EP0633383B2 - Plastic hollow section member, especially for door or window frames - Google Patents
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- EP0633383B2 EP0633383B2 EP94110207A EP94110207A EP0633383B2 EP 0633383 B2 EP0633383 B2 EP 0633383B2 EP 94110207 A EP94110207 A EP 94110207A EP 94110207 A EP94110207 A EP 94110207A EP 0633383 B2 EP0633383 B2 EP 0633383B2
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- metal insert
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- hollow plastic
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
- E06B3/04—Wing frames not characterised by the manner of movement
- E06B3/06—Single frames
- E06B3/08—Constructions depending on the use of specified materials
- E06B3/20—Constructions depending on the use of specified materials of plastics
- E06B3/22—Hollow frames
- E06B3/221—Hollow frames with the frame member having local reinforcements in some parts of its cross-section or with a filled cavity
- E06B3/222—Hollow frames with the frame member having local reinforcements in some parts of its cross-section or with a filled cavity with internal prefabricated reinforcing section members inserted after manufacturing of the hollow frame
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- E06B2003/225—Means for stabilising the insert
Definitions
- the invention relates to a plastic hollow profile, in particular for window or door frames, with at least a cavity in which a metal insert in Is inserted longitudinally for stiffening, according to the preamble of claim 1.
- Plastic profiles of this type have been around for a long time in window construction for frames, sash profiles and Frame used.
- the plastic hollow profile has the advantage of very good weather and corrosion resistance.
- the plastic hollow profile equipped with several chambers or cavities be, which in connection with the low Excellent thermal conductivity of plastic Thermal insulation property results.
- Compared the hollow plastic profiles point to other profile materials however a low bending and torsional stiffness on.
- For profiles for window frames and window sashes do not generally offer hollow plastic profiles alone the necessary stability so that glass panes in windy conditions not more than permitted bend.
- the Plastic hollow profiles stiffened by metal inserts that are inserted into the hollow plastic profiles.
- the Metal insert should fit as precisely as possible in the Hollow plastic profile can be arranged.
- a metal reinforcement is in EP-OS 0 077 412 described, which limits to compensate for dimensional tolerances is elastically deformable. With this metal profile can only compensate for smaller dimensional tolerances become. Furthermore, the metal profile has due the elastic deformability itself is low Flexural and torsional rigidity.
- a generic plastic hollow profile is made DE-A-3 129 567 known.
- tooth-like webs are provided, which when inserted of a metal pipe to be planed to a to create tension-free tight fit.
- dimensional tolerances can only be limited Scope to be balanced. To slide in the metal pipe requires a relatively high amount of force.
- From DE 3 138 435 A is a Plastic profile according to the preamble of claim 1 known.
- the invention has for its object to provide a hollow plastic profile, in particular for window or door frames, with a high degree of flexural rigidity, in which a metal insert for stiffening in a hollow plastic profile can be inserted in a simple, precise manner.
- the dimensions of the cavity are chosen so that when the metal insert is on the Contact the other wall surfaces even with the largest possible
- the chamber walls do not warp in the area protrude for the metal insert.
- the lead on the cavity wall is designed so that this too with the greatest possible distortion of the chamber wall in contact with the inserted metal insert comes.
- the metal insert can also be used with a defined constant force pushed into the profile become. The insertion is therefore also for a machine Insert the metal insert into the hollow plastic profile suitable. Due to the flat concern of the Metal insert on the wall to be stiffened becomes this Wall reinforced in a large area, which Also surface loads are absorbed almost without deformation can be.
- the hollow plastic profile with the metal insert thus points towards the loaded side of the hollow plastic profile very good rigidity.
- a metal insert which is any open or closed Profile with a very high bending and torsional stiffness can, in a manufacturing technology simple way with a very good fit be arranged in the hollow plastic profile. With this hollow plastic profile, it is accordingly possible especially with window or door frame profiles a consistently high stability.
- the cross-sectional area of the cavity is slightly larger than the cross-sectional area of the metal insert that at least a surface of the metal insert on at least a contact surface of a wall to be stiffened of the cavity rests that at least one spring element is arranged along the wall of the cavity, which is opposite the wall with the contact surface, that the spring element in the undeformed state in the Area of the cavity protrudes, which is for the to be inserted Metal insert is provided, and that the Metal insert in the cavity between the contact surface and that through the inserted metal insert elastically deformed spring element is arranged.
- the spring element is part of the hollow plastic profile, which is arranged in the area of the wall is which is diagonally opposite the contact surface.
- the spring element is essentially linear Spring characteristic curve designed to one of the Dimensional fluctuations independent, even Generate contact pressure.
- the subject of the invention is also that the spring element also in the elastically deformed state in the area of Cavity protrudes, which for the to be inserted Metal insert is provided and that the metal insert after removing the section of the spring element, which protrudes into the area for the metal insert Push in positively and non-positively between the contact surface and the elastically deformed spring element is arranged.
- the spring element is when inserted of the metal insert maximally compressed. A part of the spring element still extends into the Area of the cavity into it, which is used for metal use is provided. This part of the spring element is marked by a corresponding sharp edge on the Front of the metal insert removed. Because the spring element in the maximum compressed position is no longer resiliently deformable, that has Spring element in this deflection the same function like a rigid ledge or web. In this way provides the spring element a stable abutment for the inserted metal insert.
- the spring element In contrast to a rigid lead offers the spring element has the advantage of constant generation a contact pressure. As previously described, serves this contact pressure of an even better stiffening of the Hollow plastic profile and makes the use of a Large number of screws to fix the position unnecessary.
- the metal insert is a closed, has a rectangular cross-sectional profile.
- the cross-sectional profile is particularly important for saving weight designed as a hollow profile.
- a metal insert with a closed profile has a higher bending stiffness and torsional rigidity, in comparison to an open profile cross-section with the same wall thickness, and similar cross-sectional area.
- metal inserts with a rectangular cross-section are considered standardized To procure and show metal profiles inexpensively also compared to other closed ones Profile shapes have a very good bending stiffness.
- the metal insert is bevelled on its end face, the surface of the metal insert, which on the contact surface is in relation to the opposite surface of the Metal insert protrudes.
- the front of the metal insert is guaranteed that the metal insert is flat on the contact surface of the comes to lie on the stiffening wall.
- the side surface of the metal insert, which on the contact surface the cavity wall is placed facing the other side surfaces of the metal insert vcr, so that this side surface when inserting the metal insert serves as a leading center.
- the metal insert must first have a protrusion lie against the contact surface of the wall to be stiffened, not too much or too little material from the ledge is processed.
- a preferred angle for that The bevel on the end face is in the range of 45 °.
- the Front edge of the protruding surface of the metal insert is chamfered and the front edge of the opposite Surface of the metal insert is designed as a cutting edge is.
- Chamfering the protruding front edge of the metal insert makes it easier to insert the Metal insert in the plastic hollow profile. Farther the chamfer will scratch or scrape the Contact area avoided.
- the opposite end edge, which is particularly useful for removing the Metal insert is used as a protrusion Cutting edge or planer knife trained.
- the cutting edge can be done in a simple manner by grinding the Leading edge.
- the real one The cutting edge is arranged on the outside of the surface and has a bevel that faces the interior the metal insert is executed. Scmit becomes the Cutting chip led into the cavity of the metal insert. From there, the chips can be made from the hollow plastic profile be removed.
- metal insert by beads is stiffened.
- the metal insert can be inserted through these beads in more heavily used areas, for example in the area the contact surface of the wall to be reinforced, reinforced become.
- the plastic profiles according to the invention are provided that two surfaces of the metal insert on one each Contact surface of two to stiffen walls and that along the respective opposite surface Walled at least one ledge or Spring element is arranged.
- Such an arrangement is particularly suitable for the applications where the plastic hollow profile is loaded on both sides becomes.
- Such a burden occurs, for example Frame profiles for window sashes with large window panes on.
- the hollow plastic profile for the window sash must on the one hand against wind loads from at the front and against the weight load when opened Windows.
- the perfect fit Introducing the metal insert is done like previously with the plastic hollow profile with a contact surface described.
- Another advantageous development of the invention is that on the side walls of the Cavity, which is transverse to the wall with the contact surface are arranged, projections are formed, the protrude into the area for the metal insert, and that the Metal insert after removal of the parts of the projections, which protrude into the area for the metal insert, at Push in between the projections is arranged.
- the protrusions By arranging protrusions on the faces of the side walls of the cavity, the not stiffened against a large external load the location of the metal insert additionally fixed in the hollow plastic profile. Consequently will move the metal insert parallel to Contact surface prevented. Even if the ledges do not allow flat stiffening, so put them a reinforcement of the side walls in some areas. Because the protrusions in the side areas are not big Must absorb forces, these can be used as webs have a small cross-sectional area. Thus fall in when inserting the metal insert the hollow plastic profile hardly any chips.
