DE2908346A1

DE2908346A1 - Rahmen- und/oder strukturbauelement

Info

Publication number: DE2908346A1
Application number: DE19792908346
Authority: DE
Inventors: Wilfried Ing Grad Droege
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-03
Filing date: 1979-03-03
Publication date: 1980-09-11

Description

Rahmen- und/oder Strukturbauelement
Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf Rahmen- und/oder Strukturbaueleinente, wie Fenster- und Tiirrahmen, aus Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan-Hartintegralschaum, mit einem profilierten Einlagekern.
Polyurethane, im folgenden gemäß DIN 7728 kurz PUR genannt, wurden bereits 1937 entwickelt und ents'-ehen durch Polyaddition von Diisocyanaten an Diol e (lineare Kettenmoleküle) oder bei Verwendung von Griisocyanaten oder verzweigten Glykolen (vernetzte Ketteninoleküle). Je nach Wahl der Ausgangsstoffe gelangt man zu PUR sehr unterschiedlicher mechanischer Eigenschaften, die als Bestandteile von Klebstoffen und Lacken (Polyurethanharze), als thermoplastisches Material fiir Lagertei le, Rollen, Reifen, Walzen als mehr oder weniger harte Elastomere.
Zu der Gruppe der Polyurethanschäume zählen die PUR-Weichschäume und die PUR-Hartschäume oder auch frtegralschäume, wobei die letzteren unter Verwendung von Polyolen und Treibgasen aus chlorhaltigen Fluorkohlenstoffen entstehen.
PUR-Hartintegralschaum hat ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, läßt sich mechanisch leicht bearbeiten, also beispielsweise sägen, bohren und dgl., ist witterungsbeständig und läßt sich an seiner Außenfläche auch mit Strukturen versehen, beispielsweise Holzatrukturen. Seine Dichte liegt zwischen 0, 5 und 0,6 g/cm3. PUR-Hartinte;ralschaum läßt sich in großen Mengen herstellen und insbesondere Elemente mit Nuten und Federn oder Strukturen mit einer allmählichen oder plötzlichen Abnahme der Wandstärke lassen sich ohne Senkmarkierungen einwandfrei herstellen, ohne daß eine zusätzliche Öberflächenbearbeitung erorderlich ist.
PUR-Hartintegralschaum eignet sich daher besonders für die Herstellung von Rahmen- und/oder Strukturbauelementen, wie z.B. Fenster- und ürrahmen, Um jedoch den Rahmenelementen eine ausreichende mechanische Festigkeit, insbesondere Biegefestigkeit zu geben, werden solche Strukturelemente mit Netallverstärkungen versehen, welche beispielsweise aus profiliertem Stahl oder Aluminium bestehen können. Die Metallstrukturen sind dabei vollständig von PUR-Hartintegralschaum umgeben und zweckmäßigerweise wird die Metallstruktur so angeordnet, daß bei der Verwendung als Fenster- und Türrahmen keine Wärmebrücken entstehen.
Ein großer Nachteil dieser kombinierten Elemente besteht darin, daß die verwendeten Metalle wie Aluminium oder Stahl im Vergleich zum PUR-Hartintegralschaum relativ hohe thermische Ausdehnungskoeffizienten besitzen, so daß der Einlagekern aus Metall sich bei Erwärmung stärker ausdehnt als der PUR-Integralschaum, so daß die Schnittkanten bzw. Gehrungen an den Rahmenkanten auseinandergedrückt werden.
Der Erfiindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Rahmen-und/oder Strukturbauelemente aus FflR-Hartintegralschaum ein Verstärkungselement vorzuschlagen, welches eine genügende mechanische Festigkeit, und insbesondere einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der gleich dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten für PUR-Hartintegralschaum ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Einlage kern aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) besteht.
GFK läßt sich leicht und preiswert herstellen, besitzt den gleichen Ausdelmungskoeifizienten wie PUR-Hartintegralschaum.
Cemäß der Erfindung ist es möglich, aus GFK ffohlprofile herzustellen, die beispielsweise durch Verkleben mehrerer Schalenelemente aufgebaut werden können.
Durch die Verwendung von Hohlprofilen werden große Mengen PUR-Integralschaum eingespart, wodurch sich das Gewicht der Rahmen- und/oder Struk turbauelemcnte erheblich verringert, während andererseits die mechanische Festigkeit nicht nachteilig beeinflußt wird.
