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Distanzelemente für Fenster>Türen und/oder ehnliche Bauelemente
aus Kunststoffhohlprofilen, insbesondere für deren Verstärkungswinkel und/oder -Profile.
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Die Erfindung betrifft Distanzelemente für Blendrahmen und/oder Flügel
sowie Dämpfern von Fenstern, Türen und/ oder ähnlichen Profilkombinationen aus Kunststoffhohlprofilen,
vorzugsweise für deren nach aussen unsichtbare Verstärkungswinkel für Eckverbindungen
und/oder Verstärkungsprofile zur Überbrückung und Ausgleich der teils grossen Herstellungstoleranzen
im Kunststoff, sowie zur Erhöhung der Stabilität oder Gestaltfestigkeit des gesamten
Bauteiles.
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Die Blendrahmen, Flügel und Kämpfe derartiger Fenster, Türen und ähnlicher
Bauteile werden vorwiegend aus Kunststoffhohlprofilen aus Polyvenylchlorid oder
anderen Kunststoffen in der Weise hergestellt, dass die Profile in massgerechten
Längen auf Gehrung geschnitten und in den Ecken verschweisst oder geklebt werden.
In die Hohlkammern der Kunststoffprofile werden zur Erhöhung der Stabilität des
gesamten Bauteiles teilweise Verstärkungswinkel in die Ecken und/oder Verstärkungsprofile,
vorzugsweise Rohre aus Stahl oder Aluminium in den Holmen eingesetzt. Derartige
Eckverbindungen sind in der Patentanmeldung P 23 oo 281.5 sowie P 1 659 436
oder
P 1 264 874 oder der Zeitschrift "Der Deutsche Schreiner", Jahrgang 72/53, Heft
6, Seite 666 beschrieben. In der gleichen Zeitschrift sind Verstärkungsprofile auf
Seite 664 dargestellt.
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Da die extrudierten Eunststoffhohlprofile teilweise grosse, ferti
gungsbedingte He rstellungst ol e ranzen vornehmlich in den inneren Hohlkammern
aufweisen, müssen die Verstärkungswinkel und/oder Profile mit entsprechend grossem
Spiel zu den Wandungen des Kunststoffprofils versehen sein, das umso grösser auszulegen
ist, Je länger derartige Verstärkungselemente sind.
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Da der Elastizitätsmodul dieser Kunststoffe mit E = 25 - DOooo kp/
cm2 30 bis loo mal niedriger liegt als jener der Metalle wie Eisen, Zink oder Aluminium,
wird der ursprüngliche Zweck der aus diesen Metallen bestehenden Verstärkungen durch
das grosse Spiel zwischen Kunststoff und Metall eingeschränkt. Derartige Retallver
stärkungen wirken nämlich erst dann, wenn sich das vunststóffprofil soweit verformt
hat, dass es die Verstärkungen berihrt. Bei den Verstärkungswinkeln kommt es zusätzlich
in den vorzugsweise zu klebenden Ecken auf einen guten Xaftverband an, der wiederum
nur erzielt wird, wenn der Kleber das Spiel zwischen Kunststoffprofil und den Schenkeln
des Winkels ganz oder weitgehend ausfüllt. Die in den Kunststoffhohlprofilen teilweise
vorgesehenen Gleitwülste bringen eine geringe, indessen nicht ausreichende Verbesserung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese teils grossen Herstellungstoleranzen
innerhalb der Kunststoffhohlprofile, die sich insbesondere nachteilig in den zecken
der Bauteile, wie Fenster, Deren oder ähnlichen Bauteilen auswirken, zu überbrücken,
und damit gleichzeitig die Herstellungstechnik zuverlässiger und wirtschaftlicher
zu gestalten sowie die Stabilität derartiger Fenster, Türen und ähnlicher Profilkombinationen
zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Verstärkungswinkel
und/oder -Profile als federnde Einheiten und/oder mit federnden Distanzelementen
ausgerüstet werden, die eine wederung von o,l bis 5 mm, vorzugsweise 1 bis 3 mm,gestatten
und sich
mit einer gesamten vorher bestimmten Federkraft von 1 bis
200 kp, vorzugsweise lo bis 30 kp, im eingeschobenen Zustand gegen die inneren Wandungen
der Kunststoffprofile abstützen. Die Distanzelemente können vor dem Einschieben
in die Hohlkammern mit Rlebstoff versehen werden, so dass die Distanzelemente im
verklebten Zustand einen starren optimalen Haftverband zwischen Kunststoffhohlprofil
und den Verstärkungseinheiten bilden.
