CN1361846A - 塑料空心型材 - Google Patents
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Abstract
塑料空心型材包括埋入的加固元件,并且尤其是做成用于窗或门的框架型材。按照本发明它具有许多通过沿型材纵向延伸的隔壁(7、8、9、14、15、16、17、18)围成的内腔,其中设有条状的、相互不连接的加强元件(4、5、11、12、25)作为加固元件。加固元件既可以由金属制成,也可以由埋入的纤维加强的塑料带或条构成,其中设有许多通过沿型材纵向延伸的隔壁(7、8、9、14、15、16、17、18)围成的小横截面内腔。
Description
本发明涉及一种带有埋入的金属加强筋的塑料空心型材,尤其是用于窗或门的框架型材。
已知这种类型的塑料框架型材(DE-GM 81 11 425),其中要不要在外壁内埋入纤维加强塑料带就是在外壁内侧通过一泡沫芯或通过粘接剂固定纤维强化塑料带。这种纤维加强塑料带的固定仅仅通过各种材料之间的附着力进行。这种附着力通过框架材料和加强带或加强带和泡沫芯之间的粘接作用产生。对于确保加强带与框架型材之间的抗剪强度,这种通过粘接或力锁合的附着力在通过动态载荷使力传递到塑料空心型材上时是不够的。
此外,已知框架型材具有横截面较大的内腔,使得在这个大容积的内腔内可能形成一热对流,由此对绝热产生不良影响。
由DE 28 33 738 A1已知另一种塑料框架型材,其中塑料壁围成一大容积的内腔,在它里面装入管状加强型材,加强型材在内腔内纵长延伸并贴合在腔壁内侧上,这种管状金属型材是框架型材外表面之间良好的热导体。其次由于以下原因使绝热性受到损害,即在大容积内腔内可能形成热对流,并且金属表面进行热辐射。
本发明的目的是,这样地设计开头所述类型的塑料空心型材,使得以较少的结构费用提供高的绝热性以及大的静态承载能力。
按照本发明这个目的这样来实现,使塑料空心型材具有许多通过沿型材纵向延伸的隔壁围成的内腔,并设置条状的、相互不连接的加强元件作为金属加强筋。
由于各自具有小的容积的许多内腔,防止了损害绝热性的对流。因为条状的、尤其是由金属制成的加强元件相互不连接,也消除了加强元件之间的热传导。
按照本发明另一种实施形式塑料空心型材具有许多通过沿型材纵向延伸的隔壁围成的小横截面的内腔,其中加强元件在纵向区域或纵向边缘之间的区域内设有形成形锁合的结构,如弄粗糙、滚花、冲槽等等。
通过这种形锁合结构在由塑料制成的纤维加强的加强元件之间达到高的抗剪强度。
由于许多只有小的横截面和小的容积的内腔防止了损害绝热性的对流。
在横截面内最好做成矩形的加强元件可以具有有高反射率的表面,使得不会由于热辐射对塑料空心型材的绝热性产生不良影响。
按照一种优选的实施形式加强元件由纤维加强的塑料构成。用来制造塑料加强元件的纤维可以考虑当前已知的所有材料,如玻璃纤维、碳素纤维、天然纤维—例如***和剑麻—等等。加固或加强元件例如可以由聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯或环氧树制成。
本发明其他结构在其余从属权利要求中得到。
在附图中画出了按本发明的塑料空心型材的实施例,下面对此加以说明。
附图表示:
图1用于窗或门的框架型材的剖视图,其中外壁内侧上设有带状
或条状加强元件,
图2具有垂直和水平设置的条状加强元件的框架型材,
图3离外壁一定距离处设置带状或条状加强元件的框架型材,
图4与图3略有不同的形状,其中条状加强元件设置在隔壁的槽
内,
图5一窗或门的扉框和定框型材,
