DE4240484A1 - Corner binder made of weldable plastics - has inclined surface corresp. to corner mitring and acting as welding surface - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Eckverbinder aus verschweißbarem Kunst­ stoff zum Herstellen geschweißter Eckverbindungen für aus Kunststoff­ profilen gebildeten Rahmen von Fenstern oder Türen, wobei der Eckver­ binder in insbesondere metallische Verstärkungseinlagen der Kunst­ stoffprofile einsetzbar ist.

Bei der Herstellung von Kunststoffrahmen für Fenster oder Türen wer­ den die aneinander stoßenden Profilabschnitte auf Gehrung geschnit­ ten und in der im Winkel liegenden Gehrungsfläche mittels bekannter Schweißvorrichtungen miteinander verschweißt. Dafür sind Eckverbin­ der bekannt (DE-OS 33 20 624), bei denen die in der Schweißebene lie­ genden, miteinander zu verbindenden Flächen in Nuten und Stege ge­ gliedert sind, um beim Verschweißen die geforderte Festigkeit zu er­ reichen. Durch diese Gliederung wird der beim Schweißen erweichte Kunststoff der Stege in die Nuten gedrückt und annähernd über die gesamte Fläche so verteilt, daß die Nuten praktisch zu einer massi­ ven Schweißnaht ausgefüllt sind. Der Eckverbinder wird dazu in den Profilhohlraum eingesetzt und mit dem Profil form- und/oder kraft­ schlüssig verbunden, wobei es zunächst ohne Bedeutung ist, ob es das Kunststoffprofil für die Rahmenseiten selbst ist, oder ein in dieses eingesetztes, metallisches Verstärkungsprofil. Da allerdings die nur den Kunststoff erfassende Verschweißung die eingesetzten Metallver­ stärkungen nicht mit erfassen kann, ist besonders bei vorhandenen metallischen Verstärkungseinlagen das form- und/oder kraftschlüssige Verbinden des Eckverbinders mit dem Profil bedeutsam.

Diese an dieser Stelle erreichte Festigkeit kann jedoch nur dann für den Rahmen genutzt werden, wenn die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung der Eckverbinder mit den Profilen für die Rahmenseiten Kräfte aushält und auch auf die Kunststoffprofile des Rahmens über­ trägt, die der Festigkeit der Schweißstelle entsprechen. Dies setzt einen hinreichenden Form- und/oder Kraftschluß des Eckverbinders mit dem Kunststoffprofil bzw. mit den in dieses eingesetzte Verstärkungs­ profil voraus. Hierzu wurde bereits vorgeschlagen, daß das in den Profil-Hohlraum einzuführende Ende des Eckverbinders aufweitbar ge­ staltet wird, wozu die DE-PS 37 12 478 kreuzförmig angeordnete Spreizschlitze vorschlägt, die mit einem in einer zentralen Bohrung geführten Spreizschraube zusammenwirken. Durch das Anziehen der Spreizschraube wird das eingeführte Ende aufgeweitet und so der not­ wendige Schluß mit den Innenwänden des Profil-Hohlraumes herge­ stellt. Das DE-GM 88 12 423 schlägt kreuzförmig angeordnete Lamellen vor, die mit einer zentralen Spreizschraube zusammenwirken, die beim Anziehen durch eckständige Schlitze austreten und so ein Verspannen des Eckverbinders in dem Profil-Hohlraum bewirken. Bekannt ist wei­ ter die Ausbildung derartiger Eckverbinder, die eine Keilfläche auf­ weisen, auf die ein Klemmkeil mittels einer durch den mit Keilfläche geführten Schraube aufgezogen wird, so daß ein Kraftschluß mit den Innenwänden des Kunststoffprofils bzw. dessen metallischer Einlage erreicht wird. Diese so vorgeschlagenen Eckverbinder sind mehrteili­ ge Ausführungsformen, deren Einzelteile leicht verloren gehen kön­ nen; beim Anziehen der Spreizschraube kommt es zu einer Verlagerung des Einsatzes im Profil; derartige Eckverbinder sind darüber hinaus aufwendig und daher nicht wirtschaftlich herstellbar.

