EP4174272A1 - Verbundprofil - Google Patents

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Publication number
EP4174272A1
EP4174272A1 EP22202040.6A EP22202040A EP4174272A1 EP 4174272 A1 EP4174272 A1 EP 4174272A1 EP 22202040 A EP22202040 A EP 22202040A EP 4174272 A1 EP4174272 A1 EP 4174272A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
reinforcement
plastic
profile
hollow profile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22202040.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Björn KETHORN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Veka AG
Original Assignee
Veka AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Veka AG filed Critical Veka AG
Publication of EP4174272A1 publication Critical patent/EP4174272A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • E06B3/30—Coverings, e.g. protecting against weather, for decorative purposes
    • E06B3/301—Coverings, e.g. protecting against weather, for decorative purposes consisting of prefabricated profiled members or glass
    • E06B3/306—Covering plastic frames with metal or plastic profiled members
    • 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
    • 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
    • E06B2003/224—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 with reinforcing plastic section members

Definitions

  • the invention relates to a composite profile for the production of frames for windows or doors, comprising a plastic hollow profile, in particular made of polyvinyl chloride, with several hollow chambers, with an outer wall reinforcement, preferably made of metal, in particular aluminum, is attached.
  • the outer wall reinforcement is fastened in a shear-resistant manner, in particular by gluing.
  • the outer wall reinforcement is preferably fastened to/in a fastening groove of the outer wall.
  • the invention also relates to a frame for a window or a door.
  • Plastic hollow profiles in particular extruded plastic hollow profiles for the production of window frames, door frames or the like, are usually used to form blind frames that can be connected to a supporting structure and/or a casement frame that can be movably connected thereto and can also be provided with an outer wall reinforcement, e.g. by means of a shear-resistant connection .
  • Plastic hollow profiles preferably made of polyvinyl chloride (PVC), optionally with one or more hollow chambers running parallel to the longitudinal direction of the plastic hollow profile, do not have sufficient strength and flexural rigidity for the production of frames, especially when heated, e.g. under solar radiation.
  • PVC polyvinyl chloride
  • Plastic hollow profiles eg made of PVC, are constructed in such a way that they can absorb or transfer compressive and tensile stresses as well as bending moments with limited deflection.
  • Push-in reinforcements of the type mentioned are disadvantageous because of the lack of bonding with the plastic hollow profile.
  • Metal reinforcements e.g. steel reinforcements, are susceptible to corrosion despite the protective zinc layers at the screwing points.
  • metal reinforcements cause considerable difficulties if you want to butt weld or miter weld the frame corners together on modern plastic precision welding machines during the manufacture of the frame. For this reason, subsequent insertable reinforcements are generally shorter than the plastic hollow profile into which they are to be inserted and stand back in the corners.
  • Such reinforcements are made of metal and are usually made of steel or aluminum. In addition to a high load-bearing capacity, they also have high thermal conductivity. However, this has increasingly negative effects in relation to the increasing demands on the thermal insulation of plastic hollow profiles in frame construction and alternative materials are being used Reinforcement of the plastic hollow profiles sought, which, in addition to a high load-bearing capacity, have the lowest possible thermal conductivity.
  • Aluminum facings of the aforementioned type are therefore often undesirable on the visible surface facing the room or on the inner wall of a window or door frame.
  • the object of the invention is therefore to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a frame profile for the construction of frames for windows or doors, which can largely do without aluminum facing on the room side, preferably also expensive and thermally unfavorable steel reinforcements on the inside and still convinced by high static load capacity, especially in the corner areas.
  • the invention should have improved stability with respect to torsional forces that occur.
  • a formed frame e.g. for windows or doors, should have improved thermal insulation properties and preserve the optics and other advantages of a plastic hollow profile on the room side.
  • this object is achieved, and preferably all of the objects are achieved, by a composite profile of the type mentioned at the outset, in which, on the inside of the inner wall of the plastic hollow profile pointing towards the inside of the profile and/or on a spaced-apart from the inner wall, preferably spaced parallel inner web of the plastic hollow profile, at least one inner reinforcement made of an aggregate-reinforced plastic is attached.
  • the inner reinforcement is preferably understood to mean that it lies inside the plastic hollow profile, ie in particular it is not visible from the outside.
  • the inner reinforcement is preferably also understood to mean that it has a reinforcing effect in the local area surrounding the inner wall.
  • the inner wall mentioned is preferably that wall of the plastic hollow profile whose outer side faces the interior of a building when used as intended, ie which is visible from the interior of the room.
  • the outer wall mentioned is the one whose outside faces the environment and which—at least if no outer wall reinforcement were attached—is visible from outside a building.
  • the respective inner sides of the outer wall and inner wall are directed towards the profile interior of the plastic hollow profile and are spaced apart from one another by cavities and/or other profile webs of the plastic hollow profile.
  • attachment of the inner reinforcement to the inside of the inner wall is meant that the reinforcement is connected to the inwardly facing surface of the inner wall.
  • An inner reinforcement on a web that is preferably spaced parallel to the inner wall can be attached to the surface of this inner web that faces the inner wall and/or the surface of this inner wall that faces the outer wall.
  • the plastic hollow profile means the entirety of all plastic webs which have no reinforcement by means of aggregates, ie are made of pure plastic material, eg PVC, and which are materially connected to one another.
  • the composite profile means the entirety of all webs of the profile, regardless of whether the webs are made of pure plastic, plastic with added impact, or of materials other than plastic, such as metal.
  • the invention is based on the consideration of contrasting the static effect of the visible external reinforcement on the outer wall inside the plastic hollow profile with at least one internal reinforcement which, however, is invisible from the interior of the room.
  • the composite profile according to the invention can also have a further (non-visible) outer reinforcement on or in the outer wall, in particular which cooperates with the weathered outer wall reinforcement, preferably which is extruded, in particular coextruded, in or on the outer wall.
  • the outer reinforcement is preferably understood to mean a reinforcement that is reinforced in the area surrounding the outer wall, in particular on/in it.
  • the static effect of the visible outer reinforcement on the outer wall and the (not visible) outer reinforcement of the outer wall inside the plastic hollow profile is countered by at least one inner reinforcement, which is however invisible from the inside of the room.
  • the invention can therefore achieve the same static properties as the prior art with two reinforcing elements placed on the outside, without the disadvantage of showing the reinforcing element towards the interior of the room.
  • the outer wall reinforcement in particular in connection with an outer reinforcement that may be used, and the at least one inner reinforcement can be designed such that they have the same or at least essentially the same reinforcing effect, in particular with regard to bending and/or torsion of the composite profile.
  • all reinforcing elements of the composite profile are on one side of the center of mass (relative to the composite profile cross-section) or on one side of a median plane and all reinforcing elements of the composite profile on the other side of the center of mass (relative to the composite profile cross-section) or on the other side of a median plane have the same or at least substantially the same reinforcing effect, in particular with regard to deflection and/or torsion of the composite profile.
  • the named median plane can be one which is parallel to the outer wall and inner wall and lies centrally between them or in the middle of the entire composite profile.
  • the reinforcing elements on the one hand can be, for example, the weathered outer wall reinforcement, in particular in connection with an outer reinforcement extruded into/onto the outer wall.
  • the at least one reinforcing element on the other side can thus be the at least one inner reinforcement, in particular attached to the inside of the inner wall and/or to an inner web spaced apart from the inner wall, preferably for coextrusion.
  • An internal reinforcement that is attached to the inside of the inner wall, for example by coextrusion, can also be directly referred to as an inner wall reinforcement.
  • An inner reinforcement which is attached to an inner web spaced apart from the inner wall, in particular lying parallel to the inner wall, preferably by coextrusion, is preferably attached to such an inner web which is at a smaller distance from the inner wall than from the outer wall. It is preferably ensured in this way that an inner reinforcement arranged in this way forms a “counterpole” to the outer wall reinforcement, in particular in connection with an outer reinforcement.
  • This inner web is preferably one which is directly adjacent to the inner wall, in particular so that no further web lying parallel to the inner wall is arranged between the inner wall and this inner web.
  • the inner web is one that lies with one end under the glazing bead groove of the composite profile, in particular supporting it statically.
  • a web is preferably selected as the inner web for fastening the inner reinforcement which, based on the width of the composite profile, has a distance between the outer surfaces of the inner wall and the outer wall and the inner surface of the inner wall which is less than 25%, more preferably less than 15%, more preferably less than 10% of this width.
  • the inner web and inner wall can preferably be connected by at least one web, in particular which is oriented perpendicularly to the inner wall and inner web.
  • the reinforcing effect of the inner reinforcement is shifted as far as possible in the direction of the inner wall or spaced as far as possible from the outer wall by the above-mentioned design options, without being attached to this inner wall itself.
  • the invention can provide for an inner reinforcement to be arranged on the inside of the inner wall and/or on an inner web spaced apart from the inner wall, or for several inner reinforcements to be arranged, the latter in particular if the inner side of the inner wall or the inner web in the height direction is covered by at least one bridge is divided. If there are several inner reinforcements on the inside of the inner wall and/or on the inner web, these several inner reinforcements are preferably aligned with one another with at least one surface, in particular which is parallel to the inner wall.
  • exactly one inner reinforcement is provided, that is to say in particular either on the inside of the inner wall or on the inner web mentioned.
  • coextrusion means that during the extrusion of the plastic hollow profile, both the inner reinforcement, possibly also other inner reinforcements, made of plastic reinforced with aggregate, e.g. made of fiber-reinforced plastic, and the unreinforced profile parts of the Plastic hollow profile as flowable extrudates, in particular made of different materials or material compositions.
  • the invention can provide for the conventional reinforcement components, such as e.g .
  • the invention can also provide for the outer wall and at least one inner reinforcement to be used in combination with at least one conventional reinforcement component, e.g. with a steel reinforcement profile in a hollow chamber of the composite profile.
  • the outer wall reinforcement possibly in conjunction with an outer reinforcement, and the at least one inner reinforcement, in particular together with a steel reinforcement arranged in a hollow chamber of the plastic hollow profile, form the only reinforcements of the plastic hollow profile.
  • the reinforcing and/or stabilizing additive substances in the plastic of the inner reinforcement is preferably formed by fibers and/or flakes, in particular made of glass or carbon or aramid. In principle, natural fibers can also be used. This can also be provided for the external reinforcement.
  • the aggregate-reinforced extrudates are preferably extruded on or in with non-reinforced PVC at least in certain areas or, in another embodiment, completely encased, in particular so that there is no contact with extrusion tools, which results in a longer service life of the tools leads.
  • at least the at least one inner reinforcement made of aggregate-reinforced plastic is surrounded on all sides by unreinforced plastic, in particular embedded in the unreinforced plastic by coextrusion.
  • the composite profiles according to the invention can be used, for example, in a casement frame combination. Even without further mention, the composite profiles can also be used for mullion and mullion constructions, as well as for fixed glazing.
  • the outer wall reinforcement is preferably made of metal, in particular aluminum, in particular in the form of a shell which covers the outer wall with the inside of the shell.
  • Other materials such as stainless steel or aggregate-reinforced, e.g. fiber-reinforced plastic or WPC can also be used for the outer wall reinforcement.
  • the at least one inner reinforcement has at least two, preferably three, connected legs in a cross section perpendicular to the direction of longitudinal extension of the plastic hollow profile, in particular at least essentially L-shaped or C-shaped or U-shaped or F-shaped or T-shaped. Different legs can preferably have different thicknesses and/or different lengths.
  • This design makes it possible to achieve the highest possible intrinsic inertia with as little material as possible.
  • an accumulation of material made of plastic reinforced with aggregate is arranged in the region of the inner angle between two legs at a connection point.
  • the interior angle is preferably understood to mean the angle which lies in the interior of a triangle formed from/with the legs.
  • the interior angle is the smaller of the two angles included between the two legs under consideration.
  • the accumulation of material can be distributed unevenly or asymmetrically around the bisector of the inner angle and/or one of the legs can be thicker than the other due to the accumulation of material and/or the accumulation of material can form an at least partially planar surface in the inner angle area between the legs, preferably which has a different inclination to one of the legs than to the other leg.
  • the inner reinforcement made of aggregate-reinforced plastic is greatest in a connecting area between at least two legs Material accumulation in favor of a high connection strength in this area.
  • a leg which runs parallel to the inner wall of the plastic hollow profile has the longest extension and/or greatest thickness of all the legs of the same reinforcement in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the plastic hollow profile.
  • the at least one inner reinforcement has a height in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the hollow plastic profile that is at least 40%, preferably at least 50%, preferably at least 60%, preferably at least 70% of the height of the inner wall on its outside .
  • a preferred embodiment can provide that the at least one inner reinforcement, in particular on one leg, has at least one recess, preferably an undercut recess, in which non-reinforced plastic of the plastic hollow profile is arranged, in particular by coextrusion, preferably being on top of the recess opposite side of the inner reinforcement a projection of aggregate-reinforced material is arranged. This results in a particularly secure bond between the reinforced and non-reinforced plastic.
  • loads from the fillings and their own weight act primarily in the plane of the plastic hollow profile.
  • this dead weight permanently loads the corners of a welded frame made of plastic hollow profiles made of the composite material.
  • this dead weight permanently loads the corners of a welded frame made of plastic hollow profiles made of the composite material.
  • Aggregate-reinforced materials can be welded, but do not achieve the high material and force-fitting properties of non-reinforced plastic.
  • the corner area in the outer wall reinforcement e.g. made of aluminum, is firmly connected, it cannot be used for this task and the material of the outer wall reinforcement cannot be welded.
  • the outer wall reinforcement is milled back before the corner welding process, so that only the unreinforced PVC core (the hollow plastic profile) and the reinforcements made of plastic reinforced with aggregate are melted and welded together with heating elements.
  • the invention is based on a material for the at least one inner reinforcement made of reinforced plastic, which can be welded together with the unreinforced material of the plastic hollow profile, in particular in order to provide the highest possible resistance to the loading forces on the corners .
  • the matrix plastic in which the aggregate is embedded and which is used for the internal reinforcement is the same plastic as is present in the plastic hollow profile.
  • the matrix plastic can be a partially crystalline, thermoplastic, saturated polyester based on polybutylene terephthalate (PBT).