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Zu diesem Zwecke werden beispielsweise in die Wände der Verstärkungsinkel
und/oder -Profile derartige federnde Distanzelemente direkt z.B. durch Stanzen eingearbeitet.
Sie können auch auf die Aussenflächen jener Wände zusätzlich oder ausschliesslich
angebracht sein. Je nach den Vaterialien der Verstärkungseinheiten und der Distanzelemente
sind diese z . B. durch Punktschweissan, Löten, KLeben oder andere bekannte kraitschliissige
Kontakte miteinander zu verbinden. Prinzipiell können derartige Distanzelemente
auch an den Innenwänden der Hohlkammern der Kunststoffprofile vorgesehen werden,
sofern dies fertigungstechnisch durchführbar ist.
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Die mit den Distanzelementen ausgeübten Federkräfte sind zweckmässigerweise
auf jeden Realfall in der Weit? abzustimmen, dass die Summe aller lnpresskräfte
keine unverträglich hohen zusätshohen Spannungen im Kunststoffprofil hervorrufen
und die eine schubkräfte möglichst noch von Hand zu bewältigen sind.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen darin, dass die mit
federnden Distanzelementen oder die mit ihnen versehenen Verstärkungewinkel und/oder
-Profile sich selbständig in den Hohlkammern der Kunststoffprofile zentrieren, indem
sie alle Unebenheiten und Masstoleranzen jener Kunststoffinnenwände überwinden und
dabei einen gleichmässigen mittleren Abstand von der Kunststoffwand zu den Oberflächen
der Verstärkungseinheiten bilden.
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Die Gleitwiilste der Höhlprofile werden dadurch überflüssig und deren
Nachteile aufgehoben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Federkraft der
Distanzelemente in engen Grenzen genau eingestellt und den Erfordernissen angepasst
und damit die
Einschubkräfte stets gleich niedrig dosiert werden
können. Dadurch werden örtlich unerwuxischte hohe zusätzliche Spannungen im Kunststoffprofil
sowie unvorherzusehende Montageschwierigkeiten vermieten. Wenn die Distanzelemente
mit Klebstoff versehen bzw. gefüllt werden, der nach dem Einschieben dieser Einheiten
erhärtet, dann bildet sich erfindungsgemäss hierdurch ein starrer und festhaftender
Verband aus, der dem ganzen Bauteil eine wesentlich höhere Festigkeit als bei Verwendung
von VerstärkunJseinheiten ohne Distanzelemente verleiht. Schliesslich können die
das Hohlprofil berührenden Kanten der Distanzelemente so scharf bder spitz ausgebildet
werden, dass die Verstärkungseinheiten nur in der Einschubrichtung zu bewegen sind
und nicht zurück. Dadurch kommt man zusätzlich in den Genuss einer sofort und in
sich haftende Eckverbindung bevor der erhärtende Klebstoff den endgültigen Verband
herbeiführt.
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Sämtliche Vorteile führen insbesondere bei der Serienfertigung zu
einer reibungslos ablaufenden, zuverlässigeren und wirtschaitlicheren Produktion,
wobei die mit Distanzelementen versehenen Verstärkungseinheiten dem gesamten Bauteil
eine gesteigerte Steifigkeit bzw. Gestaltfeatigkeit mit entsprechend höherem Sicherheitsfaktor
verleihen.
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T:'#in Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur 1 und 2
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Xer in dem Kunststoffhohlprofil
1 eingeschobene Verstärkungsvzinkel 2, der z.B.
