DE102014201045A1

DE102014201045A1 - Profil für einen Fensterflügel, einen Fensterrahmen oder einen Pfosten; Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102014201045A1
Application number: DE102014201045.4A
Authority: DE
Inventors: Werner Pätz; Siegfried Glaser
Original assignee: BBG GmbH and Co KG
Current assignee: BBG GmbH and Co KG
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2015-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Profil für einen Fensterflügel (100), einen Fensterrahmen (200) oder einen Pfosten mit wenigstens einer Außenschicht und mit wenigstens einer, zumindest teilweise von einem Kunststoffschaum gebildeten Isolierung (130; 230) im Inneren. Erfindungsgemäß wird die Außenschicht des Profils aus wenigstens zwei Profilteilen (110, 120; 210, 220) gebildet, die gemeinsam die Isolierung (130; 230) umgeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Profil für einen Fensterflügel, einen Fensterrahmen oder einen Pfosten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Patentanspruch 13 sowie eine Vorrichtung zur Herstellung gemäß Patentanspruch 18.
Eine derartiges Profil ist aus der DE 10 2008 009 495 A1 bekannt. Bei diesem wird ein in einer separaten Schaumform hergestellter Isolierkörper aus Kunststoffschaum in einem zweiten Arbeitsgang in eine zweite Form eingelegt und dort mit einem Ummantelungsmaterial versehen, das die Außenhaut des Profils bildet. Die Herstellung des Profils erfordert getrennte Formen, mehrere Arbeitsgänge und eine aufwändige Positionierung des Schaumkörpers in der zweiten Form, damit eine gleichmäßig dicke Außenhaut erzeugt werden kann. Zum Entformen des Schaumkörpers müssen in die erste Form Trennmittel eingebracht werden, deren Rückstände am Schaumkörper die anschließende Haftung des Ummantelungsmaterials erschweren. Durch Schwindung des Schaumkörpers verursachte Toleranzen des Schaumkörpers bewirken Formabweichungen des Profils sowohl im Querschnitt als auch über dessen Länge.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Profil zu erzeugen sowie ein für dessen Herstellung vorteilhaftes Verfahren und eine dafür geeignete Vorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Profil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Ein zur Herstellung eines derartigen Profils besonders geeignetes Verfahren ist im Patentanspruch 13 und eine zur Herstellung eines derartigen Profils besonders geeignete Vorrichtung ist im Patentanspruch 18 angegeben.
Erfindungsgemäß wird das Profil aus wenigstens zwei Profilteilen gebildet, die eine Form für den Kunststoffschaum bilden und diesen gemeinsam als Außenschicht umgeben.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Profilteile zu einem geschlossenen Profil verbindbar sind. Hierzu sind die Profilteile in aneinandergrenzenden Bereichen bevorzugt mit Verbindungselementen für eine formschlüssige Verbindung versehen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die wenigstens zwei Profilteile aus unterschiedlichen Materialien gebildet. So können beispielsweise je nach Anforderung an die Fensteraußenseite oder Fensterinnenseite die Profilteile beispielsweise von einem Aluminiumprofil und von einem Kunststoffprofil gebildet werden.
Zur Erhöhung der Steifigkeit und/oder zur haltbareren Befestigung von Anbauteilen, wie Schließteilen oder Scharnieren, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass wenigstens eines der Profilteile mit wenigstens einer Versteifungsrippe und/oder einem Versteifungsteil versehen ist. Die Versteifungsrippe ist bevorzugt integral am jeweiligen Profilteil ausgebildet. Versteifungsteile können auch in das jeweilige Profilteil eingelegt und erst durch den sich dazwischen ausbreitenden Kunststoffschaum mit diesem verbunden werden.
Die separat als offene Profile herstellbaren Profilteile eröffnen durch das Einbringen von Hinterschnitten und/oder Nuten eine große Gestaltungsfreiheit. Unter Nutzung dieser Gestaltungsfreiheit ist vorteilhaft wenigstens eines der Profilteile mit wenigstens einer Vorrichtung zur Befestigung einer Blende versehen. Als Blende kann beispielsweise auch ein Holzteil verwendet werden, so dass ein Kunststoff- und/oder Aluminium-Fenster im Inneren oder nach außen den Eindruck eines Holzfensters erwecken kann. Weiterhin ist vorteilhaft wenigstens eines der Profilteile mit wenigstens einer Nut zur Befestigung wenigstens einer Dichtung versehen.
Schließlich ermöglicht die offene Gestaltung der Profilteile auch, dass wenigstens eines der Profilteile mit wenigstens einer Kabelführung zur Führung eines Kabels und/oder mit wenigstens einem Betätigungsmechanismus zum Öffnen und Schließen des Fensters und/oder mit wenigstens einem Sensor und/oder mit wenigstens einer Steuerung zur Steuerung oder Regelung wenigstens eines verstellbaren Dichtelements und/oder mit Aktoren, Motoren oder Lüftern versehen ist.