  • the load forces on the plastic hollow profile are mainly caused by the weight of the glass pane, the wind load and the thermal loads.
  • the glass blocks which are arranged between the glass pane and the frame in the diagonally opposite corners, direct the flow of forces in the frame.
  • the load force is largely due to the outer outer wall reinforcement, eg made of aluminum (possibly in conjunction with an outer reinforcement) and the added at least one inner reinforcement made of aggregate-reinforced plastic.
  • the load is in the area of the outer wall reinforcement, e.g. made of aluminum, and the outer wall reinforcement acts directly against this load.
  • the at least one inner reinforcement is arranged at the greatest possible distance from the center of gravity of the plastic hollow profile cross-section in order to absorb as high a load force as possible from the visible surface.
  • the loading force is guided through the above-mentioned preferably provided legs, in particular which run perpendicular to the plane of the inner wall.
  • the legs In order to bring the loading forces, for example of the glass pane, optimally from the plastic hollow profile into such legs and to transfer them to other legs, the increased stresses/moment stresses that can arise in the corner transition between the legs must be absorbed.
  • This is preferably achieved in the invention in that the legs have greater wall thicknesses towards the connection area, in particular increasing wall thicknesses in the direction of the connection area, in particular as mentioned above.
  • the wall thicknesses can vary in thickness in order to optimally absorb stress peaks.
  • the at least one inner reinforcement with increased surcharge preferably has an outer and an inner contour, which are preferably not congruent to one another, in particular also do not become congruent to one another as a result of scaling.
  • the outer contour preferably forms the contact line with the unreinforced plastic of the plastic hollow profile, in particular of the casement or window frame profile. Accordingly, those mentioned above are preferred Material accumulations arranged on the inner contour.
  • the aggregate-reinforced material of the inner reinforcement(s) forms, together with the non-reinforced plastic material, a flowable extrudate during extrusion, which is extruded in one operation.
  • the aggregate-reinforced plastic reinforcement adheres very well to the non-reinforced plastic, especially the PVC, due to its rough surface finish.
  • the geometric design of the outer contour forms the contacting surface.
  • this can have at least one undercut recess, e.g., in dovetail shape or indentations or cam formations.
  • the inner contour forms the surface pointing towards the interior of a hollow chamber, in particular the surface visible from the hollow chamber, preferably which is extruded at least partially in contact with or into the unreinforced plastic.
  • the ends of the legs can be received in a fastening groove which is formed from non-reinforced plastic.
  • the invention further proposes forming the outer wall reinforcement from a metallic material, preferably aluminum.
  • a metallic material preferably aluminum.
  • the largest possible synergistic effect of both reinforcements is achieved by the greatest possible spacing from the inner reinforcement, which is associated with a desired large distance between the stiffening elements and the center of gravity of the plastic hollow profile or the composite profile.
  • the outer wall reinforcement is preferably connected to the plastic hollow profile in a shear-resistant manner. This is preferably done by gluing the outer wall reinforcement to the outer wall of the plastic hollow profile, preferably in a fastening groove on the outside.
  • the inner reinforcement made of the aggregate-reinforced material is also connected to the non-reinforced plastic of the plastic hollow profile in a shear-resistant manner due to the preferred extrusion process. In particular, it is cohesively bonded to the non-reinforced plastic at all contact points by extrusion.
  • the combination of a metallic outer outer wall reinforcement and at least one reinforced inner reinforcement achieves a high load-bearing capacity while maintaining a high level of thermal insulation, while maintaining the appearance of the room and with the simultaneous high absorption of glass loads.
  • the aggregate-reinforced inner reinforcement it can be provided that plastic is melted as granules and an aggregate is added as a reinforcing additive, e.g. glass fibers.
  • the material mixture used for the inner plastic reinforcement is preferably a semi-crystalline, thermoplastic, saturated polyester based on polybutylene terephthalate (PBT).
  • PBT polybutylene terephthalate
  • various material mixtures with different levels of reinforcement additives are available as standard. This material mixture is characterized by very good flowability and can therefore be processed on extrusion systems.
  • a proportion, in particular a small proportion, of anisotropic fillers and reinforcing materials makes it possible to produce large-area, dimensionally stable components with little distortion, which poses a major challenge for plastics processors in particular.
  • Polybutylene terephthalate with reinforcement additive especially fiber-reinforced polybutylene terephthalate (PBT) is characterized by high rigidity and strength, very good dimensional stability under temperature influences, low water absorption and good resistance to many chemicals.
  • PBT fiber-reinforced polybutylene terephthalate
  • polybutylene terephthalate (PBT) with reinforcement surcharge, in particular fiber-reinforced PBT, with the unreinforced plastic, in particular PVC forms a highly rigid material combination that is excellently suited for the mechanical reinforcement of plastic hollow profiles for windows or doors.
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PVC unreinforced plastic
  • the positioning and shaping of the at least one inner reinforcement with additional impact is designed in such a way that it can replace a conventional steel reinforcement in the plastic hollow profile in terms of load-bearing capacity.
  • the composite profile When installed, the composite profile has a high degree of dimensional stability and shows almost no post-shrinkage after installation. The significantly lower weight also makes processing and handling easier.
  • the co-extruded composite profile can be welded, in particular using the usual heating element welding process for window frame production, and can be further processed mechanically on the existing machine park.
  • the material mixture for the aggregate-reinforced plastic reinforcement can be used in several color gradations, in particular from white-opaque to black.
  • the ratio of the outer wall reinforcement to the area moment of inertia to the ratio of the at least one inner reinforcement to the area moment of inertia of the composite profile is 1:3.5 to 1:7, preferably 1:4 to 1:6, further preferably 1:4.5 to 1:5.5, especially when the outer wall reinforcement is made of metal, preferably aluminium, preferably in order to achieve essentially the same proportion of both reinforcements in the stiffening of the plastic hollow profile.
  • the outer wall in particular the profile web of the plastic hollow profile that forms the groove base of the fastening groove, can preferably have at least essentially the same thickness as the web of the inner wall of the plastic hollow profile or as the web of the inner wall of the plastic hollow profile plus the thickness of a web of the plastic hollow profile, the one inner Reinforcement materially covered.
  • These web parts mainly contribute to the stability of the corner welding.
  • the fibre-reinforced plastic reinforcements can also be melted and form an additional, material and non-positive, load-bearing connection, which is otherwise essentially guaranteed by the PVC welding ribs.
  • the co-extrudate has good weldability in the frame corner area and connects with each other in a material and non-positive manner. This allows for a larger area to be welded, which is reflected in greater wall thicknesses.
  • the invention can provide that the plastic web of the plastic hollow profile, which forms the base of the fastening groove for the outer wall reinforcement, is the web with the greatest wall thickness in the plastic hollow profile. In the finished frame, this web of the PVC fastening groove forms a material and non-positive connection that is very stable.
  • the PVC webs that border the plastic profile on the outside represent the largest areas to be welded in the frame corner areas.
  • a preferred embodiment can provide that the PVC welding rib, which serves as a fastening groove for the outer outer wall reinforcement, has the same wall thickness or a greater wall thickness than the PVC welding ribs together, which have an inner reinforcement extruded with aggregate on both sides, i.e. on the inner as well as on the outer contour.
  • the slam-reinforced inner reinforcement preferably offers at least one horizontal and at least one vertical leg.
  • the horizontal leg of the reinforced inner reinforcement serves as an additional, stable mounting material, preferably in addition to the one that may be provided steel reinforcement.
  • the design of the inner reinforcement with increased impact offers the screw more hold.
  • the vertical leg of the inner reinforcement preferably also offers additional stability when a rotary hinge is fixed to the frame with screws, in particular in addition to the fixation in the steel reinforcement.
  • a composite profile 100 of a casement is shown in section. It includes a plastic hollow profile 10 made of unreinforced plastic, eg PVC.
  • the outer wall 20 which faces the environment when used as intended, is provided with an outer wall reinforcement 30 that is connected on the weather side and is shear-resistant, with the shear-resistant connection being achieved in that the outer wall reinforcement 30 has adhesive feet 31 that point to the outside of the outer wall 20 and are attached to the outer wall 20 are attached with adhesive 32, here in an area that forms the groove bottom of a fastening groove 21 of the outer wall 20.
  • the outer wall reinforcement 30 is fastened to the groove walls of the fastening groove with fastening webs, or is at least adjusted in the correct position.
  • the outer wall reinforcement 30 made of aluminum forms a shell here, which completely covers, in particular overlaps, the outer visible surface of the outer wall 20 of the plastic hollow profile 10 .
  • an inner reinforcement 50 made of aggregate-reinforced plastic, for example plastic reinforced with glass fibers, by the coextrusion process with the unreinforced plastic of the plastic hollow profile 10 cohesively connected, ie extruded on.
  • the inner wall 40 is that wall of the plastic hollow profile 10 which, when used as intended Use to room interior of a building points.
  • the inside of the inner wall 40 points to the inside of the plastic hollow profile, e.g. to or into a cavity 60.
  • the outer outer wall reinforcement 30 in the form of a shell made of a metallic material, primarily aluminum, has a significantly higher modulus of elasticity and flexural strength as a metallic material compared to a plastic or fiber-reinforced plastic.
  • the flexural rigidity of the composite profile is significantly increased and so, with the same geometry of the plastic hollow profile, a higher moment of inertia and a significantly higher load force can be absorbed than with a pure plastic hollow profile or one with additional reinforced plastic material.
  • the area moment of inertia of the outer outer wall reinforcement 30 made of aluminum is used as an individual component in relation to the geometry for absorbing glass loads or for absorbing partial glass loads on the weather-side wing rollover.
  • the aim of the load-bearing effect is to arrange the outer outer wall reinforcement made of e.g.
  • the outer outer wall reinforcement 30 is attached on the weather side in order to achieve maximum load-bearing capacity here.
  • the aim of the invention is therefore not just an addition of the individual components through a shear-resistant composite of all reinforcing components, in particular apart from a possibly inserted steel reinforcement profile To be able to bring moments of inertia to the approach, but also to bring the distance to the reference axis of the composite of the individual components into effect in the total moment of inertia.
  • the reference axes can also be adjusted using Steiner's theorem.
  • the static effect of the composite here represents a significantly higher resistance, primarily against the load force on the visible shell surface, for example wind, and thus a significant increase in the flexural rigidity of the composite is achieved compared to the individual components.
  • the inner reinforcement 50 made of plastic with reinforced plastic, which acts as an inner support element, should also be connected as shear-resistant as possible, this is achieved by extrusion. It forms the static balance to the opposite outer wall reinforcement 30.
  • the inner reinforcement 50 made of reinforced plastic represents a counterpoint to the outer outer wall reinforcement 30 made of e.g. aluminum and thus ensures that the distance between the outer outer wall reinforcement, which is the main load-bearing task in relation to the absorption of loads on the Visible shell surface, for example wind, is increased by an inner inner reinforcement 50 made of plastic reinforced with aggregate to the reference axis of the overall supporting structure or the composite profile 100.
  • the inner reinforcement made of plastic with reinforced plastic should preferably also have a higher modulus of elasticity and a higher flexural strength than the hollow plastic profile 10 made of unreinforced PVC.
  • the aggregate-reinforced, preferably fiber-reinforced plastics considered for the invention have a modulus of elasticity of 5000 to 22000 N/mm 2 , preferably between 10000 and 20000 N/mm 2 and particularly preferably between 12000 and 16000 N/mm 2 .
  • the ratio of the external wall reinforcement to the area moment of inertia to the ratio of the at least one inner reinforcement to the area moment of inertia of the composite profile should be 1:3.5 to 1:7, preferably 1:4 to 1:6, more preferably 1:4.5 to 1 : 5.5, in particular when the outer wall reinforcement is made of metal, preferably aluminum, preferably in order to achieve essentially the same proportion of both reinforcements in the reinforcement of the plastic hollow profile.
  • the inner reinforcement 50 made of reinforced plastic is not attached to the visible surface of the inner wall 40, but is optically concealed, but as much as possible large distance from the center of gravity integrated on/into the unreinforced PVC plastic hollow profile 10 or completely extruded in and/or on, in particular on the inside of the inner wall 50.
  • an additional geometric design of the contacting surfaces of inner wall 40 and inner reinforcement 50 is preferably provided in this embodiment, e.g. by at least one recess 52, preferably an undercut recess 52 of the inner reinforcement 50, in which non-reinforced plastic of the plastic hollow profile is arranged, or alternatively by a recess, preferably an undercut recess of the inner wall 40, in which reinforced plastic of the inner reinforcement is arranged, in particular by co-extrusion, e.g. by a rectangular indentation or a dovetail connection ..
  • the material of the inner reinforcement 50 together with the non-reinforced plastic of the plastic hollow profile 10 forms a free-flowing extrudate which is extruded in one operation.
  • the material of the inner reinforcement 50 adheres very well to the plastic of the plastic hollow profile 10 due to the rough surface finish. Forces (torques) are thus transmitted by form-fitting connections through molds that fit into one another.
  • this task is achieved in the invention by a material connection and preferably also a form-fit connection between the aggregate-reinforced plastic of the inner reinforcement 50 and the ensures unreinforced plastic hollow profile 10 and achieves the supporting effect.
  • this is formed from a plurality of legs 50a, 50b, 50c.
  • the legs 50a, 50b, 50c are connected via connecting areas 51, from which two legs extend away.
  • the impact-reinforced inner reinforcement 50 is provided with more material in the connection areas 51, ie an accumulation of material. This results in greater strength in the connection areas 51 and the task of introducing the glass loads from the center of the profile into the inner reinforcement 50 made of aggregate-reinforced material is taken into account.
  • the connecting areas 51 preferably have a greater wall thickness than the straight sections of the legs 50a, 50b, 50c outside the connecting areas 51. This thickening of the material in the connection areas 51 optimizes the power flow transmission and absorbs stress peaks.
  • the C-shaped, impact-reinforced inner reinforcement 50 is formed here from three legs 50a, 50b and 50c and forms three hollow chambers 60a, 60b, 60c with the plastic hollow profile.
