WO1997036077A1 - Use of controlled-conditioned gases to fill multi-pane insulating glass - Google Patents
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- E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
- E06B3/677—Evacuating or filling the gap between the panes ; Equilibration of inside and outside pressure; Preventing condensation in the gap between the panes; Cleaning the gap between the panes
- E06B3/6775—Evacuating or filling the gap during assembly
Definitions
- the invention given pressure is brought -
- the invention relates to a process for the preparation of Mehridenisoliergläsero, wherein the nationwide gap in the Scheiben ⁇ or in the disc interspaces Lucas ⁇ connected gas prior to sealing the Scheibenrandver- to a predetermined temperature and a pre "*. further relates to a multi-pane insulating glass, produced by the method according to the invention.
- the contents of the space between the panes are hermetically sealed under the temperature and air pressure conditions prevailing at the time of manufacture.
- pressure conditions can occur in the space between the panes, which lead to deformations in the glass and thus to stresses in the glass and sealant. If, for example, the multi-pane insulating glass unit heats up during use of the insulating glass due to weather influences, the panes bulge, and when the temperature drops below the production temperature, the dipping occurs.
- DE-A-2921608 describes, for example, two-pane insulating glasses in which sun blinds are installed in the space between the panes.
- the space between the panes ie the clear width between the two or more panes of the multi-pane insulating glass composite, must not be reduced so much at any point by indentation that the movement of the Blinds is obstructed.
- the width of the interspace between the panes should not be more than 20% inside, even under unfavorable climatic conditions, preferably this should be even less.
- the predetermined limit criteria for glass deformation and / or glass stress which are caused by the climatic ambient conditions, can be met.
- the temperature of the filling gas is preferably set in a temperature control unit, since this is associated with less technical outlay.
- the present invention thus relates to a method for producing multi-pane insulating glass, in which the glass enclosed in the space between the panes is brought to a predetermined temperature and a predetermined pressure before the edge bond is sealed, so that the limit criteria for the glass deformation and / or glass tension caused by the climatic environmental conditions are observed.
- Multi-pane insulating glasses in the sense of this invention consist of at least two glass plates which are held at a defined distance in their edge area by a spacer and, as a rule, by adhesives and sealants.
- the adhesives / sealants essentially have two functions: First, they act as a gas and water vapor barrier between the space between the panes and the ambient air, and they also bring about the mechanical cohesion of the glass plates connected in this way.
- Multi-pane insulating glasses in the sense of this invention can - D -
- panes of glass and / or plastic in the pane interior, and the individual glass plates can also consist of laminated glass.
- All gases used for this purpose in insulating glass technology can be used as the filling gas which is enclosed in the space between the panes, examples of which are carbon dioxide, methane, the noble gases argon, neon, helium, krypton, xenon and in particular sulfur hexafluoride or even the simplest Case of air or nitrogen.
- the subject of the present invention is a method for producing multi-pane insulating glass, in which gas is trapped in the space between the panes the sealing of the edge composite of the multi-pane insulating glass is brought to a predetermined temperature and a predetermined pressure, so that the necessary limit criteria for the glass deformation and / or glass tension caused by the climatic ambient temperatures when using the insulating glass are introduced ⁇ can be kept.
- the method according to the invention for filling the spaces between the panes with gas comprises the following method steps:
- a measuring device determines the temperature of the gas flowing into the temperature control unit
- the cooled or heated filling gas flows into the intermediate pane of the multi-pane insulating glass unit, the actual temperature of the filling gas being determined by a further measuring device and, if necessary, the cooling / heating output of the temperature unit being readjusted, and
- a further preferred embodiment of the method according to the invention uses an electronic computer unit which determines the required heating or cooling output of the temperature control unit from the signals from the measuring devices for the inlet temperature of the filling gas and the temperature of the temperature-controlled filling gas and the ambient air pressure determined and automatically sets.
- Another object of the present invention is a multi-pane insulating glass unit, produced by the method according to the invention.
- the filling gas in the space between the panes of the insulating glass unit therefore has the same pressure as the ambient air pressure at the time of manufacture and the temperature of the filling gas is set according to the required limit criteria.
- the pressure of the filling gas can also be set to a value deviating from the ambient air pressure, but this route requires a higher outlay on equipment during the filling and in particular during the sealing.
- All filling gases known per se can be used for the gas filling process according to the invention, so that the selection of the filling gas used depends on the desired end properties with regard to thermal insulation, sound insulation and price of the finished insulating glass unit.
- FIG. 1 is a schematic illustration of the essential components for the temperature control of the filling gas.
- FIG. 2 shows a section of a multi-pane insulating glass unit in a semi-perspective sectional drawing. The temperature distribution on an insulating glass unit is shown schematically in FIG.
- FIG. 4 shows the maximum indentation of an insulating glass unit for given climatic environmental conditions as a function of the climatic conditions during their manufacture.
- the filling gas passes from its storage container (1) into a temperature control unit (2).
- This temperature control unit is preferably a heat exchanger known per se, which is provided with a controllable cooling and heating device, so that the filling gas can be brought to a predetermined temperature. From the current measurement data for the actually prevailing ambient air pressure of the measuring device (4) and the inlet temperature of the filling gas, measured on the measuring device (3), the required cooling or heating power is calculated, which is required to achieve the specified filling gas temperature. At the same time, the cooling / heating output determined in this way is set on the temperature control unit. This calculation and setting is preferably carried out by an electronic computer and control unit (not shown here).
- the filling gas tempered in this way is introduced into the space between the panes (6) of the multi-pane insulating glass unit (7), the displaced ambient air at (8) being able to escape from the space between the panes. After the ambient air has been completely displaced, the space between the panes is immediately closed and sealed.
- FIG. 2 shows, in a semi-perspective representation, a sectional drawing through the edge region of a multi-pane insulating glass unit - here consisting of two panes.
- the space between the panes (6) is defined by the two panes (9) and the edge bond, consisting of spacers and adhesive / sealant (11) limited.
- the spacer can consist of a plastic or a metallic hollow profile in a manner known per se. In both cases, the spacer usually contains a molecular sieve as an adsorbent for the water vapor which is still present in the space between the panes or diffuses into it through the edge bond.
