Verbundrahmen für Fenster oder Türen
Die Erfindung betrifft einen Verbundrahmen für Fenster oder Türen, bei dem Leichtmetall- oder Kunststoffprofile unter Zwischenanordnung von Verbindungsprofilen an einem aus Holz gefertigten Tragrahmen gehalten sind.
Es ist bekannt, Leichtmetallprofile mittels geeignet geformter Kunststoffverbindungsprofile an Tragrahmen aus Holz zu befestigen. Diese Zwischenanordnung von Kunststoffverbindungsprofilen führt zu dem Vorteil einer zwar festen, jedoch nicht starren Verbindung zwischen dem Leichtmetallprofil und dem tragenden Holzrahmen. Starke Stösse und Schläge beim Betätigen von Türen oder Fenstern werden auf diese Weise weich abgedämpft. Es ist aber auch wesentlich, dass unter dem Einfluss von Temperaturschwankungen Kriechbewegungen unter Ausnutzung der Nachgiebigkeit der Verbindungsprofile möglich sind, ohne dass dadurch die bei anderen Verbundfenstern bekannten Nachteile, wie Verwerfungen, Verklemmungen o. dgl.
entstehen.
Es ist ein Rahmen der eingangs genannten Art bekannt, bei dem jedoch das Kunststoffverbindungsprofil die Form eines im wesentlichen geradlinigen Steges aufweist, an welchem an einem Ende ein im Querschnitt im wesentlichen T-förmiges Profil angeformt ist. Dieses Kunststoffverbindungsprofil muss mit seinem geradlinigen Steg in eine entsprechende Längsnut des Trag- oder Holzrahmens eingesetzt und dort mittels Verstiftung und/oder Verleimung festgehalten werden. Zur Verbindung mit dem Leichtmetallprofil dient der im Querschnitt T-förmige Querschnittsteil des Kunststoffverbindungsprofiles, welcher mit dem Steg des C-Profiles durch einen Längsschlitz im Querschnitt des Leichtmetallprofiles hindurchtritt und mit den Unterflächen des Querschenkels des T-Querschnittes auf dem Schlitz benachbarten Oberflächen des Leichtme tallprofiles aufliegt.
Es wird auf diese Weise ein Formschluss erzeugt, der gewisse Relativbewegungen zwischen dem Leichtmetallprofil und dem tragenden Holzrahmen zulässt. Der Nachteil dieser bekannten Ausftth- rung des Verbundrahmens besteht u. a. in der relativ komplizierten Querschnittsgestalt der Leichtmetallprofile, welche bekanntlich zur zusätzlichen Ableitung der sie belastenden Kräfte beim Öffnen insbesondere jedoch Schliessen eines Fensters oder einer Tür sowie der Kräfte, die durch Winddruck o. dgl. auf Türblätter oder Fensterscheiben ausgeübt werden, mit entsprechenden Profilteilen auf dem tragenden Holzrahmen aufliegen und weitere Querschnittsteile aufweisen müssen, die zur Aufnahme von Dichtungen, Kittfugen u. dgl. dienen.
Umständlich ist aber auch die Befestigung der Kunststoffverbindungsprofile am tragenden Holzrahmen. wobei vornehmlich die Notwendigkeit, einen relativ tiefen Schlitz zu fräsen, der zur Aufnahme des Befestigungssteges des Verbindungsprofiles dient, als wesentlicher Nachteil angesehen wird. Ein weiterer erheblicher Nachteil der bekannten Ausbildung des Verbundrahmens besteht schliesslich noch darin, dass die Leichtmetallprofile nur längs zu sich selbst auf die Verbindungsprofile aufgeschoben werden können, so dass ein Fenster- oder Türrahmen rahmenseitenweise komplett gefertigt werden muss und dass danach jeder Rahmenseitenteil als komplettes Ganzes mit dem benachbarten Rahmenseitenteil verbunden werden muss.
