DE4307153C2 - Verfahren und Einrichtung zum Herstellen einer Aluminiumhohlprofil-Eckverbindung für Türen und Fenster - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen einer Verbindung zweier winklig aneinanderstoßender Hohlprofile aus Aluminium für Tür-, Fensterflügel, -rahmen oder dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5.

Beispielsweise bei Türflügeln und Türrahmen und bei Fensterflügeln und -rahmen ist es wesentlich, daß die aneinanderstoßenden Hohlprofile und hierbei insbesondere die Eckverbindungen eine einheitliche Außenfläche bilden, d. h. daß die Außenflächen der aneinanderstoßenden Hohlprofile ganz genau in einer Ebene liegen. Dies ist nicht nur eine Frage des Aussehens sondern auch eine Frage der Sicherheit, die sich beim Putzen oder sonstigen Drüberstreichen mit der Hand über die Verbindungsbereiche stellt. Bei der Herstellung der Hohlprofile, die im allgemeinen in Längen von bspw. 6 m extrudiert werden, ergeben sich Maßtoleranzen in Richtung des Profilquerschnittes von bis zu 1 mm. Für die o.g. Verbindungen zulässige Toleranzen lägen im Bereich von 1/10 mm, was jedoch technisch nur mit größten Aufwendungen und damit wirtschaftlich nicht machbar ist. Man hat sich deshalb bisher dadurch geholfen, einen Flügel bzw. Rahmen für eine Tür oder ein Fenster in der Weise herzustellen, daß die hierzu verwendeten Hohlprofile aus einem einzigen Hohlprofilstab geschnitten werden, so daß die oben erwähnten engen Toleranzen eingehalten sind. Dies bedeutet aber, daß bei dieser Art der Auswahl der einzelnen Hohlprofilteile für einen einzigen Flügel oder Rahmen beim betreffenden Hohlprofilstab erheblicher Abfall und zwar in der Größenordnung bis zu 25% übrig bleibt, der nicht zu verwerten ist. Dies bedingt erhebliche Materialaufwendungen für das betreffende Produkt.

Das DE-GM 86 21 143 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Verbinden von Hohlprofilen mit Hilfe eines Eckwinkels. Dabei ist ein Schenkel des Eckwinkels in dem einen Hohlprofil und ein anderer Schenkel in dem anderen Hohlprofil angeordnet. Die Hohlprofile weisen ein oder mehrere Löcher zum Zuführen von Bindemittel auf, um die Hohlprofile und das Verbindungsstück aneinander zu fixieren. Die Einrichtung weist jedoch keine thermischen Trennungsstege auf, die die Isolation des Fensters verbessert und gleichzeitig eine Anpassung der Hohlprofiltoleranzen zuläßt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. mit der trotz Profilquerschnitts- Toleranzen unterschiedlicher Hohlprofilstäbe ein Ausgleich derart geschaffen werden kann, daß die Außenflächen aneinanderstoßender Hohlprofilelemente in exakt einer Ebene liegen.

Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren und einer Einrichtung der eingangs genannten Art durch die im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 5 angegebene Erfindung gelöst.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, unterschiedliche Toleranzen in den hergestellten Hohlprofilstäben in Richtung des Profilquerschnittes derart auszugleichen, daß die Außenflächen der aneinanderstoßenden Hohlprofilelementteile in exakt einer Ebene liegen. Dadurch ist es möglich, die Flügel bzw. Rahmen von Fenstern und/oder Türen aus verschiedenen Hohlprofilstäben zu entnehmen, so daß in der Produktion eine Verschnittoptimierung möglich ist. Dies führt zu einem erheblich verringerten Abfall, also von nicht mehr zu verwendenden kurzen Hohlprofilabschnitten. Damit sind diese Produkte wesentlich wirtschaftlicher herstellbar. Es hat sich außerdem gezeigt, daß auch dort erhebliche Verbesserungen erzielt werden konnten, wo beim verarbeiten von verdrehten Profilen sowie von Profilen mit Bogenverzügen beim Fügen in der Ecke Fehler in der Form derart auftraten, daß die Eckteile nicht paßgenau sitzen. Mit anderen Worten, auch derartige Profile können nunmehr ausgerichtet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Einrichtung ergeben sich aus den Merkmalen einzelner oder mehrerer der Ansprüche 2 bis 4 bzw. 6 und 7. Bei den genannten Ausgestaltungen ist desweiteren vorteilhaft, daß das erste Spannwerkzeug die aneinanderstoßenden Hohlprofilelemente soweit zusammendrückt, daß die Toleranzen, die in beiden Richtungen entstehen können, ausgeglichen sind, um dann das Kalibrierwerkzeug, das ebenfalls ein wenn auch geringeres Untermaß aufweist, anzusetzen. Die Ausnehmung kann in Form eines Schlitzes oder einer von innen offenen Nut ausgebildet sein. Als besonderer Vorteil der Ausbildung der Ausnehmung als von innen offene Nut ergibt sich, daß sie von außen, d. h. an der Sichtseite des Hohlprofils, optisch nicht zu bemerken ist. Dabei wird die werkstoffeigene Elastizität ausgenutzt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Vorderansicht eine Tür, deren Flügel und Rahmen aus Aluminiuin-Hohlprofilelementen zusammengesetzt ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Rahmenprofil längs der Linie II-II der Fig. 1, in größerem Maßstab und gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 3 in vergrößerter perspektivischer Darstellung eine Eckverbindung gemäß Kreisausschnitt III der Fig. 1, jedoch vor dem aneinanderstoßenden Verbinden der auf Gehrung geschnittenen Endbereiche der Hohlprofilelemente,

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende abgebrochene Darstellung, jedoch gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 5 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Einrichtung zum Verbinden und Ausrichten zweier auf Gehrung geschnittener Hohlprofilelemente und

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Einrichtung gemäß Pfeil VI der Fig. 5.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind anhand einer in Fig. 1 dargestellten Tür 10 beschrieben, welche einen nicht näher beschriebenen Türflügel 11 aufweist, der an einem Türrahmen 12 angelenkt ist. Der Türflügel 11 besitzt vier umlaufende Hohlprofilelemente 13, 14, 15 und 16 gleichen Querschnitts, von denen das obere querverlaufende Hohlprofilelement 14 mit den beiden aufrechten Hohlprofilelementen 13 und 15 jeweils auf 45°-Gehrung geschnitten verbunden ist, während das untere querverlaufende Hohlprofilelement 16 an die unteren Enden der beiden auf rechten Hohlprofilelemente 13 und 15 stumpf anschließt. Der Türrahmen 12 besitzt drei aneinander anschließende Hohlprofilelemente 17, 18, 19, deren Profilquerschnitt sich in nicht dargestellter Weise von dem Profilquerschnitt der Hohlprofilelemente 13 bis 16 des Türflügels 11 unterscheidet, und außerdem ein Schwellenprofil 20. Wenn auch im folgenden ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen der Eckverbindung 21 mit 45°-Gehrung zwischen dem oberen Hohlprofilelement 18 und dem schließseitigen aufrechten Hohlprofilelement 19 des Türrahmens 12 beschrieben ist, versteht es sich, daß in entsprechender Weise auch die anderen Eckverbindungen mit 45°-Gehrung von Türrahmen 12 und Türflügel 11 und die stumpf aneinanderstoßenden Verbindungen zwischen den Hohlprofilelementen 16 einerseits und 13 und 15 andererseits des Türflügels 11 hergestellt werden.

Gemäß dem in Fig. 2 beispielhaft dargestellten Profilquerschnitt des Türrahmens 12 ist, wie auch die anderen Hohlprofilelemente 13 bis 18 in entsprechender Weise, das Hohlprofilelement 19 zweigeteilt. Zwei Hohlprofilelementteile 26 und 27 aus Aluminium sind hier mit unterschiedlichem Profilquerschnitt vorgesehen mittels zweier eine thermische Trennung bewirkender Trennungsstege 28 und 29, die aus einem geeigneten harten Kunststoff sind, fest verbunden. Die Verbindung zwischen den Hohlprofilelementteilen 26 und 27 und den Trennungsstegen 28, 29 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Schwalbenschwanzverbindung 31.

