DE2442332C3 - Verfahren zum Herstellen eines Fensters aus Kunststoff in einem Metallteil - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Fensters aus transparentem thermoplastischem Kunststoff oder kalthärtendem Gießharz in einem Metallteil, in dem ein Fensterdurchbruch eingearbeitet ist, sowie auf die Ausbildung eines Metallteiles in dem ein solches Fenster gegossen wird.

Metallteile mit Fenstern wurden bisher in der Regel so hergestellt, daß separat gefertigte Fensterscheiben mit dem Metallteil verbunden wurden, z. B. durch Anschrauben oder auch durch Einkitten der Fenster- w> scheiben. Diese Techniken erfordern einen beträchtlichen Arbeitsaufwand, insbesondere dann, wenn das Fenster wasserdicht sein soll. Bei angeschraubten Fensterscheiben ist dies nur mit besonderen clasiischen Dichtungen /u erreichen, wobei aber die Gefahr < · besteht, daß die Dichtungen im Laufe der Zeit vcrspröclcn und dann ihre Dichtwirkung beeinträchtigt ist.

Bei der Verbindung von Metallteilen mit Kunststoff ist es bekannt (DE-AS 10 01 483), auf das Metallteil eine poröse Metallschicht aufzubringen und den Kunststoff über eine Verbindungsschicht aus Kunststoff, die in die Poren der Metallschicht eindringt, mit dem Metallteil zu verbinden. Dieses Verfahren ist wegen des Aufbringens der porösen Metallschicht teuer.

Ferner ist ein Verfahren beim Ausgielien des Zwischenraumes zwischen zwei einander als Kern und Hülle zugeordneten Metallkörpern mit Gießharz bekannt (DE-AS 14 79 664), bei dem durch Bestreichen der Innenseite der Hülle mit einem Silikon-Einbrennlack während der Schrumpfung des Gießharzes eine Ablösung desselben von der Hülle an vorbestimmten Stellen erreicht wird. Bei diesem Verfahren wird eine Ablösung des Harzes bewußt in Kauf genommen, was bei einer dicht einzusetzenden Fensterscheibe naturgemäß nicht möglich ist.

Bekannt ist auch ein Verfahren zum Herstellen von profilierten Zierkanicn oder Rahmen an Ho'zspanplatten für die Möbelindustrie (DE-OS 20 42 597). Mit diesem bekannten Verfahren soll der Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Randverzierung von Platten vermindert werden, d. h. das teuere Anbringen von Profilleisten soll vermieden werden. D^i Platte wird in eine rahmenartige Form eingelegt, wonach der Zwischenraum zwischen dem Rand der Platte und der Form mit Kunststoff ausgefüllt wird. Es wird also nicht ein Durchbruch in einem Teil ausgegossen, sondern an einem Teil wird eine Umrandung angeformt. Bei dieser Herstellung einer Zierumrandung kommt es nicht darauf an, daß die Zierumrandung eine wasserdichte Verbindung mit der Platte eingeht.

Schließlich ist auch ein Metallrahmen für gespritzte Kunststoffgegenstände bekannt (DE-AS 17 04 271). Hierbei ist die Berührungsfläche zwischen dem Metall und dem Kunststoff wenigstens auf dem größeren Teil des Rahmenumfangs als eine keilförmige in den Kunststoff hineinragende, hinterschneidungsfrei ausgebildete Zunge ausgestaltet, die an jedem Punkt des Rahmenumfangs in die Richtung der vom Rahmen eingeschlossenen Fläche weist. Bei diesem bekannten Gegenstand soll sich der Kunststoffteil relativ zum Metallrahmen bewegen können, um Rißbildung im Kunststoff zu vermeiden, wenn sich dieser abkühlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit denen bei geringem Aufwand an Einrichtungen eine dichte Verbindung zwischen Metallteil und Fensterscheibe erreicht wird. Ferner soll durch die Erfindung eine besonders günstige Gestaltung eines Metallteiles vorgeschlagen werden, das nach den Verfahren ausgegossen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwendung von thermoplastischem Kunststoff ist im Patentanspruch 1 und das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwendung von kalthärtendem Gießharz im Patentanspruch 2 angegeben.

Mit diesen Verfahren lassen sich Kunststoffenster billig herstellen, wobei ein absolut wasserdichter Verschluß der Fensteröffnung erzielt wird. Eine Vorbehandlung des Randes des Fensterdurchbruches, an dem Metall und Kunststoff aneinanderstoßen, ist nicht erforderlich. Durch die Erhitzung der gesamten Einrichtung bei Verwendung von thermoplastischem Kunststoff werden zwei Effekte erzielt, nämlich einmal die Vermeidung eines Temperatursprunges zwischen Kunststoff und Metallteil und zum anderen eine

Wärmedehnung auch des Metallteiles, so daß bei der Abkühlung die Fensterberandung dem ebenfalls schrumpfenden Kunststoffmaterial sozusagen folgt. Würde man umgekehrt, etwa analog der besprochenen DE-OS 20 42 597, eine zu umgießende Platte erwärmen, so würde die Bildung von Spalten zv/ischen Kunststoff und Platte begünstigt, da die Platte bei ihrer Abkühlung vom Kunststoff abwandert Bei dem Verfahren nach Anspruch 2 wird zur Erzielung einer dichten Verbindung zwischen Fensterscheiben und Metallteil der Umstand ausgenutzt, daß kalthärtende Gießharze keine nennenswerte Schrumpfung haben.

