專利名稱：包括帶邊界的窗格模塊的窗的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于制造建筑物用窗的方法，其中該窗包括框架和窗格，窗格具 有由一個或多個隔離構件隔開的、諸如玻璃板的至少兩個板元件。本發(fā)明還涉及一種由所 述方法制造且設計用于住宅、辦公室或工業(yè)建筑物的窗。
背景技術：
當給豎向窗及天窗裝配玻璃時，通常以借助螺釘將玻璃裝配型材(glazing profile)固于框架的方式將窗格緊固于裝載玻璃的框架，即常規(guī)窗扇。窗格通過玻璃隔離 件和玻璃夾子而保持在適當位置。盡管已經證明這種方法非常有效，但該方法仍然存在許 多缺點，除其它以外，裝配玻璃需要大量不同的零件，并且特別當使用常規(guī)玻璃板窗格時， 不連續(xù)的支撐可能在窗格上引起潛在的破壞性張力。這影響了窗格在破損和密封失效方面 的預期壽命，后者導致在組成窗格的兩片玻璃板之間的空間中形成冷凝。近來，也有人嘗試通過膠合的方式將窗格附接到框架。這為窗格提供了連續(xù)的支 撐，使其能夠承受較大部分的由風及其它天氣相關因素造成的負載。這又允許使用重量減 小的更細的框架型材，并且框架型材的設計可致力于實現改進的隔絕性能。最后但非最不 重要地，更細的框架結構允許窗格面積增加，增加了光線的進入并進而提高了對免費的太 陽供熱的利用。近些年，膠合技術已經發(fā)展成為常規(guī)的窗格模塊玻璃裝配的實用的備選方案，因 為現在能夠實現對于動載荷、熱、紫外線甚至濕氣均具有良好抵抗性的膠合連接。例如，膠 合已經用于所謂的“即裝玻璃”(instantglazing)技術，其中粘合劑代替密封件和橡膠襯 墊，并且窗格模塊已經被膠合到窗扇或玻璃裝配型材以獲得窗格與窗扇或框架之間結構性 連接。然而，膠合技術尚未在廣大的窗市場獲得廣泛應用，并且在窗戶配列及玻璃裝配 上的應用仍然具有若干未解決的問題。例如，尚未提供在粘合失效的情況下緊固窗格這一 問題的滿意的解決方案，并且也缺乏關于膠合的強度及機械特性的設計標準。此外，膠合連 接的質量對于進行膠合的位置的環(huán)境、粘合表面的備制等是敏感的，并且因此進行膠合的 人員必須經過專門培訓。這使得有必要在氣候控制、質量控制系統(tǒng)及員工培訓上進行大量 投資。窗格及窗的設計標準的規(guī)格也尚未提供。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造窗的方法，其中窗格可以以固定且耐久 的方式附接到框架并且所使用的零件少于常規(guī)玻璃裝配所需的零件。這通過以下方法實現，其中窗格設有邊界元件并且該邊界元件附接到框架。通過 將窗格附接到邊界元件而在不需要粘膠的情況下實現繞窗格的整個邊緣的連續(xù)的支撐。因 此不需要玻璃夾子等，并且窗格的邊界由邊界元件進行保護使得安裝過程較不敏感。在這里，術語“框架”既覆蓋了固定框架又覆蓋了包括傳統(tǒng)窗扇的可移動框架。此夕卜，該術語包括也包含其它元件的這種元件，并且該方法可用于任何類型的窗的玻璃裝配 中，而與框架的數量等無關。類似地，可以與窗格的形狀無關地使用該方法，并且可以使用 任何類型的窗格，如隔熱窗格、真空窗格、梯級單元窗格，包括帶有三個或更多板元件的窗 格。邊界元件優(yōu)選地通過模制而制成，其中至少一個板元件的邊緣在模制加工過程中被包圍。術語“包圍”不應當被理解成邊界元件包圍或環(huán)繞窗格的整個邊緣；窗格與邊界元 件的表面之間僅有的接觸可提供足夠的附接。類似地，沒有必要將板元件的四個邊緣全部 包圍，只要窗格作為整體被充分保持即可。邊界元件也可粘附于隔離構件、密封件等。邊界元件與框架之間的連接可以多種方式實現，包括使用釘子、螺釘、桁架板 (truss plate)、膠、粘合劑、棘爪系統(tǒng)等。