DE2061901A1

DE2061901A1 - Einspannvorrichtung für Kunststoff-Rahmen für Fenster und Türen, insbesondere aus Hart-PVC

Info

Publication number: DE2061901A1
Application number: DE19702061901
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. P ist
Original assignee: Schley, Friedrich, 7800 Freiburg
Priority date: 1970-12-16
Filing date: 1970-12-16
Publication date: 1972-06-29
Also published as: CH550927A; FR2118822A5

Description

Friedrich Schley

78 Freiburg/BrsKo 11· Dezember 1970

Werderring 22

Einspannvorrichtung für Kunststoff- Eahmen. für Fenster und Türen, insbesondere aus Bart-PVC.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspannvorrichtung für Kunststoff-Rahmen für Fenster und Türen, insbesondere aus Hart-FVC, wobei die Rahmen aus einzelnen Rahmenstücken durch Eek-Verschweissung zusammengesetzt oder in einer Form hergestellt werden. .

Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, die Rahmen solcher Kunststoff-Fenster mittels geeigneter Metallprofile gegen den Winddruck und gegen die Deformation, infolge auftretender Wärmespannungen, in der Fensterebene auszusteifen.

Die Befestigung am Bauwerk erfolgt in der Weise, dass sich die Rahmenprofile in ihrer Längsachse bei Wärmeeinwirkung frei·ausdehnen können.

Bei der Anordnung mehrerer nebeneinander liegender Fensterelemente wird eine schiebende Verbindung, insbesondere der senkrechten Pfosten auf der Unterkonstruktion oder gegenüber dem Baukörper vorgesehen.

Bei einer anderen vorbekannten Befestigungsvorrichtung werden die Kunststoffrahmen an einem Tragwerk aus Metallprofilen die am Gebäude befestigt sind oder an einer umlaufenden Zarge montiert, derart, dass auftretende Fenster- und Rohbautoleranzen ausgeglichen werden und sich die Kunststoffrahmen bei Wärmeeinwirkung in Richtung der Profillängsachsen bewegen können.

Eine weitere vorbekannte Ausführung von Kunststoff-Fenstern aus Hart-FVG weist einen zur Aussteifung in der Hohlkammer der Kunststoffprofile verlaufenden Metallrahmen auf, mit einer kraftschlüssigen Eckverbindung der Metallprofile,

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wobei zur Aufnahme der Wärmeausdehnung bei Temperatureinwirkung elastische Zwischenglieder, sogenannte Kompensationsstreben vorgesehen sind, was bewirkt, dass die Kunststoff-Rahmenschenkel sich gegenüber dem inneren Metallrahmen unter Temperatureinwirkung infolge der Deformation der sogenannten Kompensationsstreben frei ausdehnen bzw. verkürzen können.

Ebenfalls zum Stand der Technik gehört es, dass umlaufende, an den Ecken kraftschlüssig verbundene Metallrahmen mit einer Verkleidung aus elastischem, weichmacherhaltigen Kunststoffprofilen versehen werden, die ihrerseits ebenfalls an den Ecken verschweisst oder verklebt sind.

Es ist weiterhin bekannt, die Verkleidung von Holzrahmen mittels thermoplastischer Kunststoffprofile, die auf dem Holzrahmen zum Ausgleich der unterschiedlichen Wärmeausdehnung schiebend befestigt sind.

Die Nachteile der vorbekannten Rahmen für Fenster und Türen aus harten Kunststoffen, insbesondere aus Hart-PVG, bestehen darin, dass die ausführbare Länge und Breite der einzelnen Rahmenelemente begrenzt wird, durch die bei wechselnder Aussentemperatur auftretende Wärmeausdehnung der Rahmenprofile und in direktem Zusammenhang damit durch die technisch und wirtschaftlich noch ausführbare Abdichtung der erforderlichen Dehnfugen, insbesondere zwischen Rahmen und Scheibe und zwischen den einzelnen Fensterelementen.

Die Grosse der im Erofillängsrichtung verschiebbar befestigten Fensterelemente wird ausserdem dadurch begrenzt, dass infolge der Wärmeausdehnung der Rahmen eine Durchbiegung der Rahmenschenkel eintritt.

Schliesslich wird bei der vorbekannten Befestigung der Rahmen an umlaufenden Metallprofilen oder an einer Zarge die

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FenstergrÖsse begrenzt,durch die in den verschweissten Ecken der Kunststoffrahmen auftretende Biegespannung, sowie durch die Beanspruchung des Materials an den Befestigungspunkten.