Daraus leitet sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ab, nach der ein Eckverbinder aus Kunststoff derart weitergebildet wer­ den soll, daß der Kraftschluß zwischen ihm und dem Profilabschnitt, in dessen Hohlraum er eingesetzt ist, in einfacher Weise und ohne Ge­ fahr eines Versatzes hergestellt werden kann, und der einfach herzu­ stellen und zu montieren ist.

Als Lösung wird ein Eckverbinder vorgeschlagen, bei dem eine der Wände des Hohlprofils ausgehend von der als Schweißfläche ausgebil­ deten Schrägseite mit mindestens einer von der zugeordneten Innen­ wand des Hohlprofils bzw. des Verstärkungseinsatzes abgedeckten Nut zum Einsetzen einer mit der Wandung des Hohlprofils bzw. des Verstär­ kungseinsatzes zusammenwirkenden Zylinderschraube versehen ist, wo­ bei die Nut vorzugsweise mittig in der Seitenwand angeordnet ist und ausgehend von einem der Enden, vorzugsweise von dem der Schrägseite zugewandten Ende, eine Verringerung der Abmessung erfährt, von einer mindestens dem Durchmesser der Zylinderschraube entsprechenden Abmes­ sung bis zu einer höchstens deren Kerndurchmesser entsprechenden Ab­ messung. Mit dieser Ausbildung wird ein Eckverbinder geschaffen, der mit dem Profilabschnitt, in dessen Hohlraum der Eckverbinder einge­ setzt ist, kraft- und formschlüssig durch die Zylinderschraube ver­ bunden werden kann, da bei der Ausgestaltung der Nut die Zylinder­ schraube aus dieser Nut schwach geneigt austritt. Dieses Austreten ist die Folge der Verringerung der Nut-Abmessung, wobei sich das Gewinde der Schraube infolge der Verringerung sowohl auf Flächentei­ le der Nut als auch auf Flächenteile der Innenwand des Profilab­ schnittes, in dessen Hohlraum er eingesetzt ist, abstützt und ent­ sprechend der wirkenden Kräfte eingräbt. Dabei wird sich das Schrau­ bengewinde zunächst in das weichere Material, im allgemeinen der Kunststoff des Eckverbinders, eingraben und erst wenn der Gegendruck so groß wird, daß das Material der Wandung des Profilabschnittes verformt werden kann, auch in diesen. Dabei kommt es neben dem Kraft­ schluß infolge des Eingrabens auch zu einem Formschluß, wodurch zum einen ein einwandfreier Sitz des Eckverbinders gewährleistet und zum anderen sichergestellt wird, daß ein Versatz des Eckverbinders nach Anlegen der Zylinderschraube nicht mehr eintreten kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung wird nun darin gesehen, daß die Nut einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Mit dieser U-Form wird eine Nut mit etwa halbkreisförmigem Grund geschaffen, die ein flächiges Abstützen der Zylinderschraube ermöglicht. Vorteilhaft entspricht der Krümmungsradius der Abrundung des U-Profils der Nut dem Kern- Durchmesser der Zylinderschraube. Mit dieser Ausbildung wird eine Nutform erreicht, in der sich die Zylinderschraube zumindestens in den Randbereichen kraft- und formschlüssig abstützen kann, so daß eine gute Krafteinleitung in die Wandung der Nut und so in den Eck­ verbinder erreicht wird. Wird dabei der Durchmesser des abgerundeten Teils des "U" dem Krümmungsradius des Kernes der Zylinderschraube angepaßt, so wird erreicht, daß sich die Zylinderschraube auch im Grunde der Nut abstützt. Bei diesem, gegenüber dem Durchmesser der Zylinderschraube kleineren Krümmungsradius des U-förmigen Grundes, ist es möglich, daß sich diese zunächst symmetrisch beidseits der Grundlinie eingräbt, wobei diese Abmessung, entspricht sie dem Kern­ durchmesser des Gewindes der Zylinderschraube, nach vollkommenem Eingraben eine Mutter-Halbschale passend zu dem Gewinde der Zylin­ derschraube bildet.

