WO1999067495A1 - Verbindung für kunststoffhohlprofile - Google Patents

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    • E06B3/9765—Mitre joints

Definitions

  • the invention relates to a connection for hollow plastic profiles.
  • Hollow plastic profiles which are generally extrusion profiles, are e.g. connected by welding during processing into door and window frames. This requires relatively complex equipment, the use of which is only worthwhile in the production of larger quantities.
  • the invention has for its object to provide a connection for hollow plastic profi, which is durable and dimensionally stable and can be used economically, especially in the production of small quantities of blind and sash frames of plastic windows.
  • the further training with the subject matter of the invention follows from the features of the subclaims.
  • the particular advantage associated with the invention is that both a non-positive and a positive connection of hollow plastic profiles can be produced, an undercut transversely to the profile and force direction for the positive connection not having to be present in the component to be connected, because this is according to the invention generated by the positive locking element itself during the joining.
  • connection uses targeted force transmission through special active elements.
  • the preferably injection molded connecting element can consist of the same material as the profile.
  • connection according to the invention is particularly interesting in the production of small quantities, because the usual welding of the plastic extrusion profiles can be dispensed with. Small series can thus be manufactured very economically.
  • Fig. 1 shows the alignment of the profiles, i.e. rectilinear, at a 90 ° angle and at any angle
  • Fig. 10a and 10b a miter connection
  • Fig. 11a and 11b a connection of butt-cut profiles by means of a specially designed
  • FIG. 6 The tensile force and forming elements 2 are arranged offset in parallel, so that a clamping force and an undercut (positive fit) are generated when joining in a plastic profile 1.
  • the arrangement of these elements is shown in Fig. 7.
  • the undercut is created by deforming webs 6 of the plastic profile 1 transversely to the profile direction (see FIG. 8) and is used to transmit the tensile forces.
  • the plastic profile 1 is matched to the tensile force and forming elements 2 with regard to the chamber arrangement and dimensioning. With the help of these elements, all tensile forces in the profile direction are recorded and transmitted. If tensile force and forming elements 2 made of plastic are used, then the clamping force is reduced by relaxation, which can be compensated for by the positive connection.
  • the elements 2 can be stretched out of thermoplastics at certain temperatures in order to support the positive locking by a clamping force, so that the elements 2 reset when the heating is defined during operation. The length is reduced, but at the same time the height and width are increased.
  • the bending moment recording 3 (Fig. 4), i.e. the core of the connecting element 5 fulfills several tasks. All bending moments that occur are recorded and transmitted, and the connecting element 5 is centered in the profiles 1. Furthermore, the bending moment recording 3 serves as an element carrier for complete or subsequently completed elements produced by injection molding, such as tensile force elements and seals. If the inner chambers of the profile 1 are to be sealed off from an external medium, a seal 4 (FIG. 5 and 6) surrounding the profile shape can be integrated into the connecting element 5.
  • a seal can be realized by injection-molded sealing lips in two-component injection molding, as well as by retrofitting the above-mentioned elements.
  • the seal 4 can be used optionally.
  • a so-called tool can be used as a tool for a targeted introduction of force.
  • Serve thigh 7 see Fig.9a.
  • This striking leg 7 can be used several times and is designed such that the joining force introduced into it (in the simplest case by blows with a hammer 8) is introduced directly into the connecting elements 5. See Fig. 9b and 9c.
  • the Connecting element 5 is either designed such that the profile parts 1 are joined apart from a sealing gap 9 (see FIGS. 10a and 10b) or the connecting element is inserted as a design element 5a between the profile parts 1 and remains visible (see FIGS. 11a and 11b ).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Wing Frames And Configurations (AREA)

Abstract

Um eine dauerhafte, formstabile und sich wirtschaftlich insbesondere für die Herstellung kleiner Stückzahlen von Blend- und Flügelrahmen von Kunststoffenstern eignende Verbindung für Kunststoffhohlprofile zu schaffen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwei Profilenden (1, 1) auch mit komplex gestaltetem Querschnitt geradlinig oder mit Winkelversatz durch Umformen beim Fügen verbunden sind, wobei ein Verbindungselement (5) als ein eine Hinterschneidung beim Fügen in den Profilenden (1, 1) erzeugendes Umformwerkzeug ausgebildet ist und wobei die Wanddicken spezieller Kammern des Profiles (1) auf optimale Umformbarkeit ausgelegt sind.

