DE1659469A1 - Bauelement und von dieser hergestellter Rahmen - Google Patents

Bauelement und von dieser hergestellter Rahmen

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DE1659469A1
DE1659469A1 DE19651659469 DE1659469A DE1659469A1 DE 1659469 A1 DE1659469 A1 DE 1659469A1 DE 19651659469 DE19651659469 DE 19651659469 DE 1659469 A DE1659469 A DE 1659469A DE 1659469 A1 DE1659469 A1 DE 1659469A1
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DE
Germany
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plastic
profile
frame
holes
metal insert
Prior art date
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Pending
Application number
DE19651659469
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English (en)
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Viggo Berthelsen
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BERTHELSEN ELISA
Original Assignee
BERTHELSEN ELISA
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Publication date
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Description

Patentanwälte
Dipl.-Ing. H. Stehmann
Dipl.-Phys. Dr. K. Sihweinzer 'Ni!**.!*- - in .nn ..
85 Nürnberg Nürnberg 20. APR. 1955
Essenweinstraße 4-6
Frau Elisa Berthelsen, Kopenhagen, Dänemark. Bauelement und von diese ir her ,pestell ter Rahmen .
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauelement aus Kunststoff mit verstärkender f-tetal lein lage ,
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Rahmen aus Kunststoffprof ilen mit durchgehender Verstärkungseinlage.
Bei solchen Bauelementen bzw. Rahirenprof ilen ist es schon vorgeschlagen worden, in die Profilstäbe "durchgehende Metalleinlagen von ζ we ckmä s si per Quer schnittform einzubetten. Bei Verarbeitung des Profilstab©s in Form eines Rahmens werden die Ecken durch Einschneiden und Verschweissen des Kunstoff teile s gebildet.
Wenn solche Konstruktionselemente bzw. rahmen for mi ge Bauelemente davon unter Verhältnissen verwendet werden, wc sie g rossen Te rope ratursch wankungen ausgesetzt sind, entstehen insbesondere bei niedrigen Temperaturen in dem Kunststoff überzug feine Krake lie run gen, durch welche die Feuchtigkeit bis zu der Fetalleinlage eindringen kann und dadurch eine innere Rostbildung bewirkt.
j Die Entwicklung solcher Bauelemente hat ih.*»M Ursprung in
den Wunsch einen fertigen Profilstab herzustellen mit der mechani»chen Festigkeit eines Wetal!profiles mit einem Kunststoffüberzug, wodurch fertige Rahiren hergestellt worden können, die
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keine Oberflächenbehandlung so^>?ie Uoberstroichen benötigen und wit nahezu unbegrenzter Lebensdauer.
Obwohl theoretisch das Ziel durch Kunststoffprofile vollen Querschnitts mit durchsehenden Metalleinlagen erreicht werden kann j ist dies in dor Praxis nicht der Fall und zwar weil bei der Herstellung solcher Kunststoffprofile ein Aufwand von Kunststoff mate rial notwendig ist, der unverhältnis massig gross ist im Verhältnis zu den Ersparnissen an An st rich ma te rial im Laufe der Jahre. Dazu kommt, dass Kunststoffprofile mit einem dicken Querschnitt des Kunststoffes und durchgehenden Metalleinlagen von vorhandenen Querschnittsformen augenscheinliche Schwächen aufweisen demzufolge^ dass die vorhandenen MetalIprofilc als Verstärkungseinlagen nur einem Teil des vollen Querschnittes des gewünschten Rahmenprofi Ie s entsprechen.
Um ein leichtes, mechanisch stabiles Konstruktionselement zu f&^schaffen, bei welchem der Aufwand von Kunststoffmaterial nicht zu gross ist, muss der Querschnitt der Metalleinlage weitgehend dem vollen Querschnitt des Profils tabes entsprechen, damit beiderseitig zur Stalleinlape eine verhältnismässig dünne Schicht von Kunststoff verwendet werden kann.
Dadurch vergrBssert sich indessen die Gefahr für Krakelieren. Je kleiner die Krake lie run gen sind, je weniger werden sie entdeckt und je grosser ist die Gefahr, dass die innere Rostbildung sich unberücksichtigt entwickeln kann.
Die Erfindung bezweckt, ein Konstruktionselement, insbesondere für nahmen, herzustellen, bei welchen» ein Vollprofil aus Kunststoff mit Metalleinlage hergestellt werden kann, clas mit einer verhlUtnism&ssig dünnen Schicht von Kunststoffmate rial
mechanisch stabil ist mit wesentlich verminderter Gefahr für ι , , 009884/0670
BAD ORIGINAL.
Krakelieren des Kunst stoff Überzugs und entsprechender Gefahr für innere Rostbildung.
Dies wird in erster Linie dadurch erreicht, dass der Kunststoffüberzug an den beiden Seiten der Metalleinlage durch eine Mehrzahl von Löchern in der Metalleinlage miteinander vereinigt sind an Stellen, die sow eh"! quer zu als in Längsrichtung des Profilstabes derart verteilt sind, dass die zufolge von Temperaturscbwankungen entstehenden Spannungen irr Kun S tstcf fluate rial aufgenommen werden können.
Dabei kann als Metalleinlage ein perforierter und gewalzter Metallstreifen verwendet werden mit einem, verhältnisirässip dünnen Ueberzug von Kunst stoff η ate r ial»
Bei Fensterrahmen können dabei in Abhängigkeit von der Grosse des Fensters Metallstreifen in einer Grössenordnung bis so niedrig wie 0,2 mm verwendet werden ir«it einer Dicke des Plastiküberzuges an den beiden Seiten von etwa 1 - 1,5 mm.