  • the C-shaped inner reinforcement 50 has two open ends of legs 50a, 50c with one free end being received in a small mounting groove 14. As shown in FIG.
  • the outer contour of the inner reinforcement 50 pointing towards the inner wall 40 is at least partially in contact with the inner wall 40 and is extruded completely onto the inner wall 40 in the contact area.
  • the stress peaks and the transmission of forces from the legs 50a, 50b, 50c can be absorbed in the invention or higher stresses can be transmitted by the inner reinforcement 50 made of plastic reinforced with aggregate, preferably C-shaped with 3 legs 50a, 50b, 50c is formed and two legs 50a, 50c depart at an angle, in particular a right angle, from a leg 50b forming the base.
  • the legs 50a, 50b, 50c are each aligned parallel to certain profile webs of the plastic hollow profile 10.
  • the outer and inner contour of the inner reinforcement 50 are preferably not congruent to one another and are characterized by different contours and wall thicknesses.
  • the invention can provide that the aforementioned proportion of the contributions to the area moment of inertia with regard to the outer wall reinforcement together with the outer reinforcement made of aggregate-reinforced plastic on the one hand and the at least an internal reinforcement on the other hand.
  • the slam-reinforced inner reinforcement 70 is above the ground level of the fastening groove 21 where the adhesive feet 31 are fastened and lies between them or between their adhesive 32. It is milled back together with the outer wall reinforcement 30 in preparation for a corner weld.
  • Figure 1b shows a cross-section of a composite profile 100 of a wing frame with an outer wall reinforcement 30 connected in a shear-resistant manner on the weather side and an inner reinforcement 50 extruded onto the inner wall 40, as well as an outer reinforcement 70 extruded in in another embodiment.
  • the inner reinforcement 50 has here not undercut recesses 52, which lead to a larger composite surface and with the Inner wall 40 of the plastic hollow profile 10 form a comb-like positive connection, in particular in addition to the material connection by coextrusion.
  • the aggregate-reinforced outer reinforcement 70 is designed in such a way that it remains as a weldable strip of aggregate-reinforced plastic even after the outer wall reinforcement has been milled back down to the bottom of the fastening groove 21 contacted by the adhesive feet.
  • the outer reinforcement 70 is extruded in the outer wall 20 lying parallel to it, in particular in the bottom of the fastening groove 21, and has ends 70a that are tapered in thickness compared to a thicker central region, the tapered ends 70a lying behind the bottom of the fastening groove 21 , which is contacted by the adhesive feet 31 and the thicker central area between the adhesive feet 31 or their adhesive 32 is located.
  • Figure 2a shows a cross-section of a composite profile 100 of a window frame with an outer wall reinforcement 30 connected with shear resistance on the weather side and an inner reinforcement 50 as well as an outer reinforcement 70.
  • the C-shaped inner reinforcement on the outer contour of which is completely extruded onto the plastic hollow profile 10, is on the outer contour Inner wall has recesses 52 and projections 53 provided. On the one hand, this offers an additional form fit and, on the other hand, thickened material areas if required for fastening means, for example for screws.
  • a wall of the plastic hollow profile 10 parallel to the inner wall 40 is supported on the inner contour of the inner reinforcement 50 .
  • this version shows an inserted steel reinforcement profile.
  • the outer reinforcement 70 is in accordance with the features of the outer reinforcement of Figure 1a arranged.
  • Figure 2b shows a cross section of a composite profile 100 of a window frame with an outer wall reinforcement 30 connected to the weather side in a shear-resistant manner and an inner one Reinforcement 50, as for Figure 2a described, and an outer reinforcement 70, as for Figure 1b described.
  • This version is with Figure 1b comparable and differs only in the dimensions.
  • figure 3 shows the composite profiles 100 of a sash/frame combination with a further embodiment of the respective inner reinforcement 50.
  • the further development consists above all in the fact that the slam-reinforced outer reinforcement facing the weather side is omitted. Instead, the inner reinforcement 50 with reinforced slamming on the room side is characterized by greater wall thicknesses.
  • the legs 50b forming a base of the internal reinforcement are thicker than the adjoining legs 50a, 50cf and preferably at least substantially twice as long or more than twice as long.
  • the additional reinforced inner reinforcement 50 of the composite profile 100 forming the casement frame does not extend into the casement overlap 11 of the plastic hollow profile 10 . Instead, the corner regions 51, from which the legs 50a, 50c extend in different directions, are compact and dense nodal points with the greatest accumulation of material.
  • the design of the internal reinforcement 50 is chosen such that it has a portion 50d that extends the leg 50b forming the base and which extends beyond the connecting portion 51 but does not extend into the wing flap.
  • the base leg 50b and the extended portion 50d are parallel to the inner wall 40.
  • the slam-reinforced inner reinforcements 50 are firmly embedded in the plastic of the plastic hollow profile 10, preferably extruded in, in particular thereby surrounded on all sides by the non-reinforced plastic of the plastic hollow profile 10 with contact.
  • the inner reinforcements 50 are provided with a dovetail recess 52 for the inner wall 40 , which forms a positive connection with the inner wall 40 .
  • the composite profile 100 of the wing frame is preferably free of additional steel reinforcements.
  • the composite profile 100 of the window frame can preferably have a beam reinforcement.
  • Figure 3a shows a detailed view of the inner reinforcement in the casement according to FIG figure 3 .
  • the outer contour of the inner reinforcement 50 is not congruent to the inner contour, not even by scaling, and while the outer contour in the connecting area 51 merges with a radius between the legs, the inner contour in the connecting area 51 between the legs is provided with a chamfer or flat surface 56.
  • This contouring with a chamfer/flat surface 56 leads to an even greater wall thickness with an increased accumulation of material in the connection area 51.
  • FIG Figure 3a It can be seen more clearly that the inner reinforcement 50 is surrounded on all sides with non-reinforced plastic, in particular on the inner contour with the wall 41 which is thinner than the inner wall and which runs parallel to the inner wall 40 in some areas.
  • Figure 3aa 14 shows another embodiment relating to the placement of the undercut recess 52 on the inner reinforcement 50.
  • FIG. In this embodiment, this is formed facing away from the inner wall 40 made of plastic, in particular on the inner contour of the inner reinforcement 50 .
  • the aggregate-reinforced inner reinforcement 50 is also completely embedded in pure PVC here.
  • Figures 3b and 3c show the composite profiles of a sash/frame combination with manual operation 90 and additional attachment of a striker plate 91 in the reinforced inner reinforcement 50 and with a rotating hinge 92 and its attachment in the inner reinforcement 50.
  • the slammed inner reinforcement 50 provides at least one horizontal leg 50a and one vertical leg 50b.
  • the horizontal leg 50a of the inner reinforcement 50 serves as an additional, stable assembly material, in addition to the steel reinforcement 80.
  • the design of the inner reinforcement with thickened base legs compared to the other legs offers the screw 93 more support.
  • the vertical leg 50b of the inner reinforcement 50 also offers additional stability when a rotary hinge 92 is fixedly mounted on the composite profile 100 of a window frame with screws 93', in particular in addition to the fixation in the steel reinforcement 80.
  • FIG 4 shows the figure 4 an embodiment variant in which the inner reinforcement 50 is not extruded on the inside of the inner wall 40, but on an inner web 41 of the plastic hollow profile 10, which is immediately adjacent to the inner wall 40.
  • the inner web 41 is thus viewed in the direction from the inner wall 40 inwards into the profile 10 to the inner wall 40 of the next adjacent web, ie between the inner wall 40 and the inner web 41 there is no other web parallel to the inner wall 40 .
  • the embodiment shown does not have an extruded outer reinforcement of the outer wall 20, but it can also include one, as shown in FIG figures 1 and 2 shown. The statements made there also apply accordingly to such an embodiment figure 4 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil (100) zur Herstellung von Rahmen für Fenster oder Türen, umfassend ein Kunststoffhohlprofil (10), insbesondere aus Polyvinylchlorid, mit mehreren Hohlkammern (60), wobei an der Außenseite der Außenwand (20) des Kunststoffhohlprofils (10), insbesondere derjenigen Außenwand (20), die im bestimmungsgemäßen Gebrauch bewittert ist, eine Außenwandverstärkung (30), vorzugsweise aus Metall, insbesondere Aluminium, befestigt ist, insbesondere durch Verklebung schubfest befestigt ist, vorzugsweise an/in einer Befestigungsnut (21) der Außenwand (20), wobei an der zum Profilinneren weisenden Innenseite der Innenwand (40) und/oder an einem zur Innenwand parallel beabstandet liegenden Innensteg (41) des Kunststoffhohlprofils (10), insbesondere derjenigen Innenwand (40), welche im bestimmungsgemäßen Gebrauch zum Innenraum eines Gebäudes weist, wenigstens eine innere Verstärkung (50), vorzugsweise genau eine einzige innere Verstärkung (50) aus einem zuschlagverstärktem Kunststoff stoffschlüssig befestigt ist, vorzugsweise durch Koextrusion. Die Erfindung betrifft auch einen Rahmen für ein Fenster oder eine Tür.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil zur Herstellung von Rahmen für Fenster oder Türen, umfassend ein Kunststoffhohlprofil, insbesondere aus Polyvinylchlorid, mit mehreren Hohlkammern, wobei an der Außenseite der Außenwand des Kunststoffhohlprofils, insbesondere derjenigen Außenwand, die im bestimmungsgemäßen Gebrauch bewittert ist, eine Außenwandverstärkung, vorzugsweise aus Metall, insbesondere Aluminium, befestigt ist. Insbesondere ist die Außenwandverstärkung schubfest befestigt, insbesondere durch Verklebung. Vorzugsweise ist die Außenwandverstärkung an/in einer Befestigungsnut der Außenwand befestigt.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Rahmen für ein Fenster oder eine Tür.
  • Kunststoffhohlprofile, insbesondere extrudierte Kunststoffhohlprofile für die Herstellung von Fensterrahmen, Rahmen von Türen oder dergleichen, werden üblicherweise eingesetzt zur Bildung von mit einem Tragwerk verbindbaren Blendrahmen und/oder einem beweglich damit verbindbaren Flügelrahmen und können zusätzlich mit einer Außenwandverstärkung versehen sein, z.B. mittels einer schubfesten Verbindung.
  • Reine Kunststoffhohlprofile, vorzugsweise aus Polyvinylchlord (PVC), gegebenenfalls mit einer oder mehreren, parallel zur Längsrichtung des Kunststoffhohlprofils verlaufenden Hohlkammern, weisen eine für die Herstellung von Rahmen nicht hinreichende Festigkeit und Biegesteifigkeit auf, insbesondere bei Erwärmung wie z.B. unter Sonneneinstrahlung.
  • Kunststoffhohlprofile, z.B. aus PVC werden konstruktiv so ausgebildet, dass sie Druck- und Zugspannungen sowie Biegemomente bei begrenzter Durchbiegung aufnehmen bzw. übertragen können.
  • Deshalb ist man hinsichtlich der Verstärkung solcher Kunststoffhohlprofile schon die unterschiedlichsten Wege gegangen:
    Um eine ausreichende Steifigkeit zu erzielen, werden beispielsweise nachträglich Stahlprofile oder kunstharzgebundene Glasfaserstäbe als Verstärkungen in den Hohlraum von Kunststoffhohlprofilen eingeschoben.
  • Einschiebbare Verstärkungen der genannten Art sind wegen des mangelnden Verbunds mit dem Kunststoffhohlprofil nachteilig. Metallverstärkungen, z.B. Stahlverstärkungen sind trotz der schützenden Zinkauflagen an den Verschraubungsstellen korrosionsanfällig. Außerdem bringen Metallverstärkungen erhebliche Schwierigkeiten mit sich, wenn man bei der Herstellung der Rahmen auf den modernen Kunststoff-Präzisions-Schweißmaschinen in den Rahmenecken stumpf oder auf Gehrung miteinander verschweißen will. Daher sind nachträgliche einschiebbare Verstärkungen grundsätzlich kürzer als das Kunststoffhohlprofil, in welches Sie eingeschoben werden sollen und stehen in den Ecken zurück.
  • Problematisch in der Verarbeitung solcher Profile ist auch, dass die Verstärkungen bei der Ausbildung von Eckbereichen nicht wie das Profil selbst verschweißt werden können, sondern entweder ohne Verbindung bleiben müssen oder aber Eckverbindungen mit einer separaten Technologie unter Verwendung von aufwändigen Eckverbindungselementen hergestellt werden müssen.
  • Um eine hohe statische Tragfähigkeit von Kunststoffhohlprofilen z.B. aus PVC herzustellen, insbesondere bei Flügelprofilen ist es Stand der Technik, diese mit sogenannten Armierungen, mit einer höheren Tragfähigkeit oder höherem E-Modul als das reine Kunststoff-Material, auszuführen.
  • Solche Armierungen sind aus Metall und in der Regel aus Stahl oder aus Aluminium. Neben einer hohen Tragfähigkeit weisen sie auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Dies hat in Bezug auf die höher werdenden Anforderungen an die Wärmedämmung von Kunststoffhohlprofilen im Rahmenbau allerdings zunehmend negative Auswirkungen und es werden alternative Materialien zur Aussteifung der Kunststoffhohlprofile gesucht, die neben einer hohen Tragfähigkeit eine möglichst niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
  • Um ein höheres E-Modul nutzbar machen zu können ist aus der Patentanmeldung DE 10 2004 002 397 A1 bekannt, eine Aluminiumschale auf einem Kunststoffhohlprofil sowohl wetter- als auch raumseitig zu verkleben.
  • Nachteil dieser Konstruktion ist die zwingend beidseitige Aluminiumverblendung, um das statische Gleichgewicht des Fensters zu gewährleisten. Der hohe Aluminiumanteil ist gegenüber PVC kostenintensiv und nutzt nicht die Vorzüge eines Kunststofffensters, hinsichtlich der Optik und Pflege.
  • Aluminiumverblendungen der vorgenannten Art sind daher an der zur Raumseite weisenden Sichtfläche bzw. der Innenwand von Rahmen eines Fensters oder einer Tür häufig unerwünscht.