Eine solche Fertigungsweise ist ausserordentlich um ständlich, zeitaufwendig und fordert die Einhaltung allergrösster Genauigkeiten, wenn Ausschuss vermieden werden soll. Ein Wiederlösen der Leichtmetallprofile vom tragenden Holzrahmen ist nur möglich, wenn der gesamte Rahmen in seine einzelnen Rahmenseitenteile zerlegt wird. Erst danach lassen sich nämlich die Leichtmetallprofile längs zu sich selbst ausser Eingriff von den Verbindungsprofilen schieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und einen Verbundrahmen so auszubilden, dass Herstellung und Zusammenbau auf wirtschaftliche und einfache Weise möglich sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich ein Verbundrahmen der einleitend beschriebenen Ausbildung erfindungsgemäss dadurch, dass die Verbinduugs- profile einen im wesentlichen L-förmigen Grundquerschnitt aufweisen und mit den kurzen Schenkeln in eine Nut des Tragrahmens eingreifend sowie mit den langen Schenkeln auf dem Rahmen aufliegend an diesem befestigt sind, wobei jeweils am freien Ende des langen Schenkels rückseitig ein zurückweisender, federnder Tragschenkel und frontseitig ein hakenförmiger Querschnittsteil unmittelbar oder über einen Verbindungssteg angeformt sind, die mit einer Schulter des zugehörigen Leichtmetall- oder Kunststoffprofiles einen Schnappverschluss bilden, bei welchem das freie Ende des Tragschenkels unter elastischer Verformung des Verbindungsprofiles auf der Schulter abgestützt ist,
während die beiden hakenförmigen Querschnittsteile des Verbindungsprofiles und Kunststoffz oder Leichtmetallprofiles formschlüssig ineinandergreifen.
Einer der wesentlichsten und grössten Vorteile des in der beschriebenen neuen Weise ausgebildeten Verbundrahmens besteht darin, dass der Tragrahmen und ein Rahmen aus den Leichtmetall- oder Kunststoffprofilen unabhängig voneinander komplett vorgefertigt werden können. Dabei kann bei der Herstellung des Tragrahmens im Vergleich zu dem bereits einleitend erwähnten bekannten Verbundrahmen ein Arbeitsgang eingespart werden, weil zur Befestigung der Verbindungsprofile lediglich eine Oberflächennut einzuarbeiten ist, die bei dem Fräsvorgang, mit welchem der Rahmenquerschnitt sein Profil erhält, mit hergestellt werden kann, während bei dem bekannten Rahmen zum Befestigen der Verbindungsprofile vergleichsweise tiefe Schlitze in dem Holzrahmen eingefräst werden müssen.
Wenn der tragende Holzrahmen und der Leichtmetall- oder Kunststoffprofilrahmen fertiggestellt sind, können beide dadurch miteinander verbunden werden, dass sie aufeinandergelegt und durch einen kurzen Druck oder Schlag gegeneinander gedrückt werden. Dabei gleiten die Verbindungsprofile des neuen Rahmens unter vorübergehender elastischer Verformung über entsprechende Profilteile am Leichtmetall- oder Kunststoffprofilrahmen, mit denen sie gemeinsam einen Schnappverschluss bilden. In der End lage greift dann z.
B. das Ende des federnden Tragschenkels der Verbindungsprofile hinter die Schulter des Leichtmetall- oder Kunststoffprofiles und der auf der anderen Seite des Verbindungsprofiles vorgesehene hakenförmige Querschnittsteil greift formschlüssig in einen entsprechend ausgebildeten Querschnittsteil der Leichtmetall- oder Kunststoffprofilschiene ein. Der durch die Verbindungsprofile erzielte Verbund zwischen dem Tragrahmen und den Leichtmetall- oder Kunststoffprofilen zeichnet sich z. B. durch eine hohe Elastizität und zugleich aber auch durch eine hohe Widerstandsfähigkeit aus. Diese Eigenschaft beruht beispielsweise darauf, dass die Leichtmetall- oder Kunststoffprofile durch die Anordnung der Verbindungsprofile mit dem vom Tragrahmen abgewandten Ende durch die federnden Tragschenkel der Verbindungsprofile gestützt sind. So ergibt sich durch deren Elastizität eine hohe Nachgiebigkeit.
