CN101939501A - 纤维增强塑料作为窗框或门框型材的加强部的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纤维增强的塑料的应用，尤其是纤维增强的聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或其混合物作为窗框或门框空心型材(1、10)的加强板条(2、6、7、14、15)的应用，所述塑料具有大于8000N/mm2、优选大于10000N/mm2的弹性模量，大于100℃、优选大于150℃的软化温度，小于6×10-5K-1、优选小于5×10-5K-1、最优选小于4×10-5K-1的膨胀系数。
Description
技术领域
本发明涉及纤维增强的塑料作为窗框或门框的空心型材的加强部的应用，该空心型材尤其可以设计成由热塑性塑料挤出的多腔空心型材。
背景技术
由WO01/06079待已知这种型材，其中塑料和钢都可以用作设计成带状或条状加固件形式的加强部的材料，其中使用钢的方案与塑料加强部的区别在于隔热性差。然而隔热性在窗结构中变得越来越重要。WO01/06079中的加固件尤其可在其彼此相对的纵向棱边上具有冲压部，所述冲裁部与框架型材形成形状锁合(Formschluss)。
此外，由DE 19933099已知用于窗或门的塑料空心型材，其中加强部由金属带制成，该加强部通过切口以形状锁合的方式与塑料空心型材连接。为了形成该切口必须对金属带进行局部冲裁，这需要额外的制造费用。
当由这种型材制造窗框时，相应的型材段被锯成斜面并在角区域中彼此熔接。如果该型材具有金属材质的加固部，就必须在熔接前确保，该加固部在塑料型材的端部上缩进若干毫米，以使其不会紧挨焊缝并在热塑性材料被加热时阻碍进给运动。对独立移入的加固型材来说，这一点通过使用相应缩短的型材来实现；对挤入加固型材来说，必须将加固部切短若干毫米。这两种措施都使框架的制造变得困难。
当取代金属加强部，使用由热固性材料制成的、玻璃纤维增强的塑料型材时，也出现了同样的问题。已知的纤维增强的PVC型材的稳定性不足以满足所有负载情况。
发明内容
因此本发明的目的在于，给出一种适合于上述应用的塑料，该塑料可用作门框或窗框空心型材中的加强板条，使得所得到的型材一方面足够稳定，另一方面制造成本低、隔热性好。
根据本发明，该目的如此实现：从众多的已知塑料中挑选出一种特定的塑料，其具有大于8000N/mm2、优选大于10000N/mm2的弹性模量(E-modul)，大于100℃、优选大于150℃的软化温度，及小于6×10-5K-1、优选小于5×10-5K-1、最优选小于4×10-5K-1的膨胀系数；这种塑料，尤其是至少主要是形式为纤维增强的聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或其混合物，构造成窗框或门框空心型材的挤出的加强板条。
因此，首先表现出的优点为，不使用金属加强部以及避免由使用金属加强部引起的隔热性下降。
与PVC相比，根据本发明使用的塑料的膨胀系数优选至少降低10％。高弹性模量、高软化温度和低膨胀系数的组合的优点在于，由于与此前的情况相比明显更强烈地限制空心型材的由热造成的长度变化，所以除了静态要求外，该加强部还明显更有效地对抗了由温度引起的影响。
为了形成在框架平面内作用的、与空心型材的形状锁合，塑料加强部本身的廓形可以具有在加强部的横向上突出的成型部、如板条等，从而通过加强部的廓形来形成加强部与空心型材之间的形状锁合的连接。由此可以放弃对加强部的冲裁，原因是通过在加强部的横向上突出的部分形成了形状锁合，该部分与加强部一起制成。由此以较低的制造成本得到了非常坚固的塑料空心型材。
加强部的廓形在纵向上可以是连续的，也可以仅间隔地/分段地形成。
这种廓形有利地通过加强板条的边缘加厚来实现。
对于加强部的形式，本领域技术人员可设想到多种可能性。优选使用窄加强板条，该加强板条竖立地、亦即平行于框架平面地布置在型材中，优选接近型材朝向结构外侧的一侧。在那里温度变化最强烈，因此提出将还应用于削弱由热造成的膨胀的加强板条布置在那里。
加强板条可以或者例如作为卷起件单独地存在并被输送至挤出喷嘴，或者被有利地与空心型材的挤出过程并行地挤出成连续带/无端带并输送至喷嘴。这两种情况的优点在于，加强部和空心型材一起被共挤出，因此在这两个部件之间产生紧密的力锁合连接、必要时还存在材料结合的连接。
此外，已证明有利的是，将一种塑料用于加强部，这种塑料的特点为吸湿少，使得由于吸收湿气而产生的重量增加少于0.5％，优选少于0.25％。由此，即使在潮湿状态下加强部也保持希望的湿度值。借助于前述的聚对苯二甲酸丁二醇酯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯能够保证上述性质。