Dadurch können hochintegrierte, „intelligente“ Fenstermodule geschaffen werden, bei denen integrierte Innenraumtemperatursensoren, Außentemperatursensoren, Innenraumfeuchtigkeitsmesser, Außenfeuchtemesser und/oder Luftgütesensoren für die Innen- und Außenluft (zur Messung des Sauerstoffgehalts, Kohlendioxidgehalts und/oder Schadstoffgehalts) vorgesehen sind, die einzeln oder in Kombination durch eine integrierte Steuerung oder Regelung mittels wenigstens eines integrierten Aktors oder Motors wenigstens ein bewegbares Dichtelement für ein gezieltes Belüften oder Entlüften des von den Fenstern umschlossenen Raumes betätigen.
Alternativ kann auch ein mittels einer Pumpe aufblasbares oder evakuierbares Dichtungselement die Belüftung oder Entlüftung des Raumes mehr oder weniger freigeben oder sperren. Es können auch alternativ oder zusätzlich vorzugsweise in ihrer Förderrichtung umsteuerbare Mikro-Gebläse in das Profil integriert werden, durch welche der Luftaustausch gesteuert oder beschleunigt wird. Bevorzugt sind alle bewegbaren Teile, darunter in einer vorteilhaften Variante auch die Mechaniken zum Öffnen oder Schließen des Fensters in das Fensterrahmenprofil integriert, so dass der bewegbare Fensterflügel möglichst leicht und einfach im Aufbau gehalten werden kann.
Ein Verfahren zur Herstellung eines vorstehend beschriebenen Profils zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:

a) Einlegen eines ersten Profilteils in eine erste Werkzeughälfte,
b) Einlegen eines zweiten Profilteils in eine zweite Werkzeughälfte,
c) Einbringen eines Kunststoffschaums in wenigstens eines der Profilteile,
d) Zusammenführen der beiden Werkzeughälften zur Erzeugung eines von beiden Profilteilen begrenzten geschlossenen Hohlraums,
e) Ausreagieren des Kunststoffschaums mit gleichzeitiger Volumenvergrößerung zur zumindest überwiegenden Ausfüllung des Hohlraums,
f) Entfernen der beiden Werkzeughälften voneinander;
g) Entnahme des fertig ausgeschäumten Profils.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden vor dem Verfahrensschritt c) Einlegeteile, Versteifungsteile, Kabel, Führungen, Sensoren, Aktoren und/oder Dichtungen in wenigstens eines der Profilteile eingelegt und dort positioniert.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn beim Verfahrensschritt d) gleichzeitig Verbindungselemente an den Profilteilen in formschlüssigen Eingriff gebracht werden.
Eine äußerst wirtschaftliche kontinuierliche Massenfertigung kann dadurch erreicht werden, dass die durch Extrudieren hergestellten Profilteile synchron auf dieselbe, einem Werkzeug entsprechende Läge abgelängt und unmittelbar in die Werkzeughälften des Werkzeugs überführt werden, wo ein im Volumen größeres der beiden Werkzeugteile unten liegend von einem Schaumwerkzeug mit einem Kunststoffschaum in einer solchen Menge aufgefüllt wird, dass der Schaum nach dem Ausreagieren den gemeinsamen Hohlraum zwischen den beiden dann anschließend geschlossenen und zusammengefügten Profilteilen zumindest weitestgehend ausfüllt. Die Werkzeughälften sorgen beim Aufschäumen des Kunststoffmaterials für eine stabile Abstützung der Profilteile, so dass es zu keinerlei Formabweichungen durch den Schaumdruck kommen kann.
Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Profils zeichnet sich durch eine erste Werkzeughälfte zur Aufnahme eines ersten Profilteils und eine gegenüberliegend zu dieser angeordneten zweiten Werkzeughälfte zur Aufnahme eines zweiten Profilteils aus, wobei die Werkzeughälften mittels einer Vorrichtung aufeinander zu oder voneinander weg bewegbar angeordnet sind.
Die Vorrichtung umfasst ferner eine Schäumvorrichtung, die bei auseinander gefahrenen Werkzeughälften mit wenigstens einer Schaumdüse in deren Zwischenraum einfahrbar ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Querschnitt durch ein Fensterflügelprofil und ein Fensterrahmenprofil;
2 einen Querschnitt durch ein alternatives Fensterflügelprofil und ein Fensterrahmenprofil;
3 einen Querschnitt durch ein außenhautbündig ausgeführtes Fensterflügelprofil mit einer Stufenisolierverglasung;
4 einen Querschnitt durch ein Fensterrahmenprofil mit einer Trägervorrichtung für eine Blende;
5 einen Querschnitt durch ein Fensterflügelprofil mit einer integrierten Kabelführung;
6 ein alternatives Fensterrahmenprofil;
7 ein alternatives Fensterrahmenprofil mit Einlegeteilen und einer Positionierhilfe;
8 ein Fensterpfostenprofil;
9 ein weiteres alternatives Fensterrahmenprofil mit Versteifungsrippen;
10 ein weiteres alternatives Fensterflügelprofil mit Versteifungsrippen;
11 ein weiteres alternatives Fensterflügelprofil;
12 ein weiteres alternatives Fensterflügelprofil;
13 ein weiteres alternatives Fensterrahmenprofil;
14 ein weiteres alternatives Fensterflügelprofil;
15 ein weiteres alternatives Fensterrahmenprofil;
16 ein weiteres alternatives Fensterflügelprofil;
17 ein weiteres alternatives Fensterrahmenprofil;
18 zwei Profilteile eines Fensterpfostens in noch nicht zusammengefügtem Zustand;
19 die Profilteile des Fensterpfostens gemäß 18 in zusammengefügtem Zustand; und
20 eine zur Herstellung besonders geeignete Vorrichtung.
