WO2012052143A1 - Verfahren zur einbringung von schaummaterial in hohlkammerprofile sowie hohlkammerprofil - Google Patents

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WO2012052143A1
WO2012052143A1 PCT/EP2011/005195 EP2011005195W WO2012052143A1 WO 2012052143 A1 WO2012052143 A1 WO 2012052143A1 EP 2011005195 W EP2011005195 W EP 2011005195W WO 2012052143 A1 WO2012052143 A1 WO 2012052143A1
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hollow chamber
foam material
profile
wall
reinforcing strip
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PCT/EP2011/005195
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Wolfgang Janssen
Jörg Gräbener
Michael Stenitschka
Udo Steffl
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Rehau Ag + Co
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    • E06B2003/226—Means for stabilising the insert by adhesives or filling up the remainder of the cavity, e.g. together with foam

Definitions

  • the invention relates to a method for introducing foam material in hollow chamber profiles, in particular window or door hollow chamber profiles.
  • WO 2009/062986 A1 and DE 197 31 163 A1 describe direct on-line processes in which the introduction of the foam material is integrated directly into the extrusion of the hollow chamber profile.
  • the invention has for its object to provide a method for introducing foam material in hollow sections, in which a deformation of the hollow chamber profile due to the foaming process can be safely avoided.
  • the object is achieved by a method for introducing foam material into hollow chamber profiles, in particular window or door hollow chamber profiles,
  • At least one reinforcing band is arranged on / in at least one wall of at least one hollow chambergravumenden, - wherein then foam material is introduced into the hollow chamber to be filled and
  • a reinforcement of the hollow chamber is provided by the reinforcing strip, by which a permanent deformation of the hollow chamber profile is prevented during the foaming process.
  • the reinforcing band can be arranged, in particular fastened, on the inner wall or inside of the hollow chamber to be foamed out.
  • the reinforcing band can be extruded into the hollow chamber wall, in which case the reinforcing band is preferably completely enclosed by the hollow chamber wall.
  • the reinforcing tape can be a Thickness of 0.3 to 3 mm, for example 0.5 to 2 mm.
  • the reinforcing strip is arranged on the inside of an outer wall of the hollow chamber profile. In the context of the invention, it is in particular in each case that at least one reinforcing band is arranged on both inner sides of the lateral outer walls of the hollow chamber profile. As a result, in particular the visible surfaces of the hollow chamber profile are protected against deformation during the foaming process.
  • the reinforcing band may be made of metal or plastic.
  • a fiber-matrix semifinished product made of a plastic matrix can be used, are integrated in the reinforcing fibers.
  • mineral (eg glass) and / or carbon and / or aramaid and / or basalt fibers can be used.
  • organic sheets can be used as reinforcing tapes.
  • Organic sheets are plate-shaped, thermoplastic prepregs containing a fiber reinforcement.
  • the fiber reinforcement may consist, for example, of continuous fibers which may be unidirectionally oriented or may also be in the form of a woven fabric. Alternatively, the use of a thermosetting prepreg as a reinforcing tape is possible.
  • the reinforcing band is preheated before it is brought into contact with the wall of the hollow chamber.
  • the reinforcing tape may have a coating which ensures a secure bonding of the reinforcing tape to the hollow chamber wall.
  • the reinforcing tape has a profiled contour which gives the reinforcing tape an additional function.
  • the geometry of the hollow chamber profile can possibly be simplified, since now no webs for synchronkanalbil- formation must be provided more. This also simplifies the foaming process.
  • the profiling of the reinforcing strip can be done in a tool with the supply of heat or by upstream devices, such as sets of rollers. In the context of the invention it is that the foaming takes place by means of a lance.
  • the reinforcing band can be introduced into the hollow chamber within the extrusion process.
  • the reinforcing band can either be coextruded together with the hollow chamber profile or an already finished reinforcing band can enter the extruder.
  • the hollow-chamber profile can be made of fiber-reinforced plastic in regions or over the entire surface, in which case mineral (for example glass) and / or carbon and / or aramid and / or basalt fibers can be used as reinforcing materials.
  • the reinforcing materials can make the steel reinforcement usually required for window or door chamber profiles dispensable, which increases the inner free profile space that can be used for filling with heat-insulating foam material.
  • unreinforced plastic material is of course not excluded.
  • the foam material is an organic material with low thermal conductivity.
  • the foam material ⁇ is preferably 0.02 to 0.04 W / mK. This ensures a lasting improvement in the thermal insulation properties of the entire hollow chamber profile.
  • the foam material may also be inorganic.
  • the air displaced by the foam material in the hollow chamber can expediently escape via at least one venting channel into at least one adjacent hollow chamber.
  • the air displaced by the foam material during the foaming process can flow off into the adjacent hollow chamber via comparatively easy to produce venting channels, whereby the construction of an inadmissibly high overpressure during the foaming process is avoided.