Alternativ ist dabei die Weite der Nut der Abnahme der Abmessung ent­ sprechend verringert. Mit dieser Verringerung der Weite wird in glei­ cher Weise erreicht, daß die Zylinderschraube beim Einschrauben aus der Nut gehoben wird, so daß mit zunehmender Einschraubtiefe die Ein­ wirkung auf die Wandung des Verstärkungseinsatzes zunimmt, womit sich das Eingraben analog zu der vorbeschriebenen Ausführungsform ergibt. Es versteht sich von selbst, daß die beiden Maßnahmen auch in Kombination eingesetzt werden können.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Nut derart ausgebil­ det, daß deren Profil im Bereich des Öffnungsschlitzes eine gering­ fügig kleinere Weite aufweist, als der obere Teil des U-Profils. Mit dieser, einer Hinterschneidung entsprechenden Ausbildung wird er­ reicht, daß die Zylinderschraube vor dem Einschieben des Eckverbin­ ders in den Verstärkungseinsatz in die Nut eingerastet werden kann, so daß der Eckverbinder mit Zylinderschraube als Einheit einsetzbar ist.

Um das Eingraben auch in harte Materialien metallischer Verstärkungs­ einsätze zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß die Zylinderschrau­ be ein spitzwinkliges Gewinde aufweist und aus einem harten Material besteht. Damit wird das Eingraben des aus der Nut austretenden, und mit der Innenseite der Wandung des Verstärkungseinsatzes zusammen­ wirkenden Teils des Gewindes der Zylinderschraube begünstigt. Ein weiterer Vorschlag geht dahin, daß die Verstärkungseinsätze aus ei­ nem rollgeschweißten rechteckigen Stahlrohr gebildet sind, und der­ art angeordnet sind, daß die Rollschweißnaht mit der Zylinder­ schraube zusammenwirkt. Auch diese Maßnahme begünstigt das Eingraben des aus der Nut austretenden Gewindeteils der Zylinderschraube, da der Bereich der Rollnaht gegenüber dem Grundmaterial aufgrund des Schweißvorganges Härte verloren hat.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind im Inneren des Hohlprofils des Eckverbinders, ausgehend von dem Boden der Nut, V-förmig Eck­ streben zu den Ecken des Hohlprofils geführt und dort mit der Wan­ dung verbunden. Alternativ dazu ist im Inneren des Hohlprofils des Eckverbinders, ausgehend von dem Boden der Nut eine Mittenstrebe zu der gegenüberliegenden Wandung des Hohlprofils geführt und dort mit dieser verbunden. Mit einer inneren Verstrebung können die durch das Zusammenwirken der Zylinderschraube mit der Wandung des Verstär­ kungseinsatzes entstehenden Kräfte so auf den Eckverbinder verteilt werden, daß ein Kraftschluß zumindest an der Zylinderschraube und an der dieser gegenüberliegenden Seite eintritt. Vorteilhaft ist dabei, wenn die im Inneren des Hohlprofils in Richtung auf die gegenüber­ liegende Seite vorgesehene Mittenstrebe bis höchstens zu der Mittel­ achse des Hohlprofils verläuft, dort als Y-förmige Doppelstrebe in zwei symmetrisch zu den in Richtung der Strebe verlaufenden Außen­ wänden weitergeführt und mit der Wandung verbunden ist. In dieser Ausführungsform werden die Kräfte, soweit nicht von der mit der Nut versehenen Platte direkt auf die Seitenplatten übertragen, durch die Mittenstrebe und die beiden Y-förmigen Doppelstreben in die Platten der Seitenflächen im Abstand von deren unteren und oberen Enden ein­ geleitet und können so die Platten der Seitenwände "ausbauchen". So­ mit erlaubt diese Ausbildung nicht nur das Erzeugen eines Kraft­ schlusses zwischen der Zylinderschraube und der ihr zugeordneten In­ nenseite der Wandung des Hohlprofils sowie der Wand des Eckverbin­ ders und der gegenüberliegenden Innenseite der Wandung des Hohlpro­ fils, sondern auch zwischen den beiden weiteren Seiten und den die­ sen zugeordneten Wandungen des Hohlprofils. Dazu sind vorteilhaft in Höhe der Verbindung der Y-förmigen Doppelstrebe mit der Wandung der Außenseiten beidseits leistenförmige Anformungen vorgesehen. Der Kraftschluß der beiden weiteren Seiten wird durch diese dünnen lei­ stenartigen Aufträge im Bereich der maximalen Ausbauchung, nämlich dort, wo die Y-förmigen Doppelstreben außen ansetzen, verbessert.