图6和7条状加强元件的实施形式。
图1中所示的用于窗或门的、由塑料制成的框架型材在外壁2、3的内侧具有由金属或纤维加强的塑料制成的带状或条状加强元件4、5。构成型材可见表面的外壁2、3在其尺寸选择方面通过设置条形加强元件4、5只受很小影响。加强元件4、5位于半开放或封闭的空腔内,并通过粘接或形锁合抗剪切地固定在那里。
通常加强元件在型材制造时便一起挤出在型材内。
加强元件4、5的纵棱边在所示的实施例中被塑料型材通过固定筋6包围。加强元件在纵边缘区域内可以配备形成形锁合的结构,如弄粗糙、滚花、冲槽等等,使得在框架型材和加强元件之间产生紧密的连接。
位于外壁2、3之间的型材空腔通过隔壁7、8、9隔成空腔。可以设置任意多的宽度一致的空腔。
目的是,通过许多空腔阻止热对流的形成。
图2表示一塑料框架型材10,它与按图1的框架型材的不同如下:不仅设有垂直加强元件4、5,还附加地设有水平延伸的带状或条状加强元件11、12,并且是在型材沟槽壁的内侧上。
这种加强元件11、12同样用来提高型材静力学性能,但附加地还用来借助于螺钉和/或其他常用的固定装置可靠地固定配件或完工的构件本身。
可以在纵边缘区域内做得带有形成形锁合的结构,如弄粗糙、滚花、冲槽等等的加强元件同样用来提高型材的静力学性能,但是附加地也用来借助于螺钉和/或其他常用的固定装置可靠地固定配件或完工构件本身。
这种加强元件11、12由于热技术方面的原因仅仅设置在型材的部分长度上,而且是设在为了固定固定装置所需要的部位。
图3中表示一框架型材13,其中在隔壁14、17内设有带状加强元件4、5,它们平行于外壁2、3分布。这些隔壁设置在外壁2、3附近。加强元件4、5也可以通过形成形锁合的结构固定在隔壁14、17内。
型材具有其他隔壁15、16,它们围成小容积的内腔,并平行于外壁2和3延伸。
也可以想像,在这些隔壁内或上固定加强元件4、5,并在某些情况下通过形成形锁合的结构固定。
加强元件4、5在其纵棱边上沿型材纵向通过固定筋6固定在隔壁14或17上。
这个框架型材13的一个特点是,加强元件位于一个平面内,这个平面不穿过以后的窗或门的型材可见棱边。
外壁2在扉槽或玻璃槽区域内过渡到一扉止挡19,此止挡向上形成窗或门的可见表面。
如果延长加强元件4、5的所在平面并用A表示这个所在平面,那么可以看到加强元件4、5的两个所在平面不穿过可见表面20。
图4表示一框架型材,它和图3的框架型材13完全一致。只是代替在末端镶嵌加强元件4、5的固定筋6在这种结构中设置连贯的壁21、22,它们形成一用于加强元件的封闭安装凹槽或一封闭的安装空腔。
加强元件的这种完全埋入提供了这样的可能性,使加强元件在保持其要求的静力学性能的条件下通过相应的空缺减轻其重量,从而减小使用的金属的重量。这一方面起热技术方面的有利作用,另一方面可以达到加强元件和塑料空心型材之间的形锁合。
另一方面可以达到加强元件和塑料空心型材之间的形锁合。也存在这样的可能性,仅仅在由纤维加强的塑料组成的加强元件4、5的纵边缘区域内设置提高形锁合的结构,它们固定在壁21、22的材料内,从而提高加强元件和框架型材之间的抗剪强度。
图5表示一窗或门的组合型材的剖面,它由一固定框23和一扉框24组成。
既在扉框又在固定框内外壁26、27、28、29附近设置加强元件25,并构成内腔之间的隔板。可以配备提高形锁合结构的加强元件25的纵棱边在两侧通过型材的固定筋6或内壁材料包围和固定。
加强元件25的外平面A位于固定框23区域内型材轮廓内部这样的位置处,使这个平面不穿越可见表面30。
