СТЕКЛОПАКЕТ С ЗАЩИТНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
INSULATED GLASING UNIT WITH PROTECTIVE ELEMENT

Настоящее изобретение относится к стеклопакету с защитным элементом, характеризующийся признаками, указанными в ограничительной части пункт 1 формулы изобретения, а также к окну или двери, оборудованными таким стеклопакетом.
Из европейской патентной заявки ЕР 0319695 А1 известна конструкция из листового стекла, соединенная с несущей конструкцией для образования фасада или крыши здания. Листовая конструкция содержит изолирующий стеклопакет из нескольких стекол и опорную раму, приклеиваемую к заднему краю листов. Склеенное соединение в данном случае крепят на механических кронштейнах, установленных в определенных точках. Отдельные кронштейны неподвижно соединяют с наружным краем конструкции из листов для образования конструктивного блока, при этом кронштейны не продолжены до передней наружной стороны листов. Сзади, причем без контакта их навешивают на обвязку опорной рамы, направленную в сторону листовой конструкции. Крепление кронштейнов к наружному стеклу можно, например, осуществить таким образом, чтобы кронштейны заходили в вырезы, выполненные в периферической кромке наружного стекла в изолирующем стеклопакете. В другом варианте выполнения кронштейны в определенных местах заходят в U-образный профиль, установленный в периферическом полом пространстве изолирующего стеклопакета.
В европейской патентной заявке ЕР 0320674 А2 раскрыт лист, состоящий из отдельных стекол с крепежными и/или защитными органами. Вышеуказанный лист состоит из двух стекол, склеенных при помощи слоя прозрачного клея друг с другом и с первыми частями края крепежных и/или защитных органов, заходящими в этот слой. Крепежные и/или защитные органы в основном состоят из гибкой лапки, которую предпочтительно выполняют из проволочной ткани. Вторую часть края крепежного и/или защитного органа, выступающую из листа, крепят к каркасу. Когда лист соединяют с другим листом, направленным к каркасу, наподобие изолирующего стеклопакета, лист, направленный наружу, гарантированно защищен от повреждения в случае разрушения этого соединения.
Из немецкой полезной модели DE 202004005649 U1 известна композитная структура рама-стекло, предохраняющая от взрыва, которая состоит из листа, образованного несколькими стеклами, а также из металлической профилированной рамы, в которую устанавливают лист. Между отдельными стеклами листа помещают ленту из ткани или пластического материала с высокой прочностью на разрыв, приклеиваемую таким образом, чтобы лапка из ленты ткани или пластического материала выходила из листа. Эту лапку под прямым углом проводят вокруг фронтальной стороны листа в направлении стороны, противоположной распространению взрывной волны, и приклеивают или одновременно приклеивают и дополнительно привинчивают к металлической профилированной раме.
В европейской патентной заявке ЕР 1035295 А2 раскрыто окно, подверженное действию волны давления, в котором удерживающие элементы, закрепленные на оконной раме, расположены на стороне окна, противоположной распространению волны давления. Удерживающие элементы находятся снаружи стеклопакета, состоят из стальных или пластмассовых тросиков и содержат устройства поглощения энергии, например пружинные элементы. В случае появления волны давления стеклопакет деформируется, выталкивается из оконного переплета и воспринимается удерживающими элементами. Таким образом, предотвращается осевое перемещение стеклопакета внутрь помещения, и кинетическая энергия уничтожается.
Известные решения, предназначенные для крепления стеклопакетов, имеют ряд недостатков.
Например, когда один конец защитных элементов находится в промежуточном слое многослойных стекол, состоящих из нескольких отдельных стекол, соединенных друг с другом по всей поверхности, а другой конец выведен сбоку за пределы многослойного стекла (ЕР 0320674 А2, DE 2004005639 U1), многослойные стекла необходимо изготавливать отдельно для каждого размера окна. Многослойные стекла невозможно вырезать в большом листе стандартного размера, как при изготовлении других окон. Поэтому стоимость существенно возрастает из-за индивидуального изготовления или изготовления небольшими партиями.
