DE102008008343A1

DE102008008343A1 - Profil für Fenster- oder Türrahmen

Info

Publication number: DE102008008343A1
Application number: DE102008008343A
Authority: DE
Original assignee: Aluplast GmbH
Current assignee: Aluplast GmbH
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-08-13
Also published as: US8828171B2; JP2011511191A; BRPI0907720A2; CN101939501A; EP2240662A1; UA100041C2; RU2010132890A; WO2009098069A1; RU2490414C2; KR20100126360A; MX2010008547A; US20100319843A1; WO2009098068A1; EP2238308B1; EP2238308A1; PL2238308T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Profil für Fenster- oder Türrahmen, bestehend aus einem mehrkammerigen, extrudierten Hohlprofil (1, 10) aus thermoplastischem Kunststoff und einer Armierung (2, 6, 7, 14, 15) aus zumindest einer Kunststoffleiste, die zumindest lokal mit dem Hohlprofil verbunden ist. Wesentlich dabei ist, dass die Armierung (2, 6, 7, 14, 15) zur Bildung eines in der Rahmenebene wirksamen Formschlusses mit dem Hohlprofil (1, 10) selbst profiliert ist und die formschlüssige Verbindung der Armierung (2, 6, 7, 14, 15) mit dem Hohlprofil (1, 10) durch in Querrichtung der Armierung vorstehende Leisten oder dergleichen gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Profil für Fenster- oder Türrahmen, bestehend aus einem mehrkammerigen, extrudierten Hohlprofil aus thermoplastischem Kunststoff und einer Armierung aus zumindest einer thermoplastischen Kunststoffleiste, die zumindest lokal mit dem Hohlprofil verbunden ist.
Ein derartiges Profil ist unter anderem durch die WO 01/06079 bekannt, wobei als Material für die Armierung sowohl Kunststoff wie auch Stahl genannt werden, wobei die Stahl-Variante sich durch eine schlechtere Wärmedämmung gegenüber der Kunststoff-Armierung abgrenzt. Die Wärmedämmung wird aber im Fensterbau immer wichtiger.
Außerdem ist durch die DE 199 33 099 ein Kunststoff-Hohlprofil für Fenster oder Türen bekannt geworden, bei dem die Armierung aus Metallbändern besteht, die durch Ausnehmungen formschlüssig mit dem Kunststoff-Hohlprofil verbunden sind. Zur Herstellung dieser Ausnehmungen muss das Metallband lokal ausgestanzt werden, was einen zusätzlichen Herstellungsaufwand erfordert.
Wenn aus derartigen Profilen ein Fensterrahmen hergestellt werden soll, werden die entsprechenden Profilabschnitte auf Gehrung gesägt und an den Eckbereichen miteinander verschweißt. Enthält das Profil eine Aussteifung aus metallischem Werkstoff, muss vor dem Verschweißen sichergestellt werden, dass sie an den Enden des Kunststoffprofils einige Millimeter zurücksteht, damit sie nicht am Schweißspiegel anliegt und die Zustellbewegung beim Erwär men des thermoplastischen Werkstoffs verhindert. Dies wird bei separat eingeschobenen Aussteifungsprofilen dadurch erreicht, dass ein entsprechendes verkürztes Profil verwendet wird; bei einextrudierten Aussteifungsprofilen muss die Aussteifung einige Millimeter zurückgefräst werden. Beide Maßnahmen erschweren die Herstellung des Rahmens.
Die gleiche Problematik ergibt sich, wenn anstelle einer metallischen Aussteifung mit glasfaserverstärkten Kunststoffprofilen aus einem duroplastischen Werkstoff gearbeitet wird. Die bekannten faserverstärkten PVC-Profile haben keine ausreichende Stabilität, um alle Lastfälle abzudecken.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt deshalb darin, ein Fensterprofil zu entwickeln, das einerseits hinreichend stabil ist, andererseits beim Schweißen ohne lokales Zurückfräsen direkt an den Schweißspiegel anlegbar ist. Nicht zuletzt soll sich das Profil durch hohe Wärmedämmung auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Armierung zur Bildung eines in der Rahmenebene wirksamen Formschlusses mit dem Hohlprofil profiliert ist und die formschlüssige Verbindung der Armierung mit dem Hohlprofil durch in Querrichtung der Armierung vorstehende Vorsprünge, Leisten oder dergleichen gebildet ist.