In den 1 und 2 ist jeweils im oberen Teil der Zeichnung ein Fensterflügelprofil 100 und im unteren Teil der Zeichnung ein Fensterrahmenprofil 200 dargestellt.
Das Fensterflügelprofil 100 setzt sich zusammen aus einem ersten Profilteil 110, einem zweiten Profilteil 120 und einer von beiden umschlossenen Isolierung 130 aus einem Kunststoffschaum. Das Das Fensterflügelprofil 100 ist mit einer Verglasung 140 versehen, die im vorliegenden Beispiel drei voneinander beanstandete Scheiben 141, 142, 143 aufweist. Zwischen den Scheiben 141, 142 und 142, 143 befinden sich Zwischenräume 147, 148 mit einem Teilvakuum, welches durch Dichtungen 145, 146 gegenüber der Umgebung abgedichtet und dadurch dauerhaft aufrechterhalten wird. Scheiben 141, 142, 143 und Dichtungen 145, 146 werden von einem Scheiben-Rahmen 144 umfasst. Anstelle eines Teilvakuums können die Zwischenräume 147, 148 auch gemäß einer üblichen Alternative mit einem Gas gefüllt sein. In diesem Falle wird diese Gasfüllung durch die Dichtungen 145, 146 aufrecht erhalten.
Das aus dem ersten Profilteil 110 und dem zweiten Profilteil 120 mit der eingeschlossenen Isolierung 130 gebildete Fensterflügelprofil 100 weist an der Oberseite eine L-Form mit einem zur Außenseite nach oben vor springenden Schenkel auf. Die komplette Verglasung 140 ist mit dem Scheiben-Rahmen 144 auf den L-Schenkel des ersten Profilteils 110 aufgesetzt und zur Innenseite hin mittels einer ausgeschäumten sogenannten Glasleiste 160 und einer Klebeschicht 149 dauerhaft befestigt und abgedichtet.
Das erste Profilteil 110 weist Verbindungselemente 116, 118 und das zweite Profilteil 120 weist dazu komplementäre Verbindungselemente 126, 128 auf, mittels derer die beiden Profilteile 110, 120 nach dem Einfüllen des Kunststoffschaums 130 und vor dessen Ausreagieren dauerhaft formschlüssig miteinander verbunden werden. Der Kunststoffschaum 130 füllt nach dem Ausreagieren den von den beiden Profilteilen 110 und 120 umschlossenen Hohlraum bevorzugt vollständig aus.
An der Unterseite des ersten Profilteils 110 sind zwei Nuten 102, 104 ausgebildet, die zur Aufnahme der Befestigungsstege von Dichtungen 150 bzw. 152 dienen. Das zweite Profilteil 120 weist an seiner Innenseite zwei T-förmige Versteifungsrippen 122 auf.
Die innen liegende, bevorzugt als Hohlkammer-Dichtung ausgebildete Dichtung 150 legt sich an die Innenseite und die außen liegende, bevorzugt als Hohlkammer-Dichtung ausgebildete Dichtung 152 legt sich an einen außen liegenden, nach oben vorstehenden Schenkel eines Fensterrahmenprofils 200 an.
Das Fensterrahmenprofil 200 wird gebildet von einem im Ausführungsbeispiel innen liegenden ersten Profilteil 210 und einem außen liegenden zweiten Profilteil 220. Das erste Profilteil 210 weist an seinen dem zweiten Profilteil 220 zugewandten Kanten Verbindungselemente 216 und 218 auf, die mit dazu komplementären Verbindungselementen 226 und 228 am zweiten Profilteil 220 zusammenwirken und für eine formschlüssige Verbindung beider Profilteile 210, 220 sorgen. Die beiden Profilteile 210 und 220 werden nach dem Einfüllen und vor dem Ausreagieren eines Kunststoffschaums 230 mittels der Verbindungselemente 216, 218, 226, 228 verbunden.
Das erste Profilteil 210 und das zweite Profilteil 220 umschließen nach dem Ausreagieren die Isolierung 230 aus Kunststoffschaum, die den von beiden Profilteilen 210 und 220 gebildeten Hohlraum dann bevorzugt vollständig ausfüllt.
An der Innenseite des zweiten Profilteils 220 sind zwei T-förmige Versteifungsrippen 222 angeordnet.
