DE2943593C2 - Verfahren zum Herstellen eines Rahmens - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Rahmens, insbesondere für ein Fenster oder eine Tür, aus Profilen, die eine innere Versteifung aus einem hohlen Metallstab, insbesondere einem hohlen Aluminiumstab, und eine den Metallstab umgebende, fest an dem Metallstab anliegende Umhüllung aus Kunststoff, insbesondere aus aufgeschäumtem Kunststoff mit dichter Außenzone, aufweisen, wobei zunächst Profilstücke durch sowohl die Umhüllung als auch den Metallstab erfassende Gehrungsschnitte von vorzugsweise 45° abgelängt werden, die Stirnfläche des Metallstabes parallel zur SchnittHäche zurückgesetzt wird und die Profilstücke durch Eckwinkel miteinander verbunden werden, die in die Hohlräume der Metallstäbe von aneinander anzuschließenden Profilen eingesteckt werden.

Bei der Verarbeitung von Kunststoff-Profilen mit einer versteifenden Einlage ergeben sich Probleme daraus, daß die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Metall und Kunststoff wesentlich verschieden sind. So hat z. B. Aluminium einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 24 · 10~^e m/m · K, während ein umhüllender Kunststoff-Strukturschaum einen Ausdehnungskoeffizienten von 70—100 · 10-⁶m/m · K hat, also einen etwa viermal größeren Ausdehnungskoeffizienten.

Beim Zusammenfügen der Rahmenecken mit Hilfe eines Eckwinkels wird dieser mit den Rahmenteflen über Stifte so verbunden, daß die Gehrungsflächen aufgrund gegeneinander versetzter Stiftlöcher im Rahmenteil und Eckwinkel aneinandergepreßt werden. Am fertigen Rahmen liegen dann die Stirnflächen der Metallstäbe und des ihn umgebenden Kunststoffschaumes auf Pressung aneinander. Sobald aber bei eingebauten Fenstern oder dergleichen durch niedrige Temperaturen eine unterschiedliche Längenänderung der beiden Materialien aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten eintritt, bildet sich an den Gehrungen ein Spalt dadurch, daß die weniger schrumpfenden Mutallstäbe weiterhin gegeneinander gepreßt werden und die stärker schrumpfenden Kunststoffschaum-Partien sich voneinander lösen.

Man versucht, Verschiebungen zwischen der Kunststoff-Umhüllung und dem Metallstab dadurch zu vermeiden, daß die verschiedenen Materialien möglichst gut miteinander verbunden werden. Dies bringt bei der Herstellung der Profile eingefrorene Spannungen mit sich, da auch die Schrumpfung der Materialien in der Abkühlungsphase des Profiles verschieden ist, nämlich beim Kunststoff stärker als beim Metall. Dies kann dazu führen, daß nach dem Ablängen der Kunststoff ein wenig zurückspringt, so daß der Metallstab ein wenig vorsteht.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (DE-OS 20 23 058) werden die Profilstücke an ihren Enden so vorbereitet, daß die Kunststoff-Umhüllung über die hohlen Metallstäbe vorsteht In der genannten DE-OS ist nicht angegeben, wie diese Vorbereitung durchgeführt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu entwikkeln, daß das Zurücksetzen der hohlen Metallstäbe ohne großen Aufwand erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß nach dem Ablängen eines Profilstückes an mindestens einer Schnittfläche unter Erhaltung der außenliegenden Schnittfläche des Kunststoffes durch Fräsen parallel zur Schnittfläche in dieser eine Vertiefung hergestellt wird, die die Stirnfläche des MetiJIstabes und einen anliegenden Bereich der Schnittfläche des Kunststoffes erfaßt.

Durch Einfräsen einer Vertiefung, die größer ist als die Stirnfläche des Metallstabes und in deren Bereich auch die Stirnfläche des Metallstabes liegt, kann dieser mit wirtschaftlichen Mitteln zurückgesetzt werden. Bei diesem Verfahren nämlich kann ein kräftiger Fräser verwendet werden, der nur ungefähr der Stirnfläche des Metallstabes folgt. Der verbleibende Rest der Schnittfläche reicht in jedem Fall aus, um eine stabile Anlage der Profile im Eckbereich zu gewährleisten. Die Erstrekkung der Vertiefung auch in den Bereich des Kunststoffes hat den Vorteil, daß nur mindestens eine Schnittfläche bearbeitet sein muß und daß sich in diese einseitig vorhandene Vertiefung hinein auch der Metallstab ausdehnen kann, der sich in dem an die Schnittfläche angeschlossenen Profil befindet. Man kann deshalb darauf verzichten, auch dort eine Vertiefung vorzusehen, wodurch der Arbeitsaufwand herabgesetzt wird. Durch die Erfindung ist es gelungen, aus Profil-Meterware einwandfreie Rahmen auch dann wirtschaftlich herzustel-