Da die Verbindungsprofile mit ihren Tragschenkeln aber ausserdem längs zu sich selbst belastet werden und an den Tragschenkeln etwa im Sinne einer Stauchung beansprucht werden, können sie auch sehr grosse Kräfte aus dem Leichtmetall- oder Kunststoffprofil in den Tragrahmen übergeleiten. Auf der rahmenseitigen Hälfte liegen, die Leichtmetall- oder Kunststoffprofile zweckmässig mit geeigneten Querschnittsteilen grossflächig auf der Rahmenoberfläche auf und sind daher sicher abgestützt.
Der dieser Querschnittshälfte der Leichtmetall- oder Kunststoffprofile zugeordnete Verbund mit den Verbindungsprofilen wird z. B. durch den erwähnten Eingriff zweier hakenförmiger Querschnittsteile gebildet.
Bei Verwendung von Leichtmetallprofilen kann man eine hohe Nachgiebigkeit erzielen, wenn nur relativ kurze Verbindungsprofile in Form von Profilstükken in Abständen längs des Tragrahmens angeordnet sind. Hierdurch wird das Aufschnappen des Leichtmetallprofilrahmens auf den Tragrahmen wesentlich erleichtert, da vorübergehend Verkantungen zwischen dem Tragrahmen und dem Leichtmetallprofilrahmen kompensiert und vorübergehend ausgeglichen werden können.
Bei Verwendung von Kunststoffprofilen erreicht man eine gleichmässige Abstützung dieser Profile, wenn ihre Länge sich z. B. über die gesamte Länge der Rahmenseiten erstreckt.
Die erforderliche Nachgiebigkeit der Verbindungsprofile kann sowohl bei den kurzen Profilstücken als auch bei den in der Länge den Rahmenseiten angepassten Profilstücken durch Herstellung der Verbindungsprofile aus Polyamid oder einem Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften oder durch Fertigung der Profile als Hohlkörper aus dünnen Federstahlblech erreicht werden.
Ausführungsbeispiele des neuen Verbundrahmens sind in der Zeichnung gezeigt.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die untere waagrecht verlaufende Rahmenseite eines Verbundrahmens für Fenster.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den in Höhenrichtung verlaufenden Seitenteil des Rahmens gemäss Fig.
1.
Fig. 3 und 4 zeigen die Querschnitte bevorzugter weiterer Ausgestaltungen der Profilstücke des neuen Rahmens.
Fig. 5 und 6 zeigen Ansichten gemäss Fig. 1 und 2 bei einem Verbundrahmen mit Kunststoffprofilen.
In den Fig. 1 und 2 sind die untere Seite und eine in Höhenrichtung verlaufende Seite eines Verbundrahmens für ein Fenster im Schnitt dargestellt. Aus diesen Schnittansichten lassen sich die Querschnittsformen der einzelnen Rahmenteile erkennen. Der gezeigte Verbundrahmen weist einen Blendrahmen 1 und einen Flügelrahmen 2 auf. Der Blendrahmen ist befestigt im Mauerwerk 3, während der Flügelrahmen 2 zur Aufnahme einer Glasscheibe 4 vorgesehen ist. Der Blendrahmen 1 weist einen Tragrahmen 5 auf, der bevorzugt aus Holz gefertigt ist. Er ist mittels geeignet geformter Deck-, Verbindungs- und Übergangsprofile 6, die vorzugsweise aus Leichtmetall gefertigt sind, gegen Feuchtigkeits- und Witterungseinflüsse geschützt.
Bezüglich der Ausbildung dieser Deck-, Übergangs- und Anpassungsprofile 6 unterscheidet scih der in Fig. 1 gezeigte Querschnitt des Blendrahmens 1 von dem in Fig. 2 wiedergegebenen. Am Tragrahmen 5 des Blendrahmens 1 sind längs der Rahmenseiten Verbindungsprofile in Form kurzer Profilstücke 7 befestigt.
Diese Profilstücke weisen eine im Vergleich zur jeweiligen Seite des Tragrahmens 5 kuzre Länge auf und sind aus Kunststoff gefertigt. Sie sind in gegenseitigen relativ grossen Abständen angeordnet. Wie die Fig.
