DE2755013A1

DE2755013A1 - Platteneinheit fuer vakuumgehaeuse

Info

Publication number: DE2755013A1
Application number: DE19772755013
Authority: DE
Inventors: Christopher John Bennett
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-10
Filing date: 1977-12-09
Publication date: 1978-06-15
Also published as: US4132218A; GB1558986A

Description

Platteneinheit für Vakuumgehäuse

Die Erfindung bezieht sich auf Vakuumgehäuse mit Mitteln zur Anordnung zwischen zwei entgegengesetzte Wände eines Vakuumgehäuses definierenden Platten und auf ein Verfahren zum Herstellen solcher Gehäuse.

Ein Paar von unter Abstand angeordneten starren Platten aus Glas oder einem ähnlichen transparenten Material wird bei einer Anzahl von Anwendungsfällen zur Bildung gegenüberstehender Wände eines Vakuumgehäuses verwendet. Beispiele solcher Anwendungen sind Doppelverglasungseinheiten und Solar-Plattscheibeneinheiten, in denen eine Solar-Platte innerhalb des evakuierten Raums zwischen den Glasscheiben angeordnet.ist.

Wo hohe Vakuumgrade verwendet werden, sind Abstandshalter zwischen den Scheiben erforderlich, um die Scheiben gegen die Wirkung des Atmosphärendrucks im richtigen Abstand zu halten.

Besonders bei der Anwendung auf Doppelverglasungseinheiten oder Solar-Platteneinheiten, wo hohe Vakuumgrade verwendet werden, wurde gefunden, daß im Betrieb eine Relativbewegung zwischen den Scheiben als Ergebnis von Ausdehnung und Kontraktion auftritt, die durch Temperaturunterschiede der Scheiben verursacht werden. Die Abstandshalter zwischen den Scheiben müssen daher so ausgelegt werden, daß sie diese Relativbewegung zulassen. Diese Eignung zur Aufnahme einer Relativbewegung der Scheiben gilt auch für die Auslegung der Vakuumabdichtungen rings um die Kanten des Gehäuses, die zusätzlich zum Ermöglichen einer etwaigen Relativbewegung gleichzeitig eine wirksame Vakuumdichtung aufrechterhalten müssen.

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Es wurde bereits beschrieben, schwenkbare Abstandshalterzapfen zu verwenden, die zu einem der Relativbewegung der Scheiben folgenden Schwenkbewegung ausgelegt sind (DE-OS 2 601 976) Diese Abstandshalterzapf en weisen einen zylindrischen Schaft auf, der an einem Ende mit einer kugelförmigen Lageroberfläche ausgebildet ist. Jedes andere Ende wird in der mittigen Vertiefung eines gegengebohrten Lagerrings aufgenommen, der als Lagerplatte zur Verteilung der Belastung an den G las oberflächen wirkt. Der Abstandshalterzapfen schwenkt um das zylindrische Ende, .und die kugelförmige Lageroberfläche am anderen Ende ist so ausgelegt, daß der Zapfen eine Gleichgewichtsstellung unter rechten Winkeln zur Glasoberfläche hat. Wenn der Zapfen nach einer der beiden Seiten der Gleichgewichtsstellung schwenkt, ist die Krümmung der Lageroberfläche so ausgelegt, daß die Glasscheiben etwas auseinanderbewegt werden, so daß die durch den Atmosphärendruck ausgeübte Kraft zur Rückführung des Zapfens in seine Gleichgewichtsstellung neigt.