Ein solcher Rahmen wird dabei sehr leicht, auch im Verhältnis zum Holzrahmen und hat wegen der Festigkeit des Kunststoffmaterials' eine nahezu unbeschränkte Lebensdauer ohne die Notwendigkeit von Anstreichen und lässt sich vegen des geringen Aufwandes von Kunststoff ma te rial auch unter Verwendung von Massenherstellungsverfahren zu einem so niedrigen Preis herstelden, dass dadurch ein Kunstprodukt erreicht ist, welches nicht nur mit Holz vergleichbar ist» sondern verbesserte Eigenschaften besitzt.
Die Profile kennen in» Strangpressverfahren hergestellt werden. Das stranggepresste Profil Kann in gewünschten Längen abgeschnitten werden. Der Kunststoffüberzug lässt sich beim Pressen schweissen. 0098 84/0670
Bei rahmenf örmigen Bauelementen kann man die Kombination von mechanischer Festigkeit und Korrosionbeständigkeit mit einer einfachen Schweissmöglichkeit an den Ecken vereinigen dadurch, dass die abgeschnittenen Längen einem Pressvorfahren unter pörjck und Hitze unterworfen werden, derart dass der Kunststoff über die Enden der. Metalleinlage hinausfliesst. Dabei werden auch die Enden der Metalleinlage mit eineir Kunststoffüberzug versehen, viel chef zum Scbweissen an den Ecken verwendet werden kann ohne Gefahr φ dafür, dass an den Ecken, die besonders empfindlich sind, später Krake lie run ge η entstehen.
Selbstverständlich kann der Kunststoffüberzug an den Enden der Metalleinlape bei Rahmenecken auch derart erreicht werden, dass die Ecken unter Verwendung von kurzen Stücken von Kunststoffprofilen vollen Querschnitts ohne Metalle in lage hergestellt werden.
Die Erfindung wird in folgenden näher anhand der Zeichnung erklärt.
Es zeigen:
~ Figur 1 eine perspektivische Darstellung vcn erfindungs-
gemassen Profilen für einen Fensterrahmen,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines Metallstreifens mit Perforierungen zur Herstellung der Metalleinlage,
Figur 3 eine perspektivische Dr rs te llung einer Netalleinlage, hergestellt von dem Streifen nach Figur 2,
Figur 4 eine perspektivische Darstellung der Herstellung des Streifens nach Figur 3,
Figur 5 eine perspektivische Darstellung einer kombinierten Maschine zur Herstellung, eines erfindungsgeiriissen Profils, Figur 6 eine Darstellung der weiteren Verarbeitung einer
Profillänge,
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Figur 7 die Darstellung der Vorbereitung des Profils für Sammlung in Form von Rahmen, < ■ '■
Figur 8 eine Einzelheit der Maschine nach Figur 7,
Figur 9 eine weitere Behandlungs stufe nach Verarbeitung des Profiles in der Maschine nach Figur 7,
Figur 10 eine scheiratische Darstellung der Sammlung eines Rahmens,
Figur 11 eine Einzelheit der Maschine n?ch Figur 10,
Figur 12 eine-Einlage zur Verwendung bei der Eekensamm- φ
lung und
Figur 13 eine perspektivische Darstellung von einem Teil eines Fensters aus erfindungsgemässen Profilen.
Fig. 1 zeigt drei Profilstäbe E , E . und E aus Kunststoff mit Metalleinlagen nach der Erfindung. Die Profile E. und E2 sind komplementäre Profile eines Fensterrahmens zum Aufhängen in einem feststehenden Rahmen mit dem Profil E, .
Jedes Profil hat einen Ueberzug HB aus Kunststoff, z.B.
Poly-Vinyl-Chlorid, und eine Metalleinlage HR, bestehend aus ^
einem perforierten Metallstreifen, der in dem gewünschten Profil gewalzt ist.
Das Profil ET hat einen Hauptteil E, mit einer unteren 1 Io
Flansch E und einem oberen, verhältnismässig kürzeren und dickeren Flaasch E .
Die Metalleinlage kann nach dem Ve rwen dungs zweck des Profiles von Streifen verschiedener Dicke hergestellt werden, z.B» für einen Fensterrahmen von etwa 0,6 mm starkem Streifen und bei Herstellung des Profils kann etwa ein entsprechendes Gewicht von Kunststoff pro Profillänge neinhe it verwendet werden mit einer
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Dicke des Kunststoffüberzuges bei einem Fensterrahmen von z.B. 1 - 2 mm auf jeder Seite der Metalleinlage.
Die Verbindung zwischen Kunststoffüberzug und Metalleinlage in einer solchen Weise, dass die etwa fünf mal grösscre VJ arme aus dehnung des Kunststoffes als der Metalleinlage auch bei niedrigeren Temperaturen, wo der Kunststoff hart wird, nicht zu Krakelierungen Anlass geben kann, ist dadurch erreicht, dass die Metalleinlage mit Perforierungen in grosser Anzahl versehen ist, durch welche der Kunststoff beiderseitig an der Metalleinlage zusammengeschmolzen ist und zwar mit einem solchen Abstand zwischen den lusammengeschmolzenen Stellen des Kunststoff es,, dass überall im Kunststoffüberzug der Kunststoff imstande ist, zwischen den zusammengeschmolzenen Stellen solche Spannungen aufzunehmen,, die bei in der Praxis vorkommenden Temperaturschwankungen entstehen.
Der Abstand zwischen den Durchbrechungen der Metalleinlage ist auch von der Profilierung abhängig und bei einen1 Profil wie E nach Fig. 1 kann beispielsweise ein Lochmuster nach Fig.2 für ein Metalleinlageprofil nach Fig. 3 verwendet werden.
j4-i rrtr'n A-
Der Streifen nach Fig. 2 ist dazu be, nach Biege linien a, b und c in Form des Profiles nach Fig. 3 gewalzt zu werden und zwar mit einem Mittelteil 12, einem Flansch 14, einem zweiten Flansch 16 und einen1 gebogenen Teil 18.