相反扉框24区域内加强元件25的侧边界平面与可见表面31和32相交。但是这里保证,加强元件25朝向可见表面的纵棱边离这个可见表面足够大的距离。加强元件仅仅在扉框型材24的芯部区域上延伸,因此止挡区域33和34没有加强元件25。
固定框型材23内朝向上沟槽处设有一空腔35,它用来安装加强元件11。这个加强元件可以在挤出期间也可以在以后设置在框架型材23内。
图6表示一带状或条状加强元件4、5、25,为了形锁合地固定在框架型材内它在相互背对背的纵棱边上设有冲槽36。这些冲槽设计成这样,使得框架型材和加强元件之间既在纵向又在垂直于加强元件的方向形成形锁合。冲槽36在面积方面相当于留下的元件部分37。
冲槽系列这样布置,使得在冲槽36一侧对面正好有一元件部分37。
由此达到,在加强元件挤出时在每个时刻挤出的塑料质量是相同的。确保在单位型材长度上始终需要同样的用于挤出的塑料量。单位型材长度不同的材料量在挤出时导致具有不同挤压程度的脉动,这造成对挤出和型材质量的不良影响。
通过在冲槽对面设一相应的一样的元件部分,在通过加强元件的每个截面上存在相同的横截面面积。因此可挤压的物质始终保持完全相同。
但是前提是,冲槽36和元件部分37完全相同。在图示中冲槽的角度α等于45°。
当然也可以设想其他冲槽形状,例如台阶形矩形槽,它和图6中(点划线)所示的一样,同样存在面积相等性。还可以设想和采用其他造型,它具有冲槽,其中包括圆形和半圆形,并近似达到具有一定偏差的面积相等性。
图7表示一加强元件4、5,它例如可用于按图4的框架型材。在该框架型材中加强元件完全被挤出的塑料材料包围。为了节省材料以减小重量以及为了改善绝热这个加强元件设有冲槽38,在它们之间存在对角杆39。这些冲槽相互方位交替排列,这里角度α做成相同是有利的。
但是也可以设置这样的冲槽,它可以配备具有不同角度的冲制三角形。
这里决定性的是,在任意截取横截面时加强元件的横截面面积始终是相同的,因此这里也可以以完全相同的挤出材料量工作。挤出材料被这些冲槽所吸收。加强元件4、5、25由金属、尤其是铝制成。为了改善塑料型材的绝热,也就是说削弱热量流动,加强元件表面可以这样地处理,使得达到高的反射率。这可以通过反射涂层达到。
这可以通过高光亮表面,铝阳极氧化处理或通过反射涂层达到。
在图1和2中加强元件设置在外壁2、3内侧上,而图3至5中加强元件设置在外壁邻近。由图5得到,加强元件也可以用作两个内腔之间的隔板。
重要的是,加强元件到可见外表面具有充分的距离,因为对于制造框架的焊接过程加强元件相对于框架型材的截面可略微缩短一些。这通过借助于盘形铣刀或端铣刀铣削或通过冲削进行。
加强元件端部区域的加工在形状方面必须保证,框架型材的可见表面不受损伤,并在视觉和功能方面保证足够好的焊接。
从这个观点出发在图5中加强元件25的布局也关系到止挡筋30、31和32。如果在这个框架型材中例如在加强元件的端部区域内用盘铣刀铣槽,那么需要保证铣刀足够的出刀量,而不损伤框架型材的可见表面。
图2表示,在一框架型材内既可以设置垂直布置的加强元件4、5,也可以设置水平延伸的加强元件11、12。这些加强元件相互分开设置,因此这些元件不提高导热性。
通常水平设置的加强元件11、12不在其整个型材长度上延伸,而只包括一段型材。
加强元件4、5、25可以在纵向区域内或纵向边缘之间的区域内配备形成形锁合的结构,如弄粗糙、冲槽等等。
图形标记表1框架型材 28外壁2外壁 29外壁3外壁 30可见表面4加强元件 31可见表面5加强元件 32可见表面6固定筋 33止挡区7隔壁 34止挡区8隔壁 35空腔9隔壁 36冲槽10塑料框架型材 37元件部分11加强元件 38冲槽12加强元件 39对角杆13框架型材 A外平面14隔壁15隔壁16隔壁17隔壁18隔壁19扉止挡20可见表面21壁22壁23固定框24扉框25强元件26外壁27外壁
