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Verfahren zur Herstellung von Fensterrahmen
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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung und die konstruktive
Ausbildung von Rahmen, insbesondere von verglasten Fensterrahmen.
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Es ist bei der Herstellung von verglasten Fensterrahmen üblich, einen
Abdichtungsstreifen zu benutzen, der um die Kante des Fensterglases verläuft und
fest in einen Kanal gedrückt wird, der in dem Rahmen vorgesehen ist, so daß gleichzeitig
eine Abdichtung erfolgt und eine Auflage oder ein Bett für das in dem Rahmen befindliche
Glas geschaffen wird. Die Abdichtungsstreifen haben normalerweise einen U-förmigen
Querschnitt und bestehen aus einem weichen, geschmeidigen Kunststoff. Obschon diese
Methode in mancher Hinsicht eine befriedigende Lösung darstellt, erfordert die Anbringung
der Abdichtungsstreifen viel Zeit, ist umständlich und unwirtschaftlich.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, einen
Rahmen, insbesondere einen verglasten Fensterrahmen, so auszubilden, daß die Verwendung
eines Abdichtungsstreifens nicht mehr notwendig ist und eine halb-oder vollautomatische
Herstellung von verglasten Rahmen möglich ist.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung einer mit einem Rahmen versehenen
Scheibe, insbesondere eines verglasten Fensterrahmens, bei dem mehrere Rahmenteile,
die mit einem nach innen gerichteten Kanal versehen sind, um die Scheibe angeordnet
werden, wobei die Kanten der Scheibe in den Kanälen liegen, besteht die Erfindung
darin, daß ein viskoses Abdichtungsmaterial in die Kanäle eingeführt wird, um eine
Abdichtung vorzunehmen und die Kante der Scheibe einzubetten, und daß Mittel vorgesehen
sind, mit denen das Austreten von Abdichtungsmaterial aus den
Kanälen
verhindert oder begrenzt wird.
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Vorzugsweise wird das Abdichtungsmaterial in Spalte eingeführt, die
zwischen den Oberflächen der Scheibe und den Seitenflanschen der Kanäle vorgesehen
sind. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Abdichtungsmaterial,
wenn es eingeführt wird, viskos ist und, wenn es sich an der vorgesehenen Stelle
befindet, unter Beibehalten eines elastomeren Zustandes fester wird.
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Das Abdichtungsmaterial kann beispielsweise ein aus zwei Komponenten
bestehendes aushärtbares Kunstharz, Polymer oder Gummi sein oder es kann durch Erwärmung
weicher und biegsamer gemacht werden, worauf man es, wenn es an Ort und Stelle ist,
wieder abkühlen läßt.
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Vorzugsweise wird das Abdichtungsmaterial in die Kanäle der einzelnen
Rahmenteile eingeführt, bevor die Scheibe in den Kanal eingesetzt wird, worauf dann
eine weitere Menge an den Kanten des Rahmens eingeführt wird.
