EP1693546B1 - Fenster oder Tür mit eingeklebter Verglasung - Google Patents
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- EP1693546B1 EP1693546B1 EP05001338A EP05001338A EP1693546B1 EP 1693546 B1 EP1693546 B1 EP 1693546B1 EP 05001338 A EP05001338 A EP 05001338A EP 05001338 A EP05001338 A EP 05001338A EP 1693546 B1 EP1693546 B1 EP 1693546B1
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- E06B3/54—Fixing of glass panes or like plates
- E06B3/56—Fixing of glass panes or like plates by means of putty, cement, or adhesives only
Definitions
- the present invention relates to a window or door element, in particular with the features of the preamble of claim 1.
- the core of such a sash is a plastic hollow profile, which often has a series of hollow chambers, which are separated by longitudinal webs.
- the hollow profile usually has a recess, which is commonly referred to as Glasfalz and is used for insertion of the glazing.
- the window is traditionally made by inserting insulating glazing into the rebate and fixing it by blocking it.
- the glazing is located laterally mostly via a seal on a side surface of the fold, the glass overlay.
- the front of the double glazing is supported by blocks in the so-called Falzground.
- a known problem of window frames made of plastic is the low stability, in particular bending and torsional rigidity, of the plastic profile. It is therefore known to reinforce this profile by suitable reinforcing elements. So was in the DE-A 1 281 664 proposed to insert flat iron in the plastic profile. In the EP-A 0 153 758 has been proposed to store near the inner and the outer surfaces of a hollow profile depending on a metal flange. The WO-A 01/06079 , the DE 30 04 212 and the German utility model DE-U 81 11 425 also disclose a plastic hollow profile with embedded reinforcing elements. These known profiles are each intended for traditional glazing by Verklotzen.
- a sliding window or a sliding door is disclosed, the glazing is glued into a frame.
- the frame comprises a hollow profile into which a wooden reinforcing profile is inserted.
- the present invention thus relates to a window or door element, in particular a window or door leaf, which comprises a frame with a glazing inserted therein.
- the frame comprises a hollow profile made of plastic, which has a side outer wall facing away from the glazing and a lateral boundary wall facing the glazing.
- the glazing is at least partially glued in a lateral edge region with the boundary wall.
- the boundary wall extends substantially parallel to the outer wall.
- the invention is based on the finding that the lack of dimensional stability of such known window or door elements is due inter alia to the different thermal expansion coefficients of the materials used. While glass undergoes a relatively small change in length when heated, the elongation of conventional plastics is considerably higher. At the site of bonding the insulating glass with the plastic, therefore, the expansion of the plastic is hindered in a warming and limited due to the better deformability of the plastic depending on the type of bonding to the extent of the glass. On the opposite side of the bonding of the hollow profile, however, the plastic can expand largely unhindered. This leads to an undesirable deformation of the hollow profile, similar to the deformation of a bimetal.
- the present invention proposes to minimize such deformation by providing at least one reinforcing element.
- This is arranged closer to the lateral outer wall than on the lateral boundary wall, or it has at least a portion which is arranged closer to the lateral outer wall than on the lateral boundary wall.
- At least the said section is non-positively connected to the hollow profile.
- the reinforcing element lies at least partially approximately at the same "height" as the glazing, in particular the gluing. More precisely, a normal vector of the glazing, ie a vector perpendicular to the glazing (more precisely in its edge area, preferably in the gluing area), intersects the reinforcing element.
- the glazing and reinforcing element at least partially overlap each other when viewing the window or door element perpendicular to the glazing.
- the normal vector intersects the said portion of the reinforcing element, which is closer to the lateral outer wall, in particular a region which is directly connected to the hollow profile. It turned out that such an arrangement of the reinforcing element gives the best stability.
- the reinforcing element is arranged in the interior of the hollow profile and thereby invisible from the outside.
- the reinforcing element is preferably made of a material with a coefficient of thermal expansion, which differs less from the coefficient of thermal expansion of the glazing, as the thermal expansion coefficients of the plastic and the glazing differ.
- the difference between the thermal expansion coefficient of the reinforcing element and that of the glazing is less than 35%, preferably less than 20%, of the difference between the thermal expansion coefficient of the plastic and that of the glazing. This leads to a minimal thermal deformation.
- Suitable materials for the reinforcing element are in particular metals such as steel or aluminum, glass, wood, fiber-reinforced plastic or combinations thereof.
- the reinforcing element is non-positively connected to the outer wall of the hollow profile, in particular glued or screwed, or at least partially embedded in this, in particular extruded.
- the frame may comprise a delimbing element which extends in the longitudinal direction of the hollow profile and which is preferably frictionally connected to an inner surface of the boundary wall of the hollow profile with which the glazing is adhesively bonded.
- the reinforcing element can be configured in various ways.
- the reinforcing element comprises a reinforcing strip arranged in the interior of the hollow profile, the flat side of which runs parallel to the outer wall and which is preferably frictionally connected to it, eg glued, screwed or extruded.
- the reinforcing element comprises a hollow body arranged in the interior of the hollow profile, extending longitudinally to the hollow profile.
- the reinforcing element comprises a U-profile arranged in the interior of the hollow profile, one leg of which adjoins the outer wall and is non-positively connected, in particular adhesively bonded, and whose other leg adjoins the boundary wall.