- the projection is designed as a web in the longitudinal direction whose cross-sectional area increases with increasing Tapered distance from the wall at which the the web is arranged. Because the lead in this Area scraped or worn away from the metal insert in this area of the projection Cross-section be tapered. In contrast, at the foot of the The cross-sectional area should be widened by the projection a good power support against the unloaded To reach walls of the hollow plastic profile.
- the projection in the corner areas of the cavity is arranged.
- the corner areas of the cavity in the plastic hollow profile usually a larger material thickness than the straight one Walls on. Because corner areas are also larger Possibility of bending strength, it is advantageous that on the Introduce the force acting in a corner area. This causes deformations due to the supporting forces avoided inside the plastic hollow profile.
- the subject of the invention provided that the spring element extruded onto the hollow plastic profile is.
- the spring element can be more straightforward Made simultaneously with the hollow plastic profile become. An additional assembly process for the spring element is therefore superfluous.
- Plastic profile is that the spring element an at least partially parallel to the contact surface running web is one in its foot area Has cross-sectional taper. Through the cross-sectional taper at the foot of the footbridge "Debit" spring position defined. About the size and shape this reduction in cross section can be the spring force of the spring element can be adjusted. Consequently can easily spring elements with different Spring characteristics depending on the Cross-sectional taper can be produced.
- the spring element has an L-shaped cross-sectional area having.
- a spring element with a L-shaped cross-sectional area can change the spring behavior additionally by the ratio of the two Leg lengths are affected.
- FIG. 1 schematically shows a hollow plastic profile 10 with several cavities and inserted metal insert 11.
- the plastic hollow profile 10 is in this Embodiment as a frame profile for a window sash shown.
- the outside of the plastic wooden profile 10, which is burdened by the wind pressure, is the wall 14.
- the wall 14 is stiffened in the central cavity 12 inserted a metal insert 11.
- the metal insert 11 has a closed, rectangular hollow profile on.
- the metal insert lies with a side surface 13 11 flat on a contact surface 15 of the wall 14.
- the wall 14 is stiffened via this contact surface 15.
- the cross-sectional area of the metal insert 11 is in their height and width are slightly smaller designed as the cross-sectional area of the cavity 12.
- a projection 16 and 17 are arranged along the corner areas of a cavity wall 18, which lies opposite the wall 14 to be stiffened.
- the two protrusions 16 and 17 designed as rigid webs.
- the lead 16 and 17 protrude with their subsections 20 and 21 into the area of the cavity 12, which is provided for the metal insert 11.
- FIG. 2 shows the corner area of the cavity 12, in which the projection 16 is arranged is. It is also schematically the section 20 of the Projection 16 shown, when inserting the Metal insert 11 was removed in the cavity 12. In this embodiment, the metal insert is 11 only over the contact surface 15 and the two Projections 16 and 17 on the hollow plastic profile 10 on.
- FIG. 3 shows another embodiment of a Plastic hollow profile 30 with projections 16 and 17 shown.
- the cross-sectional profile shown is as Profile suitable for a window frame.
- This hollow plastic profile which the elements correspond to the example described in FIGS. 1 and 2, are provided with the same reference numerals.
- the metal insert with 11 additional contact points the hollow plastic profile 30.
- the side walls 25 and 26 of the cavity 12 which is vertical to the Contact surface 15 are arranged, there are more Projections 27 and 28. These side webs 27 and 28 run like the support webs 16 and 17 in the longitudinal direction of the hollow plastic profile 30, but have a smaller one Cross-sectional area.
- the side webs 27 and 28 serve the respective side walls 25 and 26 to support against the metal insert 11 in some areas. A greater power transmission through this lateral projections 27 and 28 is not provided.
- the lateral projections 27 and 28 also only protrude slightly into the cavity 12. So be the tips of these lateral projections 27 and 28 at Pushing the metal insert 11 in hardly or at all not abraded or just kinked.
- Fig.4. is the front area of the metal insert 11 shown in cross-sectional view in the embodiments 1 to 3 is used.
- the protruding side surface 13 faces for easier Insert a chamfer on the front edge 23.
- the metal insert 11 By leading the protruding side surface 13 the metal insert 11 is centered in the cavity 12, and it also ensures that the side surface 13 rests on the contact surface 15.
- the Front edge 24 of the recessed side surface 22 of the metal insert 11 has a sharp edge, the for cutting off or scraping off the protruding parts serve, which protrude into the area of the cavity, which is provided for the metal insert 11.
- FIG. 5 shows a cross-sectional view of an exemplary embodiment a hollow plastic profile 40 with spring elements and inserted Metal insert 41.
- the hollow plastic profile shown 40 is like the exemplary embodiment in FIG. 1 designed as a frame profile for window sashes.
- the outside a wall 44 represents the wind loaded Frame side of the window sash.
- the wall 44 serves also to delimit a central cavity 42, in which the metal insert 41 is inserted.
- the Metal insert 41 is a hollow profile with a rectangular, closed one Cross sectional area. A side surface 43 of the metal insert 41 lies flat on a contact surface 45 of the cavity wall 44. This will make the Cavity wall 44 stiffened flat.
- the cavity 12 is essentially rectangular Cross-section that is designed slightly larger is than the rectangular cross section of the metal insert
- the cavity 42 is through the cavity wall 48 the contact surface 45 is opposite, and by two Side walls 55 and 56 limited.
- two spring elements 46 and 47 are arranged.
- the two spring elements 46 and 47 are there not attached directly to cavity wall 48. These are each to achieve a better spring force on the side walls 55 and 56 at a short distance attached and extending from the cavity wall 43 along the cavity wall 48.
- In this embodiment become the spring elements 46 and 47 as part of the plastic cavity profile 40 with this in Extrusion process manufactured.
- the spring elements 46 and 47 when inserting the metal insert 41 elastically deformed and towards the cavity wall 48 pressed.
- the spring elements so tensioned 46 and 47 practice on the metal insert 41 Spring force from the metal insert 41 on the contact surface 45 presses. This way one becomes special good stiffening of the cavity wall 44 is achieved.
- the structure of the spring element 46 is in Fig. 6 in shown an enlarged detail view. From this is can be seen that the spring element 46 is an L-shaped Has cross-sectional area. The long leg of the L-shaped Cross-sectional area is in the area of the cavity wall 48 arranged on the side wall 55. The free end of the shorter leg of the L-shaped Cross-sectional profile is with the metal insert 41 in Contact and exercises on them through the elastic deformation generated spring force. In this embodiment of the plastic hollow profile 40 that comes Spring element 46 is not in contact with the cavity wall 48. The spring element 46 has in the area of Connection point between the longer cross-sectional leg and the sidewall 55 has a notch 59 on. This notch 59 provides a cross-sectional taper represents and serves as a "target" spring position. By design the notch 59 and the leg geometry can Spring characteristics of the spring element 46 influenced become.
- FIG. 7 is another embodiment of a Plastic hollow profile 60 shown with spring element.
- the hollow plastic profile 60 can, like the profile according to Fig. 3 as a frame element for window frames be used.
- the arrangement and function of the two spring elements 46 and 47 are analogous to that Embodiment according to FIGS. 5 and 6.
- the inserted Metal insert 41 comes in this embodiment also with protrusions 57 and 58 along of side walls 55 and 56 of cavity 42 in Contact. These protrusions 57 and 58 are with the protrusions 27 and 28 of the embodiment according to Fig. 3 comparable.
- the projections 57 and 58 serve the guidance of the metal insert 41 during insertion into the cavity 42 and the area-by-area support of side walls 55 and 56.
- a metal insert 41 which in the exemplary embodiments 5 to 7 is used, is in Fig. 8 shown in a sectional partial view.
- the side surface 43 of the metal insert 41 which with the contact surface 45 of the cavity wall 44 to be stiffened comes to face the opposite Side surface 52 of the metal insert 41 in front.
- the protruding side surface 43 becomes the metal insert 41 reliably arranged on the contact surface 45 and centered.
- the Front edge 53 of the side surface 43 on the front side 49 chamfered.
- the front edge 54 of the metal insert 41 the spring elements when inserting the metal insert 41 46 and 47 compresses and tensions, points also a rounded chamfer. This ensures that in this embodiment, no unwanted Abrasion on the spring elements 46 and 47 arise.
- FIG. 9 is an embodiment of an Plastic hollow profile 70 with metal insert 11 in cross-sectional view shown, which is essentially is identical to the embodiment of FIG. 5.
- the spring elements in this plastic hollow profile 70 46 and 47 a larger cross-sectional area on.
- FIG. 10 the detail according to FIG. 9 is enlarged shown. From this it can be seen that the spring element 46 maximum in this embodiment is deflected. Despite this maximum deflection a part 50 of the spring element 46 projects into the area of the cavity 42 into it, which is used for the metal insert 11 is provided. This spring element section 50 is in 10 is shown schematically. When inserting the Metal insert 11 in the cavity 42, this part 50 of the spring element 46 removed.