Es wurde gefunden, daß diese einfache Abstandshalterkonstruktion gewisse Probleme aufwirft. Die Abstandshalter müssen äußerst genau gefertigt werden, um zu sichern, daß sie alle von gleicher Länge sind. Wenn sie ungleichjlang sind, wird das Glas nicht gleichmäßig abgestützt und erleidet Brüche. So müssen die Länge jedes Abstandshalterzapfens und die Dicke jedes Lagerringes äußerst genau hergestellt werden, oder sie müssen so ausgewählt werden, um sicherzustellen, daß die Gesamtlänge jedes Abstandshalters gleich ist. Auch kann bei fortgesetzter Verwendung das zylindrische Ende des Abstandshalters verschlissen und verformt werden und neigt zum Auskehlen der Oberfläche des Gegeribohrungslagerrings, und dieser Verschleiß verändert die wirksame Gesamtlänge im Lauf der Zeit.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Platteneinheit mit Abstandshaltereinheiten zu entwickeln, die eine wirksame Trennung der Platten oder Scheiben und gleichzeitig eine Relativbewegung derselben zulassen und zum Ausgleich geringer Unterschiede und Toleranzen der Abstandshalterlänge und der Dicke des Materials der Platten oder Scheiben geeignet sind. Außerdem soll die erfindungsgemäße Platteneinheit mit diesen Abstandshaltern auch mit e inem einfachen, jedoch wirksamen Aufbau der Kantenabdichtung versehen sein. Schließlich umfaßt die Aufgabe der Erfindung auch die Entwicklung eines Verfahrens zum Herstellen solcher Vakuumplatteneinheiten.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Platteneinheit fUr ein Vakuumgehäuse mit einem Paar von unter Abstand gehaltenen, gegenüberliegende Wände des Gehäuses definierendenPlatten und einer Mehrzahl von zwischen den Platten angeordneten Abstandshaltereinheiten zum Halten der Platten im gewünschten Abstand, wobei jede Abstandshaltereinheit ein an der Innenoberfläche einer Platte angeordnetes Lagerelement und einen vom Lagerelement gelagerten Abstandshalter zapf en aufweist, der am einen Ende eine im wesentlichen kugelförmige, mit dem Lagerelement zusammenwirkende Lageroberfläche trägt, mit dem Kennzeichen, daß jede Abstandshaltereinheit ein Paar von an den Innenoberflächen der Platten an einander gegenüberliegenden Stellen angeordneten Lagerelementen, einen zwischen den Lagerelementen aufgenommenen Abstandshalterzapfen, der an beiden Enden je eine im wesentlichen kugelförmige, mit den Lagerelementen zusammenwirkende Lageroberflache trägt, und zu jeder Abstandshaltereinheit gehörende Federorgane aufweist, die ein begrenztes Ausmaß von Relativbewegung

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der Platten in einer Richtung unter im wesentlichen rechten Winkeln zur Ebene der Platten ermöglichen.

Der Grad der Zusammendrückbewogung in der Abstandshaltereinheit, der sich durch die Federorgane ergibt, kompensiert die Variationen in der Gesamtlänge der Abstandshalter, wovon eine Mehrzahl in einem Vakuumgehäuse verwendet wird, und trägt jede Ungleichheit in der Dicke der Platten oder Scheiben Rechnung.

Die Wirkung des Abs tandsha lterzapf ens mit seinen im wesentlichen kugelförmig gestalteten Enden ist, wie ein Kugellager zwischen den beiden als Lagerelementen wirkenden Lagerringen zu rollen. Da dies jedoch keine Gleichgewichtsstellung für die beiden die gegenüberliegenden Wände des Vakuumgehäuses bildenden Platten oder Scheiben liefert, kann wenigstens einer der Lagerringe so gekrümmt sein, daß die Schwenkbewegung des Abstandshalters zur RUckbewegung in den Boden dieser gekrümmten Vertiefung gezwungen wird, der . irgend eine andere geeignete RUckführfederwirkung kann vorgesehen sein, um den Abstandshalterzapfen und die Platten oder Glasscheiben in ihre Gleichgewichtslagen zurückzuführen.

Die Druckfederorgane können im Abstandshalterschaft untergebracht sein, d. h. der Schaft kann beispielsweise aus zwei Teilen bestehen, die sich zueinander beispielsweise teleskopisch gegen die Wirkung der Federkompression bewegen können, oder die Federorgane /zwischen einer der kugelförmigen Endflächen des Schafts und dem zugehörigen Lagerpuffer oder auch unter einem der Lagerpuffer angeordnet sein.

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Bei der bevorzugten Abstandshaltereinheit weist wenigstens eines der Lagerelemente einen Gegenbohrungslagerring unter Bildung einer mittigen Vertiefung auf, in der das zugehörige Ende des Abstandshalterschafts aufgenommen wird. Eine Tellerfeder ist zwischen dem Ende des Schafts und dem geschlossenen Ende der Bohrung angeordnet, und diese Tellerfeder biegt sich unter Last aus, um die Einheit mit ihrer Kompressionsbev/egung zu versehen.

Zweckmäßig ist der Abstandshalterzapfen aus Metall, z. B. Stahl, und weist einen allgemein zylindrischen Schaft auf, der an jedem Ende in einen erweiterten kegelstumpfförmigen Endteil ausläuft, wobei die im wesentlichen kugelförmigen Oberflächen an den Enden der kegelstumpfförmigen Teile ausgebildet sind. Vorzugsweise haben die kugelförmigen Oberflächen den gleichen geometrischen Mittelpunkt, d. h. sie bilden Teil des gleichen geometrischen kugelförmigen Körpers, wie z. B. eines Kugellagers.

Vorzugsweise haben beide Lagerelemente Gegenbohrungslagerringe, und wo die Platten aus Glas sind, werden diese Lagerringe zweckmäßig aus einem verhältnismäßig weichen Metallmaterial, wie z. B. Stahl, Kupfer oder Nickel gefertigt, um die Last gleichmäßig Über die Glasoberfläche zur Verringerung von Spannungsbeanspruchungen und zum Verhindern eines Splitterns zu verteilen. Zur Schaffung einer geeigneten Oberfläche für das kugelförmige Ende des Schafts kann jeder Lagerring mit einer Hartmetallplatte versehen sein, die an der Basis der Bohrung zur Anlage des Abstandshalterzapfens angeordnet ist. Wo eine Tellerfeder vorgesehen ist, dient diese als Ersatz für die Metallplatte.