- the other leg is then positively connected to the boundary wall, in particular glued.
- the reinforcing element can also comprise a band, for example in the form of a wire, a strand, a cable or a cord, wherein the band is preferably connected non-positively to the outer wall.
- a band for example in the form of a wire, a strand, a cable or a cord, wherein the band is preferably connected non-positively to the outer wall.
- a variety of other configurations are possible.
- the glazing is preferably an insulating glazing, which comprises at least two spaced-apart glass panes of the same circumferential dimensions, in particular the same area.
- the glass panes thus preferably close off each other at the edge without any projection.
- the glazing may also be a so-called step glass, i. an insulating glazing, one of which projects over the other pane.
- the glass sheets can have different thicknesses.
- a triple glazing, etc. is possible.
- the Fig. 1 shows in cross section an example of a window, as it is known from the prior art.
- a frame 1 is attached.
- a sash 2 lies over seals 11 and 23 on a window frame 1.
- the sash 2 is made of a plastic hollow section 20.
- a double glazing 3 is used.
- the insulating glazing 3 comprises an inner pane 31 and an outer pane 32, between which a spacer 33 is arranged in an edge region and which are connected to one another by a suitable adhesive 34.
- the insulating glazing 3 is frontally supported by blocks 35 in the so-called Falzgrund 25. Its outer pane 32 rests laterally on a lateral surface of the profile 20, the so-called glass overlay, via a seal 24.
- a so-called glass retaining strip 26 is clipped into the profile 20 and abuts against the inner pane 31 via a seal 24 '. Since a plastic profile often has insufficient bending and torsional rigidity, a steel reinforcement 29 is inserted below the end face of the glazing 3 in the hollow profile 20. A similar reinforcement 12 is also in the frame 1.
- this can also be fixed by gluing the casement 2.
- This is in the Fig. 2 illustrated.
- the insulating glazing 3 is connected here by lateral adhesion of an edge region of the inner pane 31 with a lateral boundary wall 22 of the glass fold, whose outer surface forms the glass support, via an adhesive bead 27.
- gluing can be dispensed with a blocking.
- the bond ensures a high stability of the composite of insulating glazing and sash against bending and twisting.
- an reinforcing strip 41 extending in the longitudinal direction of the hollow profile is inserted on an inner surface of the lateral outer wall 21 of the hollow profile 20.
- This strip rests with its flat side on the inner surface of the lateral outer wall 21 and is positively connected thereto.
- the thermal change in length of the plastic profile 20 in the region of the bond with the insulating glazing 3 is essentially limited to the extent of the inner pane of the insulating glazing.
- the reinforcing strip 41 now ensures that even on that side of the hollow profile, which is opposite to the glazing, the change in length is limited to a similar degree.
- the material of the reinforcing strip is therefore chosen so that it has a similar thermal expansion coefficient ⁇ as the window glass.
- Table 1 typical expansion coefficients of some frequently used materials are given.
- the strip 41 is made of metal, in particular steel, preferably stainless steel, or aluminum.
- a strip of e.g. Glass, wood or fiber-reinforced plastic possible.
- fibers, e.g. Glass or carbon fibers, embedded in the strip 41 which ensure that the coefficient of linear expansion of the resulting composite material is approximately equal to that of the fibers.
- the reinforcing strip 41 is located horizontally approximately at the same height as the region of the bonding of the insulating glazing 3 with the boundary wall 22. This is visualized by the normal vector 49. This is perpendicular to the level of the insulating glazing and cuts both the bond and the reinforcing strip 41. Seen in the direction of the normal vector, so overlap the insulating glazing, especially the region of the bond, and the reinforcing strip together. This position of the reinforcing strip on the opposite side of the bond and at about the same height with the bond leads to an optimal stabilization of the frame construction.
- the strip 41 does not necessarily have to be arranged and fastened at this point.
- the bar may e.g. also be arranged on the parallel to the outer wall 21 extending web 28 and be connected to this or be anchored in a different location and otherwise non-positively in the hollow section 20, as long as the bar is closer to the outer wall 21 than at the boundary wall 22.
- the flat side of the strip 41 runs parallel to the boundary wall 22, although a different orientation is possible. Possible, albeit aesthetically less satisfactory, is also an attachment outside on the outer wall 21st
- the strip 41 can be connected to the hollow profile 20 in a variety of ways.
- the strip 41 may for example be glued to the hollow profile or extruded into this.
- a frictional connection between the strip 41 and the hollow profile 20 can also form positive locking means, e.g. Roughening, punching, toothing or knurling can be achieved. It is important here a good adhesion in the longitudinal direction of the bar 41, so a good shear strength of the bar 41 in the hollow section 20th
- a further bar 42 as a relief element.
- This optional bar offers additional benefits.
- this bar absorbs some of the forces that arise due to the different length expansion between glazing and glass overlay and otherwise would have to be completely absorbed by the bond 23. In this way, the bond is relieved, which contributes to an increase in the life of the bond, and stresses in the glazing are reduced.
- the bar 42 improves the stability of the sash frame prior to mounting the glazing, ie, before the glued glazing can stabilize the frame.
- the strip 42 can also be riveted to the boundary wall, screwed or otherwise mechanically fixed.
- a hollow body 43 is introduced in the form of a rectangular tube in the hollow profile and fixed therein.
- the hollow body 43 is preferably connected non-positively to the inside of the outer wall 21.
