DE3507640A1 - Verfahren zur herstellung verstaerkter profilteile - Google Patents

Verfahren zur herstellung verstaerkter profilteile

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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung verstärkter Profilteile, wonach zunächst ein Hohlprofilteil mit einem oder mehreren Hohlräumen nach dem Extrudierverfahren hergestellt wird und dann in den wenigstens einen Hohlraum des Hohlprofilteils eine verstärkende, aushärtbare Kunststoffüllung eingebracht wird.
Es ist bekannt zur mechanischen Verstärkung eines Profilteils wie beispielsweise einer aus Kunststoff gefertigten Vorhangschiene mit einem oder mit mehreren Läufen zur Verstärkung eines derartigen Profilteils in einen sich durch das Profilteil in Längsrichtung hindurch erstreckenden Hohlraum eine Kunststofffüllung einzubringen, die zweckmäßigerweise aus einem Kunststoff-Fasergemisch besteht, wobei die Fasern zur Einsparung von Gewicht zweckmäßigerweise aus Holzfasern bestehen.
Eine derartige mechanische Verstärkung eines Profilteils mit Hilfe eines mit einextrudierten aushärtbaren Kunststoffes bzw. einer Kunststoff-Fasermischung ist für die Anwendungsfälle ausreichend, bei denen das betreffende Profilteil nicht sonderlich auf eine Durchbiegung beansprucht wird, also beispielsweise bei Profilteilen in Form von Vorhangschienen, da diese gewöhnlich flächig an der Decke eines Zimmers befestigt werden und zwar an mehreren Stellen, so daß die Biegebeanspruchung relativ gering gehalten werden kann.
Wenn jedoch Profilteile beispielsweise brettförmige Profilteile zur Verschalung von beispielweise einem Balkon verwendet werden, so werden bei diesem Anwendungsfall besondere Anforderungen
hinsichtlich der Festigkeit bzw. der mechanischen Belastbarkeit und insbesondere hinsichtlich der Durchbiegefestigkeit gestellt.
Die mit Hilfe des herkömmlichen Verfahrens erzielbare Erhöhung der mechanischen Festigkeit und der Versteifung des Profilteils ist in diesem Fall nicht mehr ausreichend.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, das Verfahren zur Herstellung verstärkter Profilteile der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Profilteile bei vergleichsweise geringem Gewicht hohe Biegekräfte aushalten können und dabei die Durchbiegung der Profilteile auch bei größerer Länge der Profilteile vergleichsweise gering gehalten werden kann.
Ausgehend von dem Verfahren zur Herstellung verstärkter Profilteile der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß gleichzeitig mit dem Einbringen der verstärkten Kunststoffüllung in den wenigstens einen Hohlraum des Hohlprofils wenigstens eine sich über die gesamte Länge des Hohlprofilteils erstreckende Seele aus einem nicht dehnungsfähigen Material in einer solchen Lage mit in den Hohlraum eingebracht wird, daß die Seele bei einer Biegebeanspruchung des Profilteils auf Zug beansprucht wird.
Erfindungsgemäß wird also gleichzeitig mit dem Einbringen der verstärkenden Kunststoffüllung in den wenigstens einen Hohlraum des Hohlprofilteils in diese Kunststoffüllung eine Seele mit einextrudiert, die dadurch in das Material des Kunststoffes fest eingebettet wird und nach dem Aushärten der Kunststofffüllung über ihre gesamte Länge hinweg allseitig eingespannt ist, wobei die Seele zweckmäßigerweise in einer solchen Lage im Querschnitt des Hohlprofilteils angeordnet wird, daß bei einer Biegebeanspruchung des Profilteils die Seele maximal auf Zug beansprucht wird.
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Es hat sich gezeigt, daß diese Art der Verstärkung insbesondere dann große Vorteile bringt, wenn das Profilteil brettförmig ausgebildet ist und beispielsweise für die Verschalung eines Balkons verwendet wird.
Selbst im Falle eines Bruches des Profilteils bleiben die beiden Bruchteile an der Bruchstelle noch über die Seele miteinander verbunden, so daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Profilteile auch eine besonders hohe Sicherheit gewährleisten.
Sowohl das Hohlprofilteil als auch die Kunststoffüllung in dem wenigstens einen Hohlraum des Hohlprofilteils können aus einer Kunststoff-Fasermischung hergestellt werden. Zweckmäßxgerweise werden als Fasern in der Kunststoff-Fasermischung Holzfasern verwendet.