Ein weiterer Nachteil der nach dem Stand der Technik ausgeführten Fenster und Türen aus hartem Kunststoff besteht darin, dass bei Wärmeeinwirkung auch eine Längenverändung der Flügelrahmenprofile eintritt und damit eine Vergrösserung bzw. Verkleinerung der Abstände zwischen Blendrahmen und Flügelrahmen. Hierdurch wird die Funktionssicherheit der Flügelfenster und der Türen, insbesondere bedingt durch die Beeinflussung der Schliessvorrichtungen von einer bestimmten Flügelgrösse an, erheblich beeinträchtigte

Besondere Schwierigkeiten ergeben sich aus den oben erwähnten Gründen bei der Ausführung von Fensterwänden und durchlaufenden Fensterbändern dadurch, dass sie aufgrund der Länge dieser Fensterbänder auftretende Längenänderung bei Wärmeeinwirkung eine Unterteilung in eine Vielzahl von relativ kleinen Fensterelementen notwendig macht, um die auftretenden Bewegungen und Kräfte auf ein erträgliches Mass zu reduzieren.

Bei Fenstern, die aus umlaufenden Metallprofilen bestehen und die mit weichmacherhaltigen Kunststoffen, insbesondere Weich-FVO verkleidet sind, treten bei grösserer Rahmenabmessung Schwierigkeiten dadurch auf, dass die infolge der Wärmeausdehnung entstehenden Druck bzw. Zugspannungen eine Deformation der Kunststoffverkleidung verursachen und nach längerer Standzeit Risse in dieser vorzugsweise aus Weich-PVC hergestellten Verkleidung entstehen.

Bei der starren Befestigung von Kunststoffrahmen am Gebäude oder einem Tragwerk, z.B. mittels Dübeln oder Schrauben, tritt insbesondere bei grösserer Fensterabmessung eine unzulässig hohe Lochleibungsspannung in den Bohrungen am Kunststoffprofil auf, wodurch eine sichere Befestigung derart

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montierter Kunststoffrahmen in Frage gestellt ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die aus Kunststoff, insbesondere Hart-PVC hergestellten Rahmen für Fenster und Türen derart einzuspannen und zu befestigen, dass Längenänderungen und Deformationen derartiger Kunststoffrahmen bei Wärmeeinwirkung unterbunden werden, um damit die Möglichkeit zu schaffen, Rahmen beliebiger Breite und Höhe herzustellen.

Sowohl einzeln, als auch zu durchlaufenden Fensterwänden oder Fensterbändern zusammengesetzt, soll unter Wärmeeinwirkung eine sichere, wirtschaftlich herstellbare Abdichtung der vorhandenen Fugen und die Funktionssicherheit der eingebauten Flügel gewährleistet sein.

Entsprechend der Erfindungsaufgäbe soll sowohl eine unzulässige Beanspruchung des verwendeten Kunststoffs für die Rahmen unterbunden, als auch eine werkstoffgerechte Ausnutzung des Tragwerks und der Befestigungsteile erreicht werden.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient eine Einspannvorrichtung für Kunststoffrahmen,insbesondere aus Hart-PVG, mit einer gegen Winddruck und Wärmedeformation in der Fensterebene wirksamen Aussteifung oder einem diese Rahmen aufnehmenden bzw. in den Rahmen zur gleichzeitigen Aussteifung angeordneten Tragwerk.

Die Einspannvorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass die einzuspannenden Kunststoffprofile in Richtung ihrer Längsachse mit Einspannelementen Verbunden sind, welche die bei Temperatureinwirkung auftretenden Zug- und Druckkräfte aufnehmen.

Es ist für die wirksame Anwendung der erfindunfcugemässen Einspannung von Vorteil, wenn die ■ Einspönne]eneute einen gegenüber dem iür die Kunststoffprofil? verv-en<1<^!t«'^jn Material hu E-MoqnJ b<?;.iXz<-]j und die Einsp.-.nnoJ ciirnt e j'orm-

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BAD ORIGINAL

schlüssig mit dem Kunststoffprofil verbunden sind.

Erfindungsgemäss ist es ausserdem zweckmässig, das Verhältnis der Summe aller in der Zug und Druckrichtung wirksamen pro j izierten Flächen IV der formschlüssigen Verbindung zur Fläche F. des Kunststoff-Rahmenquerschnitts so zu wählen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung und in den Patentansprüchen angegebenen Bedingungen erfüllt werden.