  • Aber auch mit einer Konstruktion nach diesem Stand der Technik ist eine genügende Lasteinleitung und Lastaufnahme von Glaslasten nur bedingt gegeben.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Rahmenprofil für den Bau von Rahmen für Fenster oder Türen bereitzustellen, das auf raumseitige Aluminiumverblendung, vorzugsweise auch auf teure und wärmetechnisch ungünstige Stahlverstärkungen im Inneren weitestgehend verzichten kann und dennoch durch hohe statische Belastbarkeit, insbesondere in den Eckbereichen überzeugt. Insbesondere soll die Erfindung eine verbesserte Stabilität gegenüber auftretenden Torsionskräften besitzen. Darüber hinaus soll ein gebildeter Rahmen, z.B. für Fenster oder Türen verbesserte Wärmeisolationsfähigkeit besitzen und die Optik und andere Vorzüge eines Kunststoffhohlprofils raumseitig wahren.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe, vorzugsweise werden alle Aufgaben durch ein Verbundprofil der eingangs genannten Art gelöst, bei dem an der zum Profilinneren weisenden Innenseite der Innenwand des Kunststoffhohlprofils und / oder an einem zur Innenwand beabstandet liegenden, vorzugsweise parallel beabstandet liegenden Innensteg des Kunststoffhohlprofils, wenigstens eine innere Verstärkung aus einem zuschlagverstärktem Kunststoff befestigt ist.
  • Unter der inneren Verstärkung wird vorzugsweise verstanden, dass diese im Inneren des Kunststoffhohlprofils liegt, insbesondere also von außen nicht sichtbar ist. Vorzugsweise wird unter der inneren Verstärkung auch verstanden, dass diese eine verstärkende Wirkung im örtlichen Umgebungsbereich der Innenwand aufweist.
  • Bei der genannten Innenwand handelt es sich vorzugsweise um diejenige Wand des Kunststoffhohlprofils, deren Außenseite im bestimmungsgemäßen Gebrauch zum Innenraum eines Gebäudes weist, die also vom Rauminneren aus sichtbar ist. Die genannte Außenwand ist hingegen diejenige, deren Außenseite zur Umwelt weist und die - zumindest sofern keine Außenwandverstärkung angebracht wäre - von außerhalb eines Gebäudes sichtbar ist.
  • Die jeweiligen Innenseiten von Außenwand und Innenwand sind zum Profilinneren des Kunststoffhohlprofils gerichtet und liegen einander beabstandet durch Hohlräume und / oder andere Profilstege des Kunststoffhohlprofils gegenüber.
  • Unter der Befestigung der inneren Verstärkung an der Innenseite der Innenwand wird verstanden, dass die Verstärkung mit der nach innen weisenden Oberfläche der Innenwand verbunden ist. Eine innere Verstärkung an einem zur Innenwand vorzugsweise parallel beabstandeten Steg kann auf der zur Innenwand und/oder auf der zur Außenwand weisenden Oberfläche dieses Innenstegs befestigt sein.
  • Mit dem Kunststoffhohlprofil ist nachfolgend die Gesamtheit aller Kunststoffstege gemeint, welche keine Verstärkung durch Zuschläge aufweist, also aus reinem Kunststoffmaterial, z.B. PVC, ausgebildet ist und die stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Mit dem Verbundprofil ist nachfolgend die Gesamtheit aller Stege des Profils gemeint unabhängig davon, ob es sich um Stege aus reinem Kunststoff, zuschlagverstärktem Kunststoff oder aus anderen Materialien als Kunststoff, wie z.B. Metall, handelt.
  • Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde der statischen Wirkung der sichtbaren Außenverstärkung an der Außenwand innen im Kunststoffhohlprofil wenigstens eine innere Verstärkung gegenüberzulegen, die allerdings vom Rauminneren unsichtbar ist.
  • Zusätzlich zur sichtbaren bewitterten Außenwandverstärkung kann das Verbundprofil gemäß der Erfindung auch an oder in der Außenwand eine weitere (nicht sichtbare) äußere Verstärkung aufweisen, insbesondere die mit der bewitterten Außenwandverstärkung zusammenwirkt, vorzugsweise, die in oder an die Außenwand extrudiert, insbesondere koextrudiert ist. Vorzugsweise wird unter der äußeren Verstärkung eine solche Verstärkung verstanden, welche im Umgebungsbereich der Außenwand, insbesondere an/in dieser verstärkend wird.
  • In einem solchen Fall wird der statischen Wirkung der sichtbaren Außenverstärkung an der Außenwand und der (nicht sichtbaren) äußeren Verstärkung der Außenwand innen im Kunststoffhohlprofil wenigstens eine innere Verstärkung gegenübergelegt, die allerdings vom Rauminneren unsichtbar ist.
  • Alle in dieser Beschreibung benannten Merkmale der inneren Verstärkung können vorzugsweise in gleicher Weise auch bei einer äußeren Verstärkung vorgesehen sein.
  • Die Erfindung kann daher dieselben statischen Eigenschaften erzielen, wie der Stand der Technik mit zwei außen angeordneten Verstärkungselementen, ohne den Nachteil, zum Rauminneren das Verstärkungselement zu zeigen.
  • Vorzugsweise können die Außenwandverstärkung, insbesondere in Verbindung mit einer ggfs. eingesetzten äußeren Verstärkung, und die wenigstens eine innere Verstärkung so ausgelegt sein, dass diese dieselbe oder zumindest im Wesentlichen dieselbe verstärkende Wirkung aufweisen, insbesondere hinsichtlich Durchbiegung und/oder Torsion des Verbundprofils.
  • Vorzugsweise kann es auch vorgesehen sein, dass alle verstärkenden Elemente des Verbundprofils auf einer Seite des Massenschwerpunkts (bezogen auf den Verbundprofilquerschnitt) oder auf einer Seite einer Mittelebene und alle verstärkenden Elemente des Verbundprofils auf der anderen Seite des Massenschwerpunkts (bezogen auf den Verbundprofilquerschnitt) oder auf der anderen Seite einer Mittelebene dieselbe oder zumindest im Wesentlichen dieselbe verstärkende Wirkung aufweisen, insbesondere hinsichtlich Durchbiegung und/oder Torsion des Verbundprofils.
  • Die benannte Mittelebene kann eine solche sein, die parallel zur Außenwand und Innenwand verläuft und mittig zwischen diesen oder mittig im gesamten Verbundprofil liegt.
  • Die verstärkenden Elemente auf der einen Seite können z.B. die bewitterte Außenwandverstärkung, insbesondere in Verbindung mit einer in / an die Außenwand extrudierten äußeren Verstärkung sein. Das wenigstens eine verstärkende Element auf der anderen Seite kann somit die wenigstens eine innere Verstärkung sein, insbesondere die an der Innenseite der Innenwand und / oder an einem zur Innenwand beabstandeten Innensteg befestigt ist, vorzugsweise zur Koextrusion. Eine innere Verstärkung, die an der Innenseite der Innenwand befestigt ist, z.B. durch Koextrusion, kann auch direkt als Innenwandverstärkung bezeichnet werden.
  • Eine innere Verstärkung, die an einem zur Innenwand beabstandeten, insbesondere zur Innenwand parallel liegenden Innensteg befestigt ist, vorzugsweise durch Koextrusion, ist vorzugsweise an einem solchen Innensteg befestigt, der zur Innenwand einen geringeren Abstand aufweist, als zur Außenwand. Vorzugsweise wird so sichergestellt, dass eine so angeordnete innere Verstärkung einen "Gegenpol" zur Außenwandverstärkung, insbesondere in Verbindung mit einer äußeren Verstärkung bildet.
  • Vorzugsweise ist dieser Innensteg ein solcher, welcher zur Innenwand unmittelbar benachbart ist, insbesondere so dass zwischen Innenwand und diesem Innensteg kein weiterer zur Innenwand parallel liegender Steg angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Innensteg ein solcher, welcher mit seinem einen Ende unter der Glasleistennut des Verbundprofils liegt, insbesondere diese statisch unterstützt.
  • Vorzugsweise wird als Innensteg für die Befestigung der inneren Verstärkung ein solcher Steg gewählt, welcher bezogen auf die Breite des Verbundprofils zwischen den Außenflächen von Innenwand und Außenwand einen Abstand zur inneren Oberfläche der Innenwand aufweist, der kleiner ist als 25%, weiter bevorzugt kleiner ist als 15%, weiter bevorzugt kleiner ist als 10% dieser Breite.
  • Innensteg und Innenwand können vorzugsweise durch wenigstens einen Steg verbunden sein, insbesondere der senkrecht zu Innenwand und Innensteg orientiert ist.
  • Die verstärkende Wirkung der inneren Verstärkung wird durch obengenannte Ausführungsmöglichkeiten weitestmöglich in Richtung zur Innenwand verschoben bzw. weitestmöglich zur Außenwand beabstandet, ohne an dieser Innenwand selbst befestigt zu sein. Optische Einflüsse durch eine Befestigung der inneren Verstärkung auf der Innenseite der Innenwand, die sich ggfs. an deren äußerer Sichtseite zeigen, z.B. bei Koextrusion, können so vermieden werden.
  • Die Erfindung kann es vorsehen, dass an der Innenseite der Innenwand und/oder an einem zur Innenwand beabstandet liegenden Innensteg eine innere Verstärkung angeordnet ist oder mehrere innere Verstärkungen angeordnet sind, letzteres insbesondere, wenn die Innenseite der Innenwand oder der Innensteg in Höhenrichtung durch wenigstens einen Steg unterteilt ist. Bei mehreren inneren Verstärkungen an der Innenseite der Innenwand und/oder an dem Innensteg liegen vorzugsweise diese mehreren inneren Verstärkungen mit zumindest einer Oberfläche, insbesondere die parallel zur Innenwand liegt, fluchtend zueinander.
  • Vorzugsweise ist genau eine einzige innere Verstärkung vorgesehen, insbesondere also entweder an der Innenseite der Innenwand oder an dem genannten Innensteg.
  • Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass wenigstens eine innere Verstärkung, vorzugsweise alle, an der Innenseite der Innenwand und/oder an dem Innensteg des Kunststoffhohlprofils stoffschlüssig befestigt ist, vorzugsweise durch Koextrusion, insbesondere was bedeutet, dass die Innenwand und/oder der Innensteg des Kunststoffhohlprofils und die wenigstens eine innere Verstärkung gleichzeitig nebeneinander extrudiert werden und sich hierdurch stoffschlüssig verbinden. Der Begriff "Koextrudat" wie er hier in Bezug auf die vorliegende Erfindung verwendet wird, bedeutet, dass während der Extrusion des Kunststoffhohlprofils sowohl die innere Verstärkung, ggfs. auch andere Innenverstärkungen, aus zuschlagverstärktem Kunststoff, z.B. aus faserverstärktem Kunststoff als auch die unverstärkten Profilanteile des Kunststoffhohlprofils als fließfähige Extrudate, insbesondere aus unterschiedlichen Materialien oder Materialkompositionen, vorliegen.
  • Die Erfindung kann vorsehen, auf die herkömmlichen Verstärkungskomponenten, wie z.B. Stahlprofile ganz oder zumindest weiterstgehend zu verzichten, und diese durch mit Zuschlagsstoffen versetzte innere Verstärkung(en) in der Ausbildung als Extrudat in Kombination mit einer außenseitig schubfest verbundenen Außenwandverstärkung, z.B. als Aluminiumschale zu ersetzen. Die Erfindung kann aber auch vorsehen, die Außenwand- und wenigstens eine innere Verstärkung in Kombination mit wenigstens einer herkömmlichen Verstärkungskomponente einzusetzen, z.B. mit einem Stahlverstärkungsprofil in einer Hohlkammer des Verbundprofils.
  • Vorzugsweise kann es vorgesehen sein, dass die Innenwand des Kunststoffhohlprofils außenseitig eine unverblendete Sichtfläche der Verbundprofils bildet.
  • Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Außenwandverstärkung, ggfs. in Verbindung mit einer äußeren Verstärkung, und die wenigstens eine innere Verstärkung, insbesondere zusammen mit einer in einer Hohlkammer des Kunststoffhohlprofils angeordneten Stahlverstärkung, die einzigen Verstärkungen des Kunststoffhohlprofils bilden.
  • Die verstärkenden und/oder stabilisierenden Zuschlag-Substanzen in dem Kunststoff der inneren Verstärkung ist vorzugsweise gebildet durch Fasern und/oder Flakes, insbesondere aus Glas oder Karbon oder Aramid. Grundsätzlich können auch Naturfasern zum Einsatz kommen. Dies kann auch für die äußere Verstärkung vorgesehen sein.
  • Solche Zuschläge können beim Extrusionsprozess einen vermehrten Abrieb an den Werkzeugen verursachen. Um einem frühzeitigen Verschleiß entgegenzuwirken, werden vorzugsweise die zuschlagverstärkten Extrudate, insbesondere zumindest die wenigstens eine innere Verstärkung zumindest bereichsweise oder bei einer weiteren Ausführungsform vollständig von unverstärktem PVC ummantelt an- oder einextrudiert, insbesondere damit keine Berührung mit Extrusionswerkzeugen entsteht, was zu einer höheren Standzeit der Werkzeuge führt. In diesem Fall sind zumindest die wenigstens eine innere Verstärkungaus zuschlagverstärktem Kunststoff allseitig von unverstärktem Kunststoff umgeben, insbesondere durch Koextrusion in den unverstärkten Kunststoff eingebettet.
  • Die erfindungsgemäßen Verbundprofile können beispielsweise bei einer Flügel-Blendrahmenkombination eingesetzt sein. Auch ohne weitere Erwähnung können die Verbundprofile ebenso für Stulp- und Pfostenkonstruktionen, sowie für Festverglasung zum Einsatz kommen.
  • Die Außenwandverstärkung ist vorzugsweise aus Metall ausgebildet, insbesondere Aluminium, insbesondere in der Art einer Schale, welche mit der Schaleninnenseite die Außenwand überdeckt. Es können für die Außenwandverstärkung auch andere Materialien, wie zum Beispiel Edelstahl oder zuschlagverstärkter, z.B. faserverstärkte Kunststoff oder WPC eingesetzt werden.