Это же относится и к решениям, в которых наружный лист стеклопакета содержит скосы или фаски для крепления удерживающих элементов. В данном случае добавляется дорогостоящая операция механической обработки (стекла). В варианте выполнения согласно документу ЕР 0319695 А1 проявляется дополнительный недостаток, состоящий в том, что изолирующие стеклопакеты жестко соединяются с каркасом или рамой посредством кронштейнов. Когда это решение требуется применить для стеклопакета, смягчающего волну давления или ударную волну, размеры при изготовлении каркаса или рамы с возможными крепежными рейками следует выбирать таким образом, чтобы они могли выдержать такую одномоментную нагрузку. Изолирующие стеклопакеты не должны также деформироваться под нагрузкой, чтобы не вылететь из рамы. В этом случае эти различные компоненты должны быть относительно объемными и массивными.
Вышеуказанные недостатки отсутствуют в удерживающих элементах, известных из документа ЕР 1035295 А2, так как они упруго воспринимают стеклопакет, выталкиваемый из своей рамы ударной волной. Однако удерживающие элементы, выполненные из проводов или тросиков, видимых снаружи, мешают нормальному обозрению через окно и значительно портят внешний вид окна и даже всего элемента здания.
Задачей, положенной в основу изобретения, является создание усовершенствованного стеклопакета, который ослабляет эффект волны давления или ударной волны после взрыва аналогично изолирующему стеклопакету, который может быть оснащен удерживающими элементами и который является простым и экономичным в изготовлении.
В соответствии с изобретением решение задачи раскрыто в отличительной части п. 1 формулы изобретения. В независимых пунктах 16 и 17 формулы изобретения заявлены окно или дверь с таким стеклопакетом. Признаки зависимых пунктов формулы изобретения характеризуют предпочтительные варианты выполнения этих объектов изобретения.
Стеклопакет в соответствии с настоящим изобретением выполнен аналогично изолирующему стеклопакету, то есть он состоит, по меньшей мере, из двух стекол, соединенных друг с другом своими краями при помощи дистанционной рамки. Соединение обычно осуществляют при помощи клея, при этом наружные кромки стекол выходят за пределы дистанционной рамки, образуя по краю стеклопакета паз, открытый наружу.
Когда стеклопакет должен выполнять также изолирующие функции, пространство между стеклами герметизируют для обеспечения газонепроницаемости и заполняют газом, препятствующим теплообмену. Этим газом может быть также воздух в разреженном состоянии по отношению к атмосферному давлению. Как известно, дистанционная рамка может содержать резервуар с осушителем, оборудованный отверстиями, открытыми в сторону промежуточного пространства стеклопакета. Это позволяет избежать образования влаги за счет конденсации.
Согласно изобретению в паз по краю стеклопакета устанавливают гибкий защитный элемент, например, выполненный в виде металлического тросика или провода, при этом, по меньшей мере, один конец защитного элемента выводят за пределы наружных габаритов стеклопакета. Сам защитный элемент выполнен из материала, который может оказывать сопротивление выталкиванию стеклопакета из оконной рамы под действием волны давления. Таким образом, стеклопакет удерживается защитным элементом, который прикреплен к элементу оконной рамы или элементу здания его концом, выведенным за пределы контурного паза для предотвращения неконтролируемого движения стеклопакета.
Когда стеклопакет в соответствии с настоящим изобретением применяют для открывающегося окна, защитный элемент можно закреплять как на открывающейся раме, так и на неподвижной оконной раме. Во время крепления на неподвижной раме конец защитного элемента, выходящий за пределы стеклопакета, естественно, должен быть достаточном длинным для осуществления необходимого движения/открывания окна. В частности, в опрокидывающемся окне это не представляет большой проблемы, так как необходимая длина выходящего конца защитного элемента является относительно небольшой. В неподвижном окне защитный элемент можно крепить к самому зданию независимо от оконной рамы.