Bs kann zweckmässig sein, die formschlüssige Verbindung dadurch herzustellen, dass das Rahmenprofil mit einer im Profil liegenden Aussteifung und dem aussen liegenden Tragwerk mittels Nieten oder Schrauben verbunden wird, oder dass ein Einspannelement Verwendung findet, dessen punkt- linien- oder ringförmige Erhöhungen bei der Herstellung der Verbindung in die Oberfläche der Kunststoffprofile eindringen. Die erfoicLerliehen Anpresskräfte können durch die Schrauboder Met verbindung erzeugt werden oder bei bogen- oder keilförmiger Ausbildung des Einspannelements durch die Spreizwirkung beim Herstellen der Verbindung.

Mach der Erfindung ist es von Vorteil, an den Kunststoffrahmen Ausnehmungen zur Aufnahme der Einspannelemente vorzusehen, die vom innen oder aussen liegenden Tragwerk zur Aufnahme der Spreizkräfte umschlossen werden.

Auch in weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Ausnehmungen zur Aufnahme des keilförmig ausgeführten Einspannelements nach innen oder nach aussen keilförmig ausgeführt sind, und dass das Kunststoffprofil im Bereich der Ausnehmungen zur Aufnahme des Einspannprofils nach aussen geöffnet isb.

Zweckmässig ist ausserdem an den Kunststoffprofilen, Erhöhungen und Vertiefungen senkrecht zur ProfiLachse anzubringen, die der Verzahnung der Einspannelemente entsprechen, so dass jeweils in diese Erhöhungen und Vertiefungen im Kunststoff-Rahmen entsprechende '/iirbiefungen und Erhöhungen des Ein-

Spannelements eingreifen.

Es ist weiterhin ein erfindungsgemässer Vorteil, das Einspanne lerne nt in das Material des Kunststoffprofils bei dessen Herstellung einzubetten.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken ist kennzeichnend, dass das Einspannelement zusammen mit dem mit ihm formschlüssig verbundenen Kunststoffprofil den eigentlichen Fenster- oder Türrahmen bildet und hierzu die erforderliche Profilierung z.B. für den Scheibenanschlag besitzt. Dabei ist unter Anwendung der formschlüssigen Verbindung auch eine Ausführung von Fenster- und !Türrahmen in 3-teiliger Ausführung möglich, wobei mindestens einer der beiden Rahmen aus Kunststoff hergestellt ist und wobei das Einspannelement als Tragwerk dient.

Nach der Erfindung kann das Einspannelement durch eine Zugstange gebildet werden, die in der Längsrichtung des Kunststoffprofils verläuft und am Tragwerk oder an der Rahmenecke angreift. Hierzu ist es vorteilhaft, das Kunststoffprofil mit kalibrierten Kammern zu versehen. Die Zugstangen können als Gewindestangen ausgebildet

in
sein, und die mit Innengewinde versehenen Bohrungen bzw. Kammern in den Kunststoffprofilen eingeschraubt werden. Es kann von Vorteil sein, in die Bohrungen der Kunststoffprofile selbstschneidende Gewindebüchsen aus Metall einzusetzen.

Nach einem weiteren kennzeichneten Erfindungsmerkmal wird über die Zugstangen in Richtung der Achse der Kunststoffprofil^ eine Vorspannung aufgebracht, derart, dass auch be L niedrigster im Jatiresverlauf auftretender Profiltemperatur eine Druckspannung in der Profillängsachse der Rahmen erzeugt wird.

Eine andere erf iridungsgemässe Ausführung der Zugstangen zeichnet sich dadurch aus, daas die Zugstangen mit rillenförmigon 7t.'rt.ieiungen versehen sind, zur Verankerung in

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den kalibrierten Kammern der Kunststoff profile. ,Nach der Erfindung können die Zugstajagen mit einem grösseren Durchmesser ausgeführt sein als die kalibrierten Kammern im Kunststoffprofil, wobei es zweckmässig ist, die derart ausgeführten Zugstangen vor dem Verschweissen der Rahmenteile in die kalibrierten Kammern einzupressen, zur Herstellung der Verankerung mit den Kunststoffprofilen.

Die Zugstange kann erfindungsgemäss als Rohr ausgebildet werden, das an den Enden mittels einer Spreizvorrichtung in der kalibrierten Kammer der Kunststoff proflie verankert wird. Die Rohre werden dabei zweckmässig aussen mit einer Rändelung oder mit umlaufenden Rillen versehen und an den Enden mit Längs schlitz en zur Begünstigung der Aufweitung durch die Spreizvorrichtung.