Am Fensterrahmenprofil 200 ist an dessen Oberseite in dem von den Dichtungen 150 und 152 eingeschlossenen Zwischenraum 280 zwischen Fensterrahmenprofil 200 und Fensterflügelprofil 100 eine bewegbare Dichtleiste 246 angeordnet, die mittels einer Führungsmechanik 244 zur Freigabe eines Durchlasses in ihrer Höhe verstellbar ist. Die Führungsmechanik 244 wird mittels einer Steuerung 240 und einem von dieser betätigbaren, nicht dargestellten Aktor oder Elektromotor betätigt. Die Steuerung 240 ist mit wenigstens einem Sensor 242 verbunden, der ein Signal für eine Temperatur und/oder einen Feuchtegrad liefert. Durch eine Auswertung eines Außentemperatursensors, eines Innenraumtemperatursensors sowie entsprechender Feuchtigkeitssensoren für die Außenluft und die Innenluft kann mittels der Steuerung 240 eine automatische Belüftung oder Entlüftung des Innenraums durch einen zeitlich begrenzt freigebbaren und/oder im Querschnitt dosierbaren Lüftungsspalt erfolgen. Durch die Integration dieser Bauteile in das Fensterrahmenprofil 200 entsteht ein „intelligentes“ Klimafenster-Modul, das optional auch über einen Datenbus oder über eine LAN- oder WLAN-Verbindung mit einer Hausklimaanlagensteuerung verbunden sein kann. An Stelle einer bewegbaren Dichtleiste 246 kann auch eine mittels einer Pumpe aufblasbare oder durch Teilevakuierung im Querschnitt zeitweise verkleinerbare Dichtleiste 246 oder Hohlkammerdichtung 150, 152 zur Steuerung eines Lüftungsspalts verwendet werden.
Die in 2 gezeigte Anordnung aus einem Fensterflügelprofil 100 und einem Fensterrahmenprofil 200 entspricht in ihren wesentlichen Aufbau der 1. Im Unterschied zur 1 ist jedoch das Fensterflügelprofil 100 mit einer abweichenden Verglasung 140 versehen, die lediglich über einen Scheiben-Rahmen 144 für die Scheiben 141, 142, 143 und die Dichtungen 145, 148, jedoch über keine Fensterflügel-Profilteile 110, 120 verfügt. Die Dichtung des Fensterflügelprofils 100 erfolgt bei der Ausführungsform gemäß 2 durch eine Flachdichtung 150, die an der Innenseite der nach unten verlängerten inneren Scheibe 143 angeordnet ist und sich an die Innenseite des Fensterrahmenprofils 200 anlegt und durch eine Flachdichtung 152, die sich an den weiter außen liegenden erhabenen Schenkel des Fensterrahmenprofils 200 anlegt.
An der inneren Seite des ersten Profilteils 210 ist eine Kabelführung 211 in Form von zwei voneinander beabstandeten Stegen ausgebildet, die zur Aufnahme und Halterung eines Kabels 213 dient. Das Kabel 213 dient zur Energieversorgung und Signalleitung für Aktoren und Sensoren 242, die für eine automatische Steuerung einer Belüftung oder Entlüftung oder auch für eine Betätigung eines nicht dargestellten Antriebs zum Verriegeln oder Entriegeln des Fensters dienen.
Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist die am Fensterflügelprofil 100 angeordnete Verglasung 140 in der Weise stufenförmig ausgebildet, dass eine äußere Scheibe 141 außenhautbündig auf einer Rippe 124 eines zweiten Profilteils 120 aufliegt, während eine innere Scheibe 142 auf einem Absatz 125 des zweiten Profilteils 120 aufliegt. Der mit einem Teilvakuum oder einer Gasfüllung versehene Zwischenraum 148 zwischen den beiden Scheiben 141 und 142 ist mittels einer Dichtung 146 dauerhaft abgedichtet. Die Fensterflügel-Profilteile 110, 120 des Fensterflügels 100 liegen bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen auf der Innenseite der Verglasung 140. Das zweite Profilteil 120 wird auf der Innenseite von einem ersten Profilteil 110 ergänzt und der zwischen beiden Profilteilen 110 und 120 eingeschlossene Hohlraum ist von einer Isolierung 130 aus einem Kunststoffschaum ausgefüllt. Die Verbindung des ersten Profilteils 110 und des zweiten Profilteils 120 erfolgt über Verbindungselemente 116, 118 bzw. 126, 128, die formschlüssig ineinander einrasten.
An der Unterseite des zweiten Profilteils 120 ist eine abgewinkelte Rippe 127 angeordnet, an der eine Dichtung 152 befestigt ist. Die Dichtung 152 liegt an einem stufenförmigen Absatz 202 einer in diesem Ausführungsbeispiel den Fensterrahmen bildenden Gebäudehülle 201 eines Gebäudes an.
Das Fensterflügelprofil 100 oder zumindest eines der Profilteile 110, 120 kann alternativ auch mit einer insbesondere aus einem härteren Polyurethan (PU) bestehenden umschäumten Hülle versehen oder von dieser gebildet sein, die die Profilteile 110, 120 ersetzt und die einen Schaumkern 130 umgibt. Hierzu kann beispielsweise das Profilteil 120 in ein Werkzeug eingelegt werden, das von einem Schieber geschlossen wird. In das geschlossene Werkzeug wird dann in einem ersten Schäumschritt in das Profilteil 120 flüssiges Polyurethan zur Bildung der Isolierung 130 eingefüllt. Nach dem Ausreagieren des Polyurethans wird dann der Schieber gezogen oder durch ein oberes Werkzeug ersetzt, dessen Kontur gegenüber der Isolierung 130 zusätzlich eine Kavität in Form des ersten Profilteils 110 bereit stellt. In einem zweiten Schäumschritt wird dann diese Kavität mit einem gegenüber der Isolierung 130 härteren Polyurethan ausgeschäumt, wobei sich das erste Profilteil 110 in der Form ausbildet. Durch das Anschäumen des ersten Profilteils 110 an das zweite Profilteil 120 und die Isolierung 130 erübrigen sich Befestigungselemente 116, 118; 126, 128, da beide Profilteile 110, 120 untereinander und mit der Isolierung stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
In einem dreistufigen Werkzeug kann in einem ersten Schäumschritt, in dem nur eine Kavität in der Form des zweiten Profilteils 120 bereitgestellt wird, auch dieses zweite Profilteil 120 durch Schäumen aus einem härten Polyurethan hergestellt werden. Anschließend wird in einem zweiten Schäumschritt in eine durch Ziehen eines Schiebers erweiterte Werkzeugform die Isolierung 130 und nach deren Aushärten, wie vorstehend beschrieben, das erste Profilteil 110 in einem dritten Schäumschritt einer weiteren Kavität erzeugt werden. Bei diesem für alle gezeigten Profile alternativen Herstellungsverfahren kann auf eine Extrusion ebenso vollständig verzichtet werden wie auf das Vorsehen von Befestigungselementen 116, 118; 126, 128; 216, 218; 226, 228; 316, 318; 326, 328.
