DE2647715A1 - Eckverbindung fuer einen aus kunststoffhohlprofilen gebildeten umfassungsrahmen und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Eckverbindung fuer einen aus kunststoffhohlprofilen gebildeten umfassungsrahmen und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
'? Ei^1IEUR
PAT E N TA N WA LT
8000 MÜNCHEN S · CO R N E L! U SSTR ASS E 42 · TELEFON 24 07
2299
COLOR-PLAST S.p.A. Rovigo (Italien)
und
GENERALE ULTRASUONI S.p.A. S. Martino in Argine (Bologna - Italien)
Eckverbindung für einen aus Kunststoffhohlprofilen gebildeten
Umfassungsrahmen und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Eckverbindung für einen aus Kunststoffhohlprofilen gebildeten Umfassungsrahmen und ein
Verfahren zu ihrer Herstellung, das sich im wesentlichen auf ein Schweißverfahren in Ultraschalltechnik stützt.
In der folgenden Beschreibung wird unter einem Rahmen oder
einem Umfassungsrahmen sowohl ein Rahmen oder Gegenrahmen
als Einfassung, z. B. auch Rahmen und Zarge, wie auch ein Rahmen beliebig anderer Art verstanden, sofern er aus einem
Kunststoffhohlprofil besteht.
709818/0758
POSTSCHECKKOI»^ ^gOMgNjOaJOiIeCeOo CBUZ 700 100 ΘΟ)
DEUTSCHE BANK MÜNCHEN, PR(Hl ENSD E ÄaTZT KONTO-NR. 19/20 894 (BLZ VOO 70010)
TELEGRAMME/CABLES LAWCLAIMS MUENCHEN
2299
Bei der Herstellung eines solchen aus einem Kunststoffhohlprofil bestehenden Rahmen besteht die Aufgabe, eine
brauchbare Eckverbindung herzustellen.
Zu diesem Zweck ist es üblich, die unter 45° zugeschnittenen Profile durch Verschweißung der Ränder in der Winkelzone
zu verbinden, oder durch Einpressen von Winkelstükken in die Hohlräume der in der Winkelzone aneinanderstoßenden
Profilstäbe.
In letzterem Fall verwendet man auch Klebstoffe oder Durchgangsschrauben und dergleichen um die Verbindung
haltbarer zu gestalten.
Diese Verfahrensweisen sind nicht voll zufriedenstellend.
So ist es z. B. meistens schwierig im Falle der Verschweißung der Ränder mit dem erforderlichen Druck zu arbeiten,
während andererseits bei der Anwendung von Klebstoffen die mechanischen Eigenschaften des hergestellten
Rahmens beeinträchtigt werden können.
In jedem Fall weist das Arbeiten nach dem bekannten Verfahren Nachteile auf, sei es wegen der höheren Zahl von
Arbeitsschritten und deren Schwierigkeit, sei es hinsichtlich
des für diese Arbeitsweise erforderlichen Zeitaufwands. Es ergibt sich dadurch eine niedrige Produktivität
und ein hoher Preis für die erzeugten Rahmen.
Schließlich sind die zur Herstellung dieser Rahmen ange-
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- Sr -
wandten Werkzeuge und Vorrichtungen verhältnismäßig kompliziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese beschriebenen Nachteile weitgehend abzuschwächen oder ganz zu beseitigen
und eine neue Art der Winkelverbindung von Kunststoffrahmen
zu schaffen. Es besteht deshalb eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Eckverbindung eines Umfassungsrahmens
aus einem Kunststoffhohlprofil zu schaffen, die vorteilhafter und insbesondere einfacher ist, als bisher
übliche Eckverbindungen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Eckverbindung zu schaffen. Weitere Aufgaben der
Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung noch ersichtlich.
Die erfindungsgemäße Eckverbindung umfaßt wenigstens einen Kunststoffwinkel, der an der Stoßstelle mit seinen Schenkeln
in die dort zusammengefügten Hohlprofile eingreift, wobei die Wände der Hohlprofile an diesen Schenkeln mittels
Ultraschallpunktschweißung verbunden sind.
Wenigstens ein Ultraschallschweißpunkt befindet sich nach einer vorteilhaften Ausgestaltung auf den Außenwänden des
Hohlprofils, jeweils den Schenkeln des Winkels zugeordnet.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewandten Hohlprofile bestehen aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise
aus Polyvinylchlorid der Qualität Hart-PVC.