Die Verankerung der Zugstange in der kalibrierten Kammer der Kunststoffprofile kann vorteilhaft auch mittels Tellerfeder- förmiger Scheiben erfolgen.

Die erfindungsgemässe Einspannvorrichtung wird mit besonderem Vorteil bei zusammengesetzten Fensterelementen, insbesondere bei Fensterbändern in Anwendung gebracht, wobei die Einspannelemente über die Gesamtlänge der einzuspannenden miteinander verbundenen Fensterelemente verlaufen und entweder in Verbindung mit dem Bauwerk oder einem durchlaufenden Tragwerk die bei Temperatureinwirkung auftretenden 2ug und Druckkräfte aufnehmen. Die Wirksamkeit der Einspannelemente wird erheblich beeinflusst vom Verhältnis der Summe aller in Zug und Druckrichtung wirksamen projezierten Flächen Ft der formschlüssigen Verbindung zur Fläche F. des Kunststoffrahmen-Querschnitts, wobei die nachfolgend in der Beschreibung und in den Patentansprüchen erwähnten Bedingungen einzuhalten sind.

Derart nach der Erfindung ausgelünrte Fensterband er. werden zweckmässig dadurch gegen Winddruck ausgesteift, dass zwischen die senkrechten Pfosten der Rahmen nebeneinander liegender Elemente, Stützen -od<>r ,^-HH^.-nplatten zwischen-

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geschaltet werden, die sich oben und unten über geeignete Aussparungen an den oberen und unteren Profilen des Tragwerks bzw. der Einspannelemente nach innen und aussen abstützen, jedoch in der Richtung der Fensterebfina frei beweglich sind.

Bei Fensterbändern oder zusammengesetzten Fensterelementen die vor der Fassade montiert sind, kann es von Bedeutung sein, die mit den Pfosten der Einzelelemente verschraubten Stützen bzw. Stützenplatten am Bauwerk über Winkel oder Konsolen zu befestigen. Erfindungsgemäss wird die Wirksamkeit der Einspannvorrichtung verbessert, wenn das Verhältnis der Flächen F. und F-r auf die Länge der Einzelelemente bezogen wird und den Bedingungen gehorcht, die nachfolgend noch beschrieben werden.

Nach der Erfindung kann bei Fensterrahmen, die aus einem harten Kunststoff z.B„ aus Hart-PVC hergestellt sind, die Wirksamkeit der Einspannvorrichtung dadurch erhöht werden, dass die im Kunststoffprofil befindlichen Einspannelemente bis nahe an die Schweissnaht der Eckverbindung herangeführt und über Schrauben mit dem die Zug und Druckkräfte aufnehmenden Tragwerk verbunden werden. Zur Entlastung der Rahmenecken können zusätzliche Winkelstücke auf der Innenseite der Rahmen angebracht und mit den Einspannelementen und dem Tragwerk verbunden werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der Fig. 1-35» in denen verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung in horizontalen Schnitten und in Seitenansichten schematisch dargestellt sind, näher erläutert:

Fig. 1 und 2 zeigen in einem vertikalen und horizontalen Schnitt durch einen in vereinfachter Form dargestellten Fensterrahmen,die formschlüssige Verbindung zwischen dem KunetstoffrahmenO 5und dem Einspannelement(2).

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Die in Fig. 1 gezeichnete Achse A:A ist identisch mit der Mitte des einzuspannenden Rahmenprofils, "bzw. des einzuspannenden aus Einzelelementen zusammengesetzten Fensters oder Fensterbandes. Von dieser Achse AsA aus in den beiden Eichtungen Cu. D treten bei Temperatureinwirkung Längenänderungen auf, wenn eine Einspannvorrichtung nicht vorgesehen ist. Bei der erfindungsgemässen formschlüssigen Verbindung zwischen den Kunststoffprofil en (l) und den Einspannelementen (2) wird die Längenveränderung durch eine Querkontraktion des Kunststoff profils (1) verhindert, wobei an den Berührungsstellen (h) der formschlüssigen Verbindung in Fig. 1 an den Erhöhungen (10) entsprechende Spannungen auftreten.

In Fig. 2 wird ein Querschnitt durch das Rahmenprofil in der Ebene B:B aus Fig. 1 gezeigt, mit dem Rahmenprofil (1) und dem Einspannelement (2).

Es bedeuten: F. = Querschnittsiläche des Kunststoffprofils

(1)

' "f-r = h'b = Berührungsfläche der formschlüssigen Verbinoung je Einspannstelle.