- the metal insert 11 has a sharp edge on the face of the surface area that corresponds to the Spring elements 46 and 47 come into contact.
- the hollow plastic profile 70 are the advantages a non-positive and a positive arrangement of the metal insert 11 in the cavity 42 combined. Due to the abutment of the spring elements 46 and 47 on the cavity wall 48, the two behave Spring elements 46 and 47 under load Hollow plastic profile 70 like rigid projections. Will the Contact surface 45 is not loaded from the outside, so practice Spring elements 46 and 47 on the metal insert 11 a continuous strength. Through this spring force the metal insert 11 is pressed onto the contact surface 45, thereby fixing the position of the metal insert 11 in the cavity 42 takes place.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kunststoffhohlprofil, insbesondere für Fenster- oder Türrahmen, mit wenigstens einem Hohlraum, in welchem ein Metalleinsatz in Längsrichtung zur Versteifung eingeschoben ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a plastic hollow profile, in particular for window or door frames, with at least a cavity in which a metal insert in Is inserted longitudinally for stiffening, according to the preamble of claim 1.
Kunststoffprofile dieser Art werden seit langem beim Fensterbau für Blendrahmen, Flügelprofile und Setzrahmen verwendet. Das Kunststoffhohlprofil hat dabei den Vorteil einer sehr guten Witterungsund Korrisionsbeständigkeit. Weiterhin kann das Kunststoffhohlprofil mit mehreren Kammern oder Hohlräumen ausgestattet werden, wodurch sich in Verbindung mit der geringen Wärmeleitfähigkeit von Kunststoff eine hervorragende Wärmeisolationseigenschaft ergibt. Im Vergleich zu anderen Profilwerkstoffen weisen die Kunststoffhohlprofile jedoch eine geringe Biege- und Verwindungssteifigkeit auf. Bei Profilen für Fensterrahmen und Fensterflügel bieten Kunststoffhohlprofile im allgemeinen nicht alleine die erforderliche Stabilität, damit sich Glasscheiben bei Windbeanspruchung nicht mehr als zulässig durchbiegen.Plastic profiles of this type have been around for a long time in window construction for frames, sash profiles and Frame used. The plastic hollow profile has the advantage of very good weather and corrosion resistance. Furthermore, the plastic hollow profile equipped with several chambers or cavities be, which in connection with the low Excellent thermal conductivity of plastic Thermal insulation property results. Compared the hollow plastic profiles point to other profile materials however a low bending and torsional stiffness on. For profiles for window frames and window sashes do not generally offer hollow plastic profiles alone the necessary stability so that glass panes in windy conditions not more than permitted bend.
Zur Erzielung einer höheren Steifigkeit werden die Kunststoffhohlprofile durch Metalleinsätze versteift, die in die Kunststoffhohlprofile eingeschoben werden. Der Metalleinsatz soll dabei möglichst paßgenau in dem Kunststoffhohlprofil angeordnet sein.To achieve a higher rigidity, the Plastic hollow profiles stiffened by metal inserts that are inserted into the hollow plastic profiles. The Metal insert should fit as precisely as possible in the Hollow plastic profile can be arranged.
Bei der Herstellung der Kunststoffhohlprofile im Extrusionsverfahren besteht das Problem, daß es wegen der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Kunststoffes während des Abkühlvorganges zu Setzungen und Schrumpfungen kommt. Hierdurch entstehen Spannungen, die ein Verziehen des Kunststoffhohlprofiles nach dem Abkühlen zur Folge haben. Zur Vermeidung des Verziehens der Kunststoffhohlprofile werden diese nach dem Extrusionsvorgang in einer sogenannten Kalibrierstation abgekühlt und erhalten hierbei ihre endgültige Form. Hierbei wird die Außerwandung der Profile mit Vakuum maßgenau an die Innenwand des Kalibrierwerkzeuges gesaugt. Gleichzeitig wird das Profil mit Wasser abgekühlt, welches durch Kühlkanäle in der Kalibrierstation fließt. Die Hohlkammern in den Profilen können jedoch nicht kalibriert werden, weil sie keine definierte Anlage in der Kalibrierstation finden. Da die Kalibrierstation einen Verzug an der Außenkontur des Kunststoffhohlprofils weitgehend verhindert, tritt der Verzug verstärkt im Innern des Kunststoffhohlprofiles auf. Die Hohlkammem in den Kunststoffprofilen weisen somit große Maßtoleranzen auf.In the production of hollow plastic profiles using the extrusion process the problem is that it is because the physical and chemical properties of the Plastic settles during the cooling process and shrinkage is coming. This creates Tensions that warp the hollow plastic profile after cooling. To avoid of warping the plastic hollow profiles this after the extrusion process in a so-called Calibration station cooled and get theirs final form. The outer wall of the Vacuum profiles to the inside wall of the Calibration tool sucked. At the same time it will Profile cooled with water flowing through cooling channels flows in the calibration station. The hollow chambers in the However, profiles cannot be calibrated because of them cannot find a defined system in the calibration station. There the calibration station has a distortion on the outer contour the plastic hollow profile largely prevented, the Warp reinforces inside the plastic hollow profile on. Show the hollow chambers in the plastic profiles thus large dimensional tolerances.
Es ist damit kaum möglich, zwischen einer Profilhohlkammer und dem einzuschiebenden Metalleinsatz eine definierte Passung mit einer engen Maßtoleranz festzulegen. Wird die Maßtoleranz zu groß gewählt, findet die Stahlverstärkung keine formschlüssige Anlage, so daß bei einer Beanspruchung eine unzulässig große Biegung der Profile erfolgen kann. Des weiteren ist es bei zu großen Maßtoleranzen erforderlich den Metalleinsatz durch eine Vielzahl von Schrauben, die in einem Abstand von ca. 30 cm angeordnet werden, in dem Kunststoffhohlprofil zu fixieren. Werden die Außenmaße der Metallverstärkung so groß gewählt, daß eine Preßpassung zustande kommt, besteht die Gefahr, daß es zur Rißbildung in dem Kunststoffprofil oder zu Verformungen der kalibrierten Außenkontur kommt.It is hardly possible to use this between a hollow profile chamber and the metal insert to be inserted a defined fit with a narrow dimensional tolerance set. If the dimensional tolerance is chosen too large, will find the steel reinforcement is not a form-fitting system, so that an inadmissibly large load Bending of the profiles can take place. Furthermore, it is if the dimensional tolerances are too large, the metal insert is required through a variety of screws in one Distance of about 30 cm can be arranged in the Fix plastic hollow profile. Will the outside dimensions the metal reinforcement chosen so large that a Press fit occurs, there is a risk that it to cracking in the plastic profile or to deformation the calibrated outer contour comes.
In der EP-OS 0 077 412 ist eine Metallverstärkung beschrieben, die zum Ausgleich der Maßtoleranzen begrenzt elastisch verformbar ist. Mit diesem Metallprofil können jedoch nur kleinere Maßtoleranzen ausgeglichen werden. Des weiteren weist das Metallprofil aufgrund der elastischen Verformbarkeit selbst eine geringe Biege- und Verwindungssteifigkeit auf.A metal reinforcement is in EP-OS 0 077 412 described, which limits to compensate for dimensional tolerances is elastically deformable. With this metal profile can only compensate for smaller dimensional tolerances become. Furthermore, the metal profile has due the elastic deformability itself is low Flexural and torsional rigidity.
Ein gattungsgemäßes Kunststoffhohlprofil ist aus der DE-A-3 129 567 bekannt. In einer Kammer des Profils sind zahnartige Stege vorgesehen, die beim Einschieben eines Metallrohres abgehobelt werden, um einen spannungs freien festen Sitz herzustellen. Auch hierbei können Maßtoleranzen nur in einem begrenztem Umfang ausgeglichen werden. Zum Einschieben des Metallrohres ist ein relativ hoher Kraftaufwand notwendig.A generic plastic hollow profile is made DE-A-3 129 567 known. In a chamber of the profile tooth-like webs are provided, which when inserted of a metal pipe to be planed to a to create tension-free tight fit. Also Here dimensional tolerances can only be limited Scope to be balanced. To slide in the metal pipe requires a relatively high amount of force.
Aus DE 3 138 435 A ist ein Kunststoffprofil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.From DE 3 138 435 A is a Plastic profile according to the preamble of claim 1 known.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoffhohlprofil, insbesondere für Fenster- oder Türrahmen, mit einer hohen Biegesteifigkeit zu schaffen, bei dem ein Metalleinsatz zur Versteifung in ein Kunststoffhohlprofil in einfacher Weise paßgenau einschiebbar ist.The invention has for its object to provide a hollow plastic profile, in particular for window or door frames, with a high degree of flexural rigidity, in which a metal insert for stiffening in a hollow plastic profile can be inserted in a simple, precise manner.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kunststoffhohlprofil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a Hollow plastic profile with the features of the claim 1 solved.