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Die Hohlprofile können durch übliche Extrusionstechnik erhalten werden und die Dicke der Wandungen dieser Hohlprofile
kann in einem weiten Bereich zwischen etwa einem und 7 Millimetern veränderlich sein.
Auch die erfindungsgemäß verwendeten Winkel bestehen aus thermoplastischem Kunststoff und zwar vorzugsweise
aus Hart-PVC. Diese Winkel haben eine L-förmige Gestalt, sei es als Hohlkörper, sei es in massiver Form und können
durch Stanzen oder Ziehen bzw. Extrudieren hergestellt werden. Im letzteren 'Falle erhält man einen kontinuierlichen
Strang, von welchem die die gewünschte Breite aufweisenden Winkel abgeschnitten werden.
Im Falle hohler Winkel liegt deren Wandstärke etwa in der Größenordnung von 1 bis 7 mm.
Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Hnhlprofil
umfaßt einen hohlen Hauptkörper und ein hohles Seitenteil, welch letzteres als Anschlag dient.
Im zuletzt genannten Falle umfaßt die Eckverbindung nach
der Erfindung zwei Kunststoffwinkel, die einerseits den
Hauptkörper und andererseits die Seitenteile der Profilstäbe verbinden.
In letzterem Fall werden die Ultraschallschweißpunkte auf
der äußeren Oberfläche des den Rahmen bildenden Hauptkörpers des Hohlprofils vorgesehen, und zwar jedem der beiden
Schenkel des die beiden Hauptkörper des Profils miteinander verbindenden Kunststoffwinkels zugeordnet. Wenigstens
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ein Schweißpunkt wird jeweils jedem der beiden Schenkel der Winkel zugeordnet. Die Höchstzahl der jedem Schenkel
zugeordneten Schweißpunkte ist nicht von Bedeutung, sie sollte sich jedoch vorteilhafterweise nicht über vier
bis fünf bewegen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung werden Ultraschallschweißpunkte auch an der Anschlagfläche des Seitenteils des den Rahmen bildenden
Hohlprofils vorgesehen, die jedem der beiden Schenkel des Kunststoffwinkels zugeordnet sind, der die Seitenteile
der Hohlprofile verbindet.
Normalerweise ist ein einziger, jedem Schenkel des Winkels zugeordneter Schweißpunkt zu diesem Zweck ausreichend.
Diese Schweißpunkte können mittels bekannter Ultraschalleinrichtungen
erzeugt werden, die im wesentlichen eine elektrische Energiequelle für hohe Frequenzen (in der
Größenordnung von 20 Kc/sec) einen Umformer zur Umwandlung der elektrischen Energie in mechanische Energie
(Vibrationsenergie) und eine Vorrichtung (Resonator oder Sonotrode) zur Verstärkung der Vibrationen und zu ihrer
Übertragung auf die Schweißpunkte des zu verschweißenden Materials umfaßt.
Man arbeitet überdies nach der "Kontakt-Technik'.' mit
Schweißzeiten zwischen fünf und dreißig Sekunden (typisch ist die Größenordnung von 15 Sekunden) wobei
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eventuell über die Sonotrode ein Druck auf das zu verschweißende Material ausgeübt wird, wobei dieser Druck
einen Wert im Bereich von einigen kg/cm aufweisen kann. Die Sonotrade kann einen oder mehrere Schweißstempel aufweisen
und diese Schweiß stempel können -an ihrem Ende eben
oder halbkugelig oder im wesentlichen halbkugelig oder beliebig anders ausgebildet sein, um Schweißpunkte zu erzeugen,
die eine Fläche von 4 bis 100 mm^ bedecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden Sonotroden mit halbkugeligen Schweißspitzen verwendet, wobei während
des Schweißvorgangs auf das zu verschweißende Material ein
Druck ausgeübt wird, um das Eindringen der Schweißspitze bis auf einige Millimeter über die Oberfläche des in das
Hohlprofil eingesetzten Winkels zu bewirken.
Eine solche Verfahrensweise führt zu einer optimalen, dauerhaften Verbindung, weil über die Wirkung der sLch
aus dem Verschmelzen des Kunststoff ergebenden Schweißverbindung hinaus eine starke Verspannung des Winkels
durch die Wirkung des verdrängten, geschmolzenen Materials erfolgt und weil ein Widerstand gegen eine Trennung
aufgrund der Druckverformung der Wandung des Hohlprofils und des entsprechenden Bereichs des in dieses Hohlprofil
eingesetzten Winkels besteht.