Jen, wenn Profile verwendet werden, bei denen der Metallstab fest in den Kunststoff eingebettet ist

Die Herstellung der Vertiefung gleichzeitig mit dem Bohren von Löchern (Anspruch 2) verkürzt die Verarbeitungszeit für ein Profil, da beide Bearbeitungen in der gleichen Aufspannung des Werkstückes und gleichzeitig erfolgen können.

Bei üblichen Rahmen liegt der Baden der Vertiefung ca. 2 bis 4 mm tiefer als die übrige Schnittfläche (Anspruch 3). Dieser Tiefenbereich kann jedoch sowohl unterschritten werden (bei kleinen Rahmen), als. auch überschritten werden (bei sehr großen Rahmen). Auch hängt die Tiefe vom Unterschied der Wärmedehnungskoeffizienten ab. Zu berücksichtigen ist auch, daß ein Profil, das aus einem Metallstab und einer mit diesem verbundenen Kunststoffumhüllung besteht, insgesamt einen Wärmedehnungskoeffizienten hat, der zwischen den Wärrr.edehnungskoeffizienten der beiden Stoffe liegt

Vorzugsweise wird man die Breite der Randzone etwa gemäß Anspruch 4 wählen. Bei den meist vorkommenden Gehrungsschnitten von 45° erhält man dann gerade die Breite der Randzone, die nötig ist, um dem Metallstab, der sich an dem Profil ohne vertiefte Schnittfläche befindet, die nötige Bewegungsfreiheit zu geben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiterhin erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht eines Rahmens,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine Rahmenecke im Bereich des strichpunktierten Kreises II in Fig. 1, wobei die Schnittebene parallel zur Rahmenebene verläuft, nämlich entsprechend der Linie II-II in F i g. 3 und

F i g. 3 eine Ansicht auf eine Endfläche eines Rahmenprofiles entsprechend den Linien III-III in den Fig.! und 2.

Der Rahmen R nach F i g. 1 besteht aus vier Profilen 1 bis 4. Es handelt sich um einen quadratischen Fensterrahmen, so daß alle Rahmenprofile gleich ausgebildet sind. Der Profilquerschnitt ist aus F i g. 3 zu erkennen. Allerdings zeigt F i g. 3 den Querschnitt verzerrt, da ja die Blickrichtung nicht in Längsrichtung des Profiles verläuft, sondern unter einem Winkel von 45° zu dieser Längsrichtung. Bedingt durch diese Blickrichtung sind die Abmessungen derjenigen Strecken, die in F i g. 3 parallel zu Längsseite des Blattes verlaufen, verlängert, ' während die parallel zur kurzen Seite des Blattes verlaufenden Strecken in natürlicher Länge erscheinen.

Das Profil enthält einen Metallstab 5, vorzugsweise ein stranggepreßtes Aluminiumprofil. Dieses Profil besteht im wesentlichen aus einem Rohr mit rechteckigem Querschnitt an dem sich ein Ansatz 5a befindet. Das Profil ist insgesamt von einer Kunststoffmasse 6 umhüllt. Diese Kunststoffmasse bildet die Außenkontur 7 des Profiles mit allen Vorsprüngen und Nuten, die ein Fensterrahmenprofil aufweisen soll. Der Ansatz 5a dient zur Versteifung des Schenkels 8 des Profiles. Die Profilform ist an sich nicht neu. Die Anwendung der Erfindung ist auch nicht auf eine bestimmte Profilform beschränkt.

An jeder Ecke des Rahmens R befindet sich eine Eckverbindung. An dieser Eckverbindung stoßen benachbarte Profile auf Gehrung aneinander. F i g. 2 zeigt eine Eckverbindung im Schnitt. Die Endfläche des Profiles 1 ist mit la und die Endfläche des Profiles 2 mit 2a bezeichnet. Diese Schnittflächen verlaufen unter einem Winkel von 45° zur Längsrichtung der Profile 1 und 2. In die Hohlräume 5c der hohlen Metallstäbe 5 greifen die beiden Schenkel 9a und 9b eines Eckwinkels 9 ein. Diese Schenkel passen in die Hohlräume. Längsverschiebungen der Metaüstäbe relativ zum Eckwinkel 9 werden dadurch verhindert, daß in Löcher äs und °>d Fixierungsbolzen eingreifen, die durch Löcher 10 in den Profilen von außen her eingeführt werden.