如果采用可拆卸模式的附接，則將易于更換破損的窗格，另外將能夠提供選與點 (pick-and-click)系統(tǒng)，其中可以通過在不同類型的邊界元件之間做選擇而滿足關于顏 色、隔絕特性、消音等的任何特殊需求。然而，可通過在模制加工過程中在邊界元件中嵌入配件、并將該配件用于與框架 的附接而實現特別良好的連接。如果使用可模制材料(如塑料或鋁)的框架，則可將配件 的另一端嵌入框架中。框架的模制可在邊界元件的模制之前、與其同時或之后進行。然而，還可以僅通過所使用材料之間的粘附而實現邊界元件與模制框架之間的充 分連接。在這種情況下，可以特別有利地同時模制二者或模制其一后立刻模制另一個。如 果一個接一個地模制這兩個零件，通過在先模制的零件表面涂底漆，能夠促進粘附。為了將邊界元件和框架相對彼此保持在正確位置，它們可有利地設有匹配的凸部 和凹部，當這兩個零件正確定位時，一個零件上的凸部配合另一個零件的凹部內。相匹配的 凸部及凹部增加了連接的抗剪強度。邊界元件和/或框架可以包括具有不同構型的多個構件。典型地，底部構件必須 能夠允許雨水等排出，而頂部及側部構件應當保證水進入到周圍的結構中。邊界元件和/或框架的模制優(yōu)選地通過反應注射模制(RIM)或低壓模制完成。諸 如聚氨酯或聚烯烴的熱塑性塑料是優(yōu)選的模制材料，但也可以使用諸如PVC、PE或PP的其 它熱塑性材料、熱塑性彈性材料(TPE)或諸如EPDM的熱固性彈性材料。在下文中，將參考 附圖進一步詳細描述本發(fā)明。


圖1是根據本發(fā)明制造的窗的立體圖，圖2a及2b是沿圖1中的線II-II的橫截面圖，并示出了框架結合在邊界元件中，圖3是對應于圖2a及圖2b所示的截面圖，并示出邊界元件通過棘爪系統(tǒng)附接于 框架，以及圖4是對應于圖3所示的截面圖，并示出了邊界元件通過用螺栓附接于框架的配 件而附接于框架。
具體實施例方式根據本發(fā)明制造的窗如圖1所示。其可帶有對于豎向或傾斜地安裝在任何住宅、辦公室或工業(yè)建筑物的正面或屋頂所必須的特征。其包括窗格元件1 (以下稱作窗格)，邊 界元件2以及框架3。在這種實施方式中，框架是固定的，但是應當理解，窗格及邊界元件也 能夠安裝在安裝于固定框架中的可移動框架上，該可移動框架也被稱為窗扇。邊界元件2的主要功能是在窗格1與框架3之間形成結構性連接，由此使以前使 用的玻璃裝配型材等變成沒有必要。它可另外起到以前座置在框架中的功能件的作用，如 支撐遮光裝置。在所示的實施方式中，邊界元件2圍繞窗格元件的整個邊界，但是應當理解，它也 可以在窗格的四側中的三側上U形地圍繞窗格，或者，可在每一側上使用單獨的元件而將 窗格的角部留空。類似地，應當理解，也可以設想呈其它幾何構型的窗，即半圓形或三角形的窗。邊界元件2優(yōu)選地通過在窗格上直接模制而成。聚氨酯是優(yōu)選的模制材料。包括窗格1及邊界元件2的窗格模塊可起到有助于承受作用于窗的負載的結構性 元件的作用。因此，框架3可以較常規(guī)窗中所使用的框架更加纖細。任何合適的材料，如木 材、塑料、聚氨酯或帶有木質芯材的聚氨酯，都能夠用于框架的制造。邊界元件——可能地，以及框架——可通過使用任何適當的模制技術制造，但是 諸如反應注射模制(reaction injection moulding, RIM)的注射模制是優(yōu)選的。當使用 RIM加工工藝時，可將載流部件、對強度及硬度的作出貢獻的塑料和金屬部件、以及螺釘等 嵌入到模制材料中。此外，RIM工藝允許諸如密封件的細節(jié)的整合。反應注射模制本身是眾所周知的加工工藝。在模制過程中，雙組分的固化聚氨酯 在模具中混合。在固化過程中，在模具中獲得大約6至10巴的壓力。已固化的物體在大約 45至60秒內就可以用手操作。在RIM加工本身的過程中，根據模具的構型及所用的聚氨酯 屬于芳香族還是脂族，材料和模具的溫度在80到110°C之間。根據使用的聚氨酯的種類可 獲得不同的邵氏A (Shore Α)硬度。在示例中，可使用固化硬度為邵氏A硬度60到90的聚 氨酯。