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Die Erfindung betrifft ein Fenster mit einem Rahmen und einer Verglasung nach dem Oberbegriff des Anspruchs.
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Die Erfindung ist im Bauwesen und zwar bei der Fensterkonstruktion einsetzbar, die ein Bestandteil einer Wand- bzw. Dachkonstruktion ist. Das Fenster dient zur Verbindung von Innenräumen mit der Außenumgebung, zur natürlichen Beleuchtung und Belüftung der Räume sowie zum Schutz gegen Witterungs- und Außenlärmeinwirkungen.
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GOST 23166-99, Fenster. Allgemeine technische Vorschriften, legt Folgendes fest:
Das Fenster ist eine lichtdurchlässige Konstruktion, die aus einigen Montageeinheiten besteht und zwar aus einem Rahmen (einer Zarge, einem Zargenprofil), Flügelelementen und eingebauten Lüftungssystemen, und die ggf. einige zusätzliche Elemente als Zubehör einschließt, nämlich Jalousie, Fensterladen usw.
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Aus den öffentlichen Druckschriften ist bekannt:
- – GOST 30674-99 «PVC-Fenster. Technische Vorschriften»;
- – I. V. Boriskina, A. A. Plotnikov, A. V. Zakharov. Entwurf von modernen Fenstersystemen für Zivilgebäude – Handbuch, MISI MSGU. VYBOR Verlag, 2008. ( . Aufbau der PVC-Fensterprofile. Kombination von Rahmen- und Flügelteil)
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Es sind auch Konstruktionen von modernen Fenstern bekannt, die einen Rahmen und eine Verglasung mit warmen Kanten (Abstandselementen) zwischen den Nachbarscheiben aufweisen.
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Der Rahmen wird unbeweglich an den Wänden der Fenster- bzw. Türöffnung befestigt und trägt alle übrigen Bestandteile. Er dient auch zum Aufhängen von Flügeln oder Blättern. Der Flügel (Flügelelement, Flügelteil) ist eine Rahmenkonstruktion. Er dient als Einfassung der Verglasung (lichtdurchlässige Füllung). Der Flügel wird mit dem Rahmen (mit der Zarge) in der Regel mittels eines gelenkigen oder gleitenden Verbands verbunden und wird am Rahmen mittels eines Beschlags befestigt. Der Beschlag wird in eine Sondernute im Flügel eingesetzt und dient zum Auf- und Zumachen des Fensters. Die Verglasung ist ein räumliches Erzeugnis. Es besteht aus zwei oder mehreren Glasscheiben, die miteinander am Umfang mittels einer warmen Kante und Dichtungsmittel verbunden werden. Somit werden luftdichte geschlossene „Kammern” gebildet, die mit Trockenluft oder mit einem anderen Gas gefüllt werden. Die Verglasung wird im Flügel mit Hilfe einer Glasleiste festgehalten. Die Glasleiste trägt auch dazu bei, dass die Verglasung dicht an die Abdichtung angepresst wird. Die Abdichtung befindet sich in der Schikane (Baffler, Vorsprung des Flügelprofils, um die Abdichtung einzubauen und den Spalt im Anschlag zu überdecken) des Flügels. Dadurch wird ein Wassereintritt in den Flügel vermieden.