- the hollow body 43 may additionally or instead be frictionally connected with the web 28 or on the top and / or bottom with the hollow profile 20.
- a hollow body can contribute better to the torsional rigidity of the hollow profile, but at the cost of a higher material requirements.
- the considerations made above in connection with the reinforcing strip 41 apply accordingly.
- a hollow body for example, a correspondingly shaped, solid wooden rod can be used.
- FIG. 4 Another embodiment is in Fig. 4 shown.
- a U-shaped profile 44 is introduced into the hollow profile.
- the first leg of the U-profile 44 is non-positively connected to the outer wall 21, for example, glued to this, while the second leg non-positively connected to the boundary wall 22, for example glued or riveted to this is.
- the U-profile 44 forms both a reinforcing element (first leg) and a relief element for the gluing of the glazing (second leg).
- the web may be connected instead of the legs or in addition to these non-positively with the hollow profile.
- the web may be connected instead of the legs or in addition to these non-positively with the hollow profile.
- the Fig. 5 shows a further embodiment of the present invention.
- a glued or otherwise fastened, eg screwed, reinforcing strip 45 serves as the sole reinforcing element.
- a plurality of cord-like bands 46, 46 ', 46 are deposited on or embedded in the outer wall 21, for example coextruded therewith or melted in.
- the bands preferably contain a fiber material, eg glass fibers, carbon fibers or natural fibers such as hemp or sisal.
- Other possibilities are the use of a wire or a metal strand (ie, a plurality of small diameter wires) Fig. 6
- two of the bands, namely bands 46 and 46 ' are arranged to be at the level of the glazing, ie, there is one normal vector 49 and 49' on the glazing, respectively, that intersects the respective band.
- the reinforcing element is formed here by a reinforcing profile 47.
- This has a first leg, which adjoins the outer wall 21 and extends parallel thereto.
- a second leg is screwed in an inner region of the hollow profile 20 with this by means of screws 48. While the first leg extends to the level of the glazing, the end of the second leg is bent laterally. As a result, the second leg ends approximately at the level of the Glasfalzes.
- This leg is a region which is closer to the outer wall 21 than at the boundary wall 22, screwed to the hollow profile. This screwing limits the thermal expansion of the hollow profile in the region close to the screw on the thermal expansion of the reinforcing profile.
- the first leg can also be glued or screwed to the inner surface of the outer wall 21.
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fenster- oder Türelement, insbesondere mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
- In den letzten Jahren haben sich zunehmend Fenster mit Flügelrahmen aus Kunststoff durchgesetzt. Kernstück eines solchen Flügelrahmens ist ein Kunststoff-Hohlprofil, welches häufig eine Reihe von Hohlkammern aufweist, die durch längs verlaufende Stege voneinander getrennt sind. Das Hohlprofil weist meist eine Ausnehmung auf, die gemeinhin als Glasfalz bezeichnet wird und für das Einsetzen der Verglasung dient.
- Das Fenster wird traditionell dadurch gefertigt, dass eine Isolierverglasung in den Falz eingesetzt wird und durch Verklotzen in diesem fixiert wird. Hierbei liegt die Verglasung seitlich meist über eine Dichtung an einer Seitenfläche des Falzes, der Glasauflage, an. Die Stirnseite der Isolierverglasung wird durch Klötze im sogenannten Falzgrund abgestützt.
- Ein bekanntes Problem von Fensterrahmen aus Kunststoff besteht in der geringen Stabilität, insbesondere Biege- und Verwindungssteifigkeit, des Kunststoffprofils. Es ist daher bekannt, dieses Profil durch geeignete Verstärkungselemente zu verstärken. So wurde in der
DE-A 1 281 664 vorgeschlagen, Flacheisen in das Kunststoffprofil einzuschieben. In derEP-A 0 153 758 wurde vorgeschlagen, nahe der innen- und der aussenliegenden Oberflächen eines Hohlprofils je einen Metallflansch einzulagern. DieWO-A 01/06079 DE 30 04 212 und das deutsche GebrauchsmusterDE-U 81 11 425 offenbaren ebenfalls ein Kunststoff-Hohlprofil mit eingelagerten Verstärkungselementen. Diese bekannten Profile sind jeweils für eine traditionelle Verglasung durch Verklotzen vorgesehen. - Anstatt die Verglasung zu verklotzen, ist es auch bekannt, diese im Glasfalz stirnseitig oder seitlich einzukleben. Ein wesentlicher Vorteil des Verklebens ist eine erhöhte intrinsische Stabilität des Fensterflügels, da die Verglasung durch ihre feste Verbindung mit dem Flügelrahmen selbst Kräfte aufnehmen kann und so eine stabilisierende Funktion wahrnimmt.
- Dennoch ist die Formstabilität und Passgenauigkeit von Fensterflügeln mit einer in einen Kunststoffrahmen eingeklebten Isolierverglasung häufig unbefriedigend. Probleme zeigen sich dabei häufig erst nach dem Einbau des Fensterflügels auf der Baustelle oder gar erst nach längerem Gebrauch des Fensterflügels, insbesondere nach größeren Temperaturschwankungen.
- Ähnliche Probleme ergeben sich auch bei einer geklebten Festverglasung sowie bei Fenstertüren.