當然也可以以其他方式進行模制，例如在高溫和/或高壓下進行模制，當使用除 聚氨酯外的其它材料時這可能是必要的。也可以使用單組分材料，將其注入模具中而不需 要混合。窗格元件通常包括單片玻璃元件。在上下文中，術語“單片玻璃”覆蓋了退火玻璃， 鋼化玻璃，夾層玻璃，嵌絲玻璃，壓花或圖案玻璃以及用在常規(guī)窗格中所使用的其它類型的 玻璃。雖然將其稱為由玻璃制成，但是應當理解，也可以采用適于窗的具體用途的樹脂玻璃 (也被成為有機玻璃)或任何其它板元件，無論其是否透明，包括發(fā)光材料。玻璃的其一側 或兩側上可具有涂層。板元件之間的空腔可填充有干空氣、如氬(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)的氣體、或適于 通過減少窗格的U值改善其隔絕性能的氣體混合物。也可使用真空窗格及在板元件之間的 空間中填充有氣凝膠(aerogel)層的窗格。窗格元件可以是常規(guī)類型的窗格，其中所有的板元件具有相同的尺寸及形狀；或 者可以是梯級單元。梯級單元是這樣的窗格其中不同的玻璃板具有不同的高度和/或寬 度以使一個板至少在另一個板的一個邊緣處伸到另一板之上。也可使用包括三個或更多個 板元件的窗格，如三片式隔熱窗格；以及不同窗格類型的組合，如傳統(tǒng)隔熱窗格與單片式窗格的組合。如果使用能夠很好地制成相對較小的單元的窗格類型，如真空窗格，則可將一系 列窗格元件并排布置以形成具有所需尺寸的較大元件。這種方法也可用于提供具有不同特 性(如顏色、不透明度、隔絕性等)的不同窗格區(qū)域。間隔型材或隔離構件可由金屬或塑料制成。干燥劑可沉積在中空的間隔型材 中，嵌入由玻璃板及間隔型材限定的每個空腔中的基質(matrix)或吸氣元件(getter element)中。其可作為窗格模塊制造的一部分而完成，或者可預先制造不同的元件。另外， 間隔型材可提供諸如消音特征的附加功能，或者可在窗格的板元件之間設置提供這些功能 的附加構件。窗格元件可以是常規(guī)類型的窗格(其中所有的玻璃板具有相同的尺寸及形狀)， 或可以是梯級單元。梯級單元是這樣的窗格，其中不同的玻璃板具有不同的高度和/或寬 度以使一個板至少在另一個板的一個邊緣處伸出到另一個板之上。兩片式窗格可與邊界元件的模制同時構造，在這種情況下，間隔型材13、73、83可 以制成邊界元件的組成部分。這也適用于結合不同窗格類型——如兩片式窗格與單片式窗 格——的情況，此時兩片式窗格例如可以以傳統(tǒng)方式制造，而保持其與單片式窗格隔開的 間隔構件可以是邊界元件上的模制凸起。任一類型的間隔型材均可設有凸起配件或附接于 邊界元件的其它裝置。窗格與邊界元件之間的連接優(yōu)選地通過邊界元件粘附于窗格的邊緣而實現，如以 下將描述的那樣。盡管不是直接連接，但框架可與窗格相接觸，例如，在內玻璃板與邊界元件之間封 閉空間?？稍O置襯墊以防止框架與窗格之間的破壞性摩擦。圖2以橫截面圖示出了邊界構件2與框架3的側部構件的兩種不同實施方式。如 圖可見，邊界元件繞窗格1模制而成，在窗格1的邊緣及內部表面上包圍該窗格1?？蚣苁?出為具有長方形構型，但是應當理解，為了實現與該窗安裝于其中的結構或者與周圍的窗 戶框架的防水連接，可能有必要使用更加復雜的構型。配件41、42在邊界元件2的制造過程中嵌入到邊界元件2中，并隨后或同時連接 到框架3。當使用木制或擠壓而成的框架時，該配件可被驅動到成品框架構件中，而當使用 模制框架時，該配件可在模制過程中嵌入框架中。在后一種情況中，可使用I形配件(未示 出)以由此提高拉出抵抗力。如果邊界元件2與框架3的粘附特別牢固穩(wěn)定，則可完全省去配件41、42。這可通 過為框架上的附接區(qū)域適當地涂底漆而實現。合適的底漆的示例是Carlofon Schwarzprimer EFTEC DV 990，但是也可使用其 它產品/材料。模制框架的使用提供了特別牢固的連接，但是它使得必須使用足夠大以保持框架 及窗格元件的模具。此外，它防止了帶邊界的窗格模塊以后的拆卸，這意味著，如果窗格損 壞，則必須更換整個框架。這當然是額外成本的來源，但是作為回報，這可以由沒有為此目 的而經過特殊培訓的人員來完成。圖2示出了常規(guī)類型的隔熱窗格，但是也可使用諸如梯級單元窗格的其它類型的 窗格或者不同窗格類型的組合。
