DE3942677A1 - Fluessigvorhang-vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorhang oder eine Blende und/ oder eine Vorhang- oder Blenden-Vorrichtung für Türen, Fenster u.dgl. und bezieht sich insbesondere auf eine Flüssig­ vorhang-Vorrichtung speziell zur Beeinflussung des Licht­ durchtritts und der Wärmestrahlung durch sie.

Es ist in der Fachwelt der Bautechnik allgemein bekannt, daß bei Gebäuden und anderen Bauwerken mit großen Fensterflächen eine große Schwierigkeit im Gradienten des Innentemperatur­ anstiegs besteht, der sich nicht nur aus dem Durchtritt von Sonnenlicht durch die Fensterscheiben, sondern auch aus der großen Wärmeaufnahmefähigkeit der Glastafeln ergibt, wobei diese Wärme durch Strahlung von den Fensterscheiben ins In­ nere der Gebäude übertragen wird.

Wegen dieses Temperaturgradienten wird die Benutzung von überdimensionierten Luftkühl- und Klimaanlagen zu einer For­ derung, um diesen Temperaturanstieg auszugleichen, der ins­ besondere an sonnigen Tagen unerträglich wird. Diese Forde­ rung führt zu unnötigen Erhöhungen sowohl der Gebäudekosten als auch der nachfolgenden Wartungskosten.

Eine erste Lösung für diese Schwierigkeit bestand in der Be­ schichtung der Fensterscheiben mit einer zweckdienlichen An­ strichfarbe, um den Lichtdurchtritt (Durchsichtigkeit) und folglich die Wärmestrahlung durch die Fenster hindurch we­ sentlich herabzusetzen. Diese Beschichtung der Fensterschei­ ben hat jedoch ihren größten Nachteil darin, daß eine end­ gültige und konstante, d.h. nicht beeinflußbare Herabsetzung der Durchsichtigkeit und der Wärmestrahlung durch Glas er­ zeugt wird. Diese endgültige Verringerung ist jedoch nicht wünschenswert, weil sie eine Erhöhung der Kosten für Be­ leuchtung der Gebäudeinnenräume wie auch unerträglich kalte Räume an kalten Wintertagen bedeutet. Diese Lösung kehrt daher das Problem um, ohne tatsächlich eine Lösung anzubie­ ten.

Eine andere sich aus der Beschichtung der Fensterscheiben mit Anstrichfarbe ergebende Schwierigkeit ist das unästhe­ tische Aussehen der angestrichenen Fenster, weshalb diese Lösung gewöhnlich nur bei Gewächshäusern angewandt wird.

Eine zweite ältere Lösung für das Problem des Lichtdurch­ tritts und der Wärmestrahlung bestand in der Beschichtung der Fensterscheiben mit einem dünnen Film aus einem Werk­ stoff mit der Eigenschaft, den Lichtdurchtritt und die Wär­ mestrahlung durch die Fensterscheibe zu reduzieren. Dieser Film aus einer auf eine Folie aus durchsichtigem Kunststoff aufgetragenen dünnen Schicht Aluminium ist aus der US-PS 32 90 203 bekannt.

Diese Filme sind üblicherweise an den Fensterscheiben mit­ tels einer Schicht eines zweckdienlichen Klebstoffs, der auch gegen Umwelteinflüsse widerstandsfähig ist, befestigt.

Wengleich diese Filmbeschichtung der Fensterscheiben das bei einem Anstrich der Fensterscheiben bestehende ästheti­ sche Problem beseitigt, ist diese Lösung beträchtlich teu­ rer, schafft häufig Probleme wegen Blasenbildung beim Auf­ tragen des Films, und, als Hauptpunkt, ermöglicht nicht eine Beeinflussung des Lichtdurchtritts durch das Glas, der definitiv verringert ist.

In den US-PSen 34 70 049 und 42 60 255 ist ein anderer äl­ terer Vorschlag zur Lösung des Problems der Beeinflussung des Lichtdurchtritts und der Wärmestrahlung durch die Fen­ sterscheiben eines Gebäudes beschrieben. Auf diese beiden US-Patentschriften wird hiermit Bezug genommen.