Dadurch lassen sich Profilteile herstellen, die gewichtsmäßig besonders leicht sind, aber dennoch hohe mechanische Biegekräfte ohne nennenswerte Durchbiegung aushalten können.
Die in die Kunststoffüllung mit einextrudierte Seele kann aus den verschiedensten Materialien hergestellt sein, und kann auch die verschiedensten Formen haben. Die Seele kann zweckmäßigerweise beispielsweise aus Stahl/ Eisen, Kupfer, Nickel oder einem anderen Metall bestehen, kann aber auch aus einem Glasfaden oder Glasfaser, einer Textilfaser und schließlich auch aus verdrillten oder verseilten Fasern aus den genannten Stoffen bestehen .
Darüber hinaus kann in den Hohlraum des Hohlprofilteils nicht nur eine einzelne Seele, sondern mehrere Seelen mit einextrudiert werden, um dadurch die Biegebeanspruchbarkeit des Profilteils noch weiter zu erhöhen.
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Die Seele kann ferner einen kreisförmigen Querschnitt, einen rechteckförmigen, quadratischen oder rohrförmigen Querschnitt aufweisen, was vom jeweiligen Anwendungsfall abhängig ist.
Die Erfindung kann dadurch eine vorteilhafte Ausgestaltung erfahren, daß die Seele in den wenigstens einen Hohlraum des Hohlprofilteils zusammen mit einer schaumfähigen Kunststofffüllung eingebracht wird. Durch diese letztere Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der besondere Vorteil erreicht, daß durch den Schaumvorgang nach dem Extrudieren der Kunststofffüllung allseitig auf die Seele ein Druck ausgeübt wird, und dadurch die Seele fest in die Kunststofffüllung eingebettet wird bzw. über ihre gesamte Länge hinweg umfangsmäßig eingespannt wird,
Versuche haben gezeigt, daß durch diesen genannten Effekt sogar eine Seele mit einer glatten Außenfläche verwendet werden kann also beispielsweise ein Glasfaden mit äußerer glatter Umfangsflache, da durch den Schaumvorgang des Kunststoffes die Seele mit großer Kraft in der Kunststofffüllung eingespannt wird.
Schließlich kann das Verfahren nach der Erfindung dadurch noch weiter ausgestaltet werden, daß bei der Herstellung des Hohlprofilteils nach dem Extrudierverfahren in Abschnitten des Hohlprofilteils mit vergrößertem Materialquerschnitt eine zusätzliche Seele mit einextrudiert wird. Erfindungsgemäß ist also bereits das Profilteil selbst mit Hilfe einer oder mehrerer Seelen verstärkt, wodurch die Neigung zur Durchbiegung des Hohlprofilteils bereits weigehend reduziert wird.
Es ist ferner offensichtlich, daß ein nach dem vorliegenden Verfahren hergestelltes Profilteil sehr verschiedene Querschnittsgestalt und Querschnittsform haben kann also beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt, einen rechteckförmigen (brettförmigen) Querschnitt ader einen in anderer Weise gestalteten Querschnitt.
—8 —
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung eignet sich besonders vorteilhaft zur Herstellung von Fensterrahmen aus Kunststoff, Verschalungsprofilen für Balkon und auch überall dort, wo Profilteile benötigt werden, die auf Biegung beansprucht werden bzw. eine hohe Biegefestigkeit haben sollen.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Profilteil mit einer einzelnen Seele und mit kreisförmiger Querschnittsgestalt;
Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Erfindung bei einem Profilteil mit im wesentlichen der gleichen Querschnittsgestalt; und
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein brettförmiges Profilteil, welches besonders hohe Biegekräfte aufnehmen kann.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein stangenförmiges Profilteil, welches allgemein mit 1 bezeichnet ist.
Das gezeigte Profilteil besteht aus einem hohlen rohrförmigen Teil 1a, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst beispielsweise mit Hilfe des bekannten Extrudierverfahrens hergestellt wird. Nach der Aushärtung dieses rohrförmigen Hohlprofilteils 1a wird in den Hohlraum 3 des rohrförmigen Profilteils eine Kunststoffüllung mit einer zentral angeordneten Seele eingebracht beispielsweise mit Hilfe eines weiteren Extrudierverfahrens und die so erhaltene Struktur wird dann zur Aushärtung
gebracht. Die Seele 2 kann die verschiedenste Gestalt haben und ist bei dem Beispiel nach Fig.1 stangenförmig mit kreisrundem Querschnitt ausgeführt.