  • Eine mögliche Ausführungsform kann vorsehen, dass die wenigstens eine innere Verstärkung im Querschnitt senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Kunststoffhohlprofils wenigstens zwei, vorzugsweise drei verbundene Schenkel aufweist, insbesondere zumindest im Wesentlichen L-förmig oder C-förmig oder U-förmig oder F-förmig oder T-förmig ausgebildet ist. Verschiedene Schenkel können dabei vorzugsweise unterschiedliche Dicken und oder unterschiedliche Längen haben.
  • Es kann vorgesehen sein, dass zwei an einem Verbindungsort verbundene Schenkel sich in verschiedene Richtungen vom Verbindungsort wegerstrecken, vorzugsweise wobei jeder Schenkel parallel zu einem Steg aus unverstärktem Kunststoff des Kunststoffhohlprofils verläuft.
  • Diese Ausführung erlaubt es, mit einem möglichst geringen Materialeinsatz eine möglichst hohe Eigenträgheit zu erzielen.
  • Die Variationen der geometrischen Gestaltungen sind vielfältig. Da das zuschlagverstärkte Extrudat fließfähig und schweißbar ist, ist es vorteilhaft, die Eckbereiche, wo Schenkel verbunden sind, gegenüber den übrigen Bereichen der Schenkel, mit einer größeren Wandstärke auszuführen.
  • Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass im Bereich des Innenwinkels zwischen zwei Schenkeln an einem Verbindungsort eine Materialanhäufung aus zuschlagverstärkten Kunststoff angeordnet ist. Vorzugsweise wird unter dem Innenwinkel der Winkel verstanden, der bei einem aus/mit den Schenkeln gebildeten Dreieck im Inneren des Dreiecks liegt. Insbesondere ist der Innenwinkel der kleinere von den zwei Winkeln, der zwischen den beiden betrachteten Schenkeln eingeschlossen ist. Z.B. kann die Materialanhäufung um die Winkelhalbierende des Innenwinkels ungleichmäßig oder unsymmetrisch verteilt sein und/oder es kann durch die Materialanhäufung einer der Schenkel stärker verdickt sein als der andere und/oder die Materialanhäufung kann im Innenwinkelbereich zwischen den Schenkeln eine zumindest bereichsweise plane Fläche bilden, vorzugsweise die zu einem der Schenkel eine andere Neigung aufweist als zum anderen Schenkel.
  • Vorzugsweise weist die innere Verstärkung aus zuschlagverstärktem Kunststoff in einem Verbindungsbereich zwischen wenigstens zwei Schenkeln die größte Materialanhäufung auf, zugunsten einer hohen Verbindungsfestigkeit in diesem Bereich.
  • Diese möglichen Ausführungen führen auch zu einer höheren Festigkeit in den Rahmenecken und der Aufgabe wird Rechnung getragen, die Glaslasten aus der Profilmitte in die Innere Verstärkung aus zuschlagverstärktem Material einzuleiten.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Schenkel, der parallel zur Innenwand des Kunststoffhohlprofils verläuft, im Querschnitt senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Kunststoffhohlprofils die längste Erstreckung und/oder größte Dicke aller Schenkel derselben Verstärkung hat.
  • Weiterhin kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die wenigstens eine innere Verstärkung im Querschnitt senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Kunststoffhohlprofils eine Höhe aufweist, die mindestens 40%, vorzugsweise mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 60%, vorzugsweise mindestens 70% der Höhe der Innenwand an deren Außenseite hat.
  • Eine bevorzugte Ausführung kann vorsehen, dass die wenigstens eine innere Verstärkung, insbesondere an einem Schenkel, wenigstens eine Ausnehmung, vorzugsweise eine hinterschnittene Ausnehmung aufweist, in welcher nicht verstärkter Kunststoff des Kunststoffhohlprofils angeordnet ist, insbesondere durch Koextrusion angeordnet ist, vorzugsweise wobei auf der der Ausnehmung gegenüberliegenden Seite der inneren Verstärkung ein Vorsprung aus zuschlagverstärktem Material angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich ein besonders sicherer Verbund zwischen dem verstärkten und unverstärkten Kunststoff.
  • Neben den Belastungskräften und der Aufnahme von Last auf die Sichtfläche der Außenwandverstärkung beispielsweise durch Wind, wirken in der Ebene des Kunststoffhohlprofils vorranging Lasten aus den Füllungen und deren Eigengewichte.
  • Dieses Eigengewicht belastet u.a. die Ecken eines geschweißten Rahmens aus Kunststoffhohlprofilen aus dem Verbundmaterial dauerhaft. Um hier einen möglichst hohen Widerstand der Rahmenecke gegen diese Belastungskräfte sicherzustellen ist es erforderlich eine möglichst große verschweißbare Fläche verwenden zu können. Zuschlagverstärkte Materialien sind schweißbar, erzielen aber nicht die hohe Stoff- und Kraftschlüssigkeit wie bei unverstärktem Kunststoff.
  • Da der Eckbereich in der äußeren Außenwandverstärkung, z.B. aus Aluminium schubfest verbunden ist, lässt sich dieser nicht für diese Aufgabe mit ansetzen und das Material der Außenwandverstärkung kann ggfs. kann nicht mit verschweißt werden. Die Außenwandverstärkung wird vor dem Eckschweißvorgang zurückgefräst, so dass nur der unverstärkte PVC-Kern (das Kunststoffhohlprofil) und die Verstärkungen aus zuschlagverstärkten Kunststoff mit Heizelementen aufgeschmolzen und zusammengeschweißt wird.
  • Um dies tun zu können, liegt der Erfindung ein Material für die wenigstens eine innere Verstärkung aus zuschlagverstärktem Kunststoff zugrunde, welches sich inkl. des unverstärkten Materials des Kunststoffhohlprofil verschweißen lässt, insbesondere um so einen möglichst hohen Widerstand gegen die Belastungskräfte auf den Ecken entgegen zu setzen. In einer möglichen Ausführung ist der Matrixkunststoff, in den der Zuschlag eingebettet ist und der für die innere Verstärkung genutzt wird, derselbe Kunststoff, wie er beim Kunststoffhohlprofil vorliegt. In anderer Ausführung kann der Matrixkunststoff ein teilkristalliner thermoplastischer, gesättigter Polyester auf der Basis von Polybutylenterephthalat (PBT) sein.
  • Die Belastungskräfte auf das Kunststoffhohlprofil werden maßgeblich aufgrund des Gewichtes der Glasscheibe, der Windlast und der thermischen Lasten verursacht. Die Glasklötze, die zwischen Glasscheibe und Rahmen in den diagonal gegenüberliegenden Ecken angeordnet sind, lenken den Kraftfluss im Rahmen.
  • Die Belastungskraft wird größtenteils durch die äußere Außenwandverstärkung, z.B. aus Aluminium (ggfs. in Verbindung mit einer äußeren Verstärkung) und die wenigstens eine innere Verstärkung aus zuschlagverstärktem Kunststoff aufgenommen.
  • Im wetterseitigen Bereich ist die Belastungskraft im Bereich der äußeren Außenwandverstärkung, z.B. aus Aluminium und die Außenwandverstärkung wirkt direkt gegen diese Belastungskraft.
  • Die wenigstens eine innere Verstärkung ist erfindungsgemäß, um eine möglich hohe Belastungskraft aus der Sichtfläche aufzunehmen, mit dem größtmöglichen Abstand zum Schwerpunkt des Kunststoffhohlprofilquerschnitts angeordnet.
  • Dies ist allerdings nachteilig in Bezug auf die Aufnahme der Belastungskräfte.
  • Um auch Belastungskräfte in Ebene des Kunststoffhohlprofils optimal aufnehmen zu können, kann es vorzugsweise vorgesehen sein, die Belastungskraft durch die zuvor genannten vorzugsweise vorgesehenen Schenkel zu führen, insbesondere die senkrecht zur Ebene der Innenwand verlaufen.
  • Um die Belastungskräfte beispielsweises der Glasscheibe optimal vom Kunststoffhohlprofil in solche Schenkel zu bringen und in andere Schenkel zu überführen sind die erhöhten Spannungen/Momentspannungen die im Eckübergang zwischen den Schenkel entstehen können, aufzunehmen. Dies wird in der Erfindung vorzugsweise dadurch gelöst, dass die Schenkel hin zum Verbindungsbereich größere, insbesondere in Richtung zum Verbindungsbereich zunehmende Wanddicken aufweisen, insbesondere wie zuvor erwähnt. Die Wanddicken können je nach Belastungskraft unterschiedlich dick ausgeführt werden um Spannungsspitzen optimal aufnehmen zu können.
  • Die wenigstens eine zuschlagverstärkte innere Verstärkung weist vorzugsweise jeweils eine Außen- und eine Innenkontur auf, vorzugsweise die nicht kongruent zueinander sind, insbesondere auch durch Skalierung nicht kongruent zueinander werden. Die Außenkontur bildet vorzugsweise die Kontaktlinie zum unverstärkten Kunststoff des Kunststoffhohlprofils, insbesondere des Flügel- oder Blendrahmenprofils. Vorzugsweise sind demnach die zuvor genannten Materialanhäufungen an der Innenkontur angeordnet. Das zuschlagverstärkte Material der inneren Verstärkung(en) bildet mit dem unverstärkten Kunststoffmaterial bei der Extrusion zusammen ein fließfähiges Extrudat, das in einem Arbeitsgang extrudiert wird. Die zuschlagverstärkte Kunststoffverstärkung haftet durch ihre raue Oberflächenbeschaffenheit sehr gut formschlüssig am unverstärkten Kunststoff, insbesondere dem PVC.
  • Die geometrische Gestaltung der Außenkontur, bildet die kontaktierende Oberfläche. Vorzugsweise kann diese wenigstens eine hinterschnittene Ausnehmung, z.B. in Schwalbenschwanzform oder Einkerbungen oder Nockenausformungen aufweisen. Diese führen zu einer zusätzlichen Formschlussverbindung durch eine größere Verbundfläche mit dem unverstärkten Kunststoff des Rahmens, insbesondere Flügelrahmens, Blendrahmens oder Setzpfosten, die das Übertragen von Kräften durch ineinanderpassende Formen begünstigt. Insbesondere Glaslasten können so besser abgeleitet werden.
  • Die Innenkontur bildet die zum Inneren einer Hohlkammer weisende Fläche, insbesondere aus der Hohlkammer sichtbare Fläche, vorzugsweise die wenigstens teilweise kontaktierend an- oder in den unverstärkten Kunststoff extrudiert ist.
  • In der Ausführungsform einer inneren Verstärkung mit wenigstens zwei Schenkeln, insbesondere die an einem Basisschenkel befestigt sind, können Schenkelenden in einer Befestigungsnut aufgenommen sein, die aus unverstärktem Kunststoff gebildet ist.
  • Die Erfindung schlägt weiterhin vor, die äußere Außenwandverstärkung aus einem metallischen Material, vorzugsweise Aluminium auszubilden. Durch die größtmögliche Beabstandung zur inneren Verstärkung, was mit einem erwünscht großen Abstand zwischen den versteifenden Elementen und dem Schwerpunkt des Kunststoffhohlprofil oder des Verbundprofils Profils einhergeht, wird der größte synergetische Effekt beider Verstärkungen erzielt.
  • Um eine maximale Tragfähigkeit zu erzielen wird die Außenwandverstärkung vorzugsweise schubfest mit dem Kunststoffhohlprofil verbunden. Dies erfolgt vorzugsweise durch eine Verklebung der Außenwandverstärkung mit der Außenwand des Kunststoffhohlprofils, vorzugsweise in einer außenseitigen Befestigungsnut. Auch die innere Verstärkung aus dem zuschlagverstärktem Material ist durch den bevorzugten Extrusionsprozess schubfest mit dem unverstärkten Kunststoff des Kunststoffhohlprofils verbunden. Insbesondere ist es an allen Kontaktstellen zum unverstärkten Kunststoff durch Extrusion stoffschlüssig verbunden. Durch die Kombination einer metallischen äußeren Außenwandverstärkung und wenigstens einer zuschlagverstärkten inneren Verstärkung wird eine hohe Tragfähigkeit unter Einhaltung einer hohen Wärmedämmung, unter Wahrung der raumseitigen Optik und bei gleichzeitiger hoher Aufnahme von Glaslasten erzielt.
  • Für die erfindungsgemäße zuschlagverstärkte innere Verstärkung kann es vorgesehen sein, dass Kunststoff als Granulat aufgeschmolzen und ein Zuschlag als Verstärkungszusatz, z.B. Glasfasern hinzugefügt werden. Das verwendete Materialgemisch für die innere Kunststoffverstärkung ist vorzugsweise ein teilkristalliner thermoplastischer, gesättigter Polyester auf der Basis von Polybutylen-terephthalat (PBT). Je nach Anforderung stehen standardmäßig verschiedene Materialmischungen mit verschiedenen Gehalten an Verstärkungszusatz zur Verfügung. Diese Materialmischung zeichnet sich durch eine sehr gute Fließfähigkeit aus und kann daher auf Extrusionsanlagen verarbeitet werden.
  • Durch einen Anteil, insbesondere geringen Anteil an anisotropen Füll- und Verstärkungsstoffen ist es möglich großflächige, maßhaltige Bauteile mit geringem Verzug herzustellen, was insbesondere für Kunststoffverarbeiter eine große Herausforderung darstellt.
  • Polybutylen-terephthalat mit Verstärkungszusatz, insbesondere faserarmiertes Polybutylen-terephthalat (PBT) zeichnet sich durch hohe Steifigkeit und Festigkeit, sehr gute Formbeständigkeit bei Temperatureinflüssen, geringe Wasseraufnahme und gute Widerstandsfähigkeit gegen viele Chemikalien aus.
  • Beim Co-Extrusionsverfahren bildet Polybutylen-terephthalat (PBT) mit Verstärkungszuschlag, insbesondere faserverstärktes PBT mit dem unverstärkten Kunststoff, insbesondere PVC eine hochsteife Materialkombination, die für die mechanische Verstärkung von Kunststoffhohlprofilen für Fenster oder Türen hervorragend geeignet ist. Im Vergleich zu einer Aussteifung mit Stahl wird das Verbundprofil leichter, kann kosteneffizienter produziert werden und dies bei reduzierter Wärmeleitung. Potentiell sind schlankere Fenster-profil-Geometrien machbar.
