EP3055476A1 - Verbundprofil, verstärkungsband für ein verbundprofil und ein verfahren zur herstellung eines verbundprofils - Google Patents

Verbundprofil, verstärkungsband für ein verbundprofil und ein verfahren zur herstellung eines verbundprofils

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EP3055476A1
EP3055476A1 EP14799352.1A EP14799352A EP3055476A1 EP 3055476 A1 EP3055476 A1 EP 3055476A1 EP 14799352 A EP14799352 A EP 14799352A EP 3055476 A1 EP3055476 A1 EP 3055476A1
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EP
European Patent Office
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composite profile
reinforcing
bands
composite
profile
Prior art date
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Application number
EP14799352.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3055476B1 (de
Inventor
Karl Gebesmair
Leopold Weiermayer
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Greiner Tool Tec GmbH
Original Assignee
Greiner Tool Tec GmbH
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Publication date
Application filed by Greiner Tool Tec GmbH filed Critical Greiner Tool Tec GmbH
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Publication of EP3055476A1 publication Critical patent/EP3055476A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3055476B1 publication Critical patent/EP3055476B1/de
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window 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
    • E06B3/04Wing frames not characterised by the manner of movement
    • E06B3/06Single frames
    • E06B3/08Constructions depending on the use of specified materials
    • E06B3/20Constructions depending on the use of specified materials of plastics
    • E06B3/22Hollow frames
    • E06B3/221Hollow frames with the frame member having local reinforcements in some parts of its cross-section or with a filled cavity

Definitions

  • the invention relates to a composite profile with the features of claim 1, a reinforcing strip for a composite profile with the features of
  • Claim 1 1 and a method for producing a composite profile with the features of claim 12.
  • Components have the plastic profiles a considerable length, so that in particular the dimensional stability has great importance. at
  • Windows are the profiles that make up the frame and the wing, mainly burdened by the weight of the insulating glass panes and by the wind pressure. These forces are transmitted through the profiles in the building.
  • the profiles must not deform too much, in particular, the deflection is to be seen critically. In order to minimize this deflection, a minimum bending stiffness of the profiles depending on the size of the window is required. Since the beginning of the use of plastic windows, the plastic profiles are replaced by inserting so-called U-shaped
  • At least two reinforcing bands are arranged in the interior of the composite profile.
  • the at least two reinforcing tapes are at least partially formed of thermoplastic with embedded continuous glass and / or mineral fibers and / or other reinforcing fibers.
  • At least one of the reinforcing bands has at least one section which is angled parallel to the longitudinal axis of the composite profile. Further, the distance between the at least two reinforcing ribbons and each corresponds
  • Such a composite profile has a combination of features that together result in a dimensionally stable composite profile.
  • the choice of the distance ensures that the reinforcing tapes are not too close to the
  • the angle between the at least one angled portion and the non-angled portion of the at least two reinforcing bands is more than 10 ° and less than 150 °, in particular between 20 ° and 90 °.
  • the angling in the reinforcing band increases the flexural rigidity of the band itself. It is also advantageous if the distance between the at least two
  • Outer wall of the composite profile between 0.1 and 10 mm, in particular between 0.5 and 3 mm. This dimension ensures that the reinforcing tapes are not too close to the outer surface of the composite profile, which experience has shown could cause deterioration of the surface quality. Also, the upper limit of the distance prevents the reinforcing ribbons from being too close to the centroid axis line of the composite profile. The greater the distance of the stiffening ribbons from the centroid axis line, the greater the moment of resistance of the entire composite profile.
  • the reinforcing tapes makes sense if at least one of the at least two reinforcing tapes accounts for 30 to 70% by volume of glass fibers and / or mineral fibers and / or other Reinforcing fibers embedded in a thermoplastic matrix, in particular in PET.
  • this matrix softens, so that the reinforcing fibers can escape laterally when forming the weld seam and the concomitant shortening in the area of the end faces and can also mutually penetrate one another at the front end, so that the reinforcing tapes themselves to a certain extent weld.
  • At least one spacer is provided for producing the defined distance between the at least two reinforcing bands and the inside of the composite profile.
  • connection between the reinforcing tapes and the plastic of the composite profile may additionally or alternatively be improved if the at least two reinforcing tapes on the surface of a
  • the bonding layer may have a proportion of PVC for this purpose.
  • the object is also achieved by a reinforcing strip for a composite profile of the type mentioned according to claim 1 1, wherein the reinforcing strip has a parallel to the longitudinal axis of the reinforcing strip angled portion.
  • the object is also achieved by a method having the features of claim 12. At least one angling and / or a profiling of an edge takes place by thermal deformation on at least one of the at least two reinforcing ribbons inline during the extrusion process prior to insertion into an extrusion die.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a first embodiment of a
  • Fig. 1A is a sectional view of a first reinforcing tape for the first embodiment
  • Fig. 1B is a sectional view of a second reinforcing tape for the first embodiment
  • Fig. 2 is a sectional view of a second embodiment of a
  • Fig. 2A is a sectional view of a first reinforcing tape for the second embodiment
  • Fig. 2B is a sectional view of a second reinforcing tape for the second embodiment
  • Fig. 3 is a sectional view of a semi-finished product for the production of reinforcing strips.