- the adhesive / sealant (11) can consist of either one or two different materials in a manner known per se.
- this adhesive / sealant usually consists of a thermoplastic composition based on poly (iso) butylene to achieve the most effective water vapor barrier effect and a one- or multi-component adhesive based on silane polymers, polyurethanes, polymercaptans or Polysulfides.
- the required temperature of the filling gas depends on the prevailing ambient air pressure, the boundary criteria for the climatic conditions when using the insulating glass unit and also on the boundary criteria for the maximum permissible glass deformation or glass tension.
- the relationship between these limit criteria for the climatic conditions during manufacture and use of the insulating glass unit and the maximum glass deformation will be described below using a specific example:
- An insulating glass unit in the limp area ie with a pane size of> lm x Im, should not be inserted by more than 4mm in winter at an outside temperature of -18 ° C and an air pressure of l033hPa.
- the specified properties of the insulating glass such as thermal conductivity and heat transfer coefficient, result in a specific mean space between the panes. maturity. For a room interior temperature of + 20 ° C., this temperature distribution in the insulating glass is shown schematically in FIG. 3, with a thermal conductivity of the
- the average temperature of the gas enclosed in the space between the panes in this example is -1 ° C.
- FIG. 4 shows the relationship between the maximum indentation of the insulating glass panes as a function of the prevailing ambient air pressure when the insulating glass gap is filled and the temperature of the filling gas when filling the pane gap of the insulating glass in the climatic conditions of use outlined above.
- the prevailing ambient air pressure was assumed to be 1033 hPa # ⁇ - the outside temperature was -18 ° C and the mean temperature of the filling gas was -1 ° C.
- curve (9) gives the line of the maximum installation of 4 mm of the insulating glasses in the above-mentioned climatic conditions as a function of the prevailing air pressure during manufacture and the temperature of the filling gas during manufacture.
- the method according to the invention is used in particular when the clear width of the space between the panes is independent of the prevailing climatic conditions Conditions should not fall below certain limit values, for example because mechanically moving parts such as sun blinds are installed in the space between the panes. In these cases, the clear width of the space between the panes should generally not be reduced by more than 20% based on the original clear width, even if the climate is unfavorable.
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Abstract
The use of a controlled-conditioned filler gas in the production of multi-pane insulating glass makes it possible to set fixed production conditions regardless of the ambient temperature and air pressure. The suitable selection of the filler gas temperature taking account of the current air pressure makes it possible to set pressure ratios in the multi-pane insulating glass which minimise deformations and stresses in the glass and sealant for the temperature and air pressure conditions prevalent during the use of said multi-pane insulating glass.
Description
Verwendung kontrolliert konditionierter Gase zur Füllung von Mehrscheibenisolierglas Use of controlled conditioned gases to fill multi-pane insulating glass
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrscheibenisoliergläsero, bei dem das in dem Scheiben¬ zwischenraum oder in den Scheibenzwischenräumen einge¬ schlossene Gas vor dem Versiegeln des Scheibenrandver- bundes auf eine vorgegebene Temperatur und einen vorge"*- gebenen Druck gebracht wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Mehrscheibenisolierglas, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.The invention given pressure is brought - The invention relates to a process for the preparation of Mehrscheibenisoliergläsero, wherein the nationwide gap in the Scheiben¬ or in the disc interspaces einge¬ connected gas prior to sealing the Scheibenrandver- to a predetermined temperature and a pre "*. further relates to a multi-pane insulating glass, produced by the method according to the invention.
Bei der Herstellung von Mehrscheibenisolierglas wird der Inhalt des Scheibenzwischenraums unter den zum Zeitpunkt der Fertigung herrschenden Temperatur- und Luftdruckbe¬ dingungen hermetisch eingeschlossen. Bedingt dadurch können im Verlauf der Nutzung derartig hergestellter Mehrscheibenisoliergläser bei nachfolgenden klimatischen Änderungen von Temperatur und Luftdruck Druckverhältnisse im Scheibenzwischenraum auftreten, die zu Deformationen im Glas und damit auch zu Spannungen im Glas und Dichtstoff führen. Erfolgt beispielsweise während der Nutzung der Isoliergläser durch Wettereinflüsse eine Erwärmung der Mehrscheibenisolierglaseinheit, so bauchen die Scheiben aus, bei einer Abkühlung unter die Fertigungstemperatur tritt eine Einbauchung auf. Entsprechendes gilt auch