Das Verfahren eignet sich auch gut zum Ausgießen von Metallteilen, die mehrere Fensterdurchbrüche aufweisen. Diese können beispielsweise mit verschiedenfarbigem Kunststoff ausgegossen werden, wodurch dekorative Verbundbauteile erhalten werden können, z. B. Teile für die Bautechnik. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Anwendungsfeld beschränkt. So können z. B. auch Leuchten nach diesem Verfahren hergestellt werden, wobei die Lichtquelle, z. B. eine !glühlampe, hinter farbigen Fenstern angeordnet ist, wodurch sich starke dekorative Effekte erzielen lassen.

Die Verfahren sind nicht auf die Verwendung nur eines bestimmten Fensterwerkstoffes beschränkt. Es kommen vielerlei thermoplastische Kunststoffe in Betracht. Gut geeignet ist Polyäthylen. Es können auch verschiedene kalthärtende Gießharze verwendet werden. Gut geeignet ist Acrylglas.

Besonders vorteilhaft ist ein Metallteil gemäß Anspruch 5. Bei der Herstellung des Metallteiles wird der Vorsprung umgössen. Nach Erstarrung des Kunststoffes läßt sich das Fenster nicht mehr ohne Zerstörung entfernen. Durch diese Ausbildung wird ein sehr guter Halt des Fensters im Fensterdurchbruch erzielt.

Durch eine Ausbildung des Metallteiles gemäß Anspruch 6 wird die einseitige Abdichtung des Fensterdurchbruches durch die Verschlußplatte erleichtert, da die Verschlußplatte eine definierte Anlagestelle vorfindet. Von Vorteil ist es auch, wenn die Fensterdurchbrüche frei von spitz auslaufenden Ecksn sind, weil dadurch die Bildung von Spannungsrissen möglichst sicher vermieden wird.

Die Fensterscheibe hat dann, wenn eine angerauhte Verschlußplatte verwendet wird, an einer Seite eine gerauhte Fläche, die ein Negativ der Fläche der Verschlußplatte darstellt. Durch eine solche Rüuhung kann der dekorative Effekt noch verbessert werden. Während bei der Bearbeitung thermoplastischen Kunststoffes eine Metallplatte als Verschlußplatte verwendet wird, ist es bei der Verarbeitung von kalthärtendem Gießharz möglich, auch Verschlußplatten aus anderem Material, z.B. aus Kunststoff oder Gummi, zu verwenden.

Das Verfahren ist insbesondere für die Herstellung von Türkassetten, z. B. für Eingangstüren von Wohngebäuden, geeignet. Ein gut geeigneter metallischer Werkstoff ist Aluminium, wobei der Metallteil vorzugsweise ein GuQteil ist.

Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Fensters aus transparenlem Kunststoff in einem Metalltcil dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines fertigen Bauteiles in Form einer Türkassette.

F i g. 2 einen Teilschritt nach Linie 11-11 in Fig. 1 in einem gegenüber F i g. 1 vergrößerten Maßstab, wobei außerdem Hilsmittel für die Durchführung des Herstellungsverfahrens gezeigt sind und

Fig.3 eine der Fig.2 entsprechende Darstellung in einem anderen Stadium der Herstellung.

Das Bauteil 1 besteht aus einem aus Aluminiumguß bestehenden Metallteil 2, in der sich ingesamt neun Fensterdurchbrüche 3 befinden. Die Fensterdurchbrüche 3 sind mit Kunststoffscheiben 4 ausgefüllt. Die Form der Fensterdurchbrüche 3 ist so, daß spitz auslaufende Ecken vermieden sind.

ίο Die Fensterdurchbrüche 3 haben die aus den F i g. 2 und 3 ersichtliche Profilierung, d. h. der Rand hat einen über den gesamten Umfang des Fensterdurchbruches 3 umlaufenden keilförmigen Vorsprung 5, dessen Grat 6 die engste Stellung des Fensterdurchbruches 3 bildet.

Von diesem Grat 6 aus erweitert sich der Fensterdurchbruch 3 nach beiden Seiten. Wie F i g. 2 zeigt, greift der Vorsprung 5 formschlüssig in die Kunststoffscheibe 4 ein, so daß diese nur unter Zerstörung entfernt werden kann.

An der Rückseite 7 des Metcüteils 2 sind die Fensterdurchbrüche 3 umgebende Erhebungen 8 vorhanden, die eine ebene Endfläche 9 aufweisen.