  • Im einer möglichen Ausführung ist die Positionierung und Ausformung der wenigstens einen zuschlagverstärkten inneren Verstärkung so konstruiert, dass sie eine herkömmliche Stahlverstärkung im Kunststoffhohlprofil hinsichtlich der Tragfähigkeit ersetzen kann. Das Verbundprofil weist im eingebauten Zustand eine hohe Formstabilität auf und zeigt nahezu kein Nachschrumpfen nach dem Einbau. Das deutlich geringere Gewicht erleichtert darüber hinaus die Verarbeitung und Handhabung.
  • Das Co-extrudierte Verbundprofil ist schweißbar, insbesondere im üblichen Heizelement-Schweißverfahren zur Fensterrahmenfertigung und ist auf dem existierenden Maschinenpark mechanisch gut weiter zu bearbeiten.
  • Das Materialgemisch für die zuschlagverstärkte Kunststoffverstärkung kann in mehreren Farbabstufungen, insbesondere von weiß-opak bis schwarz verwendet werden.
  • In allen Ausführungen kann es vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Anteil der Außenwandverstärkung am Flächenträgheitsmoment zum Anteil der wenigstens einen inneren Verstärkung zum Flächenträgheitsmoment des Verbundprofils sich verhält wie 1:3,5 bis 1:7, vorzugsweise 1:4 bis 1:6, weiter bevorzugt 1:4,5 bis 1:5,5, insbesondere bei Ausbildung der Außenwandverstärkung aus Metall, vorzugsweise Aluminium, vorzugsweise um im Wesentlichen gleichen Anteil beider Verstärkungen an der Versteifung des Kunststoffhohlprofils zu erzielen.
  • Weiterhin kann vorzugsweise die Außenwand, insbesondere der den Nutgrund der Befestigungsnut bildende Profilsteg des Kunststoffhohlprofils, zumindest im Wesentlichen dieselbe Dicke aufweisen, wie der Steg der Innenwand des Kunststoffhohlprofils oder wie der Steg der Innenwand des Kunststoffhohlprofils zuzüglich der Dicke eines Steges des Kunststoffhohlprofils, der eine innere Verstärkung stoffschlüssig überdeckt. Diese Steganteile tragen überwiegend zur Stabilität der Eckverschweißung bei.
  • Die Erfindung umfasst das Verfahren zum Eckverbinden zweier Verbundprofile in folgenden Schritten:
    1. a. an jedem von zwei Verbundprofilen wird jeweils ein Gehrungsschnitt unter einem vorbestimmten Winkel, insbesondere von 45 Grad, vorgenommen, bevorzugt der das Kunststoffhohlprofil und alle Verstärkungen des Verbundprofils gleichzeitig fluchtend durchtrennt,
    2. b. an jedem von zwei Verbundprofilen wird parallel zur Gehrungsschnittebene in einer vorbestimmten Abtragungslänge Material von der Außenwandverstärkung entfernt, insbesondere wobei nach außen über den Grund der Befestigungsnut in der Außenwand vorstehendes Kunststoffmaterial und/oder zuschlagverstärktes Kunststoffmaterial entfernt wird, bevorzugt ohne einen Materialabtrag an dem Steg der Außenwand vorzunehmen, welcher den Grund einer Befestigungsnut bildet,
    3. c. eine ggfs. vorhandene Stahlverstärkung wird in der Länge eingekürzt,
    4. d. die auf Gehrung geschnittenen Endbereiche der zwei Verbundprofile werden nach Erwärmen und Aufschmelzen von unverstärktem und zuschlagverstärktem Kunststoffmaterial in der Gehrungsschnittfläche aneinandergepresst und hierdurch über Eck miteinander verschweißt, wobei die Außenwandverstärkungen der zwei Verbundprofile miteinander in Kontakt gebracht werden.
  • Hierbei können die faserverstärkten Kunststoffverstärkungen ebenso aufgeschmolzen werden, und eine zusätzliche, stoff- und kraftschlüssige, tragfähige Verbindung bilden, die ansonsten im Wesentlichen durch die PVC-Schweißstege gewährleitet wird.
  • Das Koextrudat weist eine gute Schweißbarkeit im Rahmeneckbereich auf und verbindet sich stoff- und kraftschlüssig miteinander. Das lässt eine größere zu verschweißende Fläche zu, die sich in stärkeren Wanddicken darstellt.
  • Die Erfindung kann vorsehen, dass der Kunststoff-Steg des Kunststoffhohlprofils, welcher den Grund der Befestigungsnut für die Außenwandverstärkung bildet, der Steg mit der größten Wanddicke im Kunststoffhohlprofil ist. Im fertigen Rahmen, bilden dieser Steg der Befestigungsnut aus PVC eine stoff- und kraftschlüssige Verbindung, die sehr tragfähig ist.
  • Insbesondere die das Kunststoffprofil nach außen begrenzenden PVC-Stege, stellen die größten zu verschweißenden Flächen in den Rahmeneckbereichen dar.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform kann vorsehen, dass der PVC-Schweißsteg, welcher der äußeren Außenwandverstärkung als Befestigungsnut dient, die gleiche Wanddicke oder eine größere Wanddicke aufweist, wie die PVC-Schweißstege zusammen, die eine einextrudierte zuschlagverstärkte innere Verstärkung beidseitig, das heißt an der Innen- als auch an der Außenkontur umgeben.
  • Durch die beispielsweise vorgesehene Ausführung mit Schenkeln bietet die zuschlagverstärkte innere Verstärkung vorzugsweise wenigstens einen waagerechten und wenigstens einen senkrechten Schenkel.
  • Dies ist zum Beispiel nützlich bei der Befestigung von Schließblechen im Fensterfalz des Blendrahmens mittels Schrauben. Dies darf zur Einbruchsicherung nicht nur in PVC erfolgen. Hier dient der waagerechte Schenkel der zuschlagverstärkten innere Verstärkung als ergänzendes, stabiles Montagematerial, vorzugsweise zusätzlich zur ggfs. vorgesehenen Stahlverstärkung. Insbesondere die Ausführung der zuschlagverstärkten innere Verstärkung bietet der Schraube mehr Halt.
  • Der senkrechte Schenkel der inneren Verstärkung bietet vorzugsweise bei der festen Montage eines Drehbandes am Blendrahmen mit Schrauben ebenfalls eine zusätzliche Stabilität, insbesondere ergänzend zur Fixierung in der Stahlverstärkung.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • Die Figuren zeigen im Einzelnen:
    • Fig. 1a
    ein Verbundprofil eines Flügelrahmens im Schnitt mit einer wetterseitig, schubfest verbundenen Außenwandverstärkung aus Aluminium und einer zusätzlichen äußeren Verstärkung der Außenwand aus anextrudiertem zuschlagverstärkten Kunststoff,
    Fig. 1b
    eine Ausführung wie Fig. 1a mit einer abgewandelten Ausführung der zusätzlichen anextrudierten äußeren Verstärkung
    Fig. 2a
    ein Verbundprofil eines Blendrahmens im Schnitt mit einer wetterseitig, schubfest verbundenen Außenwandverstärkung aus Aluminium, einer anextrudierten äußeren Verstärkung und einer inneren Verstärkung aus anextrudiertem zuschlagverstärkten Kunststoff,
    Fig. 2b
    eine Ausführung wie Fig. 2a mit einer abgewandelten Ausführung der anextrudierten äußeren Verstärkung
    Fig. 3
    Verbundprofile einer Flügel- Blendrahmenkombination mit einer weiteren Ausführungsform der inneren Verstärkung
    Fig. 3a
    zeigt eine Detailansicht der inneren Verstärkung im Verbundprofil des Flügelrahmens gemäß der Figur 3
    Fig. 3aa
    zeigt eine weitere Ausführungsform der inneren Verstärkung in einem Verbundprofil eines Flügelrahmens
    Fig. 3b
    zeigt die Verbundprofile einer Flügel-Blendrahmenkombination mit einer Handbetätigung und zusätzlicher Befestigung eines Schließbleches in der inneren Verstärkung
    Fig. 3c
    zeigt die Verbundprofile einer Flügel-Blendrahmenkombination mit Dreh-Kipplager und dessen Befestigung in der innere Verstärkung.
    Figur 4
    zeigt die Verbundprofile mit einer inneren Verstärkung die statt an der Innenseite der Innenwand an einem zur Innenwand unmittelbar benachbarten und zur Innenwand parallelen Innensteg anextrudiert ist.
  • In Figur 1a ist ein Verbundprofil 100 eines Flügelrahmens im Schnitt dargestellt. Es umfasst ein Kunststoffhohlprofil 10 aus unverstärktem Kunststoff, z.B. aus PVC. Die Außenwand 20, welche in bestimmungsgemäßen Gebrauch zur Umwelt weist, ist mit einer wetterseitig, schubfest verbundenen Außenwandverstärkung 30 versehen, wobei die schubfeste Verbindung dadurch erzielt ist, dass die Außenwandverstärkung 30 zur Außenseite der Außenwand 20 weisende Klebefüße 31 aufweist, die an der Außenwand 20 mit Klebstoff 32 befestigt sind, hier in einem Bereich, der den Nutboden einer Befestigungsnut 21 der Außenwand 20 bildet. Zusätzlich ist die Außenwandverstärkung 30 mit Befestigungsstegen an den Nutwänden der Befestigungsnut befestigt, bzw. zumindest lagerichtig justiert. Die Außenwandverstärkung 30 aus Aluminium bildet hier eine Schale, welche die äußere Sichtfläche der Außenwand 20 des Kunststoffhohlprofils 10 vollständig überdeckt, insbesondere übergreift.
  • An der Innenseite der Innenwand 40 ist eine innere Verstärkung 50 aus zuschlagverstärktem Kunststoff, z.B. mit Glasfasern verstärktem Kunststoff durch das Verfahren der Koextrusion stoffschlüssig mit dem unverstärkten Kunststoff des Kunststoffhohlprofils 10 verbunden, also anextrudiert. Die Innenwand 40 ist diejenige Wand des Kunststoffhohlprofils 10, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch zum Rauminneren eines Gebäudes weist. Die Innenseite der Innenwand 40 weist zum Inneren des Kunststoffhohlprofils, z.B. zu oder in einen Hohlraum 60.
  • Die äußere Außenwandverstärkung 30 in der Form einer Schale aus einem metallischen Werkstoff, voranging Aluminium, verfügt als metallisches Material über eine im Vergleich zu einem Kunststoff oder faserverstärktem Kunststoff deutlich höheres Elastizitätsmodul und Biegefestigkeit. Dadurch ist die Biegesteifigkeit des Verbundprofils deutlich erhöht und so kann bei gleicher Geometrie des Kunststoffhohlprofils ein höheres Flächenträgheitsmoment und eine deutlich höhere Belastungskraft aufgenommen werden als von einem reinen Kunststoffhohlprofil oder einem mit zusätzlichem zuschlagverstärktem Kunststoffmaterial.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird das Flächenträgheitsmoment der äußeren Außenwandverstärkung 30 aus Aluminium als Einzelkomponente geometriebezogen für die Aufnahme von Glaslasten bzw. für die Aufnahme von Teilglaslasten am wetterseitigen Flügelüberschlag verwendet.
  • Ziel der Tragwirkung ist es, die äußere Außenwandverstärkung aus z.B. Aluminium in maximalem Abstand zur Bezugsachse des Schwerpunktes des Verbundprofils 100 anzuordnen, was hier durch die Befestigung an der Außenseite der Außenwand 20 gelingt.
  • Durch die hohe Widerstandsfähigkeit eines metallischen Materiales wird die äußere Außenwandverstärkung 30 wetterseitig angebracht, um hier eine maximale Tragwirkung zu bewirken.
  • Bei nicht verbundenen Einzelkomponenten werden nur die jeweiligen Einzelträgheitsmomente zum Gesamtträgheitsmoment nach Steiner addiert.
  • Ziel der Erfindung ist es daher, durch einen schubfesten Verbund aller verstärkenden Komponenten, insbesondere abgesehen von einem evtl. eingeschobenen Stahlverstärkungsprofil, nicht nur eine Addition der einzelnen Trägheitsmomente zum Ansatz bringen zu können, sondern auch den Abstand zur Bezugsachse des Verbundes der einzelnen Komponenten zur Wirkung im Gesamtträgheitsmoment zu bringen.
  • Durch die Verklebung der äußere Außenwandverstärkung 30 aus z.B. Aluminium an das Kunststoffhohlprofil 10 z.B. aus unverstärkten PVC kommt es zu einer sehr hohen Verbundwirkung und damit verbundenen Schubfestigkeit und Schubfedersteifigkeit gemäß EN 14024 und es kann ein nahezu schubfester Verbund erzielt werden.
  • Damit kann neben den reinen Eigenträgheitsanteilen der Komponenten auch eine Angleichung der Bezugsachsen mit dem Satz von Steiner erfolgen. Die statische Wirkung des Verbundes stellt hier einen deutlich höheren Widerstand, voranging gegen Belastungskraft auf die Schalensichtfläche beispielsweise Wind, dar und so wird eine deutliche Erhöhung der Biegesteifigkeit des Verbundes gegenüber den Einzelkomponenten erzielt.
  • Auch die innere Verstärkung 50 aus zuschlagverstärktem Kunststoff, die als inneres Tragelement fungiert, soll möglichst schubfest verbunden sein, dies wird durch das Ein- bzw. Anextrudieren erzielt. Sie bildet den statischen Ausgleich zur gegenüberliegenden Außenwandverstärkung 30.
  • Die innere Verstärkung 50 aus zuschlagverstärktem Kunststoff stellt einen Gegenpol zur äußeren Außenwandverstärkung 30 aus z.B. Aluminium dar und sorgt so dafür, dass der Abstand der äußeren Außenwandverstärkung, welcher durch das hohe Elastizitätsmodul und der hohen Biegefestigkeit die Haupttragaufgabe in Bezug auf die Aufnahme von Last auf die Schalensichtfläche beispielsweise Wind zu Teil wird, durch eine innere innere Verstärkung 50 aus zuschlagverstärktem Kunststoff erhöht wird zur Bezugsachse des Gesamttragwerkes, bzw. des Verbundprofils 100.
