahmestelle der Mehrscheiben-Isolierverglasung (10) ausbilden.