  • this measure supports the effect of the reinforcing strip according to the invention.
  • the venting channels are arranged in the extrusion direction at equal intervals.
  • venting channels are during extrusion the hollow chamber profile generated, for example by means of a clocked punching device in the tool. It is also within the scope of the invention that so much foam material is introduced into the hollow chamber that excess foam material escapes via the venting channel into an adjacent hollow chamber.
  • the venting channels may be in the form of elongate slots, which on the one hand are comparatively easy to produce in terms of production and, on the other hand, result in negligible mechanical weakening of the profile.
  • a deformable separating wall can be introduced into the hollow chamber to be filled with foam material, which subdivides the hollow chamber into at least two regions, after which the foam material is introduced in an area bounded by the hollow chamber wall and separating wall. Due to the overpressure generated during the foaming process, the dividing wall is deformed in such a way that the region to be foamed increases and thus a through the foam material
  • the partition also serves to support the effect of the reinforcing strip according to the invention.
  • the partition wall can be designed as a bendable web, preferably made of plastic, e.g. Soft PVC, be formed.
  • the thickness of the web is preferably 0.3 to 2 mm.
  • the web can be kinked one or more times during the foaming process and in this case preferably bear against the wall of the non-foamed region of the hollow chamber.
  • the web can also have at least one bend before the foam is introduced.
  • the partition may be formed as a film. Conveniently, the partition is clamped in the hollow chamber.
  • the dividing wall can either be extruded together with the hollow chamber profile as part of a coextrusion process, or else alternatively run into the extruder as an already prefabricated profile.
  • the dividing wall at least does not rest against the entire surface of the hollow chamber wall, so that at least one non-foamed region remains in the hollow chamber.
  • At least one opening is made in an outer wall of the hollow chamber to be filled with foam material after shaping of the hollow chamber profile, after which likewise within the framework of the continuous chen manufacturing process by means of entrained in the extrusion direction device, the introduction of foam material through the opening into the hollow chamber to be filled takes place.
  • the invention further relates to a hollow chamber profile according to claim 14.
  • Fig. 1 is an inventively produced hollow chamber profile in the
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the invention in a representation corresponding to FIG. 1
  • FIGS. 3a, b show a further embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a production method of a hollow chamber profile according to the invention.
  • Fig. 1 shows a window or door hollow chamber profile 1 made of plastic, preferably rigid PVC, in the cross-sectional view.
  • the hollow chamber profile 1 has a plurality of hollow chambers 2, wherein both hollow chambers 2 are filled with foam material 3.
  • FIG. 1 shows that on both inner sides 4 of the lateral outer walls 5 of the hollow chamber profile 1 each a reinforcing strip 6 is arranged.
  • These reinforcing bands 6 serve to reinforce the hollow-chamber profile 1 during the foaming process and ensure the required dimensional stability of the profile 1.
  • the reinforcing bands 6 are made of plastic, these bands 6 being coextruded together with the hollow chamber profile 1.
  • the reinforcing bands 6 can also run into the extrusion tool and consist of metal or an organic sheet.
  • the foaming of the hollow chamber 2 was carried out by means of a (not shown) lance.
  • the hollow chamber profile 1 is partially made of fiber-reinforced plastic, which is why a steel reinforcement of the hollow chamber profile 1 is not required.
  • the foam material 3 is in the embodiment of polyurethane.
  • the air displaced by the foam material 3 in the hollow chamber 2 flows through the venting channels 7 into an adjacent hollow chamber 2 'during the expansion operation.
  • an additional mechanical relief of the hollow chamber profile 1 is ensured during the foaming process.
  • a deformable partition wall 8 is introduced into the hollow chamber 2 to be filled with polyurethane foam material 3. This can either be coextruded again together with the hollow chamber profile 1 or run into the extrusion process as an already prefabricated profile 1.
  • the partition wall 8 divides the hollow chamber 2 into two areas 9, 10, after which the foam material is bounded in a region 9 bounded by the hollow chamber wall 11 and the dividing wall 8
  • the reinforcing tape has a profiled contour which gives the reinforcing tape an additional function.
  • the profiling serves to form a screw channel - eg for fitting fittings.
  • the reinforcing bands 6 have been extruded into the wall of the respective hollow chamber 2, wherein the reinforcing bands 6 were completely enclosed in this case by the hollow chamber wall. To make an intimate connection with the hollow chamber material, the reinforcing bands 6 were preheated prior to the extrusion step.
  • the reinforcing tapes 6 are formed as organic sheets which have an endless fiber reinforcement in the extrusion direction x (see FIG.
  • Fig. 6 shows a method for producing a hollow chamber profile according to the invention.