- In
US 4,726,147 wird ein Schiebefenster oder eine Schiebetür offenbart, deren Verglasung in einen Rahmen eingeklebt ist. Der Rahmen umfasst ein Hohlprofil, in welches ein hölzemes Verstärkungsprofil eingeschoben ist. - Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fenster- oder Türelement mit eingeklebter Verglasung zur Verfügung zu stellen, das eine erhöhte Formstabilität aufweist und insbesondere bei Temperaturänderungen möglichst formstabil bleibt. Diese Aufgabe wird durch ein Fenster- oder Türelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auf ein Fenster- oder Türelement, insbesondere einen Fenster- oder Türflügel, welches einen Rahmen mit einer darin eingesetzten Verglasung umfasst. Der Rahmen umfasst ein Hohlprofil aus Kunststoff, das eine von der Verglasung abgewandte seitliche Aussenwand und eine der Verglasung zugewandte seitliche Begrenzungswand aufweist. Die Verglasung ist zumindest abschnittsweise in einem seitlichen Randbereich mit der Begrenzungswand verklebt. Vorzugsweise verläuft die Begrenzungswand im wesentlichen parallel zur Aussenwand.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die mangelnde Formstabilität bekannter derartiger Fenster- oder Türelemente unter anderem durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien bedingt ist. Während Glas bei Erwärmung eine verhältnismässig geringe Längenänderung erfährt, ist die Längenausdehnung üblicher Kunststoffe erheblich höher. Am Ort der Verklebung der Isolierverglasung mit dem Kunststoff wird daher die Ausdehnung des Kunststoffs bei einer Erwärmung behindert und aufgrund der besseren Verformbarkeit des Kunststoffs in Abhängigkeit von der Art der Verklebung bis auf die Ausdehnung des Glases begrenzt. Auf der der Verklebung gegenüberliegenden Seite des Hohlprofils kann sich der Kunststoff dagegen weitgehend unbehindert ausdehnen. Dies führt zu einer unerwünschten Verformung des Hohlprofils, ähnlich der Verformung eines Bimetalls.
- Die vorliegende Erfindung schlägt vor, eine solche Verformung zu minimieren, indem mindestens ein Verstärkungselement vorgesehen wird. Dieses ist näher an der seitlichen Aussenwand als an der seitlichen Begrenzungswand angeordnet, oder es weist zumindest einen Abschnitt auf, welcher näher an der seitlichen Aussenwand als an der seitlichen Begrenzungswand angeordnet ist. Zumindest der genannte Abschnitt ist kraftschlüssig mit dem Hohlprofil verbunden. Das Verstärkungselement liegt zumindest teilweise in etwa auf derselben "Höhe" wie die Verglasung, insbesondere die Verklebung. Präziser ausgedrückt, schneidet ein Normalenvektor der Verglasung, d.h. ein auf der Verglasung (genau genommen in deren Randbereich, bevorzugt im Bereich der Verklebung) senkrecht stehender Vektor, das Verstärkungselement. In anderen Worten gibt es eine (gedachte) Gerade, welche sich senkrecht zur Ebene der Verglasung erstreckt und sowohl die Verglasung, vorzugsweise im Bereich der Verklebung, als auch das Verstärkungselement schneidet. In nochmals anderen Worten ausgedrückt, überlappen die Verglasung und das Verstärkungselement wenigstens teilweise miteinander, wenn man das Fenster- oder Türelement senkrecht zur Verglasung betrachtet. Bevorzugt schneidet der Normalenvektor den genannten Abschnitt des Verstärkungselements, der näher an der seitlichen Aussenwand liegt, insbesondere einen Bereich, der unmittelbar mit dem Hohlprofil verbunden ist. Es hat sich herausgestellt, dass eine solche Anordnung des Verstärkungselements die beste Stabilität ergibt. Bevorzugt ist das Verstärkungselement im Innern des Hohlprofils angeordnet und dadurch von aussen unsichtbar.
- Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- So ist das Verstärkungselement bevorzugt aus einem Material mit einem thermischen Längenausdehnungskoeffizienten gefertigt, welcher sich vom thermischen Längenausdehnungskoeffizienten der Verglasung weniger stark unterscheidet, als sich die thermischen Längenausdehnungskoeffizienten des Kunststoffs und der Verglasung unterscheiden. Vorzugsweise ist die Differenz zwischen dem thermischen Längenausdehnungskoeffizienten des Verstärkungselements und demjenigen der Verglasung kleiner als 35%, bevorzugt kleiner als 20%, der Differenz zwischen dem thermischen Längenausdehnungskoeffizienten des Kunststoffs und demjenigen der Verglasung. Dies führt zu einer minimalen thermischen Verformung.
- Als Materialien für das Verstärkungselement eignen sich insbesondere Metalle wie Stahl oder Aluminium, Glas, Holz, faserverstärkter Kunststoff oder Kombinationen daraus.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verstärkungselement kraftschlüssig mit der Aussenwand des Hohlprofils verbunden, insbesondere verklebt oder verschraubt, oder wenigstens teilweise in diese eingelagert, insbesondere einextrudiert.
- Zusätzlich kann der Rahmen ein sich in Längsrichtung des Hohlprofils erstreckendes Enttastungselement umfassen, welches kraftschlüssig bevorzugt mit einer Innenfläche der Begrenzungswand des Hohlprofils verbunden ist, mit welcher die Verglasung verklebt ist.