За счет того, что оконный стеклопакет крепится посредством защитного элемента независимо от своей рамы (и крепежных реек), раму можно изготавливать более дешевой и менее массивной, чем это необходимо для оконной системы, предназначенной для ослабления воздействия волны давления или ударной волны без защитного элемента. Вышеупомянутые оконные системы должны быть выполнены, в частности, таким образом, чтобы именно рама удерживала стеклопакет при любых обстоятельствах. Кроме того, сам стеклопакет должен иметь соответствующую жесткость, чтобы выдерживать моментальное воздействие взрывной волны, чтобы не деформироваться и, следовательно, не вылетать из оконной рамы. При использовании стеклопакета в соответствии с настоящим изобретением, наоборот, как оконная рама, так и ее заполнение, то есть сам стеклопакет, могут быть более простыми в изготовлении и более легкими (менее массивными), так как стеклопакет надежно удерживается при выталкивании из рамы.
Стеклопакет в соответствии с настоящим изобретением можно применять также для существующих окон или дверей. В силу гибкости и вариативности концов защитного элемента, выведенных за пределы стеклопакета, их крепление к существующей раме или к проему здания можно осуществлять без каких-либо проблем и без больших затрат.
Учитывая, что защитные элементы должны выдерживать большие нагрузки, для их выполнения применяют материалы с высокой прочностью на разрыв. В этой связи наиболее предпочтительными являются провода, тросики, шнуры и ткани из стали или высокопрочного пластического материала. С учетом гибкости упомянутых форм защитных элементов их можно легко укладывать в паз стеклопакета и выводить их конец наружу.
В случае, когда существует опасность вырывания защитного элемента за пределы контурного паза под действием нагрузки, его можно крепить к дистанционной рамке, например, при помощи сварки или пайки для варианта выполнения из металла или при помощи клея. Если дистанционную рамку выполняют из сборных планок заводского изготовления, соединяемых друг с другом посредством угловых элементов, защитные элементы могут быть выполнены уже заводом-изготовителем дистанционной рамки. В частности, для этого варианта рекомендуются угловые элементы, поскольку они являются одинаковыми для всех размеров стеклопакетов, тогда как длинные профилированные рейки необходимо каждый раз обрезать по длине, соответствующей стеклопакету.
В варианте с защитными элементами, устанавливаемыми в контурный паз, за пределы этого паза можно выводить оба конца защитных элементов для повышения надежности их крепления к каркасу. Защитный элемент можно устанавливать в контурном пазу таким образом, чтобы первый конец защитного элемента выходил, например, вверх, а другой конец выходил вниз из стеклопакета. Вместе с тем защитный элемент может охватывать стеклопакет один раз, образуя “U”, или несколько раз внутри периферического контурного паза. В этом случае концы защитного элемента могут выходить за пределы контура стеклопакета из контурного паза своим воображаемым продолжением в любых углах.
В другом варианте выполнения настоящего изобретения в одном или нескольких контурных пазах можно устанавливать несколько защитных элементов, которые могут охватывать стеклопакет один или несколько раз.
Кроме того, защитные элементы можно также устанавливать в направляющих элементах, выполненных в контурных пазах. В качестве направляющих элементов можно предусмотреть, например, рейки U-образного или C-образного профиля или закрытые трубки. Направляющие элементы можно устанавливать локально внутри контурного паза или на большей части его длины. C-образное или U-образное устье в этом случае может быть обращено в сторону дистанционной рамки или в противоположном направлении. Кроме направляющей функции направляющие элементы могут обеспечивать лучшее распределение нагрузки и разгрузку дистанционной рамки.
