DE29880053U1 - Profilsystem zur Herstellung von Fenstern oder Türen - Google Patents
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Description
HTOZ00797PCT * . '.JJ *. . &idigr; &iacgr; i i
Fenster und Türen werden in hohem Umfang aus Hohlkammer-Profilsystemen aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus Hart-PVC, hergestellt. Ein übliches Kunststoff-Profilsystem umfaßt ca. 10 bis über 50 verschiedene Hauptprofile und mindestens ebenso viele Nebenprofile, um alle marktüblichen Fenster- und Türarten darstellen zu können.
Da thermoplastischer Kunststoff im Vergleich zu Metallen einen relativ geringen &Egr;-Modul aufweist, müssen für die Herstellung größerer Fenster häufig Versteifungsprofile aus Stahl oder AIuminium eingesetzt werden. Da diese Versteifungsprofile im Eckbereich nicht mitverschweißt werden können, werden sie auf eine kürzere Länge geschnitten als die Hohlkammerprofile aus Kunststoff, so daß im Eckbereich eine geringere Torsions- und Biegesteifigkeit als in den verstärkten Mittenbereichen erreicht wird.
Ein weiterer Nachteil der metallischen Versteifungsprofile liegt in deren hoher Wärmeleitfähigkeit, die den an sich sehr guten Wärmedurchgangskoeffizienten (k-Wert) des fertigen Fensters wesentlich erhöht.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, mechanisch steifere Kunststoff profile ohne Metallverstärkung herzustellen. Eine Möglichkeit hierzu ist ein Profil für die Herstellung von Rahmen für Fenster oder Türen mit einem hohlen Kernprofil aus faserverstärktem Kunststoff und einer das Kernprofil stoffschlüssig umgebenden Ummantelung aus Kunststoff, das durch Coextrusion hergestellt wird (EP 0 087 515 Bl) . Dieses System hat sich zwar bezüglich der Wärmedämmung, der Biegesteifigkeit, des Wider-Standsmomentes und der Eckverschweißbarkeit bewährt, jedoch sind die Herstellkosten wegen des Coextrusionsverfahrens vergleichsweise hoch, insbesondere, da für jedes Hauptprofil ein eigenes Coextrusions-Werkzeug benötigt wird.
Fassung vom: 22.02.00 10:16 gespeichert:I:\ANMEUDE\00797GM.DOC
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Weiterhin ist der Einsatz dieser coextrudierten Profile trotz des gegenüber unverstärkten Kunststoffprofilen wesentlich erhöhten Widerstandsmoments auf Fenster mit einer Breite bis ca. 1,4 m beschränkt.
Aufgabe
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Profilsystem zur Herstellung von Fenstern und Türen zur Verfügung zu stellen, das diese Nachteile vermeidet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Profilsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bevorzugt in Verbindung mit einem oder mehreren der Merkmale der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Profilsystem umfaßt zunächst wenigstens zwei Hauptprofile, bevorzugt aus thermoplastischem Kunststoff, die als Hohlkammerprofile ausgebildet sind und wenigstens eine Versteifungskammer zur Aufnahme eines Versteifungsprofils aufweisen. Solche Hauptprofile sind an sich bekannt. Weiterhin umfaßt das erfindungsgemäße Profilsystem an sich bekannte Stahl- oder Aluminiumversteifungsprofile, die in die Versteifungskammern der Hauptprofile eingeschoben werden können. Der Kern der Erfindung liegt darin, daß zusätzlich ein Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff vorgesehen ist, das wahlweise anstelle des Stahl- oder Aluminiumversteifungsprofils in die Versteifungskammern der Hauptprofile eingeschoben werden kann.
Das Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff kann die gleiche Außenkontur aufweisen wie das Stahl- oder Aluminiumversteifungsprofil, ggf. können aber auch davon abweichende Außenabmessungen gewählt werden. Entscheidend ist lediglich, daß das Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff mit seinen Außenmaßen kompatibel ist zu den Innenmaßen der Versteifungskammer der Hauptprofile. Bei Versteifungsprofilen aus faserverstärktem Kunststoff können ohne besonderen Aufwand kunststoffgerechte Gestaltungen vorgesehen werden, so z. B. ein oder mehrere Innenstege zur zusätzlichen Versteifung.