In 4 ist ein Fensterrahmenprofil 200 dargestellt, dass aus einem ersten Profilteil 210, einem zweiten Profilteil 220 und einer von beiden umschlossenen Isolierung 230 aus einem Kunststoffschaum besteht. Die zum Innenraum weisende Seitenwand des ersten Profilteils 210 ist mit mehreren Versteifungsrippen 212 versehen, die zur Befestigung einer Blende 250 dienen. An der zur Außenseite hinweisenden Seitenwand des ersten Profilteils 210 sind ein oder mehrere Befestigungsprofile 270 angeordnet, die zur Befestigung einer äußeren Blende 260 dienen. Die Befestigungsprofile 270 sind am ersten Profilteil 210 beispielsweise durch Kleben befestigt. Die Blende 260 ist mit nach innen vorspringenden Stegen 262 an nach außen vorspringenden Rippen des Befestigungsprofils 270 formschlüssig befestigt. Dies kann bevorzugt durch eine federnde Clips-Verbindung aber auch durch ein Einschieben in Längsrichtung des Befestigungsprofils 270 erfolgen.
In 4 ist auch eine in das erste Profilteil 210 integrierte Wasserrinne 214 gezeigt, die bei Starkregen oder Schlagregen eventuell die Dichtung 152 (1) überwindendes Regenwasser auffängt und über nicht dargestellte Drainagebohrungen nach außen abführt.
Das in 5 dargestellte Fensterflügelprofil 100 ist wiederum aus einem ersten Profilteil 110, einem zweiten Profilteil 120 und einer von beiden umschlossenen Isolierung 130 aus einem Kunststoffschaum gebildet. An der Innenseite des zweiten Profilteils 120 ist eine Kabelführung 121 in Form zweier Rippen ausgebildet, die zur Aufnahme eines Kabels 123 dienen. Das Kabel 123 dient zur Energieversorgung und Signalleitung für Aktoren und Sensoren, die für eine automatische Steuerung einer Belüftung oder Entlüftung oder auch für eine Betätigung eines nicht dargestellten Antriebs zum Verriegeln oder Entriegeln des Fensters dienen.
Das in 7 dargestellte Fensterrahmenprofil 200 unterscheidet sich von dem in 6 dargestellten Fensterrahmenprofil 200 dadurch, dass in das zweite Profilteil 220 an der Innen- und Außenseite vor dem Einbringen des Kunststoffschaums 230 jeweils ein Versteifungsteil 290 eingelegt wird. Die Versteifungsteile 290 werden dabei beispielsweise durch ein federartiges Distanzelement als Positionierhilfe 292 bis zum Ausreagieren des Kunststoffschaums der Isolierung 230 an die jeweilige Wand des zweiten Profilteils 220 angedrückt.
In 8 ist ein Profil 300 eines Pfostens dargestellt, wie er beispielsweise in vertikaler Anordnung zwischen zwei benachbarten Fensterflügeln verwendet wird. Dieses Pfostenprofil 300 wird detaillierter im Zusammenhang mit den 18 und 19 beschrieben.
Das in 9 gezeigte Fensterrahmenprofil 200 zeichnet sich dadurch aus, dass an der Innenseite des ersten Profilteils 210 mehrere Versteifungsrippen 212 ausgebildet sind. Ebenso sind bei dem in 10 dargestellten Fensterflügelprofil 100 an der Innenseite des zweiten Profilteils 120 mehrere T-förmige Versteifungsrippen 122 angeordnet. In 10 ist außerdem angedeutet, dass das erste Profilteil 110 und das zweite Profilteil 120 aus unterschiedlichen Materialien bestehen können. So ist beispielsweise das erste Profilteil 110 aus einem Kunststoffmaterial gebildet, während das zweite Profilteil 120 aus einem Aluminium-Strangpressprofil besteht.
Das in 11 dargestellte Fensterflügelprofil 100 weist ein erstes Profilteil 110 auf, das beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial besteht, während das zweite Profilteil 120 an der Innenseite des Fensters beispielsweise aus einem Holzprofil besteht. Beide Profilteile 110, 120 umschließen eine Isolierung 130 aus einem Kunststoffschaum.