Claims (19)
1.带有埋入的加强元件的塑料空心型材,尤其是用于窗或门的框架型材,其特征为:它具有许多通过沿型材纵向延伸的隔壁(7、8、9、14、15、16、17、18)围成的内腔,并设有条形的、相互不连接的加强元件(4,5、11、12、25)作为加固元件。
2.按权利要求1的塑料空心型材,其特征为:加固元件由金属构成。
3.按权利要求1之前序部分的塑料空心型材,其特征为:加固元件由埋入的由纤维加强的塑料组成的带或条构成,并设有许多通过沿型材纵向延伸的隔壁(7、8、9、14、15、16、17、18)围成的小横截面内腔。
4.按权利要求3的塑料空心型材,其特征为:加强元件(4、5、11、12、15)在纵向区域内或纵向边缘之间的区域内配备构成形锁合的结构,如弄粗糙、滚花、冲槽等等。
5.按权利要求1至4之任一项的塑料空心型材,其特征为:加强元件(4、5、11、12、25)在横截面内做成矩形。
6.按权利要求1至3之任一项的塑料空心型材,其特征为:由金属制成的加强元件(4、5、11、12、25)具有一具有高反射率的表面。
7.按权利要求1至6之任一项的塑料空心型材,其特征为:加强元件(4、5、11、12、25)表面设有反射涂层。
8.按权利要求6的塑料空心型材,其特征为:加强元件(4、5、11、12、25)由铝制成并经过阳极氧化处理。
9.按权利要求1至6之任一项的塑料空心型材,其特征为:加强元件(4、5、25)在纵向区域或纵边缘之间的区域内配备形成形锁合的结构,如弄粗糙、冲槽等等。
10.按权利要求1至9之任一项的塑料空心型材,其特征为:加强元件(4、5、25)在纵向边缘区域内或纵边缘之间的区域内设有冲槽(36、38),它们设计成这样,使得在垂直于加强元件(4、5、25)的纵轴的任意一个截面内加强元件具有相同的横截面积。
11.按权利要求10的塑料空心型材,其特征为:在加强元件(4、5、25)一个纵边缘上的向外张开的冲槽(36)相对于另一条纵边缘上的冲槽错开,在两个冲槽之间留下的部分(37)面积和冲槽吻合。
12.按权利要求1至11之任一项的塑料空心型材,其特征为:至少两个相互面对面的加强元件(4、5、25)固定在构成空心型材可见表面的外壁(2、3)的内表面上,或埋在这些外壁内。
13.按权利要求1至12之任一项的塑料空心型材,其特征为:加强元件(4、5)固定在围成内腔的隔壁(14、17)上或埋入这些隔壁内。
14.按权利要求1至13之任一项的塑料空心型材,其特征为:加强元件(25)构成两个内腔之间的隔壁。
15.按权利要求12至14之任一项的塑料空心型材,其特征为:条状加强元件(4、5、25)具有侧边界平面(A),它不与空心型材的可见表面相交。
16.按权利要求15的塑料空心型材,其特征为:条状加强元件(4、5、25)离塑料空心型材的可见表面有足够的距离,使得加强元件用刀具加工其端面区域时不会损伤空心型材的可见表面。
17.按权利要求1至16之任一项的塑料空心型材,其特征为:除垂直设置的条状加强元件(4、5)之外设有水平延伸的加强元件(11、12),它们离垂直加强元件一定距离延伸。
18.按权利要求17的塑料空心型材,其特征为:水平加强元件(11、12)仅仅设置在一段型材的区域内。
19.按权利要求1至18之任一项的塑料空心型材,其特征为:它具有一用来非固定地***配件固定型材的***槽(35)。
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