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Die Hauptnachteile der bekannten Konstruktionen bei modernen Fenstern sind:
- 1. eine geringe Lichtdurchlässigkeit (Grundfunktion des Fensters) wegen ziemlich großer
- 2. Abmessungen der Flügelprofile
- 3. eine geringe Wärmeeinsparung (Wärmeeffizienz), da die Auswahl an möglichen verwendeten Verglasungsstärken begrenzt ist. Die Verglasungsstärke ist einer der Faktoren, die die Wärmeeffizienz des Fensters stark beeinflussen. Die Verglasung besteht aus Scheiben und Abständen dazwischen. Die Abstände dienen als Hauptwärmeisolatoren der Verglasung und werden mit speziellen Gasen gefüllt (meistens mit entfeuchteter Luft, seltener mit Argon, noch seltener mit Krypton). Je stärker der wärmeisolierende Abstand ist, desto höher ist die Wärmeeffizienz der Verglasung, dies jedoch nur bis zu einem Grenzwert, bei dem die Gaskonvektion innerhalb eines solchen Abstands beginnt. Als optimal gilt eine Abstandsstärke von 20 mm. Das heißt, die 4 + 20 + 4 + 20 + 4 = 52 mm starke Verglasung kann als optimal angesehen werden. Die Stärke der Verglasung ist immer kleiner als das Flügelprofil, da sie mittels einer Glasleiste von innen des Raums festgehalten wird. Draußen wird sie an die Schikane des Flügels angepresst. Bei modernen Fensterkonstruktionen werden bis zu 41 mm starke Verglasungen angewendet, da die Montage von noch stärkeren Verglasungen die Fertigung von einem noch massiveren Flügelprofil voraussetzt, was wirtschaftlich unbegründet ist,
- 4. ein ziemlich hoher Preis der gesamten Konstruktion, da sehr viele Elemente verwendet werden. Viele verfahrenstechnische Vorgänge sind beim Zusammenbau auszuführen. Darüber hinaus ist der Anteil der Profilelemente am Materialselbstkostenpreis sehr hoch. Der Anteil der Profilelemente und insbesondere der PVC-Profile, der Verstärkung und der Abdichtung beträgt in den Materialselbstkosten der Konstruktion ca. 50%, der Anteil der Verglasung ca. 20%, der Beschlaganteil ca. 30%.
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Der nächstkommende Stand der Technik in der Gesamtheit aller wesentlichen Merkmale ist ein Prototyp, der aus dem Artikel von
S. A. Kelvin "Über die Entwicklung von einer neuen Fensterkonstruktion" (Zeitschrift „Lichtdurchlässige Konstruktionen, Heft 1–2, 2009) bekannt ist. Dieses Prototypfenster besteht aus einem Rahmen und einer Verglasung mit einer warmen Kante (Distanzprofil) zwischen den Nachbarscheiben. Die warme Kante ist aus einem Profil mit einer Nute für den Beschlag gefertigt und dient zur Befestigung der Verglasung im Rahmen und zum Auf- und Zumachen des Fensters.
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Der vorher genannte technische Effekt kann bei der Anwendung dieser bekannten Konstruktion aus folgenden Gründen nicht erreicht werden:
- 1. In der bekannten Verglasung müssen die Scheiben mit unterschiedlichen Abmessungen verwendet werden. Die eine Scheibe (raumseitig) hat größere Abmessungen und dient dazu, den Anschlag zu schließen (Abstand zwischen dem Rahmen und der Verglasung). Zur Überdeckung des Anschlags ist in der Regel ein teueres Mehrschicht-Sicherheitsglas (Verbundsicherheitsglas) mit einer unbedingt polierten Kante verwendet.
- 2. Die Kontur der Innenscheibe muss mit einer undurchsichtigen Decklage beschichtet sein, um die Verklebungsspuren und die Beschlagselemente zu verdecken (warme Kante mit Beschlag).
- 3. Um einen erforderlichen Grad der Luftundurchlässigkeit des Fensters sicherzustellen, muss eine spezielle Abdichtung verwendet sein, die auf das Glas aufgeklebt ist.
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Zusätzlich sei bemerkt, dass die Fensterkonstruktion, bei der sich die Scheibe auf den Rahmen stützt, einen Zweifel an der gesamten Konstruktion entstehen lässt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die bestehenden Fensterkonstruktionen weiterzuentwickeln, um ihre grundsätzlichen Nutzungseigenschaften zu verbessern.
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Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs gelöst.
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Der technische Haupteffekt, der infolge der Ausführung der angemeldeten Erfindung erreicht werden kann, ist wie folgt:
- – die Senkung der Selbstkosten der Fensterkonstruktion, wobei die traditionelle Optik aufrechterhalten wird,
- – die Erhöhung der wärmeisolierenden Eigenschaften des Fensters, wobei der erforderliche Grad der Luftundurchlässigkeit des Fensters sichergestellt wird.