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Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, die Kanäle mit einer
nachgiebigen Dichtung längs ihrer Seitenflansche zu versehen, die an der benachbarten
Oberfläche der Scheibe anliegt und verhindert, daß Dichtungsmaterial austritt.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine mit einem Rahmen versehene
Scheibe, deren Rahmen aus einer Anzahl von Rahmenteilen besteht, die an den Ecken
des Rahmens zusammengefügt sind, wobei jedes Rahmenteil mit einem nach innen gerichteten
Kanal versehen ist, der um den Rahmen umläuft und die Scheibe, vorzugsweise eine
Glasscheibe, mit ihren Kanten in den Kanälen liegt. Dabei sieht die Erfindung vor,
in dem Spalt zwischen dem Kanal des Rahmens und den Kanten der Scheibe Abdichtungsmaterial
anzuordnen, das auch an den beiden Oberflächen der Scheibe anliegt und an den Flanschen
des Kanals Mittel anzuordnen, die das
Ausfließen des Dichtungsmaterials
verhindern oder begrenzen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen einer
mit einem Rahmen versehenen Scheibe, die aus Einrichtungen zum Auflegen der Scheibe,
Einrichtungen zum Einführen des Abdichtungsmaterials in die Kanäle der Rahmenteile,
Einrichtungen zum Verschieben der Rahmenteile gegeneinander und über die Kanten
der Scheibe und zum Zusammendrücken der Ecken der Rahmenteile zur Bildung eines
vollständigen Rahmens besteht.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Figur 1 die Ansicht eines Fensterrahmens mit einer Glasscheibe, Figur
2 einen Querschnitt durch den Rahmen längs der Linie II-II der Figur 1, Figur 3
eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Zusammensetzen des Rahmens, auf der auch
die rund um den Rahmen angeordneten Düsen zum Einspritzen des Abdichtungsmittels
unter Druck dargestellt sind, Figur 4 einen der Figur 2 entsprechenden Querschnitt
durch eine andere Ausführungsform für aus zwei Glasplatten bestehende Scheiben,
Figur 5 eine weitere Ausführungsform, bei der einer der den Kanal bildenden Flansche
abnehmbar ist, Figur 6 eine schematische Draufsicht, die die einzelnen Stufen beim
Zusammenbau eines Fensterrahmens zeigt,
Figur 7 einen Querschnitt
durch den auf Figur 6 dargestellten Rahmen, bei dem auch das Einfüllen des Abdichtungsmaterials
in den Kanal dargestellt ist, Figur 8 einen entsprechenden Querschnitt vor dem Einsetzen
der Glasscheibe in den Kanal, Figur 9 den gleichen Querschnitt während einer weiteren
Herstellungsstufe, bei der die Kante der Glasscheibe gerade in den Kanal eintritt
und Figur 10 einen Querschnitt, bei dem die Glasscheibe ganz an dem Abdichtungsmaterial
innerhalb des Kanals anliegt.
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Wie sich aus Figur 1 ergibt, besteht der Rahmen aus vier geraden Rahmenteilen
9, die an den die Kanten des Rahmens bildenden Enden abgeschrägt sind. Die Kanten
können mit im Inneren angeordneten Verstärkungen versehen sein. Figur 2 zeigt einen
Querschnitt durch ein Rahmenteil, das im vorliegenden Fall aus einer stranggepreßten
Aluminiumstange mit zwei annähernd parallel verlaufenden Flanschen 10 und 11 besteht,
die einen inneren Kanal zur Aufnahme der Glasscheibe 12 bilden. Auf der anderen
Seite des Rahmenteils sind zwei äußere, schmaler ausgebildete Flanschen 13 vorgesehen,
zwischen denen sich ein Steg 14 erstreckt, der die beiden durch die Flanschen gebildeten
Kanäle voneinander trennt. Erfindungsgemäß ist der Steg an mehreren, mit 15 bezeichneten
Stellen mit einer Bohrung versehen, wobei sich in jedem Rahmenteil eine, zwei oder
mehr Öffnungen befinden können. Der Zusammenbau des verglasten Rahmens erfolgt in
der Weise, daß die Glasscheibe eingesetzt wird, bevor die vier Rahmenteile 9 endgültig
zusammengefügt sind. Wenn die Rahmenteile dann zusammengedrückt und an den vier
Kanten befestigt sind, werden Düsen 16, wie in Figur 3 dargestellt, gegen den Rahmen
bis
in den Hohlraum zwischen den Flanschen 13 verschoben, bis sie mit den Öffnungen
15 fluchten. Anschließend wird ein halbflüssiges, viskoses Abdichtungsmaterial mit
einem geregelten Druck durch die Düsen eingeführt, das durch die Öffnungen 15 in
den Hohlraum 17 eindringt, der durch den nach innen gerichteten Kanal gebildet wird.
Das viskose Abdichtungsmaterial verläuft in Längsrichtung in dem Hohlraum 17 und
gelangt auch parallel zur Ebene der Glasscheibe 12 in den Raum zwischen dieser und
den Flanschen 10 und 11.