В предпочтительном варианте выполнения направляющие элементы известным способом интегрируют в дистанционную рамку за счет того, что ее сторона, противоположная промежуточной полости стеклопакета, имеет C-образную или U-образную форму или содержит трубчатое полое пространство. Такой профиль для дистанционной рамки известен, например, из немецкой патентной заявки DE 3516875 А1. В этой патентной заявке раскрываются также дистанционные профили с продолжением, выходящим за пределы стороны стеклопакета, которое может заходить в паз оконной рамы для крепления стеклопакета.
Как известно, для обеспечения герметичности промежуточного пространства стеклопакета периферический контурный паз заполняют клеевой массой и/или герметиком в качестве дополнительного уплотнения наряду со склеиванием дистанционной рамки и стеклопакета. Это уплотнение можно предпочтительно использовать для крепления защитных и/или направляющих элементов в контурном пазу. В частности, когда защитные элементы или направляющие элементы не крепят на дистанционной рамке, вышеупомянутое периферическое уплотнение может служить для крепления защитных и/или направляющих элементов, при этом не требуется никакой дополнительной операции. Таким образом, уплотнение одновременно заполняет промежуточное пространство изолирующего стеклопакета и закрепляет защитные элементы в его контурном пазу.
Стекла, соединенные друг с другом посредством дистанционной рамки для выполнения стеклопакета в соответствии с настоящим изобретением, как правило, должны быть стеклами, усиленными с определенной целью, а именно для ослабления воздействия волны давления или ударной волны после взрыва. В качестве усиленного стекла можно использовать, например, армированное стекло. Однако предпочитают многослойные стекла, состоящие, по меньшей мере, из двух отдельных листов, соединенных друг с другом по всей поверхности. Отдельные листы могут быть выполнены из пластического материала, стекла или предварительно напряженного (частично) стекла. Композиты из стекол и упруго деформирующихся пластиковых листов, выполненных, например, из полиэтилентерефталата или поликарбоната, являются особенно прочными. Отдельные стекла можно соединять друг с другом при помощи термопластического адгезивного слоя или при помощи слоя литьевой смолы. По заказу можно также устанавливать противоосколочный лист на поверхность, направленную наружу стеклопакета.
Во многих случаях, например, когда стеклопакет в соответствии с настоящим изобретением должен выдерживать нагрузки от особенно сильной ударной волны или волны давления, может потребоваться особенно надежное выполнение соединения стекол с дистанционной рамкой, предотвращающее разрушение композита и отрыв одного из стекол. Одним из вариантов такого повышения надежности может быть увеличение поверхности приклеивания между дистанционной рамкой и стеклами, то есть использование дистанционных профилей большего поперечного сечения с большей поверхностью приклеивания, чем у профилей, используемых для обычных изолирующих стеклопакетов. Другой возможностью обеспечения надежности соединения стекол является выполнение дополнительных профилей в виде зажимов, охватывающих край стеклопакета. Эти профилированные зажимы могут быть выполнены, например, из рессорно-пружинной стали и оставаться на стеклопакете, выполняя свою функцию исключительно за счет своей упругости. Однако можно также предусмотреть использование других материалов, которые обладают необходимой прочностью. Если профилированные зажимы не обладают упругостью, то их необходимо крепить другим способом, например, при помощи приклеивания. В качестве клея можно использовать соответствующий герметик, применяемый для дополнительного уплотнения композитного стеклопакета, или использовать дополнительный клей. Разумеется, что вышеупомянутые профилированные зажимы из рессорно-пружинной стали можно дополнительно приклеивать к стеклопакету. Профилированные зажимы можно устанавливать либо локально на одной или нескольких кромках стеклопакета, либо по всей длине одной или нескольких кромок стеклопакета.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера выполнения стеклопакетов с защитными элементами в соответствии с настоящим изобретением, со ссылками на прилагаемые упрощенные схематичные чертежи, на которых:
Фиг. 1 - вид в разрезе первого варианта выполнения с защитным элементом, расположенным в контурном пазу стеклопакета.