Das Wesen der Erfindung wird an Hand der in den Fig. 1 bis 4 dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen

Fig. 1 Eine Übersichtsdarstellung einer Eckverbindung eines Rahmens (geschnitten);

Fig. 2 Eine Aufsicht auf einen Eckverbinder;

Fig. 3 Eine Frontansicht eines Eckverbinders;

Fig. 4 Eine Endansicht eines Eckverbinders;

Fig. 5 Einen Längsschnitt durch einen Rahmenstoß mit einge­ setztem Eckverbinder;

Die Fig. 1 zeigt eine noch nicht verschweißte Eckverbindung mit zwei auf Gehrung geschnittenen Profilabschnitten 1 und 1′, in deren Hohlräume Eckverbinder 4 und 4′ eingesetzt sind, die in Richtung des Gehrungsschnittes liegende Schweißebene 3 mit Schweißflächen 5 ver­ sehen sind, die ihrerseits Stege und Nuten (s. Fig. 2) aufweisen, um das beim Schweißen fließende Material aufzunehmen und so eine quasi­ massive Schweißplatte zu bilden. Im Inneren der Profilabschnitte 1 und 1′ sind Verstärkungsprofile 2 bzw. 2′ vorgesehen, in deren Hohl­ räumen die beiden Eckverbinder 4 bzw. 4′ eingesetzt sind. Die Schweißfläche 5 dieser Eckverbinder 4 und 4′ weist einen umlaufenden Rand 6 bzw. 6′ auf, der zum einen mit seiner zurückspringenden Kante an der Verstärkungseinlage anliegt und der zum anderen Teil auch die Schweißfläche ist. In einer Schweißvorrichtung werden die beiden (hier noch getrennten) Profilabschnitte gegen ein in der Schweiß­ ebene 3 liegendes Schweißschwert gefahren, das nach Durchheizen der Schweißfläche unter Zusammendrücken der Schweißflächen 5 zurückge­ zogen wird. Dieses Verfahren zur Herstellung einer derartigen Ver­ schweißung ist hinreichend bekannte einer eingehenderen Beschreibung bedarf es nicht.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen den Eckverbinder 4 ohne den ihn aufneh­ menden Profilabschnitt. In der Aufsicht (Fig. 2) ist die Schweiß­ fläche 5 mit ihrer Gliederung in Stege und Nuten sowie dem umlau­ fenden Rand 6 zu erkennen. An diese im Winkel des zu schweißenden Gehrungsschnittes liegende Schweißfläche 5 schließt sich der in den Hohlraum eines Profilabschnittes einzusetzende Körper des Eckverbin­ ders 4 an, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die infolge der Schrägstellung der Schweißfläche 5 kürzere Oberseite 7 des Kör­ pers des Eckverbinders 4 ist mit einer Nut 10 versehen, die von der Schweißfläche 5 mit ihrem umlaufenden Rand 6 bis hin zu dem Ende des Körpers des Eckverbinders 4 verläuft. In dieser Nut 10 ist eine Zy­ linderschraube 11 eingelegt, die mit der Innenseite der Wandung des Verstärkungsprofils 2 zusammenwirkt. Die Nut, in die die Zylinder­ schraube 11 eingelegt ist, verjüngt sich von der Schweißfläche 5 hin zu dem Ende des Körpers des Eckverbinders 4. Dadurch wird die einge­ legte Zylinderschraube 11 aus dem Profil des Eckverbinders 4 heraus­ gehoben, so daß zumindest die Gewindegänge im Bereich des Zusammen­ wirkens mit der Innenseite der Wandung des den Eckverbinder 4 aufneh­ menden Profilabschnittes an dieser Innenseite anliegen und in die Wandung eindringend, sich in diese beim Einschrauben eingraben.