In den 12, 14 und 16 sind weitere Ausführungsformen von Fensterflügelprofilen 100 dargestellt, die sich im Wesentlichen durch ihre äußere Kontur und/oder durch unterschiedliche Verbindungselemente unterscheiden. Ebenso sind in den 13, 15 und 17 weitere Ausführungsformen von Fensterrahmenprofilen 200 dargestellt, die sich im Wesentlichen durch ihre äußere Kontur und/oder durch unterschiedliche Verbindungselemente unterscheiden.
In den 6, 7, 9, 13, 15 und 17 ist das Fensterrahmenprofil 200 in seiner Fertigungsposition gemäß 20 und nicht in seiner Gebrauchslage gemäß 4 gezeigt, wobei die Begriffe „erstes Profilteil“ und „zweites Profilteil“ teilweise ausgetauscht sind.
In den 18 und 19 ist das Profil eines Postens 300 dargestellt, der beispielsweise zwischen zwei benachbarten Fenstern vertikal angeordnet ist. Der Pfosten 300 besteht aus einem ersten Profilteil 310 und einen zweiten Profilteil 320, die mit komplementären Befestigungselementen 316, 318 bzw. 326, 328 versehen sind. Nach dem Einfüllen eines Kunststoffschaummaterials – beispielsweise flüssiges Polyurethan (PU) – werden die beiden Profilteile 310 und 320 miteinander verrastet und der von beiden gebildete Hohlraum wird durch das aufschäumende Kunststoffschaummaterial 330 vollständig ausgefüllt.
Als Kunststoffmaterial für die Profilteile 110, 120, 210, 220, 310, 320 wird beispielsweise ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), PVC (Polyvinylchlorid) oder ein anderer extrusionsfähiger Kunststoff verwendet. Für die Isolierung 130, 230, 330 wird bevorzugt Polyurethan (PU) verwendet. Die Befüllung mit flüssigem Polyurethan erfolgt dabei jeweils in das in einer unteren Werkzeugform 412 (siehe 20) angeordnete, im Volumen größere der beiden Profilteile 110, 120, 210, 220, 310, 320, so dass der spätere, von beiden Profilteilen umschlossene Hohlraum zu etwa 60 % mit flüssigem Polyurethan gefüllt ist. Durch das Aufschäumen des Polyurethans wird dann der Hohlraum aufgrund der Volumenvergrößerung vollständig gefüllt. Die Profilteile können mit nicht dargestellten Entlüftungsbohrungen versehen werden, die ein Entweichen der Luft beim Aufschäumen ermöglichen.
Anstelle einer Herstellung der Profilteile durch Extrudieren können diese auch durch Strangpressen (insbesondere bei Aluminium) oder profilierende (z.B. Rollpressen) oder spanabhebende Bearbeitung (z.B. Fräsen und/oder Schleifen) hergestellt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Fensterflügelprofile 100, Fensterrahmenprofile 200 oder Pfostenprofile 300 zeichnet sich dadurch aus, dass die Profilteile 110, 120, 210, 220, 310, 320 zunächst in einem nicht dargestellten Extruder hergestellt, dann auf eine Länge von beispielsweise 3 m bis 6 m abgelängt und anschließend in eine untere Werkzeugform 412 bzw. eine obere Werkzeugform 422 überführt werden, wie sie in 20 beispielhaft dargestellt sind.
Die untere Werkzeugform 412 ist Bestandteil eines unteren Formwerkzeugs 410 und nimmt im gezeigten Beispiel das zweite Profilteil 220 eines Fensterrahmenprofils 200 auf. Die obere Werkzeugform 422 gehört zu einem oberen Formwerkzeug 420 und nimmt im gezeigten Beispiel das erste Profilteil 210 eines Fensterrahmenprofils 200 auf.
Das obere Formwerkzeug 420 weist weiterhin um ein Lager 423 schwenkbare Hebel 424 und in die obere Werkzeugform 422 integrierte Vakuumsauger 426 auf. Die Vakuumsauger 426 dienen zur Halterung des ersten Profilteils 210 am oberen Formwerkzeug 420. Das untere Formwerkzeug 410 und das obere Formwerkzeug 420 bilden gemeinsam eine besonders geeignete Vorrichtung 400 zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Profilteile 110, 120, 210, 220, 310, 320.
Die obere Werkzeugform 422 und die untere Werkzeugform 412 sind zunächst – wie in 20 gezeigt – voneinander beabstandet, so dass das in der unteren Werkzeugform 412 angeordnete zweite Profilteil 220 mit dem größeren Volumen mittels einer Düse 452 eines Schäumwerkzeugs 450 mit einem zunächst flüssigen Kunststoffschaummaterial 230 befüllt werden kann. Nach dem Zurückfahren des Schäumwerkzeugs 450 fahren die beiden Werkzeugformen 412, 422 zusammen, wobei die Verbindungselemente 216, 218 bzw. 226, 228 der Profilteile 210, 220 miteinander verrasten. Der von beiden Profilteilen 210, 220 umschlossene Hohlraum wird dann durch das beim Ausreagieren erfolgende Aufschäumen des Kunststoffmaterials 230 vollständig ausgefüllt, wobei die Profilteile 210, 220 durch die Werkzeugformen 412, 422 von außen sicher formschlüssig abgestützt werden, so dass beim Ausreagieren des Kunststoffschaums keine Verformungen der Profilteile 210, 220 infolge des Schaumdrucks stattfinden können.
