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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verstärkungselement für Fenster- oder Türhohlkammerprofile, wobei das Verstärkungselement eine Befestigungsseite und mindestens eine über einen Verbindungsbereich mit der Befestigungsseite verbundene Anlageseite umfasst, wobei die Befestigungsseite und die mindestens eine Anlageseite einen Innenraum des Verstärkungselements zumindest teilweise umschließen. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verfahren zur Verstärkung eines Fenster- oder Türhohlkammerprofils, in dem ein derartiges Verstärkungselement zum Einsatz kommt.
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Derartige Verstärkungselemente, die üblicherweise auch als Armierungsprofile oder kurz Armierungen bezeichnet werden, sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die
DE 196 26 182 A1 ein aus einem Blendrahmen und einem Flügel aufgebautes Fenster, wobei in die Verstärkungskammer des Flügels ein etwa L-förmiges Verstärkungselement eingesetzt ist. Das Verstärkungselement wird über die dem Glasfalz zugewandte Befestigungsseite an dem Hohlkammerprofil des Fensterflügels befestigt, indem beispielsweise eine Schraube von der Falzseite her durch die Profilwand des Flügelprofils in die Befestigungsseite des Verstärkungselements eingedreht wird. Beim Durchdringen der Profilwand des Flügelprofils gelangen durch die Schraube entstehende Materialspäne aus dem Profilmaterial zwischen die Profilwand und die Befestigungsseite des Verstärkungselements, wodurch die Befestigungsseite des Verstärkungselements nur punktuell an dem Flügelprofil befestigt wird. Dies kann bei thermischer Belastung zu Verwindungen des verstärkten Flügelprofils führen, was ein störungsfreies Öffnen und Schließen des Fensters insbesondere bei hohen Temperaturen negativ beeinträchtigen kann. Darüber hinaus neigt das Verstärkungselement aufgrund der lediglich punktuellen Anlage zu einem Verkippen in der Verstärkungskammer.
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Vor diesem Hintergrund liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verstärkungselements, das die Nachteile des Stands der Technik überwindet. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Verstärkungselement stabil an einem für Fenster- oder Türhohlkammerprofil befestigt werden können, so dass Verwindungen des verstärkten Fenster- oder Türhohlkammerprofil insbesondere bei thermischer Belastung verhindert werden. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verstärkung eines Fenster- oder Türhohlkammerprofils zur Verfügung zu stellen, in dem ein erfindungsgemäßes Verstärkungselement an einem Fenster- oder Türhohlkammerprofil befestigt wird.
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Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verstärkungselement für ein Fenster- oder Türhohlkammerprofil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Verstärkung eines Fenster- oder Türhohlkammerprofils mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass die Materialspäne zwischen der Profilwand des Fenster- oder Türhohlkammerprofils und der Befestigungsseite des Verstärkungselements ein flächiges Anliegen der Befestigungsseite an der Innenwand des Fenster- oder Türhohlkammerprofils verhindern. Erfindungsgemäß werden die Materialspäne in einem Hohlraum aufgenommen, der sich zwischen der Profilwand des Fenster- oder Türhohlkammerprofils und einem zwischen zwei Kontaktbereichen angeordneten Absenkungsbereich der Befestigungsseite des Verstärkungselements befindet. Die Befestigungsseite des Verstärkungselements liegt über die beiden Kontaktstellen der Befestigungsseite an der Innenwand des Fenster- oder Türhohlkammerprofils an. Sowohl ein Verkippen des Verstärkungselements in dem Fenster- oder Türhohlkammerprofil als auch Verwindungen des verstärkten Fenster- oder Türhohlkammerprofil insbesondere bei thermischer Belastung werden so wirksam verhindert.