Wie sich insbesondere aus Fig. 3 ergibt, werden die mit einer 45°-Gehrung versehenen Eckverbindungen, wie bspw. die Eckverbindung 21 in der Weise vorgenommen, daß die beiden Hohlprofilelemente 18 und 19 an ihren aneinanderstoßenden Enden zunächst mit der 45°-Gehrung versehen werden und daß dann in die beiden Hohlräume 33 und 34 der einander gegenüberliegenden und mit den Trennungsstegen 28, 29 verbundenen Hohlprofilelementteile 26 und 27 jeweils ein 90°-Eckwinkel 36 und 37 mit entsprechenden Schenkeln eingesteckt wird. Die Eckwinkel 36 und 37 sind gitterartig ausgebildet und haben eine Dicke, die eine Aufnahme der Eckwinkel 36 und 37 bzw. deren Schenkel mit einem relativ großen Querspiel in Richtung der Quererstreckung der Trennungsstege 28, 29 in den betreffenden Hohlraum 33 und 34 zuläßt. Beispielsweise liegt das Querspiel im Bereich von 1 bis 2mm. Die Eckwinkel 36, 37 besitzen an der Außenseite beider Schenkel (und/oder auch an deren Innenseite) eine Aussparung 38, 39, über die jedes der Hohlprofilelementteile 26 und 27 der beiden Hohlprofilelemente 14 und 15 auf Stoß und ohne Spalt aneinander herangezogen werden. Dazu werden die Hohlprofilelementteile 26 und 27 beider Hohlprofilelemente 18, 19 von der Außenseite her mit Hilfe eines nicht dargestellten Einkerbwerkzeuges mit einer Kerbe derart versehen, daß der nach innen vorstehende Bereich der Kerbe in die Aussparung 38 bzw. 39 des Eckwinkels 36, 37 eindringt und eine entsprechende Verbindung herstellt bzw. die Hohlprofilelemente 18, 19 aneinander heranzieht. Eine dauerhafte Verbindung zwischen den Eckwinkeln 36, 37 und den Hohlprofilelementteilen 26 und 27 der beiden Hohlprofilelemente 18 und 19 erfolgt dadurch, daß in die Hohlräume 33, 34 ein aufschämmendes Klebemittel, bspw. in Form eines Zweikomponenten-PU-Schaumes eingebracht wird, der eine starre und dauerhafte Verbindung bewirkt.

Zum Ausgleichen von Fertigungstoleranzen im Profilquerschnitt der miteinander zu verbindenden Hohlprofilelemente 13 bis 16 bzw. 17 bis 19 werden die Trennungsstege 28 und 29 an ihren freien bzw. aneinanderstoßenden Enden mit jeweils einer Ausnehmung 41 bzw. 42 versehen, die bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines Scheibenfräsers eingearbeitete Schlitze sind. Die Schlitze besitzen eine Breite, die etwa der Hälfte der oder etwa der gesamten zu erwartenden Toleranz der verwendeten Hohlprofilelemente entspricht. Die Länge der Schlitze hängt weitestgehend von den Rückstelleigenschaften der Hohlprofilelemente 13 bis 19 in Querrichtung des Profilquerschnittes ab. Bspw. besitzen die Schlitze 41, 42 eine Breite von etwa 1 bis 2mm, bspw. von 1,5mm und eine Länge von etwa 80mm.

Beim in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Hohlprofilelement 19′ gezeigt, das sich vom Hohlprofilelement 19 der Fig. 2 nur in der Ausführung der Ausnehmung 41′ und 42′ in den Trennungsstegen 28 und 29 unterscheidet. Hier sind als Ausnehmungen 41′ und 42′ Nuten mit bspw. einem Nutenfräser von der Innenseite der Trennungsstege 28, 29 her eingearbeitet, so daß die Nuten an der Außenseite des Hohlprofilelementes 19′ nicht sichtbar sind. Die Breite und die Länge der Nuten liegen etwa im Bereich der Abmessungen der Schlitze nach den Fig. 2 und 3. Die im Bereich der Nuten verbleibende Wanddicke der Trennungsstege 28, 29 beträgt etwa 1/10 bis 5/10 mm, so daß aufgrund der werkstoffeigenen Elastizität ein Zusammendrücken der beiden Hohlprofilelementteile 26, 27 ermöglicht ist.

Gemäß den Fig. 5 und 6 wird eine Einrichtung 45 zum Herstellen und Ausrichten einer entsprechenden Eckverbindung derart, daß die Außen- und Innenfläche der Verbindungsbereiche einer Eckverbindung 21 in exakt derselben Ebene liegen, verwendet.