邊界元件與玻璃板元件的附接僅通過模制材料的粘附特性而實現，并完成于模制 過程中。為了實現良好的粘附，窗格上的附接區(qū)域可由掩模(mask)覆蓋和/或涂底漆。掩 模具有另外的作用，即對窗的美學價值作出貢獻并用于保護粘附體及窗格密封件13免受 陽光影響。掩模是大致防光的，而至少必須不透UV-A及UV-B光。掩模可以是陶瓷涂層、紫 外線(UV)硬化漆，單組分或雙組分漆或任何其它合適的材料。應當理解，可通過使用具有 適于涂底漆及覆掩模兩種特性的材料而一體實現涂底漆及覆掩模。邊界元件可通過任何可拆卸或不可拆卸的連接裝置連接到框架，而不是通過上述 模制而進行連接?？刹鹦哆B接裝置的示例為螺釘、釘子或其它機械連接裝置，如棘爪系統(tǒng)。 不可拆卸的連接裝置的示例為粘膠或粘合劑。棘爪系統(tǒng)的示例如圖3和圖4所示。在圖3中，邊界元件71包圍外玻璃板72，間隔型材及窗格密封件73、以及內玻璃 板74。嵌入邊界元件71中的配件76具有帶倒鉤78的舌部77，其與框架75上的制動器79 相接合。如上述實施方式，在以下將要描述的實施方式中，窗格元件包括玻璃板，其可以是 平行的或非平行的平板，或具有任意形狀的板。圖4中描述的系統(tǒng)關于窗格、邊界元件、配件及框架的整體構造與圖3中的情況一 致。然而，在該情況下，框架設有固定襯套89，其布置成與配件86的伸出部87中的孔88相 接合。通過將固定襯套89轉過180度，使舌部接合或分離。當舌部接合時，使用螺栓90將 襯套89緊固于框架元件中。邊界元件與框架之間的連接以形成水密連接的方式實現，或至少濕氣及水能夠以 受控的方式排出。邊界元件的與框架接觸的表面設有凸筋5，其與框架中的溝槽配合。凸筋及溝槽不 僅用作邊界及框架元件相對于彼此的定位的引導件，而且有助于接合處的抗剪強度。上述類型的可拆卸連接具有允許更換窗格模塊——其包括邊界元件及窗格—— 的優(yōu)點。這不僅允許更換破損的窗格，還具有更廣泛的含義例如，可通過將窗格模塊更換 為具有不同外形的窗格模塊而賦予現有建筑物嶄新的外表，或者可通過將包括舊式窗格的 窗格模塊更換為具有更好性能的新窗格模塊而改進建筑物的隔絕性能。此外，框架及窗格模塊能夠單獨地制造和存儲，然后一旦特定的窗的需求成立再 互相連接。通過這種方式，可由不同部件的選與點(pick-and-click)系統(tǒng)高效地定制窗。如上所述，配件可有利地用于窗的不同零件的互相連接，但是它們也可起到其它 作用。例如它們可用作強化和/或加固裝置、鉸鏈、鎖定組件、用于容納螺栓和其它緊固裝 置的容納裝置、載流體、用于覆層和/或覆蓋物的保持器等。邊界元件的內部可設置其它功能件。其示例(未示出)是設置載流部件，該載流部 件提供了窗格元件中的太陽能集熱器與電開窗器、卷簾、光源、顯示氣象信息的顯示器、控 制通風的傳感器等之間的電連接。其它示例(未示出)是設置光纖或用于窗簾繩的通道。嵌入構件或配件41、42、76、86的其中之一也可用于提供邊界元件的預應力，其可 以抵消窗格上由風吸力所產生的有害應力。這種影響對于安裝在傾斜屋頂表面中的天窗特 別顯著，而在中懸窗的情況下主要影響窗格的最下方的半部，將其向外及向上牽拉。這在窗 格上造成壓縮應力，該壓縮應力可能最終使它破損。通過在模制過程中在邊界元件的材料 中全部地或部分地嵌入張緊的纜線或配件，對應于張緊力的壓縮力將施加于邊界元件的材 料。因此，僅有大于張緊力的風力會在窗格上引起應力。邊界元件的預應力當然可以施加于整個邊界元件，但也可以局限于最需要預應力的那些邊界構件。