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aus lmm starkem Stahlblech gepresst ist, enthält auf der Rodenseite
3 je fünf nistanzelemente 4 eingestanzt. In figur 3 ist eines dieser Distanzelemente
im vergrösserten Zustand dargestellt. Im nicht eingeschobenem Zustand ragt das Distanzelement
mit einem Abstand 5, bis zu 5 mm, vorzugsweise 1 bis 3 mm, aus der Bodenfläche 6
heraus und überbrückt in diesem Bereich die möglichen Unebenheiten oder Toleranzen
zur Oberfläche 7 des gegenüberliegenden Hohlprofils. In diesem Beispiel weist lediglich
eine fläche des Winkels funf Distanzelemente auf. Der Teller 8 des Distanzelementes
presst sich gegen die Oberfläche 7 des Kunststoffhohlprofils und
überbrückt
die Toleranzen zwischen Winkel und Kunststoff. Im Teller 8 ist eine flache Vertiefung
9 eingeprägt, die bis 2 mm, vorzugsweise o,2 bis 1 mm, tief ist und Klebstoff aufnehmen
kann.
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Am Fuss lo ist eine Rille 11 eingearbeitet in der Weise, dass der
Restquerschnitt eine Biegehöhe 12 aufweist, mit der die federkraft 13 eingestellt
wird.
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Diese notwendigen Biegehöhen für den rechteckigen Restquerschnitt
errechnen sich zu:
hierin sind: P in kp Federkraft 13 1 n cm Lamellenlänge 14 b " " " -breite 15 z
- - " -zahl f n n max.Federung 5 E " kp/cm2 Elastizitätsmodul für Stahl 2 000 000
" " " Zink 1 200 000 Aluminium 700 000 " " " Polyamid Polyamid 25 000 Für Distanzelemente
mit rundem Querschnitt errechnet sich deren Durchmesser d
Der gleiche federnde Effekt ist also sowohl mit einem grossen Distanzelement als
auch einer Vielzahl kleiner zu erzielen. Im letzten Falle erhält man praktisch ein
Bürstenband, bei dem die federnden Borsten z.B. aus Metall, nämlich Stahl oder Aluminium
oder aus anderen elastischen Werkstoffen wie Kunststoffen bestehen.
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Sofern die Wandungen der Versterkungseinheiten dickwandig und/oder
spröde sind wie z.B. bei Aluminium- oder Zinkdruckguss oder die Verstärkungsprofile
dickwandige Stege wie bei b- und T-Fisen haben oder die Einheiten aus geschlossenen
Rohrprofilen bestehen, können
die Distanzelemente nicht oder nur
unwirtsohaftlich eingestanzt werden. In solchen Fällen sind zusätzliche Bleche 16
vorzusehen, wie sie in Figur 4 und 5 dargestellt sind. In diese. Bleche sind die
Distanzelemente 17, in diesem Beispiel 15 Stück je Schenkel, eingestanzt. Die Distanzelementen-Bleche
werden in das offene U der dünn gezeichneten Verstärkungswinkel 18 eingelegt und
können noch zusätzlich durch mit eingestanzten Arretierstegen 19 an die Stege der
Winkel geklemmt werden. Ausserdem sind sie zusätzlich mit Kleber zu bestreichen.
Die Distanzelemente sind bei diesem Beispiel an den Enden 20 scharfkantig ausgebildet,
wodurch erfindungsgeinäss ein bereits erwähnter selbsthaftender Verband entsteht.
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In Pigur 6 und 7 sind Distanzelemente mit rundem Querschnitt dargestellt.
Sie bestehen aus einem Streifen aus Polyamid mit eingegossenen Borsten. Verstärkungswinkel
und /oder -Rohr 21 enthalten an der äusseren Oberfläche 22 eine Nut 23, in die das
Distanzelement, bestehend aus Band 24 und federnden Stiften 25 eingesetzt bzw. mit
eingegossen sind. Die Borsten 26 haben sich im eingeschobenen Zustand an die Innenwand
27 des Kunststoffprofils 28 angelegt. Die stiftfreien Hohlräume sind mit Kleber
29 ausgefüllt.
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Anstelle der Vielzahl der Stifte oder Borsten können auch dünne Lamellen
treten. Figur 8 zeigt eine der möglichen Anordnungen solcher Lamellen in der Draufsicht.
Pigur 9 stellt den dazugehdrigen Querschnitt 30 eines entsprechenden Verstärkungswinkels
oder -flohres mit je einer smut 31 auf jeder Seite und je einem Lamellenband 32
dar.