Das Zusammenfahren der Werkzeugformen 412, 422 erfolgt im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 20 durch eine durch den Pfeil 460 symbolisierte Schwenkbewegung des Hebels 424 um das Lager 423. Statt einer Schwenkbewegung ist auch eine lineare Bewegung oder eine Bewegung einer komplexeren Bewegungskurve möglich. Die Vakuumsauger 426 bleiben aktiv bis sich das obere Formwerkzeug 420 unter Druck an das untere Formwerkzeug 410 angelegt hat. Somit wird das erste Profilteil 210 am oberen Formwerkzeug 420 gehalten bis es mittels der Verbindungselemente 216, 218 bzw. 226, 228 mit dem zweiten Profilteil 220 verrastet.
Vor dem Einbringen des Kunststoffschaummaterials 130, 230 bzw. 330 werden erforderlichenfalls Einlegeteile, Versteifungsteile oder Funktionsteile, wie Sensoren 242, Aktoren, Motoren, Betätigungsmechaniken 244, bewegbare Dichtleisten 246, Steuergeräte 240 und Kabel 123 in die Profilteile 110, 120; 210, 220; 310, 320 eingelegt, dort fixiert bzw. positioniert und anschließend mit umschäumt.
Sobald der Kunststoffschaum 230 ausreagiert hat, wird das obere Formwerkzeug 420 vom unteren Formwerkzeug 410 entgegen der Richtung des Pfeils 460 weggeschwenkt und anschließend kann das fertig ausgeschäumte Fensterrahmenprofil 200 – eventuell unterstützt durch nicht dargestellte Auswerfer – aus der unteren Werkzeugform 422 entnommen werden.
Die Schwenkbewegung des oberen Formwerkzeugs 420 erfolgt beispielsweise durch einen nicht dargestellten, am Hebel 424 angelenkten Pneumatikzylinder.
Die ausgeschäumten Profilteile 100, 200 oder 300 können in herkömmlicher Weise auf die gewünschte Länge und Breite auf Gehrung gesägt und anschließend beispielsweise durch Kleben zusammengefügt werden.
Die erfindungsgemäß aus zwei Profilteilen gestalteten Profile und das erfindungsgemäße Verfahren gestatten jedoch auch eine andere Methode einer Herstellung eines Fensterflügels. Hierzu werden beispielsweise vier passend, beispielsweise auf Gehrung geschnittene erste Profilteile 110 in eine rahmenförmige untere Werkzeughälfte eingelegt und vier zweite Profilteile 120 in eine rahmenförmige obere Werkzeughälfte eingelegt und dort beispielsweise durch Vakuumsauger gehalten. Nach Einlegen der gewünschten Versteifungs- oder Funktionsteile wird das flüssige Schaummaterial 130 in die ersten Profilteile 110 eingefüllt und durch Schließen der oberen und der unteren Werkzeughälfte werden alle Verbindungselemente formschlüssig verrastet. Durch das anschließende Aufschäumen des Schaummaterials der Isolierung 130 werden dann alle acht Profilteile 110, 120 dauerhaft zur einem rahmenförmigen Fensterflügelprofil 100 miteinander verbunden. Die vorstehend beschriebene Alternative gilt ebenso für ein Fensterrahmenprofil 200 oder auch für Türrahmenprofile.
In die Eckbereiche können zuvor noch winkelförmige Versteifungselemente eingelegt werden.
Eine alternative Herstellung eines oder beider Profilteile 110, 120; 210, 220; 310, 320 durch Schäumen in einem zwei- oder dreistufigen Werkzeug wurde weiter oben im Zusammenhang mit 3 beschrieben. Dieses gilt ebenso für die Herstellung eines kompletten rahmenförmigen Fensterflügelprofils 100 oder Fensterrahmenprofils 200.
Bezugszeichenliste

100: Fensterflügel(-profil)
102: Dichtungsnut
104: Dichtungsnut
110: (erstes) Profilteil (von 100)
116: Verbindungselement (an 110)
118: Verbindungselement (an 110)
120: (zweites) Profilteil (von 100)
121: Kabelführung
122: Versteifungsrippe (an 120)
123: Kabel
124: Rippe
125: Absatz
126: Verbindungselement (an 120)
127: Rippe
128: Verbindungselement (an 120)
130: Isolierung (Kunststoffschaum)
140: Verglasung
141: Scheibe
142: Scheibe
143: Scheibe
144: Scheiben-Rahmen (von 140)
145: Dichtung
146: Dichtung
147: Zwischenraum
148: Zwischenraum
149: Klebeschicht
150: Dichtung
152: Dichtung
160: Glasleiste
200: Fensterrahmen(-profil)
201: Gebäudehülle
202: Absatz oder Nut
210: (erstes) Profilteil (von 200)
211: Kabelführung
212: Versteifungsrippe
213: Kabel
214: Wasserrinne
216: Verbindungselement (an 210)
218: Verbindungselement (an 210)
220: (zweites) Profilteil (von 100)
222: Versteifungsrippe (an 220)
226: Verbindungselement (an 220)
228: Verbindungselement (an 220)
230: Isolierung (Kunststoffschaum)
240: Steuerung
242: Sensor
244: Führungsmechanik
246: Dichtleiste
250: Blende
260: Blende
262: Steg
270: Befestigungsprofil
280: Zwischenraum (zwischen 100
und: 200)
290: Versteifungsteil
292: Positionierhilfe
300: Pfosten
310: (erstes) Profilteil (von 300)
316: Verbindungselement (an 310)
318: Verbindungselement (an 310)
320: (zweites) Profilteil (von 300)
326: Verbindungselement (an 320)
328: Verbindungselement (an 320)
330: Isolierung (Kunststoffschaum)
400: Vorrichtung
410: (unteres) Formwerkzeug
412: (untere) Werkzeugform
420: (oberes) Formwerkzeug
422: (obere) Werkzeugform
423: Lager
424: Hebel
426: Vakuumsauger
450: Schäumwerkzeug
452: Düse
460: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008009495 A1 [0002]

Claims

Profil für einen Fensterflügel (100), einen Fensterrahmen (200) oder einen Pfosten (300) mit wenigstens einer Außenschicht und mit wenigstens einer, zumindest teilweise von einem Kunststoffschaum gebildeten Isolierung (130; 230; 330) im Inneren, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (100, 200, 300) aus wenigstens zwei Profilteilen (110, 120; 210, 220; 310, 320) gebildet wird, die eine Form für den Kunststoffschaum (130; 230; 330) bilden und diesen gemeinsam als Außenschicht umgeben.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) zu einem geschlossenen Profil verbindbar sind.