Die Seele 2 wird zweckmäßigerweise in dem Hohlraum 3 an einer solchen Stelle angeordnet, daß bei einer Durchbiegung des Profilteils senkrecht zur Längenausdehnung desselben die Seele auf Zug beansprucht wird. Wenn daher das Material der Seele 2 so gewählt wird/ daß es wenig oder nicht dehnungsfähig ist, so wirkt/äie Seele 2 gegenüber einer Biegebeanspruchung versteifend.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist ein Profilteil allgemein mit 10 bezeichnet, welches ein vorgefertigtes rohrförmiges Hohlprofilteil 10a umfaßt, wobei dieses Hohlprofilteil aber im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig.1 vier nebeneinander angeordnete Hohlräume 30 aufweist, die über Rippen 40 voneinander getrennt sind. In die vier Hohlräume des vorgefertigten Hohlprofilteils 10a werden erfindungsgemäß mit einem weiteren Extrudierverfahren Kunststoffüllungen mit jeweils einer eigenen Seele 20 nachträglich eingebracht, wobei auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Seele stangenförmig mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist.
Bei dieser Querschnittsform des Hohlprofilteils ergibt sich bereits eine Versteifung gegenüber einer Biegebeanspruchung. Diese Versteifung wird aber durch die Kunststoffüllung und insbesondere durch die vier Seelen 20 wesentlich verstärkt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 handelt es sich um ein Hohlprofilteil mit brettförmigem Querschnitt, wobei das Hohlprofilteil 3 Kammern 300 aufweist, die durch Zwischenwände 400 jeweils voneinander getrennt sind. Das allgemein mit 100 bezeichnete Profilteil umfaßt ein vorgefertigtes Hohlprofilteil 100a, welches bereits in besonderer Weise ausgebildet ist:
-10-
Bei dem Hohlprofilteil 100a ist bereits an Stellen mit vergrößertem Materialguerschnitt also beispielsweise in den Eckbereichen des mittleren Hohlraumes eine Seele 500 eingebettet, die sich über die gesamte Längenausdehnung des Profilteils erstreckt. Die Seelen 500 sind an Stellen angeordnet, so daß dann, wenn das Profilteil auf Biegung beansprucht wird (senkrecht zur größeren Seitenfläche) wenigstens zwei Seelen 500 auf Zug beansprucht werden. Dadurch erhält das vorgefertigte Hohlprofilteil 100a bereits eine erhebliche Versteifung.
Darüber hinaus wird nach der Herstellung des Hohlprofilteils 100a und nach Aushärtung desselben in die Hohlräume 300 eine Kunststoffüllung mit jeweils einer eigenen Seele 200 eingebracht beispielsweise durch ein nachfolgendes Extrudierverfahren, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die jeweilige Seele aus einem Bandmaterial besteht, welches im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt hat.
Sowohl die Kunststoffüllung 300 als auch die bandförmigen Seelen 200 wirken zusätzlich als Versteifung gegenüber einer Biegebeanspruchung, so daß sich das Profilteil gemäß Fig.3 besonders vorteilhaft dort verwenden läßt, wo hohe Biegekräfte auftreten können, aber auch dort einsetzen läßt, wo ein Bruch des Profilteils gefährliche Folgen haben kann beispielsweise im Falle einer Balkonverschalung oder im Falle eines Balkonbodens.
Selbst wenn das Profilteil gemäß Fig.3 beispielsweise durch eine überbeanspruchung auf Biegung brechen sollte, werden die zwei auseinandergebrochenen Profilteile nicht vollständig voneinander getrennt, da sie über die Seelen 500 und 200 noch miteinander verbunden sind. Bei dem genannten Anwendungsfall wird für das Material der Seelen zweckmäßigerweise Stahl oder ein anderes widerstandsfähiges Material verwendet.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß sich sowohl die Querschnittsform der Seele als auch das Material der Seele in weiten Grenzen verändern läßt und dem jeweiligen Anwendungsfall bzw. jeweiligem Profil des Profilteils anpassen läßt.
Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht schließlich darin, als Kunststoffüllung für die Füllung der Hohlräume 300 eine schaumfähige Kunststoffüllung zu verwenden, also beispielsweise eine schaumfähige Kunststoff-Fasermischung, da dann die Seelen 200 aufgrund der Schaumwirkung mit großer Kraft in die Kunststoffüllung eingebettet werden bzw. allseitig durch die Kunststoffüllung eingespannt werden.