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Die Ausbiegung der Tellerfeder gibt ihr auch die erforderliche Krümmung, so daß die Rollbewegung des Abstandshalterzapfens eine geringe Äuseinanderbewegung der Platten oder Scheiben bewirkt, wobei der Atmosphärendruck die erforderliche Rückstellkraft zum Rückführen der Einheit in die gewünschte Gleichgewichtsstellung liefert.

Vorzugsweise sind die Gegenbohrungslagerringe um die erweiterten Enden des Schafts zur Bildung einer zusammenhaltenden Einheit umgebogen, die sich leicht während der Herstellung des Vakuumgehäuses handhaben läßt.

Vorzugsweise ist eine Mehrzahl dieser Abetandshaltereinheiten in einer Dreiecksgruppenanordnung vorgesehen. Dies ergibt die geringste Zahl von Abstandshaltern für eine gegebene Fläche, wobei gleichzeitig eine gleichmäßig verteilte Abstützung für die Scheiben erhalten wird.

Wenn die Platteneinheit ein Vakuumgehäuse bildet, wird eine Vakuumabdichtung rings um die Umfangsbereiche der Platten oder Scheiben vorgesehen, und da die Relativlage der Glasscheiben durch die Konstruktion der Abstandshalter beibehalten wird, braucht die Vakuumabdichtung für den Aufbau überhaupt keine Steifigkeit oder Beschränkung der Relativbewegung zu liefern. Abstutzmittel, wie z. B. eine Umfangswand, können jedoch für die Vakuumabdichtung vorgesehen werden. Die Vakuumabdichtung weist vorzugsweise eine oder mehrere Vakuumöffnungen zum Anlegen von Unterdruck zwischen den Scheiben auf.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Platteneinheit Kantenabdichtungsmittel mit einem von einem Umfangswandstück abgestutzten Kantenabdichtelement zwischen den Randkanten der beabstandeten Scheiben auf, wobei das Kantenabdichtelement geflanschte Seitenrandteile in fluiddichter Verbindung

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mit den Innenumfangsbereichen der Platten oder Scheiben und einen zwischen den Platten erstreckten Wandteil auf v/eist. Dabei hat das UmfangsHandstück vorzugsweise gegen die Innenoberflächen der geflanschten Seitenrandteile des Kantenabdichtelements drückende geflanschte Seitenteile, und das UmfangswandstUck kann dabei einen nach innen gerichteten Kanalteil aufweisen, der ein Federauslegerglied im Mittelbereich zwischen den geflanschten Seitenrandteilen bildet.

Das Kantenabdichtelement besteht vorzugsweise aus Metallfolienmaterial und ist mit den Innenoberflachen der Platten oder Scheiben durch Verlöten mit einem rings um die Ränder der Platten oder Scheiben vorgesehenen lie ta 11 über zug verbunden.

Das Kantenabdichtelement kann mit Rillen unter rechten Winkeln zur Ebene der Platten oder Scheiben zwecks Ermöglichung deren Relativdehnung ausgebildet sein.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Kantenabdichtungselement aus dünnem Blechmaterial mit geflanschten Seitenrandteilen in der Ebene der Glasscheiben zur Anlage an deren gegenüberliegenden Oberflächen versehen und an den Innenoberflächen der Scheiben geeignet befestigt. Dieses dünne Blechmaterial kann mit Rillen versehen sein, die sich unter rechten Winkeln zu den Scheiben zwecks Erhöhung der Festigkeit erstrecken und eine Relativdehnung der Scheiben ermöglichen. Zusätzlich ist ein UmfangsabstUtzwandstUck vorgesehen, das sich rings um die Scheiben erstreckt, geflanschte Seitenteile in der Ebene der

Scheiben zur Anlage an den Innenoberflächen des geflanschten Randabdichtungselements aufweist und einen oder mehrere einwärts