  • a first embodiment of a composite profile 1 0 is off
  • Plastic shown. This formed as a hollow profile composite profile 1 0 is prepared by extrusion in a conventional manner, wherein in
  • Such a composite profile 10 is used, for example, as a frame to enclose an insulating glass pane 15.
  • the composite profile 1 0 has two in the first embodiment
  • Reinforcement bands 1 A, 1 B which are shown separately in Figs. 1 A and 1 B.
  • the reinforcing tapes 1 A, 1 B are at least partially, but in particular completely formed of a thermoplastic material with embedded continuous glass and / or mineral fibers and / or other reinforcing fibers.
  • the reinforcing tapes 1 A, 1 B may have a proportion of 30 to 70% by volume of reinforcing fibers embedded in a thermoplastic matrix, in particular in PET.
  • Such reinforcing bands 1 A, 1 B have a high mechanical
  • the reinforcing tapes 1 A, 1 B have angled portions 5A, 5B and a non-angled portion, which in the assembly in
  • a second angled portion 5 B is arranged at the opposite edge of the first reinforcing tape 1 A. This forms with the non-angled portion of the first reinforcing tape 1 A an angle OB of about 170 °.
  • the angled portions 5A, 5B are in this
  • the angles CIA, OB can be more than 1 0 ° and less than 150 °, these angles, as shown in Fig. 1, on that of the
  • reinforcing bands 1A, 1B are shown, each having two angled portions 5A, 5B. In alternative embodiments, only one angled portion or more than two angled portions may be present.
  • the reinforcing bands 1 A, 1 B are arranged at a relatively small distance A from the outer walls 1 1 of the composite profile 10. The distance A is between 0.1 to 3 times the respectively adjacent outer wall 1 1. The distance A is determined between the inside of the outer wall 1 1 and the non-angled portion of the reinforcing tape 1 A, 1 B. This non-angled portion of the reinforcing tape 1 A, 1 B is located in
  • the distance A between the at least two reinforcing tapes 1 A, 1 B and the inside of the outer wall 1 1 of the composite profile 10 is between 0.2 and 10 mm, in particular between 0.5 and 3 mm.
  • the thus selected distance A ensures that the flatness of the outer wall 1 1 is not affected by the reinforcing strip and equally the reinforcing band 1 A, 1 B is not too far in the interior of the composite profile 10.
  • the reinforcing tapes 1 A, 1 B unfold the greatest effect when they are positioned as far as possible from the gravity axis line S of the composite profile 10. It is therefore desirable to the reinforcing bands 1 A, 1 B as far outside, so in the case of a window profile far away from the glass plane to install.
  • the reinforcing bands 1 A, 1 B are subjected to pressure, the plastic (eg PVC) of the composite profile 10 to train.
  • the entire composite profile 10 is straight when the internal stresses cancel each other out. At a sectional area, the internal stresses are forced to zero, resulting in deformations. In the case of a window profile, which has significant asymmetries, this leads to a "tilting" of the rollover inwards (ie towards the
  • Glass plane of the insulating glass 15 in the range up to about 1 mm, which can lead to a window frame after the welding of the corners to a malfunction.
  • the angled reinforcing profiles 1 A, 1 B have on the one hand even a higher rigidity, which acts against tipping and on the other hand, the angled portions 5A, 5B are more central to the
  • the two reinforcing tapes 1 A, 1 B on the sides which are oriented to the outer sides 1 1 of the composite profile 10, respectively spacers 2. These ensure that the distance A between the reinforcing tape 1 A, 1 B and the inside of the outer wall 1 1 is maintained in a defined manner.
  • the outer wall of the composite profile 10 has short webs as spacers 2, which prevent the reinforcing profile 1 A, 1 B applied over a large area on the outer wall and that a distance A is maintained in a defined manner.
  • the spacers 2 are made here in one piece with the plastic of the composite profile 10.
  • the spacers 2 prevent direct contact with the viewing surface (i.e., the viewing surface of a window profile, substantially parallel to the glass surface, in the installed state of a window, ie on the room side or facade side); or at least largely avoided.
  • this viewing surface would have slight waves which interfere optically and, especially when viewed at a shallow angle, cause highly distorted mirror images. This avoids that bumps of the viewing surface
  • Thickness variations of the outer wall of the composite profile 10 are not displaced inward, because the surface of the reinforcing profile would be dominant in an immediate contact.
  • the spacers 2 may additionally or alternatively also be arranged on the reinforcing tape 1 A, 1 B (see FIG. 2).
  • the spacers 2 can each be integrally applied to the reinforcing bands 1 A, 1 B or, for example, by extrusion. Also, it is possible that the Spacer 2 are arranged as a separate part between the reinforcing bands 1 A, 1 B and the plastic of the composite profile 10.
  • Reinforcement bands 1 A, 1 B profiles 3 arranged.
  • the profiles can also be arranged only at one edge of the reinforcing tapes 1 A, 1 B.
  • the profiling 3 may e.g. as knurling and / or as
  • Prefabricating operation of the reinforcing tape are introduced by e.g. embossing is carried out in connection with heating and / or milling or pressing in the cold state.
  • Composite profile 10 can be increased if at least a part of the surface of at least one of the reinforcing bands 1 A, 1 B a
  • Plastic part of the composite profile 10 can be made. This can e.g.