Das Lochmuster nach Fig. 2 hat in den Flanschen 14, 12 und 16 Lochreihen, die gegenseitig versetzt sind und von verhältnismässig grossem Durchmesser so wie 12 - 15 nun l^nd mit einem Lochabstand von'etwa zwei bis dreimal des Lochdurchmessers.
Im Bogenteil 18 sind die Löcher kleiner und in den Biegelinien sind die Löcher auch kleiner mit dem doppelten Abstand.
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Die kleinen Löcher können z.B. 4 - 6 mm sein und in den Biegelinien mit doppe Item Abstand angeordnet sein.
Der Streifen nach Fig« 2 kann z.B. 0,6 mn·'dick sein und muss kalt gewalzt werden in einer solchen Weis.se, dass am kleinsten Radius keine Oberflächenkrake lie rung der Fetalleinlage entsteht, die - bei Temperatur Schwankungen im Plastiküberzug zu Krakelierungen Anlass geben kann. SelbstverstSndlich dienen die verschiedenen Lccbabstände auch dazu, im Metallprofil die möglichst grösste mechanische Festigkeit zu erreichen. M
Die Löcher können zirkulär oder mit irgendeinem Querschnitt ausgebildet sein.
Bei der Herstellung der erfindungsgemässen Profile wird von einem Metallstreifen M ausgegangen, der von einem Vorrat F. in einer Stanzmaschine SM nach Fig. 3 mit Löchern in der gewünschten Anzahl und Verteilung versehen ist und danach in einein Vorrat WF geliefert wird bzw. direkt an die Maschine nach Fig.5 we iter ge fördert wird.
Bei der Maschine nach Fig. 5 wird der perforierte Metall- /
streifen MT von deir Vorrat 1VF an ein Walzwerk WW geleitet mit . ·
einer Mehrzahl von Walzrollen mittels welcher der Streifen MT profiliert wird, z.D. entsprechend dew Profil nach Fig. 3. Der derart profilierte Streifen PT wird an eine Strangpressmaschine SM weitergeführt mit einem Ext ruder kopf 42, an welchen durdfeinen Zufuhrkanal 40 der Kunststoff zugeführt wird.
Das aus der Strangpresse austretende Profil PTK besteht also aus der perforierten und im Profil gewalzten Metalleinlage mit Ueberzug von Kunststoff material, welches im S trangpre ssverfahren beiderseitig zur Metalleinlage in Form von Schichten .
einer solchen Dicke vorgesehen ist, dass dadurch ein Kunststoff·
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profil hergestellt worden ist, das mit einen1 entsprechenden Holzprofil konkurrenzfähig ist, wobei auch die beim Strangpressverfahren verwendete Menge vcn Kunststoff derart beirossen ist, dass die Kunststoffmasse sich durch die Löcher der f'etalleinlage weitgehend zusammenschmilzt.
Die Verteilung t-er Perforationslöcher der Metalleinlage in einer, solchen V'eise, dass bei den1 Walzverfahren keine Krakelierungen in der Metalleinlage entstehen und die Bemessung der Kunststoffmenge beim Gewicht im Verhältnis zur Metalleinlage ^ mit den entsprechenden Abständen zwischen den Löchern der Metalleinlage bewirken bei dem hergestellten Profil PTK, dass Krakelierungen im Kunststoffmaterial nahezu ausgeschlossen sind.
Das noch warme Profil PTK wird danach zweckmässig durch eine Kühlvorrichtung 44 geleitet, wo gleichzeitig mit Abkühlung des Kunststoffes der Profilstab einer Oberflächenbehandlung unterworfen wird, z.B. mittels Rollen, so dass das aus der Behandlungsstatirn 44 ausgetretene Profil endgültig profiliert ist mit einer glatten Oberfläche.
Mit zweckmässiger Bemessung'von Walzwerk und Extruder kann w das Profil PTK mit einer Geschwindigkeit von 2 - 3 m oder mehr
pro Minute hergestellt werden.
Solche Profile haben selbstverstäbdlich in grösseren Längen eine Mehrzahl von Verwendungsgebieten und können Rand zu Rand zusammengeschweisst werden.
Bei Herstellung von Rahmen für Bauelemente, z.B. Fenster müssen entsprechenden Längen von Rahmenprofil abgeschnitten werden.
Dies kann direkt bei einer Maschine nach Fig. 5 irittels einer "fliegenden" Sögevorrichtung FS erreicht werden, wenn eine Säge 46, die nach IVirksammachen einer Spannvorrichtung SP. durch
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Wirksaromachen eines Arbeits Zylinders SC in Tätigkeit gebracht wird. Dabei folgt die Schneidevorrichtung FS mit, bis der Schneidevorgang vollendet ist tin d ein Rahmens tuck RST abgeschnitten worden ist, wonach ein Rückführzylinder RC wirksam gemacht ist, der die Schneidvorrichtung in die Ausgangsstellung zurückbewegt.
Bei zweckmässiger Ausbildung der Schneidvorrichtung kann dabei das Profil in verschiedenen Längen für Herstellung von Rahmen gewünschter Bemessungen abgeschnitten werden, die für die weitere Verarbeitung gelagert werden können.
Bei Herstellung von Rahmen als Bauelementen müssen für die entsprechende Befestigung solcher Rahmen Löcher vorgesehen werden. Beispielsweise müssen bei Fensterrahmen Löcher für das Scharnier vorgesehen werden oder bei feststehenden Rahmen müssen Löcher für die Befestigungsbolzen oder dergleichen vorgesehen werden.
Insofern es bei dem erfindungsgemässen Profil ein Vorteil ist, dass Krakelierungen und dadurch Zugring für Feuchtigkeit, die zur Rostbildung in der Metalleinlage Anlass geben können, weitgehend vermindert sind, muss "selbstverständlich, auch"-dafür, gesorgt still, dass die nachträglich zur Extrusion vorgesehenen Löcher auch nicht zum Eindringen der Feuchtigkeit bis zur Metalleinlage Anlass geben können.