  • the shape of the plurality of hollow chambers (only the researchtechnologytechnology hollow chamber 2 is shown) comprising plastic hollow chamber profile 1.
  • the plastic is partially reinforced with glass fibers, so that a Stahlarmtechnik the hollow section 1 is not required.
  • one or more reinforcing bands 6 according to the invention are coextruded, which are positioned on / in the walls of the hollow chamber profile to be reinforced correspondingly (not shown in greater detail).
  • the hollow chamber profile 1 is first calibrated with the aid of a caliber 13 in order to fix the product dimensions of the profile 1.
  • openings 16 are introduced into an outer wall 15 of the hollow chamber 2 to be filled with foam material 3 at certain, preferably equidistant, intervals with an opening production device 14 in the context of the continuous production process. These are produced without cutting, mechanically or thermally, whereby the opening generating device 14, e.g. can be designed as a punching tool or as a laser. Thereafter foam material 3 is likewise introduced through the opening 16 into the hollow chamber 2 to be filled in the course of the continuous production process by means of a device 17 entrained in the extrusion direction x. Immediately after the introduction of the foam material 3, the openings 16 are closed by means of a closure device 18 with a cap or by applying hot melt adhesive (not shown in detail).
  • the openings 16 are produced on a non-visible surface of the hollow chamber profile 1 in order not to impair its visual appearance.
  • filled with foam material 3 hollow chamber profile 1 is cut to length with a (not shown) cutting device.
  • the device 17 for introducing foam material has a device (not shown), which is an entrainment of the device 17 parallel to
  • Extrusion direction x ensures.
  • the device can, for example, in a stationary run parallel to the extrusion direction x running rail and / or be hooked into the opening 16.
  • the device 17 moves back counter to the extrusion direction x and passes through the next opening 16 to fill the next hollow chamber area.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbringung von Schaummaterial (3) in Hohlkammerprofile, insbesondere Fenster- oder Türhohlkammerprofile. Im Wege eines Extrusionsverfahrens erfolgt die Formgebung des mindestens eine Hohlkammer (2,2') aufweisenden Hohlkammerprofils (1 ), wobei an mindestens einer Wandung mindestens einer auszuschäumenden Hohlkammer (2) mindestens ein Verstärkungsband (6) angeordnet wird. Danach wird Schaummaterial (3) in die zu befüllende Hohlkammer (2) eingebracht, wobei durch das Verstärkungsband (6) eine Deformation der Hohlkammer (2) aufgrund des beim Schäumvorgang entstehenden Überdrucks vermieden wird. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Hohlkammerprofil (1).

Description

Verfahren zur Einbringung von Schaummaterial in Hohlkammerprofile sowie Hohlkammerprofil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbringung von Schaummaterial in Hohlkammerprofile, insbesondere Fenster- oder Türhohlkammerprofile.
In der Literatur sind verschiedene derartige Verfahren beschrieben. So ist beispielsweise aus der DE 100 35 649 A1 bekannt, nach der Erzeugung des Hohlkammerprofils über einen durchgehenden Schlitz in der Profilwandung Schaummaterial mittels einer feststehenden Lanze in eine Hohlkammer einzubringen.
Die WO 2009/062986 A1 sowie die DE 197 31 163 A1 beschreiben direkte Online-Verfah- ren, bei denen die Einbringung des Schaummaterials unmittelbar in die Extrusion des Hohlkammerprofils integriert ist.
Aus der DE 43 31 816 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Schaumstoffstreifen nachträglich in das Hohlkammerprofil eingeschoben werden.