bezüglich des Einflusses des äußeren Luftdruckes: Sinkt der umgebende Luftdruck unter den zum Zeitpunkt der Ferti¬ gung, so bauchen die Gläser nach außen aus, bei einem höheren Umgebungsluftdruck gegenüber der Fertigung tritt ein Einbauchen nach innen auf. Herrschen bei der Herstel¬ lung des Mehrscheibenisolierglases extreme klimatische Bedingungen, z.B. hohe Lufttemperatur und niedriger Luft¬ druck, so treten bei entgegengesetzten klimatischen Bedingungen während der Nutzung, z.B. tiefe Temperatur und hoher Luftdruck, extrem hohe Deformationen und Spannungen im Glas und Dichtstoff auf. Tritt im Scheibenzwischenraum ein Temperatur- und/oder Luftdruck-bedingter Überdruck auf, so führt diese Druckerhöhung zu Biegespannungen und zu Deformationen der Glastafeln. Durch dieses "Ausbauchen" vergrößert sich das Volumen des Scheibenzwischenraums, diese Volumenvergroßerung führt zu einem Druckabbau, so daß sich ein Gleichgewicht zwischen Umgebungsdruck einer¬ seits und Innendruck im Scheibenzwischenraum und Glas¬ spannung andererseits einstellt. Im umgekehrten Fall einer Temperatur- und/oder Luftdruck-bedingten Unterdruckbildung im Scheibenzwischenraum führt dies ebenfalls zu Biegespan¬ nungen und zu Deformationen der Glastafeln, damit verklei¬ nert sich das Volumen des Scheibenzwischenraums und daraus folgt eine Druckerhöhung. Die mathematischen Grundlagen bezüglich der Deformation der Gläser und des sich einstel¬ lenden Innendruckes sind ausführlich bei P.R. Küffner, "Reflexionsverzerrungen an Isoliergläsern", Glas und Rahmen, Heft 17/1981, S. 1011 ff beschrieben worden.In the production of multi-pane insulating glass, the contents of the space between the panes are hermetically sealed under the temperature and air pressure conditions prevailing at the time of manufacture. As a result, in the course of the use of multi-pane insulating glass produced in this way, with subsequent climatic changes in temperature and air pressure, pressure conditions can occur in the space between the panes, which lead to deformations in the glass and thus to stresses in the glass and sealant. If, for example, the multi-pane insulating glass unit heats up during use of the insulating glass due to weather influences, the panes bulge, and when the temperature drops below the production temperature, the dipping occurs. The same applies With regard to the influence of the outside air pressure: If the surrounding air pressure drops below that at the time of manufacture, the glasses bulge outwards, with a higher ambient air pressure compared to the production, there is a dipping inwards. If extreme climatic conditions, for example high air temperature and low air pressure, prevail in the production of the multi-pane insulating glass, then extremely high deformations and stresses in the glass and sealant occur in the opposite climatic conditions during use, for example low temperature and high air pressure. If an overpressure caused by temperature and / or air pressure occurs in the space between the panes, this pressure increase leads to bending stresses and deformations of the glass sheets. This "bulging" increases the volume of the space between the panes, this increase in volume leads to a reduction in pressure, so that a balance is established between the ambient pressure on the one hand and the internal pressure in the space between the panes and the glass tension on the other. In the reverse case of temperature and / or air pressure-related negative pressure formation in the space between the panes, this likewise leads to bending stresses and deformations of the glass panels, thus reducing the volume of the space between the panes and resulting in an increase in pressure. The mathematical foundations with regard to the deformation of the glasses and the internal pressure which is set up have been described in detail by PR Küffner, "Reflection distortions on insulating glasses", glass and frame, issue 17/1981, p. 1011 ff.
Für eine "Durchschnittsscheibe" von etwa im x im bestehend aus zwei 4mm starken Glastafeln mit einem Scheibenzwi¬ schenraum von 12mm Abstand zeigen derartige Berechnungen, daß es bei einwandfreier Verglasungstechnik keine Probleme gibt, auch wenn man noch eine eventuelle Windlast mit berücksichtigt. Das Glas ist in dieser Größe nahezu völlig
"biegeschlaff" und baut deshalb den inneren Überdruck weitgehend durch Glasdeformation ab. Ein deutlich anderes Verhalten wird jedoch bei Scheiben mit wesentlich kleineren Kantenlängen beobachtet, oder wenn der Scheiben¬ aufbau unsymmetrisch erfolgt, d.h. eine Glastafel eine wesentlich größere Schichtdicke aufweist. Insbesondere führen die oben beschriebenen Deformationen bei speziellen Anwendungsformen von Mehrscheibenisoliergläsern zu Problemen. Die DE-A-2921608 beschreibt z.B. Zwei-Scheiben- isoliergläser, bei denen in den Scheibenzwischenraum SonnenJalousien eingebaut sind. Um eine störungsfreie Auf- und Abwärtsbewegung dieser eingebauten Jalousien unter allen klimatischen Bedingungen gewährleisten zu können, darf der Scheibenzwischenraum, d.h. die lichte Weite zwischen den beiden oder mehreren Scheiben des Mehrschei- benisolierglasverbundes an keiner Stelle durch Einbauchung so stark vermindert werden, daß die Bewegung der Jalousien behindert wird. In der Regel darf daher die Scheiben- zwischenraumbreite auch bei ungünstigen klimatischen Bedingungen um nicht mehr als 20% nach innen einbauchen, vorzugsweise sollte diese Einbauchung noch geringer sein.For an "average pane" of approximately x consisting of two 4 mm thick glass sheets with a pane spacing of 12 mm apart, such calculations show that there are no problems with perfect glazing technology, even if one also takes into account a possible wind load. The glass is almost complete in this size "Flexibly limp" and therefore largely reduces the internal overpressure through glass deformation. A distinctly different behavior is observed, however, in panes with significantly smaller edge lengths, or when the pane structure is asymmetrical, ie a glass sheet has a much greater layer thickness. In particular, the deformations described above lead to problems in special forms of application of multi-pane insulating glass. DE-A-2921608 describes, for example, two-pane insulating glasses in which sun blinds are installed in the space between the panes. In order to be able to guarantee a trouble-free up and down movement of these installed blinds under all climatic conditions, the space between the panes, ie the clear width between the two or more panes of the multi-pane insulating glass composite, must not be reduced so much at any point by indentation that the movement of the Blinds is obstructed. As a rule, the width of the interspace between the panes should not be more than 20% inside, even under unfavorable climatic conditions, preferably this should be even less.