Deswegen ueräeri'"vriin^un^s^^milss im stranggepressten Profil die Löcher zuerst in Öbergrösse gebohrt und danach wieder derart verschweisst, dass etwaige Blosslegungen der Metalleinlage wieder mit Kunststoff überzogen werden.
Bei einem Fensterrahmen nachFig, 1 besteht der drehbare
feste Rahmen aus den beiden Profilen E und E ,deren Flansche
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14" und 14 zusammengeschraubt sind.
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- ίο -
Fig. 6 zeigt das Profil E- irit Flanschen 14 und 12, bei welchem die Schraubenlöcher in deir Flansch 14 hergestellt werden müssen.
Gleichzeitig veranschaulicht Fig. 6, dass irittels Sägevorrichtunpen 52 und 54,die mittels automatisch ein sch a It barer Arbeitszylinder 53 und 55 betätigt werden können, derart schräg abgeschnitten werden können, dass dadurch eine Profillänge hergestellt wird, die für Herstellung eines rechteckigen Rahmens beabsichtigt ist.
Wie vorher erwähnt,, ist es beabsichtigt, die Löcher für Zusammenschrauben von den beiden Profilen E und E nach Fig. 1 zuerst in Uebergrösse zu bohren und danach die Lcchränder der Metalleinlage mit Kunststoffüberzug zu verseilen.
■Insofern bei den Rahmen te ilen die Löcher ir Flansch =14 einandergegenüberljLegen müssen, ist es schon aus diesen. Grund notwendig, die Löcher im Verhältnis zu Punkten am Profil festzulegen, die snäter in einfacher !"eise gefunden werden können.
Solche Punkte am Profil sind in Form von den Perforierungen vorhanden.
Es ist demzufolge möglich und zweckmässip bei der Behandlungsstufe nach Fig. 6, die bei der Stufe nach Fig. 12 abgeschnittene Länge RST vor M rks a irma ehe η von den Werkzeugen in einer Stellung festzulegen, die wieder in einfacher Weise und unteT Zuhilfenahme von entsprechenden Messgeräten gefunden werden kann.
Zu diesem Zweck wird in Fig. 6 ein Perforierlochfinderperät PLG verwendet mit einem. U-fÖrmigen Mapnet 50 mit einem Schenke labstand, der dem Abstand von zwei Löchern des Profiles E entspricht, und mit einem MessinstruFent ΓΙ, welches w*nn dos Profil
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E iir· Verhältnis zur Magnetvorrichtung 50 derart eingestellt ist, dass die beiden Schenkel des Kapnets über zwei Löchern des Profiles liegen, einen gewünschten Ausschlag gibt*
Dieser Ausschlag bzw. ein Signal von dem Instrument PLG kann dazu verwendet werden, über eine entsprechende Reihenfolge Steuerung an den beiden Schneidvorrichtungen 53 und 55 einen Befehl zu geben,
Pa.bei kann auch gleichzeitig an einer Reihe von Bohrvorrichtungen BV mit Arbeitszylindern ausgelöst werden mittels welcher die Löcher im Flansch 14 gebohrt werden für die nachträgliche Sammlung der beiden Profile El und E^ und ausserdem kann auch gleichzeitig Befehl für eine Bohrvorrichtung BV Regeben werden zum Bohren von einer Reihe von Löchern, die z.B. für spätere Aufhängung des Rahmens in einem Schranier beabsichtigt sind.
.W-ie oben erwähnt, werden die Löcher nach Fig. 6 absichtlich in Uebergrösse gebohrt, damit im nachträglichen Arbeitsgang die Lochränder der Metalleinlage im Kunststoffüberzug wieder eingebettet werden können.
Eine Rahmenlänge mit im '."inkel abgeschnittenen Enden und Löchern, hergestellt nach Fig. 6, wird danach vorzugsweise nach Fig. 7, 8 und 9 verarbeitet vor der endgültigen Sammlung in Form eines Rahmens, obwohl es möglich ist, das· erfindunpsge masse Verfahren auch in abweichender Weise durchzuführen.
Die aus der Behänd lungs stufe Fig. 6 kommenden P ah me η län pe η haben an den Enden Schnitte, wc die -Metalleinlage blossliegt und falls nicht zufällig sir-tliche Löcher in der t'itte der Perforierungen der Metalleinlage gebohrt sind, ist auch in den Loch rändern die Metalleinlage blossliepend,
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OBtGiMAt
Die folgende ßehandlungsstufe nach Fig. 7 beabsichtigt, diese brossliegenden Ränder überall im ,Kunststoff einzubetten und zusätzlich- eine solche Oberfläche des Profilstabs zu beschaffen, die bei Strangpressen nicht durchgeführt werden kann.
Man muss dabei berücksichtigen, dass der Kunststoff beim Strangpressen in fliessendem Zustand als Ueberzug auf dem fetallprofil extrudiert wird.
Gewisse Vorteile können dadurch erreicht werden, dass in Fig. 5 zwischen Walzwerk und Extrudiorvorrichtunp das Nctall^rofil. einer Erwärmung unterworfen wird, wodurch das Einfliessen des Kunststoffes in die Perforierungen der fetal leinlage bei der Extrusion erleichtert wird. Dies verhindert indessen nicht, dass bei der nachfolgenden Abkühlung und dem grösseren WHrirccrweiterungskoeffizient des Kunststoffes an den Perforationsstellen der Fetalleinlage äusserlich erkennbare Marken entstehen, die nur bei einen; zusätzlichen Erwärmung- bzw. IValzvorgang entfernt werden können.