  • Reinforcement bands 1 A, 1 B can be used with integrally formed connecting layer 5.
  • This semifinished product essentially comprises continuous glass fibers embedded in a thermoplastic matrix, the width of this semifinished product being significantly greater than the width of a single reinforcing strip 1 A, 1 B, e.g. 500 mm.
  • Joining strength can be achieved.
  • the connecting layer 5 can also form the spacers 2. From this semifinished product 6 then the required widths for the individual Verstärkungsb sections A, 1 B are separated and then fed to the further confectioning process.
  • a second embodiment of a composite profile is shown, which substantially corresponds to the first embodiment, so that reference can be made to the above description.
  • the reinforcing tapes 1 A, 1 B itself, the spacers 2, which are integrally formed on the reinforcing tape.
  • Reinforcement tapes 1 A, 1 B e.g. are unwound from a roll, wherein the bend of the at least one portion 5A, 5B and / or the
  • Reinforcement tapes 1 A, 1 B e.g. unwound from a roll and it
  • the profiling 3 is applied in the edge regions 3 of the reinforcing tape 1 A, 1 B and there is the bending of the angled section 5A, 5B.
  • the still largely hot reinforcing band 5A, 5B is then fed to the extrusion die and then encapsulated with the plastic profile of the composite profile 1 0.
  • the flat raw material for the reinforcing tapes 1 A, 1 B can on rolls stored wound up and transported to customers. On site, then a transformation - as described above - take place. For already angled (ie, beveled) reinforcing bands a relatively large winding radius is required, which is also manageable. That is, appropriate
  • Reinforcement belts with the required contour and edge formation can also be produced independently of the extrusion process of the composite profile in a separate manufacturing or assembly process. These fully prefabricated reinforcing tapes also fall within the scope of protection when placed in a composite profile according to the features of the claims.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil aus Kunststoff, ausgebildet als Hohlprofil mit mindestens zwei im Inneren angeordneten Verstärkungsbändern, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Verstärkungsbänder (1A, 1B) mindestens teilweise aus thermoplastischem Kunststoff mit eingebettetem Endlos-Glas- und / oder Mineralfasern und / oder sonstigen Verstärkungsfasern gebildet sind und mindestens eines der Verstärkungsbänder (1A, 1B) mindestens einen parallel zur Längsachse des Verbundprofils (10) abgewinkelten Abschnitt (5A, 5B) aufweist, wobei der Abstand (A) zwischen den mindestens zwei Verstärkungsbändern (1 A, 1 B) und der jeweils benachbarten Außenwandung (11) des Verbundprofiles (10) im Bereich des nicht-abgewinkelten Abschnitts dem 0,1 bis 3-fachen der Wanddicke (D) der Außenwandung (11) entspricht. Ferner betrifft die Erfindung ein Verstärkungsband für ein Verbundprofil und ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils.

Description

Verbundprofil, Verstärkungsband für ein Verbundprofil und ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils
Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Verstärkungsband für ein Verbundprofil mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
Extrudierte Kunststoffprofile werden heute vielfach im Bereich von Fenstern, Türen oder anderen Bauelementen eingesetzt. Gerade bei größeren
Bauelementen weisen die Kunststoffprofile eine erhebliche Länge auf, so dass insbesondere die Formstabilität eine große Bedeutung hat. Bei
Fenstern werden die Profile, welche den Rahmen und den Flügel bilden, vor allem durch das Gewicht der Isolierglasscheiben und durch den Winddruck belastet. Diese Kräfte werden über die Profile in den Baukörper übertragen. Dabei dürfen sich die Profile nicht zu stark verformen, wobei insbesondere die Durchbiegung kritisch zu sehen ist. Um diese Durchbiegung gering zu halten, ist eine Mindest-Biegesteifigkeit der Profile in Abhängigkeit von der Fenstergröße erforderlich. Seit Beginn des Einsatzes von Kunststofffenstern werden die Kunststoffprofile durch Einschieben von sogenannten U-
Verstärkungseisen verstärkt. Dies erfolgt in einem eigenen Arbeitsschritt im Zuge der Fensterkonfektionierung, was natürlich auch entsprechende Kosten verursacht. Seit etwa zehn Jahren ist eine Tendenz zu beobachten, die Kunststoffprofile selbst ausreichend stabil auszuführen und dadurch in Summe die Kosten der Fenster zu reduzieren. Dies geschieht entweder durch Koextrusion, bei welcher die Au ßenfläche nach wie vor aus dem Grundwerkstoff, üblicherweise PVC, gebildet wird, und im Inneren ein glasfaserverstärkter Kunststoff angeordnet wird (siehe z.B.
DE1 02007015318 A) oder durch Kombination des Profils mit innenliegenden Verstärkungsstreifen aus Metall oder ebenfalls faserverstärkten Kunststoffen (siehe z.B. DE 19933099 A1 ), welche dann Innenwände ausbilden.
Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Kunststoffprofile ist es sinnvoll, besondere Kunststoffprofile und Verfahren zur Herstellung solcher Kunststoffprofile zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch ein Verbundprofil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dabei sind mindestens zwei Verstärkungsbänder im Inneren des Verbundprofils angeordnet. Die mindestens zwei Verstärkungsbänder sind mindestens teilweise aus thermoplastischem Kunststoff mit eingebettetem Endlos-Glas- und / oder Mineralfasern und / oder sonstigen Verstärkungsfasern gebildet. Mindestens eines der Verstärkungsbänder weist mindestens einen parallel zur Längsachse des Verbundprofils abgewinkelten Abschnitt auf. Ferner entspricht der Abstand zwischen den mindestens zwei Verstärkungsbändern und der jeweils
benachbarten Außenwandung des Verbundprofiles im Bereich des nichtabgewinkelten Abschnitts dem 0,1 bis 3-fachen der Wanddicke der
Außenwandung.
Ein solches Verbundprofil weist eine Kombination von Merkmalen auf, die zusammen ein formstabiles Verbundprofil ergeben. Gleichzeitig sorgt die Wahl des Abstandes dafür, dass die Verstärkungsbänder nicht zu nahe an der
Oberfläche liegen, aber auch nicht zu weit im Inneren des Verbundprofils.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen dem mindestens einen abgewinkelten Abschnitt und dem nicht-abgewinkelten Abschnitt der mindestens zwei Verstärkungsbänder mehr als 10° und weniger als 150°, insbesondere zwischen 20° und 90°, beträgt. Die Abwinklung im Verstärkungsband erhöht die Biegesteifigkeit des Bandes selbst. Auch ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen den mindestens zwei
Verstärkungsbändern und der Innenseite der jeweils zugeordneten
Außenwandung des Verbundprofils zwischen 0,1 und 10 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 3 mm, beträgt. Durch diese Abmessung ist sichergestellt, dass die Verstärkungsbänder nicht zu nahe unter der Außenfläche des Verbundprofils liegen, was erfahrungsgemäß eine Beeinträchtigung der Oberflächenqualität hervorrufen könnte. Auch wird durch die obere Grenze des Abstandes verhindert, dass die Verstärkungsbänder zu nahe an der Schwerpunktachsenlinie des Verbundprofils entfernt sind. Je größer die Entfernung der Versteifungsbänder von der Schwerpunktachsenlinie ist, desto größer ist das Widerstandsmoment des gesamten Verbundprofils.
Für eine besonders stabile Ausführung der Verstärkungsbänder ist es sinnvoll, wenn mindestens eines der mindestens zwei Verstärkungsbänder einen Anteil von 30 bis 70 Vol.-% Glasfasern und / oder Mineralfasern und / oder sonstigen Verstärkungsfasern, eingebettet in einer thermoplastischen Matrix, insbesondere in PET, aufweist. Beim Eckenschweißen der Fenster erweicht diese Matrix, so dass die Verstärkungsfasern beim Bilden der Schweißnaht und der damit einhergehenden Verkürzung im Bereich der Stirnflächen seitlich ausweichen können und auch stirnseitig gegenseitig ineinander eindringen können, so dass auch die Verstärkungsbänder selbst gewissermaßen verschweißen.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn mindestens ein Abstandhalter zur Herstellung des definierten Abstandes zwischen den mindestens zwei Verstärkungsbändern und der Innenseite des Verbundprofils vorgesehen ist. Insbesondere gilt dies, wenn mindestens ein Abstandhalter in Längsrichtung des Verbundprofils an einem der mindestens zwei Verstärkungsbändern angeordnet ist, insbesondere einstückig am Verstärkungsband und / oder aus Kunststoff des Verbundprofils,
insbesondere als Steg ausgeformt ist und an der Wandung des Verbundprofils angeordnet ist und / oder als separates Teil ausgebildet ist. Es bestehen somit mehrere Möglichkeiten, Abstandhalter zwischen Verstärkungsbändern und dem Verbundprofil anzuordnen.
Zur Verbesserung der Verbindung zwischen den Verstärkungsbändern und dem Kunststoff des Verbundprofils ist es vorteilhaft, wenn an mindestens einem Rand an jedem der mindestens zwei Verstärkungsbänder eine Profilierung, insbesondere eine linienartige Profilierung und / oder eine Rändelung zur Schaffung einer reibschlüssigen und / oder formschlüssigen Verbindung mit dem Extrusionskunststoffprofil angeordnet ist. Damit können die bei einer Krümmung des Verbundprofils auftretenden Schubkräfte effizient übertragen werden.