Hierdurch ergibt sich zunächst der Vorteil, dass keine metallische Armierung verwendet und die dadurch verursachte Verschlechterung der Wärmedämmung vermieden wird. Des Weiteren kann auf das Ausstanzen der Armierung verzichtet werden, weil der Formschluss erfindungsgemäß durch in Querrichtung der Armierung vorstehende Teile gebildet ist, die zusammen mit der Armierung hergestellt werden. Man erhält dadurch mit geringerem Herstellungsaufwand eine starke Aussteifung des Kunststoff-Hohlprofils.
Die Profilierung der Armierung kann in Längsrichtung durchlaufen oder auch nur absatzweise vorgesehen sein.
Eine zweckmäßige Realisierung dieser Profilierung besteht darin, dass sie durch randständige Verdickungen der Armierungsleiste gebildet ist Für die Form der Armierung bieten sich dem Fachmann zahlreiche Möglichkeiten. Vorzugsweise wird mit schmalen Armierungsleisten gearbeitet, die hochkant, also parallel zur Rahmenebene im Profil angeordnet werden, und zwar bevorzugt nahe derjenigen Seite des Profils, die der Gebäudeaußenseite zugewandt ist. Dort treten die stärksten Temperaturänderungen auf und daher empfiehlt es sich, die Armierungsleisten, die auch zur Abschwächung der thermisch bedingten Dehnungen dienen sollen, dort vorzusehen.
Die Armierungsleisten können entweder separat, zum Beispiel als Rollenware, vorliegen und der Extrusionsdüse zugeführt werden oder sie werden zweckmäßig selbst, parallel zum Extrusionsprozess des Hohlprofils, als Endlosband extrudiert und der Düse zugeführt. In beiden Fällen ergibt sich der Vorteil, dass die Armierung zusammen mit dem Hohlprofil koextrudiert wird und dadurch eine innige kraftschlüssige und gegebenenfalls auch stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden Teilen entsteht.
Eine andere günstige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der thermoplastische Kunststoff der Armierung einen E-Modul > 8.000 N/mm², vorzugsweise > 10.000 N/mm² aufweist, dass seine Erweichungstemperatur höher liegt als 100°C, vorzugsweise > 150°C, wogegen sein Dehnungskoeffizient mindestens 10% niedriger liegt als bei PVC.
Die Kombination aus hohem E-Modul, hoher Erweichungstemperatur und geringem Dehnungskoeffizienten hat den Vorteil, dass die Armierung neben den statischen Anforderungen auch wesentlich wirksamer gegenüber temperaturbedingten Einflüssen agiert, indem thermisch bedingte Längenänderungen des Hohlprofils erheblich stärker gedrosselt werden als bisher.
Zweckmäßig liegt der Dehnungskoeffizient der Armierung bei weniger als 5·10^–5 K^–1, vorzugsweise bei weniger als 4·10^–5 K^–1.
Besonders günstig ist es, wenn die Armierung zumindest überwiegend aus Polybutylenterephthalath und/oder Polyethylenterephthalat oder Mischungen hiervon, insbesondere in faserverstärkter Form besteht. Dadurch lassen sich die gewünschten Festigkeits- und Dehnungswerte erreichen, so dass sich das erfindungsgemäße Profil trotz Verzicht auf eine Stahlarmierung durch hohe Stabilität und Maßbeständigkeit auszeichnet.