如對于本領域技術人員 將顯而易見的，預應力還可以其它方式實現，例如，通過在與窗格的外表面相齊處或該外表 面上方使用預應力構件(未示出)。還可以通過局部提高邊界元件材料的硬度來實現類似 效果，因此事實上不是引起預應力而是提高其對彎曲的抵抗力。以上已經將窗格模塊描述為窗格模塊本身構成窗扇，或者就能打開的窗扇而言， 構成將要耦接到其它元件以組成窗扇的元件。窗扇也可以是固定的，即，并非常規(guī)意義的可 打開窗扇，而是連接于常規(guī)框架。此外，可以將窗扇與框架結合成單一元件，或者將窗扇形 成為用于連接到屋頂結構的傳統(tǒng)窗戶框架。所有這些解釋適用于本申請的上下文中的術語 “框架”。此外，可以設想使用窗格元件的其它構造。例如，可有多于兩片的玻璃板，并且這 些玻璃板不需要是平的和/或彼此平行的。另一個替代性的概念在于將本發(fā)明的至少一些 基本原理應用于包括單片玻璃板的窗格模塊。大體上，所示及所述實施方式的特征可以自由組合，并且除非權利要求中有所聲 明，否則不應將任何特征視為必要技術特征。
權利要求
一種用于制造建筑物用窗的方法，其中所述窗包括框架和窗格，所述窗格具有由一個或多個隔離構件隔開的、諸如玻璃板的至少兩個板元件，其特征在于所述窗格設有邊界元件，并且，所述邊界元件附接于所述框架。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述邊界元件通過模制而制成，并且，至 少一個板元件的邊緣在所述模制加工過程中被包圍在所述邊界元件中。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述邊界元件及所述框架均通過模 制而制成。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于在所述模制加工過程中，將 配件嵌入到所述邊界元件中，并且，所述配件用于與所述框架的附接。
5.根據權利要求3和4所述的方法，其特征在于在所述框架的模制過程中，將配件嵌 入到所述框架中，所述框架的模制可在所述邊界元件的模制之前，與其同時或之后進行。
6.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于所述邊界元件與所述框架 之間的連接僅通過所使用的材料之間的粘附而實現。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于所述邊界元件和所述框架設 有匹配的凸部和凹部。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于所述邊界元件和/或所述框 架由多個具有不同構型的構件組成。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，反應注射模制(RIM)或低壓模制用 于所述模制加工。
10.一種建筑物用窗，包括框架和窗格，所述窗格具有由一個或多個隔離構件隔開的、 諸如玻璃板的至少兩個板元件，其特征在于所述窗格附接于邊界元件，并且，所述邊界元 件連接于所述框架。
全文摘要
窗格模塊由繞窗格元件(1)模制以在邊緣和內表面包圍該窗格元件(1)的邊界元件(2)組成?？蚣芸删哂虚L方形構型，但是應當理解，為了實現與該窗所安裝于其中的結構或者與周圍的窗戶框架的防水連接，可能有必要使用更加復雜的構型。配件(42)在邊界元件(2)的制造過程中嵌入到邊界元件(2)中并被隨后或同時連接于框架(3)。當使用木制或擠壓而成的框架時，該配件可被驅動到成品框架構件中，而當使用模制框架時，該配件可在模制過程中嵌入到框架中。
文檔編號E06B3/54GK101809246SQ200880108317
公開日2010年8月18日 申請日期2008年7月31日 優(yōu)先權日2007年8月3日
發(fā)明者克里斯蒂安·奧恩斯維格·尼爾森, 彼得·桑德克, 拉爾斯·克里斯滕森 申請人:Vkr控股公司