Die Frontansicht nach Fig. 3 läßt sowohl die Gliederung der Schweiß­ fläche 5 als auch das Heraustreten der Zylinderschraube 11 aus der Nut 10 erkennen. Die Fig. 4 zeigt eine Rückansicht, d. h. eine An­ sicht von der in den Hohlraum des Profilabschnittes einzuführenden Endes des Eckverbinders 4. Auch hier ist das Austreten der Zylinder­ schraube 11 aus der in dieser Ansicht kleineren Nut 10 (in der Dar­ stellung ist der Krümmungsradius des Grundes der Nut etwa gleich Kerndurchmesser des Gewindes der Zylinderschraube 11) deutlich zu erkennen. Diese Darstellung erlaubt auch das Erkennen des inneren Aufbaues des in den Hohlraum des Profilabschnittes einzuführenden Körpers des Eckverbinders 4: Die Wandung der mit der Nut 10 verse­ henen Oberplatte 7 bildet mit den Wandungen der Seitenplatten 8 und der der Oberplatte gegenüberliegenden Unterplatte 9 ein geschlos­ senes Kastenprofil, das von dem schweißflächenseitigen Rand 6 über­ ragt wurde. Vom Grund der Nut 10 führt ein innerer Steg 9.1 mittig in den Mittenbereich des Hohlraumes des Körpers des Eckverbinders 4 und teilt sich dort in Y-förmige Streben 8.1, die zu den Seitenplat­ ten 8 hin verlaufen und die mit diesen zwischen der Oberplatte 7 und der Unterplatte 9 verbunden sind. Dadurch wird eine Kraftübertragung zu den Seitenplatten ermöglicht, die diese zum Ausbauchen bringen kann, um ein Anliegen und damit einen Formschluß mit den Innenseiten des den Eckverbinder 4 aufnehmenden Profilabschnittes zu erreichen. Dieses Anliegen läßt sich durch eine leistenförmige Anformung 8.2 auf der Außenseite der Seitenplatten 8 verbessern, wobei die Höhe dieser Anformung 8.2 etwa der des die Schweißfläche 5 umlaufenden Randes 6 entspricht. Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie V-V (Fig. 4). Hier ist nochmals die in der Obersei­ tenplatte 7 eingeformte Nut 10 zu erkennen, deren Höhe sich von der Schweißfläche 5 zum anderen Ende des Körpers des Eckverbinders 4 verringert. In diese Nut 10 ist die Zylinderschraube 11 eingesetzt, deren Gewinde von einem bestimmten Nutabschnitt ab aus der Nut her­ ausragt und mit der (in Fig. 1 erkennbaren) Gegenfläche des den Eckverbinder 4 aufnehmenden Profilabschnittes zusammenwirkt. Unter dem Grund der in die Oberplatte 7 eingeformten Nut 10 ist der Steg 9.1, der auf die Unterplatte 9 gerichtet bis in das Innere des Hohl­ raumes des Körpers des Eckverbinders 4 führt und an seinem Ende in die beiden schräg nach außen und unten verlaufenden Streben 8.1 über­ geht, die dann ihrerseits mit den Seitenplatten 8 verbunden sind. Die Eckverbinder 4 sind vorteilhaft als Kunststoff-Spritzgußteile ausgebildet, was eine wirtschaftliche und daher kostengünstige Fer­ tigung erlaubt. Es versteht sich von selbst, daß die hier gebrauch­ ten Begriffe "Oberplatte", "Unterplatte" und "Seitenplatte", ebenso wie die Angaben "unten", "oben" und "seitlich" als relative Angabe unter Bezug auf die Zeichnung zu verstehen sind; mit "unten" oder "oben" in der tatsächlichen Anordnung der Eckverbinder 4 in der Praxis haben diese Angaben nichts zu tun.