Die Ausmaße des Hohlraumes sind dabei so gewählt, daß beim Anliegen des Metalleinsatzes an der Anlagefläche die anderen Wandflächen auch bei größtmöglichem Verzug der Kammerwände nicht in den Bereich für den Metalleinsatz hineinragen. Der Vorsprung an der Hohlraumwand ist so ausgelegt, daß dieser auch bei größtmöglichem Verzug der Kammerwand sicher mit dem eingeschobenen Metalleinsatz in Berührung kommt. Der Metalleinsatz kann auch mit einer definierten, gleichbleibenden Kraft in das Profil eingeschoben werden. Das Einschieben ist somit auch für ein maschinelles Einbringen des Metalleinsatzes in das Kunststoffhohlprofil geeignet. Durch das flächige Anliegen des Metalleinsatzes an der zu versteifenden Wand wird diese Wand in einem großen Bereich verstärkt, wodurch auch Flächenbelastungen nahezu verformungsfrei aufgefangen werden können.The dimensions of the cavity are chosen so that when the metal insert is on the Contact the other wall surfaces even with the largest possible The chamber walls do not warp in the area protrude for the metal insert. The lead on the cavity wall is designed so that this too with the greatest possible distortion of the chamber wall in contact with the inserted metal insert comes. The metal insert can also be used with a defined constant force pushed into the profile become. The insertion is therefore also for a machine Insert the metal insert into the hollow plastic profile suitable. Due to the flat concern of the Metal insert on the wall to be stiffened becomes this Wall reinforced in a large area, which Also surface loads are absorbed almost without deformation can be.
Das Kunststoffhohlprofil mit dem Metalleinsatz weist somit gegenüber der belasteten Seite des Kunststoffhohlprofils eine sehr gute Steifigkeit auf. Ein Metalleinsatz, welcher ein beliebiges offenes oder geschlossenes Profil mit einer sehr hohen Biege- und Verwindungssteifigkeitsein kann, kann in einerfertigungstechnisch einfachen Weise mit einer sehr guten Paßgenauigkeit in dem Kunststoffhohlprofil angeordnet werden. Mit diesem Kunststoffhohlprofil ist es demgemäß möglich, insbesondere Fenster- oder Türrahmenprofile mit einer gleichbleibend hohen Stabilität herzustellen.The hollow plastic profile with the metal insert thus points towards the loaded side of the hollow plastic profile very good rigidity. A metal insert, which is any open or closed Profile with a very high bending and torsional stiffness can, in a manufacturing technology simple way with a very good fit be arranged in the hollow plastic profile. With this hollow plastic profile, it is accordingly possible especially with window or door frame profiles a consistently high stability.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Querschnittsfläche des Hohlraumes geringfügig größer ist als die Querschnittsfläche des Metalleinsatzes, daß wenigstens eine Fläche des Metalleinsatzes an wenigstens einer Anlagefläche einer zu versteifenden Wand des Hohlraumes anliegt, daß wenigstens ein Federelement entlang der Wand des Hohlraumes angeordnet ist, welche der Wand mit der Anlagefläche gegenüberliegt, daß das Federelement im unverformten Zustand in den Bereich des Hohlraumes ragt, welcher für den einzuschiebenden Metalleinsatz vorgesehen ist, und daß der Metalleinsatz in dem Hohlraum zwischen der Anlagefläche und dem durch den eingeschobenen Metalleinsatz elastisch verformten Federelement angeordnet ist.According to the invention it is provided that the cross-sectional area of the cavity is slightly larger than the cross-sectional area of the metal insert that at least a surface of the metal insert on at least a contact surface of a wall to be stiffened of the cavity rests that at least one spring element is arranged along the wall of the cavity, which is opposite the wall with the contact surface, that the spring element in the undeformed state in the Area of the cavity protrudes, which is for the to be inserted Metal insert is provided, and that the Metal insert in the cavity between the contact surface and that through the inserted metal insert elastically deformed spring element is arranged.
Das Federelement ist dabei ein Teil des Kunststoffhohlprofils, welches im Bereich der Wand angeordnet ist, welche der Anlagefläche diagonal gegenüberliegt. Das Federelement ist mit einer im wesentlichen linearen Federkennlinie ausgebildet, um eine von den Maßschwankungen unabhängige, gleichmäßige Anpreßkraft zu erzeugen. Bei Belastung des Kunststoffhohlprofils hat das Federelement die gleiche Kraftaufnahme- und Abstützfunktion wie der zuvor beschriebene Vorsprung.The spring element is part of the hollow plastic profile, which is arranged in the area of the wall is which is diagonally opposite the contact surface. The spring element is essentially linear Spring characteristic curve designed to one of the Dimensional fluctuations independent, even Generate contact pressure. When the plastic hollow profile is loaded the spring element has the same force absorption and support function like that previously described Head Start.
Neben den zuvor beschriebenen Vorteilen der Paßgenauigkeit, der guten Versteifung der belasteten Profilwand und der einfachen fertigungstechnischen Herstellung bei einem starren Vorsprung bietet ein Federelement zusätzliche Vorteile. Bei dem erfindungsgemäßen Federelement fällt kein Span in dem Hohlraum an und das Federelement übt eine zusätzliche Anpreßkraft auf den Metalleinsatz aus, was zu einer besseren Versteifung der belasteten Wand führt. Durch diese Anpreßkraft wird der Metalleinsatz mit dem Kunststoffhohlprofil auch kraftschlüssig verbunden. Eine zusätzliche Lagefixierung mit Schrauben, die von außerhalb durch das Kunststoffhohlprofil in den Metalleinsatz eingedreht werden, ist nicht mehr oder nur als reine Zusatzsicherung in großen Abständen notwendig.In addition to the advantages of Fitting accuracy, the good stiffening of the loaded Profile wall and the simple manufacturing technology Manufacturing with a rigid projection offers a spring element additional benefits. In the invention Spring element no chip falls in the cavity and the spring element exerts an additional contact force on the metal insert, resulting in a better Stiffening of the loaded wall leads. Through this contact pressure becomes the metal insert with the hollow plastic profile also connected non-positively. An additional Fixation in position with screws from outside the hollow plastic profile is screwed into the metal insert is no longer or only as an additional security necessary at large intervals.
Der Erfindungsgegenstand besteht auch darin, daß das Federelement auch im elastisch verformten Zustand in den Bereich des Hohlraumes ragt, welcher für den einzuschiebenden Metalleinsatz vorgesehen ist, und daß der Metalleinsatz nach Abtragen des Abschnittes des Federelementes, welches in den Bereich für den Metalleinsatz ragt, ein Einschieben form- und kraftschlüssig zwischen der Anlagefläche und dem elastisch verformten Federelement angeordnet ist. Das Federelement wird beim Einschieben des Metalleinsatzes maximal zusammengedrückt. Ein Teil des Federelementes reicht dabei noch in den Bereich des Hohlraumes hinein, der für den Metalleinsatz vorgesehen ist. Dieser Teil des Federelementes wird durch eine entsprechende scharfe Kante an der Stirnseite des Metalleinsatzes abgetragen. Da das Federelement in der maximal zusammengedrücktenStellung nicht weiter federelastisch verformbar ist, hat das Federelement in dieser Auslenkung die gleiche Funktion wie ein starrer Vorsprung oder Steg. Auf diese Weise stellt das Federelement ein stabiles Widerlager für den eingeschobenen Metalleinsatz dar.The subject of the invention is also that the spring element also in the elastically deformed state in the area of Cavity protrudes, which for the to be inserted Metal insert is provided and that the metal insert after removing the section of the spring element, which protrudes into the area for the metal insert Push in positively and non-positively between the contact surface and the elastically deformed spring element is arranged. The spring element is when inserted of the metal insert maximally compressed. A part of the spring element still extends into the Area of the cavity into it, which is used for metal use is provided. This part of the spring element is marked by a corresponding sharp edge on the Front of the metal insert removed. Because the spring element in the maximum compressed position is no longer resiliently deformable, that has Spring element in this deflection the same function like a rigid ledge or web. In this way provides the spring element a stable abutment for the inserted metal insert.
Im Gegensatz zu einem starren Vorsprung bietet das Federelement den Vorteil einer konstanten Erzeugung einer Anpreßkraft. Wie zuvor beschrieben, dient diese Anpreßkraft einer noch besseren Versteifung des Kunststoffhohlprofiles und macht die Verwendung einer Vielzahl von Schrauben zur Lagefixierung überflüssig.In contrast to a rigid lead offers the spring element has the advantage of constant generation a contact pressure. As previously described, serves this contact pressure of an even better stiffening of the Hollow plastic profile and makes the use of a Large number of screws to fix the position unnecessary.
