SE540803C2 - Profilerat plastelement - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser ett profilelement tillverkat av plast, företrädesvis med en ramprofil och karm eller annan glasinslutning samt för fönsterramar eller liknande, innefattande ett flertal kamrar vilka är fullständigt skummade med ett skummaterial och där det i åtminstone en av kamrarna är anordnat ett förstyvningselement. Uppfinningen avser dessutom en karm av denna typ av profilelement med ett glashållande element tillverkat av plast vilket även det är fyllt med skum, företrädesvis polyuretanskum, samt en fönsterram innefattande detta profilelement.

Description

PROFILERAT PLASTELEMENT Uppfinningen avser ett profilerat plastelement, företrädesvis för användning som en ramprofil och fönsterkarm eller annan glasinslutning samt för fönsterbågar eller liknande innefattande ett flertal kamrar.

Fönsterkarmar eller ramprofiler, vilka sammansätts genom gerning för att forma fyrsidiga karmar eller fönsterramar är konstruerade med inneslutna kammare i syfte att erhålla stabilitet och isolering, det vill säga profilernas tvärsnitt är uppdelat med hjälp av flera innerväggar så att det bildas ett flertal kamrar. Dessa kamrar är huvudsakligen fyllda med luft för att därigenom undvika onödiga komplikationer vid tillverkningen av profilerna genom extrudering.

I syfte att förbättra styrkan i området för en eller flera glaspaneler (två eller tre laminerade glaspaneler) integreras en förstärkning eller förstyvning i en av de större kamrarna av det profilerade elementet eller profilerade karmen i området för panelen så att fönsterkarmstabiliteten säkerställs.

Utöver detta är det känt att delvis använda förstyvningsprofiler av polyuretan för att förbättra de isolerande egenskaperna hos profilerade plastelement för fönsterprofiler (karmar och fönsterramar) då den direkta skumningen av fönsterprofil kammare innebär tekniska problem (se DE 10356 49 A1).

Att införa polyuretanskumkärna i några kamrar i det profilerade elementet vid tillverkning av fönster eller dörrkarmar (se AT 410350 A) ger dock upphov till svårigheter vid tillverkning av element med större dimensioner samt resulterar i ej tillfredställande värmeöverföringsvärdena.

Syftet med uppfinningen är således att tillhandahålla ett profilerat plastelement vilket dels är lätt samt, vad det gäller värmeöverföringsvärden, uppfyller kraven för passiva hus, och på samma gång även uppvisar hög styvhet samt hög kapacitet att bära mekaniska laster. Uppfinningens syfte är även att tillhandahålla en korresponderande karm (fönsterkarm) och en fönsterram samt en kombination av dessa för att bilda ett fullständigt fönstersystem.

Dessa syften vad det gäller profilerade element uppnås med uppfinningen enligt särdragen som anges i patentkrav 1.

Vad det gäller en fönsterkarm, en fönsterram eller en kombination av karm och fönsterram så uppnås de ovan angivna syftena med hjälp av särdragen enligt patentkrav 8, 10 och 11.

Enligt uppfinningen så tillhandahålls ett profilerat plastelement, företrädesvis lämpat för fönsterkarmar eller andra glasinslutningar, fönsterramar, dörrkarmar etc, vilket är utformat som en multikammarprofil innefattande ett flertal kamrar vilka är huvudsakligen fullständigt fyllda med ett skummande material, företrädesvis polyuretan; varvid åtminstone en av nämnda kammare är försedd med ett förstärknings eller förstyvningselement. Därtill är det väsentligt att alla kamrar tillhörande det profilerade elementet är åtminstone huvudsakligen fullständigt skummade och att ett förstyvningselement används, i synnerhet en ihålig stålprofil vilken företrädesvis är en öppen profil, så att nämnda profilerade element, och därigenom karmen eller fönsterramen som består därav, dels erhåller mycket höga värmeisolerande egenskaper och uppvisar ett värmeöverföringsvärde Uw < 1, samt även uppvisar tillräcklig mekanisk stabilitet.

Företrädesvis utgörs förstyvningselementet av ett C-format alternativt rektangulärt metallelement med öppet tvärsnitt vilket är fullständigt omslutet av det skummade materialet.

Företrädesvis utgörs nämnda skummade material av polyuretan vilket har en processtemperatur eller exoterm reaktionstemperatur vilken inte överstiger 80 till 90°C.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen framgår av de osjälvständiga patentkraven.