  • Um hier auch die Tragwirkung der inneren Verstärkung 50 aus zuschlagverstärktem Kunststoff zur Wirkung bringen zu können und die Bezugsachse möglichst mittig in dem Gesamttragwerk anzuordnen und so maximale Abstände der Verstärkungen zur Bezugsachse zu erzielen, soll vorzugsweise auch die innere Verstärkung aus zuschlagverstärktem Kunststoff ein höheres Elastizitätsmodul und eine höhere Biegefestigkeit aufweisen als das Kunststoffhohlprofil 10 aus unverstärktem PVC.
  • Um diesen Gegenpol zu erzielen ist es vorzugsweise vorgesehen, das geometrische Trägheitsmoment inkl. des materialspezifischen Elastizitätsmodul der inneren Verstärkung aus einem zuschlagverstärkten Kunststoff in ein vorbestimmtes Verhältnis zu bringen mit der Außenwandverstärkung aus vorrangig Aluminium und hier ein Gleichgewicht zu erzielen. Die für die Erfindung angedachten zuschlagverstärkten, vorzugsweise faserverstärkten Kunststoffe weisen ein Elastizitätsmodul von 5000 bis 22000 N/mm2 auf, bevorzugt zwischen 10000 und 20000 N/mm2 und besonders bevorzugt zwischen 12000 und 16000 N/mm2. So sollte der Anteil der Außenwandverstärkung am Flächenträgheitsmoment zum Anteil der wenigstens einen Innere Verstärkung zum Flächenträgheitsmoment des Verbundprofils sich verhalten wie 1:3,5 bis 1:7, vorzugsweise 1:4 bis 1:6, weiter bevorzugt 1:4,5 bis 1:5,5, insbesondere bei Ausbildung der Außenwandverstärkung aus Metall, vorzugsweise Aluminium, vorzugsweise um im Wesentlichen gleichen Anteil beider Verstärkungen an der Versteifung des Kunststoffhohlprofils zu erzielen.
  • Vorzugsweise lassen sich die jeweiligen Anteile beider Verstärkungen am Gesamtflächenträgheitsmoment des Verbundprofils (inkl.
  • Aussenwandverstärkung, Kunststoffprofil und innere Verstärkung) in für den Fachmann bekannter Weise nach dem Satz von Steiner berechnen.
  • Dieses Wirkprinzip wird in der Erfindung durch eine innere Verstärkung aus zuschlagverstärktem, vorzugsweise faserverstärkten Kunststoff gelöst.
  • Da hier die Optik und Oberflächeneigenschaften raumseitig durch das unverstärkte Kunststoffhohlprofil 10 dauerhaft erbracht werden sollen, wird die innere Verstärkung 50 aus zuschlagverstärktem Kunststoff nicht an der Sichtfläche der Innenwand 40 angebracht, sondern optisch verdeckt, aber in einem möglichst großen Abstand zum Bezugsschwer-punkt an/in das unverstärkte PVC Kunststoffhohlprofil 10 integriert bzw. vollständig ein- und/oder anextrudiert, insbesondere an der Innenseite der Innenwand 50.
  • Um die Verbindung zum Kunststoffhohlprofil 10 aus z.B. PVC noch zu stärken, ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise eine zusätzliche geometrische Gestaltung der sich kontaktierenden Oberflächen von Innenwand 40 und innerer Verstärkung 50 vorgesehen, z.B. durch wenigstens eine Ausnehmung 52, vorzugsweise eine hinterschnittene Ausnehmung 52 der inneren Verstärkung 50, in welcher nicht verstärkter Kunststoff des Kunststoffhohlprofils angeordnet ist, oder alternativ durch eine Ausnehmung, vorzugsweise eine hinterschnittene Ausnehmung der Innenwand 40, in welcher verstärkter Kunststoff der inneren Verstärkung angeordnet ist, insbesondere durch Koextrusion angeordnet ist, z.B. durch eine rechteckige Einkerbungen oder einer Schwalbenschwanzverbindung..
  • Das Material der inneren Verstärkung 50 bildet mit dem nicht verstärkten Kunststoff des Kunststoffhohlprofils 10 zusammen ein fließfähiges Extrudat, das in einem Arbeitsgang extrudiert wird. Das Material der inneren Verstärkung 50 haftet durch die raue Oberflächenbeschaffenheit sehr gut am Kunststoff des Kunststoffhohlprofils 10. So werden durch Formschlussverbindungen Kräfte (Drehmomente) durch ineinanderpassende Formen übertragen.
  • Anders als bei dem Verbund der metallischen Außenwandverstärkung 30 an das unverstärkte Kunststoffhohlprofil 10, wo ein schubfester Verbund durch eine stoffschlüssige Verbindung erzielt wird, wird diese Aufgabe bei der Erfindung durch eine Stoffschlüssige und vorzugsweise auch formschlüssige Verbindung zwischen dem zuschlagverstärkten Kunststoff der inneren Verstärkung 50 und dem unverstärkten Kunststoffhohlprofil 10 sichergestellt und die Tragwirkung erzielt.
  • In der in den Figuren gezeigten Ausführung der inneren Verstärkung ist diese aus mehreren Schenkeln 50a, 50b, 50c ausgebildet. Die Schenkel 50a, 50b, 50c sind über Verbindungsbereiche 51 verbunden, von denen sich je zwei Schenkel wegerstrecken.
  • Die zuschlagverstärkte innere Verstärkung 50 ist in den Verbindungsbereichen 51 mit mehr Material also einer Materialanhäufung versehen. Dies bewirkt einer höheren Festigkeit in den Verbindungsbereichen 51 und der Aufgabe wird Rechnung getragen, die Glaslasten aus der Profilmitte in die innere Verstärkung 50 aus zuschlagverstärktem Material einzuleiten.
  • Um die Belastungskräfte bei der bevorzugten C-förmigen, inneren Verstärkung 50 aus zuschlagverstärktem Kunststoff optimal einleiten zu können, weisen die Verbindungsbereiche 51 vorzugsweise eine größere Wandstärke gegenüber den geraden Abschnitten der Schenkel 50a, 50b, 50c außerhalb der Verbindungsbereiche 51 auf. Diese Materialverdickung in den Verbindungsbereichen 51 optimiert die Kraftflussübertragung und fängt Spannungsspitzen ab.
  • Die C-förmige, zuschlagverstärkte innere Verstärkung 50 wird hier aus drei Schenkeln 50a, 50b und 50c geformt und bilden mit dem Kunststoffhohlprofil drei Hohlkammern 60a, 60b, 60c. Die C-förmige innere Verstärkung 50 weist zwei offene Enden von Schenkel 50a, 50c auf, wobei ein freies Ende in einer kleiner Befestigungsnut 14 aufgenommen wird. Die zur Innenwand 40 weisende Außenkontur der inneren Verstärkung 50 ist zumindest teilweise die Innenwand 40 kontaktierend, im Kontaktbereich vollständig an die Innenwand 40 anextrudiert.
  • Die Spannungsspitzen und die Überleitung von Kräften aus den Schenkeln 50a, 50b, 50c können in der Erfindung dadurch aufgefangen werden bzw. können höhere Spannungen übertragen werden, indem die innere Verstärkung 50 aus zuschlagverstärktem Kunststoff, vorzugsweise C-förmig mit 3 Schenkeln 50a, 50b, 50c ausgebildet ist und zwei Schenkel 50a, 50c unter einem Winkel, insbesondere rechtem Winkel von einem die Basis bildenden Schenkel 50b abgehen. Vorzugsweise sind die Schenkel 50a, 50b, 50c jeweils zu bestimmten Profilstegen des Kunststoffhohlprofils 10 parallel ausgerichtete. Die Außen- und Innenkontur der inneren Verstärkung 50 verlaufen vorzugsweise nicht kongruent zueinander und kennzeichnen sich durch unterschiedliche Konturverläufe und Wanddicken aus.
  • Für eine höhere Steifigkeit im Außenwandbereich kann zusätzlich wenigstens eine weitere Verstärkung der Außenwand 20, bezeichnet als äußere Verstärkung 70, z.B. als Gegenzug, aus zuschlagverstärktem Kunststoff in die Außenwand 20 einextrudiert oder an diese anextrudiert sein. Diese äußere Verstärkung 70 liegt somit im Profilquerschnitt des Kunststoffhohlprofils 10.
  • Wenn zusätzlich zur bewitterten Außenwandverstärkung 30 noch eine äußere Verstärkung 70 der Außenwand 20 aus zuschlagverstärktem Kunststoff vorgesehen ist, kann es die Erfindung vorsehen, dass der vorgenannte Anteil der Beiträge zum Flächenträgheitsmoment bzgl. der Außenwandverstärkung zusammen mit der äußeren Verstärkung aus zuschlagverstärken Kunststoff einerseits und der wenigstens einen inneren Verstärkung andererseits vorliegt.
  • Das Einextrudieren statt Anextrudieren, was auch bei der innere Verstärkung vorgesehen sein kann, verhindert einen vermehrten Abrieb an den Werkzeugen beim Extrusionsprozess. Bei dieser Ausführungsform befindet sich die zuschlagverstärkte Innenverstärkung 70 über dem Bodenniveau der Befestigungsnut 21, wo die Klebefüße 31 befestigt sind und liegt zwischen diesen, bzw. zwischen deren Klebemittel 32. Sie wird zur Vorbereitung einer Eckschweißverbindung zusammen mit der Außenwandverstärkung 30 zurückgefräst.
  • Figur 1b zeigt ein Verbundprofil 100 eines Flügelrahmens im Schnitt mit einer wetterseitig, schubfest verbundenen Außenwandverstärkung 30 und einer an die Innenwand 40 anextrudierten inneren Verstärkung 50, sowie einer einextrudierten äußeren Verstärkung 70 in einer anderen Ausführungsform. Im Unterschied zur Figur 1a ist hier eine andere Variante der schubfesten Verbindung der Extrudate gewählt. Die innere Verstärkung 50 weist hier nicht hinterschnittene Ausnehmungen 52 auf, die zu einer größeren Verbundfläche führen und mit der Innenwand 40 des Kunststoffhohlprofils 10 eine kammartige formschlüssige Verbindung bilden, insbesondere zusätzlich zum Stoffschluß durch Koextrusion.
  • Die zuschlagverstärkte äußeren Verstärkung 70 ist so ausgeführt, dass diese auch nach dem Zurückfräsen der Außenwandverstärkung bis zu dem von den Klebefüssen kontaktierten Boden der Befestigungsnut 21, als ein schweißfähiger Streifen aus zuschlagverstärktem Kunststoff verbleibt. Dafür ist die äußere Verstärkung 70 in der Außenwand 20 parallel zu dieser liegend, insbesondere in den Boden der Befestigungsnut 21 einextrudiert und weist in der Dicke verjüngte Enden 70a auf gegenüber einem dickeren mittigen Bereich, wobei die verjüngten Enden 70a hinter dem Boden der Befestigungsnut 21 liegen, die von den Klebefüssen 31 kontaktiert ist und der dickere mittige Bereich zwischen den Klebefüssen 31 bzw. deren Klebemittel 32 liegt.
  • In den Ausführungen der Figur 1a und 1b ist im Kunststoffhohlprofil kein eingeschobenes Stahlverstärkungsprofil vorgesehen, ein solches kann aber zusätzlich verwendet werden.
  • Figur 2a zeigt im Schnitt ein Verbundprofil 100 eines Blendrahmens mit einer wetterseitig, schubfest verbundenen Außenwandverstärkung 30 und einer inneren Verstärkung 50 sowie einer äußeren Verstärkung 70. Die C-förmige, an deren Außenkontur vollständig an das Kunststoffhohlprofil 10 anextrudierte innere Verstärkung ist an der Außenkontur, die zur Innenwand weist, mit Ausnehmungen 52 und Vorsprüngen 53 versehen. Dies bietet zum einen zusätzlichen Formschluß und zum Anderen bei Bedarf für Befestigungsmittel, zum Beispiel für Schrauben verdickte Materialbereiche. In dieser Ausführung ist eine zur Innenwand 40 parallele Wand des Kunststoffhohlprofils 10 auf der Innenkontur der inneren Verstärkung 50 abgestützt. Zusätzlich zeigt diese Ausführung ein eingeschobenes Stahlverstärkungsprofil. Die äußere Verstärkung 70 ist gemäß den Merkmalen der äußeren Verstärkung von Figur 1a angeordnet.
  • Figur 2b zeigt ein Verbundprofil 100 eines Blendrahmens im Schnitt mit einer wetterseitig, schubfest verbundenen Außenwandverstärkung 30 und einer inneren Verstärkung 50, wie zur Figur 2a beschrieben, sowie einer äußeren Verstärkung 70, wie zur Figur 1b beschrieben. Diese Ausführung ist mit Figur 1b vergleichbar und unterscheidet sich nur in den Dimensionierungen.
  • Figur 3 zeigt die Verbundprofile 100 einer Flügel- Blendrahmenkombination mit einer weiteren Ausführungsform der jeweiligen inneren Verstärkung 50. Die Weiterentwicklung besteht vor allem darin, dass die der Wetterseite zugewandte zuschlagverstärkte äußere Verstärkung entfällt. Stattdessen zeichnet sich die raumseitige zuschlagverstärkte innere Verstärkung 50 durch größere Wanddicken aus. Die eine Basis der inneren Verstärkung bildenden Schenkel 50b sind dicker, gegenüber den daran anschließenden Schenkeln 50a, 50cf und vorzugsweise zumindest im Wesentlichen doppelt so lang oder mehr als doppelt so lang.