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gerichtete Kanalteile aufweisen kann, die abgefederte Auslegerglieder im Mittelteil des Wandstücks bilden. Der abgefederte rianalteil übt einen gleichmäßigen Druck auf das Kantenabdichtelement rings um die Ränder der . Scheiben unter Schaffung einer wirksamen Abdichtwirkung aus, und das Umfangswandstück stützt das Kante nabdicht element gegen Atmosphärendruck ab.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer Vakuum-Platteneinheit der vorstehend erläuterten Art, mit dem Kennzeichen, daß man zwei im wesentlichen starre Platten unter Abstand und Bildung eines Zwischenraums anordnet, zwischen den Hauptoberflächenbereichen der Platten eine Mehrzahl von Abstandshaltereinheiten unter gegenseitigem Abstand einfügt, ein abgestütztes Kantenabdichtelement in fluiddichter Verbindung mit Umfangsbereichen der Platten zwischen diesen unter Bildung eines Vakuumraumes dazwischen anbringt und an den Vakuumraum Unterdruck anlegt, wobei jede Abstandshaltereinheit ein Paar von Lagerelementen in Anlage an den Innenoberflächen der Platten an einander gegenüberliegenden Stellen, einen zwischen den Lagerelementen im Eingriff mit diesen aufgenommenen und mit im wesentlichen kugelförmigen, mit den Lagerelementen zusammenwirkenden Lageroberflächen ausgebildeten Abstandshalterzapfen und ein in der Abstandshaltereinheit angebrachtes Federorgan aufweist, das wenigstens eine begrenzte Relativbewegung zwischen den Platten ermöglicht und eine zur Rückstellung der Platten in ihre Anfangsgleichgewichtslagen wirkendes Mittel enthält.

Vorzugsweise ist das Kantenabdichtelement aus Metallfolienmaterial und kann mit den Platten oder Scheiben durch Auflöten auf einen um die Ränder der Platten oder Scheiben vorgesehenen Metallüberzug verbunden werden.

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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer Abstandshaltereinheit gemäß der Erfindung;

Fig. 2 die Kantenabdichtanordnung für ein Vakuumgehäuse, bei dem die in Fig. 1 gezeigten Abstandshalter verwendet werden;

Fig. 3A und 3B Einzelheiten zeigende Querschnitte von Teilen der in Fig. 2 gezeigten Kantenabdichtungen vor dem Zusammenbau;

Fig. 4 einen Querschnitt einer Abstandshalteranordnung mit einer Schulter zur Ausrichtung während des Zusammenbaus, und

Fig. 5 einen Querschnitt einer Abstandshaltereinheit zur Veranschaulichung anderer möglicher AusfUhrungsarten der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete Abstandshaltereinheit die sich zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 11 und 12 eines Paares von parallelen Glasscheiben und Ik befindet. Die Glasscheiben bilden gegenüberliegende Wände eines Gehäuses, das unter verringertem Druck gehalten werden soll, um den Wärmeübergang durch Leitung zu verringern.

Die Abstandshaltereinheit weist einen Abstandshalterzapfen und ein Paar von Lagerelementen auf, die als Puffer 15 und gezeigt sind, gegen die die Enden des AbstandshaIterzapfens abgestützt sind. Der Abstandshalterzapfen 8 ist beispielsweise

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aus Schmiedestahl gefertigt und weist einen zylindrischen Schaft 19 auf, der an beiden Endenin erweiterte kegelstumpfförmige Endteile 17 und l8 ausläuft. Diese Endteile sind mit kugelförmigen Lageroberflächen 20 bzw. 21 versehen, die Teil des gleichen geometrischen kugelförmigen Körpers bilden.

Der Lagerpuffer 16 weist einen Gegenbohrungsring 29 auf, der mit einer mittigen Vertiefung 30 ausgebildet ist, in der das Ende 18 des Abstandshalterzapfens 8 aufgenommen wird. Am Boden der Vertiefung 30 ist eine kreisförmige Tellerfeder angeordnet, und die Vertiefung 30 ist so gestaltet, daß ein Ausbiegen der Tellerfeder zur Basis hin möglich ist. Die !•cugelförmige Oberfläche 21 des Endteils 18 ruht auf der Tellerfeder 32. In Fig. 1 ist die Tellerfeder in einem unausgebogenen Zustand, d. h. vor dem Evakuieren des Raumes zwischen den Scheiben I3 und 14 dargestellt.

Der Lagerpuffer I5 weist ähnlich einen Ring 24 aus weichem Metallmaterial, wie z. B. Stahl, Kupfer, Nickel, Aluminium oder einer Legierung irgendwelcher dieser Metalle auf, der eine Gegenbohrung zur Schaffung einer mittigen Vertiefung 25 zur Aufnahme des Endes 17 des Abstandshalterzapfens 8 aufweist. Eine Scheibe 26 aus Hartmetallmaterial ist am Boden der Vertiefung 25 zum Wirken als Lageroberfläche für die kugelförmige Oberfläche 20 des Abstandshalterzapfens angeordnet.

Die Lagerpuffer brauchen nicht an den Glasoberflächen befestigt zu sein, sondern werden im Betrieb durch den von den Platten ausgeübten Druck an Ort und Stelle gehalten, wenn das Innere des Gehäuses evakuiert ist. Die Verwendung eines weicheren Metalls für die Lagerpuffer verteilt die Last auf den Glasoberflächen, um übermäßige örtlich angreifende Kräfte

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und ein daraus folgendes Splittern oder Brechen des Glases zu verhindern.