Bei der Ausschäumung von extrudierten Hohlkammerprofilen besteht grundsätzlich das Problem, dass es aufgrund des beim Schäumvorgang entstehenden Überdrucks zu einer Deformation der Hohlkammergeometrie kommen kann. Dies kann dazu führen, dass sich die Hohlkammerprofile beispielsweise ausbeulen oder verbiegen, insgesamt also nicht mehr die für eine ordnungsgemäße Verarbeitung notwendige Maßgenauigkeit besitzen. Dieses Problem ist insbesondere dann zu beobachten, wenn ein chemischer Schäumvorgang vorgesehen ist, beispielsweise zur Herstellung von Polyurethan. Bei der Herstellung von Polyurethan werden die beiden Komponenten Polyisocyanat und Polyol in die Hohlkammer eingebracht und nehmen dort zunächst ein vergleichsweise geringes Volumen ein. Aufgrund der chemischen Reaktion zwischen diesen beiden Komponenten kommt es jedoch dann zu dem beabsichtigten Schäumvorgang, der mit der Entstehung eines großen Überdrucks einhergehen kann. Insbesondere bei endlosen Extrusionsprofilen besteht daher die Problematik, dass sich dieser Überdruck oft nur über die zuvor beschriebene De- formation des Hohlkammerprofils abbauen kann, weshalb die prozesstechnische Beherrschung des Ausschäumvorgangs bei Extrudaten häufig sehr schwierig ist. Auch bei physikalischen Schäumvorgängen kann aufgrund des für die physikalische Schäumung erforderlichen Prozessdrucks eine Deformation der Hohlkammerwandung nicht ausgeschlossen werden.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Einbringung von Schaummaterial in Hohlkammerprofile anzugeben, bei dem eine Deformation des Hohlkammerprofils aufgrund des Schäumvorganges sicher vermieden werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Einbringung von Schaummaterial in Hohlkammerprofile, insbesondere Fenster- oder Türhohlkammerprofile,
- wobei im Wege eines Extrusionsverfahrens die Formgebung des mindestens eine Hohlkammer aufweisenden Hohlkammerprofils erfolgt,
- wobei an/in mindestens einer Wandung mindestens einer auszuschäumenden Hohlkammer mindestens ein Verstärkungsband angeordnet wird, - wobei danach Schaummaterial in die zu befüllende Hohlkammer eingebracht wird und
- wobei durch das Verstärkungsband eine Deformation der Hohlkammer aufgrund des beim Schäumvorgang entstehenden Überdrucks vermieden wird. Erfindungsgemäß wird durch das Verstärkungsband eine Armierung der Hohlkammer bereitgestellt, durch die eine bleibende Verformung des Hohlkammerprofils während des Schäumvorgangs verhindert wird. Das Verstärkungsband kann an der Innenwand bzw. Innenseite der auszuschäumenden Hohlkammer angeordnet, insbesondere befestigt, sein. Insbesondere kann das Verstärkungsband in die Hohlkammerwandung einextrudiert wer- den, wobei das Verstärkungsband hierbei vorzugsweise von der Hohlkammerwandung vollständig umschlossen wird. Zweckmäßgerweise ist das Verstärkungsband also direkt mit der Hohlkammerwandung verbunden. Hierdurch wird verhindert, dass sich das Verstärkungsband während des Schäumvorgangs verschiebt und somit ggf. seine Aufgabe nicht ordnungsgemäß erfüllen kann. Alternativ ist beispielsweise auch ein Einklemmen zwecks Fixierung der Lage des Verstärkungsbandes denkbar. Das Verstärkungsband kann eine Dicke von 0,3 bis 3 mm besitzen, z.B 0,5 bis 2 mm. Zweckmäßigerweise wird das Verstärkungsband an der Innenseite einer Außenwand des Hohlkammerprofils angeordnet. Im Rahmen der Erfindung liegt es insbesondere, dass an beiden Innenseiten der seitlichen Außenwände des Hohlkammerprofils jeweils mindestens ein Verstärkungsband angeordnet werden. Dadurch werden insbesondere die Sichtflächen des Hohlkammerprofils gegen eine Deformation während des Ausschäumvorganges geschützt.
Das Verstärkungsband kann aus Metall oder Kunststoff bestehen. So kann hierbei beispielsweise ein Faser-Matrix-Halbzeug aus einer Kunststoff-Matrix zum Einsatz kommen, in die Verstärkungsfasern integriert sind. Als Verstärkungsfasern können Mineral- (z.B. Glas-) und/oder Carbon- und/oder Aramaid- und/oder Basaltfasern verwendet werden. Insbesondere können Organobleche als Verstärkungsbänder verwendet werden. Organobleche sind plattenförmige, thermoplastische Prepregs, die eine Faserverstärkung enthalten. Die Faserverstärkung kann beispielsweise aus Endlosfasern bestehen, welche unidirektional aus- gerichtet oder aber auch als Gewebe ausgebildet sein können. Alternativ ist auch der Einsatz von einem duroplastischem Prepregs als Verstärkungsband möglich. Zweckmäßigerweise wird das Verstärkungsband vorgewärmt, bevor es mit der Wandung der auszuschäumenden Hohlkammer in Verbindung gebracht wird. Das Verstärkungsband kann eine Beschichtung aufweisen, die ein sicheres Verkleben des Verstärkungsbandes mit der Hohlkammerwandung gewährleistet. Durch den Einsatz von nichtmetallischen Verstärkungsbändern kann die gewünschte Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit erreicht werden, ohne dass hierdurch Nachteile bzgl. der Wärmedämmeigenschaften des Hohlkammerprofils in Kauf genommen werden müssen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Verstärkungsband eine profilierte Kontur auf, die dem Verstärkungsband eine zusätzliche Funktion verleiht. So kann die Profilierung zur Ausbildung eines Schraubkanals - z.B. für Beschlagbefestigungen - innerhalb der auszuschäumenden Hohlkammer dienen. Dadurch kann die Geometrie des Hohlkammerprofils ggf. vereinfacht werden, da nunmehr keine Stege zur Schraubkanalbil- dung mehr vorgesehen werden müssen. Hierdurch vereinfacht sich auch der Ausschäum- prozess. Die Profilierung des Verstärkungsbandes kann in einem Werkzeug unter Zufuhr von Wärme oder aber auch durch vorgeschaltete Einrichtungen, wie z.B. Rollensätze, erfolgen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass die Ausschäumung mittels einer Lanze erfolgt. Das Verstärkungsband kann innerhalb des Extrusionsprozesses in die Hohlkammer eingebracht werden. So kann z.B. das Verstärkungsband entweder gemeinsam mit dem Hohlkammerprofil koextrudiert werden oder ein bereits fertiges Verstärkungsband in den Extruder ein- laufen.