Uppfinningen kommer att beskrivas mer i detalj nedan med hjälp av exempel och bifogade illustrationer, i vilka Fig. 1 är en tvärsnittsvy av en profilerad ram tillhörande en karm enligt en utföringsform av uppfinningen; Fig. 2 är en tvärsnittsvy av en kombination av karm och fönsterram; Fig. 3 visar en datorsimulering avseende den isotermiska kurvan tillhörande kombinationen enligt figur 2, samt andra utföringsformer; Fig. 4 visar en tvärsnittsvy av en kombination av en karm och fönsterram enligt en annan utföringsform för värmeabsorberande yttre ytor, snarlik utföringsformen som visas i Fig. 2; och Fig. 5 visar en tvärsnittsvy av en kombination av en karm och fönsterram enligt en annan utföringsform för värmefrånstötande (reflekterande) yttre ytor, snarlik utföringsformen som visas i Fig. 2.

Fig. 1 visar en profilerad ram P tillhörande en karm 1 (se Fig. 2). Nämnda profilerade ram P (glaspanel samt glasfixeringslist visas ej) består av ett flertal skummade kammare 7; ett förstyvningselement, företrädesvis ett profilerat stålelement 9, lämligen infört i den största kammaren 7a.

Vad det gäller ytterligare beskrivningar avseende den profilerade ramen P enligt Fig. 1, så hänvisas till beskrivningen tillhörande Fig. 2 nedan.

Fig. 2 visar en tvärsnittsvy av en karm 1 samt schematiskt en laminerad glaspanel 2 anordnad däri och fixerad i nämnda karm 1 med hjälp av tätningsprofiler 3 och en glasfixeringslist 4.

I Fig. 2 visas karmen 1 i kombination med en fönsterram 5 vilken nämnda karm 1 är sammankopplad med, eller anligger under tryck med hjälp av tätningsprofiler 6.

Det speciella särdraget eller egenskapen hos profilerade ramen P (Fig. 1) och hos karmen 1, fortsättningsvis refererat till som fönsterkarm 1 innefattande ett antal kamrar 7, är huvudsakligen det samma, det vill säga åtminstone ett flertal av dessa kamrar, omkring 75%, är fullständigt fyllda eller skummade med polyuretanskum 8 vilket används som skummaterial, varvid nämnda polyuretanskum 8 företrädesvis omgående skummar kamrarna 7 tillhörande fönsterkarm 1. Det är önskvärt att samtliga kamrar 7 skumfylls fullständigt för att erhålla de bästa värmeisoleringsvärdena. Dock skall ”samtliga kamrar skumfylls huvudsakligen fullständigt” tolkas att innebära från 100% av antalet kamrar 7 ner till omkring 75% av antalet kamrar 7.

Ett annat utmärkande särdrag hos fönsterkarmen 1 är att den största kammaren 7a innefattar ett öppet profilerat stålelement 9 vilken utgör förstyvningselement i fönsterkarmen 1. Stålelementet är fullständigt omslutet av nämnda skumningsmaterial av polyuretan och uppbärs, om det behövs, av väggutskott från kammarens 7 vägg.

Tack vare den nära fullständiga skumningen av hela tvärsnittet hos profilen tillhörande fönsterkarmen 1 uppvisar denna karm ett Uw-värde vilket uppfyller kraven för passiva hus och vilket värde uppgår till < 0.8 (termiskt bryggvärde ? = 0.3 W/m<2>K).

Den profilerade stålförstyvn ingen 9 bidrar till att öka den statiska styvheten hos fönsterkarmen 1, samt som skydd mot inbrott och på samma gång även som isotermiskt ledelement i nämnda fönsterkarm 1 i kombination med den laminerade glaspanelen 2 vilket mätningar och simuleringsresultat har påvisat (se figurer 2a-2d).

I Fig. 1 där fönsterramen 5 visas i genomskärning och vilken på korresponderande sett är skummad till åtminstone 75%, men företrädesvis fullständigt, visas en utföringsform försedd med kammare (kammare 11) fyllda med ett skummande material, företrädesvis polyuretanskum 8. Den största kammaren 13 är här företrädesvis även försedd med ett förstyvningselement 12 vilket träcker sig vertikalt så som den laminerade panelen samt den uppstyvade kammaren 7a tillhörande fönsterkarmen 1. Förstyvningselementet 12 utgörs företrädesvis av en profilerad ihålig stålkomponent vilken även den är fullständigt omsluten av ett skummande material, i första hand polyuretanskummaterial 8. Även här resulterar kombinationen av PUR skummande material 8 med den profilerade förstyvningen 12, företrädesvis tillverkad av stål eller fiberförstärkt plastmaterial, dels i mycket hög värmeisoleringskarakteristik hos fönsterramen 11, samt mycket tillfredställande mekanisk stabilitet och skydd mot inbrott eller liknande. Profilerade stålförstyvn ingen 12 kan även om det skulle behövas uppbäras av utskott 14. Även i denna utföringsform är den profilerade ramen tillhörande fönsterramen 5 med sina kamrar 11 skummad med polyuretan på plats, där företrädesvis ett polyuretanskum med en densitet från 30 till 40 kg/m<3>används.