Erfindungsgemäß befindet sich im Profil 1 eine Vertiefung 11, deren Form aus Fig. 3 ersichtlich ist Die Vertiefung 11 hat einen Boden 11a, der parallel zu der Schnittfläche la liegt Der Boden wird teils durch die Endfläche des Metallstabes 5 und teils durch eine Randzone um dieses Profil gebildet Der Boden 1 la geht über eine senkrechte Wand 116 in die Schnittfläche la über. Die Wand 116 steht rechtwinklig zum Boden 11a und der Schnittfläche la. Ihre Form ergibt sich aus der Verwendung eines Fingerfräsers, der entsprechend der Querschnittsform des Metallstabes 5 gesteuert wird. Die Breite b der Randzone ist etwa gleich der Tiefe t der Vertiefung 11.

Bei der Herstellung der Vertiefung 11 durch Fräsen kann gleichzeitig mit dem Fräsvorgang das Loch 9d gebohrt werden, sowie weitere Löcher, z. B. solche für die Anbringung von Beschlägen. Dadurch vermeidet man einen zusätzlichen Zeitaufwand für die Herstellung der Vertiefung.

Am fertigen Rahmen sind die Schnittflächen la und 2a und selbstverständlich auch die Schnittflächen an den anderen Ecken des Rahmens durch Klebung miteinander verbunden. Wenn nun ausgehend von dem gezeichneten Zustand (Fig.2) eine Abkühlung des Rahmens stattfindet z. B. an kalten Wintertagen, erfährt der Kunststoff 6 eine größere Temperaturschrumpfung als das Metall der Stäbe 5. Dank der Vertiefungen 11, die an jeder Ecke des Rahmens vorgesehen sind, kann sich der Rahmen insgesamt entsprechend der Temperaturschrumpfung etwas verkleinern, ohne dadurch durch den inneren Metallrahmen, bestehend aus den Stäben 5 und den Eckwinkeln 9, gehindert zu werden. Bei einer solchen temperaturbedingten Verkleinerung des Rahmens werden die Metallstäbe 5 an den Enden der Profile ein wenig aus dem Kunststoff heraustreten. Dies ist sowohl für den Metallstab 5 im Profil 1 als auch für den Metallstab 5 im Profil 2 möglich- Der Metallstab im Profil 2 nämlich kann dank der Randzone am Boden 11a ebenfalls in die Vertiefung 11 eindringen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Rahmens, insbesondere für ein Fenster oder eine Tür, aus Profilen, die eine innere Versteifung aus einem hohlen Metallstab, insbesondere einem hohlen Aluminiumstab, und eine den Metallstab umgebende fest an dem Metallstab anliegende Umhüllung aus Kunststoff, insbesondere aus aufgeschäumtem Kunststoff mit dichter Außenzone, aufweisen, wobei zunächst Profilstücke durch sowohl die Umhüllung als auch den Metallstab erfassende Gehrungsschnitte von vorzugsweise 45° abgelängt werden, die Stirnfläche des Metallstabes parallel zur Schnittfläche zurückgesetzt wird und die Profilstücke durch Eckwinkel miteinander verbunden werden, die in die Hohlräume der Metallstäbe von aneinander anzuschließenden Profilen eingesteckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ablängen eines Profilstückes an mindestens einer Schnittfläche unter Erhaltung der außenliegenden Schnittfläche (ta) des Kunststoffes durch Fräsen parallel zur Schnittfläche in dieser eine Vertiefung (11) hergestellt wird, die die Stirnfläche des Metallstabes (5) und einen anliegenden Bereich der Schnittfläche des Kunststoffes erfaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (11) gleichzeitig mit dem Bohren von Löchern für die Eckbefestigung und/oder die Anbringung von Beschlagen hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (lla/der Vertiefung (11) ca.

2 bis 4 mm gegenüber der übrigen Schnittfläche (1) abgefräst wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Randzone im Kunststoff (6) uad der Niveauunterschied (t) zwischen dem Boden (ita) der Vertiefung (11) und der Schnittfläche (ta) etwa gleich groß gefräst wird, insbesondere bei Gehrungsschnitten von 45°.