Gemäß den Lehren dieser US-Patentschriften wird die Anwen­ dung eines mehrschichtigen Aufbaus vorgeschlagen, bei dem zwei parallele Tafeln aus einem durchsichtigen Werkstoff zwischen sich einen Raum begrenzen, der mit einer Flüssig­ keit gefüllt ist, welche ihre Durchsichtigkeit entsprechend der auf sie einwirkenden Wärme zu ändern vermag.

An kalten Tagen ist diese Flüssigkeit somit völlig durch­ sichtig und ermöglicht den Durchtritt von Sonnenlicht durch das Fenster, wogegen ihre Durchsichtigkeit bei Ansteigen der Außentemperatur abnimmt, wodurch der Durchtritt der Sonnen­ strahlen durch diesen Aufbau an sonnigen Tagen beträchtlich herabgesetzt ist.

Keine dieser Lösungen aus dem Stand der Technik löst jedoch das Problem des Lichtdurchtritts und der Wärmestrahlung durch die Fensterscheiben in zweckdienlicher Weise. Bei al­ len der vorstehend aufgeführten Lösungen für dieses Problem besteht der größte Nachteil darin, daß sie endgültige Lösun­ gen bieten, mit anderen Worten, daß sie keine Beeinflussung entsprechend den Bedürfnissen des Benutzers hinsichtlich des Grades der Durchsichtigkeit des Glases ermöglichen.

Außerdem bietet keine der in den vorstehend angeführten Pa­ tentschriften genannten Lösungen eine wirksame Abdeckung der Fensterscheiben bei zu niedriger Temperatur. Bei äußerst niedrigen Temperaturen ist die Benutzung eines inneren Blendschutzes notwendig.

Aus der US-PS 25 01 418 ist eine Flüssigvorhang-Vorrichtung bekannt, die zwei parallele Tafeln aus Glas oder einem ande­ ren durchsichtigen Werkstoff umfaßt, welche zwischen sich einen Raum begrenzen, der vollständig oder zum Teil mit einer durch Wärmeeinwirkung ausdehnbaren Flüssigkeit gefüllt wird, die normalerweise in einem mit dem Innenraum zwischen den Tafeln verbundenen zweckdienlichen Behälter aufbewahrt wird. Ein Heizsystem, z.B. elektrische Widerstandsheizkörper o.dgl., wird zum Erwärmen der im Behälter aufbewahrten Flüs­ sigkeit benutzt und bewirkt deren wärmebedingte Ausdehnung in den Raum zwischen den Tafeln hinein.

Eine ähnliche Vorhangvorrichtung ist in der PS 16 82 054 und in den DE-Patentanmeldungen 34 01 226 und 30 48 606 be­ schrieben. Auf diese Patentschrift und diese Patentanmeldun­ gen wird hiermit Bezug genommen.

Die in dieser Patentschrift und in diesen Patentanmeldungen beschriebene Flüssigvorhang-Vorrichtungen haben jedoch ein gemeinsames Problem hinsichtlich des zwischen den Tafeln aus durchsichtigem Werkstoff begrenzten Innenraums.

In der PS 16 02 054 wird deutlich auf die Verwendung eines hochkompressiblen Gases im zwischen den Tafeln be­ grenzten lnnenraum verwiesen. Dieses Gas wird in einen spe­ ziell für es ausgelegten Behälter, der mit einer Offnung im oberen Teil des Innenraums verbunden ist, zurückgedrängt, wenn die Flüssigkeit in diesen Raum hineingepumpt wird.

Die Verwendung eines solchen hochkompressiblen Gases führt jedoch zu einer zu großen und unnötigen Steigerung der Ko­ sten der Herstellung dieser Flüssigvorhang-Vorrichtung. Au­ ßerdem wird durch die Verwendung eines hochkompressiblen Ga­ ses der von der Flüssigkeit auf die Fensterscheiben ausgeüb­ te Druck erhöht. Dieser Druck macht die Verwendung dieses Fensters unmöglich, weil äußerst dicke und schwere Fenster­ scheiben notwendig wären.

In der US-PS 25 01 418 und in der DE-Patentanmeldung 30 48 606 ist die Anwendung von Unterdruck im zwischen den Fensterscheiben begrenzten Innenraum beschrieben. Dieser Unterdruck soll es der vorhangbildenden Flüssigkeit erleichtern, im Innenraum anzusteigen. Bei einer Flüssigvorhang-Vorrichtung dieser Ausbildung verursacht jedoch der atmosphärische Druck eine Durchbiegung der Fensterscheiben aufeinander zu, die zu ihrem Bruch führen kann.