Es ist im Rahiren der Erfindung möglich, einen solchen Walz- und Nacbpressvorgang mit der Kühlvorrichtung 44 zu vereinigen und die danach austretenden Profile können auch für verschiedene Zwecke dor fertigen Gegenstand der Erfindung bilden.
Wenn indessen von abgeschnittener Längen Rahmen herzustellen sind, müssen die blossge legten Ränder oder Enden der Metalleinlage wieder in den Kunststoff eingebettet werden.
Zu diesen Zweck ist es möglich im Rahmen der Erfindung beim Zusammenschweissen von den Ecken entsprechend geformte Stücke zu verwenden, die aus Kunststoff nach Strangpressverfahren ohne Metalleinlage hergestellt sind sowie mit Kunststoff büchsen, die nachträglich in die Löcher eingelegt werden, die nach Fig. 6 gebohrt sind.
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Insofern die Eckensammlungen insbesondere bei Fensterrahmen überhaupt nicht erkennbar sein dürfen, welches beim Einlegen von Kunststoff material von Profilen, die unabhängig von den
tn e. h> HfIn lay e ^e rj fit/ *h}-e.n
4~ten Profilen hergestellt ist, nur schwierig zu erreichen ist, wird erfindunpsgemäss nach Abschneiden und Bchren von den Längen nach Fig. 6 vorgeschlagen, diese Längen noch zusätzlich einem Pressen zu unterwerfen in einer solchen Weise, dass die schrä'g abgeschnittenen Enden und wenigstens die Ränder der nach Fig. 6 gebohrten Löcher wieder von Kunststoff überzogen werden.
Dies wird in einer Presse nach Fig. 7 erreicht. Dabei wird der Profilstab einem Pressvorgang unterworfen unter solchen .Bedingungen, d.h. Temperatur und Druck, dass das ICunststoffmaterial fliesst und zwar zum Teil über die Enden der Metalleinlage und ganz oder teilweise zur Ausfüllung von den nach Fig. 6 gebohrten Löchern. Gleichzeitig werden etwaige noch nach dem Extrusionsvorgang vorhandene Unebenheiten an der Oberfläche beseitigt und bei dem Fliessen des Kunst stoff mate rials wird unter dem verwendeten hohen Druck das Material derart komprimiert, dass alle nach der Extrusion noch vorhandenen Hohlräume von Kunst stoff material vollständig gefüllt werden, so dass nach Behandlung nach Fig. 7 die Stäbe mit der gewünschten Oberfläche und Querschnitt fertig sind. Die Presse nach Fip. 7 ist vorzugsweise, eine hydraulische Presse mit einer Mehrzahl von hydraulischen Druekzytindern HC und mit einem Werkzeug, das eine Anzahl von länglichen Kanälen aufweist zur Aufnahme von den Flanschen F. , E und E des Profil-
lof 12 14
Stabes und mit Endstücken 60 und 62, die parallel mit und in Abstand von den abgeschnittenen Enden des Profilstabs liegen.
009884/0670 -V 0R)GWAl.
Das Werkzeug nach Fig» 8 hat einen feststehenden Unterteil 68 mit feststehenden Seitenwinden 71 und 78 und einer feststehenden Zwischenwand 76 sowie losen Einsätzen 70, 72 und 74. Äusserdem hat das Werkzeug einen Oberteil 80 mit eineir Flansch -82, der in eine ländliche Aussporunp 84 des Einsatzes 70 zum Eingreifen beabsichtigt ist.
Die feststehenden Wände 76 und 78 und die Einsätze 72 und 74 sind mit entsprechenden Schrägflächen versehen derart, dass wenn mit dem Profilstab eingelegt wie in Fig. 8 gezeigt, der Oberteil 80 nachuntenbewegt wird, werden die losen Einsätze 72 und 74 nachuntengepresst und üben wegen der Keilwirkung einen Druck auf die Flansche E- und E.. des Profilstabs.
Wenn die Presse nahezu geschlossen ist, wird zusätzlich von der Seite eine Seitendruck schiene 86 betätigt.
Das Werkzeue ist mit einer Heizvorrichtung verbunden derart, dass die Behandlung in der Presse bei einer Temperatur von
ο
etwa 170 C stattfindet. Bei Verwendung von einem Druck von etwa loo kg/cm^ fliessen der*-Kunststoff und der Stab bis nach der Behandlung in der Presse völlig geformt und kommt aus ir.it den Enden der Metalleinlage-im Kunststoff eingebettet, E.B. mit 10 mm Kunststoff an den beiden Enden und mit den Lechrändern von den vorher* gehenden Bohrungen wieder mit Kunststoff bedeckt.
Bei der Behandlunr in der Presse nach Fig. 7 kennen in die Löcher, falls gewünscht, Tabletten eingelegt werden, die den endgültigen Lochgrössen eiitpprechen.
Das Werkzeug zur Verwendung Lei der Presse nach Fig. 7 und 8 kann auch derart bemessen werden, dass zusätzlich zu dem Profilstab ein oder mehrere Streifen von Kunststoff eingelegt
werden können. Diese Kunststcffstreifen werden dann beim Press- -,,- 00988470670 n
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Vorgang mit den Profilstab zusammenschmelzen, wobei gewünschte Oberflächonwirkungen von dem fertigen Rahmen erreicht werden können. Dabei kann nan immer unter Verwendung von demselben Kunststoff mit derselben Farbe bein Extrusicnsvorgang bei "Nachbehandlung in der Presse Rahmenelemente herstellen mit verschiedenen Oberflächen.
Die bei dem Pressverfahren geschlossenen Locher werden dann in einer Maschine nach Fig. 9 wieder gebcl-rt und zwar mit einem Perforierlochfindergerät GLG mit Magnet 50 entsprechend des Gerätes nach Fig. 6 derart, dass die genaue Stellung des Stabs RST im Verhältnis zu den" B oh rv ο rr ich tun ge η BV und BV
1 2
genau inderselben Weise festgelegt werden kann wie nach Fig. 6.