Profil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) in aneinandergrenzenden Bereichen mit Verbindungselementen (116, 118; 126, 128; 216, 218; 226, 228; 316, 318; 326, 328) für eine formschlüssige Verbindung versehen sind.
Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind.
Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) mit wenigstens einer Versteifungsrippe (122; 222) und/oder einem Versteifungsteil (290) versehen ist.
Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) mit wenigstens einem Befestigungsprofil (270) zur Befestigung wenigstens einer Blende (250; 260) versehen ist.
Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) mit wenigstens einer Nut (102; 104) zur Befestigung wenigstens einer Dichtung (150; 152) versehen ist.
Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) mit wenigstens einer Kabelführung (121; 211) zur Führung eines Kabels (123; 213) und/oder mit wenigstens einem Sensor (242) und/oder mit wenigstens einer Steuerung (240) zur Steuerung oder Regelung wenigstens eines verstellbaren Dichtelements (246) versehen ist.
Profil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Dichtelement (246) zur Freigabe eines Luftstromes zwischen Fensteraußenseite und Fensterinnenseite bewegbar ist.
Profil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Dichtelement (246) mittels eines durch die Steuerung (240) betätigbaren Aktors oder Elektromotors bewegbar ist.
Profil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Dichtelement (150, 152; 246) mittels einer durch die Steuerung (240) betätigbaren Pumpe aufblasbar oder evakuierbar ist.
Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Profils (210, 220) alle für das Öffnen und Schließen eines Fensters erforderlichen bewegbaren Teile und deren Führungen integriert sind.
Verfahren zur Herstellung eines Profils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: h) Einlegen eines ersten Profilteils (110; 210; 310) in eine erste Werkzeughälfte, i) Einlegen eines zweiten Profilteils (120; 220; 320) in eine zweite Werkzeughälfte, j) Einbringen eines Kunststoffschaums in wenigstens eines der Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320), k) Zusammenführen der beiden Werkzeughälften zur Erzeugung eines von beiden Profilteilen (110, 120; 210, 220; 310, 320) begrenzten geschlossenen Hohlraums, l) Ausreagieren des Kunststoffschaums mit gleichzeitiger Volumenvergrößerung zur zumindest überwiegenden Ausfüllung des Hohlraums, m) Entfernen der beiden Werkzeughälften voneinander; n) Entnahme des fertig ausgeschäumten Profils.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verfahrensschritt c) Einlegeteile, Versteifungsteile, Kabel, Führungen, Betätigungsmechaniken, Sensoren, Aktoren und/oder Dichtungen in wenigstens eines der Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) eingelegt und dort positioniert werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahrensschritt d) Verbindungselemente (116, 118; 126, 128; 216, 218; 226, 228; 316, 318; 326, 328) an den Profilteilen (110, 120; 210, 220; 310, 320) in formschlüssigen Eingriff gebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) durch Extrudieren, Strangpressen, profilierende oder spanabhebende Bearbeitung hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) nach dem Extrudieren, Strangpressen, profilierende oder spanabhebende Bearbeitung auf eine einstellbare Abschnittslänge abgelängt und dann unmittelbar in die Werkzeughälften überführt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegen wenigstens eines der Profilteile (110, 120; 210, 220; 310, 320) durch eine Herstellung in einer separat bereitstellbaren Kavität eines mehrstufigen Formwerkzeugs erfolgt.
Vorrichtung (400) zur Herstellung eines Profils (100; 200; 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein erstes Formwerkzeug (420) zur Aufnahme eines ersten Profilteils (210) und eine gegenüberliegend zu dieser angeordnetes zweites Formwerkzeug (410) zur Aufnahme eines zweiten Profilteils (220), wobei die Formwerkzeuge (410, 420) mittels einer Vorrichtung (424) aufeinander zu oder voneinander weg bewegbar angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Schäumwerkzeug (450) umfasst, das bei auseinander gefahrenen Formwerkzeugen (410, 420) mit wenigstens einer Düse (452) in deren Zwischenraum einfahrbar ist.