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Dementsprechend liegt die vorliegende Erfindung in der Bereitstellung eines Verstärkungselements für Fenster- oder Türhohlkammerprofile, wobei das Verstärkungselement eine Befestigungsseite und mindestens eine über einen Verbindungsbereich mit der Befestigungsseite verbundene Anlageseite umfasst, wobei die Befestigungsseite und die mindestens eine Anlageseite einen Innenraum des Verstärkungselements zumindest teilweise umschließen, wobei sich das Verstärkungselement erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsseite mindestens einen zwischen zwei Kontaktbereichen angeordneten Absenkungsbereich aufweist, der gegenüber den Kontaktbereichen in Richtung des Innenraums des Verstärkungselements versetzt angeordnet ist. Darüber hinaus liegt die vorliegende Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahren zur Verstärkung eines Fenster- oder Türhohlkammerprofils, das die Stufen (a) des Bereitstellens eines Fenster- oder Türhohlkammerprofils; (b) des Bereitstellens eines erfindungsgemäßen Verstärkungselements; (c) des Einbringens des Verstärkungselements in eine Hohlkammer des Fenster- oder Türhohlkammerprofils, wobei zwischen einer Profilwand des Fenster- oder Türhohlkammerprofils und dem Absenkungsbereich an der Befestigungsseite des Verstärkungselements ein Hohlraum gebildet wird; und (d) des Befestigens des Verstärkungselements in der Hohlkammer unter Verwendung eines Befestigungsmittels, das die Profilwand des Fenster- oder Türhohlkammerprofils und den Absenkungsbereich an der Befestigungsseite des Verstärkungselements durchdringt, wobei die beim Durchdringen der Profilwand des Fenster- oder Türhohlkammerprofils entstehenden Materialspäne in dem Hohlraum aufgenommen werden, umfasst.
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Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verstärkungselements kann es hilfreich sein, wenn der Absenkungsbereich als Krümmung der Befestigungsseite in Richtung des Innenraums des Verstärkungselements ausgebildet ist. So lässt sich ein breiter Absenkungsbereich, der die häufig länglich ausgebildeten Materialspäne des Fenster- oder Türhohlkammerprofils gut aufnehmen kann, verfahrenstechnisch leicht herstellbar.
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Ebenso kann es von Nutzen sein, wenn sich der Absenkungsbereich über mindestens 40 % der Breite der Befestigungsseite, insbesondere über mindestens 50 % der Breite der Befestigungsseite und bevorzugt über mindestens 60 % der Breite der Befestigungsseite erstreckt. In einen derartig breiten Absenkungsbereich lassen sich die oft länglich ausgebildeten Materialspäne des Fenster- oder Türhohlkammerprofils gut aufnehmen.
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Bevorzugt kann es sein, wenn der Absenkungsbereich ungefähr mittig in der Breite der Befestigungsseite angeordnet ist. Dadurch ist das Einbringen des Befestigungselements erleichtert.
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Es hat sich als ausreichend erwiesen, wenn der maximale Versatz des Absenkungsbereichs der Befestigungsseite gegenüber den Kontaktbereichen höchstens 20% der Breite der Befestigungsseite, insbesondere höchstens 15% der Breite der Befestigungsseite und bevorzugt höchstens 10% der Breite der Befestigungsseite beträgt.
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Es kann auch hilfreich sein, wenn das Verstärkungselement aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium, Stahl oder Eisen, aus einem polymeren Werkestoff, insbesondere einem faserverstärkten polymeren Werkstoff, oder abschnittsweise aus einer Kombination der genannten Werkstoffe ausgebildet ist. Derartige Werkstoffe haben sich in der Praxis als besonders geeignet erwiesen.
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Es kann auch hilfreich sein, wenn das Verstärkungselement einen im Wesentlichen L-förmigen, C-förmigen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt ausweist.