Фиг. 2 - вид в разрезе второго варианта выполнения с защитным элементом, расположенным в контурном пазу стеклопакета и погруженным в массу герметика.
Фиг. 3 - вид в разрезе третьего варианта выполнения с профилем дистанционной рамки с встроенным трубчатым направляющим элементом, содержащим защитный элемент.
Фиг. 4 - вид варианта выполнения, показанного на фиг. 2, с профилированным зажимом.
Фиг. 5 - вид варианта выполнения, в котором защитный элемент охватывает в виде U дистанционную рамку.
Фиг. 6 - вид варианта выполнения, в котором защитный элемент полностью охватывает дистанционную рамку и в котором оба конца защитного элемента выведены за пределы контурного паза в противоположных углах.
Фиг. 7 - вид варианта стеклопакета, в котором два защитных элемента охватывают в виде U дистанционную рамку.
Фиг. 8 - вид углового уголка согласно варианту выполнения, в котором защитный элемент крепят непосредственно к угловому уголку дистанционной рамки.
Как показано на фиг. 1, стеклопакет 1 в соответствии с настоящим изобретением содержит два листа 2, 3 из многослойного стекла, неподвижно склеенных друг с другом с установкой профилей 4 дистанционной рамки и ограничивающих между собой пространство 5. Промежуточное пространство 5 заполняют газом, который препятствует передаче тепла. Каждый из листов 2, 3 состоит из трех предварительно напряженных стекол, соединенных друг с другом при помощи термопластических адгезивных листов из поливинилбутирала или из другого соответствующего адгезивного материала и образует, таким образом, известные усиленные стекла. Вместе с тем, оставаясь в рамках настоящего изобретения, можно использовать листы из пластического материала, например, но не исключительно, в качестве центрального стекла в тройном композите.
Профиль 4 дистанционной рамки содержит полое пространство 6, в которое могут заходить язычки других профилей, в частности, угловых соединений. Таким образом, можно изготавливать профилированные детали и дистанционные рамки любой длины. Угловые соединения могут иметь разные углы, что позволяет выполнять стеклопакеты с любым числом углов. Точки стыковки профилей должны быть, естественно, соединены и надежно герметизированы относительно друг друга.
Другое полое пространство 7 в профиле 4 заполняют гигроскопическим средством. Отверстия 8 соединяют полое пространство 7 с промежуточным пространством 5 стеклопакета таким образом, чтобы гигроскопическое средство могло действовать на газ в пространстве 5. Таким образом, избегают конденсации водяного пара на внутренних сторонах листов 2 и 3.
Дополнительно к склеиванию с листами 2 и 3 профиль 4 и промежуточное пространство 5 стеклопакета уплотняют герметиком 9 (например, полисульфидом). Профиль 4 устанавливают между листами 2 и 3 таким образом, чтобы сформировать углубленный контурный паз 10. В этот паз 10 помещают герметик 9, а также стальной защитный элемент 11 в виде тросика.
На нижеследующих фигурах идентичные элементы обозначены одинаковыми цифровыми позициями и не будут описаны повторно, если только в них не внесены изменения по сравнению с фиг. 1.
Защитный элемент 11, показанный на фиг. 2, также выполнен в виде стального тросика, который в отличие от варианта выполнения, показанного на фиг. 1, установлен в контурном пазу 10 перед уплотнением промежуточного пространства стеклопакета при помощи герметика 9. С другой стороны, защитный элемент благодаря этому можно устанавливать очень просто, что облегчает манипулирование стеклопакетом перед монтажом и его транспортировку. С другой стороны, реактивные силы, передаваемые между защитным элементом 11 и стеклопакетом 1, распределяются на большей поверхности листов 2 и 3 и на дистанционном профиле 4. За счет этого повышается надежность и/или предел нагрузки стеклопакета.