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Die Distanzelemente können erfindungsgemäss auch als Rinzelelemente
z.B. auf die Oberfläche der Verstärkungswinkel und/oder -Rohre unter beliebigem
Federungswinkel zur Einschubrichtung angebracht werden. Figur lo zeigt derartige
Distanzelemente 33, die auf den beiden Oberflächen 34 und 35 des in Figur 11 dargestellten
Querschnittes eines Vierkant-Rohres 36 beliebiger Länge z.fl. durch Punktschweissen
an den Stellen 37 geheftet sind. Diese einzelnen Distanzelemente werden vorteilhaft
bei langen Verstärkungswinkeln und/oder#ohren bis zu 3000 mm Länge, vorzugsweise
200 bis 2000 mm,
an beliebigen Stellen auf eine oder mehreren Oberflächen
gleichmässig verteilt oder versetzt unter anderem mittels Nieten, Heften, Kleben
oder anderen Methoden haftend dort angebracht.
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In Pigur 12 und 13 ist ein Verstärkungswinkel 38 mit einem langen
Schenkel 39 und einem Distanzelement mit senkrecht zur inschubrichtung liegende
Federung dargestellt. Am Ende dieses Schenkels 39 ist eine umlaufende Nut 4o in
den drei Seiten des Schenkels vorgesehen. In diese Nut wird ein beispielsweise U-förmi,ges
Distanzelement 41 eingeschoben. Vor dem Einschieben des Winkels in die dünn angedeuteten
Hohlprofile 42 sind die Hohlräume 43 und die Sckflächen 44 mit Klebstoff zu füllen
bzw. zu bedecken. wach Xrhdrten des Klebers stellt sich ein starrer dem Profil angepasst
er und dessen Toleranzen überwindender sowie Tängsausdehnung infolge Wärmeausdehnung
ausgleichender Verband ein. Derartige nuten 40 können längs der Schenkel in beliebiger
Zahl senkrecht oder schräg zur Einschub richtung angebracht werden. Am anderen Schenkel
45 des gleichen Winkels 38 ist an dessem runde anstelle der umlaufenden Nut 40 ein
Absatz 46 vorgesehen, so dass ein Distanzelement 47 in Form eines eckigen, dem Absatz
46 angepassten Ringes mit einem Schlitz 48 auf den Schenkel direkt geschoben werden
kann.
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In Figur 14 und 15 ist ein Distanzelement als ein in sich federnder
Verstärkungswinkel 49 dargestellt, der beispielsweise aus Bandstahl mit der Breite
50 aus einem Stück gebogen und/oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist. Die
Schenkel 51 federn gegen die dünn gezeichneten Hohlwände 52 des Sunststoffhohlrrofils
und die Schenkel 53 gegen die Hohlwände 54. Die Schenkel 51 und 53 können gleich
oder ungleich lang sein. Die Federung der Schenkel 51 und 53 zueinander wird durch
die Bandstreifen 55 und senkrecht dazu durch die Bandstreifen 56 erzielt. Im eingeklebten
Zustand bildet das Distanzelement wiederum einen starren Eckverband.
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Derartige Distanzelemente können in beliebiger Länge und/oder Breite
den Grössenverhältnissen entsprechend angepasst hergestellt und zusätzlich mit Aussparungen
für die Gleitwülste oder Klebeteller und Rillen für Einstellung der Federkraft versehen
sein. es besteht
auch die M6glichkeit , dass die Bandstreifen 55
und/oder 56 unter beliebigen Winkel aufeinanderstossen oder sich kreuzen und direkt
auf die gegenüberliegenden Wandungen 52 und 54 abstützen, wie dies in Figur 16 prinzipiell
dargestellt ist. Der Schenkel 57, der sich in der Ecke 58 gegen die Hohlwand 59
presst, kreuzt zur Hohiwand 60 und von dort wieder zu 59. Entsprechend kreuzt der
Schenkel 61 von der Hohlwand 60 zur Hohlwand 59. Dies kann beliebig oft t7iederholt
werden.
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Die Distanzelemente und/oder Verstärkungsprofile können vor dem einkleben
mit Haftschichten aus Kunststoffen, Lacken oder anderen Materialien überzogen werden,
damit einerseits ein dauerhafter Klebverband hoher Haftfestigkeit zwischen allen
beteiligten Werkstoffen und andererseits ein Rost- oder Korrosionsschutz gewahrt
ist.