Die Endkanten 36 der Lagerringe 24 und 29 sind um die erweiterten Enden des AbstandshaIterzapfens 8 während der Herstellung gekrimpft, um ein Handhaben der Abstandshaltereinheit als einer Einzeleinheit zu ermöglichen. Wenn das Gehäuse evakuiert wird, biegt sich die Tellerfeder 32 unter dem auf die Scheiben einwirkenden Atmosphärendruck aus und kompensiert geringe Unterschiede der Länge der Abstandshaltereinheiten zwischen den Scheiben, wobei gleichzeitig jede Unebenheit der Glasoberfläche ausgeglichen wird. Als Ergebnis werden die Scheiben gleichmäßig Über ihre gesamte Oberfläche abgestützt, und ein Bruch der Scheiben wird vermieden.

Während der Betriebsbedingungen des Gehäuses bewirken Temperaturunterschiede zwischen den Scheiben I3 und 14 eine Relativbewegung der Glasoberflächen 11 und 12 und eine daraus folgende seitliche Verschiebung eines der Lagerpuffer relativ zum anderen in jeder Abstandshaltereinheit. Während einer solchen Verschiebung rollen die kugelförmigen Lageroberflächen des Abstandshalterzapfens 8 frei Über die Platte 26 und die Tellerfeder 32, wodurch ein Schaden an der AbstandshaIterzapf en-Lagerring-Einheit verhindert wird.

Die Krümmung der Tellerfeder 32 unter Last ist so ausgelegt,daß eine Rollbewegung des Abstandshalterzapfens die Glasscheiben etwas auseinanderdrückt; Atmosphärendruck, der gegen die gekrümmte Oberfläche der Tellerfeder 32 wirkt, liefert die notwendige Rückstellkraft, die sichert, daß die Abstandshalter die Glasscheiben zu ihrer in Fig.l gezeigten Gleichgewichtslage zurückbringen.

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Bei einer typischen Form von Vakuumgehäuse sind die Abstandshaltereinheiten 7,5 cm voneinander angeordnet und sollen eine vom Atmosphärendruck ausgeübte Kraft von etwa 50 kgm aushalten; eine Ausbiegung der Tellerfeder von 0,15 mm ist ausreichend, um die Variation der Abmessungen der Abstandshaltereinheiten auszugleichen und die Last gleichmäßig über die Glasoberflächen zu verteilen und auch die erforderliche Krümmung für die benötigte Rückstellkraft zu liefern.

Fig.2 zeigt einen Teil eines Vakuumgehäuses, das die Abstandshalter des in Fig. 1 gezeigten Aufbaus verwendet und Seitenwände rings um die Kanten der Glasscheiben 13 und aufweist. Ein solches Vakuumgehäuse kann zweckmäßig bei dem in der DT-OS 2 60I 9?6 beschriebenen und beanspruchten Solar-Plattensammler verwendet werden. In einem solchen Gehäuse ist die Solar-Platte 19b, 19d zwischen den Glasscheiben 1J> und IH- gehalten, wobei Durchführungslöcher für die Abstandshalter vorgesehen sind. Bei dieser Verwendungsart, wie sie in Fig.k veranschaulicht ist, kann eine Schulter 19a am Schaft des Abstandshalterzapfens 8 vorgesehen sein, so daß sich der Abstandshalterzapfen in das dazu passende Loch in der Solar-Platte während des Zusammenbaues der Platteneinheit einführen und darin halten läßt. Die Solar-Platte wird so als Anschlag für die Abstandshalter verwendet, wodurch gesichert wird, daß sie genau relativ zu den Löchern in der Solar-Platte angeordnet sind. Außerdem ermöglicht dies, daß die Löcher in der Solar-Platte von minimaler Abmessung gemacht werden, so daß die Gesamtoberfläche der Platte möglichst groß ist und ihr Wirkungsgrad nicht beeinträchtigt wird. Wenn die Platteneinheit zusammengesetzt wird, kann die Solar-Platte vor dem Abdichten von der Schulter 19a aus der Lage bei 19b in ihre Endlage I9d

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in der fertigen Platteneinheit bewegt werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Abstandshalter, das in Fig. 5 dargestellt ist, um andere mögliche Arten des Aufbaus zu veranschaulichen, sind die Lagerringe 24, 29 durch einfache flache 3cheiber|26, 32' ersetzt. An einem Ende ist die Scheibe 26 gegen den Abstandshalterzapfen durch eine dünne Metallwand 54 gehalten, die die Scheibe 26 im Klemmsitz hält oder mit ihr punktverschweißt ist und außerdem um das erweiterte Ende des Abstandshalterzapfens gekrimpft ist. Am anderen Ende wird ein Federmetallelement 55 verwendet, das einen Schaftteil, einen ringförmigen Abrollteil 59 in Anlage an der Innenfläche der Scheibe 14 und einen federnden Teil 58 in Anlage am kegelstumpfförmigen Endteil l8 des Abstandshalterzapfens 8 aufweist und eine relativ geringe Bewegung des Zapfens relativ zur Scheibe 14 in drei Dimensionen zuläßt. Die flache Lagerscheibe J>2 ist in ihrer Lage verschweißt, der abstützende Endabrollungsteil 59 des Metallelements 55 ist ausgebreitet, um die erforderliche Federwirkung gegen die Glasscheiben zu liefern, und das andere Ende des Metallwandelements ist um das angrenzende erweiterte Ende des Abstandshalterzapfens 8 gekrimpft. In diesem Fall wird die Rückstellkraft für die Glasscheiben durch die Federwirkung des Federmetallelements 55 geliefert, das auf die Seiten des Abstandshalterzapfens einwirkt, wenn er aus der Vertikalstellung wegrollt.