Eine solche Schweißverbindung oder "Verblockung" besitzt
im allgemeinen einen Durchmesser in der Größenordnung von 2 bis' 101.Millimeter und eine Tiefe in der Größenordnung
von 3 bis 7 Millimeter.
- 7 709818/0758
Es ist außerdem festzuhalten, daß durch eine derartige in den Rahmen eingeprägte Verbindungsstelle ästhetische Gesichtspunkte
nicht verletzt werden.
Tatsächlich sind beispielsweise bei einem einen Tür- oder Fensterstock bildenden Rahmen die in der äußeren Umfangswand
eingedrückten Verbindungsstellen unsichtbar, weil sie durch die Wand oder Mauer verborgen werden, in welche
dieser Rahmen eingesetzt ist, während die entsprechenden, vertieften Verbindungsstellen im Hauptkörper des von diesem
Tür- oder Fensterstock umschlossenen Rahmens unsichtbar sind, weil sie sich in dem Bereich zwischen den einander
zugewandten Wandungen des Fenster- oder Türstocks und des Rahmens befinden.
Überdies bleiben auch die in die Seitenteile der Profile eingeprägten Verbindungsstellen zwischen den einander zugeordneten
Anschlagflächen unsichtbar.
Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese
näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Eckverbindung zwischen zwei Hohlprofi.len eines
Umfassungsrahmens,
Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Winkelverbindung zwischen zwei Hohlprofilen
eines Gegenrahmens,
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Fig. | 4 |
Fig. | 5 |
Fig. | 6 |
Fig. | 7 |
einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3 einen Verbindungswinkel für die Hauptkörper
der Hohlprofile,
einen Verbindungswinkel für die Seitenteile der Hohlprofile und
eine Teilansicht der Sonotroden und Schweißpunkte auf dem Hauptkörper und den Seitenteilen
der die Eckverbindung gemäß Fig. 1 bildenden Hohlprofile.
In Fig. 5 ist ein Winkel 18 in Form eines hohlen L gezeigt, der dazu dient, die Hauptkörper der Hohlprofile
miteinander zu verbinden. Dieser Winkel 18 besteht aus Kunststoff und ist im Inneren mit zwei Querstreben 26
versehen, die die kleinere L-förmige Wand mit der größeren L-förmigen Wand verbinden. Außerdem ist eine Verstärkung
sstrebe 28 vorgesehen.
Die Wände des Winkels 18 und die erwähnten Streben besitzen typischerweise eine Dicke in der Größenordnung
von 1 bis 7 Millimetern.
In Fig. 6 ist ein Winkel 20 aus Kunststoff als massives L gezeigt, der zur Verbindung der Seitenteile der Hohlprofile
dient.
Es wird nun auf die Fig. 1, 2 und 7 Bezug genommen. 10a
und 10b bezeichnen die längs einer Verbindungslinie 12
miteinander zu verbindenden Hohlprofile. Das Hohlprofil 10a besteht aus einem Hohlkörper 14a und einem hohlen
Seitenteil 16a, das Hohlprofil 10b aus einem hohlen Körper 14b und einem hohlen Seitenteil 16b.
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Der Kunststoffwinkel 18, der anhand der Fig. 5 erläutert
wurde, verbindet die hohlen Hauptkörper 14a und 14b, die zu den jeweiligen Hohlprofilen 10a bzw. 10b gehören. Der
Kunststoffwinkel 20, der anhand der Fig. 6 erläutert wurde,
verbindet die hohlen Seitenteile 16a und 16b der jeweiligen Profile 10a und 10b. Mit 22a ist eine Sonotrode bezeichnet,
die vier halbkugelige SchweLßspitzen aufweist, die dazu
dienen, die versenkten Schweißpunkte 24a, 24a', 24a" und 24a"' auf der äußeren Oberfläche des Hauptkörpers 14a des
Hohlprofils 10a in dem einem Schenkel des hohlen Winkels 18 zugeordneten Bereich zu erzeugen. In der Fig. ist eine
bevorzugte Ausführungsform dargestellt, bei welcher zwei
Schweißpunkte 24a1 und 24a1" der Strebe 26 des hohlen
Winkels 18 zugeordnet sind.
Offensichtlich kann auch eine andere Strebe im hohlen Winkel 18 den Schweißpunkten 24a und 24a1" zugeordnet
werden.