Description

Verbindung für Kunststoffhohlprofile
Die Erfindung betrifft eine Verbindung für Kunststoffhohlprofiie.
Kunststoffhohlprofile, bei denen es sich im allgemeinen um Extrusionsprofile handelt, werden z.B. bei der Verarbeitung zu Tür- und Fensterrahmen durch Schweißen verbunden. Dafür sind relativ aufwendige Einrichtungen erforderlich, deren Einsatz sich nur bei der Fertigung größerer Stückzahlen lohnt.
Auf dem Gebiet der Verarbeitung von Hohlprofilen aus stranggepreßtem Aluminium zu leichten Fenstern oder dergleichen, ist es bereits aus der DE 37 38 358 A1 bekannt, Rahmenschenkel mit stumpfen Enden mittels Winkelschenkeln kraftschlüssig zu verbinden. Um die kraftschlüssige Verbindung zu erhalten, weisen die Winkelschenkel zumindest über einen Teil ihrer Längserstreckung größere Querabmessungen als der zugehörige lichte Abstand der einander paarweise gegenüberliegenden Begrenzungswände des Profilhohlraums auf. Der Kraftschluß erfolgt dadurch, daß die Winkelschenkel in der einen Querrichtung unter Ausgleich des Übermaßes elastisch verformbar sind und in der anderen Querrichtung mindestens eine beim Eintreiben in die Hohlkammer durch das härtere Profilleistenmaterial unter Ausgleich des Übermaßes abscherbare Auswölbung aufweisen.
Für die Verbindung von Kunststoffhohlprofiien wird eine derartige kraftschlüssige Verbindung allein nicht als ausreichend angesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung für Kunststoffhohlprofiie zu schaffen, die dauerhaft und formstabil ist und sich wirtschaftlich insbesondere bei der Herstellung kleiner Stückzahlen von Blend- und Flügelrahmen von Kunststoffenstern, einsetzen laß.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.
Die weitere Ausbildung mit Erfindungsgegenstandes geht aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor. Der besondere mit Erfindung verbundene Vorteil ist, daß sowohl eine kraft- als auch eine formschlüssige Verbindung von Kunststoffhohlprofiien herstellbar ist, wobei ein Hinterschnitt quer zur Profil- und Kraftrichtung für den Formschluß nicht im zu verbindenden Bauteil vorhanden sein muß, denn dieser wird gemäß der Erfindung durch das Formschlußelement während des Fügens selbst erzeugt.
Die Verbindung bedient sich je nach Beanspruchung einer gezielten Krafteinleitung durch spezielle Wirkelemente. Es wird zwischen Biegemomenten und Zugkräften unterschieden, die jeweils in geeignete Verbindungselemente eingeleitet, aufgenommen und übertragen werden. Die Lage der zu verbindenden Teile spielt dabei keine Rolle.
Das vorzugsweise spritzgegossene Verbindungselement kann aus dem selben Werkstoff wie das Profil bestehen.
Die erfindungsgemäße Verbindung ist besonders bei der Fabrikation kleinerer Stückzahlen interessant, weil dabei auf das übliche Schweißen der Kunststoff-Extrusionsprofile verzichtet werden kann. Somit lassen sich Kleinserien sehr wirtschaftlich hergestellen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 die Ausrichtung der Profile, d.h. geradlinig, im 90°-Winkel und in beliebigem Winkel,
Fig. 2 u.3 je ein Zugkraft- und Umformelement,
Fig. 4 eine Biegemomentaufnahme,
Fig. 5 eine Dichtung,
Fig. 6 ein komplettes Verbindungselement mit Dichtung,
Fig. 7 ein komplettes Verbindungselement ohne Dichtung,
Fig. 8 (ausschnittsweise) parallel versetzte Zugkraft- und Umformelemente und die
Verformung eines Profiisteges, Fig. 9a-9c einen sogenannten Schlagschenkel zum Einleiten der Fügekraft mit einem
Hammer (zu verbindende Profilenden sind nicht mit dargestellt), Fig. 10a u.10b eine Gehrungsverbindung und Fig. 11a u.11b eine Verbindung stumpf geschnittener Profile mittels besonders gestaltetem
Verbindungselement.
Wie aus den zeichnerischen Darstellungen hervorgeht, sind für die Verbindung von zwei Profilenden 1 drei verschiedene Wirkelemente vorgesehen, nämlich:
1. ein Zugkraft- und Umformelement 2 als Kunststoffkonstruktion (Fig.2) oder als Metallkonstruktion (Fig.3)
2. eine Biegemomentaufnahme 3 (Fig.4)
3. eine Dichtung 4 (Fig.5)
Diese Wirkelemente werden zu einem Verbindungselement 5 kombiniert (Fig.6) Die Zugkraft- und Umformelemente 2 sind parallel versetzt angeordnet, so daß beim Fügen in einem Kunststoffprofil 1 eine Klemmkraft sowie ein Hinterschnitt (Formschluß) erzeugt wird. Die Anordnung dieser Elemente zeigt Fig.7.
Der Hinterschnitt wird durch Verformung von Stegen 6 des Kunststoffprofiles 1 quer zur Profilrichtung erzeugt (s. Fig.8) und dient zur Übertragung der Zugkräfte. Das Kunststoffprofil 1 ist bezüglich der Kammeranordnung und -dimensionierung auf die Zugkraft- und Umformelemente 2 abgestimmt. Mit Hilfe dieser Elemente werden alle Zugkräfte in Profilrichtung aufgenommen und übertragen. Kommen Zugkraft- und Umformelemente 2 aus Kunststoff zum Einsatz, so tritt ein Abbau der Klemmkraft durch Relaxieren ein, was durch den Formschluß kompensiert werden kann. Weiterhin können bei dieser Konstruktion zur Unterstützung des Formschlusses durch eine Klemmkraft, die Elemente 2 aus Thermoplasten bei bestimmten Temperaturen gereckt werden, so daß sich die Elemente 2 bei definierter Erwärmung im Betrieb zurückstellen. Dabei wird zwar die Länge reduziert aber gleichzeitig Höhe und Breite vergrößert.
Die Biegemomentaufnahme 3 (Fig.4), d.h. der Kern des Verbindungselements 5 erfüllt mehrere Aufgaben. Es werden alle auftretende Biegemomente aufgenommen und übertragen sowie das Verbindungselement 5 in den Profilen 1 zentriert. Des weiteren dient die Biegemomentaufnahme 3 als Elementträger für im Spritzguß hergestellte komplette bzw. nachträglich komplettierte Elemente, wie Zugkraftelemente und Dichtung. Sind die Innenkammern der Profiie 1 gegenüber einem äußeren Medium abzudichten, so kann in das Verbindungselement 5 eine die Profilform umlaufende Dichtung 4 (Fig.5 u.6) integriert werden. Eine Dichtung ist durch spritzgegossene Dichtungslippen im Zweikomponentenspritzguß, wie auch durch eine nachträgliche Bestückung der oben genannten Elemente realisierbar. Die Dichtung 4 kann wahlweise eingesetzt werden. Für den Fügeprozeß, das heißt das Einbringen des Verbindungselementes 5 in die zu verbindenden Profilenden, kann als Werkzeug für eine gezielte Krafteinleitung ein sogen. Schlagschenkel 7 (s. Fig.9a) dienen. Dieser Schlagschenkel 7 ist mehrfach zu verwenden und derart ausgebildet, daß die in ihn eingeleitete Fügekraft (im einfachsten Fall durch Schläge mit einem Hammer 8) direkt in die Verbindungselemente 5 eingeleitet wird. Siehe dazu Fig.9b und 9c.
Für die äußere Gestaltung einer Verbindung zweier Profilteile 1 , bei denen es sich im übrigen auch um ausgeschäumte Kunststoffhohlprofiie handeln kann, gibt es zwei Möglichkeiten. Das Verbindungselement 5 ist entweder derart ausgebildet, daß die Profilteile 1 bis auf einen Dichtungsspalt 9 gefügt werden (s. Fig.10a undlOb) oder das Verbindungselement ist als gestalterisches Element 5a zwischen den Profilteilen 1 eingesetzt und bleibt sichtbar (s. Fig.11a und 11b).