Bei der Herstellung des Bauteiles 1 wird bei Verwendung von thermoplastischem Kunststoff wie folgt verfahren. Zunächst wird entsprechend F i g. 3 an die Rückseite 7 eine Verschlußpia'te 10 angelegt und gegen die Rückseite 7 gedrückt, wozu federnde Metallklammern 13 vorgesehen sina, die die Ränder dei Verschlußplatte 10 und des Metallteils 2 umgreifen. Die Verschlußplatte 10 verschließt eine Seite des Fensterdurchbruches 3 und stützt sich an den ebenen Endflächen 9 des umlaufenden Vorsprunges 8 ab. Hierdurch wird eine so gute Abdichtung erreicht, daß später der verhältnismäßig zähflüssige Kunststoff nicht ausfließen kann. Die Verschlußplatte 10 hat bei dem dargestellten Beispiel im Fensterbereich eine Aufrauung 11, die jedoch nicht vorhanden zu sein braucht.

Wenn die geschilderten Vorbereitungen getroffen sind, wird in den einseitig abgeschlossenen Fensterdi-.chbruch 3 Kunststoffgranulat 12 gegossen, z. B. granuliertes Acrylharz. Der Fensterdurchbruch 3 wird vollständig mit dem Granulat ausgefüllt und dieses noch etwas angehäuft, wie dies F i g. 3 zeigt. Die Gesamtheit aus Verschlußplatte 10, Metallteil 2 und Kunststoffgra-

4} nulat 12 wird nun der Einwirkung von Wärme derart ausgesetzt, daß sich alle Teile erwärmen. Am leichtesten ist dies durch Einsetzen der Einrichtung in einen Ofen zu erreichen. Die Einrichtung wird nun auf eine Temperatur gebracht, die über der Schmelztemperatur des

w Kunststoffgranulates 12 liegt. Bei Acrylharz ist eine geeignete Temperatur z. B. 230°C. Bei dieser Temperatur schmilzt das Kunststoffgranulat 12 zu einer flüssigen Konsistenz, so daß im Fensterdurchbruch 3 eine FlüssigkeitsschicH gebildet wird. Das geschmolzene Kunststoffgranulat 12 ist dickflüssig genug, um nicht durch eventuelle kleine Undichtheiten zwischen der Endfläche 9 und der Verschlußplatte 10 hindurchzufließen. Nach Erreitiien der Schmelzung ist der in Fig. 2 gezeigte Zustand erreicht. Die Einrichtung wird nun

·■■■ abgekühlt, bis der Kunststoff erstarrt ist. Danach kann die Verschlußplatte 10 weggenommen werden, wozu Metallklammern 13 entfernt werden. Das Bauteil 1 ist danach fertiggestellt.

Wenn kalthärtencies Gießharz verwendet wird, wird ähnlich vorgegangen. Anstelle von Kunststoffgranulat wird mit Härter versetztes Gießharz in den Fcnstcrdurchbruch 3 eingegossen, bis eine Schichtdicke erreicht ist, die der gewünschten Dicke der Fensterscheibe

entspricht. Nach dem Aushärten des (üeßhar/es wird dann die VerschliiBplalte 10 abgenommen. Die Verarbeitung von kiilthiirtcntk'm Cliellhar/ hai gegenühi'r der Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff den Vorteil, daß das Krwärmen in einem Ofen Wegfall!.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Fensters aus transparentem thermoplastischem Kunststoff in einem Metallteil, in dem ein Fensterdurchbruch eingearbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fensterdurchbruch einseitig durch Anlegen einer glatten oder aufgerauhten Verschlußplatte an den Metallteil abgeschlossen wird, der Fensterdurchbruch mit granuliertem Kunststoff ausgefüllt wird und die gesamte Einrichtung bis zum Schmelzen des Kunststoffs erhitzt und anschließend bis zum Erstarren des Kunststoffs abgekühlt wird.

2. Verfahren zum Herstellen eines Fensters aus transparentem kalthärtendem Gießharz in einem Metallteil, in dem ein Fensterdurchbruch eingearbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fensterdurchbruch einseitig durch Anlegen einer glatten oder aufgerauhten Verschlußplatte an den Metallteil abgeschlossen wird, der FensierdurcMbruch mit einem Gießharz, das mit einem Härter vermischt ist, ausgefüllt wird und daß Gießharz danach ausgehärtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fensterdurchbruch mit Polyäthylen ausgefüllt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fensterdurchbruch mit Acrylharz ausgefüllt wird.

5. Metall·^!, dessen Fensterdurchbruch nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 ode:r 2 mit einer Kunststoffscheibe versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ranri des Fensterdurchbruchs (3) so profiliert ist, daJ dieser mindestens einen, vorzugsweise über den gesamten Umfang des Fensterdurchbruches (3> umlaufenden, in die Kunststoffscheibe (4) eingreilenden und diese formschlüssig arretierenden Vorsprung (5) bildet.

6. Metallteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Seite, an der die Verschlußplatte 4( (10) angelegt wird, der Fensterdurchbruch (3) von einer Erhebung (8) umgeben ist, die vorzugsweise eine ebene Endfläche (9 aufweist.

7. Metallteil nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensterdurchbrüehe (3) frei von spitz auslaufenden Ecken sind.