Ausserdem gilt;

F₁- = f _T ♦ f_T + f_T +
L L₁ L₂ Xi₃

Es gelten ausserdem folgende Beziehungen:

Druck- bzw. Zugspannung im eingespannten Kunststoffprofil:

S₉ _n= A t · E · ot = 65 Kp/cm² für Bart-PVC

bei At = 30° _o E =2,7 '1O⁴KpZeIiL

■ oC =0,8·10~⁴

Zulässige Druckspannung an den Einspannstellen:

Ä_T = 130 Kp/cm , Erfahrungswert für Hart-PVC, ¹¹ZUl.

Daraus ergibt sich F_{A =} J_{1 zuli} > ₀ 5

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Dieser Wert gilt nur für Hart-PVC und kann analog für andere Materialien bestimmt werden.

Jig. 3 und Fig. 4 zeigen eine Einspannvorrichtung, bei der das Kunststoffprofil (1) mit einer innerhalb des Rahmenprofils liegenden Aussteifung (4) durch Nieten(9) am aussen liegenden Tragwerk (3) kraftschlüssig verbunden ist, die Befestigung am Baiiferk (7) erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über Befestigungslaschen (8) und Dübel (5).

Fig. 5 veranschlaulicht an einem anderen Ausführungsbeispiel die erfindungsgemässe Einspannvorrichtung mit einem Einspannelement (2), das zwischen das Kunststoffprofil (l) und das Tragwerk (3) eingelegt wird und die Einspannung des Kunststoffprofils (1) nach Herstellung der Verbindung durch Nieten(9) bewirkt.

Das Einspannelement(2) kann verschiedenartig ausgeführt sein:

Fig. 6 zeigt ein Einspannelement (2), das vorteilhaft aus einem Band hergestellt wird durch Prägen oder Stanzen, wobei einseitig oder beidseitig Lochungen mit scharfkantigen Erhöhungen (10) erzeugt werden, die sich in die Oberfläche der miteinander zu verbindenden Teile eindrücken.

Fig. 7 zeigt ein Einspannelement (2), das durch Walzen erzeugt werden kann, wobei einseitig oder beidseitig eine sog. Diamantierung entsteht mit Erhöhungen (10).

Fig. 8 zeigt ebenfalls ein vorteilhaft durch Walzen hergestelltes Einspannprofil (2) mit einer zahnartigen Profilierung mit Erhöhungen (10).

Fig. 9 und Fig. 10 zeigen TJ bzw. C-förmig profilierte Einspannelemente mit zahnförmig ausgebildeten Längskanten mit Erhöhungen (10).

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Fig. 11 veranschaulicht ein Einspannelement (2), das bogenförmig im Querschnitt ausgeführt und vorteilhaft aus Band hergestellt wird, mit zahnförmigen Aussenkanten und Erhöhungen (10).

Fig. 12 zeigt ein keilförmiges Einspannelement (2) mit beidseitigen ζahnförmig ausgeführten Keilflächen und Erhöhungen (10) _e ·

In der Fig. 13 ist eine erfindungsgemässe Einspannvorrichtung im Schnitt dargestellt, unter Verwendung von im Querschnitt "bogenförmigen Einspanne lementen (2) entsprechend Fig. 11, das in Ausnehmungen (11) des Kunststoff profils (1) eingesetzt und durch Schrauben (6) zur Erzeugung der Spreizwirkung und Verankerung flach verformt wird. Zur Aufnahme der Spreizkräfte wird der Profilquerschnitt im Bereich der Ausnehmungen (11) von dem innerhalb des Kunststoff profils (1) liegenden Tragwerk umschlossen.

In der Fig. 14 ist ein anderes erfindungsgemässes Anwendungsbeispiel der Einspannvorrichtung dargestellt, analog zu Fig. 13» jedoch ^m^ keilförmigen Einspannelementen (2), entsprechend Fig. 12 und einer keilfÖDmig ausgeführten Ausnehmung (11), die zur Aufnahme des Einspannprofils (2) nach aussen geöffnet ist.

Fig. 15 und Fig. 16 zeigen ein Beispiel eines Kunststoffprofils, das zur Herstellung der fonnschlüssigen Verbindung Erhöhungen (12) und Vertiefungen (13) aufweist, vorzugsweise zur Aufnahme von Einspannelementen mit zahnförmiger Erofilierung wie die Einspannelemente der Fig. 8, 9 und 10. Selbstverständlich kann diese Profilierung auch eine andere Qiierschnittsform besitzen.