Der einzige Unterschied ist, dass die Löcher in Fig. 9 kleiner gebohrt werden wie in Fig. 6. Während z.B. in Fig. 6 ein Loch von 25mm gebohrt ist, kann entsprechend ein Loch von 16mm in Fig. 9 gebohrt werden, damit gesichert wird, dass in Fig. 9 nur im Kunststoff gebohrt wird, so dass später kein Feiichtigkeitzutritt zu metallischen Lochrändern möglich ist.
Bei Fig. 9 wird in Aehnlichkeit mit Fig. 6 eine Festspannungsvorrichtung 56 für den Stab verwendet, die nach Festlegung der richtigen Stellung mittels des Porforierlochgerätes unter Verwendung von einer zweckirässigen Reihenfolge steuerung die Festspannung des Stabes während des Bchrvorganges bewirkt.
Der Stab hat also nach Behandlung in der faschine nach Fig. 9 eine Länge, die etwa der im Rahmen beabsichtigten Länge entspricht und ist mit allen Löchern versehen in einer selchen Weise» dass überall die Fetalleinlage völlig im Künststoffüberzug eingebettet ist.
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Bei Herstellung vcn Rahmen werden danach die vier Längen von in der obigen Vfeise gefertigten Stäben RST , RST , RST und RST in eine Rahraensammlungsmaschine nach Fig. 10 eingelegt mit Werkzeugsunterteilen 90 und Oberteilen 102, wie schematisch in Fig. 10 gezeigt und in grösseren Einzelheiten bei einer Ecke in - dg. 11 gezeigt.
Beim Eckenwerkzeug nach Fig. 11 liegen also die Rahrcenecken zusammen mit den ausscMiesslich aus Kunststoff bestehenden Enden und mit der Metalleinlage in Entfernung davon. Dabei ist es beabsichtigt, die Zusammenschmelzung bzw. Zusammenschwc-issung ausschliesslich an den Kunststoffmaterialenden zu bewirken. Dabei ist an den Enden genügend Kunststoffmaterial für die Zusammenschweissung und es ist möglich, eine Eckensammlunp vorzunehmen ohne Gefahr dafür, dass später wegen Schwächen an den Ecken Krakelierungen entstehen, wodurch Feuchtigkeit eindringen kann.
Ein wesentliches Merkmal bei der Eckensammlung ist demzu- ' folge, an den Ecken einen Druck unter Erwärmung zu benutzen, bei welchem die Erwärmung weitgehend an den Eckenzonen konzentriert ist, wo ausschlifcsslich Kunststoffmaterial vorhanden ist.
Zu diesem Zweck ist das Presswerkzeug 102 mit einer Verrichtung 99, 101, 10 3 und 104 für Durchgang eines Wärmemediums, z.B. Dampfes, eingerichtet. Gleichzeitig kann im Unterteil des Werkzeuges eine entsprechende Vorrichtung 91 an der Ecke vorhanden sein, während der übrige.Teil des feststehenden Werkzeuges mit Zufuhrieitungen 92 und 93 für ein Kühlmedium eingerichtet werden kann derart, dass beim Pressvergang die Erwärmung sich um den Kunststoffteil konzentriert und z.B. die Eckenzonen bis auf 170 C oder mehr erhitzt, während aüsserhalb der Ecken die Temperaturen erheblich niedriger gehalten werden.
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Das Sammlungswerkzeug nach Fig. 11 für die Eckenschweissungen besteht aus einein Unterteil 90 mit im Winkel angeordneten Kanälen für die benachbarten Rahroenteiie, die nach Fig* 6 im Winkel abgeschnitten sind und an denen nach Pressen nach Fig» 7 und 8 der Kunststoffüberzug über die Enden der Metalleinlage hinausgepresst worden ist, so dass an den Enden Zonen vorhanden sind, die nur aus Kunststoff bestehen. Der Unterteil des Werkzeuges ist rait eingebauten Kühlkanälen versehen mit Anschlüssen 92 und 93 für Kühlmittel, Die Kühlkanäle erstrecken sich bis in die Nähe der Eckenzonen EZ, wo ausschliesslich Kunststoff vorhanden ist., um eine Teiiiperaturverteilung beim Schweissvorgang derart zu erreichen, dass die zur. Schweissen notwendige Wärme ausschliesslich in den Eckenzonen EZ nutzbar gemacht wird.
Um das Zusammenpressen der vier Eckenteile zu bewirken ist ein winkelförmiges Pressglied 92 vorgesehen, welches mittels eines hvdraulichen Zylinders 95 wirksam gemacht wird. Das winkelförmige Glied 92 kann aus zwei in kleinem Abstand angeordneten Stücken gebildet sein, die nachgiebig miteinander verbunden sind derart, dass wenn Druck ausgeübt wird, wird gleichzeitig während des Schweissvorganges ein Stauchen des. Kunststoffes bewirkt.
Der Oberteil hat ein Paar Hilfselemente 94 und 96, die von oben ir.it den Rahmenprofilen in Anlage gebraucht werden und die mit Nuten oder Aussparungen 94a, 96a versehen sind zur Aufnahme der Flansche E^ in den Rahmenprofilen.