Außerdem hat es sich als günstig erwiesen, für die Armierung einen Kunststoff zu verwenden, der sich durch eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme auszeichnet, derart, dass die Gewichtszunahme durch aufgenommene Feuchtigkeit weniger als 0,5%, bevorzugt weniger als 0,25% beträgt. Dadurch behält die Armierung die gewünschten Festigkeitswerte auch in feuchtem Zustand. Die vorgenannten Eigenschaften lassen sich mit dem eingangs genannten Polybutylenterephthalath und/oder Polyethylenterephthalat garantieren.
Hinsichtlich der Verarbeitungstemperatur der Armierung, also der Temperatur, bei der das Verschweißen aufeinanderfolgender Profilabschnitte erfolgt, empfiehlt es sich, dass diese Temperatur bei 220°C bis 300°C, bevorzugt etwa bei 250°C liegt. Dadurch ist die Armierung bestens für das übliche Spiegelschweiß-Verfahren geeignet, das zur Verbindung aufeinander folgender Profilabschnitte verwendet wird.
Schließlich besteht die Erfindung darin, aus der fast unendlichen Vielzahl von bekannten Kunststoffen einen ganz speziellen Kunststoff auszuwählen, der einen E-Modul > 8.000 N/mm², vorzugsweise > 10.000 N/mm², eine Erweichungstemperatur > 100°C, vorzugsweise > 150°C und einen Dehungskoeffizienten < 6·10^–5 K^–1, vorzugsweise < 5·10^–5 K^–1 aufweist und diesen Kunststoff, insbesondere in Form von faserverstärktem Polybutylenterephthalath, Polyethylenterephthalat oder Mischungen hiervon als extrudierte Armierungsleiste eines Fenster- oder Türrahmen-Hohlprofils einzubauen.
Bisher sind derartige Kunststoffe beispielsweise für spritzgegossene Platinen und Gehäuse für Kleinmotoren verwendet worden, so dass eine Verwendung im Fensterbau für den Fachmann nicht nahe gelegen hat, insbesondere nicht der spezielle Einsatz als extrudierte Armierungsleiste innerhalb eines aus anderem Kunststoff bestehenden Hohlprofils.
Vorzugsweise erfolgt die Verwendung des genannten Kunststoffes in der Weise, dass die Armierungsleiste annähernd hochkant stehend in ein mehrkammeriges Kunststoff-Hohlprofil einextrudiert und zumindest an ihrem Kopf- und Fußbereich mit dem Kunststoff-Hohlprofil verbunden ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der Zeichnung; dabei zeigt:
1 einen Profilquerschnitt des Blendrahmens;
2 einen alternativen Profilquerschnitt des Blendrahmens;
3 eine weitere Alternative für den Blendrahmen;
4 einen Querschnitt durch Blend- und Flügelrahmen und
5 einen Profilquerschnitt des Flügelrahmens.
In 1 erkennt man ein Hohlprofil 1 eines Blendrahmens mit integrierter erfindungsgemäßer Armierung 2.
Die Außenkontur des extrudierten PVC-Hohlprofils 1 stimmt mit den bisher bekannten Hohlprofilen überein, so dass es mit den herkömmlichen Flügelrahmen kompatibel ist. Die Aufteilung des Innenraumes des Hohlprofils 1 weicht jedoch von den bisher üblichen Profilen in mehrfacher Hinsicht ab:
Zum einen befindet sich in der der Gebäudeaußenseite zugewandten Profilhälfte die weitgehend frei stehende Armierung 2 in Form einer hochkant, also parallel zur Rahmenebene verlaufenden Leiste, die aus Polybutylenterephthalath mit über 40% Glasfasergehalt, einem E-Modul von 12.000 N/mm², einer Erweichungstemperatur von > 200°C und einem Dehnungskoeffizient von etwa 3·10^–5 K^–1 besteht. Diese Armierungsleiste ist an ihrem oberen und unteren Rand jeweils in beiden Querrichtungen verdickt und diese Verdickungen 2a und 2b sind in entsprechende in das Profilinnere hineinlaufende Wandteile 1a bezie hungsweise 1b klammerartig eingebunden. Da das Hohlprofil 1 mit der Armierung 2 koextrudiert wird, ergibt sich zwischen beiden Teilen eine kraftschlüssige (infolge Reibung) Verbindung infolge Aufschrumpfens des sich abkühlenden PVC und darüber hinaus ein in Richtung der Rahmenebene, in 1 also in Vertikalrichtung wirksamer Formschluss. Die Verbindung kann noch dadurch intensiviert werden, dass die Armierung in bevorzugter Weiterbildung im Verbindungsbereich mit dem Hohlprofil eine Rändelung oder vergleichbare Aufrauhung aufweist, die in Profil-Längsrichtung eine quasi formschlüssige Verbindung erzeugt.