Es wurde jetzt gefunden, daß bei Verwendung eineε Gases mit vorgegebener Temperatur und vorgegebenem Druck zur Füllung des Scheibenzwischenraums bei Mehrscheibenisolier¬ gläsern bewirkt, daß die vorgegebenen Grenzkriterien für die Glasdeformation und/oder Glasspannung, die durch die klimatischen Umgebungsbedingungen hervorgerufen werden, eingehalten werden können. Prinzipiell ist es dabei mög¬ lich, entweder den Druck des Füllgases in dem Scheiben¬ zwischenraum definiert einzustellen oder aber die Tempe¬ ratur des Füllgases oder beides. Vorzugsweise wird jedoch - die Temperatur des Füllgases in einer Temperiereinheit eingestellt, da dieses mit geringerem technischen Aufwand verbunden ist. Durch eine zweckmäßige Auswahl der Füllgas-
temperatur unter Berücksichtigung des aktuell bei den Herstellungsbedingungen herrschenden Luftdruckes können im Mehrscheibenisolierglas nach der Versiegelung Druckver¬ hältnisse geschaffen werden, die die Deformationen und Spannungen im Glas und Dichtstoff für die üblichen Tempe¬ ratur- und Luftdruckbedingungen, denen derartige Mehr¬ scheibenisoliergläser im Verlauf ihrer Nutzung ausgesetzt sind, minimieren. Der Vorteil der kontrolliert einge¬ stellten Füllgastemperatur ist die Minimierung von Spannungen im Glas und im Dichtstoff und die Minimierung von Deformationen des Glases, wodurch auch dessen Reflexionsverzerrungen reduziert werden. Ein weiterer Vorteil der Minimierung der Deformation des Glases ist die problemlose Nutzung des Scheibenzwischenraums z.B. zum Anbringen von Sonnenschutzjalousien.It has now been found that when a gas with a predetermined temperature and pressure is used to fill the space between the panes in multi-pane insulating glasses, the predetermined limit criteria for glass deformation and / or glass stress, which are caused by the climatic ambient conditions, can be met. In principle, it is possible either to set the pressure of the filling gas in the space between the panes in a defined manner, or else to set the temperature of the filling gas or both. However, the temperature of the filling gas is preferably set in a temperature control unit, since this is associated with less technical outlay. Through an appropriate selection of the filling gas temperature, taking into account the air pressure currently prevailing in the production conditions, pressure ratios can be created in the multi-pane insulating glass after the sealing, which the deformations and stresses in the glass and sealant for the usual temperature and air pressure conditions encountered by such multi-pane insulating glasses in the course of their use minimize. The advantage of the controlled filling gas temperature is the minimization of stresses in the glass and in the sealant and the minimization of deformations of the glass, which also reduces its reflection distortions. Another advantage of minimizing the deformation of the glass is the problem-free use of the space between the panes, for example for attaching sun protection blinds.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eim Verfahren zur Herstellung von Mehrscheibenisoliergläsern, bei denen das in dem Scheibenzwischenraum eingeschlossene Glas vor dem Versiegeln des Randverbundes auf eine vorge¬ gebene Temperatur und einen vorgegebenen Druck gebracht wird, so daß die Grenzkriterien für die Glasdeformation und/oder Glasspannung, hervorgerufen durch die klimatischen Umgebungsbedingungen, eingehalten werden.The present invention thus relates to a method for producing multi-pane insulating glass, in which the glass enclosed in the space between the panes is brought to a predetermined temperature and a predetermined pressure before the edge bond is sealed, so that the limit criteria for the glass deformation and / or glass tension caused by the climatic environmental conditions are observed.
Mehrscheibenisoliergläser im Sinne dieser Erfindung beste¬ hen aus mindestens zwei Glasplatten, die in ihrem Randbe¬ reich durch einen Abstandshalter ("Spacer") sowie in der Regel durch Kleb- und Dichtstoffe in einem definierten Abstand gehalten werden. Dabei haben die Kleb-/Dichtstoffe im wesentlichen zwei Funktionen: Zum einen dienen sie als Gas- und Wasserdampfsperre zwischen dem Scheibenzwischen- -raum und der Umgebungsluft, weiterhin bewirken sie den mechanischen Zusammenhalt der so verbundenen Glasplatten. Mehrscheibenisoliergläser im Sinne dieser Erfindung können
- D -Multi-pane insulating glasses in the sense of this invention consist of at least two glass plates which are held at a defined distance in their edge area by a spacer and, as a rule, by adhesives and sealants. The adhesives / sealants essentially have two functions: First, they act as a gas and water vapor barrier between the space between the panes and the ambient air, and they also bring about the mechanical cohesion of the glass plates connected in this way. Multi-pane insulating glasses in the sense of this invention can - D -
zusätzlich im Scheibeninnenraum noch weitere Scheiben aus Glas und/oder Kunststoff enthalten, außerdem können die einzelnen Glasplatten aus Verbundglas bestehen.additionally contain further panes of glass and / or plastic in the pane interior, and the individual glass plates can also consist of laminated glass.
Als Füllgas, das in den Scheibenzwischenraum eingeschlos¬ sen ist, können alle hierfür in der Isolierglastechnik verwandten Gase eingesetzt werden, beispielhaft genannt seien Kohlendioxid, Methan, die Edelgase Argon, Neon, Helium, Krypton, Xenon sowie insbesondere Schwefelhexa- fluorid oder auch im einfachsten Fall Luft oder Stick¬ stoff.All gases used for this purpose in insulating glass technology can be used as the filling gas which is enclosed in the space between the panes, examples of which are carbon dioxide, methane, the noble gases argon, neon, helium, krypton, xenon and in particular sulfur hexafluoride or even the simplest Case of air or nitrogen.
Die Füllung des Scheibenzwischenraums von Mehrscheiben- isoliergläsern mit den verschiedenen Gasen, insbesondere getrockneten Gasen, zur Erhöhung der Wärmedämmung bzw. zur Erhöhung der Schalldämmung ist an sich bekannt und bereits Gegenstand zahlloser Veröffentlichungen und Patentanmel¬ dungen gewesen. Angaben für von Luft verschiedene Füllgase für Mehrscheibenisoliergläser finden sich z.B. in der DE-A-2461531, DE-A-4231424, DE-A-4410784 oder der EP-A-410890.The filling of the space between the panes of multi-pane insulating glasses with the various gases, in particular dried gases, to increase the thermal insulation or to increase the sound insulation is known per se and has already been the subject of numerous publications and patent applications. Information for filling gases other than air for multi-pane insulating glass can be found e.g. in DE-A-2461531, DE-A-4231424, DE-A-4410784 or EP-A-410890.
Verfahren zum Füllen von Isolierglasscheiben mit Füllgas werden z.B. in der DE-A-4100697, DE-A-4022185 oder der DE-A-4327977 beschrieben, wobei insbesondere Vorrichtungen beschrieben werden, die das wirtschaftliche Verdrängen der Luft in dem Scheibenzwischenraum ermöglichen sollen. Hinweise auf Glasdeformationen und/oder Glasspannungen, hervorgerufen durch die klimatischen Umgebungsbedingungen während der Nutzung der Mehrscheibenisoliergläser sind diesen Schriften nicht zu entnehmen.Methods for filling insulating glass panes with filling gas are e.g. described in DE-A-4100697, DE-A-4022185 or DE-A-4327977, in particular devices are described which are intended to enable the air in the space between the panes to be displaced economically. References to glass deformations and / or glass stresses, caused by the climatic ambient conditions when using the multi-pane insulating glass, cannot be found in these documents.
-Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Mehrscheibenisoliergläsern, bei dem daε in dem Scheibenzwischenraum eingeschlossene Gas vor
dem Versiegeln des Randverbundeε des Mehrscheibenisolier- glaseε auf eine vorgegebene Temperatur und einen vorgege¬ benen Druck gebracht wird, so daß die erforderlichen Grenzkriterien für die Glasdeformation und/oder Glas¬ spannung, hervorgerufen durch die klimatischen Umgebungs¬ temperaturen bei der Nutzung des Isolierglases, einge¬ halten werden können.The subject of the present invention is a method for producing multi-pane insulating glass, in which gas is trapped in the space between the panes the sealing of the edge composite of the multi-pane insulating glass is brought to a predetermined temperature and a predetermined pressure, so that the necessary limit criteria for the glass deformation and / or glass tension caused by the climatic ambient temperatures when using the insulating glass are introduced ¬ can be kept.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beinhaltet daε erfindungsgemäße Verfahren zur Gasfüllung der Scheibenzwischenräume die folgenden Verfahrensschritte:In a particularly preferred embodiment, the method according to the invention for filling the spaces between the panes with gas comprises the following method steps:
(a) daε Füllgas gelangt aus einem Speicherbehälter in eine Temperiereinheit,(a) the filling gas passes from a storage container into a temperature control unit,
(b) eine Meßeinrichtung ermittelt die Temperatur des in die Temperiereinheit strömenden Gases,(b) a measuring device determines the temperature of the gas flowing into the temperature control unit,
(c) der Umgebungsluftdruck wird durch eine Meßeinheit" ermittelt,(c) the ambient air pressure is " determined by a measuring unit,
(d) die zur Erreichung der vorgegebenen Temperatur des Füllgases notwendige Heiz- oder Kühlleistung der Temperiereinheit wird ermittelt und eingestellt,(d) the heating or cooling output of the temperature control unit necessary to achieve the predetermined temperature of the filling gas is determined and set,
(e) das gekühlte oder aufgeheizte Füllgas strömt in den Scheibenzwischenrauro der Mehrscheibenisolierglaseinheit, wobei die tatsächliche Temperatur des Füllgases durch eine weitere Meßeinrichtung ermittelt wird und ggf. die Kühl-/Heizleistung der Temperatureinheit nachgeregelt wird, und(e) the cooled or heated filling gas flows into the intermediate pane of the multi-pane insulating glass unit, the actual temperature of the filling gas being determined by a further measuring device and, if necessary, the cooling / heating output of the temperature unit being readjusted, and
(f) anschließend der Scheibenzwischenraum versiegelt wird.(f) the space between the panes is then sealed.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens verwendet eine elektronische Rechnerein¬ heit, die die erforderliche Heiz- oder Kühlleistung der -Temperiereinheit aus den Signalen der Meßeinrichtungen für die Eingangstemperatur des Füllgases sowie die Temperatur deε temperierten Füllgases und dem Umgebungsluftdruck
ermittelt und selbεttätig einstellt.A further preferred embodiment of the method according to the invention uses an electronic computer unit which determines the required heating or cooling output of the temperature control unit from the signals from the measuring devices for the inlet temperature of the filling gas and the temperature of the temperature-controlled filling gas and the ambient air pressure determined and automatically sets.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrscheibenisolierglas-Einheit, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.Another object of the present invention is a multi-pane insulating glass unit, produced by the method according to the invention.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens hat also das Füllgas im Scheibenzwischen¬ raum der Isolierglaseinheit den gleichen Druck wie der Umgebungsluftdruck zum Zeitpunkt der Fertigung und die Temperatur des Füllgases wird gemäß den erforderlichen Grenzkriterien eingestellt. Prinzipiell kann auch der Druck des Füllgases auf einen vom Umgebungsluftdruck abweichenden Wert eingestellt werden, dieser Weg erfordert jedoch einen höheren apparativen Aufwand während der Befüllung und insbesondere während der Versiegelung.In the preferred embodiments of the method according to the invention, the filling gas in the space between the panes of the insulating glass unit therefore has the same pressure as the ambient air pressure at the time of manufacture and the temperature of the filling gas is set according to the required limit criteria. In principle, the pressure of the filling gas can also be set to a value deviating from the ambient air pressure, but this route requires a higher outlay on equipment during the filling and in particular during the sealing.
Für das erfindungsgemäße Verfahren zur Gasfüllung können alle an sich bekannten Füllgase Verwendung finden, so daß sich die Auswahl des verwendeten Füllgases nach den gewünschten Endeigenschaften in bezug auf Wärmedämmung, Schalldämmung und Preis der fertigen Isolierglaseinheit richtet.All filling gases known per se can be used for the gas filling process according to the invention, so that the selection of the filling gas used depends on the desired end properties with regard to thermal insulation, sound insulation and price of the finished insulating glass unit.
Die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen nun anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.The preferred embodiments of the method according to the invention will now be explained in more detail with reference to the drawings.
Die Figur 1 ist eine schematische Darstellung der wesent¬ lichen Komponenten für die Temperierung des Füllgases.FIG. 1 is a schematic illustration of the essential components for the temperature control of the filling gas.
Die Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Mehrschei- benisolierglaseinheit in einer semiperspektivischen Schnittzeichnung.
In der Figur 3 ist die Temperaturverteilung an einer Isolierglaseinheit schematisch dargestellt.FIG. 2 shows a section of a multi-pane insulating glass unit in a semi-perspective sectional drawing. The temperature distribution on an insulating glass unit is shown schematically in FIG.
Die Figur 4 zeigt die maximale Einbauchung einer Isolier¬ glaseinheit bei vorgegebenen klimatischen Umgebungsbe¬ dingungen in Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen bei deren Herstellung.FIG. 4 shows the maximum indentation of an insulating glass unit for given climatic environmental conditions as a function of the climatic conditions during their manufacture.