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Dieser technische Effekt ist in folgender Weise erreicht:
Das Fenster besteht aus einem Rahmen und einer Verglasung mit einer warmen Kante zwischen den benachbarten Scheiben. Die warme Kante ist aus einem Profil gefertigt und mit einer Nute für einen Beschlag versehen. Der Beschlag dient zur Befestigung der Verglasung im Rahmen. Das Fenster weist zusätzlich gemäß der Erfindung eine Einfassung (Fensterverkleidung) auf, die am Umfang der Scheibe einen Innenanschlag abdeckt. In der Nute der Einfassung ist eine Abdichtung eingebaut. Dabei sind in der Verglasung gleich große Scheiben verwendet.
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Die Anwendung einer genormten Verglasung mit Scheiben in gleicher Größe und vom gleichen Typ im Fenster ermöglicht es, die Selbstkosten des Enderzeugnisses gegenüber dem Prototyp zu senken. Dadurch ist es möglich, die neue Ausführung einem genormten verfahrenstechnischen Ablauf bei der Herstellung der Verglasung für die Fenster anzupassen. Das heißt, dass die erforderliche Arbeitsleistung sichergestellt ist.
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Um den Innenanschlag abzudecken, ist eine Einfassung (Fensterverkleidung, Deckleiste) verwendet. Dies ermöglicht es zum einen, die warme Kante (Distanzprofil) mit einem Dichtungsmittel und dem Beschlag optisch zu verdecken und eine genormte Abdichtung zu benutzen. Die genormte Abdichtung ist in den konventionellen Konstruktionen zwischen dem beweglichen aufgemachten Teil des Fensters – dem Flügel – und dem unbeweglichen Teil des Fensters – dem Rahmen – verwendet. Diese Abdichtung sorgt für einen erforderlichen Grad der Luftundurchlässigkeit des Fensters. Zum anderen ist die übliche Optik des Fensters wie bei den zurzeit bestehenden Fenstern mit Flügeln beibehalten (Kontinuität).
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Die genormte Abdichtung ist in eine spezielle Nute eingebaut (eingearbeitet). Während des Entwurfs ist diese Abdichtung „pilzförmig” ausgebildet. Bei einer solchen Form sitzt die Abdichtung nach ihrem Einbau in der Nute fest. Soll die Abdichtung dennoch auf das Glas aufgeklebt werden, so muss sie eine Leimschicht aufweisen. Dabei muss der Leim so gewählt werden, dass die Abdichtung sich leicht und bequem verarbeiten lässt (z. B. Einrollen in Rollen für den Transport usw.). Zugleich sollte der Leim auch langlebig sein. Er sollte solche Eigenschaften aufweisen, die es ermöglichen, die Differenz bei Temperaturausdehnungen von Glas und Abdichtungsmaterial auszugleichen (das heißt, der Leim sollte immer flexibel sein). Diese Faktoren führen unvermeidlich zur Verteuerung der Abdichtung gegenüber den genormten Abdichtungen.
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Die erfindungsgemäße Verglasung kann bei allen Typen von Fensterrahmen eingesetzt werden (und zwar aus Holz, PVC, Alu und Verbundglas). Das bedeutet, dass ein unumgänglicher Umbau von zahlreichen Düsen, ein Werkzeugwechsel und eine Änderung von sonstiger Ausstattung bei der Produktion von Holz-, PVC- und Alufenstern entfallen. Der Rahmen, der Fensterkämpfer und der Stulp bleiben unverändert. Dabei weist diese Fensterausführung keine Glasleiste und keinen Flügel auf.
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Die neue Ausführung des Fensterprofils hat unbestreitbare Vorteile gegenüber den bekannten genormten Konstruktionen, bei denen die Verglasung in den Flügel eingebaut ist:
- – eine Verbesserung der Lichtdurchlässigkeit des Fensters im Durchschnitt um 20%;
- – eine Steigerung der Wärmeeffizienz dank der vergrößerten Verglasungsstärke bis zu 52 mm um 30%;
- – eine Senkung der Selbstkosten um ca. 25% der Konstruktion dadurch, dass die Menge der Profilelemente reduziert ist (der Flügel entfällt); folglich sind auch mehrere verfahrenstechnische Vorgänge nicht mehr nötig.
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Das Wesen der angemeldeten Erfindung ist anhand der Zeichnung nach 1 näher erklärt.
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Der abgebildete Profilschnitt des Fensters zeigt die Befestigung der Verglasung am Rahmen mittels eines Beschlags, der in eine Nute eines Distanzprofils eingebaut ist.