Zum anderen enthält das Hohlprofil 1 anstelle der bisher üblichen Armierungskammer zwei Vertikalwände 3 und 4, die das Hohlprofil in Vertikalrichtung durchqueren und vorzugsweise noch durch eine Querwand 5 verbunden sind. Dadurch bilden sie im mittleren Bereich des Hohlprofils eine Verstärkung, in welcher Montageschrauben, Anker und dergleichen angesetzt werden können, um den Blendrahmen mit dem Mauerwerk zu verbinden.
2 zeigt im Prinzip den gleichen Querschnitt, jedoch ist hier zusätzlich noch eine Armierung 6 parallel zur Armierung 2, aber nahe der rechten Innenwand des Hohlprofils 1 angeordnet. Die Armierung 6 hat im Prinzip die gleiche Form wie die Armierung 2 und ist ebenfalls mit dem Hohlprofil 1 koextrudiert worden.
Während sich die Armierungen 2 in 1 und 2 jeweils nur über den niedrigen Profilquerschnitt erstrecken, ist in 3 eine Armierung 7 näher an der Profilaußenseite vorgesehen, so dass sie sich auch in die nach oben ragende Profilverlängerung 1c hineinerstreckt. Sie verläuft nur mit einem geringen Spalt neben der Profilaußenwand und ist an ihrem oberen und unteren Rand ebenfalls nach beiden Querseiten verdickt, derart, dass ihre Verdickungen 7a und 7b wieder von entsprechenden Wandteilen des Hohlprofils 1 beziehungsweise 1c umfasst sind und eine formschlüssige Verbindung entsteht.
Außerdem stützen sich in diesem Fall noch horizontale Wandfortsätze 1d und 1e im Zwischenbereich der Armierung 7 ab. Die Armierung 7 bewirkt dadurch eine zusätzliche Aussteifung des Hohlprofils in Querrichtung.
4 zeigt das Zusammenspiel des beschriebenen Blendrahmens 1 mit einem Flügelrahmen 10. Dieser Flügelrahmen hat eine an sich bekannte Konfiguration. Er weist insbesondere eine Zentrierlippe 11 auf, die das Einsetzen der Verglasung 12 erleichtert und die zugleich den Abschluss einer Kammer zur Aufnahme des die Verglasung mit dem Flügelrahmen verbindenden Klebers 13 bilden kann.
5 zeigt, dass die erfindungsgemäße Armierung gleichermaßen auch für den Flügelrahmen geeignet ist. Hierzu wird das Hohlprofil 10 in der linken Hälfte und optional auch in der rechten Hälfte jeweils von einer Armierung 14 beziehungsweise 15 durchquert. Beide Armierungen sind an ihren Enden wiederum verdickt und dort von entsprechenden Wandteilen des Hohlprofils 10 umfasst.
Schließlich zeigt 5 am Beispiel der Armierung 15, dass es durchaus auch möglich ist, die Armierung nicht vertikal sondern geneigt einzubauen.