Die Verbindung zwischen den Verstärkungsbändern und dem Kunststoff des Verbundprofils kann zusätzlich oder alternativ dadurch verbessert werden, wenn die mindestens zwei Verstärkungsbänder an der Oberfläche eine
Verbindungsschicht zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Extrusionskunststoffprofil durch Verschweißen aufweist. Die Verbindungsschicht kann dazu einen Anteil an PVC aufweisen.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verstärkungsband für ein Verbundprofil der genannten Art nach Anspruch 1 1 gelöst, wobei das Verstärkungsband einen parallel zur Längsachse des Verstärkungsbandes abgewinkelten Abschnitt aufweist. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Dabei erfolgt mindestens eine Abwinklung und / oder eine Profilierung eines Randes durch eine thermische Umformung an mindestens einem der mindestens zwei Verstärkungsbänder inline während des Extrusionsprozesses vor dem Einführen in eine Extrusisonsdüse.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen
dargestellten beispielhaften Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines
Verbundprofils mit zwei Verstärkungsbändern;
Fig. 1 A eine Schnittansicht eines ersten Verstärkungsbandes für die erste Ausführungsform;
Fig. 1 B eine Schnittansicht eines zweiten Verstärkungsbandes für die erste Ausführungsform;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines
Verbundprofils mit zwei Verstärkungsbändern;
Fig. 2A eine Schnittansicht eines ersten Verstärkungsbandes für die zweite Ausführungsform; Fig. 2B eine Schnittansicht eines zweiten Verstärkungsbandes für die zweite Ausführungsform;
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Halbzeuges für die Herstellung von Verstärkungsstreifen.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines Verbundprofils 1 0 aus
Kunststoff dargestellt. Dieses als Hohlprofil ausgebildete Verbundprofil 1 0 wird durch Extrusion in an sich bekannter Weise hergestellt, wobei im
Folgenden einige Besonderheiten des Herstellungsprozesses für einige Ausführungsformen dargestellt werden. Ein solches Verbundprofil 1 0 wird z.B. dazu verwendet, als Rahmen eine Isolierglasscheibe 15 einzufassen. Das Verbundprofil 1 0 weist in der ersten Ausführungsform zwei
Verstärkungsbänder 1 A, 1 B auf, die in den Fig. 1 A und 1 B gesondert dargestellt sind. Die Verstärkungsbänder 1 A, 1 B sind mindestens teilweise, insbesondere aber vollständig aus einem thermoplastischen Kunststoff mit eingebettetem Endlos-Glas und / oder Mineralfasern und / oder sonstigen Verstärkungsfasern gebildet.
Dabei können die Verstärkungsbänder 1 A, 1 B einen Anteil von 30 bis 70 Vol.-% Verstärkungsfasern, eingebettet in einer thermoplastischen Matrix, insbesondere in PET, aufweisen.
Solche Verstärkungsbänder 1 A, 1 B weisen eine hohe mechanische
Festigkeit bei geringem Gewicht auf, was insbesondere gegenüber metallischen Verstärkungen vorteilhaft ist. In alternativen Ausführungsformen können auch mehr als zwei Verstärkungsbänder 1 A, 1 B verwendet werden.
Die Verstärkungsbänder 1 A, 1 B weisen abgewinkelte Abschnitte 5A, 5B und einen nicht-abgewinkelten Abschnitt auf, der im Zusammenbau im
Wesentlichen parallel zu einer Au ßenwandung 1 1 des Verbundprofils 1 0 angeordnet ist.
Das erste Verstärkungsband 1 A (siehe auch Fig. 1 A) weist an einem Rand einen ersten abgewinkelten Abschnitt 5A auf, der einen Winkel OA=90 mit dem nicht-abgewinkelten Abschnitt bildet.
Am gegenüberliegenden Rand des ersten Verstärkungsbandes 1 A ist ein zweiter abgewinkelter Abschnitt 5B angeordnet. Dieser bildet mit dem nicht abgewinkelten Abschnitt des ersten Verstärkungsbandes 1 A einen Winkel OB von ca. 170 °. Die abgewinkelten Abschnitte 5A, 5B sind in dieser
Ausführungsform unterschiedlich groß ausgebildet.
Das zweite Verstärkungsband 1 B weist zwei abgewinkelte Abschnitte 5A, 5B auf, die jeweils um einen Winkel OA = OB = 90 ° vom nicht-abgewinkelten Abschnitt des zweiten Verstärkungsbandes 1 B abgewinkelt sind. Grundsätzlich können die Winkel CIA, OB mehr als 1 0 ° und weniger als 150 ° betragen, wobei diese Winkel, wie in Fig. 1 dargestellt, auf der von der
Au ßenwandung 1 1 abgewandten Seite gemessen werden. In der ersten Ausführungsform sind Verstärkungsbänder 1 A, 1 B dargestellt, die jeweils zwei abgewinkelte Abschnitte 5A, 5B aufweisen. In alternativen Ausführungsformen können nur ein abgewinkelter Abschnitt oder mehr als zwei abgewinkelte Abschnitte vorliegen. Die Verstärkungsbänder 1 A, 1 B sind in einem relativ geringem Abstand A von den Außenwandungen 1 1 des Verbundprofils 10 angeordnet. Der Abstand A beträgt zwischen dem 0,1 bis 3-fachen der jeweils benachbarten Außenwand 1 1 . Der Abstand A wird dabei zwischen der Innenseite der Außenwand 1 1 und dem nicht-abgewinkelten Abschnitt des Verstärkungsbandes 1 A, 1 B bestimmt. Dieser nicht-abgewinkelte Abschnitt des Verstärkungsbandes 1 A, 1 B liegt im
Wesentlichen parallel zu der Innenseite der Außenwand 1 1 .
In typischen Verbundprofilen 10 beträgt der Abstand A zwischen den mindestens zwei Verstärkungsbändern 1 A, 1 B und der Innenseite der Außenwandung 1 1 des Verbundprofils 10 zwischen 0,2 und 10 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 3 mm.
Der so gewählte Abstand A stellt sicher, dass die Ebenheit der Außenwand 1 1 durch das Verstärkungsband nicht beeinträchtigt wird und gleichermaßen das Verstärkungsband 1 A, 1 B nicht zu weit im Inneren des Verbundprofils 10 liegt.