此前，这种塑料例如用于注塑成型的板件/电路板和用于小型电机的壳体，所以本领域技术人员不能设想到其在窗结构中的应用，特别是不能设想到其在由其它塑料制成的空心型材内作为挤出的加强板条的特定应用。
对于加强部的加工温度，亦即相继的型材段彼此熔接时的温度，有利的是该温度为220℃至300℃，优选约为250℃。由此，制成的加强部极好地适合于普通的镜熔接/反射熔接(Spiegelschweiβ)工艺，该工艺用于连接相继的型材段。
优选以如下方式应用所述塑料，即近似竖立地将加强板条压入一多腔的塑料空心型材中，至少使加强板条的头部区域和脚部区域与塑料空心型材连接。
附图说明
从下面对实施例的描述中以及从附图中得出本发明其它的特征和优点。附图示出：
图1：框件的型材横截面；
图2：框件的另一替代型材横截面；
图3：框件的另一可选方案；
图4：框件和窗框的横截面；以及
图5：窗框的型材横截面。
具体实施方式
图1示出框件的空心型材1，该空心型材1具有内置的、根据本发明的加强部2。
挤出的PVC空心型材1的外轮廓和此前已知的空心型材一致，所以该空心型材1与常规的窗框相兼容。然而空心型材1的内部空间的分割与此前常见的型材在多方面都不同：
一方面，在朝向结构外侧的型材半部中设有基本上独立的加强部2，该加强部2的形式为竖立的、即与框平面并行延伸的板条，该加强部由聚对苯二甲酸丁二醇酯制成，其含有超过40％的玻璃纤维、弹性模量为12000N/mm2、软化温度大于200℃、膨胀系数约为3×10-5K-1。该加强板条的上边缘和下边缘分别在两个横向方向上加厚，加厚部2a和2b以被夹紧的方式分别嵌入相应地伸入型材内部的壁部1a和1b中。由于空心型材1和加强部2被共挤出，所以在这两部分之间由于冷却的PVC的收缩而形成力锁合(由于摩擦)的连接，此外形成在朝向框架平面的方向上(图1中亦为竖直方向)起作用的形状锁合。还可以如此加强该连接，即在优选的改进方案中该加强部在与空心型材连接的区域中具有压花/滚花或相对粗糙的表面，这在型材纵向上产生近似形状锁合的连接。
另一方面，取代此前常见的增强腔室，该空心型材1包括两个竖直壁3和4，这两个壁在竖直方向上横跨空心型材且优选还通过一横壁5(彼此)连接。由此这两个壁在空心型材的中部区域中形成一加固结构，在该加固结构中可以设置安装螺栓、锚栓等，以使框件与墙连接。
图2基本上示出同样的横截面，只是在此还额外布置一平行于加强部2、但靠近空心型材1的右侧内壁的加强部6。加强部6的形式基本与加强部2相同且同样与空心型材1共挤出。
在图1和2中加强部2分别仅在低/矮的型材横截面上延伸，而在图3中，加强部7设置成更接近型材外侧，从而也伸入向上突出的型材延长部1c中。加强部7距型材外壁仅有很小的空隙，在上边缘和下边缘上同样朝向两个横向侧加厚，使得其加厚部7a和7b又被空心型材1的相应壁部分(确切地说1c)包围并产生形状锁合的连接。
此外，在这种情况下，还有水平的壁延续部1d和1e在加强部7的中间区域中对其进行支撑。由此，加强部7在横向上额外地加固了空心型材。
图4示出所述框件1与一窗框10的相互作用/相互配合。该窗框具有已知的结构。该窗框尤其具有定心唇口11，该定心唇口方便了玻璃12的插入，同时能够封闭用于容纳连接玻璃与窗框的粘合剂13的腔室。
图5示出根据本发明的加强部同样也适合于窗框。为此，空心型材10在左半部中被加强部14横跨，可选地在右半部中被加强部15横跨。两个加强部也在端部被加厚，并在所述端部处被空心型材10的相应的壁部分包围。
最后图5以加强部15为例示出，加强部完全也可以不是竖直设置，而是倾斜设置。
在所有实施例中，通过根据本发明的加强部代替金属质加强板条，在在优异的稳定性和尺寸稳定性的同时得到高的隔热性。
Claims (3)
1.一种纤维增强的塑料的应用，尤其是纤维增强的聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或其混合物作为窗框或门框空心型材(1、10)的加强板条(2、6、7、14、15)的应用，所述塑料具有大于8000N/mm2、优选大于10000N/mm2的弹性模量，大于100℃、优选大于150℃的软化温度，以及小于6×10-5K-1、优选小于5×10-5K-1、最优选小于4×10-5K-1的膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述加强板条(2、6、7、14、15)被挤入多腔塑料空心型材(1、10)中，并至少在所述加强板条的头部区域和脚部区域与所述塑料空心型材连接。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述加强板条(2、6、7、14、15)基本竖立地被挤入塑料空心型材(1、10)中。
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