In allen Ausführungsbeispielen ergibt sich durch die erfindungsgemäße Armierung anstelle metallischer Armierungsleisten eine hohe Wärmedämmung bei ausgezeichneter Stabilität und Maßbeständigkeit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 01/06079 [0002]
- DE 19933099 [0003]

Claims

Profil für Fenster- oder Türrahmen bestehend aus einem mehrkammerigen, extrudierten Hohlprofil (1, 10) aus thermoplastischem Kunststoff und einer Armierung (2, 6, 7, 14, 15) aus zumindest einer Kunststoffleiste, die zumindest lokal mit dem Hohlprofil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (2, 6, 7, 14, 15) zur Bildung eines in der Rahmenebene wirksamen Formschlusses mit dem Hohlprofil (1, 10) selbst profiliert ist und dass die formschlüssige Verbindung der Armierung (2, 6, 7, 14, 15) mit dem Hohlprofil (1, 10) durch in Querrichtung der Armierung vorstehende Leisten oder dergleichen gebildet ist.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung der Armierung (2, 6, 7, 14, 15) durch randständige Verdickungen (2a, 2b) gebildet ist.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung zur Bildung eines in Längsrichtung/Extrusionsrichtung wirksamen Reib- oder Formschlusses eine Rändelung, eine Aufrauhung oder lokale Ausnehmungen oder dergleichen aufweist.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (2, 6, 7, 14, 15) als schmale Leiste etwa hochkant, also etwa parallel zur Rahmenebene in dem Hohlprofil (1, 10) angeordnet ist.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (2, 6, 7, 14, 15) weitgehend freistehend in dem Hohlprofil (1, 10) angeordnet ist.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff der Armierung (2, 6, 7, 14, 15) einen E-Modul > 8.000 N/mm², vorzugsweise > 10.000 N/mm² aufweist, dass seine Erweichungstemperatur höher liegt als etwa 100°C, insbesondere höher als 150°C, wogegen sein Dehnungskoeffizient mindestens 10% niedriger liegt als bei PVC.
Profil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dehnungskoeffizient der Armierung (2, 6, 7, 14, 15) bei weniger als 5·10^–5 K^–1, vorzugsweise bei weniger als 4·10^–5 K^–1 liegt.
Profil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung zumindest überwiegend aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.
Profil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (2, 6, 7, 14, 15) überwiegend aus Polybutylenterephthalath, Polyethylenterephthalat oder Mischungen hiervon, insbesondere mit Faserverstärkung besteht.
Profil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff der Armierung über 30 Gew.-% Faseranteile, insbesondere Glasfasern enthält.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (1) in seinem mittleren Bereich zur Montage dienende Wandaussteifungen (3, 4, 5) aufweist.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (2, 6, 7, 14, 15) zusammen mit dem Hohlprofil (1, 10) koextrudiert worden ist.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeitsaufnahme der Armierung weniger als 0,5%, bevorzugt weniger als 0,25% beträgt.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungstemperatur des Armierungskunststoffes bei 220°C bis 300°C, bevorzugt bei etwa 250°C liegt.
Verwendung eines faserverstärkten Kunststoffes mit einem E-Modul > 8.000 N/mm², vorzugsweise > 10.000 N/mm², einer Erweichungstemperatur > 100°C, vorzugsweise > 150°C und einem Dehnungskoeffizienten < 6·10^–5 K^–1, vorzugsweise < 5·10^–5 K^–1, insbesondere Verwendung von faserverstärktem Polybutylenterephtalat, Polyetylenterephtalat oder Mischungen hiervon als Armierungsleiste (2, 6, 7, 14, 15) eines Fenster- oder Türrahmen-Hohlprofils.
Verwendung nach Anspruch 15, wobei die Armierungsleiste(n) (2, 6, 7, 14, 15) in ein mehrkammeriges Kunststoff-Hohlprofil (1, 10) einextrudiert und zumindest an ihrem Kopf- und Fußbereich mit dem Kunststoff-Hohlprofil (1, 10) verbunden ist bzw. sind.
Verwendung nach Anspruch 15, wobei die Armierungsleiste(n) (2, 6, 7, 14, 15) annähernd hochkant stehend in ein Kunststoff-Hohlprofil (1, 10) einextrudiert ist bzw. sind.