Die Verstärkungsbänder 1 A, 1 B entfalten die größte Wirkung, wenn sie möglichst weit von der Schwerpunktachsenline S des Verbundprofils 10 entfernt positioniert sind. Es wird daher angestrebt, die Verstärkungsbänder 1 A, 1 B möglichst weit außen, also im Falle eines Fensterprofiles weit entfernt von der Glasebene, anzubringen. Andererseits entstehen beim Extrusionsprozess im Verbundprofil 10 durch die unterschiedlichen Längenänderungen während des Abkühlens erhebliche innere Spannungen. Die Verstärkungsbänder 1 A, 1 B werden auf Druck beansprucht, der Kunststoff (z.B. PVC) des Verbundprofils 10 auf Zug. Das gesamte Verbundprofil 10 ist gerade, wenn sich die inneren Spannungen gegenseitig aufheben bzw. ausgleichen. An einer Schnittfläche werden die inneren Spannungen zwangsweise auf Null gesetzt, was zu Verformungen führt. Im Falle eines Fensterprofils, welches erhebliche Asymmetrien aufweist, führt das zu einem„Abkippen" des Überschlages nach innen (d.h. in Richtung der
Glasebene des Isolierglases 15) im Bereich bis zu etwa 1 mm, was nach dem Verschweißen der Ecken zu einem Fensterrahmen zu einer Funktionsstörung führen kann. Die abgewinkelten Verstärkungsprofile 1 A, 1 B weisen einerseits selbst eine höhere Steifigkeit auf, welche gegen das Abkippen wirkt und andererseits sind die abgewinkelte Abschnitte 5A, 5B zentraler an der
Mittelebene des Überschlagbereiches positioniert, so dass sich in diesem
Teilbereich des Verbundprofils 10 die Zugspannungen im PVC auch nach dem Trennvorgang annähernd symmetrisch verhalten.
In der ersten Ausführungsform weisen die beiden Verstärkungsbänder 1 A, 1 B an den Seiten, die zu den Außenseiten 1 1 des Verbundprofils 10 orientiert sind, jeweils Abstandhalter 2 auf. Diese sorgen dafür, dass der Abstand A zwischen Verstärkungsband 1 A, 1 B und der Innenseite der Außenwand 1 1 in definierter Weise aufrechterhalten wird.
In der ersten Ausführungsform weist die Außenwand des Verbundprofils 10 kurze Stege als Abstandhalter 2 auf, welche verhindern, dass das Verstärkungsprofil 1 A, 1 B großflächig an der Außenwandung anliegt und dass ein Abstand A in definierter Weise aufrechterhalten wird. Die Abstandhalter 2 sind hier einstückig mit dem Kunststoff des Verbundprofils 10 hergestellt.
Durch die Abstandhalter 2 wird ein direkter Kontakt mit der Sichtfläche (d.h. der Ansichtsfläche eines Fensterprofils, im Wesentlichen parallel zur Glasfläche, im eingebauten Zustand eines Fensters also raumseitig oder fassadenseitig) vermieden; oder zumindest weitgehend vermieden. Bei einem direkten Kontakt würde diese Sichtfläche leichte Wellen aufweisen, welche optisch stören und besonders bei Betrachtung in einem flachen Winkel stark verzerrte Spiegelbilder verursachen. Dadurch wird vermieden, dass sich Unebenheiten der
Verstärkungsbänder 1 A, 1 B abzeichnen. Auch könnten minimale
Dickenschwankungen der Außenwand des Verbundprofils 10 nicht nach innen verdrängt werden, weil die Oberfläche des Verstärkungsprofils bei einem unmittelbaren Kontakt dominierend wirken würde. In alternativen Ausgestaltungen können die Abstandhalter 2 zusätzlich oder alternativ auch an dem Verstärkungsband 1 A, 1 B angeordnet sein (siehe Fig. 2).
Die Abstandhalter 2 können dabei jeweils einstückig an die Verstärkungsbänder 1 A, 1 B oder z.B. durch Extrusion aufgebracht sein. Auch ist es möglich, dass die Abstandhalter 2 als separates Teil zwischen den Verstärkungsbändern 1 A, 1 B und dem Kunststoff des Verbundprofils 10 angeordnet sind.
Um einen schubfesten Sitz der Verstärkungsbänder 1 A, 1 B in dem Kunststoffteil des Verbundprofils 10 zu ermöglichen, sind an den Rändern der
Verstärkungsbänder 1 A, 1 B Profilierungen 3 angeordnet. Die Profilierungen können alternativ auch nur an einem Rand der Verstärkungsbänder 1 A, 1 B angeordnet sein. Die Profilierung 3 kann z.B. als Rändelung und / oder als
Linienstruktur ausgebildet sein. Die Profilierung 3 kann im Zuge des
Konfektionierungsvorganges des Verstärkungsbandes eingebracht werden, indem z.B. ein Prägen in Verbindung mit einem Erhitzen und / oder ein Befräsen oder Pressen in kaltem Zustand erfolgt.
Damit kann eine reibschlüssige und / oder formschlüssige Verbindung zwischen den Verstärkungsbändern 1 A, 1 B und dem Kunststoffprofil erreicht werden.