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Es kann auch günstig sein, wenn das Material des Fenster- oder Türhohlkammerprofils ein thermoplastischer Kunststoff ist. So lässt sich das Fenster- oder Türhohlkammerprofil in einem an sich bekannten Extrusionsverfahren herstellen. Als Material für das Fenster- oder Türhohlkammerprofil ist Polyvinylchlorid (PVC), insbesondere Hart-PVC (PVC-U) oder nachchloriertes PVC bevorzugt. Das Material kann auch faserverstärkt, insbesondere glasfaserverstärkt sein. Besonders bevorzugt lässt sich das erfindungsgemäße Hohlkammerprofil in an sich bekannter Weise durch Extrusion oder Coextrusion herstellen. Dabei kann es besonders günstig sein, wenn das Material des Fenster- oder Türhohlkammerprofils im Querschnitt zumindest bereichsweise faserverstärkt, insbesondere glasfaserverstärkt ist. Dies trägt zur mechanischen Stabilität der aus Abschnitten des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils gebildeten Rahmenbaugruppe bei.
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In Bezug auf das das erfindungsgemäße Verfahren kann es günstig sein, wenn die zwei Kontaktbereiche an der Befestigungsseite des Verstärkungselements an der Profilwand des Fenster- oder Türhohlkammerprofils anliegen. Dies erhöht die Stabilisierungswirkung des erfindungsgemäßen Verstärkungselement in dem Fenster- oder Türhohlkammerprofil.
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Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen verstärkten Fenster- oder Türhohlkammerprofile werden bevorzugt zur Herstellung einer Rahmenbaugruppe eines Kunststoff-Fensters oder einer Kunststoff-Tür verwendet. Durch Verschweißen von auf Gehrung geschnittenen Stücken eines verstärkten Fenster- oder Türhohlkammerprofil kann ein Fenster- oder Türrahmen erhalten werden. Der erhaltene Fenster- oder Türrahmen ist für den Einbau in eine Öffnung einer Wandung eines Gebäudes vorgesehen bzw. in die Öffnung der Wandung eines Gebäudes einbaubar.
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Das erfindungsgemäße Verstärkungselement sowie einzelne Teile davon können auch zeilenweise oder schichtweise unter Verwendung eines zeilenaufbauenden oder schichtaufbauenden Fertigungsverfahrens (z. B. 3D-Druck) hergestellt werden, bevorzugt ist jedoch die Herstellung mittels Extrusion, Coextrusion oder Strangpressen.
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Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen im Detail erläutert werden. Dabei zeigen
- 1 eine Querschnittsdarstellung eines Verstärkungselements nach dem Stand der Technik;
- 2 einen Ausschnitt aus einer Querschnittsdarstellung eines verstärkten Fensterhohlkammerprofils, wobei in eine Hohlkammer des Fensterhohlkammerprofils das in 1 dargestellte Verstärkungselement eingesetzt ist;
- 3 eine Querschnittsdarstellung eines Verstärkungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 4 einen Ausschnitt aus einer Querschnittsdarstellung eines verstärkten Fensterhohlkammerprofils, wobei in eine Hohlkammer des Fensterhohlkammerprofils das in 3 dargestellte erfindungsgemäße Verstärkungsprofil eingesetzt ist.
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In 1 ist ein Verstärkungselement 1 nach dem Stand der Technik in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Dabei handelt es sich um ein durch Strangpressen hergestelltes Armierungsprofil aus Stahl. Das Verstärkungselement 1 umfasst eine Befestigungsseite 2 und zwei Anlageseiten 3, 3', die jeweils über einen als abgerundete Ecke ausgebildeten Verbindungsbereich 4, 4'mit der Befestigungsseite 2 verbunden sind. Um die mechanische Stabilität des Verstärkungselements 1 zu erhöhen, sind die der Befestigungsseite 2 abgewandten Enden der Anlageseiten 3, 3' umgebogen. Die Befestigungsseite 2 des Verstärkungselements 1 ist planar ausgebildet. Die Befestigungsseite 2 und die beiden Anlageseiten 3, 3' bilden drei Seiten eines Innenraums 5 des Verstärkungselements 1, der damit teilweise von der Befestigungsseite 2 und den Anlageseiten 3, 3' umschlossen ist.