Diese Durchbiegung macht die Verwendung dieser Flüssigvor­ hang-Vorrichtung bei großen Flächen, z.B. Türen und Fenster­ scheiben, undurchführbar.

In der DE-Patentanmeldung wird ferner eine Flüssigvorhang- Vorrichtung mit mehreren Schichten beschrieben, bei der die Fensterscheiben-Tafeln aus Glas oder einem anderen durch­ sichtigen Werkstoff zwischen sich einen Innenraum begrenzen, in dem eine Blende angeordnet ist. Dieser Aufbau hat jedoch mit der vorliegenden Erfindung nichts gemein.

Aus der DE-Patentanmeldung 34 01 226 ist eine Flüssigvor­ hang-Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei der zwei Fensterscheiben-Tafeln aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Werkstoff zwischen sich einen Innenraum be­ grenzen, der vollständig oder zum Teil mit einer gefärbten Flüssigkeit gefüllt werden kann, um den Lichtdurchtritt durch die Fensterscheiben zu reduzieren.

Bei dieser Vorrichtung wird die in einem Behälter aufbewahr­ te Flüssigkeit unter Druck gesetzt, wodurch sie zu dem Raum zwischen den Fensterscheiben-Tafeln fließt. Zur Lösung des Problems der Durchbiegung und des Bruchs der Fensterschei­ ben-Tafeln ist im genannten Innenraum eine Öffnung vorgese­ hen, um eine freie Luftströmung von und zum Innenraum zu ermöglichen.

Eine ähnliche Lösung ist aus der BR-Patentanmeldung PI 86 05 657 bekannt, die in einer Flüssigvorhang-Vorrichtung besteht, bei welcher das Durchbiegen und das Brechen der Fensterscheiben-Tafeln dadurch vermieden wird, daß im oberen Teil des Innenraums zwischen den Tafeln eine Öffnung vorge­ sehen ist.

Die Verwendung einer solchen, den zwischen den Fenster­ scheiben-Tafeln begrenzten Innenraum mit der Atmosphäre verbindenden Öffnung verursacht jedoch aufgrund von Ver­ dunstung den Verlust großer Mengen vorhangbildender Flüs­ sigkeit, insbesondere an sonnigen Tagen, was schließlich dazu führt, daß die Flüssigkeit nicht den gesamten zwischen den Fensterscheiben-Tafeln begrenzten Raum einnehmen kann.

Außer daß dieser verdunstungsbedingte Verlust großer Mengen vorhangbildender Flüssigkeit schädlich für die Arbeitsweise der Flüssigvorhang-Vorrichtung ist, bedeutet er hohe Kosten für die Wartung der Vorrichtung, weil die durch Verdunstung verlorengegangene Flüssigkeitsmenge häufig ersetzt werden muß. Außerdem ist der von der Flüssigkeit auf die Fenster­ scheiben-Tafeln ausgeübte Druck groß, weshalb die Fenster­ scheiben-Tafeln dick sein müssen, um Durchbiegung und Bruch zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Flüssigvorhang-Vorrichtung zu schaffen, insbesondere für große Fensterflächen, z.B. Fenster, Türen, Schaufenster und Außenfensterscheiben, der die vorstehend geschilderten Nach­ teile des Standes der Technik nicht anhaften.

Eine diese Aufgabe lösende Flüssigvorhang-Vorrichtung mit zwei Fensterscheiben-Tafeln aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Werkstoff, die parallel zueinander an ihren Umfangsrändern so miteinander verbunden sind, daß sie zwi­ schen sich einen geschlossenen Innenraum begrenzen, einem Behälter zum Aufbewahren einer Flüssigkeit, welche den Lichtdurchtritt und die Wärmestrahlung durch die Fenster­ scheiben-Tafeln hindurch herabzusetzen oder zu unterdrücken vermag, wobei der Behälter mit dem Innenraum zwischen den Fensterscheiben-Tafeln über eine Öffnung am unteren Teil des Innenraums in Verbindung steht, und mit einer Fördervor­ richtung zum Fördern der vorhangbildenden Flüssigkeit aus dem Behälter zum Innenraum und umgekehrt, zeichnet sich er­ findungsgemäß aus durch eine Öffnung für den Eintritt und Austritt von Luft im oberen Teil des Innenraums, eine Vor­ richtung zum Verbinden der Öffnung mit dem Behälter, um einen geschlossenen Kreis zu bilden, und ein an die Verbin­ dungsvorrichtung angeschlossenes Ventil, das auf die Ein­ schaltung der Fördervorrichtung anspricht, um die vorhang­ bildende Flüssigkeit auf einem gewünschten Niveau im Innen­ raum zu halten und den Rücklauf der Flüssigkeit zum Behäl­ ter zu verhindern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht mit einem Teilschnitt durch ein Fenster mit der Flüssigvorhang-Vorrichtung und