Die Seelen können aus einem Einzelfaden oder einer Einzelfaser, ferner aus miteinander verdrillten oder verseilten Fasern oder sogar rohrförmig ausgebildet sein.
Ferner kann das Material der Seelen auch aus Glas, einem Textilmaterial, Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff, Kupfer oder Nickel usw. bestehen.
Sowohl die Kunststoffüllung als auch das Hohlprofilteil können zweckmäßigerweise aus einer Kunststoff-Fasermischung herstellt werden, insbesondere einer Kunststoff-Holzfasermischung.
Durch dieses letztere Merkmal wird erreicht, daß die Profilteile bei hoher mechanischer Bxegebeanspruchbarkeit ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweisen. Sie sind daher besonders dort vorteilhaft verwendbar, wo großer Wert auf geringes Gewicht gelegt wird, gleichzeitig aber eine hohe mechanische Beanspruchbarkeit gefordert wird.
Als Kunststoff kann PVC oder irgendeine andere geeignete Kunst-
-12-
stoffart verwendet werden.
Ferner besteht auch die Möglichkeit in die Außenfläche jeder
der Seelen quer zur Längenausdehnung der jeweiligen Seele verlaufende Ausnehmungen, Rillen oder Kerben einzubringen, in die der die Seele umgebende Kunststoff eindringt, so daß die Seele dadurch fest im Kunststoff verankert wird.
Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in der Zeichnung dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung
von Bedeutung.

Claims (18)

H. Möller & Co Metallwarenfabrik 5778 Meschede 4 Verfahren zur Herstellung verstärkter Profilteile Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung verstärkter Profilteile, wonach zunächst ein Hohlprofilteil mit einem oder mehreren Hohlräumen nach dem Extrudierverfahren hergestellt und dann in den wenigstens einen Hohlraum des Hohlprofils eine verstärkende/ aushärtbare Kunststoffüllung eingebracht wird, dadurch gekennze lehnet, daß gleichzeitig mit dem Einbringen der verstärkten Kunststoffüllung in den wenigstens einen Hohlraum des Hohlprofils (1a; 10a; 100a) wenigstens eine sich über die gesamte Länge des Hohlprofils erstreckende Seele (2; 20; 200) aus einem nicht dehnungsfähigen Material in einer solchen Lage mit in den Hohlraum eingebracht wird, daß die Seele (2; 20; 200) bei einer Biegebeanspruchung des Profilteils (1; 10; 100) auf Zug beansprucht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffüllung eine aushärtbare Kunststoff-Fasermischung verwendet wird.
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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in der Kunststoff-Fasermischung aus Holzfasern bestehen.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in der Kunststoff-Fasermischung aus Glasfasern bestehen.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in der Kunststoff-Fasermischung aus Textilfasern oder Metallfasern bestehen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Kunststoff-Fasermischung aus Polyvenylclorid (PVC) besteht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Kunststoff-Fasermischung aus schäumbaren Kunstatoff besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (2; 20; 200) aus einer Faser bzw. einem Faden besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele aus mehreren miteinander verdrillten oder verseilten Fasern oder Fäden besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele aus einem Bandmaterial mit im wesentlichen rechteckförmigem Querschnitt besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele aus einem rohrförmigen Material mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt besteht.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Hohlprofilteiles nach dem Extrudierverfahren in Abschnitten des
Hohlprofilteils mit vergrößertem Materialquerschnitt eine zusätzliche Seele mit einextrudiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele aus einer Faser oder einem Faden oder aus mehreren miteinander verdrillten oder verseilten Fäden :bfesteht.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (2; 20; 200, 500) aus
einem Textilmaterial, aus Glas oder Metall hergestellt ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennze ichn e t , daß die Seele aus Stahl, Eisen, Kupfer oder Nickel hergestellt ist.
16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß das Hohlprofilteil (1a; 10a;
100a) aus einer Kunstatoff-Fasermischung hergestellt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern der Kunstatoff-Fasermischung aus Holzfasern bestehen.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 8 bis 15, dadurch g e · kennzeichnet, daß entlang der Außenfläche jeder Seele quer zur Längenausdehnung der Seele verlaufende Ausnehmungen,
Rillen oder Kerben ausgebildet sind.
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