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2 eine partielle Querschnittsdarstellung eines Fensterhohlkammerprofils 6, das mit dem in 1 gezeigten Verstärkungselement 1 armiert ist. In alternativen Ausführungsformen kann das Verstärkungselement 1 auch in ein Türhohlkammerprofil 6 eingesetzt sein. Das Fensterhohlkammerprofil 6 ist in der dargestellten Ausführungsform als Fensterblendrahmenprofil ausgebildet. Es ist aus einem thermoplastischen Polymermaterial, vorzugsweise Polyvinylchlorid (PVC), insbesondere Hart-PVC (PVC-U) oder glasfaserverstärktem PVC, dem darüber hinaus Zusatzstoffe, wie z. B. Stabilisatoren, Weichmacher, Pigmente und dergleichen zugesetzt sind, mittels Extrusion hergestellt. In die Haupthohlkammer 7, die üblicherweise auch als Armierungskammer bezeichnet wird, ist das Verstärkungselement 1 eingeschoben, wobei die Befestigungsseite 2 einer Profilwand 8 des Hohlkammerprofils 6 zugewandt ist. Dabei ist das Verstärkungselement 1 mit einem Befestigungsmittel 9 befestigt, das in der dargestellten Ausführungsform als Schraube ausgebildet ist. Das Befestigungsmittel 9 durchdringt die Profilwand 8 des Hohlkammerprofils 6 und die Befestigungsseite 2 des Verstärkungselements 1. Beim Durchdringen der Profilwand 8 verdrängt das Befestigungsmittel 9 PVC-Material aus der Profilwand 8, das als Materialspäne 10, 10' aus der Profilwand 8 gedrückt wird. Diese Materialspäne 10, 10' befinden sich an der Austrittsstelle des Befestigungsmittels 9 aus der Profilwand 8 und verhindern so, dass die Befestigungsseite 2 des Verstärkungselements 1 flächig an der Innenseite der Profilwand 8 des Hohlkammerprofils 6 anliegen kann. Mit anderen Worten ausgedrückt sorgen die Materialspäne 10, 10' dafür, dass das Verstärkungselement 1 beabstandet von der Profilwand 8 ist und daher seine Verstärkungswirkung nicht vollständig entfalten kann. Das Verstärkungselement 1 neigt vielmehr zu einem Verkippen in der Hohlkammer 7 des Hohlkammerprofils 6. Darüber hinaus können insbesondere bei thermischer Belastung Verwindungen des verstärkten Hohlkammerprofils auftreten, was ein störungsfreies Öffnen und Schließen des Fensters insbesondere bei höheren Temperaturen negativ beeinträchtigen kann.
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Dies wird durch die vorliegende Erfindung wirksam verhindert, die im Folgenden anhand 3 und 4 im Detail erläutert wird. Dabei zeigt 3 ein Verstärkungselement 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Querschnittsdarstellung.
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Das erfindungsgemäße Verstärkungselement 1 ist wiederum als ein durch Strangpressen hergestelltes Armierungsprofil aus Stahl ausgebildet. Es umfasst eine Befestigungsseite 2 und zwei Anlageseiten 3, 3', die jeweils über einen als abgerundete Ecke ausgebildeten Verbindungsbereich 4, 4' mit der Befestigungsseite 2 verbunden sind. Zur Verbesserung der mechanischen Stabilität des erfindungsgemäßen Verstärkungselements 1 sind die der Befestigungsseite 2 abgewandten Enden der Anlageseiten 3, 3' umgebogen. Die Befestigungsseite 2 und die beiden Anlageseiten 3, 3' bilden drei Seiten eines Innenraums 5 des erfindungsgemäßen Verstärkungselements 1, der damit teilweise von der Befestigungsseite 2 und den Anlageseiten 3, 3' umschlossen ist. Die Befestigungsseite 2 des Verstärkungselements 1 ist im Gegensatz zum Verstärkungselement 1 gemäß 1 nicht planar ausgebildet. Vielmehr ist die Befestigungsseite 2 in Richtung des Innenraums 5 des erfindungsgemäßen Verstärkungselements 1 gekrümmt. Auf diese Weise entsteht in der Befestigungsseite 2 ein Absenkungsbereich 11, der zwischen zwei Kontaktbereichen 12, 12' angeordnet ist. Der Absenkungsbereich 11 ist daher gegenüber den Kontaktbereichen 12, 12' in Richtung des Innenraums 5 des erfindungsgemäßen Verstärkungselements 1 versetzt angeordnet. Alternativ kann der Absenkungsbereich 11 zur Krümmung, die in 3 dargestellt ist, auch eckig, elliptisch, kreisförmig und dergleichen gegenüber den Kontaktbereichen 12, 12' in Richtung des Innenraums 5 des erfindungsgemäßen Verstärkungselements 1 versetzt angeordnet sein. Der maximale Versatz ist dabei etwa in der Mitte der Breite des Befestigungsseite 2 erreicht. Der maximale Versatz gegenüber den Kontaktbereichen 12, 12' beträgt etwa 4 % der Breite der Befestigungsseite 2.