Fig. 17 und Fig. 18 zeigen am Beispiel von Kunststoffrahmen (1) die vorzugsweise durch Pressen in einer Form hergestellt werden und wo das Einspannelement (2) zur Ver-

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ankerung mit dem Kunststoffprofil mit Bohrungen (35) versehen ist. Wie in Fig. 18 dargestellt, kann es vorteilhaft sein, solche gepressten Kunststoffprofile als umlaufende Rahmen auf einem ebenfalls umlaufenden Tragwerk (3) zu befestigen.

Fig» 19 zeigt eine Einspannvorrichtung, bei welcher das Einspannelement (2) mit einem mit ihm formschlüssig verbundenen Kunststoffprofil (1) den eigentlichen Fensteroder Türrahmen bildet, wozu das Einspannprofil in diesem Anwendungsbeispiel Profilnasen (14) besitzt als Scheibenanschlag und zur formschlüssigen Verankerung mit dem Kunststoffprofil (1) eine beispielsweise zahnartige Profilierung an den Verbindungskanten mit Erhöhungen (10) gegen die das Kunststoffprofil (1) mittels eines an seinem oberen Ende keilförmig ausgebildeten Tragwerks (3),sowie einem gegenüberliegenden Keilprofil (36) durch Anziehen der Schrauben (6) eingespannt wird.

Fig. 20 zeigt einen 3-teiligen Fenster- bzw. Türrahmen mit einem Spannelement (2), mit beispielsweise zahnartiger Profilierung und Erhöhungen (10) an den Einspennstellen für die Verbindung mit dem inneren Rahmen(15) und dem äusseren Rahmen (16), wobei die Verriegelungskraft durch das Einschieben des keilförmigen Tragwerks (3) und des Keilprofils(36) durch Anziehen der Schrauben (6) erzeugt wird.

Fig. 21 und Fig. 22 veranschaulichen weitere Ausführungsbeispiele unter Anwendung von Einspannelementen (2) entsprechend der Figur 9 · Die Fig. 21 zeigt einen 3-teiligen Fensterrahmen oder Türrahmen mit einem innen liegenden Tragwerk (3), mit dem der innere Rahmen (15) und der äussere Rahmen (16) durch die Einspannelemente (2) mittels Schrauben (6) befestigt und eingespannt werden.

Die Fig. 22 zeigt einen zweiteiligen Fensterrahmen, bei dem das Tragwerk (3) niit Profilnasen (14) als Scheibenan-

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schlag ausgestattet ist und auf dem mittels der Einspannelemente (2) der innere Kunststoffrahmen (14) befestigt . und eingespannt wird.

Die Fig. 23 und Fig. 24 zeigen die Ausführung einer Einspannvorrichtung mittels einer Zugstange (18), welche die Funktion des Einspannelements (2) übernimmt und hierzu als Gewindestange ausgeführt sein kann, die in einer kalibrier-. ten Kammer(19) des Kunststoffprofils (1) eingeschraubt wird« Wie in Fig. 23 veranschaulicht, kann es von Vorteil sein, selbstschneidende Gewindebüchsen (33) in der Fähe der beiden Rahmenecken einzusetzen, vorteilhaft mit unterschiedlicher Gewindesteigung und einer Befestigung durch eine Mutter (37). '

Die Fig. 25 zeigt ein Kunststoffprofil (1) mit drei, zweckmässigerweise am äusseren Umfang des Rahmens angeordneten kalibrierten Kammern (19) zur Aufnahme von Zugankern (18), die in der gleichen, wie in Fig. 23 beschriebenen Weise, befestigt^werden können und die Einspannung des Kunststoffprofils (1) übernehmen«

Die Fig. 26 und 27 zeigen eine Einspannvorrichtung mit einem Kunststoffprofil (1), entsprechend der Fig. 25, bei der wie in den Beispielen gezei· gt, in den horizontalen Kunststoffprofilen je ein Zuganker in den beiden äusseren Kammern (19) verlaufen und entsprechend der Fig. 27 eine Zugstange in der mittleren Kammer des senkrechten Kunststoffprofils(l). Dabei werden die Zuganker als Gewindestangen ausgeführt, die über das aussere Ende der Rahmenecken hinaus verlaufen und zweckmässigerweise unter Zuhilfenahme eines die Eckverbindung entlastenden Winkelstücks (32) mit Muttern (37) verspannt werden.

Mit Hilfe dieser Einspannung und je nach dem Anzugsmoment der Muttern, ist es möglich, eine Vorspannung in Richtung

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der Achse der Kunststoffprofile aufzubringen, derart, dass auch bei niedrigster im Jahresverlauf auftretender Erofiltemperatur eine Druckspannung in der Erofillängsachse der Rahmen erzeugt wird, so dass Längenänderungen und unzulässige Spannungen in der Schweissnaht der Rahmenecken nicht auftreten können.