Das Hohlkammerprofil kann bereichsweise oder vollflächig aus faserverstärktem Kunststoff bestehen, wobei als Verstärkungsmaterialien insbesondere Mineral- (z.B. Glas-) und/oder Carbon- und/oder Aramaid- und/oder Basaltfasern verwendet werden können. Die Verstär- kungsmaterialien können die bei Fenster- oder Türhohlkammerprofilen üblicherweise erforderliche Stahlarmierung entbehrlich machen, wodurch sich der innere freie Profilraum, der zur Befüllung mit wärmedämmendem Schaummaterial genutzt werden kann, vergrößert. Die Verwendung von unverstärktem Kunststoffmaterial wird hierdurch jedoch selbstverständlich nicht ausgeschlossen.
Vorzugsweise besteht das Schaummaterial aus einem organischen Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit. Hierbei können insbesondere Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polyurethan oder Mischungen zweier oder mehr der genannten Materialien verwendet werden. Die Wärmeleitfähigkeit des Schaummaterials λ beträgt vorzugsweise 0,02 bis 0,04 W/mK. Dies gewährleistet eine nachhaltige Verbesserung der Wärmedämmeigenschaften des gesamten Hohlkammerprofils. Alternativ kann das Schaummaterial auch anorganisch sein.
Als zusätzliche Maßnahme zur Verhinderung eines durch den Schäumvorgang bedingten zu großen Überdrucks kann zweckmäßigerweise die vom Schaummaterial in der Hohlkammer verdrängte Luft über mindestens einen Entlüftungskanal in mindestens eine benachbarte Hohlkammer entweichen. Hierbei kann über vergleichsweise einfach herzustellende Entlüftungskanäle die vom Schaummaterial während des Schaumvorgangs verdrängte Luft in die benachbarte Hohlkammer abströmen, wodurch der Aufbau eines unzulässig hohen Überdrucks während des Schäumvorgangs vermieden wird. Entsprechend unterstützt diese Maßnahme die Wirkung des erfindungsgemäßen Verstärkungsbandes. Durch die benachbarte Hohlkammer kann die vom Schaummaterial verdrängte Luft problemlos abströmen, insbesondere wenn die benachbarte Hohlkammer selbst nicht ausgeschäumt wird. In der Regel werden die Entlüftungskanäle in Extrusionsrichtung in gleichmäßigen Abständen angeordnet. Vorzugsweise werden die Entlüftungskanäle während der Extrusion des Hohlkammerprofils erzeugt, beispielsweise mittels einer getakteten Stanzvorrichtung im Werkzeug. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass in die Hohlkammer soviel Schaummaterial eingebracht wird, dass überschüssiges Schaummaterial über den Entlüftungskanal in eine benachbarte Hohlkammer entweicht. Die Entlüftungskanäle können die Form von länglichen Schlitzen aufweisen, welche einerseits fertigungstechnisch vergleichsweise einfach herstellbar sind und andererseits eine vernachlässigbare mechanische Schwächung des Profils zur Folge haben.