Nach der Erfindung wird der Einlagekern i dem ihn umgebenden PUR-Hartintegralschaum verklebt, so da!3 eine innige Verbindung dieser Stoffe entsteht. Der GFK-Einlagekern kann in den verschiedensten Profilformen hergestellt werden, so daß allen mechanischen Anforderungen eines Rahmen- und,'oder Strukturb auelementes entsprochen werden kann.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Hierbei zeigt die Figur einen Querschnitt durch ein Fensterflügelprofil und durch einen Blendrahmen.
Das Flügelprofil besteht dabei aus PUR-iiartintegralschaum und umgibt einen Einlagekern 1, der als GFK Hohlprofil ausgebildet ist. Der Blendrahmen 5 besteht ebenfalls aus PUR-Hartintegralschaum und ist ebenso wie das Flügelprofil mit einem GFK-Hohlprofil zur Verstärkung versehen, welches us zwei Halbschalelementen ' und hergestellt sein kann.
Wie bereits eingangs ausgeführt wurde, lassen sich auch andere Profilformen des GFK Einlagekernes herstellen, um allen mechanischen Erfordernissen entsprechen zu können.
So lassen sich biespielsweise GFK oder Doppel-T Profile ohne weiteres aus GFK in den verschiedensten Größen herstellen.
Da die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden verwendeten Materialien gleich sind, entstehen bei einer thermischen Beanspruchung zwischen den Materialien keine Spannungen, so daß ein Auseinanderdrücken der Schnittkanten und Vergärungen beispielsweise bei einen intensiven Sonneninstrahlung verhindert wird.
Das Rahmen- und/oder Strukturbauelement nach der Erfindung läßt die vielfältigsten Anwendungsmöglichkeiten zu. So läßt sich ein Strukturelement beispielsweise als Trag-oder Stützelement oder auch als eine stoßaufnehmendes Element im Kraftfahrzeugbau, beispielsweise als Stoßstange verwenden.
Für die Ummantelung eines d@@@@tigen Stoßstange kann dabei ein PUR mit größerer Elastizität (Weichpur) verwendet werden.
Der große Vorteil dieses Anwendungsbereiches liegt darin, daß der GFK bei Knickbelastungen nach Abnahme der auf ihn wirkenden Kraft das Bestreben hat, in seine unsprüngliche Lage zurückzugchen. Auf diese Weise läßt sich eine vergrößerte und verbesserte Knautschzone beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug aufbauen. Entsprechendes gilt auch für ähnliche Elemente, biespielsweise bei Puffer von Elektrofahrzeugen oder dergleichen.
Da das spezifische Gewicht von PUR im Bereich von 0,5 liegt und damit geringer ist als beispielsweise Aluminium, eignet sich dieser Baustoff ferner besonders für den Flugzeug- und Schiffsbau als Trag- oder Stützelement.
Die hohe Festigkeit des PUR in Verbindungs mit GFK-Strukturelementen, die guten Isoliereigenschaften sowie die Witterungsbeständigkeit lassen auch weitere Anwendungen im Dausbau zu, in Form von Wandstrukturelementen, Dachträgerelementen und Dachabdeckelementen. Solche Wandelemente können mit geeigneten äußeren Strukturen versehen sein beispielsweise in Form von Ziegelmustern. Um eine einfache Verbindung einzelner Plattenelemente herstellen zu können. lassen sich diese mit entsprechenden Verbindungselementen, wie Nut und Feder oder dergleichen herstellen. Durch eine entspechende Anordnung und Formgebung der Einlagekerne innerhalb eines derartigen Wandelementes lassen Sich ausreihende Biegefestig,keiten erzielen, so daß freitrevende Wandelemente in der Größenordnung von 6 m erreichbar sind.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a a n in e 1 C u n g Rahmen- und/oder Strukturbauelement, wie Fenster-und Türrahmen, aus Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan-Hartintegralschaum, mit einem profilierten Einl agekern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Einlagekern (1) aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFE) besteh.
2. Rahmenelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t daß der Einlagekern (i) als Hohlprofil ausgebildet ist.
3. Rahmenelement nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einlagekern (1) aus mehreren zusammengefügten, vorzugsweise zusammengeklebten Halbschalen-Elementen (2,3) besteht.
4. Rahmenelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e 1 W h n e t , daß der E-nlagekern (1) mit dem ihn umgebenden Polyurethan-Hartintegralschaum (4) verklebt ist.
5. Rahmen- und/oder Strukturbauelement nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden, d a d U r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß es im Fahrzeug-, Flugzeug- und Schiffsbau als Trag- oder Stützelement oder als ein stoßaufnehmendes Element mit Knautschzone Anwendung findet.