1 und 2 deutlich erkennen lassen, weisen die Profilstücke 7 einen im wesentlichen L-förmigen Grundquerschnitt auf und sind entweder mit der Oberfläche des langen Schenkels des LW erschnitts unmitteibar auf dem Tragrahmen 5 aufliegend und mit dem kurzen Schenkel in eine Nut 8 eingreifend am Tragrahmen 5 befestigt oder aber sie liegen auf einem der Deck- oder Oberflächenprofile 6 dieses Rahmens 5 auf, wobei dann dieses Deckprofil 6 mit einer entsprechenden Nut 8 zur Aufnahme des kurzen Schenkels des L-Querschnittes ausgerüstet sein muss. Zur Befestigung der Profilstücke 7 können in den Fig. 1 und 2 nicht gezeigte Holzschrauben verwendet werden.
Die Profilstücke weisen an der Rückseite, d. h. der dem Tragrahmen 5 abgekehrten Seite, am freien Ende des langen Schenkels einen zurückweisenden federnden Tragschenkel 9 auf, dessen freies Ende unter elastischer Verformung des Profilstückes 7 an einer Schulter 10 eines Leichtmetallprofiles 11 abgestützt ist. Dieses Leichtmetallprofil 11 bildet den Leichtmetallprofilrahmen, der das Verbundelement für den Tragrahmen 5 aus Holz darstellt. Auf der dem federnden Tragschenkel 9 gegenüberliegenden Seite des Profilstückes 7 ist am freien Ende des langen Schenkels ein hakenförmiger Querschnittsteil 12 angeformt, welcher formschlüssig in einen entsprechenden hakenförmigen Querschnittsteil 13 an der Profilschiene 11 eingreift.
Die hakenförmigen Querschnittsteile 12 und 13 der federnde Tragschenkel 9 und die Schulter 10 bilden gemeinsam einen Schnappverschluss, der dazu dient, das Leichtmetallprofil 11 bzw. ein aus derartigen Profilen gebildeten Rahmen fest mit dem Tragrahmen 5 zu verbinden, jedoch Relativbewegungen zwischen beiden Rahmen zuzulassen. Solche Relativbewegungen sind möglich, wenn das Profilstück 7 bzw. die längs der Rahmenseite angeordneten Profilstücke elastisch verformt werden. Dabei können jedoch vom Leichtmetallprofil 11 auf den Tragrahmen 5 hohe Kräfte übertragen werden, weil der federnde Tragschenkel 9 im Sinne einer Stauchung beansprucht wird. Dabei können hohe Belastungen beschädigungsfrei aufgenommen werden.
Die Nachgiebigkeit des Leichtmetallprofiles 11 ist ausserdem an der Stelle des Profilquerschnittes am grössten, wo durch das Anschlagen des Flügelrahmens 2 die grössten Beanspruchungen auftreten. Am anderen Ende des Leichtmetallprofilquerschnittes ist hingegen eine grossflächige Auflage auf dem Tragrahmen 5 oder dessen Oberflächenprofilen 6 vorgesehen, so dass eine sichere Abstützung des Leichtmetallprofiles 11 gewährleistet ist und Belastungen weitgehend ausschliesslich über den federnden Tragschenkel 9 des Profilstükkes 7 aufgenommen werden.
Ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen Ausgestaltung des Profilstückes 7 und der zugehörigen Querschnittsform des Leichtmetallprofiles 11 besteht darin, dass ein Tragrahmen 5, beispielsweise aus Holz, komplett vorgefertigt rnit entsprechenden Deck- und Verbindungsprofilen versehen, mit Profilstücken 7 ausgerüstet sowie am Mauerwerk befestigt werden kann.
Aus den Leichtmetallprofilen 11 kann int ähnlicher Weise ein Rahmen komplett vorgefertigt werden. Die Verbindung des Rahmens aus den Leichtmetallprofilen 11 mit dem Tragrahmen 5 des Blendrahmens 1 zu einem Verbundrahmen geschieht durch Aufeinanderlegen der beiden Rahmen und Anwendung eines kurzen Druckes oder Schlages. Dabei werden nämlich die federnden Tragschenkel 9 der Profilstücke 7 vorüber geher d verformt, nämlich an die Rückseite des langen Schenkels des L-Querschnittes der Profilstücke 7 herangedrückt, bis sie hinter die Schultern 10 der Leichtmetallprofile greifen. Eine Auslenkung des langen Schenkels führt zu einer vorübergehenden elastischen Verformung des Profilstückes 7, welche es gestattet, dass die beiden hakenförmigen Querschnittsteile 12 und 13 des Profilstückes 7 bzw.