Es ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, daß der Metalleinsatz ein geschlossenes, rechteckiges Querschnittsprofil aufweist. Das Querschnittsprofil ist dabei zur Gewichtseinsparung insbesondere als Hohlprofil ausgebildet. Ein Metalleinsatz mit einem geschlossenen Profil weist eine höhere Biegesteifigkeit und Verwindungssteifigkeit auf, im Vergleich zu einem offenen Profilquerschnitt mit gleicher Wanddicke, und ähnlicher Querschnittsfläche. Metalleinsätze mit rechteckigem Querschnitt sind als standardisierte Metallprofile kostengünstig zu beschaffen und weisen zudem im Vergleich zu auch anderen geschlossenen Profilformen eine sehr gute Biegesteifigkeit auf.It is an advantageous embodiment of the Invention that the metal insert is a closed, has a rectangular cross-sectional profile. The cross-sectional profile is particularly important for saving weight designed as a hollow profile. A metal insert with a closed profile has a higher bending stiffness and torsional rigidity, in comparison to an open profile cross-section with the same wall thickness, and similar cross-sectional area. metal inserts with a rectangular cross-section are considered standardized To procure and show metal profiles inexpensively also compared to other closed ones Profile shapes have a very good bending stiffness.
Bei einer anderen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß der Metalleinsatz an seiner Stirnseite abgeschrägt ist, wobei die Fläche des Metalleinsatzes, welche an der Anlagefläche anliegt, im Bezug zur gegenüberliegenden Fläche des Metalleinsatzes vorsteht. Durch diese Ausgestaltung der Stirnseite des Metalleinsatzes wird gewährleistet, daß der Metalleinsatz flächig auf der Anlegefläche der zur versteifenden Wand zu Liegen kommt. Die Seitenfläche des Metalleinsatzes, welche auf der Anlagefläche der Hohlraumwand angeordnet wird, steht gegenüber den anderen Seitenflächen des Metalleinsatzes vcr, damit diese Seitenfläche beim Einschieben des Metalleinsatzes als eine vorauseilende Zentrierung dient. Insbesondere bei einem Kunststoffprofil mit einem starren Vorsprung muß der Metalleinsatz zuerst sicher auf der Anlagefläche der zu versteifenden Wand anliegen, damit nicht zu viel oder zu wenig Material von dem Vorsprung abgearbeitet wird. Ein bevorzugter Winkel für die Abschrägung der Stirnseite liegt dabei im Bereich von 45°.In another embodiment of the subject matter of the invention it is intended that the metal insert is bevelled on its end face, the surface of the metal insert, which on the contact surface is in relation to the opposite surface of the Metal insert protrudes. Through this configuration the front of the metal insert is guaranteed that the metal insert is flat on the contact surface of the comes to lie on the stiffening wall. The side surface of the metal insert, which on the contact surface the cavity wall is placed facing the other side surfaces of the metal insert vcr, so that this side surface when inserting the metal insert serves as a leading center. Especially with a plastic profile with a rigid one The metal insert must first have a protrusion lie against the contact surface of the wall to be stiffened, not too much or too little material from the ledge is processed. A preferred angle for that The bevel on the end face is in the range of 45 °.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Vorderkante der vorstehenden Fläche des Metalleinsatzes angefast ist und die Vorderkante der gegenüberliegenden Fläche des Metalleinsatzes als Schneide ausgebildet ist. Das Anfasen der vorstehenden Stirnkante des Metalleinsatzes erleichtert das Einschieben des Metalleinsatzes in das Kunststoffhohlprofil. Weiterhin wird durch die Fase ein Aufkratzen oder Abschürfen der Anlagefläche vermieden. Die gegenüberliegende Stirnkante, welche insbesondere zum Abtragen des an den Metalleinsatz heranreichenden Vorsprungs dient, ist als Schneide oder Hobelmesser ausgebildet. Die Schneide kann dabei in einfacher Weise durch Anschleifen der Vorderkante hergestellt werden. Die eigentliche Schneidkante ist an der Außenseite der Fläche angeordnet und weist eine Schrägung auf, die zum Innern des Metalleinsatzes hingerichtet ist. Scmit wird der Schneidspan in den Hohlraum des Metalleinsatzes geführt. Von dort können die Späne aus dem Kunststoffhohlprofil entfernt werden.In a particularly advantageous further training the subject of the invention is provided that the Front edge of the protruding surface of the metal insert is chamfered and the front edge of the opposite Surface of the metal insert is designed as a cutting edge is. Chamfering the protruding front edge of the metal insert makes it easier to insert the Metal insert in the plastic hollow profile. Farther the chamfer will scratch or scrape the Contact area avoided. The opposite end edge, which is particularly useful for removing the Metal insert is used as a protrusion Cutting edge or planer knife trained. The cutting edge can be done in a simple manner by grinding the Leading edge. The real one The cutting edge is arranged on the outside of the surface and has a bevel that faces the interior the metal insert is executed. Scmit becomes the Cutting chip led into the cavity of the metal insert. From there, the chips can be made from the hollow plastic profile be removed.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht auch darin, daß der Metalleinsatz durch Sicken versteift ist. Durch diese Sicken kann der Metalleinsatz an höher belasteten Stellen, beispielsweise im Bereich der Anlagefläche der zu versteifenden Wand, verstärkt werden.An advantageous development of the invention exists also in that the metal insert by beads is stiffened. The metal insert can be inserted through these beads in more heavily used areas, for example in the area the contact surface of the wall to be reinforced, reinforced become.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kunststoffhchlprofile ist vorgesehen, daß zwei Flächen des Metalleinsatzes an je einer Anlagefläche zweier zur versteifender Wände anliegen und daß entlang der jeweils der Anlagefläche gegenübeliegenden Wand wenigstens ein Vorsprung oder Federelement angeordnet ist. Eine derartige Anordnung eignet sich insbesondere für die Anwendungen, bei denen das Kunststoffhohlprofil zweiseitig belastet wird. Eine derartige Belastung tritt beispielsweise bei Rahmenprofilen für Fensterflügel mit großen Fensterscheiben auf. Das Kunststoffhohlprofil für den Fensterflügel muß zum einen gegen Windbeanspruchung von vorne und gegen die Eigengewichtsbelastung bei aufgeklappten Fenstern ausgelegt sein. Die paßgenaue Einbringung des Metalleinsatzes geschieht dabei wie zuvor bei dem Kunststoffhohlprofil mit einer Anlagefläche beschrieben.In another advantageous embodiment the plastic profiles according to the invention are provided that two surfaces of the metal insert on one each Contact surface of two to stiffen walls and that along the respective opposite surface Walled at least one ledge or Spring element is arranged. Such an arrangement is particularly suitable for the applications where the plastic hollow profile is loaded on both sides becomes. Such a burden occurs, for example Frame profiles for window sashes with large window panes on. The hollow plastic profile for the window sash must on the one hand against wind loads from at the front and against the weight load when opened Windows. The perfect fit Introducing the metal insert is done like previously with the plastic hollow profile with a contact surface described.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß an den Seitenwänden des Hohlraumes, welche quer zur Wand mit der Anlagefläche angeordnet sind, Vorsprünge ausgebildet sind, die in den Bereich für den Metalleinsatz ragen, und daß der Metalleinsatz nach Abtragen der Teile der Vorsprünge, welche in den Bereich für den Metalleinsatz ragen, beim Einschieben formschlüssig zwischen den Vorsprüngen angeordnet ist. Durch die Anordnung von Vorsprüngen an den Flachen der Seitenwände des Hohlraumes, die nicht gegenüber einer großen äußeren Belastung versteift werden müssen, wird die Lage des Metalleinsatzes in dem Kunststoffhohlprofil zusätzlich fixiert. Somit wird ein Verschieben des Metalleinsatzes parallel zur Anlagefläche verhindert. Auch wenn die Vorsprünge keine flächige Versteifung gewähren, so stellen sie dcch eine bereichsweise Verstärkung der Seitenwände dar. Da die Vorsprünge in den Seitenbereichen keine großen Kräfte aufnehmen müssen, können diese als Stege mit einer kleinen Querschnittsfläche ausgebildet werden. Somit fallen beim Einschieben des Metalleinsatzes in das Kunststoffhohlprofil kaum Späne an.Another advantageous development of the invention is that on the side walls of the Cavity, which is transverse to the wall with the contact surface are arranged, projections are formed, the protrude into the area for the metal insert, and that the Metal insert after removal of the parts of the projections, which protrude into the area for the metal insert, at Push in between the projections is arranged. By arranging protrusions on the faces of the side walls of the cavity, the not stiffened against a large external load the location of the metal insert additionally fixed in the hollow plastic profile. Consequently will move the metal insert parallel to Contact surface prevented. Even if the ledges do not allow flat stiffening, so put them a reinforcement of the side walls in some areas. Because the protrusions in the side areas are not big Must absorb forces, these can be used as webs have a small cross-sectional area. Thus fall in when inserting the metal insert the hollow plastic profile hardly any chips.