Alternativ hierzu oder ergänzend kann in die mit Schaummaterial zu befüllende Hohlkam- mer eine verformbare Trennwandung eingebracht werden, die die Hohlkammer in mindesten zwei Bereiche unterteilt, wobei danach in einem von Hohlkammerwandung und Trennwandung begrenzten Bereich das Schaummaterial eingebracht wird. Durch den beim Schäumvorgang entstehenden Überdruck wird die Trennwandung derart verformt, dass sich der auszuschäumende Bereich vergrößert und dadurch eine durch den
Schäumvorgang bedingte Deformation des Hohlkammerprofils vermieden wird. Über die Trennwandung wird sozusagen ein„Pufferbereich" erzeugt, welcher nicht ausgeschäumt wird und sich zwecks Vermeidung eines zu hohen Drucks in der Hohlkammer beim
Schäumprozess verkleinert. Entsprechend dient auch hier die Trennwandung zu einer Unterstützung der Wirkung des erfindungsgemäßen Verstärkungsbandes. Die Trennwandung kann als knickbarer Steg, vorzugsweise aus Kunststoff, z.B. Weich-PVC, ausgebildet sein. Die Dicke des Steges beträgt vorzugsweise 0,3 bis 2 mm. Der Steg kann während des Schäumvorgangs ein- oder mehrfach geknickt werden und sich hierbei vorzugsweise an die Wandung des nicht ausgeschäumten Bereiches der Hohlkammer anlegen. Der Steg kann auch bereits vor der Schaumeinbringung mindestens einen Knick aufweisen. Alternativ hierzu kann die Trennwandung auch als Folie ausgebildet sein. Zwecksmäßigerweise ist die Trennwandung in die Hohlkammer eingeklemmt. Die Trennwandung kann entweder im Rahmen eines Koextrusionsprozesses gemeinsam mit dem Hohlkammerprofil extrudiert werden, oder aber auch alternativ als bereits vorgefertigtes Profil in den Extruder einlaufen. Zweckmäßigerweise liegt die Trennwandung nach dem Schäumvorgang zumindest nicht vollflächig an der Hohlkammerwandung an, sodass in der Hohlkammer mindestens ein nicht ausgeschäumter Bereich verbleibt.
Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass nach der Formgebung des Hohlkammerprofils in eine Außenwandung der mit Schaummaterial zu befüllenden Hohlkammer mindes- tens eine Öffnung eingebracht wird, wobei danach ebenfalls im Rahmen des kontinuierli- chen Fertigungsverfahrens mittels einer in Extrusionsrichtung mitgeführten Vorrichtung die Einbringung von Schaummaterial durch die Öffnung in die zu befüllende Hohlkammer erfolgt. Mit dieser Maßnahme wird eine Online-Ausschäumung sichergestellt, ohne dass hierbei verfahrenstechnische Probleme auftreten, wie sie bei einer unmittelbaren Integration der Schaummaterialeinbringung in den Extrusionsprozess (z.B. gemäß
WO 2009/062986 A1 oder DE 197 31 163 A1) häufig festzustellen sind. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass sich die vorliegende Erfindung insbesondere für einen sequentiellen Herstellungsprozess eignet, bei dem zunächst das Hohlkammerprofil erzeugt wird und erst danach die Ausschäumung erfolgt. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Leh- re bei direkten Online-Verfahren, bei denen die Einbringung des Schaummaterial unmittelbar in den Extrusionsprozess des Hohlkammerprofils integriert ist (sh. vorgenannte Druckschriften), soll hierdurch jedoch nicht ausgeschlossen werden.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Hohlkammerprofil gemäß Anspruch 14.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 ein erfindungsgemäß hergestelltes Hohlkammerprofil in der
Querschnittsdarstellung,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer der Figur 1 entsprechenden Darstellung, Fig. 3a, b weitere Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4, 5 ebenfalls weitere Aufsührungsformen der Erfindung und
Fig.6 eine schematische Darstellung eines Herstellungsverfahrens eines erfin- dungsgemäßen Hohlkammerprofils.
Fig. 1 zeigt ein Fenster- oder Türhohlkammerprofil 1 aus Kunststoff, vorzugsweise Hart- PVC, in der Querschnittdarstellung. Das Hohlkammerprofil 1 weist mehrere Hohlkammern 2 auf, wobei beide Hohlkammern 2 mit Schaummaterial 3 gefüllt sind. Figur 1 ist zu entnehmen, dass an beiden Innenseiten 4 der seitlichen Außenwände 5 des Hohlkammer- profils 1 jeweils ein Verstärkungsband 6 angeordnet ist. Diese Verstärkungsbänder 6 dienen zur Armierung des Hohlkammerprofils 1 während des Ausschäumvorganges und gewährleisten die erforderliche Formstabilität des Profils 1. Im Ausführungsbeispiel bestehen die Verstärkungsbänder 6 aus Kunststoff, wobei diese Bänder 6 gemeinsam mit dem Hohl- kammerprofil 1 koextrudiert wurden. Alternativ können die Verstärkungsbänder 6 auch in das Extrusionswerkzeug einlaufen und aus Metall oder einem Organoblech bestehen. Die Ausschäumung der Hohlkammer 2 erfolgte mittels einer (nicht dargestellten) Lanze.
Das Hohlkammerprofil 1 besteht bereichsweise aus faserverstärktem Kunststoff, weshalb eine Stahlarmierung des Hohlkammerprofils 1 nicht erforderlich ist. Das Schaummaterial 3 besteht im Ausführungsbeispiel aus Polyurethan.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel strömt während des Ausschäumvorgangs die vom Schaummaterial 3 verdrängte Luft in der Hohlkammer 2 über Entlüf- tungskanäle 7 in eine benachbarte Hohlkammer 2'. Hierdurch wird eine zusätzliche mechanische Entlastung des Hohlkammerprofils 1 während des Schäumvorgangs gewährleistet.