Verschiedene andere Kombinationen lassen sich verwenden, wobeijder Abstandshalter als Zapfen oder als Stange oder als Kugel geformt ist, und die Enden können kugelförmig, wie im Fall der Kugel, oder nahezu kugelförmig sein, um die zweckmäßige oder erforderliche Rollwirkung zu ergeben. Die Stützfeder kann

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unter dem Lagerelement oder zwischen dem Zapfen und dem Lagerelement oder im Zapfen selbst angebracht sein.

Da die Relativlage der Glasscheiben 13 und 14 durch eine Mehrzahl der Abstandshaltereinheiten 10 eingehalten wird, braucht die Vakuumwand rings um den Umfang der Glasscheiben keine Steifigkeit für den Aufbau zu liefern oder die Relativbewegung zu beschränken, und dementsprechend kann die Wand aus dünnem Metallmaterial gefertigt sein. In dem in Fig. 2 und 3 dargestellten AusfUhrungsbeispiel weist die Vakuumwand ein äußeres Folienabdichtelement 42, das im einzelnen in Fig.3A gezeigt ist, und außerdem ein Umfangswandabstützelement 40 auf, das im einzelnen in Fig. 3B gezeigt ist. Das Umfangswandstück 40 ist aus einem Federmetallmaterial, wie z. B. Federstahl oder Federnickel oder Kupferlegierung, gebildet und erstreckt sich rings um den Innenumfang des Vakuumgehäuses; es weist geflanschte Seitenteile 43 und 44 auf, die in einer Ebene mit den Innenoberflächen 11 und 12 der Scheiben 13 und 14 liegen, und hat außerdem Umfangswandteile 46 und 47, die durch einen mittleren Kanalteil 45 verbunden sind, der als abgefedertes Auslegerglied wirkt.

Das Kantenabdichtelement 42 ist aus dünnem Metallmaterial, wie z. B. 0,05 mm dicker Kupferfolie (obwohl es auch aus Nickel oder einer Legierung von entweder Kupfer oder Nickel oder irgendeinem anderen geeigneten retail gefertigt sein kann) gebildet und mit Flanschoberflächeif+8 und 49 als Seitenrandteilen versehen, die zum Abdichten gegen die Innenoberflächen 11 und 12 der Glasscheiben bestimmt sind. Jeder Seitenrandtell bzw. 49 hat einen umgefalteten Rand 50, der um die Kanten der Seitenteile 43 und 44 (s. Fig.2) zum Halten des UmfangswandstUcks in der Lage über dem Kantenabdichtelement 42 gefaltet ist. Die Glasoberflächen 11 und 12 sind mit einer metallisierten Umfangszone

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bei 51 und 52 versehen, und diese ist mittels einer Lötverbindung mit den Außenoberflächen der Seitenwandteile 48 und 49 abgedichtet.

Das Auslegerglied (Kanalteil) 45 wirkt als Federelement, das einen gleichmäßigen Druck über die Seitenteile 43 und 44 auf die Seitenwandteile 48 und 49 während des Lötvorganges ausübt, wodurch man eine wirksame Abdichtung zwischen den Glasscheiben und der Wandanordnung sichert. Dieses Federelement ermöglicht auch, daß sich die Glasscheiben relativ zueinander infolge relativer Ausdehnung und Kontraktion entfernen, wie oben beschrieben wurde. Eine seitliche Bewegung der Scheiben kann ebenfalls durch das UmfangswandstUck 4o und das Kantenabdichtelement 42 aufgefangen werden. Um eine relative Ausdehnung auszugleichen, ist das Folienkantenabdichtelement 42 in seinem zwischen den Scheiben 13, 14 erstreckten Wandteil 53 mit einer Anzahl von Rillen versehen, die sich in einer Richtung unter rechten Winkeln zur Ebene der Glasscheiben erstrecken, und gegen Atmosphärendruck durch die Wandteile 46 und des Umfangswandstticks 40 abgestützt.