Detta skum vilket uppvisar ett ?-värde uppgående från omkring 0.021 till 0.031 möjliggör överensstämmelse med passivhuskraven eller kraven för lågenergihus med en värmeöverföringskoefficient Uw < 0.8.

Uppfinningen tillhandahåller ett fönster och/eller ramprofil för fönster eller dörrkarmar vilka dels har låg vikt, uppvisar hög mekanisk styrka samt utöver det även har hög mekanisk stabilitet så att ett polyuretanskum med låg densitet och särskilt högt motstånd mot värmeöverföring kan användas.

Det är särskilt fördelaktigt att en glasfixeringslist 4 vilken även den är skummad med polyuretanskum 8, vilket visas i Fig. 1. Därigenom kan värmeisoleringsförmågan förbättras ytterligare.

Korresponderande datorsimuleringar av kombinationen fönsterram / karm visas i figur 3a till 3d där isotermerna är markerade med 15.

Fig. 3a visar en utföringsform med förstyvningsprofil (stålprofilelement 9) anordnat endast i karmramen 1 av fönstret; kammaren 11 tillhörande fönsterramen 5 är skummad med ett polyuretanskum 8 med ? = 0.031 vilket även används för skumning av kamrarna 7 i fönsterkarmen 1. Sammantaget erhålls ett Uf-värde på 0.82 W/km<2>K. I Fig. 3b ärförstyvningselementet 12 av stål inte enbart anordnat i fönsterkarmen 1 utan även i fönsterramen 4. För denna kombination erhålls då kamrarna i profilerna 1 och 4 (karm och fönsterram) skummas med ett PUR skum med ett ?-värde uppgående till 0.021 och ett Uf-värde uppgående till 0.94 W/m<2>K.

Vid användning av ett polyuretanskum med ett ?-värde uppgående till 0.021 erhålls Uf-värdena som listats i tabellen nedan; de korresponderande resultatet avseende PUR skum med ? = 0.021 visas i Figs. 3c and 3d (med och utan ramförstyvningar).

Image available on "Original document" Ett fönstersystem bestående av en fönsterram och en karm kan således erhållas genom att kombinera förstyvnings eller förstärkningselement och att dels fullständigt, eller åtminstone huvudsakligen fullständigt, skumma kamrarna i de profilerade elementen med polyuretan med relativt låg densitet och därigenom tillhandahålla ett fönstersystem med goda värmeisoleringsegenskaper som uppfyller kraven för passiva hus.

I detta arrangemang är det även särskilt fördelaktigt att använda ihåliga plastprofilremsor skummade med polyuretanskum som glasfixeringslister 4.

Profilerade lister lämpligen tillverkade av fiberförstärkt plast eller fiberförstärkta pressade material kan även användas som profilerade förstyvningselement 9, 12.

Ytterligare en utföringsform av uppfinningen, företrädesvis för användning i ett fönstersystem innefattande en fönsterkarm 1 tillhörande ett öppningsbart fönster i kombination med en fönsterram 5 visas i figur 4. Ett profilerat stålelement 9 är anordnat i den största kammaren 7a i fönsterramen 1.

Stålelementet 9 har en stympad konisk form alternativt en trapets-formad öppen ihålig profil och utgör förstyvningselement i kammaren 7a som är fullständigt fylld med polyuretanskum. Vanligtvis stödjer eller anligger profilelementet av stål mot inåtriktade utskott i kammaren 7a alternativt anligger det även mot kammarens vägg. I denna utföringsform är den yttre kammaren 7b, 7c, 7d vilken är anordnad vid utsidan av karmen 1, i detta fall företrädesvis den yttre för-kammaren 7b, ej fylld med PU skum. Detta gäller således i denna utföringform även för de utåt placerade kamrarna 11b, 11c, 11 d, i detta fall företrädesvis den yttre för-kammaren 11 b, i fönsterramen 5 vilka ej är fyllda med skum. I den största kammaren 13 i fönsterramen 5 är ett profilerat stålelement 12 anordnat som förstyvningselement. För denna utföringsform gäller även förklaringarna ovan med hänvisning till Figs. 1 - 3 så länge inget motsägande nämnts i detta stycke.