- Das Verstärkungselement kann auf verschiedene Weisen ausgestaltet werden. In einer Ausgestaltung umfasst das Verstärkungselement eine im Innern des Hohlprofils angeordnete Verstärkungsleiste, deren flache Seite parallel zur Aussenwand verläuft und die vorzugsweise mit dieser kraftschlüssig verbunden, z.B. verklebt, verschraubt oder einextrudiert, ist. In einer anderen Ausgestaltung umfasst das Verstärkungselement einen im Innern des Hohlprofils angeordneten, längs zum Hohlprofil verlaufenden Hohlkörper. Gemäss einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Verstärkungselement ein im Innern des Hohlprofils angeordnetes U-Profil, dessen einer Schenkel an die Aussenwand angrenzt und mit dieser kraftschlüssig verbunden, insbesondere verklebt ist, und dessen anderer Schenkel an die Begrenzungswand angrenzt. Bevorzugt ist dann der andere Schenkel mit der Begrenzungswand kraftschlüssig verbunden, insbesondere verklebt. Das Verstärkungselement kann auch ein Band, z.B. in Form eines Drahtes, einer Litze, eines Kabels oder einer Schnur, umfassen, wobei das Band bevorzugt kraftschlüssig mit der Aussenwand verbunden ist. Selbstverständlich sind eine Vielzahl weiterer Ausgestaltungen möglich.
- Bei all diesen Ausgestaltungen ist die Verglasung bevorzugt eine Isolierverglasung, welche wenigstens zwei voneinander beabstandete Glasscheiben gleicher Umfangsabmessungen, insbesondere gleicher Fläche, umfasst. Die Glasscheiben schliessen also bevorzugt randseitig ohne Überstand miteinander ab. Allerdings kann es sich bei der Verglasung auch um ein sogenanntes Stufenglas handeln, d.h. um eine Isolierverglasung, deren eine Scheibe über die andere Scheibe übersteht. Die Glassscheiben können unterschiedliche Dicken aufweisen. Selbstverständlich ist auch eine Dreifachverglasung usw. möglich.
- Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt:
- Fig. 1
- ein Fenster gemäss dem Stand der Technik im Querschnitt;
- Fig. 2
- einen Fensterrahmen gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt;
- Fig. 3
- einen Fensterrahmen gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt;
- Fig. 4
- einen Fensterrahmen gemäss einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt;
- Fig. 5
- einen Fensterrahmen gemäss einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt;
- Fig. 6
- einen Fensterrahmen gemäss einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt; sowie
- Fig. 7
- einen Fensterrahmen gemäss einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt.
- Die
Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Beispiel für ein Fenster, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. In einer Maueröffnung ist ein Blendrahmen 1 angebracht. Ein Flügelrahmen 2 liegt über Dichtungen 11 und 23 an einem Blendrahmen 1 an. Der Flügelrahmen 2 ist aus einem Kunststoff-Hohlprofil 20 gefertigt. In den Flügelrahmen 2 ist eine Isolierverglasung 3 eingesetzt. Die Isolierverglasung 3 umfasst eine Innenscheibe 31 und eine Aussenscheibe 32, zwischen denen in einem Randbereich ein Abstandhalter 33 angeordnet ist und die durch ein geeignetes Klebemittel 34 miteinander verbunden sind. Die Isolierverglasung 3 ist stirnseitig über Klötze 35 im sogenannten Falzgrund 25 abgestützt. Ihre Aussenscheibe 32 liegt über eine Dichtung 24 seitlich an einer seitlichen Fläche des Profils 20, der sogenannten Glasauflage, an. Eine sogenannte Glashalteleiste 26 ist in das Profil 20 eingeklipst und liegt über eine Dichtung 24' an der Innenscheibe 31 an. Da ein Kunststoffprofil häufig eine ungenügende Biege- und Verwindungssteifigkeit aufweist, ist unterhalb der Stirnseite der Verglasung 3 in das Hohlprofil 20 eine Stahlarmierung 29 eingesetzt. Eine ähnliche Armierung 12 befindet sich auch im Blendrahmen 1. - Statt die Isolierverglasung 3 zu verklotzen, kann diese auch durch Verkleben am Flügelrahmen 2 fixiert werden. Dies ist in der
Fig. 2 illustriert. Die Isolierverglasung 3 ist hier durch seitliche Verklebung eines Randbereichs der Innenscheibe 31 mit einer seitlichen Begrenzungswand 22 des Glasfalzes, deren Aussenfläche die Glasauflage bildet, über eine Klebstoffraupe 27 verbunden. Durch die Verklebung kann auf eine Verklotzung verzichtet werden. - Die Verklebung gewährleistet eine hohe Stabilität des Verbundes aus Isolierverglasung und Flügelrahmen gegen Verbiegung und Verwindung. Allerdings besteht die Gefahr einer Verformung des Flügelrahmens 2 bei Temperaturänderungen. Um eine solche Verformung zu minimieren, ist an einer Innenfläche der seitlichen Aussenwand 21 des Hohlprofils 20 eine sich in Längsrichtung des Hohlprofils erstreckende Verstärkungsleiste 41 eingesetzt. Diese Leiste liegt mit ihrer flachen Seite an der Innenfläche der seitlichen Aussenwand 21 an und ist kraftschlüssig mit dieser verbunden. Bei einer Temperaturänderung wird die thermische Längenänderung des Kunststoffprofils 20 im Bereich der Verklebung mit der Isolierverglasung 3 im wesentlichen auf die Ausdehnung der Innenscheibe der Isolierverglasung begrenzt. Die Verstärkungsleiste 41 sorgt nun dafür, dass auch auf derjenigen Seite des Hohlprofils, die der Verglasung gegenüberliegt, die Längenänderung auf ein ähnliches Mass begrenzt wird.