Die Anbindung der Verstärkungsbänder 1 A, 1 B zum Kunststoffteil des
Verbundprofils 10 kann dadurch erhöht werden, wenn mindestens ein Teil der Oberfläche mindestens eines der Verstärkungsbänder 1 A, 1 B eine
Verbindungsschicht aufweist, mit der eine stoffschlüssige Verbindung zum
Kunststoffteil des Verbundprofils 10 hergestellt werden kann. Dies kann z.B.
durch eine gezielte Aufbringung einer PVC-Schicht auf eines der
Verstärkungsbänder 1 A, 1 B geschehen. In Fig. 3 ist ein Halbzeug 6 dargestellt, welches als Ausgangsprodukt für
Verstärkungsbänder 1 A, 1 B mit angeformter Verbindungsschicht 5 dienen kann. Dieses Halbzeug weist im Wesentlichen Endlosglasfasern auf, die in einer thermoplastischen Matrix eingebettet sind, wobei die Breite dieses Halbzeuges deutlich größer ist als die Breite eines einzelnen Verstärkungsbandes 1 A, 1 B, z.B. 500 mm. Im Anschluss an die Herstellung dieses Faser-Thermoplast- Verbundmaterials wird in einem Inline-Verfahren auf beiden Außenflächen eine dünne Verbindungsschicht 5 aus einem Kunststoff, welcher eine hohe
Verbindungsfestigkeit sowohl mit der Matrix des Verbundmaterials als auch mit dem Kunststoff des Verbundprofils 10 aufweist und mit letzterem verschweißbar ist, also z.B. aus PVC, aufgebracht. Dies kann zweckmäßigerweise durch
Aufextrudieren der Kunststoffschmelze oder durch Auflaminieren einer
vorgefertigten Folie mit Aufheizen und Anpressen mittels Rollvorgang geschehen. Durch die kurzzeitig wirkenden hohen Anpresskräfte wird die Haftung zwischen Verbindungsschicht und Matrix besonders gefördert, auch wenn stofflich betrachtet ein echtes Verschweißen wie im Falle von PET und PVC nicht möglich ist. Vergleichbar hohe Anpresskräfte können beim Extrusionsvorgang des
Verbundprofils nicht aufgebracht werden, so dass unter Zuhilfenahme der Verbindungsschicht beim Extrusionsvorgang dann auch bei geringeren
Anpresskräften ein echtes Verschweißen und damit eine erhöhte
Verbindungsfestigkeit erreicht werden kann. Die Verbindungsschicht 5 kann auch die Abstandhalter 2 ausbilden. Aus diesem Halbzeug 6 werden dann die benötigten Breiten für die einzelnen Verstärkungsbänderl A, 1 B abgetrennt und diese dann dem weiteren Konfektioniervorgang zugeführt.
Somit liegt ein Verbundprofil 10 vor, bei dem die materiellen Ausgestaltungen der Verstärkungsbänder 1 A, 1 B, die Formgestaltung der Verstärkungsbänder 1 A, 1 B und die Anordnung der Verstärkungsbänder 1 A, 1 B im Verbundprofil 10 zusammen dafür sorgen, dass ein mechanisch stabiles und ästhetisch
hochwertiges Verbundprofil 10 erhalten wird.
In den Fig. 2, 2A und 2B wird eine zweite Ausführungsform eines Verbundprofils dargestellt, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform entspricht, so dass auf die obige Beschreibung Bezug genommen werden kann. Bei der zweiten Ausführungsform weisen die Verstärkungsbänder 1 A, 1 B selbst die Abstandhalter 2 auf, welche einstückig an das Verstärkungsband angeformt sind. Bei der Herstellung der Verbundprofile 1 0 kann mindestens eines der
Verstärkungsbänder 1 A, 1 B z.B. von einer Rolle abgewickelt werden, wobei die Abwinklung des mindestens einen Abschnitts 5A, 5B und / oder die
Profilierung 3 des Randbereiches inline während des Extrusionsprozesses des Verbundprofiles 1 0 erfolgen. Dazu wird das Rohmaterial für die
Verstärkungsbänder 1 A, 1 B z.B. von einer Rolle abgewickelt und es
durchläuft einen Heiztunnel. Anschließend wird die Profilierung 3 in den Randbereichen 3 des Verstärkungsbandes 1 A, 1 B aufgebracht und es erfolgt die Abkantung des abgewinkelten Abschnitts 5A, 5B. Das noch weitgehend hei ße Verstärkungsband 5A, 5B wird dann der Extrusionsdüse zugeführt und anschließend mit dem Kunststoffprofil des Verbundprofils 1 0 umspritzt.
Das ebene Rohmaterial für die Verstärkungsbänder 1 A, 1 B kann auf Rollen aufgewickelt gelagert und zu Kunden transportiert werden. Vor Ort kann dann eine Umformung - wie zuvor beschrieben - erfolgen. Bei bereits abgewinkelten (d.h. abgekanteten) Verstärkungsbändern ist ein relativ großer Wickelradius erforderlich, was ebenfalls handhabbar ist. Das heißt, geeignete
Verstärkungsbänder mit der benötigten Kontur und Randausformung können auch unabhängig vom Extrusionsprozess des Verbundprofils in einem eigenen Herstell- bzw. Konfektioniervorgang produziert werden. Auch diese vollständig vorgefertigten Verstärkungsbändern fallen in den Schutzbereich, wenn sie in einem Verbundprofil gemäß der Merkmale der Patentansprüche angeordnet werden.