Claims (11)

1. Eckverbinder aus verschweißbarem Kunststoff mit einer der Gehrung der Ecke entsprechenden, als Schweißfläche ausge­ bildete Schrägfläche und einem sich an diese Schrägfläche anschließenden Hohlkörper, zum Herstellen geschweißter Eck­ verbindungen für aus Kunststoffprofilen gebildeten Rahmen von Fenstern oder Türen, wobei der Eckverbinder in insbe­ sondere metallische Verstärkungseinlagen der Kunststoff­ profile einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Wände (7; 8; 9) des Hohlprofils des Eckverbinders (4), ausgehend von der als Schweißfläche (5) ausgebildeten Schrägseite mit mindestens einer von der zugeordneten In­ nenwand des Hohlprofils bzw. des Verstärkungseinsatzes (1; 2) abgedeckten Nut (10) zum Einsetzen einer mit der Wan­ dung des Hohlprofils bzw. des Verstärkungseinsatzes (1; 2) zusammenwirkenden Zylinderschraube (11) versehen ist, wo­ bei die Nut (10) vorzugsweise mittig in der Seitenwand (7; 8; 9) angeordnet ist und ausgehend von einem der Enden, vorzugsweise von dem der Schrägseite zugewandten Ende, ei­ ne Verringerung der Abmessung erfährt, von einer minde­ stens dem Durchmesser der Zylinderschraube (11) entspre­ chenden Abmessung bis zu einer höchstens deren Kerndurch­ messer entsprechenden Abmessung.

2. Eckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (10) einen U-förmigen Querschnitt aufweist.

3. Eckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Abrundung des U-Profils der Nut (10) dem Kerndurchmesser der Zylinderschraube (11) ent­ spricht.

4. Eckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Weite der Nut (10) der Abnahme der Abmessung entsprechend verringert ist.

5. Eckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nut (10) derart ausgebildet ist, daß deren Profil im Bereich des Öffnungsschlitzes eine geringfü­ gig kleinere Weite aufweist, als der obere Teil des U-Pro­ fils.

6. Eckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderschraube (11) mit spitzwinkligem Gewinde versehen ist und aus einem harten Material, vorzugsweise gehärtetem Stahl besteht.

7. Eckverbinder insbesondere nach Anspruch 6, wobei der Eck­ verbinder in ein metallisches Verstärkungsprofil einge­ setzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungs­ einsätze (2) aus einem rollgeschweißten, rechteckigen Stahlrohr gebildet sind, und derart angeordnet sind, daß die Rollschweißnaht mit der Zylinderschraube (11) zusam­ menwirkt.

8. Eckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Inneren des Hohlkörpers des Eckverbin­ ders (4), ausgehend von dem Boden der Nut (10), V-förmige Eckstreben zu den Ecken des Hohlprofils der Eckverbinder (4) geführt und dort mit der Wandung verbunden sind.

9. Eckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Inneren des Hohlprofils des Eckver­ binders (4), ausgehend von dem Boden der Nut (10), eine Mittenstrebe zu der gegenüberliegenden Wandung des Hohl­ profils geführt und dort mit dieser verbunden ist.

10. Eckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Inneren des Hohlprofils des Eckver­ binders (4) in Richtung auf die gegenüberliegende Seite vorgesehene Mittenstrebe (9.1) bis höchstens zu der Mittel­ achse des Hohlprofils verläuft, dort als Y-förmige Doppel­ strebe (8.1) in zwei symmetrisch zu den in Richtung der Strebe verlaufenden Außenwänden (8) weiter geführt und mit der Wandung verbunden ist.

11. Eckverbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Höhe der Verbindung der Y-förmigen Doppelstrebe (8.1) mit der Wandung der Außenseiten (8) beidseits leistenförmi­ ge Anformungen (8.2) vorgesehen sind.