Leichtmetallprofiles 11 formschlüssig eineinandergreifen.
In den Fig. nicht gezeigt sind Löcher in den Schein keln 14 des Leichtmetallprofiles 11, welches die Schulter 10 für den federnden Tragschenkel 9 der Profilstücke 7 trägt und welche korrespondierend mit den Profilstücken angeordnet sind. Diese in den Fig. nicht gezeigten Löcher ermöglichen das Einführen eines geeigneten Werkzeuges, mit welchem ein Druck auf die federnden Tragschenkel 9 solange ausgeübt werden kann, bis die Tragschenkel durch elastische Verformung so weit an die langen Schenkel des L-Querschnittes der Profilstücke 7 herangebogen sind, dass sie die Schultern 10 des Leichtmetallprofiles 11 freigeben.
Wenn alle Profilstücke 7 in dieser Weise abgebogen worden sind, kann der Verbundrahmen auf einfache Weise wieder in den Tragrahmen 5 aus Holz und den Leichtmetallrahmen aus den Leichtmetallprofilen 11 zerlegt werden. Die Verbindung der beiden Rahmen ist durch ein Aufdrücken in der bereits beschriebenen Weise wieder möglich. Die Löcher im Schenkel 14 des Leichtmetallprofiles 11 sind während des Gebrauchs des Rahmens verdeckt, weil im Bereich der vorzusehenden Löcher eine Dichtung 15 im Leichtmetallprofil 11 aufgenonunen ist, die dazu dient, eine Abdichtung mit dem Flügelrahmen 2 zu bewirken.
Entsprechend der bereits beschriebenen Ausbildung des Blendrahmens 1 weist auch der mittels eines Gelenks 16 an diesem gehaltene Flügelrahmen 2 einen Tragrahmen 17 und einen aus Leichtmetallprofilen 18 gebildeten Leichtmetallrahmen auf. Zur Verbindung des Rahmens aus den Leichtmetallprofilen, 18 mit dem Tragrahmen 17 aus Holz dienen Profilstücke 19 aus Kunststoff mit einem L-förmigen Grundquerschnitt und einem am freien Ende der Rückseite des langen Schenkels angeformten zurückweisenden federnden Tragschenkel 20, der sich gegen eine Schulter 21 des Leichtmetallprofiles 18 legt. Zur Aufnahme des kruezn Schenkels der Profilstücke 19 ist im Tragrahmen 17 des Flügelrahmens 2 eine Nut 22 vorgesehen.
Zur Befestigung der Profilstücke, die im Vergleich zur Rahmenseite kurz bemessen und int Abständen angeordnet sind, dienen in der Fig. nicht gezeigte Schrauben.
An der dem Tragschenkel 20 gegenüberliegenden Seite der Profilstücke 19 ist jeweils ein hakenförmiger Querschnittsteil 23 angeformt, der formschlüssig in einen entsprechenden hakenförmigen Querschnittsteil 24 des Leichtmetallprofiles 18 zusammenwirkt. Im Gegensatz zu den Profilstücken 7 des Blendrahmens 1 ist der hakenförmige Querschnittsteil 23 der Profilstücke 19 des Flügelrahmens 2, jedoch nicht unmittelbar, son dern über einen Verbindungssteg 25 angeformt, der den Querschnitt eines Winkelprofiles aufweist und mit einem Schenkel 26 seines Querschnittes auf der Oberfläche des zugehörigen Tragrahmens 17 aufliegt.