Die Fig. 28 und 29 zeigen eine Zugstange (18) mit rillenförmigen Vertiefungen (21) zur Verankerung der Zugstangen in den kalibrierten Kammern (19) der Kunststoffprofile (1). Zuganker dieser Art werden vorteilhaft mit einem grösseren Durchmesser ausgeführt als die Kammern (19) im Kunststoffprofil (1) und können vor dem Verschweissen der Rahmenteile in die kalibrierte Kammer (19) eingepresst werden.

Die Fig. 30 zeigt eine Zugstange (22), die rohrförmig ausgeführt ist und in die Kammer (19) des Rahmenprofils (1) zur Einspannung eingesetzt wird, die rohrförmige Zugstange (22) wird im Bereich ihrer Enden (23) mittels einer Spreizvorrichtung (3>4) aufgeweitet und erhält zur besseren Verankerung an ihrem Umfang eine Rändelung oder umlaufende Rillen (21). Ausserdem ist es zweckmässig zur Begünstigung der Aufweitung des Rohrs Längsschlitze (25) anzubringen.

Die Fig. 31 zeigt die Einspannung eines Kunststoffprofils (1) mittels einer Zugstange (18), die in der Kammer (19) mittels Tellerfeder- förmiger Scheiben (26) formschlüssig verankert wird, in der Weise, dass durch Anziehen der Mutter(37) die Tellerfeder -förmigen Scheiben (26) gespreizt werden und in das Kunststoffprofil (1) eindringen.

Die Fig. 32 zeigt die Ansicht eines erfindungsgemäss mit einer Einspannvorrichtung befestigten Fensterbandes in schematischer Form. Die Achse AiA stellt die Mitte des zusammengesetzten Fensterelements bzw. des Fensterbands dar, von wo aus in den Richtungen C und D die Kraftüber-

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tragung zur Aufnahme der Wärme spannungen zu erfolgen hat (siehe Bemerkungen zu Fig. 1). Es ist nach der Erfindung vorteilhaft, dass die Einspannelemente (2) über die Gesamtlänge der einzuspannenden miteinander verbundenen Fensterelemente verlaufen und entweder in Verbindung mit dem Bauwerk (7) oder einem durchlaufenden Tragwerk (3), das nach der Erfindung auch selbst als Einspannelement ausgebildet sein kann, die bei Temperatureinwirkung auftretenden Zug- und Druckkräfte aufnehmen. Dabei ist das Verhältnis der Summe aller in Zug- und Druckrichtung wirksamen projezierten Flächen Fj- der formschlüssigen Verbindung zur Fläche F. des Kunststoff rahmen-Querschnitts auf die Gesamtlänge der eingespannten Fensterelemente oder Fensterbänder zu beziehen, wobei die Betrachtungen in der Beschreibung zu Fig. 1 gelten:

-L- O ₌ o,5 für Hart-PVC.

Die Fig. 33 und Fig. 34 zeigen die Anordnung von Stützen bzw. Stützenplatten (29) zwischen den senkrechten Pfosten (28) nebeneinander liegender Fensterelemente (27), die sich oben und unten über geeignete Aussparungen (30) an den oberen und unteren Profilen des Tragwerks (3) bzw. an den Einspannelementen (2), die als Tragwerk (3) dienen, nach aussen und innen abstützen, jedoch in Richtung der Fensterebene frei beweglich sind.

Die Fig. 35 zeigt die erfindungsgemässe Ausführung von Fensterbändern, die vor der Fassade zu montieren sind. Die Einzelelemente (27) werden zu diesem Zweck an ihren senkrechten Pfosten (28) mit den Stützenplatten (29) verschraubt. Die Stützenplatten (29) werden oberhalb und unterhalb des Fensterbands an Konsolen (31) befestigt, ebenso wie die Einspannelemente (2), die in diesem Falle als Tragwerk (3) dienen. Die zur Einspannung derart befestigter -Fensterelemente»unter Anwendung der-erfindungsgemässen— Einspannvorrichtung■ erforderlichen Bedingungen, sind

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auf die Länge der Einzelelemente zu beziehen und entsprechend damit der zu Pig. I dargelegten Beschreibung.