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Die Flanschen 10 und 11 werden nach innen verbogen, wie es in Figur
2 dargestellt ist, um die Spalte 18 zu verengen; es ist mit üblichen Fertigungsmethoden
möglich, die Spaltbreite auf ein ausreichend geringes Maß einzustellen.
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Die Zusammensetzung des viskosen Dichtungsmaterials wird sorgfältig
ausgewählt und so eingestellt, daß das Material ausreichend fließfähig ist, um sich
längs der Hohlräume des Rahmens zu bewegen und in diese einzudringen, Jedoch auch
eine genügende Zähflüssigkeit hat, um übermäßige Verluste an den Spalten zu vermeiden.
Das Material kann beispielsweise thixotrop sein oder an der Luft aushärten.
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Man kann es auch bis in die Nähe der Erweichungstemperatur erhitzen
oder allgemein sorgfältig in Abhängigkeit von den Abmessungen der Spalte auswählen,
um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Das Fließverhalten des Materials hängt teilweise
auch von dem an den Düsen herrschenden Druck ab. Aus diesem Grunde enthält die Vorrichtung
zum Eindüsen des Materials vorzugsweise Druckfühler, die an den Düsen selbst oder
an dem Hohlraum des Rahmens angebracht sind, mit denen der Einspritzdruck selbsttätig
reguliert wird, um zu verhindern, daß das Material unnötigerweise durch die Spalte
18 austritt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Abdichtungsmaterial
ein aus zwei Komponenten bestehendes Polysulfid ist, das Mangandioxid als Oxidationsmittel
enthält. Dieser Stoff hat ausgezeichnete Hafteigenschaften, hält die Feuchtigkeit
zurück und weist darüber hinaus eine beträchtliche Zug- und Druckfestigkeit auf.
Die Härte dieses Stoffes nach dem Aushärten liegt bei etwa 50 bis 60 Shore A; die
Aushärtzeit bei 2500 liegt bei einer Stunde oder mehr, wobei ein gummiartiger, nicht
klebender Zustand erreicht wird. Vor dem Aushärten ist die Viskosität so, daß 20
g in weniger als 10 Sekunden durch eine Meßöffnung von 2,6 mm bei einem Druck von
0,028 kg/mm2 durchfließen. Die Aushärtzeit verringert sich um die Hälfte pro 100
Temperaturerhöhung bis zu einer Temperatur von 5000, bei der die Aushärtzeit bei
etwa einer Minute liegt.
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Ein anderes geeignetes Dichtungsmaterial ist ein aus einer Komponente
bestehendes Silikongummi, das ebenfalls ausgezeichnete Hafteigenschaften hat und
die Feuchtigkeit zurückhält; auch die Zug- und die Druckfestigkeit sind ausreichend
hoch. In nicht ausgehärtetem Zustand hat das Material die Härte einer weichen Paste;
der nicht klebende Zustand wird nach etwa einer Stunde erreicht.
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Eine dritte Möglichkeit ist die Verwendung eines ebenfalls aus einer
Komponente bestehenden Dichtungsmaterials aus Heiß-Schmelz-3utylkautschuk mit synthetischen
Polymeren und Elastomeren. Auch dieser Stoff hat gute Hafteigenschaften, hält die
Feuchtigkeit zurück und weist beim Erhitzen auf etwa 18000 eine Viskosität von 750000
Zentipoise auf; die Aushärtzeit beträgt etwa drei Minuten.
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Alle oben erwähnten Dichtungsmaterialien sind dazu geeignet, in die
Kanäle der Rahmenteile eingebracht zu werden; in ihrem endgültig ausgehärteten,
verfestigten Zustand bilden sie ein festes, nachgiebiges Bett für die
Glasplatte.
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Auf Figur 3 ist eine selbsttätig arbeitende Vorrichtung zum Zusammensetzen
des Rahmens dargestellt, bei der zwei oder mehr Düsen 16 an beweglichen Stangen
20 befestigt sind, die an eine gemeinsame Pumpe 21 angeschlossen sind.