  • Die zuschlagverstärkte innere Verstärkung 50 des den Flügelrahmen bildenden Verbundprofils 100 reicht nicht bis in den Flügelüberschlag 11 des Kunststoffhohlprofil 10 hinein. Stattdessen sind die Eckbereiche 51, von denen aus sich die Schenkel 50a, 50c in verschieden Richtungen ausstrecken, kompakte und kompakte Knotenpunkte, mit der größten Materialanhäufung. Am Flügel ist die Ausführung der inneren Verstärkung 50 so gewählt, dass diese einen die Basis bildenden Schenkel 50b verlängernden Bereich 50d aufweist, die über den Verbindungsbereich 51 hinaus erstreckt ist, aber nicht in den Flügelüberschlag hineinreicht. Der die Basis bildenden Schenkel 50b und der verlängerte Bereich 50d liegen parallel zur Innenwand 40.
  • Die zuschlagverstärkten inneren Verstärkungen 50 sind in dieser Ausführung fest in den Kunststoff des Kunststoffhohlprofils 10 eingebettet, vorzugsweise einextrudiert, insbesondere hierdurch allseitig von dem unverstärkten Kunststoff des Kunststoffhohlprofils 10 mit Kontakt stoffschlüssig umschlossen. Zur Innenwand 40 sind die innere Verstärkungen 50 mit einer Schwalbenschwanzausnehmung 52 versehen, die eine formschlüssige Verbindung zur Innenwand 40 bildet.
  • Das Verbundprofil 100 des Flügelrahmens ist vorzugsweise frei von zusätzlichen Stahlverstärkungen. Das Verbundprofil 100 des Blendrahmens kann vorzugsweise eine Strahlverstärkung aufweisen.
  • Figur 3a zeigt eine Detailansicht der inneren Verstärkung im Flügelrahmen gemäß der Figur 3.
  • Die Außenkontur der inneren Verstärkung 50 ist nicht kongruent zur Innenkontur, auch nicht durch Skalierung, und während die Außenkontur im Verbindungsbereich 51 mit einem Radius zwischen den Schenkel übergeht ist die Innenkontur im Verbindungsbereich 51 zwischen den Schenkeln mit einer Fase oder planen Fläche 56 versehen. Diese Konturführung mit einer Fase / planen Fläche 56 führt zu einer noch dickeren Wanddicke mit erhöhter Materialanhäufung im Verbindungsbereich 51. In der Figur 3a ist deutlicher zu erkennen, dass die innere Verstärkung 50 allseitig mit unverstärkten Kunststoff umgebene ist, insbesondere an der Innenkontur mit der gegenüber der Innenwand dünneren Wand 41, die zur Innenwand 40 bereichsweise parallel verläuft.
  • Figur 3aa zeigt eine weitere Ausführungsform, die die Anordnung der hinterschnittenen Ausnehmung 52 an der inneren Verstärkung 50 betrifft. Diese ist in dieser Ausführung von der Innenwand 40 aus Kunststoff abgewandten, insbesondere an der Innenkontur der inneren Verstärkung 50 ausgebildet. Die zuschlagverstärkte innere Verstärkung 50 ist auch hier vollständig in reinem PVC eingebettet.
  • Figen 3b und 3c zeigen die Verbundprofile einer Flügel- Blendrahmenkombination mit einer Handbetätigung 90 und zusätzlicher Befestigung eines Schließbleches 91 in der zuschlagverstärkten inneren Verstärkung 50 und mit Drehband 92 und dessen Befestigung in der inneren Verstärkung 50.
  • Durch die winkelige Geometrie, bietet die zuschlagverstärkte innere Verstärkung 50 wenigstens einen waagerechten Schenkel 50a und einen senkrechten Schenkel 50b.
  • Dies ist zum Beispiel nützlich bei der Befestigung von Schließblechen 91 im Fensterfalz des Kunststoffhohlprofils 10mittels Schrauben 93. Dies darf zur Einbruchsicherung nicht nur im reinem Kunststoff des Kunststoffhohlprofils 10 erfolgen. Hier dient der waagerechte Schenkel 50a der inneren Verstärkung 50 als ergänzendes, stabiles Montagematerial, zusätzlich zur Stahlverstärkung 80. Insbesondere die Ausführung der inneren Verstärkung mit verdickten BasisSchenkel gegenüber den anderen Schenkeln, bietet der Schraube 93 mehr Halt.
  • Der senkrechte Schenkel 50b der inneren Verstärkung 50 bietet bei der festen Montage eines Drehbandes 92 am Verbundprofil 100 eines Blendrahmens mit Schrauben 93' ebenfalls eine zusätzliche Stabilität, insbesondere ergänzend zur Fixierung in der Stahlverstärkung 80.
  • In Abwandlung der vorherigen Figuren zeigt die Figur 4 eine Ausführungsvariante, in welcher die innere Verstärkung 50 nicht an der Innenseite der Innenwand 40 anextrudiert ist, sondern an einem Innensteg 41 des Kunststoffhohlprofils 10, der zur Innenwand 40 unmittelbar benachbart ist. Der Innensteg 41 ist somit in Richtung von der Innenwand 40 nach innen in das Profil 10 betrachtet zur Innenwand 40 der als nächstes benachbarte Steg, d.h. zwischen Innenwand 40 und Innensteg 41 liegt kein weiterer zur Innenwand 40 paralleler Steg.
  • Dies hat den Vorteil, dass die innere Verstärkung 50 - sofern sie nicht an der Innenwand 40 anextrudiert sein soll - den maximal möglichen Abstand vom Profilschwerpunkt oder auch zur Außenwand 20 einnimmt. Eine solche Anordnung kann gewünscht sein, wenn sich zeigt, dass das Anextrudieren durch Koextrusion auf der Innenseite der Innenwand 40 auf deren äußeren Sichtseite eine optische Veränderung hervorruft, die mit dieser Ausführung sodann vermieden wird.
  • Die in Figur 4 gezeigte Ausführung hat keine anextrudierte äußeren Verstärkung der Außenwand 20, kann eine solche aber ebenso umfassen, wie zu Figuren 1 und 2 gezeigt. Die dortigen Ausführungen gelten dementsprechend dann auch für eine solche Ausführung gemäß Figur 4.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kunststoffhohlprofil
    11
    Überschlag
    14
    Befestigungsnut für Schenkelende
    20
    Außenwand
    21
    Befestigungsnut
    30
    Außenwandverstärkung
    31
    Klebefüße
    32
    Klebemittel
    40
    Innenwand
    41
    Innensteg parallel zur Innenwand
    50
    innere Verstärkung
    50a,b,c
    Schenkel der inneren Verstärkung
    50d
    verlängerter Bereich des Basis-Schenkels 50b
    51
    Verbindungsbereich
    52
    Ausnehmung, vorzugsweise hinterschnitten
    53
    Vorsprünge
    56
    Fase, plane Fläche an Verbindungsbereich
    60
    Hohlraum
    70
    äußeren Verstärkung (der Außenwand)
    70a
    verjüngte Enden der äußeren Verstärkung
    80
    Stahlprofil
    90
    Handbetätigung
    91
    Schließblech
    92
    Drehband
    93
    Schrauben

Claims (16)

  1. Verbundprofil (100) zur Herstellung von Rahmen für Fenster oder Türen, umfassend ein Kunststoffhohlprofil (10), insbesondere aus Polyvinylchlorid, mit mehreren Hohlkammern (60), wobei an der Außenseite der Außenwand (20) des Kunststoffhohlprofils (10), insbesondere derjenigen Außenwand (20), die im bestimmungsgemäßen Gebrauch bewittert ist, eine Außenwandverstärkung (30), vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, schubfest befestigt ist, vorzugsweise an/in einer Befestigungsnut (21) der Außenwand (20), dadurch gekennzeichnet, dass an der zum Profilinneren weisenden Innenseite der Innenwand (40) und / oder an einem zur Innenwand beabstandet liegenden Innensteg (41) des Kunststoffhohlprofils (10), insbesondere derjenigen Innenwand (40), welche im bestimmungsgemäßen Gebrauch zum Innenraum eines Gebäudes weist, wenigstens eine innere Verstärkung (50), vorzugsweise genau eine einzige innere Verstärkung (50) aus einem zuschlagverstärktem Kunststoff stoffschlüssig befestigt ist, vorzugsweise durch Koextrusion.
  2. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (40) außenseitig eine unverblendete Sichtfläche bildet.
  3. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (20) des Kunststoffhohlprofils (10) zusätzlich zur bewitterten Außenwandverstärkung (30) wenigstens eine an oder in die Außenwand (20) extrudierte äußere Verstärkung (70) aus zuschlagverstärktem Kunststoff aufweist.
  4. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bewitterte Außenwandverstärkung, insbesondere in Verbindung mit einer an oder in die Außenwand (20) extrudierte äußere Verstärkung (70) einerseits und die wenigstens eine innere Verstärkung (50) andererseits auf sich gegenüberliegenden Seiten um den Massenschwerpunkt des Kunststoffhohlprofils (10) oder um eine Mittelebene des Kunststoffhohlprofils (10) herum angeordnet sind.
  5. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Verstärkung (50) an einem Innensteg (41) angeordnet ist, der zu Innenwand (40) einen geringeren Abstand aufweist als zur Außenwand (20), insbesondere an dem zur Innenwand (40) unmittelbar benachbarten Innensteg (41) angeordnet ist.
  6. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandverstärkung (30), insbesondere in Verbindung mit einer äußeren Verstärkung (70) nach Anspruch 3, und die wenigstens eine innere Verstärkung (50), insbesondere zusammen mit einer in einer Hohlkammer (60) des Kunststoffhohlprofils (10) angeordneten Stahlverstärkung (80) die einzigen Verstärkungen des Kunststoffhohlprofils (10) bilden.
  7. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die wenigstens eine innere Verstärkung (50) aus zuschlagverstärktem Kunststoff allseitig von unverstärktem Kunststoff umgeben ist, insbesondere durch Koextrusion in den unverstärkten Kunststoff eingebettet ist.
  8. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine innere Verstärkung (50) im Querschnitt senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Kunststoffhohlprofils (10) wenigstens zwei, vorzugsweise drei verbundene Schenkel (50a, 50b, 50c) aufweist, insbesondere zumindest im Wesentlichen L-förmig oder C-förmig oder U-förmig oder F-förmig oder T-förmig ausgebildet ist, vorzugsweise wobei verschiedene Schenkel (50a, 50b, 50c) unterschiedliche Dicken und/oder Längen haben, wobei zwei an einem Verbindungsort (51) verbundene Schenkel (50a, 50b, 50c) sich in verschiedene Richtungen erstrecken, vorzugsweise wobei jeder Schenkel (50a, 50b, 50c) parallel zu einem Steg aus unverstärktem Kunststoff verläuft.
  9. Verbundprofil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Innenwinkels zwischen zwei Schenkeln (50a, 50b, 50c) an einem Verbindungsort (51) eine Materialanhäufung aus zuschlagverstärkten Kunststoff angeordnet ist, insbesondere
    a. die Materialanhäufung um die Winkelhalbierende des Innenwinkels ungleichmäßig oder unsymmetrisch verteilt ist, und/oder
    b. die Materialanhäufung einen der Schenkel (50a, 50b, 50c) stärker verdickt als den anderen und/oder
    c. die Materialanhäufung im Innenwinkelbereich zwischen den Schenkeln eine zumindest bereichsweise plane Fläche (56) bildet, vorzugsweise die zu einem der Schenkel (50a, 50b, 50c) eine andere Neigung aufweist als zum anderen Schenkel (50a, 50b, 50c).
  10. Verbundprofil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schenkel (50b), der parallel zur Innenwand (40) des Kunststoffhohlprofils (10) verläuft, im Querschnitt senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Kunststoffhohlprofils die längste Erstreckung und/oder größte Dicke aller Schenkel (50a, 50b, 50c) derselben Verstärkung (50) hat.
  11. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine innere Verstärkung (50) im Querschnitt senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Kunststoffhohlprofils (10) eine Höhe aufweist, die mindestens 40%, vorzugsweise mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 60%, vorzugsweise mindestens 70% der Höhe der Innenwand (40) an deren Außenseite hat.
  12. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine innere Verstärkung (50), insbesondere an einem Schenkel (50a, 50b, 50c), wenigstens eine Ausnehmung (52), vorzugsweise eine hinterschnittene Ausnehmung (52) aufweist, in welcher nicht verstärkter Kunststoff des Kunststoffhohlprofils (10) angeordnet ist, insbesondere durch Koextrusion angeordnet ist, vorzugsweise wobei auf der der Ausnehmung (52) gegenüberliegenden Seite der inneren Verstärkung (50) ein Vorsprung aus zuschlagverstärktem Material angeordnet ist.
  13. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlag in dem Kunststoff der inneren Verstärkung (50) gebildet ist durch Fasern und/oder Flakes, insbesondere aus Glas, Karbon, Aramid.
  14. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Außenwandverstärkung (30) am Flächenträgheitsmoment, insbesondere zusammen mit einer an oder in die Außenwand (20) extrudierten äußeren Verstärkung (70) zum Anteil der wenigstens einen inneren Verstärkung (50) zum Flächenträgheitsmoment des Verbundprofils sich verhält wie 1:3,5 bis 7, vorzugsweise 1:4 bis 6, weiter bevorzugt 1:4,5 bis 5,5, insbesondere bei Ausbildung der Außenwandverstärkung (30) aus Metall, vorzugsweise Aluminium, vorzugsweise um im Wesentlichen gleichen Anteil beider Verstärkungen (30, 50) an der Versteifung des Kunststoffhohlprofils (10) zu erzielen.
  15. Verbundprofil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (20), insbesondere der den Boden der Befestigungsnut (21) bildende Profilsteg des Kunststoffhohlprofils (10), zumindest im Wesentlichen dieselbe Dicke aufweist, wie der Steg der Innenwand (40) des Kunststoffhohlprofils (10) oder wie der Steg der Innenwand (40) des Kunststoffhohlprofils (10) zuzüglich der Dicke eines Steges (41) des Kunststoffhohlprofils (10), der eine innere Verstärkung (50) stoffschlüssig überdeckt.
  16. Rahmen für ein Fenster oder eine Tür, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Verbundprofilen (100) nach einem der vorherigen Ansprüche gebildet ist, wobei die Verbundprofile (100) in den Eckbereichen des Rahmens miteinander in den sich kontaktierenden Gehrungsschnittflächenbereichen aus unverstärktem und aus zuschlagverstärkten Kunststoff thermisch verschweißt sind.
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