Als Kunststoffmaterial sowohl für die Hauptprofile als auch für die faserverstärkten Versteifungsprofile wird Hart-PVC bevorzugt. Soweit halogenfreie Kunststoffe zum Einsatz kommen sollen, wird eine Rezeptur auf der Basis von Polypropylen, insbesondere entsprechend der EP 0 426 716 Bl, bevorzugt.
Rezepturen auf der Basis von halogenfreien Kunststoffen weisen allerdings meist einen wesentlich geringeren &Egr;-Modul auf als Rezepturen auf der Basis von Hart-PVC. Um dieses auszugleichen, müssen wesentlich höhere Wandstärken als bei PVC gewählt werden, so daß die Profile entweder mit den Außenmaßen oder mit den Innenmaßen nicht mehr kompatibel zu denen vergleichbarer PVC-Profile sind. Kombiniert man jedoch Hauptprofile aus halogenfreien Kunststoffen mit Versteifungsprofilen aus faserverstärkten Kunststoffen, so kann man die geringe Steifigkeit der Hauptprofile hierdurch wieder ausgleichen.
. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das erfindungsgemäße Profilsystem daher wenigstens ein Hauptprofil auf der Basis von. Hart-PVC und wenigstens ein Hauptprofil auf der Basis von halogenfreiem thermoplastischen Kunststoff mit im wesentlichen gleichen Außenabmessungen, wobei die Versteifungskammern ebenfalls gleiche Abmessungen aufweisen bzw. kompatibel sind zu den gleichen Verstärkungsprofilen. Für Flügelrahmen, die aus Hauptprofilen aus Hart-PVC gefertigt werden, benötigt man dabei beispielsweise bis zu einer Breite von ca. Im kein Versteifungsprofil, für eine Breite von ca. 1 bis ca. 1,4 m ein Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff und für eine Breite über ca. 1,4 m ein Versteifungsprofil aus Metall. Für Flügelrahmen, die aus Hauptprofilen auf der Basis von Polypropylen gefertigt werden, benötigt man dagegen bis zu einer Breite von ca. 1,2 m ein Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff und für eine Breite über ca. 1,2 m ein Versteifungsprofil aus Metall. Somit können mit dem gleichen Profilsystem sowohl Fenster bzw. Türen aus dem aus technischen Gründen bevorzugten Hart-PVC als auch nach Kundenwunsch aus halogenfreiem Material hergestellt werden, wobei gleiche Zubehörteile verwendet werden können.
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HT OZ 00797 PCT j &idigr; * ^&idigr; ^ &iacgr; · ·* &ngr; J S 5
AIs Verstärkungsmaterial für die faserverstärkten Versteifungsprofile wird bevorzugt &Egr;-Glasfaser mit einem Durchmesser von 8 bis 15 &mgr;&tgr;&eegr; und einer Länge von 0,5 bis 10 mm eingesetzt, es können aber auch andere anorganische oder organische Fasermaterialien zur Verwendung kommen. Bezüglich der Rezeptur der faserverstärkten Kunststoffe wird im übrigen auf die EP 0 087 515 Bl verwiesen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden bei der Extrusion des Versteifungsprofils endlose Faserrovings, insbesondere Glasfaserrovings, o. dgl. in das Profilwerkzeug eingeführt und mit thermoplastischem, ggf. mit Kurzglasfasern verstärktem Kunststoff ummantelt. Hierdurch ergeben sich besonders hohe Zugfestigkeiten und &Egr;-Module, des Versteifungsprofils und damit eine Erhöhung der Biegesteifigkeit und des Widerstandsmomentes des Profilsystems.