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Es können auch pneumatische Halterungen verwendet werden, mit denen
die die Düsen tragenden Stangen fest gegen den Rahmen gedrückt werden. Die dargestellte
Anordnung kann für Rahmen mit unterschiedlicher Größe benutzt werden.
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Die auf Figur 4 dargestellte Ausführungsform eines Rahmens entspricht
im Prinzip dem auf Figur 2 dargestellten Rahmen, jedoch ist der Kanal etwas breiter,
um eine aus zwei Scheiben 24 bestehende Doppelverglasung einzusetzen. In diesem
Fall erfolgt die Abdichtung und Einbettung nicht nur zwischen der Glasscheibe und
dem Rahmen, sondern auch in dem Zwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben und
einem als Stange ausgebildeten Abstandshalter 26.
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Bei der auf Figur 5 dargestellten Ausführungsform wird der Kanal einerseits
von einem Flansch 27 gebildet, der aus einem Stück mit dem Rahmen besteht, und andererseits
aus einem getrennt angeordneten, abnehmbaren Flansch 28. Bei dieser Ausführungsform
ist es möglich, eine zerbrochene Glasscheibe durch Entfernen der Flansche 28 zu
ersetzen, ohne daß es notwendig ist, den gesamten Rahmen auseinanderzunehmen.
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Die Figuren 6 bis 10 zeigen, daß das Abdichtungsmaterial in die Kanäle
des Rahmens eingedrückt werden kann, bevor die Kanten der Glasscheibe ihre endgültige
Lage eingenommen haben. Die einzelnen Rahmenteile 40, 41 und 42 sind kanalförmig
ausgebildet und bestehen im Querschnitt gesehen, wie sich aus Figur 7 ergibt, aus
einem Steg 43
mit den seitlichen Flanschen 44. Die Enden der einzelnen
Rahmenteile sind in einem Winkel von 450 auf Gehrung geschnitten, wie mit dem Bezugszeichen
45 angedeutet ist.
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Vor dem Zusammensetzen des Rahmens und dem Einsetzen der Glasscheibe
46 wird eine bestimmte Menge eines weichen, viskosen Abdichtungsmaterials 52 in
die einzelnen Kanäle über deren ganze Länge eingefüllt. Dies erfolgt mittels einer
Zuteilungsdüse 50, die, wie Figur 7 zeigt, fischschwanzförmig ausgebildet ist und
das Abdichtungsmittel praktisch über die gesamte Breite des Steges 43 verteilt,
wobei die Höhe bis zu der das Abdichtungsmittel eingefüllt wird, durch entsprechendes
Füllen der Düse reguliert wird. Ublicherweise wird die Düse stationär gehalten und
der Kanal in Längsrichtung mit einer bestimmten Geschwindigkeit unter der Düse her
bewegt; es ist selbstverständlich auch möglich, den Kanal stationär zu halten und
die Düse zu bewegen.
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Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die Abdichtungsmasse
52 kurz vor den abgeschrägten Enden 45 der Rahmenteile aus weiter unten erläuterten
Gründen an der Weiterbewegung gehindert wird.
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Auf die oberen Kanten der Flanschen 44 sind nachgiebige Dichtungen
55 aus Kunststoff aufgesetzt. Sie bestehen aus zwei unteren Lippen 56, die einen
Schlitz bilden, der über die obere Kante eines Flansches 44 geschoben wird, wobei
die Flanschen mit einer Einbuchtung oder Rippe versehen werden können, um die Dichtung
gegen unbeabsichtigtes Abrutschen zu sichern.
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Die Dichtungen enthalten ferner einen nach oben gerichteten Flansch
57, der, wie sich aus Figur 7 ergibt, nach innen in Richtung des Kanals schräg nach
oben verläuft.
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Etwa in der Mitte dieses Flansches zweigt ein weiterer Flansch 58
ab, der horizontal in Richtung auf die gegen-
überliegende Dichtung
verläuft. Die Spitze des Flansches 58 steht in waagerechter Richtung über die Spitze
des Flansches 57 vor.