Bei dem in Fig. 3a, b dargestellten Hohlkammerprofil 1 wird in die mit Polyurethan-Schaummaterial 3 zu befüllende Hohlkammer 2 eine verformbare Trennwandung 8 eingebracht. Diese kann entweder wiederum gemeinsam mit dem Hohlkammerprofil 1 koextrudiert werden oder als bereits vorgefertigtes Profil 1 in den Extrusionsprozess einlaufen. Die Trennwandung 8 unterteilt die Hohlkammer 2 in zwei Bereiche 9,10, wobei danach in einen von Hohlkammerwandung 11 und Trennwandung 8 begrenzten Bereich 9 das Schaummaterial
3 eingebracht wird. Aufgrund der chemischen Reaktion von Polyisocyanat mit Polyol dehnt sich das Schaummaterial 3 aus und ein Überdruck entsteht. Durch den Überdruck 3 wird die Trennwandung 8 derart verformt, dass sich der auszuschäumende Bereich 9 vergrößert (Fig. 3b) und dadurch während des Ausschäumvorgangs eine Deformation des Hohlkammerprofils 1 aufgrund des Prozessdrucks vermieden wird. Es verbleiben lediglich kleine, nicht ausgeschäumte Bereiche 10'. Diese Maßnahme ergänzt somit die Wirkung des eben- falls in Fig. 3a, b dargestellten Verstärkungsbandes 6. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
4 weist das Verstärkungsband eine profilierte Kontur auf, die dem Verstärkungsband eine zusätzliche Funktion verleiht. Die Profilierung dient hier zur Ausbildung eines Schraubkanals - z.B. für Beschlagbefestigungen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 sind die Verstärkungsbänder 6 jeweils in die Wandung der entsprechenden Hohlkammer 2 einextrudiert worden, wobei die Verstärkungsbänder 6 hierbei vollständig von der Hohlkammerwandung umschlossen wurden. Zwecks Herstellung einer innigen Verbindung mit dem Hohlkammermaterial wurden die Verstär- kungsbänder 6 vor dem Extrusionsschritt vorgewärmt. Die Verstärkungsbänder 6 sind als Organobleche ausgebildet, die eine Endlos-Faserverstärkung in Extrusionsrichtung x (s. Fig. 6) aufweisen.
Fig. 6 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils. Zunächst erfolgt in einem Extruder 12 im Wege eines Extrusionsverfahrens die Formgebung des mehrere Hohlkammern (nur die auszuschäumende Hohlkammer 2 ist dargestellt) aufweisenden Kunststoff-Hohlkammerprofils 1. Der Kunststoff ist bereichsweise mit Glasfasern verstärkt, sodass eine Stahlarmierung des Hohlkammerprofils 1 nicht erforderlich ist. Gemeinsam mit dem Hohlkammerprofil 1 werden ein oder mehrere erfindungsge- mäße Verstärkungsbänder 6 koextrudiert, die an/in den entsprechend zu verstärkenden Wandungen des Hohlkammerprofils positioniert werden (nicht näher dargestellt). Nach der Formgebung wird das Hohlkammerprofil 1 zunächst mit Hilfe eines Kalibers 13 kalibriert, um die Produktmaße des Profils 1 zu fixieren. Danach werden mit einer Öffnungserzeu- gungseinrichtung 14 im Rahmen des kontinuierlichen Fertigungsverfahrens in eine Außen- wandung 15 der mit Schaummaterial 3 zu befüllenden Hohlkammer 2 in bestimmten, vorzugsweise äquidistanten Abständen Öffnungen 16 eingebracht. Diese werden spanlos - mechanisch oder thermisch - erzeugt, wobei die Öffnungserzeugungseinrichtung 14 z.B. als Stanzwerkzeug oder aber auch als Laser ausgebildet sein kann. Danach wird ebenfalls im Rahmen des kontinuierlichen Fertigungsverfahrens mittels einer in Extrusionsrichtung x mitgeführten Vorrichtung 17 Schaummaterial 3 durch die Öffnung 16 in die zu befüllende Hohlkammer 2 eingebracht. Unmittelbar nach der Einbringung des Schaummaterials 3 werden die Öffnungen 16 mit Hilfe einer Verschlussvorrichtung 18 mit einer Kappe oder durch Aufbringen von Heißkleber verschlossen (nicht näher dargestellt). Dieses Verschließen erfolgt ebenfalls online innerhalb des kontinuierlichen Fertigungsverfahrens. Die Öff- nungen 16 werden an einer Nicht-Sichtfläche des Hohlkammerprofils 1 erzeugt, um dessen optisches Erscheinungsbild nicht zu beeinträchtigen. Abschließend wird das mit Schaummaterial 3 gefüllte Hohlkammerprofil 1 mit einer (nicht dargestellten) Schneideinrichtung abgelängt. Die Vorrichtung 17 zur Einbringung von Schaummaterial weist eine (nicht näher dargestellte) Einrichtung auf, die eine Mitführung der Vorrichtung 17 parallel zur