Das Kantenabdichtelement 42 kann mit einer Pumpöffnung versehen sein, die ein Absaugen von Luft aus dem Raum zwischen den Glasscheiben, die durch das Kantenabdichtelement 42 abgedichtet sind,ermöglicht.

Andere AusfUhrungsarten für die Kantenabdichtungen sind möglich, wobei die dünne Metallfolie zweckmäßig gerippt oder mit vertikalen oder horizontalen Rillen oder einer Kombination dieser versehen ist und die dünne Vakuumwand von einem Feder-

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metallelement abgestützt wird, das sich genügend unter Vorsehung eines oder mehrerer geeigneter Auslegerglieder biegen kann.

Falls das Vakuumgehäuse zur Aufnahme einer Solar-Platte verwendet wird, wie z. B. in der DT-OS 2 601 976 beschrieben ist, werden Faltenbalgabdichtungen an den Ausgangspunkten durch die Umfangsvakuumwand für die Flüssigkeits- oder Dampfzirkulationsrohre in Verbindung mit der Solar-Pl&tte verwendet. Dies ermöglicht die Aufrechterhaltung der Vakuumabdichtung trotz einer Relativausdehnung der beiden Glasplatten aufgrund von Temperaturunterschieden und gleicht auch die größere relative Ausdehnung der Solar-Platte während der Verarbeitung und des Betriebs aus. Die Faltenbalgdichtung verbindet die Isoliermanschetten um die Flüssigkeits- oder Dampfzirkulationsrohre mit der Folienwand, wodurch die Verbindung eines dickeren Metallrohres mit der dünneren Metallfolie der Vakuumwände erleichtert wird, die sonst ein schwieriges Problem sein könnte.

Obwohl die Abstandshaltereinheiten und die Kantenabdichtungen allgemein bei Verwendung mit einem aus zwei parallelen Glasscheiben gebildeten Vakuumgehäuse beschrieben wurden, ist die Erfindurg auf die Verwendung dieser Bauteile in einer transparenten Platteneinheit nicht beschränkt, und diese Abstandshaltereinheiten und Kantenabdichtungen können bei jeder Vakuumeinrichtung verwendet werden, bei der zwei Platten in einem bestimmten Abstand zu halten sind.

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Claims

Ansprüche

Tl .J Platteneinheit für ein Vakuumgehäuse mit einem Paar von unter Abstand gehaltenen, gegenüberliegende Wände des Gehäuses definierenden Platten und eine Mehrzahl von zwischen den Platten angeordneten Abstandshaltereinrichtungen zum Halten der Platten im gewünschten Abstand, wobei jede Abstandshaltereinheit ein an der Innenoberfläche einer Platte angeordnetes Lagerelement und einen vom Lagerelement gelagerten Abstandshalterzapfen aufweist, der am einen Ende eine im wesentlichen kugelförmige, mit dem Lagerelement zusammenwirkende Lageroberfläche trägt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abstandshaltereinheit (10) ein Paar von an den Innenoberflächen der Platten (I3, 14) an einander gegenüberliegenden Stellen angeordneten Lagerelementen (24, 29; 26, 32')» einen zwischen den Lagerelementen (24, 29; 26, 32') aufgenommenen Abstandshalterzapfen (8), der an beiden Enden je eine im wesentlichen kugelförmige, mit den Lagerelementen zusammenwirkende Lageroberfläche (20, 21) trägt, und zu jeder Abstandshaltereinheit gehörende Federorgane (32; 54, 55) aufweist, die ein begrenztes

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Ausmaß von Relativbewegung der Platten (1:5, 14) in einer Richtung unter im wesentlichen rechten Winkeln zur 3bene der Platten ermöglichen.
2. Platteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Lageroberfl'ichen (20, 21 ) den gleichen geometrischen Mittelpunkt ha bon.
3. Platteneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalterzapfen(8) erweiterte, durch einen Schaftteil (19) verbundene Endteile (17, 18) aufweist, an denen die kugelförmigen Lageroberflächen (20, 21) ausgebildet sind.
4. Platteneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Lagerelemente (24, 29) mit einer Vertiefung (25, 30) zur Aufnahme des zugehörigen Endteils (17, 18) des Abstandshalterzapfens(8) versehen ist.
5. Platteneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federorgan (32) aus einer zwischen der Basis der Vertiefung (30) und der kugelförmigen Lageroberfläche (21) des zugehörigen Endteils (18) des Abstandshalterzapfens (8) angeordneten Tellerfeder besteht.
6. Platteneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lagerelemente (24, 29) mit den Vertiefungen (25, 30) zur Aufnahme der Endteile (17, 18) des Abstandshalterzapfens(8) versehen und an den Außenkanten (3d) der Vertiefungen (25, 30) um die erweiterten Endteile (17, 18) des Abstandshalterzapfens(8) zur Bildung einer zusammenhängenden Einheit verformt sind.