Mit 22b ist eine Sonotrode bezeichnet, die mit vier halbkugeligen
Schweißspitzen versehen ist, die dazu diene α, die Schweißpunkte 24b, 24b', 24b" und 24b1" auf der Außenfläche
des Hauptkörpers 14b des Hohlprofils 10b in dem dem anderen Schenkel des hohlen Winkels 18 zugeordneten
Bereich zu erzeugen.
Es. ist wieder eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt,bei
welcher zwei Schweißpunkte 24b und 24b" der anderen Strebe 26 des hohlen Winkels 18 zugeordnet sind. Offensichtlich
kann auch eine weitere Strebe im hohlen Winkel 18 den
- 10 709818/0758
Schweißpunkten 24b und 24b1" zugeordnet sein.
Mit 22c ist eine Sonotrode bezeichnet, die mit zwei halbkugeligen Schweißspitzen versehen ist, die zum Einprägen der Schweißpunkte
24c bzw. 24c' auf der Anschlagfläche des Seitenteils 16a des Hohlprofils 10a und dem Seitenteil 16b des Hohlprofils 10b
dienen.
Die Schweißpunkte 24c und 24c1 sind in der Nähe der Verbindungslinie
12 im Bereich des Winkels 20 angeordnet.
Die Fig. 3 und 4 zeigen die Eckverbindung eines Gegenrahmens und die vorstehend erwähnten Bezugszeichen haben im Zusammenhang
mit diesen anderen Figuren die gleiche Bedeutung.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion bestehen im kurzen Zeitaufwand und in der einfachen Verfahrensweise und
darüber hinaus in der hohen Präzision der hergestellten Erzeugnisse. Die beschriebene Eckverbindung weist außerdem eine erhöhte
mechanische Widerstandsfähigkeit auf, falls die Schweißpunkte versenkt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es möglich ist, die gesamte Schweißung an einer Ecke des Rahmens mit einer
Ultraschallschweißmaschine mit mehreren Schweißköpfen durchzuführen .-
Patentansprüche:
7Q9818/0758
Leerseite
Claims (8)
- Ansprüche:ι l.j Eckverbindung für einen aus Kunststoffhohlprofilerr'gebildeten Umfassungsrahmen, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen Kunststoffwinkel (18, 20) umfaßt, der an der Stoßstelle (12) mit seinen Schenkeln in die dort zusammengefügten Hohlprofile (10a, 10b) eingreift und daß die Wände der Hohlprofile an diesen Schenkeln mittels Ultraschallpunktschweißung (24a, 24b, 24a1, 24bf, 24a", 24b", 24a"1, 24b"1, 24c, 24c1) verbunden sind.
- 2. Eckverbindung nach Anspruch 1, bei der. jedes der Hohlprofile einen hohlen Hauptkörper (14a, 14b) und einen Seitenteil (16a, 16b) als Anschlag aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Kunststoffwinkel (18, 20) umfaßt, die die Hauptkörper bzw. die Seitenteile dieser Hohlprofile verbinden.
- 3. Eckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß. wenigstens ein Ultraschallschweißpunkt auf der äußeren Oberfläche des den Rahmen bildenden Hauptkörpers des Hohlprofils vorgesehen ist, und zwar jedem der beiden.Schenkel des die beiden Hauptkörper des Profils miteinander verbindenden Kuhststoffwinkels zugeordnet.
- 4. Eckverbindung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen Ultraschallschweißpunkt an der Anschlagfläche des Seitenteils des den Rahmen bildenden Hohlprofils aufweist, der jedem der beiden Schenkel des Kunststoffwinkeis zugeordnet ist,709818/0758ORIGINAL INSPECTEDder die Seitenteile des Hohlprofils verbindet.
- 5. Eckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffwinkel zur Verbindung der Hauptkörper des den Rahmen
bildenden Hohlprofils als L-förmiger Hohlkörper ausgebildet ist, bei welchem die ein kleineres L bildende Seitenwand mit der ein größeres L bildenden Seitenwand durch innere Querstreben verbunden ist, wobei wenigstens ein Schweißpunkt auf der Außenfläche des Hauptkörpers der Hohlprofile diesen Querstreben zugeordnet ist. - 6. Eckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Seitenteile des den Rahmen bildenden Hohlprofils verbindende Kunststoffwinkel als massives L ausgebildet ist.
- 7. Verfahren zur Herstellung einer Eckverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallschweißpunkte mittels einer
Mehrzahl von Sonotroden (22a, 22b, 22c) hergestellt
werden. - 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Sonotroden eine oder mehrere im
wesentlichen halbkugelförmige Schweißspitzen aufwei- \ sen.709818/0758
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