Bevorzugt werden sowohl die Hauptprofile als auch die Versteifungsprofile aus faservertärktem Kunststoff auf der Basis von thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Hierdurch ist eine besonders rationelle Fertigung der Fenster oder Türen möglich: Die faserverstärkten Versteifungsprofile werden vor dem Zuschneiden der Hauptprofile in die Versteifungskammern der Hauptprofile eingeschoben, zusammen mit diesen auf Gehrung geschnitten und in an sich bekannter Weise durch Heizelementverschweißung zu den Fenstern und Türen verschweißt. Da die faserverstärkten Versteifungsprofile hierbei mit verschweißt werden, ergeben sich hohe Eckfestigkeiten und ein in allen Bereichen etwa gleiches Biegemoment bzw. Biegesteifigkeit.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Profilsystems zur Herstellung von Fenstern und Türen liegt darin, daß mit marktüblichen selbstschneidenden Schrauben ohne Vorbohren Beschlagsteile mit den Fenstern und Türen bzw. die Hauptprofile mit den faserverstärkten Versteifungsprofilen verbunden werden können. Hierbei ergeben sich sehr gute Schraubenauszugsfestigkeiten.
Fassung vom: 22.02.00 10:16 gespeichert:I:\ANMELDE\00797GM.DOC
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Der Wärmedurchgangswert (k-Wert) des erfindungsgemäßen Profilsystems liegt bei Verwendung von Versteifungsprofilen aus faserverstärktem Kunststoff ca. 30 % niedriger als bei einem vergleichbaren Profil mit Stahl- oder Aluminiumversteifung. Dies ist von besonderer Bedeutung, weil die Verbesserung des k-Wertes ohne die sonst notwendige Erhöhung der Profiltiefe erreicht werden kann.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Profilsystems liegt darin, daß die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Hauptprofil und faserverstärktem Versteifungsprofil ähnlich sind, so daß bei Temperaturwechselbelastung nicht mit größeren Scherkräften zwischen Haupt- und Versteifungsprofil gerechnet werden muß.
Bevorzugt erfolgt das Einschieben des Verstärkungsprofils in die Versteifungskammer der Hauptprofile bereits werkseitig, wobei die Gesamtlänge dieser kombinierten Profile mehrere Meter betragen kann.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Profilsystems liegt in der ausgezeichneten Recyclingfähigkeit. Da die Hauptprofile und das Versteifungsprofil aus den gleichen Kunststoff-Werkstoffen hergestellt werden können, können diese auch zusammen recycelt werden. Soweit der Faseranteil des Versteifungsprofils jedoch stört, können faserverstärktes Versteifungsprofil und Hauptprofil aber auch ohne Probleme wieder voneinander getrennt werden und getrennt recycelt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen dabei
Fig. 1 ein Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff
Fig. 2 ein Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff
Fig. 3 ein Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff mit Glasfaserrovings
HT OZ 00797 PCT I I * I II · *
Fig. 4 zwei als Blend- und Flügelrahmen ausgebildete Hauptprofile
Fig. 5 ein als Monoblock-Profil ausgebildetes Hauptprofil
Fig. 6 ein als Pfostenprofil ausgebildetes Hauptprofil
Fig. 7 Blend- und Flügelrahmen, jeweils mit Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff
Fig. 7 Blend- und Flügelrahmen, jeweils mit Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff
Fig. 8 Blend- und Flügelrahmen, jeweils mit Versteifungsprofil aus Metall
Das nachfolgend dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt zunächst an sich bekannte Hauptprofile, von denen beispielhaft in Fig. 4 das Blendrahmenprofil 1 und das Flügelprofil 2, in Fig. 5 ein sogenanntes Monoblock-Prof il 3, und in Fig. 6 ein Pfostenprofil 4 dargestellt sind. Alle dargestellten Hauptprofile weisen eine Versteifungskammer 5, 5', 5", 5'" auf, in die entsprechende Versteifungsprofile eingeschoben werden können.
In Fig. 8 ist dargestellt, daß das Blendrahmenprofil 1 und das Flügelrahmenprofil 2 zunächst mit herkömmlichen Versteifungsprofilen aus Stahl 9, 9' versteift werden können. Wie in Fig. 7 dargestellt, können alternativ hierzu Versteifungsprofile aus glasfaserverstärktem Kunststoff 8, 8' verwendet werden.
In Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 sind verschiedene Ausführungsarten von Versteifungsprofilen aus faserverstärktem Kunststoff 6, 7, 8 dargestellt. Das in Fig. 1 abgebildete Versteifungsprofil 6 ist als glasfaserverstärktes Hohlkammerprofil ausgebildet und dient zur Verstärkung des in Fig. 6 dargestellte Pfostenprofils 4. Durch einen Quersteg ist das Pfostenprofil 6 in zwei Kammern 11, 11' unterteilt, wodurch eine erhöhte Biegesteifigkeit erreicht wird. In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, wobei dieses Profil ebenfalls als Hohlkammerprofil mit einer Hohlkammer 11" ausgebildet ist. Schließlich ist in Fig. 3 eine weitere alternative Ausführungsform dargestellt, wobei eine zusätzliche Versteifung aus Glasfaserrovings 10 eingesetzt wird.
Fassung vom: 22.02.00 10:16 gespeichert:I:\ANMELDE\00797GM.DOC
HT OZ 00797 PCT
Die Hauptprofile 1, 2, 3, 4 sind aus schlagzäh-modif iziertem Hart-PVC extrudiert. Für die Versteifungsprofile aus faserverstärktem Kunststoff 6, 7, 8, 8' wird folgende Rezeptur verwendet:
| Bestandteil | Gew.-Teile |
| S-PVC, K-Wert 64 | 100 |
| Stabilisatorgemisch: | 3 |
| Glasfasern, 6 mm lang, 0 10 &mgr;&tgr;&agr; | 50 |
| CaCo3 (mittl. Teilchen-0 < 10 &mgr;&pgr;&igr;) | 5 |
| 1,2 Hydroxystearinsäure | 0,3 |
| Oxydiertes PE-Wachs | 0,5 |
| Ca-stearat | 1,0 |
| C 16/18-Wachsester /epox. Sojab. | 1,0 |
Fassung vom: 22.02.00 10:16
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HTOZ00797PCT I I' I Il .*
Legende
1 Hauptprofil (Blendrahmenprofil)
2 Hauptprofil (Flügelprofil)
3 Hauptprofil (Monoblock-Profil) 4 Hauptprofil (Pfostenprofil)
5, 5',
5", 5'" Versteifungskammer
6 Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff
7 Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff 8,8' Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff
9, 9' Versteifungsprofil aus Stahl
10 Glasfaserrovings
11, 11',
11", 11"' Hohlkammer
Fassung vom: 22.02.0010:16 gespeichert:I:UNMELDE\00797GM.DOC
Claims (5)
1. Profilsystem für die Herstellung von Fenstern und/oder Türen, umfassend wobei wahlweise in die Versteifungskammer (5, 5', 5", 5''') eingeschoben werden können.
1. wenigstens zwei als Kunststoff-Hohlkammerprofile ausgebildete Hauptprofile (1, 2, 3, 4) mit jeweils wenigstens einer Versteifungskammer (5, 5', 5", 5''') zur Aufnahme eines Versteifungsprofils (6, 7, 8, 9),
2. ein Stahl- oder Aluminium-Versteifungsprofil (9, 9'),
3. ein Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff (6, 7, 8, 8'),
1. das Stahl- oder Aluminium-Versteifungsprofil (9, 9')
2. oder das Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff (6, 7, 8, 8')
2. Profilsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptprofile (1, 2, 3, 4) und das faserverstärkte Versteifungsprofils (6, 7, 8, 8') aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt sind.
3. Profilsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das faserverstärkte Versteifungsprofil (8, 8') einextrudierte Faserrovings (10) aufweist.
4. Profilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend wenigstens ein Hauptprofil (1, 2, 3, 4) auf der Basis von Hart-PVC und ein Hauptprofil auf der Basis von halogenfreiem thermoplastischen Kunststoff mit im wesentlichen gleichen Außenabmessungen.
5. Versteifungsprofil aus faserverstärktem Kunststoff (6, 7, 8, 8') für ein Profilsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch wenigstens eine Hohlkammer (11, 11', 11", 11''').
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