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7. Platteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente und das Federorgan durch ein ringförmiges Federelement (32) gebildet sind, das wenigstens einen Endteil des Abstandshaltezapfens (8) umgibt und in Anlage an der Oberfläche einer der Platten (13, 14) hält.
8. Platteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federorgan im Abstandshalterzapfen(S) angeordnet ist.
9. Platteneinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 8,dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftteil (19) des Abstandshalterzapfens (8) zylindrisch und die erweiterten Endteile (17, 18) kegelstumpfförmig sind.
10. Platteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine, der Platten (13» 14) aus Glas und die Lagerelemente (24, 29) sowie der Abstandshalterzapfen (8) aus Metall bestehen.
11. Platteneinheit nach einem. der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshaltereinheiten (10) zwischen den Platten (13, 14) in einer oder mehreren Dreiecksgruppen angeordnet sind.
12. Platteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Begrenzungskanten der Platten (13, 14) Kantenabdichtmittel mit einem von einem Umfangswandstück (40) abgestutzten Kantenabdichtelement (42) vorgesehen sind, das geflanschte Seitenrandteile (48, 49) in fluiddichterVerbindung mit den Innenumfangsbereichen der Platten (13, 14) und einen

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zwischen den Platten erstreckten Wandteil (53) aufweist.
13· Platteneinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Umfangswandstück (40) gegen die Innenoberflächen der geflanschten Seitenrandteile (48, 49) des Kantenabdichtelements (42) drückende geflanschte Seitenteile (43, 44) aufweist.
14. Platteneinheit nach Anspruch 12 oder 13* dadurch gekennzeichnet, daß das UmfangswandstUck (40) einen nach innen gerichteten Kanal (45) aufweist, der ein Federauslegerglied zwischen den geflanschten Seitenrandteilen (48, 49) bildet.
15. Platteneinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kantenabdichtelement (42) aus Metallfolienmaterial besteht und mit den Innenoberflächen der Platten (13, 14) durch Verlöten mit einem rings um die Ränder der Platten vorgesehenen Metallüberzug (51, 52) verbunden ist.
16. Platteneinheit nach einem der Ansprüche 12 bis I5 oder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kantenabdichtelement (42) im zwischen den Platten erstreckten Wandteil (53) mit Rillen unter rechten Winkeln zur Ebene der Platten (13, 14) zwecks Ermöglichung deren Relativdehnung ausgebildet ist.
17. Platteneinheit nach aeinem der Ansprüche 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Platten (13, 14) auf verringertem Druck gehalten wird und eine Vakuumöffnung (60) zum Anlegen von Unterdruck vorgesehen ist.

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18. Platteneinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Solar-Heizelement (19d) im Raum zwischen den Platten (13» 14) angeordnet ist.
19. Platteneinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalterzapfen (8) einen erweiterten Schaftteil (19a) aufweist und das plattenförmige Solar-Heizelement (19d) mit einer öffnung (19c) versehen ist, in die der erweiterte Schaftteil (19a) unter Erleichterung des Einbaus des Solar-Heizelements eingreift.
20. Verfahren zum Herstellen einer Vakuum-Platteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis l8, dadurch gekennzeichnet, daß man zwei im wesentlichen starre Platten (13» 14) unter Abstand und Bildung eines Zwischenraumes anordnet, zwischen den Hauptoberflächenbereichen der Platten eine Mehrzahl von Abstandshaltereinheiten (10) unter gegenseitigem Abstand einfügt, ein abgestützes Kantenabdichtelement (42) in fluiddichter Verbindung mit Umfangsbereichen der Platten (13, 14) zwischen diesen unter Bildung eines Vakuumraumes dazwischen anbringt und an den Vakuumraum Unterdruck anlegt, wobei jede Abstandshaltereinheit (10) ein Paar von Lagerelementen (24, 29) in Anlage an den Innenoberflächen der Platten (13* 14) an einander gegenüberliegenden Stellen, einen zwischen den Lagerelementen im Eingriff mit diesen aufgenommenen und mit im wesentlichen kugelförmigen, mit den Lagerelementen zusammenwirkenden Lageroberflächen (20, 21) ausgebildeten Abstandshalterzapfen (8) und ein in der Abstandshaltereinheit (10) angebrachtes Federorgan (32) aufweist, das wenigstens eine begrenzte Relativbewegung zwischen den Platten (13, 14) ermöglicht und ein zur Rückstellung der Platten in ihre Anfangsgleichgewichtslagen wirkendes Mittel enthält.

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21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß man dan Kantenabdichtelement (42) zwischen den Umfangskantenteilen der Platten '13, 14) anordnet und die geflanschten Seitenrandteile '48, 49) fluiddicht an den Innenoberflächen der Platten unter Eindrücken der geflanschten Seitenteile (43, 44) des UmfangswandsüUcks (4o) in Anlage an den Innenoberflächen der Seitenwandteile (48, 49) befestigt.

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