Fig. 2 den Schnitt X-X in Fig. 1.

Eine Flüssigvorhang-Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt zwei Fensterscheiben-Tafeln 1 und 2, die an ihren Umfangs­ rändern 3 mittels einer Dichtung zusammengefügt sind, um zwischen sich eine geschlossenen Innenraum 4 zu begrenzen.

Die Umfangsränder 3 der Fensterscheiben-Tafeln 1 und 2 sind von einem Rahmen 5 o.dgl. umschlossen, der auch ein Gehäuse für den Mechanismus der Flüssigvorhang-Vorrichtung bildet.

In der Nähe des unteren Randes der Fensterscheiben-Tafeln 1 und 2 ist ein eine vorhangbildende Flüssigkeit 6 enthalten­ der Behälter 7 angeordnet, der mit dem Innenraum 4 zwischen den Tafeln 1 und 2 über eine Leitung 8 in Verbindung steht, welche den Behälter 7 mit einer hydraulischen Motorpumpe 9 verbindet, die an den Innenraum 4 über eine Leitung 10 und eine Öffnung 11 angeschlossen ist.

Die Motorpumpe 9 wird mit einem nicht dargestellten Schalter eingeschaltet und fördert die vorhangbildende Flüssigkeit 6 vom Behälter 7 in den Innenraum 4 und zurück.

Die vorhangbildende Flüssigkeit 6 kann eine undurchsichtige Flüssigkeit sein, deren Farbe den Lichtdurchtritt durch sie nicht gestattet. Sie kann auch die Eigenschaft haben, ihre Durchsichtigkeit abhängig von der Temperatur zu verändern.

Außerdem kann die vorhangbildende Flüssigkeit 6 bei Bedarf durch ein nicht dargestelltes Heizelement hindurchgeleitet werden, oder es können Heizelemente um den Behälter 7 oder in ihm angeordnet sein, um die Flüssigkeit 6 auf die ge­ wünschte Temperatur zu bringen, derart, daß der Vorhang auch als thermischer Vorhang wirken kann.

Am oberen Teil des Innenraums 4 zwischen den Fensterschei­ freien Durchtritt von Luft von und zum Innenraum 4 zu ermög­ lichen. Die Öffnung 12 ist mit dem Behälter 7 über eine Lei­ tung 14 verbunden.

In der Nähe der Öffnung 12 ist in der Leitung 14 ein elek­ tromagnetisch betätigbares Ventil 15 angeordnet, das auf die Einschaltung der Motorpumpe 9 anspricht, um den Luftdurch­ tritt vom und zum Innenraum 4 zu ermöglichen. Wenn daher das Ventil 15 geschlossen ist, bleibt die Flüssigkeit 6 trotz der weiterhin geöffneten unteren Öffnung 11 im Innenraum 4 in Schwebe gehalten, ohne daß gegen die Fensterscheiben- Tafeln 1 und 2 übermäßiger Druck ausgeübt wird.

Die Verbindung zwischen der oberen Öffnung 12 für den Luft­ durchtritt und der dritten Leitung 14 ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt. Die Konfiguration der Verbindung zwi­ schen der unteren Öffnung 11 und der Leitung 10 ist der vorstehend genannten ähnlich, weshalb die nachstehende Beschreibung auf beide zutrifft.

Ein Anschlußstück 16 mit einem vorderen Flansch 17 und einem rohrförmigen Hauptteil 18 ist durch eine Mutter 19 in Stel­ lung gehalten. Der Flansch 17 preßt eine Dichtscheibe 20 durch Anpressen an die Oberfläche der Fensterscheiben-Tafel 1 zusammen, um eine dichte Verbindung zu erzielen, wogegen die Außenfläche des Hauptteils 18 mit einer Reihe von kreis­ ringförmigen Vorsprüngen 21 zur Aufnahme der dritten Leitung 14 versehen ist.