Extrusionsrichtung x sicherstellt. Dabei kann die Einrichtung beispielsweise in einer ortsfes- ten, parallel zur Extrusionsrichtung x verlaufenden Schiene laufen und/oder in die Öffnung 16 eingehakt sein. Sobald ein der jeweiligen Öffnung 16 zugewiesener Bereich der Hohlkammer 2 ausgeschäumt ist, fährt die Vorrichtung 17 entgegen der Extrusionsrichtung x wieder zurück und geht zur Befüllung des nächsten Hohlkammerbereiches über die nächste Öffnung 16 über.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Einbringung von Schaummaterial (3) in Hohlkammerprofile, insbesondere Fenster- oder Tür-Hohlkammerprofile,
- wobei im Wege eines Extrusionsverfahrens die Formgebung des mindestens eine Hohlkammer (2,2') aufweisenden Hohlkammerprofils (1) erfolgt,
- wobei an/in mindestens einer Wandung mindestens einer auszuschäumenden
Hohlkammer (2) mindestens ein Verstärkungsband (6) angeordnet wird,
- wobei danach Schaummaterial (3) in die zu befüllende Hohlkammer (2) eingebracht wird und
- wobei durch das Verstärkungsband (6) eine Deformation der Hohlkammer (2) aufgrund des beim Schäumvorgang entstehenden Überdrucks vermieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsband (6) an der Innenseite (4) einer Außenwand (5) des Hohlkammerprofils (1) angeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Innenseiten (4) der seitlichen Außenwände (5) des Hohlkammerprofils (1 ) jeweils mindestens ein Verstärkungsband (6) angeordnet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsband (6) direkt mit dem Hohlkammerwandung verbunden, insbesondere in die Hohlkammerwandung einextrudiert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsband (6) aus Metall oder Kunststoff, insbesondere einem Organoblech, besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsband (6) eine profilierte Kontur aufweist, die dem Verstärkungsband (6) eine zusätzliche Funktion verleiht.
7. Verfahren nach einer der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ausschäumung mittels einer Lanze erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsband (6) innerhalb des Extrusionsprozesses in die Hohlkammer (2) eingebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlkammerprofil (1) bereichsweise oder vollständig aus faserverstärktem Kunststoff besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -9, dadurch gekennzeichnet, dass das
Schaummaterial (3) aus einem organischen Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polyurethan oder Mischungen zweier oder mehr der genannten Materialien, besteht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Schaummaterial (3) in der Hohlkammer (2) verdrängte Luft über mindestens einen Entlüftungskanal (7) in mindestens eine benachbarte Hohlkammer (2') entweicht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11 , dadurch gekennzeichnet, dass in die mit Schaummaterial (3) zu befüllende Hohlkammer (2) eine verformbare Trennwandung (8) eingebracht wird, die die Hohlkammer (2) in mindestens zwei Bereiche (9,10) unterteilt, wobei danach in einem von Hohlkammerwandung (11) und Trennwandung (8) begrenzten Schäumbereich (9) das Schaummaterial (3) eingebracht wird und wobei durch den beim Schäumvorgang entstehenden Überdruck die Trennwandung (8) derart verformt wird, dass sich der Schäumbereich (9) vergrößert und dadurch eine durch den Schäumvorgang bedingte Deformation des Hohlkammerprofils (1 ) vermieden wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -12, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen des kontinuierlichen Fertigungsverfahrens in eine Außenwandung (15) der mindestens einen mit Schaummaterial (3) zu befüllenden Hohlkammer (2) mindestens eine Öffnung (16) eingebracht wird und wobei danach ebenfalls im Rahmen des kontinuierlichen Fertigungsverfahrens mittels einer in Extrusionsrichtung (x) mitgeführten Vorrichtung (17) die Einbringung von Schaummaterial (3) durch die Öffnung (16) in die zu befüllende Hohlkammer (2) erfolgt.
14. Hohlkammerprofil (1), insbesondere Fenster- oder Tür-Hohlkammerprofil, mit mindestens einer Hohlkammer (2,2'), wobei mindestens eine Hohlkammer (2) mit Schaummaterial (3) ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Innenseite (4) der mit Schaummaterial (3) befüllten Hohlkammer (2) mindestens ein Verstärkungsband (6) angeordnet ist, das eine Deformation der Hohlkammer (2) aufgrund des bei der Schaumeinbringung vorliegenden Prozessdrucks verhindert.
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