Mit einer nicht dargestellten Fräs- oder Sägeeinheit werden die Ausnehmungen 41 und 42 bzw. 41′ und 42′ nach dem Ablängen der Hohlprofilelemente und vor dem Einbringen des Klebemittels und dem Einstecken der Eckwinkel 36, 37 eingearbeitet. Sind die beiden Hohlprofilelemente 18 und 19 (bzw. 19′) mit den Eckwinkeln 36 und 37 versehen und durch den Einkerbvorgang (mittels eines Einkerbwerkzeugs) auf Stoß ohne Spalt aneinander herangebracht, wird der Bereich 53 der Eckverbindung 21 der Hohlprofilelemente 18, 19 auf einen Tisch 51 aufgelegt und mit einer Spannvorrichtung bzw. -werkzeug 52 bspw. in Form eines pneumatischen Spannbügels derart beaufschlagt, daß mit einer Spannscheibe 58 die beiden miteinander zu verbindenden Hohlprofilelemente 18 und 19 in und um den Verbindungsbereich 53 auf Untermaß zusammengedrückt werden, wobei die Auflagefläche des Tisches 51 ein Widerlager bildet. Dieses "Zusammendrücken" der Hohlprofilelemente 18, 19 wird durch die Schlitze oder Nuten an den Trennungsstegen 28, 29 ermöglicht. Das Untermaß liegt etwa im Bereich von 1 bis 2mm, da sowohl positive als auch negative Toleranzbereiche gegenüber dem Sollmaß aufgefangen werden müssen. Eine Gegenhalterung von der Eckinnenseite erfolgt mittels einer zweiten bspw. pneumatischen Spannvorrichtung 54. Unterhalb des Verbindungsbereichs 53 sind zwei parallele Aussparungen im Tisch 51 vorgesehen. Nach dem Spannen mit Hilfe der ersten Spannvorrichtung 52 wird ein Kalibrierwerkzeug 57 in Form eines klauenartigen Kalibrierbügels, dessen parallele Klauen 56 den Verbindungsbereich 53 der Eckverbindung 21 sowohl von der Oberfläche als auch über die Tischaussparungen von der Unterfläche her teilweise überdecken, um die Eckverbindungen 21 gebracht. Der Kalibrierbügel 57 besitzt ebenfalls Untermaß, welches jedoch geringer ist als das Untermaß, auf das die Eckverbindung 21 mit Hilfe der ersten Spannvorrichtung 52 zusammengedrückt wird. Ist der Kalibrierbügel 57 Über den Bereich 53 der Eckverbindung 21 geschoben, wird die erste Spannvorrichtung 52 gelöst, so daß sich die Hohlprofilelementteile 26, 27 im Bereich der Eckverbindung 21 rückstellen können. Da die Eckwinkel 36, 37 mit entsprechendem Spiel in den Hohlräumen 33, 34 aufgenommen sind, werden die Eckwinkel 36, 37 nicht verformt, sondern es ergeben sich lediglich unterschiedliche Zwischenräume zwischen den Seitenbereichen bzw. -flächen der Eckwinkel 36, 37 und den Innenflächen der Hohlräume. Der Kalibrierbügel 57 wird erst dann gelöst und abgenommen, wenn das Klebemittel ausgehärtet ist, das zu einem Zeitpunkt in die Hohlräume 33, 34 eingebracht bzw. eingespritzt wird, zu dem die Eckwinkel 36, 37 in die Hohlräume 33, 34 eingesteckt werden oder bereits eingesteckt sind.