Wie in Figur l dargestellt, gelangt daε Füllgaε auε seinem Speicherbehälter (1) in eine Temperiereinheit (2). Diese Temperiereinheit ist vorzugsweise ein an sich bekannter Wärmetauscher, der mit einer regelbaren Kühl- und Heizein¬ richtung versehen ist, so daß daε Füllgas auf eine vorge¬ gebene Temperatur gebracht werden kann. Aus den aktuellen Meβdaten für den tatsächlich herrschenden Umgebungsluft¬ druck der Meßeinrichtung (4) und der Eingangstemperatur des Füllgases, gemessen an der Meßeinrichtung (3) wird die- erforderliche Kühl- oder Heizleistung errechnet, die zur Erzielung der vorgegebenen Füllgastemperatur erforderlich ist. Gleichzeitig wird die so ermittelte Kühl-/Heizlei- stung an der Temperiereinheit eingestellt. Vorzugsweise wird diese Errechnung und Einstellung durch eine (hier nicht dargestellte) elektronische Rechner- und Regelein¬ heit durchgeführt. Das so temperierte Füllgaε wird in den Scheibenzwischenraum (6) der Mehrscheibenisolierglasein- heit (7) eingeleitet, wobei die verdrängte Umgebungsluft bei (8) aus dem Scheibenzwischenraum entweichen kann. Nach vollständiger Verdrängung der Umgebungsluft wird der Scheibenzwischenraum sofort verεchlossen und versiegelt.As shown in FIG. 1, the filling gas passes from its storage container (1) into a temperature control unit (2). This temperature control unit is preferably a heat exchanger known per se, which is provided with a controllable cooling and heating device, so that the filling gas can be brought to a predetermined temperature. From the current measurement data for the actually prevailing ambient air pressure of the measuring device (4) and the inlet temperature of the filling gas, measured on the measuring device (3), the required cooling or heating power is calculated, which is required to achieve the specified filling gas temperature. At the same time, the cooling / heating output determined in this way is set on the temperature control unit. This calculation and setting is preferably carried out by an electronic computer and control unit (not shown here). The filling gas tempered in this way is introduced into the space between the panes (6) of the multi-pane insulating glass unit (7), the displaced ambient air at (8) being able to escape from the space between the panes. After the ambient air has been completely displaced, the space between the panes is immediately closed and sealed.
Die Figur 2 stellt in halbperspektivischer Darstellung eine Schnittzeichnung durch den Randbereich einer Mehr- -scheibenisolierglaseinheit - hier bestehend aus zwei Scheiben - dar. Der Scheibenzwischenraum (6) wird dabei durch die beiden Scheiben (9) sowie den Randverbund,
bestehend aus Abstandshalter ("Spacer") und Kleb-/Dιcht- stoff (11) begrenzt. Dabei kann der Abstandshalter in an sich bekannter Weise aus einem Kunststoff oder auε einem metallischen Hohlprofil bestehen. In beiden Fällen enthält der Abstandshalter üblicherweise ein Molekularsieb als Adsorptionsmmittel für den im Scheibenzwischenraum noch vorhandenen bzw. durch den Randverbund in ihn hinein diffundierenden Wasserdampf. Der Kleb-/Dichtstoff (11) kann dabei in an sich bekannter Weise entweder aus einem oder auε zwei verschiedenen Materialien bestehen. Nach gängigem Stand der Technik besteht dieser Kleb-/Dichtstoff üblicherweise auε einer thermoplastischen Zusammensetzung auf der Basiε von Poly(iso)butylen zur Erzielung einer möglichst wirksamen Wasserdampf-Sperrwirkung sowie einem ein- oder mehrkomponentigen Klebstoff auf der Basis von Silanpolymeren, Polyurethanen, Polymercaptanen oder Polysulfiden.FIG. 2 shows, in a semi-perspective representation, a sectional drawing through the edge region of a multi-pane insulating glass unit - here consisting of two panes. The space between the panes (6) is defined by the two panes (9) and the edge bond, consisting of spacers and adhesive / sealant (11) limited. The spacer can consist of a plastic or a metallic hollow profile in a manner known per se. In both cases, the spacer usually contains a molecular sieve as an adsorbent for the water vapor which is still present in the space between the panes or diffuses into it through the edge bond. The adhesive / sealant (11) can consist of either one or two different materials in a manner known per se. According to the current state of the art, this adhesive / sealant usually consists of a thermoplastic composition based on poly (iso) butylene to achieve the most effective water vapor barrier effect and a one- or multi-component adhesive based on silane polymers, polyurethanes, polymercaptans or Polysulfides.
Die erforderliche Temperatur deε Füllgases richtet sich nach dem herrschenden Umgebungsluftdruck, den Grenzkri¬ terien für die Klimabedingungen bei der Nutzung der Iso¬ lierglaseinheit sowie außerdem nach den Grenzkriterien für die maximal zulässige Glasdeformation oder Glasspannung. Der Zusammenhang zwischen diesen Grenzkriterien für die Klimabedingungen bei Herstellung und Nutzung der Isolier¬ glaseinheit und der maximalen Glasdeformation soll nach¬ folgend an einem konkreten Beispiel geschildert werden:The required temperature of the filling gas depends on the prevailing ambient air pressure, the boundary criteria for the climatic conditions when using the insulating glass unit and also on the boundary criteria for the maximum permissible glass deformation or glass tension. The relationship between these limit criteria for the climatic conditions during manufacture and use of the insulating glass unit and the maximum glass deformation will be described below using a specific example:
Eine Isolierglaseinheit im biegeschlaffen Bereich, d.h. mit einer Scheibengröße von >lm x Im, soll sich im Winter bei einer Außentemperatur von -18°C und einem Luftdruck von l033hPa um nicht mehr als 4mm einbauchen. Durch die .vorgegebenen Eigenschaften des Isolierglases wie z.B. Wärmeleitfähigkeit, Wärmedurchgangskoeffizient, ergibt sich eine bestimmte mittlere Scheibenzwischenraumtempe-
ratur. Für eine Rauminnentemperatur von +20°C ist diese Temperaturverteilung im Isolierglaε in der Figur 3 schematisch dargestellt, wobei eine Wärmeleitfähigkeit desAn insulating glass unit in the limp area, ie with a pane size of> lm x Im, should not be inserted by more than 4mm in winter at an outside temperature of -18 ° C and an air pressure of l033hPa. The specified properties of the insulating glass, such as thermal conductivity and heat transfer coefficient, result in a specific mean space between the panes. maturity. For a room interior temperature of + 20 ° C., this temperature distribution in the insulating glass is shown schematically in FIG. 3, with a thermal conductivity of the
Glases von 0,81W/m.K, ein Wärroedurchgangskoeffizient vonGlasses of 0.81W / m.K, a heat transfer coefficient of
2 l,3W/m .K sowie eine Glasdicke von 5mm zugrunde gelegt wurde. Wie aus der Figur 3 ersichtlich, beträgt die mittlere Temperatur des im Scheibenzwischenraum einge¬ schlossenen Gases in diesem Beispiel -1°C. 2 l, 3W / m .K and a glass thickness of 5mm was used. As can be seen from FIG. 3, the average temperature of the gas enclosed in the space between the panes in this example is -1 ° C.