- Das Material der Verstärkungsleiste ist daher so gewählt, dass es einen ähnlichen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten α wie das Fensterglas aufweist. In der folgenden Tabelle 1 sind hierzu typische Längenausdehnungskoeffizienten einiger häufig verwendeter Materialien angegeben.
Tabelle 1: Thermische Längenausdehnungskoeffizienten α ausgewählter Materialien bei 20°C Material α [10-6/K] Fensterglas 7 ... 9 Polyamid 120 Polymethylmethacrylat (PMMA) 85 Polyvinylchlorid (PVC) 80 Stahl 10 ... 16 Eisen 12 Grauguss 9 Aluminium 23 Blei 29 Bronze 17,5 Messing 19 Graphit 2,0 Holz (Eiche) ~8 Mauerwerk -5 Beton ~12 - Die Tabelle zeigt klar, dass der Längenausdehnungskoeffizient typischer im Fensterbau verwendeter Kunststoffmaterialien in etwa eine Grössenordnung grösser ist als derjenige von normalem Fensterglas. Dagegen unterscheiden sich die Längenausdehnungskoeffizienten von z.B. Stahl, Aluminium, Holz oder Graphit einerseits und Fensterglas andererseits weitaus weniger. Ein Material, dessen Längenausdehnungskoeffizient sich weniger von dem Längenausdehnungskoeffizienten von Fensterglas unterscheidet als derjenige des Kunststoffes, aus dem das Hohlprofil gefertigt ist, wird daher eine Stabilisierungswirkung erzielen.
- Vorzugsweise besteht die Leiste 41 aus Metall, insbesondere Stahl, bevorzugt rostfreiem Stahl, oder Aluminium. Stattdessen ist aber auch eine Leiste aus z.B. Glas, Holz oder aus faserverstärktem Kunststoff möglich. Im letzteren Fall sind Fasern, z.B. Glas- oder Carbonfasern, in die Leiste 41 eingebettet, die dafür sorgen, dass der Längenausdehnungskoeffizient des so entstandenen Verbundmaterials in etwa demjenigen der Fasern entspricht.
- Die Verstärkungsleiste 41 befindet sich horizontal in etwa auf der selben Höhe wie der Bereich der Verklebung der Isolierverglasung 3 mit der Begrenzungswand 22. Dies ist durch den Normalenvektor 49 visualisiert. Dieser steht senkrecht auf der Ebene der Isolierverglasung und schneidet sowohl die Verklebung als auch die Verstärkungsleiste 41. In Richtung des Normalenvektors gesehen, überlappen also die Isolierverglasung, insbesondere auch der Bereich der Verklebung, und die Verstärkungsleiste miteinander. Diese Lage der Verstärkungsleiste auf der gegenüberliegenden Seite der Verklebung und in etwa auf derselben Höhe mit der Verklebung führt zu einer optimalen Stabilisierung der Rahmenkonstruktion.
- Während eine Verbindung der Leiste 41 mit der Aussenwand 21 bevorzugt ist, muss die Leiste 41 nicht notwendigerweise an dieser Stelle angeordnet und befestigt sein. Stattdessen kann die Leiste z.B. auch an dem parallel zur Aussenwand 21 verlaufenden Steg 28 angeordnet und mit diesem verbunden sein oder an einem anderem Ort und in anderer Weise kraftschlüssig im Hohlprofil 20 verankert sein, solange sich die Leiste näher an der Aussenwand 21 als an der Begrenzungswand 22 befindet. Bevorzugt verläuft dabei die flache Seite der Leiste 41 parallel zur Begrenzungswand 22, wenn auch eine andere Orientierung möglich ist. Möglich, wenn auch ästhetisch weniger befriedigend, ist auch eine Befestigung aussen an der Aussenwand 21.
- Die Leiste 41 kann auf verschiedenste Arten mit dem Hohlprofil 20 verbunden sein. So kann die Leiste 41 zum Beispiel mit dem Hohlprofil verklebt sein oder in dieses einextrudiert sein. Stattdessen oder zusätzlich kann ein Kraftschluss zwischen der Leiste 41 und dem Hohlprofil 20 auch durch Formschluss bildende Mittel, z.B. Aufrauungen, Ausstanzungen, Verzahnungen oder Rändelungen erzielt werden. Wichtig ist dabei ein guter Kraftschluss in Längsrichtung der Leiste 41, also eine gute Schubfestigkeit der Leiste 41 im Hohlprofil 20.