На фиг. 3 показан вариант выполнения стеклопакета 1 в соответствии с настоящим изобретением, в котором защитный элемент является также направляемым. Для этого дистанционный профиль 40 содержит трубчатую полость 12, через которую пропускают защитный элемент 11, выполненный в виде тросика. Угловые соединения для профилей 40 можно выполнить таким образом, чтобы полость 12 оставалась открытой в точке соединения с профилем 40 и чтобы защитный элемент 11 можно было выводить за пределы контурного паза 10. Можно также оборудовать трубчатую полость 10 отверстием в направлении контурного паза 10 в любом месте по длине профиля 40 для вывода защитного элемента 11 наружу через это отверстие. В обоих случаях положение защитного элемента 11 фиксируют, и его концы выводят за пределы поверхности стеклопакета перед нанесением герметика 9.
В отличие от этого варианта полость в дистанционном профиле можно выполнить открытой по всей его длине в сторону наружной кромки стеклопакета 1 (в виде канала или канавки). Вместо полости для защитного элемента можно также предусмотреть отдельный направляющий элемент, который либо погружают в периферическое уплотнение независимо от дистанционного профиля, либо неподвижно соединяют с этим профилем.
На фиг. 4 в разрезе показан вариант выполнения, показанный на фиг. 2, в котором вдоль кромок стеклопакета устанавливают профилированный зажим или несколько локальных профилированных зажимов 14. Профилированные зажимы 14 охватывают оба листа 2 и 3 в области их края. Они выполнены из рессорно-пружинной стали и после установки обладают достаточной жесткостью, чтобы листы 2 и 3 не могли отойти друг от друга даже в случае возможного отрыва в результате чрезмерной нагрузки на их клеевое соединение с профилями дистанционной рамки. Они также охватывают защитный элемент 11 и могут обеспечивать соответственно положение его удержания в контурном пазу.
На фиг. 5, вид спереди, показан стеклопакет 1 в соответствии с настоящим изобретением с листом 3 и дистанционной рамкой 4, закрытой этим листом и схематично показанной пунктирной линией. Внутри контурного паза 10 вокруг дистанционной рамки 4 установлен защитный элемент 11 U-образной формы, при этом его два конца 11.1 и 11.2 выведены вверх за пределы боковых контурных пазов 11 и могут крепиться к другому конструктивному элементу, не показанному на фигуре.
В варианте выполнения, показанном на фиг. 6, дистанционная рамка 4 полностью охвачена защитным элементом 11 в виде тросика. Его два конца 11.1 и 11.2 тоже выведены за пределы этого же контурного паза 10, но с противоположных сторон. В этом верхнем контурном пазу защитный элемент сложен вдвое и соответственно содержит два участка.
На фиг. 7 показан вариант, в котором кроме защитного элемента 11 установлен второй идентичный защитный элемент 110 U-образной формы, как показано на фиг. 5, вокруг дистанционной рамки. Устья U в данном случае направлены в противоположные стороны таким образом, что концы 11.1 и 110.1, соответственно 11.2 и 110.2, оказываются выведенными за пределы одного контурного паза, но в противоположных направлениях. В этом варианте выполнения стеклопакет 1 можно закрепить в четырех точках на наружном конструктивном элементе.
На фиг. 8 показан угловой уголок 15 из алюминия, к которому прикреплен гибкий защитный элемент 16 в виде петли. Защитный элемент 16 может быть, например, стальным тросиком, припаянным к угловому уголку 15. Угловой уголок 15 содержит профилированные части 15.1 и 15.2, которые по существу имеют такое же поперечное сечение, что и профиль 4, и содержат соединительные язычки 17.1 и 17.2. Размеры этих язычков определяют таким образом, чтобы они могли плотно заходить в полое пространство 6 профиля 4. Таким образом, можно, например, выполнить закрытую раму с четырьмя профилями 4 и четырьмя угловыми уголками 15.
В этом случае защитный элемент 16 тоже выводят за пределы контурного паза 10 стеклопакета. В качестве иллюстрации часть контура листа 3 показана пунктирной линией.