In der Figur 4 ist der Zusammenhang zwischen der maximalen Einbauchung der Isolierglasscheiben in Abhängigkeit von dem herrschenden Umngebungsluftdruck bei der Füllung des Isolierglaszwischenraumε und der Temperatur deε Füllgases bei der Füllung des Scheibenzwischenraums des Isoliergla¬ ses bei oben skizzierten klimatischen Nutzungsbedigungen dargestellt. Hierbei wurden, wie oben geschildert, der herrschende Umgebungsluftdruck bei der Nutzung zu l033hPa# ~- die Außentemperatur zu -18°C und die mittlere Temperatur des Füllgases zu -1°C angenommen. Für eine Isolierglas¬ einheit der Abmessungen 1,0m x 1,0m bestehend aus zwei Scheiben von 5mm Glasstärke und einem Scheibenzwischenraum von 22mm sowie einer relativen Feuchtigkeit der Gasfüllung von 5% gibt die Kurve (9) die Linie der maximalen Einbau¬ chung von 4mm der Isoliergläser bei den genannten Klimabe¬ dingungen in Abhängigkeit von dem herrschenden Luftdruck bei der Herstellung sowie der Temperatur des Füllgases bei der Herstellung wieder. Die durch die Fläche (10) oberhalb der Kurve (9) begrenzten Herstellbedingungen bezüglich Luftdruck (= Füllgasdruck) und Herstelltemperatur {- Füll- gaεtemperatur) bewirken dabei eine Einbauchung der Iso¬ lierglasscheiben von weniger als 4mm, die durch die Fläche (11) charakterisierten Herstellbedingungen resultieren in - einer Einbauchung der Scheiben von mehr als 4,0mm. will man beispielsweise stets die Maximaleinbauchung von 4mm für die eingangs genannten Klimabedingungen einhalten, so
muß sich die Füllgastemperatur nach dem aktuellen Luft¬ druck gemäß Kurve (9) richten, für einen Luftdruck bei der Herstellung von lOlOhPa folgt z.B. eine Füllgastemperatur von ι-15°C.FIG. 4 shows the relationship between the maximum indentation of the insulating glass panes as a function of the prevailing ambient air pressure when the insulating glass gap is filled and the temperature of the filling gas when filling the pane gap of the insulating glass in the climatic conditions of use outlined above. Here, as described above, the prevailing ambient air pressure was assumed to be 1033 hPa # ~ - the outside temperature was -18 ° C and the mean temperature of the filling gas was -1 ° C. For an insulating glass unit of dimensions 1.0 mx 1.0 m consisting of two panes of 5 mm glass thickness and a pane space of 22 mm and a relative humidity of the gas filling of 5%, curve (9) gives the line of the maximum installation of 4 mm of the insulating glasses in the above-mentioned climatic conditions as a function of the prevailing air pressure during manufacture and the temperature of the filling gas during manufacture. The manufacturing conditions limited by the area (10) above the curve (9) with regard to air pressure (= filling gas pressure) and manufacturing temperature {- filling gas temperature) cause the insulating glass panes to be indented by less than 4 mm, which are characterized by the area (11) Manufacturing conditions result in - an indentation of the discs of more than 4.0mm. For example, if you always want to comply with the maximum indentation of 4mm for the above-mentioned climatic conditions The filling gas temperature must be based on the current air pressure according to curve (9). For an air pressure in the production of 10OhPa, for example, a filling gas temperature of -15 ° C follows.
Die Zusammenhänge zwischen klimatischen Bedingungen bei Herstellung und Nutzung von Isoliergläsern und die daraus resultierende Deformation deε Glases sowie die Spannungen im Glas und Dichtstoff ohne definierte Konditionierung des Füllgases bei der Herstellung in bezug auf Fülldruck und Fülltemperatur sind bei H. Brook, Glas und Rahmen, Heft 24, 1982 (inhaltsgleich mit IG-Info, Nr. 103 vom 26.05.1993 der Fa. Teroson) beschrieben. Der Inhalt dieser Veröffentlichung ist Teil der Offenbarung der vorliegenden Patentanmeldung, insbesondere die dort gemachten Ausführ¬ ungen bezüglich der mathematischen Grundlagen der Deforma¬ tion der Gläser und des sich daraus einstellenden Innen¬ druckes im Scheibenzwischenraum sowie der daraus resultie¬ renden Scheibendeformation. Bei H. Brook, Glas und Rahmen, Heft li. 1993, S. 624-630 (s. auch inhaltsgleiche IG-Info Nr. 102 v. 25.06.1993 der Fa. Teroson) finden sich Angaben zur Wärmedämmung von Isolierglas und insbesondere zum Temperaturverlauf durch die Isolierglaseinheit bei unter¬ schiedlichen Innen- und Außentemperaturen. Die Veröffent¬ lichung von H. Brook, Glaswelt, Heft 1 und 2, 1985 (s. auch inhaltsgleiche IG-Info Nr. 104 der Fa. Teroson vom 23.06.1994) geht auf die Zusammenhänge zwischen Temperatur und Luftdruck sowie daraus resultierende Druckverhältnisse und Spannungen bei kleinen Mehrscheibenisoliergläsern ein. Auch die Offenbarungen der beiden letztgenannten Ver¬ öffentlichungen sind Bestandteil dieser Patentanmeldung.The relationships between climatic conditions in the manufacture and use of insulating glass and the resulting deformation of the glass, as well as the stresses in the glass and sealant without defined conditioning of the filling gas during production with regard to filling pressure and filling temperature, are available from H. Brook, Glas und Rahmen, Heft 24, 1982 (with the same content as IG-Info, No. 103 from May 26, 1993 by Teroson). The content of this publication is part of the disclosure of the present patent application, in particular the statements made there with regard to the mathematical foundations of the deformation of the glasses and the resulting internal pressure in the space between the panes and the resulting pane deformation. With H. Brook, glass and frame, booklet left. 1993, pp. 624-630 (see also IG Info No. 102 of 25.06.1993 from Teroson with the same content) contains information on the thermal insulation of insulating glass and in particular on the temperature profile through the insulating glass unit at different inside and outside temperatures . The publication by H. Brook, Glaswelt, issues 1 and 2, 1985 (see also IG Info No. 104 of Teroson from 23.06.1994 with the same content) deals with the relationships between temperature and air pressure and the resulting pressure conditions and Tensions in small multi-pane insulating glasses. The disclosures of the latter two publications are also part of this patent application.