Bezugszeichenliste
1 A erstes Verstärkungsband
1 B zweites Verstärkungsband
2 Abstandhalter
3 Profilierung
5 Verbindungsschicht
6 Halbzeug für ein Verstärkungsband
5A erster abgewinkelter Abschnitt des Verstärkungsbandes
5B zweiter abgewinkelter Abschnitt des Verstärkungsbandes
1 0 Extrusionskunststoffprofil
1 1 Au ßenwand
15 Isolierglassscheibe
A Abstand zwischen Verstärkungsband und Innenseite der Au ßenwand
D Wanddicke einer Au ßenwand
d Dicke einer Verbindungsschicht
S Schwerpunktachsenlinie
C(A Winkel zwischen dem ersten abgewinkelten Abschnitt und dem Verstärkungsband
OB Winkel zwischen dem zweiten abgewinkelten Abschnitt und dem Verstärkungsband

Claims

Patentansprüche
1. Verbundprofil aus Kunststoff, ausgebildet als Hohlprofil mit mindestens zwei im Inneren angeordneten Verstärkungsbändern, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Verstärkungsbänder (1 A, 1 B) mindestens teilweise aus thermoplastischem Kunststoff mit eingebettetem Endlos-Glas- und / oder
Mineralfasern und / oder sonstigen Verstärkungsfasern gebildet sind und mindestens eines der Verstärkungsbänder (1 A, 1 B) mindestens einen parallel zur Längsachse des Verbundprofils (10) abgewinkelten Abschnitt (5A, 5B) aufweist, wobei der Abstand (A) zwischen den mindestens zwei Verstärkungsbändern (1A, 1 B) und der jeweils benachbarten Außenwandung (11 ) des Verbundprofiles (10) im Bereich des nicht-abgewinkelten Abschnitts dem 0,1 bis 3-fachen der
Wanddicke (D) der Außenwandung (11 ) entspricht.
2. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (c , OB) zwischen dem mindestens einen abgewinkelten Abschnitt (5A, 5B) und dem nicht-abgewinkelten Abschnitt der mindestens zwei
Verstärkungsbänder (1A, 1B) mehr als 10° und weniger als 150°, insbesondere zwischen 20° und 90°, beträgt.
3. Verbundprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) zwischen den mindestens zwei Verstärkungsbändern (1 A,
1 B) und der Innenseite der jeweils zugeordneten Außenwandung (11 ) des
Verbundprofils (10) zwischen 0,1 und 10 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 3 mm, beträgt.
4. Verbundprofil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der mindestens zwei Verstärkungsbänder (1 A, 1 B) einen Anteil von 30 bis 70 Vol.-% Glasfasern und / oder Mineralfasern und / oder sonstigen Verstärkungsfasern, eingebettet in einer thermoplastischen Matrix, insbesondere in PET, aufweist.
5. Verbundprofil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Abstandhalter (2) zur
Herstellung des definierten Abstandes (A) zwischen den mindestens zwei
Verstärkungsbändern (1A, 1B) und der Innenseite des Verbundprofils (10).
6. Verbundprofil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abstandhalter (2) in Längsrichtung des Verbundprofils (10) an einem der mindestens zwei Verstärkungsbändern (1A, 1B) angeordnet ist, insbesondere einstückig am Verstärkungsband (1 A, 1 B) und / oder am
Kunststoffprofil des Verbundprofils (10), insbesondere als Steg angeformt ist, an der Wandung des Verbundprofils (10) angeordnet ist und / oder als separates Teil ausgebildet ist.
7. Verbundprofil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Rand an jedem der mindestens zwei Verstärkungsbänder (1A, 1B) eine Profilierung (3), insbesondere eine linienartige Profilierung und / oder eine Rändelung zur Schaffung einer reibschlüssigen und / oder formschlüssigen Verbindung mit dem Extrusionskunststoffprofil (10), angeordnet ist.
8. Verbundprofil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei
Verstärkungsbänder (1 A, 1 B) an der Oberfläche eine Verbindungsschicht (4) zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Extrusionskunststoffprofil (10) durch Verschweißen aufweist.
9. Verbundprofil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (4) einen Anteil an PVC aufweist.
10. Verbundprofil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei
Verstärkungsbänder (1 A, 1 B) zur Erhöhung des Widerstandsmomentes im Außenbereich des Kunststoffprofils (10) angeordnet sind, insbesondere in einem Abstand von der Schwerpunktachsenlinie (S) von mehr als dem 0,7 fachen des Abstandes (H) des äußeren Randes zur Schwerpunktachsenlinie (S).
11. Verstärkungsband für ein Verbundprofil nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen parallel zur Längsachse des Verstärkungsbandes (1) abgewinkelten Abschnitt (5A, 5B).
12. Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Abwinklung und / oder eine Profilierung (3) eines Randes des mindestens einen der mindestens zwei Verstärkungsbänder (1 A, 1 B) inline mit einem Extrusionsprozess erfolgt oder mindestens eine Abwinklung und / oder eine Profilierung an mindestens einem der mindestens zwei Verstärkungsbänder (1 A, 1 B) vor dem Einführen in eine Extrusisonsdüse erfolgt, wobei dies durch eine thermische Umformung bewirkt wird.
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