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Der Einbau einer Scheibe 46 in einen so ausgebildeten Rahmen erfolgt
in der Weise, daß die Glasscheibe zunächst mit einer selbsttätig arbeitenden Einrichtung
auf einem Tisch oder einer Unterlage abgelegt wird und daß dann die vier Rahmenteile,
in denen sich bereits das Abdichtungsmittel befindet und auf die die Dichtungen
aufgeschoben sind, längs der vier Kanten der Glasscheibe angeordnet werden, wie
es in der linken Hälfte der Figur 6 dargestellt ist. Mittels eines nicht dargestellten
automatischen Systems werden dann alle vier Rahmenstangen nach innen bewegt, so
daß die Kanten der Glasscheibe zwischen die Dichtungen gleiten, an diesen zur Anlage
kommen und dann in das Dichtungsmaterial eintreten, wie es auf den Figuren 8, 9
und 10 dargestellt ist, die die einzelnen Stufen beim Einschieben der Glasscheibe
zeigen. Im Falle der Figur 8 berührt die Glasscheibe 46 die Dichtungen 55 noch nicht.
Aus der Zeichnung ergibt sich, daß die Breite 60 der Glasscheibe etwas kleiner ist
als die waagerechte Entfernung 61 zwischen den schräg nach oben verlaufenden Flanschen
57 der Dichtung. Sie ist jedoch größer als der Abstand zwischen den unteren Flanschen
58. Wenn der Rahmen tiefer in die Glasscheibe eingeschoben wird, gelangt diese zwischen
die Dichtungen, wobei die unteren Flanschen 58 nach unten gebogen werden und die
Dichtungen eine Schaukelbewegung hervorrufen, die den oberen Flansch 57 ebenfalls
in Kontakt mit der Glasscheibe bringt, wie es auf Figur 9 dargestellt ist. Bei der
weiteren Bewegung drücken sich die unteren Flanschen 58 noch mehr durch und die
untere Kante 46 tritt in das aus dem Abdichtungsmaterial 52 bestehende Bett ein;
dabei wird das Abdichtungsmaterial längs der Seitenwände des Kanals nach oben gedrückt,
bis es an die Dichtungen gelangt, wie auf Figur
10 dargestellt
ist. Der untere Flansch 58 der Dichtung verhindert, daß das Abdichtungsmaterial
austritt, während der obere Flansch 57 den Eintritt von Wasser verhindert.
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Das Abdichtungsmaterial ist so ausgewählt, daß es in diesem Zustand
verhältnismäßig weich und flüssig ist, jedoch schnell zu einem elastomeren Endzustand
aushärtet, wenn es fest an der Glasscheibe und dem Kanal des aus Aluminium bestehenden
Rahmens anliegt. Auf diese Weise wird eine feste, nachgiebige Abstützung für das
Glas erzielt.
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Während des Zusammendrückens der Rahmenteile in Richtung auf die Glasscheibe
steigt ein Teil des Abdichtungsmaterials längs der Flanschen der Kanäle hoch, wie
es auf Figur 10 dargestellt ist. Ein Teil des Materials kann auch in Längsrichtung
gegen die abgeschrägten Kanten 45 gedrückt werden. Die Menge des Abdichtungsmaterials
wird so dosiert, daß der Austritt von überschüssigem Material an den abgeschrägten
Kanten vermieden wird. Zu diesem Zweck sind die Kanten mit einem Hohlraum versehen,
der durch das Abdichtungsmaterial begrenzt wird; die Stellen, bis zu denen das Material
während des Zusammenbaus fließt, sind auf Figur 6 mit 65 bezeichnet. Bei der endgültigen
Fertigstellung wird eine Düse 66 an einer kleinen Öffnung 67 angesetzt, die an einem
der beiden zusammenstoßenden Rahmenteile vorgesehen ist. Durch diese Öffnungen wird
weiteres Abdichtungsmaterial eingedrückt, um den Hohlraum zu füllen.
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