Die Teile 94 und 96 haben auch vorzugsweise anschlüssbare Kühlkanäle. Die Ecken der Teile 94 und 96 sind schräg abgeschnitten entsprechend dem Schneiden-winkel der RahmenprofiIe „ so dass zwischen den Teilen 94 und;96 die Eckenzonen für den Oberteil des'Werkzeugs 3 : zugdi^lioh sind, 009884/0870 . . , ,.* . -. ' ■
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Zum Durchführen der Eckenschweissungen ist ein besonderer Werkzeugsoberteil 98 entwickelt. Der Oberteil hat ein Tragorgan mit zwei sich nach unter, erstreckenden Profilteilen 102 und 104, die beweglich im Verhältnis zueinander angeordnet sind. Zwischen den Teilen 102 und 104 ist ein winkelförmiger Schlitz 106 vorhanden zur Aufnahme der Flansche E von den beiden Pahmenprofilen. Die
nach innen gerichtete Wand 102a des Teiles 102 ist keilförmig und \zusammenS|irbeitet mit einer schrägen Wand 90a des Unterteiles 9Q^
Der zweite Oberteil 104 besteht aus zwei Teilen, die im Verhältnis zueinander beweglich angeordnet sind und in Richtung der Ecke mittels eines Keilorganes 108 voneinander gepresst werden können.
jnjer IVerkzeugsoberteil ist mit Durchflusskanälen für Heiz- und Kühlmedium versehen zwischen äusseren Anschlüssen 99 und 104 über nachgiebige Verbindungen 101 und 103 zwischen den Teilen 104 und 102.
Das Eckenwerkzeug nach Fig. 11 arbeitet etwa auf die folgende Weise:
Die mit schrägabgeschnittenen Ecken versehenen Rahmenteile mit Randzonen aus Kunststoff werden wie in Fig. 11 gezeigt im Unterteil 90 des Werkzeuges angebracht. Danach wird zuerst mittels des Zylinders 95 Seitendruck ausgeübt, so dass die Rahmenecken dicht gegeneinander gepresst werden. Danach werden die beiden Teile 94 und 96 nach unten bewegt zum Anliegen gegen die Rahmenteile, so dass zwischen den Teilen 94 und 96 nur die aus Kunststoff bestehenden Eckenzonen frei liegen.
Mit Kühlwasser oder ähnlichem Kühlmittel durch die Werkzeuge, gegebenenfalls auch durch die Oberteile 94 und 96, wird beim nachfolgenden Schweissvorgang eine aweckmässipe Tcmperatur-
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verteilung erreicht derart, dass nur die Eckenzonen, an welchen
. . er das Schweissen durchgeführt werden soll, fse-hitzt werden und zwar so, dass nur der Kunststoff zusamroengeschweisst wird und gegebenenfalls beim Schwe iss vor pang gestaucht wird, ohne dass dadurch das Kunststoffmaterial ausserhalb der Randzonen zum F lies sen- gebracht wird.
Danach wird das Oberwerkzeug 98, das in der Zwischenzeit geheizt worden ist, nach unten bewegt. Die Flansche E werden zwischen den Werkzeugteilen 104 und 102 aufgenommen. Durch die Keilwirkung zwischen der Fläche 102a und der Fläche 90a wird, der v-Teil 102 ein bisschen nach aussen gepresst, während der Teil 104 senkrecht arbeitet. Die freiliegenden Eckenzonen werden danach gepresst und geschweisst.
Zum Anfang wird das Oberwerkzeug mit Niederdruck nach unten bewegt und wenn danach Hochdruck von der nicht gezeigten Presse zugeführt wird, wird der Expansionskeil 108 wirksam gemacht, so dass das Zusamirenschweissen zwischen den Rahmenprofilen nicht nur am Boden, sondern auch an den Flanschen E und E bewirkt
14 16
wird. . (J
In Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck, welche von etwa derselben Grö'sse wie in Fig. 7 sein müssen, kann eine Verdichtung des Kunststoffmaterials entstehen. Dafür kann kompensiert werden im Falle, dass das EcVenwerkzeug 92 zum Stauchen eingerichtet ist. Im anderen Fall kann vor dem Eckenschweissen eine Eckenverstärkung nach Fig. 12 eingelegt werden, z.B. in Form einer truhenförmigen Metalleinlage 110, in welche ein kleiner Ueberschuss von Kunststoffmaterial 112 eingelegt ist.
Es ist auch im Rahmen der Erfindung möglich, das Eckenwerkzeug für Einspritzung von einer zusatzlichen Menge von Kunst-
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Stoffmaterial einzurichten.
Es ist auch möglich im Rahmen der Erfindung andere Eckenverstärkungen einzulegen, z.B. in Forir von wellenförmigen Metalldrähten, die mit Kunststoffmaterial überzogen werden können.
Die Rahmenprofile können in Abhängigkeit von der Verwendung verschiedenartig gestaltet werden.
Fig. 13 zeigt Profile und Fensterrahmen nach der Erfindung, wo die zwei Profile E und E komplementäre Flansche 14 und 14" haben. Bei diesen Profilen können verschiedene Rippen oder dergleichen und entsprechende Vertiefungen vorgesehen werden, wie anhand Fig. 13 ersichtlich, um eine einheitliche Konstruktion zu erreichen. =
Fig. 13 zeigt auch die Einspannung von einem Doppelglas GL zwischen den beiden Profilen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich können die beiden Flansche 14 und 14" verschiedene Längen haben, damit eine Dichtungsleiste 15 z.B. aus Schaummaterial dazwischen festgespannt werden kann, wodurch Dichtung gegen den feststehenden Rahmenteil E_ erreicht wird.
Wie aus der vorgehenden Beschreibung verständlich können alle in Betracht kommenden Rahmenprofile in Massenfabrikation hergestellt werden und zwar unter Verwendung von weitgehender Automatisierung.
Bei sämtlichen Stufen können Automatisierungsvorrichtungen z.B. in Form von Reihenfolge steuerung verwendet werden.
Es wird ohnehin verständlich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, Rahmenprofile für Fenster herzustellen.
Die Rahmenprofile nach der Erfindung können je nach dem Profil viele andere verschiedene Verwendungsgebiete haben..
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Claims (22)

  1. - 2| ρ a t e η t a η s ρ r ü c h e :
    Bauelement aus Kunststoffprofil mit durchgehender, verstärkender Metalleinlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalleinlage über dem Profil verteilte Kehrzahl von Löchern oder DurchbuSchungen aufiveist, durch welche der Kunststoffüberzug an den beiden Seiten der Metalleinlage zusaiiiiüergeschweisst ist.