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Weiter unten werden am Beispiel einer bestimmten Fensterkonstruktion mit Doppelverglasung Angaben angeführt, die eine Ausführbarkeit der Erfindung und die Erreichbarkeit der oben genannten Haupt- und zusätzlichen technischen Ergebnisse nachweisen.
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Das Fenster besteht aus einem Rahmen 1, einer Doppelverglasung 2 mit Glasscheiben und einer Einfassung 5. Die Glasscheiben sind mittels Distanzprofilen 3 und 4 voneinander getrennt. Die Einfassung 5 ist auf die Verglasung aufgeklebt und deckt den Innenanschlag ab. Eine Abdichtung 6 ist in eine Nute der Einfassung 5 eingebaut. Dabei ist in einem der Distanzprofile 4 (in einem Profil der warmen Kante) der Verglasung 2 eine spezielle Nute 7 zur Befestigung des Beschlags (Beschlagnute) ausgebildet. Der Beschlag dient zur Befestigung der Verglasung 2 am Rahmen 1.
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Wenn keine wärmeisolierenden Eigenschaften des Fensters sichergestellt werden müssen (z. B. für innere Trennwände), können die Distanzprofile 3 und 4 aus Alu und seltener aus Stahl hergestellt werden.
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Das Distanzprofil 4 (sowohl genormt, als auch mit der Beschlagnute 7) ist in der Verglasung 2 mittels spezieller Leime – Dichtungsmittel – am Glas befestigt (aufgeklebt). Diese Leime können eine große Belastung aushalten und stellen eine dauerhafte Dichtheit der Verglasung 2 sicher.
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Somit ist die Verglasung 2 im Fenster nach einem genormten Verfahren zusammengebaut: mit zwei warmen Kanten, deren eines Profil 4 eine Beschlagnute 7 aufweist.
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Die erfindungsgemäße Fensterkonstruktion wird gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren in folgender Weise gefertigt und zusammengebaut.
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Die Kunststoffprofile sowohl für die Einfassung als auch für die Distanzprofile 3 und 4 sind im PVC-Extrusionsverfahren gefertigt.
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Das Distanzprofil 3 und 4 wird gemäß den vorgegebenen Größen auf Gehrung abgelängt. Danach werden die Werkstücke miteinander wie ein handelsübliches PVC-Profil zusammengeschweißt. Dabei wird eine warme Kante 4 (Distanzprofil) in Form eines Rechtecks gefertigt. Die warme Kante 4 wird in die Verglasung 2 gemäß dem konventionellen Verfahren für den Zusammenbau der Verglasung 2 eingebaut und mit Hilfe von Leim – Dichtungsmittel – befestigt. Nach dem Erstarren des Dichtungsmittels wird der erforderliche Beschlag in die Beschlagnute 7 des Profils 4 der warmen Kante eingebaut.
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Das Profil der Einfassung 5 wird gemäß den vorgegebenen Größen auf Gehrung abgelängt. Danach werden die Werkstücke miteinander wie ein handelsübliches PVC-Profil zusammengeschweißt (dadurch wird eine Rahmenkonstruktion für die Einfassung 5 in Form eines Rechtecks hergestellt). Die handelsübliche Fensterabdichtung 6 wird in die Nute der Einfassung 5 eingearbeitet (eingepresst). Danach wird die Einfassung 5 an die Verglasung 2 mit Hilfe eines speziellen Leims angeklebt. (Der Beschlag wurde bereits vorher in die Verglasung 2 eingebaut). Nach dem Erstarren des Leims kann die ganze Konstruktion an dem Fensterrahmen 1 befestigt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- GOST 23166-99, Fenster [0003]
- GOST 30674-99 «PVC-Fenster. Technische Vorschriften» [0004]
- I. V. Boriskina, A. A. Plotnikov, A. V. Zakharov. Entwurf von modernen Fenstersystemen für Zivilgebäude – Handbuch, MISI MSGU. VYBOR Verlag, 2008 [0004]
- S. A. Kelvin ”Über die Entwicklung von einer neuen Fensterkonstruktion” (Zeitschrift „Lichtdurchlässige Konstruktionen, Heft 1–2, 2009) [0008]