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Die Wirkung des Absenkungsbereich 11 ist aus 4 gut ersichtlich, die eine partielle Querschnittsdarstellung eines Fensterhohlkammerprofils 6 zeigt, in dessen Haupthohlkammer 7 das in 3 dargestellte erfindungsgemäße Verstärkungsprofil 1 eingesetzt und mit einem Befestigungsmittel 9 befestigt ist. Das Fensterhohlkammerprofil 6 ist wiederum aus einem thermoplastischen Polymermaterial, vorzugsweise Polyvinylchlorid (PVC), insbesondere Hart-PVC (PVC-U) oder glasfaserverstärktem PVC, dem darüber hinaus Zusatzstoffe, wie z. B. Stabilisatoren, Weichmacher, Pigmente und dergleichen zugesetzt sind, mittels Extrusion hergestellt. In die Haupthohlkammer 7 ist auch gemäß 4 das erfindungsgemäße Verstärkungselement 1 eingeschoben, wobei die Befestigungsseite 2 einer Profilwand 8 des Hohlkammerprofils 6 zugewandt ist. sind. Zur Befestigung des erfindungsgemäßen Verstärkungselements 1 an dem Fensterhohlkammerprofil 6 ist ein als Schraube ausgebildetes Befestigungsmittel 9 durch die Profilwand 8 des Hohlkammerprofils 6 und die Befestigungsseite 2 des Verstärkungselements 1 geführt. In alternativen Ausführungsformen kann anstelle einer Schraube auch ein Bolzen, ein Nagel, ein Niet oder dergleichen als Befestigungsmittel 9 eingesetzt werden. Beim Durchdringen der Profilwand 8 verdrängt das Befestigungsmittel 9 PVC-Material aus der Profilwand 8, so dass Materialspäne 10, 10' aus der Profilwand 8 gedrückt werden. Diese Materialspäne 10, 10' befinden sich an der Austrittsstelle des Befestigungsmittels 9 aus der Profilwand 8 und werden dort in einem zwischen der Befestigungsseite 2 des Verstärkungselements 1 und der Profilwand 8 des Hohlkammerprofils 6 gebildeten Hohlraum 13 aufgenommen. Gleichzeitig liegen die beiden Kontaktbereiche 12, 12' des erfindungsgemäßen Verstärkungselements 1 an der Innenseite der Profilwand 8 des Hohlkammerprofils 6 an. Damit kann das erfindungsgemäße Verstärkungselement 1 im Hohlkammerprofil 6 nicht verkippen. Auch bei thermischen Belastungen können keine Verwindungen des verstärkten Hohlkammerprofils verursachen.
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In alternativen Ausführungsformen kann das Verstärkungselement 1 auch in ein Türhohlkammerprofil 6 eingesetzt sein
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Die vorliegende Erfindung wurde exemplarisch unter Bezugnahme auf Hohlkammerprofile eines Fensters beschrieben. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere Hohlkammerprofile, insbesondere Hohlkammerprofile einer Tür, Pfosten- und Blindpfostenprofile entsprechend anwendbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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