- In der Ausführungsform der
Fig. 2 ist an der Innenfläche der die Glasauflage bildenden Begrenzungswand 22, d.h., an der der Verklebung abgewandten Seite, eine weitere Leiste 42 als Entlastungselement fixiert. Diese optionale Leiste bietet zusätzliche Vorteile. So nimmt diese Leiste einen Teil der Kräfte auf, die aufgrund der unterschiedlichen Längenausdehnung zwischen Verglasung und Glasauflage entstehen und ansonsten vollständig durch die Verklebung 23 aufgenommen werden müssten. Auf diese Weise wird die Verklebung entlastet, was zu einer Erhöhung der Lebensdauer der Verklebung beiträgt, und Spannungen in der Verglasung werden vermindert. Zudem verbessert die Leiste 42 die Stabilität des Flügelrahmens vor der Montage der Isolierverglasung, d.h., bevor die eingeklebte Verglasung den Rahmen stabilisieren kann. Hinsichtlich der Materialwahl und der Befestigungsmöglichkeiten der Leiste 42 gilt das zur Verstärkungsleiste 41 Gesagte entsprechend. Die Leiste 42 kann auch mit der Begrenzungswand vernietet, verschraubt oder anderweitig mechanisch fixiert sein. - Die
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Anstelle der Verstärkungsleiste 41 ist ein Hohlkörper 43 in Form eines Rechteckrohrs in das Hohlprofil eingebracht und darin fixiert. Dabei ist der Hohlkörper 43 vorzugsweise kraftschlüssig mit der Innenseite der Aussenwand 21 verbunden. Gegebenenfalls kann der Hohlkörper 43 zusätzlich oder stattdessen mit dem Steg 28 oder an der Ober- und/oder Unterseite mit dem Hohlprofil 20 kraftschlüssig verbunden sein. Verglichen mit einer Verstärkungsleiste kann ein derartiger Hohlkörper besser zur Verwindungssteifigkeit des Hohlprofils beitragen, jedoch auf Kosten eines höheren Materialbedarfs. Hinsichtlich Materialwahl und Befestigung gelten die oben im Zusammenhang mit der Verstärkungsleiste 41 gemachten Überlegungen entsprechend. Anstelle eines Hohlkörpers kann auch z.B. ein entsprechend geformter, massiver Holzstab eingesetzt werden. - Eine weitere Ausführungsform ist in der
Fig. 4 dargestellt. Hier ist ein U-förmiges Profil 44 in das Hohlprofil eingebracht. Der erste Schenkel des U-Profils 44 ist kraftschlüssig mit der Aussenwand 21 verbunden, z.B. mit dieser verklebt, während der zweite Schenkel kraftschlüssig mit der Begrenzungswand 22 verbunden, z.B. mit diesem verklebt oder vernietet, ist. Insofern bildet das U-Profil 44 sowohl ein Verstärkungselement (erster Schenkel) als auch ein Entlastungselement für die Verklebung der Verglasung (zweiter Schenkel). Durch die Verbindung dieser beiden Elemente wird eine hohe Verwindungssteifigkeit des Hohlprofils erzielt. Eine Verbindung des die Schenkel verbindenden Steges des U-Profils mit dem Hohlprofil ist nicht nötig, wodurch in diesem Bereich Klebstoff eingespart werden kann. Allerdings kann auch der Steg anstelle der Schenkel oder zusätzlich zu diesen kraftschlüssig mit dem Hohlprofil verbunden sein. Hinsichtlich Materialwahl und Befestigung des U-Profils wird wiederum auf die Ausführungen zur Leiste 41 verwiesen. Bezüglich des Materials sind hierbei Werkstoffe bevorzugt, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um die Entstehung einer Kältebrücke durch das U-Profil zu vermeiden. - Die
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine verklebte oder anderweitig befestigte, z.B. verschraubte, Verstärkungsleiste 45 dient als alleiniges Verstärkungselement. - Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der
Fig. 6 dargestellt. Als Verstärkungselemente sind mehrere schnurartige Bänder 46, 46', 46" an die Aussenwand 21 angelagert oder in diese eingelagert, z.B. mit dieser koextrudiert oder in sie eingeschmolzen. Die Bänder enthalten bevorzugt ein Fasermaterial, z.B. Glasfasern, Carbonfasern oder Naturfasern wie Hanf oder Sisal. Weitere Möglichkeiten sind der Einsatz eines Drahtes oder einer Metalllitze (d.h., einer Vielzahl von Drähten geringen Durchmessers). In der Ausführungsform derFig. 6 sind zwei der Bänder, nämlich die Bänder 46 und 46', so angeordnet, dass sie sich auf der Höhe der Verglasung befinden, d.h. dass es jeweils einen Normalenvektor 49 bzw. 49' auf der Verglasung gibt, der das jeweilige Band schneidet. - In der
Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Verstärkungselement wird hier durch ein Verstärkungsprofil 47 gebildet. Dieses weist einen ersten Schenkel auf, der an die Aussenwand 21 angrenzt und parallel zu dieser verläuft. Ein zweiter Schenkel ist in einem innenliegenden Bereich des Hohlprofils 20 mit diesem mittels Schrauben 48 verschraubt. Während der erste Schenkel sich bis auf die Höhe der Verglasung erstreckt, ist das Ende des zweiten Schenkels seitlich abgebogen. Dadurch endet der zweite Schenkel in etwa auf Höhe des Glasfalzes. Dieser Schenkel ist einem Bereich, der näher an der Aussenwand 21 als an der Begrenzungswand 22 liegt, mit dem Hohlprofil verschraubt. Diese Verschraubung begrenzt die thermische Ausdehnung des Hohlprofils im Bereich nahe der Verschraubung auf die thermische Ausdehnung des Verstärkungsprofils. Zusätzlich kann der erste Schenkel auch mit der Innenfläche der Aussenwand 21 verklebt oder verschraubt sein. -