Dessa profilelement används företrädesvis till fönster eller andra profilsystem vilka tillhandahålls med värmeabsorbering eller värmeabsorberande beläggning, det vill säga belagda med en reflektionsdämpande färg (mörkare färg) från vilken ett jämt utflöde av strålningsvärme från profilelementet (karm 1, fönsterram 5) samt från den yttre ytan av profilerna är önskvärd i syfte att undvika en ansamling av värme i profilelementet nära dess yttre yta.

De skumfria kamrarna av karmen 1 eller fönsterramen 5 genererar åtminstone delvis även en viss avvattning av profilerna.

I profilelement, så som karm 1 och fönsterram 5, vilka har en mycket ljus eller vit beläggning eller målning, det vill säga en relativt starkt värmereflekterande yta eller beläggning, är risken för innesluten alternativt ansamlad värme obefintlig och de yttre kamrarna, särskilt de yttre för-kamrarna 7b, 11 b, fyllda med skum. Fig. 5 visar denna utföringsform med en karm 1 och en fönsterram 5 där de mot utsidan placerade förkamrarna 7b, 11 b i såväl karmen 1 som fönsterramen 5 är fullständigt fyllda med polyuretanskum (PU skumm), och till exempel endast de mellanliggande övergångskamrarna 7c, 7d respektive 11c, 11 d är fria från den ”på plats” utförda fyllningen med skum. Även denna fönsterram 5 innefattar i sin största kammare 13 en öppen stabiliserande stålprofil 12 vilken utgör förstyvningselementet.

Genom att justera skummningsgraden hos profilelementen i området för de skummande respektive skumfria kamrarna inom profilelementen (karm 1, fönsterram 5) kan värmeöverföringsprofilen justeras under beaktande av värmeinströmningen vilken kontrolleras av den yttre beläggningen eller målningen (grad av reflektion eller absorption) hos profilelementsystemet.

Uppfinningen kan givetvis även användas för dörrelement eller andra profilerade element som monteras i väggar tillhörande byggnader eller inom området för prefabricerade hus.

Claims (9)

PATENTKRAV

1. Ett profilerat plastelement, företrädesvis för karmar eller annan glasinslutningsbärare eller fönsterramar, innefattande ett flertal kamrar, varvid approximativt 75 % av antalet kamrar till 100 % av antalet kamrar (7, 11) är fullständigt fyllda med ett skummaterial (8) och att det i åtminstone en av de fullständigt skummade kamrarna (7a, 13), vars kammarvolym är större än kammarvolymen hos övriga kammare (7, 11), är anordnat ett förstyvningselement, varvid plastelementet kännetecknas av att det innefattar en yttre värmesabsorberande eller värmereflekterande beläggning, varvid det skummade materialet (8) är polyuretanskum som har en densitet från 30 till 40 kg/m<3>och ett ?värde uppgående till 0,021 till 0,031.

2. Profilelementet enligt krav 1,kännetecknat av att förstyvningselementet i nämnda kammare (7a, 13) är omslutet av nämnda skummade material av nämnda polyuretanskum (8).

3. Profilelementet enligt krav 1 eller till 2, kännetecknat av att förstyvningselementet (9, 12) är en profil, företrädesvis en huvudsakligen C-formad profil eller lådprofil tillverkad av stål, av glasfiberförstärkt plastmaterial eller liknande.

4. Profilelementet enligt åtminstone ett av föregående krav 1 till 3, kännetecknat av att i kombination med åtminstone en, företrädesvis ett flertal, glaspaneler (2) är kammaren (7a, 13) anordnad med förstyvningselementet (9, 12) huvudsakligen I en vertikal förlängning av nämnda glaspaneler (2).

5. Profilelementet enligt åtminstone ett av föregående krav 1 till 4, kännetecknat av att det innefattar åtminstone en utåt anordnad förkammare (7b, 11b) vilken inte är fylld med skum.

6. En karm innefattande ett profilelement enligt åtminstone ett av de föregående krav 1 till 5.

7. Karmen enligt krav 6 innefattande en glasfixeringslist (4) tillverkad av ett plastmaterial och skummad med ett skummande material, företrädesvis polyuretanskum.

8. En fönsterram innefattande ett profilelement enligt åtminstone ett av de förgående kraven 1 till 5.

9. En kombination av karm enligt krav 6 eller 7 och en fönsterram enligt krav 8.