Die Arbeitsweise der Flüssigvorhang-Vorrichtung ist äußerst einfach. Beim Einschalten der Motorpumpe 9 und des Ventils 15 mittels des Schalters wird aus dem Behälter 7 die darin aufbewahrte vorhangbildende Flüssigkeit 6 angesaugt und über die Leitungen 8 und 10 in den Innenraum 4 zwischen den Fen­ sterscheiben-Tafeln 1 und 2 gepumpt.

Der zum Innenraum 4 gepumpten Menge Flüssigkeit 6 stellt sich kein Widerstand durch die Luft im Innenraum 4 entgegen, weil das Ventil 15 beim Einschalten der Motorpumpe 9 öffnet, um Luft vom Innenraum 4 über die dritte Leitung 14 zum Be­ hälter 7 strömen zu lassen. Dieser freie Luftaustritt unter­ stützt das Ansteigen der zum Innenraum 4 gepumpten Flüssig­ keit 6.

Das Ventil 15 bleibt während des Betriebs der Motorpumpe 9 geöffnet und schließt beim Abschalten der Pumpe 9. Dadurch ist sichergestellt, daß die Flüssigkeit 6 nicht wegen des Wegfalls von Lufteinströmung in den Behälter 7 zurückläuft.

Wenn die Pumpe 9 in der Gegenrichtung eingeschaltet wird, um die Flüssigkeit 6 vom Innenraum 4 zum Behälter 7 zu pumpen, öffnet das Ventil 15 wieder, um Luftströmung vom Behälter 7 über die dritte Leitung 14 in den Innenraum 4 zu ermögli­ chen.

Die Flüssigkeit 6 kann natürlich durchsichtig oder undurch­ sichtig sein oder je nach Temperatur ihre Farbe zu verändern in der Lage sein, um den Lichtdurchtritt durch sie zu blockieren.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Erfindung eine Flüssigvorhang-Vorrichtung schafft, die dazu benutzt werden kann, den Lichtdurchtritt und die Wärmestrahlung durch Fen­ ster nach Belieben zu beeinflussen, und die nicht die Nach­ teile der gattungsgemäßen Vorrichtungen aus dem Stand der Technik aufweist.

Claims (4)

1. Flüssigvorhang-Vorrichtung mit zwei Fensterscheiben- Tafeln aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Werkstoff, die parallel zueinander an ihren Umfangsrändern so miteinan­ der verbunden sind, daß sie zwischen sich einen geschlosse­ nen Innenraum begrenzen, einem Behälter zum Aufbewahren einer vorhangbildenden Flüssigkeit, welche den Lichtdurch­ tritt und die Wärmestrahlung durch die Fensterscheiben- Tafeln hindurch herabzusetzen oder zu unterdrücken vermag, wobei der Behälter mit dem Innenraum zwischen den Fenster­ scheiben-Tafeln über eine Öffnung am unteren Teil des Innen­ raums in Verbindung steht, und mit einer Fördervorrichtung zum Fördern der vorhangbildenden Flüssigkeit vom Behälter zum Innenraum und umgekehrt, gekennzeichnet durch eine Öffnung (12) für den Durchlaß von Luft im oberen Teil des Innenraums (4), eine Vorrichtung (14) zum Verbinden der Öffnung (12) mit dem Behälter (7), um einen geschlossenen Kreis zu bilden, und ein an die Verbindungsvorrichtung (14) angeschlossenes Ventil (15), das auf die Einschaltung der Fördervorrichtung (9) anspricht, um die vorhangbildende Flüssigkeit auf einem gewünschten Niveau im Innenraum (4) zu halten und den Rücklauf der Flüssigkeit (6) zum Behälter (7) zu verhindern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung eine Leitung (14) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein elektromagnetisch betätigbares Ventil (15) in der Leitung (14) zwischen dem Behälter (7) und dem Innenraum (4) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung für die vorhangbildende Flüssigkeit (6) eine hydraulische Motorpumpe (9) umfaßt, die an den Behälter (7) und an den Innenraum (4) angeschlossen ist.