Claims

Patentansprüche
1. Verbindung für Kunststoffhohlprofiie, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Profilenden (1 ,1) auch mit komplex gestaltetem Querschnitt geradlinig oder mit Winkelversatz durch Umformen beim Fügen verbunden sind, wobei ein Verbindungselement (5) als ein eine Hinterschneidung beim Fügen in den Profilenden (1 ,1) erzeugendes Umformwerkzeug ausgebildet ist und wobei die Wanddicken spezieller Kammern des Profites (1) auf optimale Umformbarkeit ausgelegt sind.
2. Verbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (5) bis auf einen Dichtungsspalt (9) von den Profilenden (1 ,1) verdeckt oder als von außen sichtbares gestalterisches Element (5a) eingesetzt ist.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (5)aus mindestens drei Funktionselementen besteht, nämlich aus: a) mindestens zwei Zugkraft- und Umformeiementen (2), b) einer Biegemomentaufnahme (3) und c) mindestens einer Dichtung (4).
4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugkraft- und Umformelemente (2) gezahnt und so dimensioniert sind, daß nach dem Fügen durch parallelen Versatz zweier in einer
Ebene angeordneter Zugkraft- und Umformelemente (2) in darauf hin abgestimmten
Profilstegen (6) ein Hinterschnitt geformt ist und eine Selbstsicherung besteht.
5. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (2,3,4) des Verbindungselelementes (5) einzeln im Kunststoff- Spritzgussverfahren hergestellt sind.
6. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (2,3,4) des Verbindungselelementes (5) gemeinsam im Kunststoff- Spritzgussverfahren hergestellt sind.
7. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugkraft- und Umformelemente (2) Metallstanzteile sind.
8. Verbindung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Elemente (2,3.4) des Verbindungselementes (5) aus dem selben Material wie das Kunststoffprofil (1) gefertigt sind.
9. Verbindung nach den vorstehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch die Verwendung für das Fügen von Blend- und Flügelrahmen von Kunststoffenstern.
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