- 1
- Blendrahmen
- 11
- Dichtung
- 12
- Armierung
- 2
- Flügelrahmen
- 20
- Hohlprofil
- 21
- seitliche Aussenwand
- 22
- seitliche Begrenzungswand
- 23
- Dichtung
- 24, 24'
- Dichtung
- 25
- Falzgrund
- 26
- Glashalteleiste
- 27
- Klebstoffraupe
- 28
- Steg
- 29
- Armierung
- 3
- Isolierverglasung
- 31
- Innenscheibe
- 32
- Aussenscheibe
- 33
- Abstandhalter
- 34
- Verklebung
- 35
- Verklotzung
- 41
- Verstärkungsleiste
- 42
- Entlastungsleiste
- 43
- Hohlkörper
- 44
- U-Profil
- 45
- Verstärkungsleiste
- 46, 46', 46"
- Verstärkungsband
- 47
- Verstärkungsprofil
- 48
- Schraube
- 49, 49'
- Normalenvektor
Claims (12)
- Fenster- oder Türelement, umfassend einen Rahmen (2), welcher ein Hohlprofil (20) aus Kunststoff umfasst, sowie eine in den Rahmen eingeklebte Verglasung (3), wobei das Hohlprofil eine von der Verglasung (3) abgewandte Aussenwand (21) sowie eine der Verglasung (3) zugewandte, zur Verglasung (3) im wesentlichen parallel verlaufende Begrenzungswand (22) aufweist und wobei die Verglasung (3) in einem flächenseitigen Randbereich zumindest abschnittsweise mit der Begrenzungswand (22) verklebt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) ein sich in Längsrichtung des Hohlprofils (20) erstreckendes Verstärkungselement (41; 43; 44; 45; 46, 46'; 47) umfasst, welches zumindest einen Bereich aufweist, welcher näher an der Aussenwand (21) als an der Begrenzungswand (22) angeordnet und kraftschlüssig mit dem Hohlprofil (20) verbunden ist, und dass ein Normalenvektor (49, 49') auf der Verglasung (3) das Verstärkungselement (41; 43; 44; 45; 46, 46'; 47) schneidet.
- Fenster- oder Türelement gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (41; 43; 44; 45; 46, 46'; 47) aus einem Material mit einem thermischen Längenausdehnungskoeffizienten gefertigt ist, welcher sich vom thermischen Längenausdehnungskoeffizienten der Verglasung (3) weniger stark unterscheidet, als sich die thermischen Längenausdehnungskoeffizienten des Kunststoffs und der Verglasung (3) unterscheiden.
- Fenster- oder Türelement gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (41; 43; 44; 45; 46, 46'; 47) aus Metall, Glas, Holz, Graphit und/oder faserverstärktem Kunststoff gefertigt ist.
- Fenster- oder Türelement gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (41; 43; 44; 45; 46, 46'; 47) kraftschlüssig mit der Aussenwand (21) des Hohlprofils (20) verbunden, insbesondere verklebt oder verschraubt, oder wenigstens teilweise in diese eingelagert, insbesondere einextrudiert ist.
- Fenster- oder Türelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (2) ein sich in Längsrichtung des Hohlprofils (20) erstreckendes Entlastungselement (42) umfasst, welches kraftschlüssig mit einer Innenfläche der Begrenzungswand (22) verbunden ist.
- Fenster- oder Türelement gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (41; 43; 44; 45; 46, 46'; 47) eine im Innern des Hohlprofils (20) angeordnete Verstärkungsleiste (41; 45) umfasst, deren flache Seite parallel zur Aussenwand (21) verläuft.
- Fenster- oder Türelement gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (41; 43; 44; 45; 46, 46'; 47) einen im Innern des Hohlprofils (20) angeordneten Hohlkörper (43) oder Holzstab umfasst.
- Fenster- oder Türelement gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (41; 43; 44; 45; 46, 46'; 47) ein im Innern des Hohlprofils (20) angeordnetes U-Profil (44) umfasst, dessen einer Schenkel an die Aussenwand (21) angrenzt und mit dieser kraftschlüssig verbunden, insbesondere verklebt ist, und dessen anderer Schenkel an die Begrenzungswand (22) angrenzt und vorzugsweise mit dieser kraftschlüssig verbunden, insbesondere verklebt ist.
- Fenster- oder Türelement gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (41; 43; 44; 45; 46, 46'; 47) wenigstens ein Band (46, 46'; 47) umfasst, das kraftschlüssig mit der Aussenwand (21) verbunden ist.
- Fenster- oder Türelement gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verglasung (3) eine Isolierverglasung ist, welche wenigstens zwei voneinander beabstandete Glasscheiben (31, 32) gleicher Fläche umfasst.
- Fenster- oder Türelement gemäss Anspruch 10, welches als Fenster- oder Türflügel ausgebildet ist, wobei die Isolierverglasung eine Innenscheibe und eine Aussenscheibe aufweist, und wobei die Innenscheibe mit der Begrenzungswand verklebt ist.
- Fenster- oder Türelement gemäss Anspruch 11, wobei der Fenster- bzw. Türflügel zur durch die Innenscheibe begrenzten Rauminnenseite hin zu öffnen ist.
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