Daε erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere dann eingesetzt, wenn die lichte Weite des Scheibenzwischen- raumε unabhängig von den herrεchenden klimatischen
Bedingungen bestimmte Grenzwerte nicht unterschreiten soll, beispielsweise weil in den Scheibenzwischenraum mechanisch bewegliche Teile wie z.B. SonnenJalousien eingebaut sind. In diesen Fällen soll sich die lichte Weite des Scheibenzwischenraums in der Regel um nicht mehr als 20% bezogen auf die ursprüngliche lichte Weite reduzieren, selbst wenn klimatisch ungünstige Bedingungen herrschen.
The method according to the invention is used in particular when the clear width of the space between the panes is independent of the prevailing climatic conditions Conditions should not fall below certain limit values, for example because mechanically moving parts such as sun blinds are installed in the space between the panes. In these cases, the clear width of the space between the panes should generally not be reduced by more than 20% based on the original clear width, even if the climate is unfavorable.
Claims
1.) Verfahren zur Herstellung von Mehrscheibenisolier- gläsern, dadurch gekennzeichnet, daß daε in dem Scheibenzwischenraum eingeschlossene Gas vor dem Versiegeln auf eine vorgegebene Temperatur und einen vorgegebenen Druck gebracnt wird, so daß die Grenzkriterien für die Glasdeformation und/oder Glasspannung, hervorgerufen durch die klimatischen Umgebungsbedingungen, eingehalten werden.1.) Method for the production of multi-pane insulating glass, characterized in that the gas enclosed in the space between the panes is sealed before sealing to a predetermined temperature and a predetermined pressure, so that the limit criteria for the glass deformation and / or glass tension caused by the climatic ambient conditions are observed.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des eingeschlossenen Gases gleich dem Umgebungsluftdruck ist.2.) Method according to claim 1, characterized in that the pressure of the enclosed gas is equal to the ambient air pressure.
3. ) Verfahren zur Gasfüllung der Scheibenzwischenräume gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die. Verfahrensschritte3.) Method for filling the gas between the panes according to claim 1 or 2, characterized by the. Procedural steps
(a) das Füllgas gelangt aus einem Speicherbehälter (1) in eine Temperiereinheit (2) ,(a) the filling gas passes from a storage container (1) into a temperature control unit (2),
(b) eine Meßeinrichtung (3) ermittelt die Temperatur des in die Temperiereinheit (2) strömenden Gases,(b) a measuring device (3) determines the temperature of the gas flowing into the temperature control unit (2),
(c) der Umgebungsluftdruck wird durch eine Meßeinrichtung (4) ermittelt,(c) the ambient air pressure is determined by a measuring device (4),
(d) die zur Erreichung der vorgegebenen Temperatur des Füllgases notwendige Heiz- oder Kühlleistung der Temperiereinheit (2) wird ermittelt und eingestellt,(d) the heating or cooling output of the temperature control unit (2) required to achieve the predetermined temperature of the filling gas is determined and set,
(e) das gekühlte oder aufgeheizte Füllgas strömt in den Scheibenzwischenraun (6) der Mehrscheibeniso- lierglaseinheit, wobei die tatsächliche Temperatur des Füllgases durch die Meßeinrichtung (5) ermittelt wird und gegebenenfalls die Kühl-/ Heizleistung der Temperiereinheit nachregelt,(e) the cooled or heated filling gas flows into the pane between the panes (6) of the multi-pane insulating glass unit, the actual temperature of the filling gas being determined by the measuring device (5) and possibly adjusting the cooling / heating capacity of the temperature control unit,
(f) anschließend wird der Scheibenzwischenraum (6) versiegelt. (f) the space between the panes (6) is then sealed.
4.) Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Heiz- oder Kühlleistung der Temperiereinheit (2) durch eine elektronische Rechnereinheit aus den Signalen der Meßeinrichtungen (3) , (4) und (5) ermittelt und eingestellt wird.4.) Method according to claim 3, characterized in that the required heating or cooling capacity of the temperature control unit (2) is determined and set by an electronic computer unit from the signals of the measuring devices (3), (4) and (5).
5. ) Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Isolierglaseinheit im biegeschlaffen Bereich (Schei¬ bengröße größer als im x Im) bei einer Außentempera¬ tur von unter 0°C und einem Luftdruck im Bereich von 980 bis 1040 hPa um nicht mehr als 20% der Scheiben- zwischenraumbreite einbaucht.5.) Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that an insulating glass unit in the slack region (pane size larger than in x Im) at an outside temperature of below 0 ° C and an air pressure in the range of 980 to 1040 hPa by no more than 20% of the space between the panes.
6.) Mehrscheibenisolierglas, hergestellt nach einem Ver¬ fahren gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche. 6.) multi-pane insulating glass, produced by a method according to at least one of the preceding claims.
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