Des weiteren ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes vorgesehen, daß der Vorsprung als Steg in Längsrichtung ausgebildet ist, dessen Querschnittsfläche sich mit zunehmendem Abstand von der Wand verjüngt, an welcher der der Steg angeordnet ist. Da der Vorsprung in diesem Bereich von dem Metalleinsatz abgeschürft oder abgetragen wird, kann in diesem Bereich des Vorsprungs der Querschnitt verjüngt sein. Hingegen muß am Fuß des Vorsprungs die Querschnittsfläche verbreitert sein, um eine gute Kraftabstützung gegen über den unbelasteten Wänden des Kunststoffhohlprofils zu erreichen.Furthermore, an advantageous embodiment provided the subject of the invention, that the projection is designed as a web in the longitudinal direction whose cross-sectional area increases with increasing Tapered distance from the wall at which the the web is arranged. Because the lead in this Area scraped or worn away from the metal insert in this area of the projection Cross-section be tapered. In contrast, at the foot of the The cross-sectional area should be widened by the projection a good power support against the unloaded To reach walls of the hollow plastic profile.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Vorsprung in den Eckbereichen des Hohlraumes angeordnet ist. Die Eckbereiche des Hohlraumes in dem Kunststoffhohlprofil weisen in der Regel eine größere Materialdicke als die geraden Wände auf. Da Eckbereiche zusätzlich eine größere Biegestaifigkeit besitzen, ist es vorteilhaft, die auf den Vorsprung wirkende Kraft in einen Eckbereich einzuleiten. Hierdurch werden Verformungen durch die Stützkräfte im Innern des Kunststoffhohlprofiles vermieden.Another advantageous embodiment of the invention is that the projection in the corner areas of the cavity is arranged. The corner areas of the cavity in the plastic hollow profile usually a larger material thickness than the straight one Walls on. Because corner areas are also larger Possibility of bending strength, it is advantageous that on the Introduce the force acting in a corner area. This causes deformations due to the supporting forces avoided inside the plastic hollow profile.
Weiterhin ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes vorgesehen, daß das Federelement an das Kunststoffhohlprofil anextrudiert ist. Somit kann das Federelement in unkomplizierter Weise gleichzeitig mit dem Kunststoffhohlprofil hergestellt werden. Ein zusätzlicher Montagevorgang für das Federelement ist damit überflüssig.Furthermore, an advantageous embodiment the subject of the invention provided that the spring element extruded onto the hollow plastic profile is. Thus, the spring element can be more straightforward Made simultaneously with the hollow plastic profile become. An additional assembly process for the spring element is therefore superfluous.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kunststoffprofils besteht darin, daß das Federelement ein zumindest teilweise parallel zur Anlagefläche verlaufender Steg ist, der in seinem Fußbereich eine Querschnittsverjüngung aufweist. Durch die Querschnittsverjüngung am Fuße des Steges wird eine "Soll"-Federstelle definiert. Über die Größe und Ausformung dieser Querschnittsverminderung kann die Federkraft des Federelementes eingestellt werden. Somit können in einfacher Weise Federelemente mit unterschiedlichen Federkenndaten in Abhängigkeit von der Querschnittsverjüngung hergestellt werden.An advantageous development of the invention Plastic profile is that the spring element an at least partially parallel to the contact surface running web is one in its foot area Has cross-sectional taper. Through the cross-sectional taper at the foot of the footbridge "Debit" spring position defined. About the size and shape this reduction in cross section can be the spring force of the spring element can be adjusted. Consequently can easily spring elements with different Spring characteristics depending on the Cross-sectional taper can be produced.
Des weiteren ist es bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunststoffhohlprofils vorteilhaft, daß das Federelement eine L-förmige Querschnittsfläche aufweist. Bei einem Federelement mit einer L-förmigen Querschnittsfläche kann das Federverhalten zusätzlich durch das Verhältnis der beiden Schenkellängen beeinflußt werden.Furthermore, it is in another embodiment advantageous of the hollow plastic profile according to the invention, that the spring element has an L-shaped cross-sectional area having. With a spring element with a L-shaped cross-sectional area can change the spring behavior additionally by the ratio of the two Leg lengths are affected.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand einer schematischen Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Querschnittsansicht eines Kunststoffhohlprofils mit Vorsprung und eingeschobenem Metalleinsatz;
- Fig. 2
- einen vergrößerten Ausschnitt der Querschnittsansicht des Kunststoffhohlprofils mit Vorsprung gemäß Fig. 1;
- Fig. 3
- eine Querschnittsansicht des Kunststoffhohlprofils mit Vorsprung und seitlichen Vorsprüngen und mit eingeschobenem Metalleinsatz;
- Fig. 4
- eine Querschnittsansicht des Stirnbereichs eines Metalleinsatzes gemäß den Fig. 1 bis 3;
- Fig. 5
- eine Querschnittsansicht eines Kunststoffhohlprofils mit Federelementen und eingeschobenem Metalleinsatz;
- Fig. 6
- einen vergrößerten Ausschnitt des Kunststoffhohlprofils mit Federelement gemäß Fig. 5 in Querschnittsansicht;
- Fig. 7
- eine Querschnittsansicht eines weiteren Kunststoffhohlprofils mit Federelementen und seitlichen Vorsprüngen und mit eingeschobenem Metalleinsatz;
- Fig. 8
- eine Querschnittsansicht des Stirnbereichs eines Metalleinsatzes gemäß den Fig. 5 bis 7;
- Fig. 9
- eine Querschnittsansicht eines ertindungsgemäßen Kunststoffhohlprofils mit Federelementen in einer maximal verformten Stellung;
- Fig. 10
- eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnittes mit dem Federelement gemäß der Querschnittsansicht aus Fig. 9.
- Fig. 1
- a cross-sectional view of a plastic hollow profile with a projection and inserted metal insert;
- Fig. 2
- an enlarged section of the cross-sectional view of the hollow plastic profile with projection according to FIG. 1;
- Fig. 3
- a cross-sectional view of the plastic hollow profile with projection and side projections and with inserted metal insert;
- Fig. 4
- a cross-sectional view of the end region of a metal insert according to FIGS. 1 to 3;
- Fig. 5
- a cross-sectional view of a plastic hollow profile with spring elements and inserted metal insert;
- Fig. 6
- an enlarged section of the hollow plastic profile with spring element according to Figure 5 in cross-sectional view.
- Fig. 7
- a cross-sectional view of a further hollow plastic profile with spring elements and lateral projections and with inserted metal insert;
- Fig. 8
- a cross-sectional view of the end region of a metal insert according to FIGS. 5 to 7;
- Fig. 9
- a cross-sectional view of an inventive plastic hollow profile with spring elements in a maximally deformed position;
- Fig. 10
- FIG. 9 shows an enlarged view of a detail with the spring element according to the cross-sectional view from FIG. 9.
Die Figuren 1-8 sind nicht von Anspruch 1 gedeckt und dienen nur zur allgemeinen Erlänterung.Figures 1-8 are not covered by claim 1 and serve only for general explanation.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Kunststoffhohlprofil 10
mit mehreren Hohlräumen und eingeschobenem Metalleinsatz
11. Das Kunststoffhohlprofil 10 ist bei diesem
Ausführungsbeispiel als Rahmenprofil für einen Fensterflügel
dargestellt. Die Außenseite des Kunststoffholprofils
10, welche durch den Winddruck belastet wird,
ist die Wand 14. Aus Gründen der Wärmeisolierung sind
in der Wand 14 kleinere Hohlräume angeordnet. Zur
Versteifung der Wand 14 ist in den zentralen Hohlraum
12 ein Metalleinsatz 11 eingeschoben. Der Metalleinsatz
11 weist ein geschlossenes, rechteckiges Hohlprofil
auf. Mit einer Seitenfläche 13 liegt der Metalleinsatz
11 flächig auf einer Anlagefläche 15 der Wand 14 an.
Über diese Anlagefläche 15 wird die Wand 14 versteift.1 schematically shows a hollow
Die Querschnittsfläche des Metalleinsatzes 11 ist in
ihrer Höhen- und Breitenausdehnung geringfügig kleiner
ausgelegt als die Querschnittsfläche des Hohlraumes
12. Entlang der Eckbereiche einer Hohlraumwand
18, welche der zu versteifenden Wand 14 gegenüberliegt,
sind je ein Vorsprung 16 und 17 angeordnet. Bei
diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Vorsprünge
16 und 17 als starre Stege ausgebildet. Die Vorsprunge
16 und 17 ragen mit ihren Teilabschnitten 20
und 21 in den Bereich des Hohlraumes 12 hinein, welcher
für den Metalleinsatz 11 vorgesehen ist. Diese Teilabschnitte
20 und 21 der Vorsprünge 16 und 17 werden
beim Einschiebevorgang des Metalleinsatzes 11 in den
Hohlraum 12 abgeschnitten oder abgehobelt. Hierdurch
wird der Metalleinsatz 11 paßgenau zwischen der Anlagefläche
15 und den beiden Vorsprüngen 16 und 17 angeordnet.The cross-sectional area of the
Eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 1 ist in Fig. 2
dargestellt. Fig. 2 zeigt dabei den Eckbereich des Hohlraumes
12, in welchem der Vorsprung 16 angeordnet
ist. Es ist auch schematisch der Teilabschnitt 20 des
Vorsprungs 16 dargestellt, der beim Einschieben des
Metalleinsatzes 11 in den Hohlraum 12 abgetragen wurde.
Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt der Metalleinsatz
11 lediglich über die Anlagefläche 15 sowie die beiden
Vorsprünge 16 und 17 an dem Kunststoffhohlprofil
10 an.An enlarged detail from FIG. 1 is in FIG. 2
shown. 2 shows the corner area of the
In Fig. 3 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Kunststoffhohlprofiles 30 mit Vorsprüngen 16 und
17 dargestellt. Das gezeigte Querschnittsprofil ist als
Profil für einen Fensterrahmen geeignet. Die Elemente
dieses Kunststoffhohlprofils, welche den Elementen
des in Fig. 1 und 2 beschriebenen Beispieles entsprechen,
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Anlage des Metalleinsatzes
11 an der Anlagefläche 15 und an den Vorsprüngen
16 und 17 weist in diesem Ausführungsbeispiel
der Metalleinsatz 11 weitere Kontaktstellen mit
dem Kunststoffhohlprofil 30 auf. Entlang der Seitenwände
25 und 26 des Hohlraumes 12, welche vertikal zu der
Anlagefläche 15 angeordnet sind, befinden sich weitere
Vorsprünge 27 und 28. Diese seitlichen Stege 27 und
28 verlaufen wie die Stützstege 16 und 17 in Längsrichtung
des Kunststoffhohlprofils 30, weisen aber eine kleinere
Querschnittsfläche auf. Die seitlichen Stege 27
und 28 dienen dazu, die jeweiligen Seitenwände 25 und
26 gegenüber dem Metalleinsatz 11 bereichsweise abzustützen.
Eine größere Kraftübertragung über diese
seitlichen Vorsprünge 27 und 28 ist nicht vorgesehen.
Die seitlichen Vorsprüngen 27 und 28 ragen auch nur
geringfügig in den Hohlraum 12 hinein. Somit werden
die Spitzen dieser seitlichen Vorsprünge 27 und 28 beim
Hineinschieben des Metalleinsatzes 11 kaum oder gar
nicht abgeschürft oder lediglich abgeknickt.3 shows another embodiment of a
Plastic
In Fig.4. ist der Stirnbereich des Metalleinsatzes 11
in Querschnittsansicht dargestellt, der in den Ausführungsbeispielen
gemäß den Fig. 1 bis 3 verwendet wird.
Die Seitenfläche 13 des Metalleinsatzes 11, die auf der
Anlagefläche 15 zu Liegen kommt, steht gegenüber der
anderen Seitenfläche vor. Zwischen der vorstehenden
Seitenfläche 13 und der gegenüberliegenden Seitenfläche
22, die mit den Vorsprüngen in Verbindung kommt,
ist eine Schräge ausgebildet.In Fig.4. is the front area of the
Die vorstehende Seitenfläche 13 weist zum leichteren
Einschieben an der Vorderkante 23 eine Fase auf.
Durch das Vorauseilen der vorstehenden Seitenfläche
13 wird der Metalleinsatz11 in den Hohlraum 12 zentriert,
und es wird weiterhin sichergestellt, daß die Seitenfläche
13flächigauf der Anlagefläche 15 aufliegt. Die
Vorderkante 24 der zurückgesetzten Seitenfläche 22
des Metalleinsatzes 11 weist eine scharfe Kante auf, die
zum Abschneiden oder Abschürfen der Vorsprungsteile
dienen, welche in den Bereich des Hohlraums ragen,
der für den Metalleinsatz 11 vorgesehen ist.The protruding
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispieles
eines Kunststoffhohlprofiles
40 mit Federelementen und eingeschobenem
Metalleinsatz 41. Das dargestellte Kunststoffhohlprofil
40 ist wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1
als ein Rahmenprofil für Fensterflügel gestaltet. Die Außenseite
einer Wand 44 stellt die durch Wind belastete
Rahmenseite des Fensterflügels dar. Die Wand 44 dient
auch zur Begrenzung eines zentralen Hohlraums 42, in
welchem der Metalleinsatz 41 eingeschoben wird. Der
Metalleinsatz 41 ist ein Hohlprofil mit rechteckiger, geschlossener
Querschnittsfläche. Eine Seitenfläche 43
des Metalleinsatzes 41 liegt flächig an einer Anlagefläche
45 der Hohlraumwand 44 an. Hierdurch wird die
Hohlraumwand 44 flächig versteift.5 shows a cross-sectional view of an exemplary embodiment
a hollow
Der Hohlraum 12 hat im wesentlichen einen rechteckigen
Querschnitt, der geringfügig größer ausgelegt
ist als der rechteckige Querschnitt des Metalleinsatzes
Der Hohlraum 42 ist durch die Hohlraumwand 48, die
der Anlagefläche 45 gegenüberliegt, und durch zwei
Seitenwände 55 und 56 begrenzt. Entlang der Hohlraumwand
48 sind zwei Federelemente 46 und 47 angeordnet.
Die beiden Federelemente 46 und 47 sind dabei
nicht direkt an der Hohlraumwand 48 angebracht.
Zur Erreichung einer besseren Federkraft sind diese jeweils
an den Seitenwänden 55 und 56 in geringem Abstand
von der Hohlraumwand 43 angebracht und verlaufen
entlang der Hohlraumwand 48. Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden die Federelemente 46 und 47
als Teil des Kunststoffhohlraumprofils 40 mit diesem im
Extrusionsverfahren hergestellt. Die Federelemente 46
und 47 werden beim Einschieben des Metalleinsatzes
41 elastisch verformt und in Richtung der Hohlraumwand
48 gedrückt. Die derart gespannten Federelemente
46 und 47 üben auf den Metalleinsatz 41 eine
Federkraft aus, die den Metalleinsatz 41 auf die Anlagefläche
45 drückt. Auf diese Weise wird eine besonders
gute Versteifung der Hohlraumwand 44 erreicht.The
Der Aufbau des Federelementes 46 ist in Fig. 6 in
einer vergrößerten Detailansicht dargestellt. Hieraus ist
ersichtlich, daß das Federelement 46 eine L-förmige
Querschnittsfläche aufweist. Der lange Schenkel der L-förmigen
Querschnittsfläche ist im Bereich der Hohlraumwand
48 an der Seitenwand 55 angeordnet. Das
freie Ende des kürzeren Schenkels des L-förmigen
Querschnittsprofils steht mit dem Metalleinsatz 41 in
Kontakt und übt auf diesen die durch die elastische Verformung
hervorgerufene Federkraft aus. Bei dieser Ausführungsform
des Kunststoffhohlprofils 40 kommt das
Federelement 46 nicht in Berührung mit der Hohlraumwand
48. Das Federelement 46 weist im Bereich der
Verbindungsstelle zwischen dem längeren Querschnittsschenkel
und der Seitenwand 55 eine Kerbe 59
auf. Diese Kerbe 59 stellt eine Querschnittsverjüngung
dar und dient als "Soll"-Federstelle. Durch die Gestaltung
der Kerbe 59 und der Schenkelgeometrie kann die
Federcharakteristik des Federelementes 46 beeinflußt
werden.The structure of the
In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Kunststoffhohlprofils 60 mit Federelementan dargestellt.
Das Kunststoffhohlprofil 60 kann wie das Profil gemäß
Fig. 3 als ein Rahmenelement für Fensterrahmen
verwendet werden. Die Anordnung und Funktion der
beiden Federlemente 46 und 47 sind analog zu dem
Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 5 und 6. Der eingeschobene
Metalleinsatz 41 kommt bei diesem Ausführungsbeispiel
auch mit Vorsprüngen 57 und 58 entlang
der Seitenwände 55 und 56 des Hohlraumes 42 in
Kontakt. Diese Vorsprünge 57 und 58 sind mit den Vorsprüngen
27 und 28 des Ausführungsbeispieles gemäß
Fig. 3 vergleichbar. Die Vorsprünge 57 und 58 dienen
der Führung des Metalleinsatzes 41 beim Einschieben
in den Hohlraum 42 und der bereichsweisen Abstützung
der Seitenwände 55 und 56.7 is another embodiment of a
Plastic
Ein Metalleinsatz 41, der in den Ausführungsbeispielen
gemäß Fig. 5 bis 7 Verwendung findet, ist in Fig.