Auch bei den Leichtmetallprofilen 18 des Flügelrahmens 2 sind in dem Schenkel 27, welcher die Schulter 21 für die federnden Tragschenkel 20 trägt, in der Fig. nicht gezeigte Löcher korrespondierend zu den Profilstücken 19 angeordnet, um durch Wegdrücken oder Verformen der federnden Tragschenkel 20 ein Trennen des Tragrahmens 17 von dem aus den Leichtmetallprofilen 18 gebildeten Rahmen zu ermöglichen. Beim Gebruach sind jedoch diese Löcher durch die Glasscheibe 4 verdeckt und unzugänglich. Die Funktion der Profilstücke 19 entspricht der Funktion der Profilstücke 7. Das bedeutet, dass auch der Flügelrahmen 2 als Ganzes vorgefertigt werden kann. Auch der Rahmen aus Leichtmetallprofilen 18 kann komplett vorgefertigt werden.
Danach braucht der aus den Leichtmetallprofilen 18 gebildete Rahmen nur noch auf den mit Profilstücken 19 versehenen Tragrahmen 17 durch Schlatg oder Druck aufgedrückt zu werden, und es tritt eine Verbindung zwischen den beiden Rahmenteilen zu einem Verbundrahmen ein. Wie bereits für den Blendrahmen 1 beschrieben, zeichnet sich auch diese Verbindung der Leichtmetallprofile 18 mit dem Tragrahmen 17 durch eine hohe Elastizität und zugleich hohe Belastbarkeit aus.
Ein bevorzugter Werkstoff für die Fertigung der Profilstücke 19 ist Polyamid. Die Profilstücke werden, um die Elastizität zu steigern und um Verkantungen zwischen dem Tragrahmen 5 bzw. 17 und den Rahmen aus den. Leichtmetallprofilen 11 bzw. 18 vorübergehend kompensieren zu können, wenigstens im Bereich ihrer federnden Tragschenkel 9 bzw. 20 mit Querschlitzen oder Ausnehmungen versehen, so dass die Tragschenkel 9 bzw. 20 zwei oder mehr nebeneinander angeordnete federnde Zungen bilden, die durch Schlitze oder auch durch breitere Ausnehmungen von; einander getrennt sind.
Die Profilstücke 7, 19, können auch als Hohlkörper aus vergleichsweise dünnen Federstahlblech ausgebildet sein (nicht dargestellt).
Die Fig. 3 und 4 zeigen weitere Ausgestaltungen der Profilstücke 7, 19. Bei diesen Profilstücken ist in rückwärtiger Verlängerung des kurzen Schenkels des L-förmigen Grundquerschnittes eine Nase 28 angel formt. Diese Nase legt sich seitlich an die Schulter 10, 21 des zugehörigen Leichtmetallprofiles 11, 18 und erhöht die Festigkeit der Verbindung.
An dem Verbinr dungssteg 25 des Profilstückes 19 für Flügelrahmen 2, der bekanntlich bevorzugt als Winkelprofil 26 ausgebildet ist, ist ebenfalls in Verlängerung des auf dem Tragrahmen 17 aufliegenden Schenkels des Winkelquerschnittes, und zwar auf der gleichen Seite, nach welcher sich der hakenförmige Querschnittsteil 23 öffnet. eine weitere Nase 29 angeformt, die sich gegen jenen Querschnittsteil des Leichtmetallprofiles 18 legt, welche mit dem hakenförmigen Querschnittsteil 23 zusammenwirkt. Auch diese Nase dient durch Anlage an jenem Querschnittsteil zur Steigerung der Festigkeit der Verbindung zwischen dem Leichtmetallprofil und dem Profilstück.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausgestaltung des Verbundrahmens inP einer Ansicht gemäss Fig. 1 und 2. Bei diesem Verbundrahmen sind anstelle der Leichtmetallprofile 11, 18 Kunststoffprofile 11', 18' vorgesehen. Zu deren Befestigung dienen Verhindungs.- profile 7', 19', die den gleichen Querschnitt wie die als Profilstücke 7, 19 ausgebildeten Verbindungsprofile aufweisen, sich jedoch jeweils über die gesamte Länge einer Rahmenseite erstrecken. So werden die Kunststoffprofile 11', 18' auf ihrer gesamten, Länge abgestützt, und es wird Verformungen entgegengewirkt.