  2. 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalleinlage ein perforierter und gewalzter Metallstreifen
    ist, der beiderseitig mit einem vc-rhä'ltnismässig dünnen Ueberzug ^ von Kunststoffmaterial belegt ist»
  3. 3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher oder Durchbrechungen der Metalleinlage von solchen Bemessungen und mit einem solchen Abstand angeordnet sind, dass bei dem verwendeten Kunststoff ir.aterial der Kunststoff zwischen den Löchern oder Durchbrucbungen die in der Praxis vorkommenden Spannungen aufnehmen kann.
  4. 4. Rahmenelement in Form einer abgeschnittenen Länge eines
    Kunst stoff prof ils nach Anspruch 1 - 3;>. dadurch gekennzeichnet, (| dass der Kunststoffüberzug über die abgeschnittenen Enden der Metalleinlage hinausgepresst ist.
  5. 5. Rahmenkonstruktion von Rahmenelementen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rphmcnecken ausschliesslich durch Schweissen von den hinausgepresster Enden des KunststoffÜberzugs hergestellt sind.
  6. 6. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ecken Metallverstärkungen z.B. vöfr kunststoffüberzogenem Draht eingelegt sind. * " v '**■''-' *
  7. 7. Verfahren zur Herstellung eines Profils nach Anspruch 1 - 3,
    ! - — ■
    dadurch gekennzeichnet, dass die perforierte Metalleinlage laufend mit dem Kunststoffüberzug im Strangpressverfahren versehen wird.
  8. 8. Verfahren nacl Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallprofil vor dem Strangpressverfahren einem Erwärmungsvorgang unterworfen wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das stranggepresste Profil nach der.1 Strangpressen einer Abkühlung unter Verwendung von einem Druck unterworfen wird. . 1Ü.
  10. Verfahren nach Anspruch 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Länge des Profils in Lagerlängen abgeschnitten wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10 zur Herstellung von Rahmenlängen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass von den Lagerlängen schräg abgeschnittene Rahmenlä'ngen hergestellt werden, die danach unter Druck und Fitze derart bearbeitet werden, dass der Kunststoffüberzug Über die abgeschnittenen Enden der Metalleinlage hinausfliesst.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11 bei welchem in dem Profil Montierungslöcher vorgesehen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher zuerst vor dem Prtssen in Uetergrösse hergestellt werden, so dass die Löcher bei der Bearbeitung unter Druck und Hitze ganz oder teilweise geschlossen werden, wonach die Löcher wieder an denselben Stellen in den geviünschten Grossen hergestellt werden.
  13. 13. Verfahren zur Herstellung von Rahmen von abgeschnittenen Rahmenlängen nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, dass die im Winkel gelegten Rahmenenden in der Nflhe von 4enausgepressten Kunststoffzonen gekühlt werden, wahrend. d^rS^l^iissvorgang an den Ecken unter Druck und Kitze* qq « R^/Wk? Q
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  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rahmenecken Verstärkungen eingelegt werden, Z4B. von kunststoff üb erzogenem Draht.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder'14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff end zoner, der Rahmen längen während dem Schweiss- \f or gang gestaucht werden.
  16. 16. Maschinenausrüstung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 zur Herstellung von Bauelementen nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einen: kombinierten V'alzv;erk mit nachfolgendem Extruder besteht, an dem der kontinuierlich
    gewalzte N'etallstreifen mit dem Kunststoffüberzug kontinuierlich belegt wird.
  17. 17. F'aschinenausrüstung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder einer am Kunststoffprofil ftstspannbaren, mitlaufenden und rückholbaren Sägevorrichtung nachgeschaltet ist.
  18. 18. Maschinenausrüstung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Bearbeitungsstationen aufweist, je mit einer elektromagnetischen Lochfindervorrichtung und Mitteln zur Festlegung und Festspannunp der abgeschnittenen Profillänge in derselben vorbestimmten Stellung im
    Verhältnis zu der Lochfindervorrichtung an den beiden Bearbeitungsstationen, sowie Bohrvorrichtungen zur Herstellung von den Löchern an denselben Stellen in der festgespannten Profillänge.
  19. 19. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch zur Herstellung von Rahmenlängen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein zur Aufnahire der Profil längen--bereohneteyf* Unterteil aufweist, dessen Endwa'nde so viel weiter auseinander
    liegen als die abgeschnittene Profillänge, dass das Kunststoff-
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    - 2H -
    material beim Pressvorgang über die abgeschnittenen Enden der Metalleinlage hinausfliessen kann,und welche mit Keilflächen versehen sind für Zusammenwirkung mit entsprechenden Keilflächen an beweglichen Einlagen, die beim Wirksammachen des tVerkzeugoberteils an den Längsflanschen des Profils einen Druck ausüben.
  20. 20. Werkzeug zur Durchführung des Sc η weis sens an den Rahmenecken gemäss dem Verfahren nach Asnpruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es einen feststehenden Unterteil aufweist mit Kanälen für ein Kühlmedium und einen-px**»ausÜbenden Oberteil, der ausschliesslich an der Ecke wirksam gemacht wird,und welcher mit Kanälen für Durchgang eines Heizmediums versehen ist.
  21. 21. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der usübende Werkzeugteil als Expansionsteil ausgebildet ist. , ,
  22. 22. Werkzeug nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Werkzeugteil zwei im Verhältnis zueinander bewegliche Teile aufweist, wobei Mittel zur Ausübung eines schrägen $eitendruckes zum Stauchen des Kunststoffes an den Ecken während dem Schweissvorgang vorhanden sind.
    BAD ORIGINAL 00988A/0670
    L e e r s e i t e
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