8 in einer geschnittenen Teilansicht dargestellt. Die Seitenfläche
43 des Metalleinsatzes 41, welche mit der Anlagefläche
45 der zu versteifenden Hohlraumwand 44
zur Anlage kommt, steht gegenüber der abgewandten
Seitenfläche 52 des Metalleinsatzes 41 vor. Durch die
vorstehende Seitenfläche 43 wird der Metalleinsatz 41
zuverlässig auf der Anlagefläche 45 angeordnet und
zentriert. Zur Erleichterung des Einschiebens ist die
Vorderkante 53 der Seitenfläche 43 an der Stirnseite 49
angefast. Die Vorderkante 54 des Metalleinsatzes 41,
die beim Einschieben des Metalleinsatzes 41 die Federelemente
46 und 47 zusammendrückt und spannt, weist
ebenfalls eine gerundete Fase auf. Somit ist sichergestellt,
daß bei dieser Ausführungsform keine ungewünschten
Abschürfungen an den Federelementen 46
und 47 entstehen.A
In Fig. 9 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines
Kunststoffhohlprofiles 70 mit Metalleinsatz 11 in Querschnittsansicht
dargestellt, welches im wesentlichen
identisch mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 5 weisen bei diesem Kunststoffhohlprofil 70 die Federelemente
46 und 47 eine größere Querschnittsfläche
auf. Der Schenkel des L-förmigen Querschnitts, der mit
dem Metalleinsatz 11 in Berührung kommt, ist bei diesem
Ausführungsbeispiel länger und mit einer größeren
Materialstärke ausgelegt. Durch die Vergrößerung dieses
Querschnittsschenkels der Federelemente 46 und
47 ist es möglich, daß das jeweilige Federelement 46
und 47 maximal elastisch verformt wird. Die maximale
elastische Verformung ist erreicht, wenn die Federelemente
46 und 47 mit der Hohlraumwand 48 zur Anlage
kommen. Eine weitere Auslenkung der Federelemente
46 und 47 ist dann nicht mehr möglich. Ab dieser maximalen
Auslenkung verhalten sich die Federelemente 46
und 47 jeweils wie ein starrer Vorsprung.9 is an embodiment of an
Plastic
In Fig. 10 ist die Einzelheit gemäß Fig. 9 in Vergrößerung
dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, daß das Federelement
46 bei diesem Ausführungsbeispiel maximal
ausgelenkt ist. Trotz dieser maximalen Auslenkung
ragt ein Teil 50 des Federlementes 46 in den Bereich
des Hohlraumes 42 hinein, der für den Metalleinsatz 11
vorgesehen ist. Dieser Federelementabschnitt 50 ist in
Fig. 10 schematisch dargestellt. Beim Einschieben des
Metalleinsatzes 11 in den Hohlraum 42 wird dieser Teil
50 des Federelementes 46 abgetragen.In FIG. 10 the detail according to FIG. 9 is enlarged
shown. From this it can be seen that the
Hierfür weist der Metalleinsatz 11 eine scharfe Kante
an der Stirnseite des Flächenbereichs auf, der mit den
Federelementen 46 und 47 in Berührung kommt. Ein
derartiger Metalleinsatz 11 wurde zuvor in Zusammenhang
mit Fig. 4 näher beschrieben. Bei dieser Ausführungsform
des Kunststoffhohlprofils 70 sind die Vorteile
einer kraftschlüssigen und einer formschlüssigen Anordnung
des Metalleinsatzes 11 in dem Hohlraum 42
kombiniert. Durch das Anliegen der Federelemente 46
und 47 an der Hohlraumwand 48 verhalten sich die beiden
Federelemente 46 und 47 unter Belastung des
Kunststoffhohlprofils 70 wie starre Vorsprünge. Wird die
Anlagefläche 45 nicht von außen belastet, so üben die
Federelemente 46 und 47 auf den Metalleinsatz 11 eine
kontinuierliche Kraft aus. Durch diese Federkraft wird
der Metalleinsatz 11 auf die Anlagefläche 45 gepreßt,
wodurch eine Lagefixierung des Metalleinsatzes 11 in
dem Hohlraum 42 stattfindet.For this purpose, the
Bei diesen erfindungsgemäßen Kunststoffhohlprofilen mit Metalleinsatz kann nunmehr der Metalleinsatz maschinell ohne Gefahr einer Rißbildung und bei optimaler Versteifung der zu verstärkenden Wand in einem Hohlraum des Kunststoffhohlprofiles eingeschoben werden. Durch die optimale formschlüssige und/oder kraftschlüssige Anordnung des Metalleinsatzes in dem Hohlraum wird gleichzeitig eine aufwendige zusätzliche Befestigung des Metalleinsatzes durch Schrauben in dem Kunststoffhohlprofil überflüssig. Des weiteren können nunmehr die materialbedingten groben Maßtoleranzen im Innern von Kunststoffhohlprofilen ausgeglichen werden, wodurch Kunststoffhohlprofile mit einer gleichbleibend hohen Biegesteifigkeit und Verwindungssteifigkeit hergestellt werden können.In these hollow plastic profiles according to the invention with metal insert the metal insert can now mechanically without risk of cracking and with optimal Stiffening of the wall to be reinforced in one Cavity of the plastic hollow profile inserted become. Due to the optimal positive and / or non-positive arrangement of the metal insert in the Cavity becomes an expensive additional at the same time Fastening the metal insert with screws in the hollow plastic profile is superfluous. Furthermore you can now the material-related rough dimensional tolerances balanced inside of hollow plastic profiles be, whereby plastic hollow profiles with a consistently high flexural and torsional rigidity can be produced.
Claims (12)
- Hollow plastic section, particularly for window or door frames, with at least one cavity (42), in which is inserted longitudinally, for stiffening purposes, a metal insert (41), in which the cross-sectional surface of the cavity (42) is slightly larger than the cross-sectional surface of the metal insert (41), in which at least one face (43) of the metal insert (41) engages on at least one bearing surface (45) of a wall (44) to be stiffened of the cavity (42), characterized in that at least one spring element (46, 47) is constructed along the wall (48) of the cavity (42), which faces the wall (44) with the bearing surface (45), that, in the undeformed state, the spring element projects into the area of the cavity (42) provided for the metal insert (41) to be inserted, that the metal insert (41) is placed in the cavity (42) between the bearing surface (45) and the spring element (46, 47) elastically deformed by the inserted metal insert (41), that, in the elastically-deformed state, the spring element (46, 47) engages on a cavity wall (48) and projects further into the area of the cavity (42) provided for the metal insert (41) to be inserted and that on insertion, the metal insert (41) wears off a portion (50, 51) of the spring element (46, 47), which projects into the area for the metal insert (41), so that, following insertion, the metal insert (41) is positively and non-positively located between the bearing surface (45) and the elastically deformed spring element (46, 47).
- Hollow plastic section according to claim 1, characterized in that the metal insert (11; 41) has a closed, rectangular cross-sectional profile.
- Hollow plastic section according to one of the claims 1 to 2, characterized in that the end face (19; 49) of the metal insert (11; 41) is bevelled, the face (13; 43) of the metal insert (11; 41) engaging on the bearing surface (15; 45) projects with respect to the facing face (22; 52) of the metal insert (11; 41).
- Hollow plastic section according to claim 3, characterized in that a leading edge (23; 53) of the projecting face (13; 43) of the metal insert (11; 41) is chamfered and a leading edge (24; 54) of the facing face (22; 52) of the metal insert (11; 41) is constructed as a cutting edge.
- Hollow plastic section according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the metal insert (11; 41) is stiffened by beads.
- Hollow plastic section according to one of the claims 1 to 5, characterized in that each of the two faces of the metal insert (11; 41) engages on a bearing surface of two walls to be stiffened and that along the wall facing the bearing surface is provided at least one projection or spring element.
- Hollow plastic section according to one of the claims 1 to 6, characterized in that on the side walls (25, 26; 55, 56) of the cavity (12; 42), which are positioned transversely to the wall (14, 44) with the bearing surface (15, 45), are constructed projections (27, 28; 57, 58); which project into the area for the metal insert (11; 41) and that the metal insert (11; 41) is positively positioned between the projections (27, 28; 57, 58), following the wearing off of the parts of the projections (27, 28; 57; 58), which project into the area for the metal insert (11; 41), and following insertion.
- Hollow plastic section according to one of the claims 1, 6 or 7, characterized in that the projection (16, 17) is constructed as a web in the longitudinal direction and its cross-sectional surface tapers with increasing distance from the wall (18) on which the web is located.
- Hollow plastic section according to one of the claims 1 or 6 to 8, characterized in that the projection (16, 17) is located in the corner areas of the cavity (12).
- Hollow plastic section according to one of the claims 1, 6 or 7, characterized in that the spring element (46, 47) is extruded onto the hollow plastic section (40).
- Hollow plastic section according to one of the claims 1, 6, 7 or 10, characterized in that the spring element (46, 47) is a web running at least partly in parallel to the bearing surface (45) and which is provided in its foot area with a cross-sectional taper (59).
- Hollow plastic section according to one of the claims 1, 6, 7, 10 or 11, characterized in that the spring element (46, 47) has an L-shaped crosssectional surface.
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