Nach Abnehmen des Kalibrierbügels 57 ist sowohl die Außenfläche als auch die Innenfläche der aneinanderstoßenden Hohlprofilelemente 18 und 19 im Bereich 53 der Eckverbindung 21 in einer genauen Ebene, unabhängig davon, welche Abmessungstoleranzen die miteinander verbundenen Hohlprofilelemente 18 und 19 in Querrichtung ihres Profilquerschnittes gehabt haben und unabhängig davon, ob verdrehte Profile oder Profile mit Bogenverzügen verwendet worden sind oder nicht. Die Toleranzen, Verdrehung und/oder Verzüge sowohl in positiver als auch in negativer Richtung gegenüber dem Sollmaß sind dadurch aufgenommen und egalisiert daß die Ausnehmungen 41, 42, 41′, 42′ in den thermischen Trennungsstegen 28 und 29 durch das Zusammendrücken der Hohlprofilelementteile 26 und 27 schmäler geworden sind und dadurch, daß die Eckwinkel 36, 37 in einer entsprechenden relativen Lage zu den Hohlräumen 33, 34 in diesen mit den Hohlprofilelementteilen 26 und 27 der Hohlprofilelemente 14 und 15 fest verbunden sind.

Insbesondere bei der Ausgestaltung der Ausnehmungen 41′, 42′ als Nuten ist es möglich, in den Trennungsstegen jeweils mehr als eine Nut vorzusehen. Beispielsweise können die Ausnehmungen statt mit parallelen Begrenzungskanten versehen auch keilförmig sein.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zweier winklig aneinanderstoßender Hohlprofile aus Aluminium für Tür-, Fensterflügel, -rahmen oder dgl., welche Hohlprofile in einer Längsebene zweigeteilt und mit thermischen Trennungsstegen verbunden sind, bei welchem Verfahren in die jeweils sich gegenüberliegenden Hohlprofilelementteile der beiden miteinander zu verbindenden Hohlprofile Verbindungselemente mit Querspiel eingesteckt, beidendig durch Einkerben von außen fixiert und mittels eines auf schäumenden Klebemittels befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die thermischen Trennungsstege (28, 29) im Verbindungsbereich in axialer Richtung mit jeweils mindestens einer Ausnehmung (41, 42, 41′, 42′) versehen werden und daß während des Aushärtens des Klebemittels die aneinanderstoßenden Hohlprofileelementteile (26, 27) im Verbindungsbereich gemeinsam von einem Kalibrierwerkzeug (57) überdeckt und auf geringem Untermaß zusammengedrückt gehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermischen Trennungsstege (28, 29) des Hohlprofils vor dem Einstecken der Eckwinkel (36, 37) mit der Ausnehmung (41, 42, 41′, 42′) versehen werden.

3. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinanderstoßenden Hohlprofilelementteile (26, 27) auf Untermaß zusammengedrückt und anschließend auf ein Kalibriermaß entspannt werden.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinanderstoßenden Hohlprofilelementteile (26, 27) vor oder während des Aushärtens des Klebemittels auf das Kalibriermaß gebracht werden.

5. Einrichtung zum Herstellen einer Verbindung zweier winklig aneinanderstoßender Hohlprofile aus Aluminium für Tür-, Fensterflügel, -rahmen oder dgl., wobei die Hohlprofile (13-19) in einer Längsebene zweigeteilt und mit thermischen Trennungsstegen (28, 29) verbunden sind, mittels der in die jeweils sich gegenüberliegenden Hohlprofilelementteile (26, 27) der beiden miteinander zu verbindenden Hohlprofile (13-19) Eckwinkel (36, 37), vorzugsweise mit Querspiel einsteckbar, beidendig durch Einkerben von außen fixierbar und mittels eines aufschäumenden Klebemittels befestigbar sind, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Vorsehen jeweils mindestens einer axialen Ausnehmung (41, 41, 41′, 42′) in den thermischen Trennungsstegen (28, 29) im Verbindungsbereich (53) und ein Kalibrierwerkzeug (57), mit dem während des Aushärtens des Klebemittels die aneinanderstoßenden Hohlprofile (13-19) im Verbindungsbereich (53) gemeinsam überdeckt und auf geringem Untermaß zusammengedrückt gehalten sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der aneinanderstoßenden Hohlprofile (13-19) mittels eines Spannwerkzeuges (52) auf Untermaß zusammengedrückt gehalten ist und daß nach dem Anlegen des Kalibrierwerkzeugs (57) das Spannwerkzeug (52) entspannbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannwerkzeug (52) an einer Außenfläche nahe des Verbindungsbereiches (53) der Hohlprofile (13-19) durch eine Tischfläche (51) gebildet ist und daß das Kalibrierwerkzeug (52) als beide Außenflächen im Verbindungsbereich (53) überdeckender Spannbügel gebildet ist.