Die Fig. 36 zeigt einen Ausschnitt aus einem Fensterband, dessen Einzelelemente (27) aus hartem Kunststoff, insbesondere aus Hart-IVG hergestellt sind. Die in den Rahmen befindlichen Einspannelemente (2) werden bis nahe an die Schweissnaht der Eckverbindung (17) herangeführt und mittels Schrauben oder Nieten mit dem Tragwerk (3) verbunden. Zur Entlastung der Eckverbindung (17) dienen Winkelstücke (32) auf der Innenseite der Rahmenecken (17), in die einerseits mit dem Tragwerk (3), andererseits mit dem gegenüber liegenden Winkel (32) oder mit der äusseren Stütze durch Schrauben (6) verbunden sind.

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Claims

Patentansprüche

ί rr\Binspannvorrichtung für Kunststoffrahmen iür Fenster \jy und Türen, insbesondere aus Hart-PVC, mit einer gegen Winddruck und Wärmedeformation in der Fenster ebene wirksamen Aussteifung oder einem diese Rahmen aufnehmenden bzw. in den Rahmen zur gleichzeitigen Aussteifung angeordneten Tragwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die einzuspannenden Kunststoffprofile (1) in Richtung ihrer Längsachse mit Einspannelementen (2) verbunden sind, welche die bei Temperatureinwirkung auftretenden Zug- und Druckkräfte·aufnehmen.

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannelemente (2) einen gegenüber dem für die Kunststoff profile (I) verwendeten Material höheren Ε-Modul besitzen.

3· Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannelemente (2) formschlüssig mit dem Kunststoffprofil (1) verbunden sind,

4. Einspannvorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Summe, aller in der Zug- upd Druckrichtung wirksamen projiziert en Flächen F_L der formschlüssigen Verbindung zur Fläche F^ des Kunststoffrahmen-Querschnitts:
F

S Z₁D

Einspannvorrichtung nach Anspruch j und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspannelement dargestellt wird durch eine mittels Nieten oder Schrauben hergestellte Verbindung einer im Rahmenprofil (1) verlaufenden Aussteifung (4) mit dem aussen liegenden Tragwerk (3).

Einspannvorrichtung nach Anspruch J und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung dadurch hergestellt wird, dass das Einspannelement (2) punktlinien- oder ringförmige Erhöhungen (10) aufweist, die bei der Herstellung der Verbindung in die Oberfläche

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der Kunststoffprofile (1) eindringen.

7β Einspannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspannelement (2) im Querschnitt bogenförmig oder keilförmig ausgebildet ist, mit einer Verzahnung (10) der Längskanten, so dass beim Herstellen der Verbindung die Spreizwirkung das Eindringen der Verzahnung (10) in das Kunststoffprofil (1) bewirkt»

8. Einspannvorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, dass am Kunststoffrahmen Ausnehmungen (11) angebracht sind zur Aufnahme des Einspannelements (2) wobei der Profilquerschnitt im Bereich dieser Ausnehmung (11) von dem innerhalb oder ausserhalb des Kunststoffprofils (1) liegenden Tragwerk (5) zur Aufnahme der Spreizkräfte umschlossen wird.

9. Einspannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (11) zur Aufnahme des keilförmig ausgeführten Einspannelements nach innen oder nach aussen keilförmig ausgeführt sind und dass das Kunststoffprofil (1) im Bereich der Ausnehmungen (11) zur Aufnahme des Einspannprofils nach aussen geöffnet ist.

10. Einspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff profile (I) zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung mit dem Einspannprofil (2) senkrecht zur Profilachse Erhöhungen und Vertiefungen entsprechend der Verzahnung der Einspannelemente (2) aufweisen.

11.Einspannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenproiile (1) im Bereich der formschlüssigen Verbindung mit dem Einspannelement (2) senkrecht zur Profilachse Erhöhungen (12) und Vertiefungen (13) aufweisen in welche die zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung vorhandenen Er höhungen(lO)

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und Vertiefungen (IJ) am Einspannelement (2) eingreift.

12. Einspannvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspannelement (2) in das Material des Kunststoffprofils (1) bei dessen Herstellung eingebettet wird.

13. Einspannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspannelement (2) zusammen mit dem mit ihm vormschlüssig verbundenen Kunststoffprofil (1) den eigentlichen Fenster oder Türrahmen bildet und hierzu die erforderliche Profilierung (14) z.B. für den Scheibenanschlag besitzt₀

14. Einspannvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennv zeichnet, dass der Fenster öder Türrahmen 3-teilig ausgeführt wird,mit einem Spannelement (2), das als Tragwerk (3) dient und die formschlüssige Verbindung mit dem inneren Rahmen (15) und dem äusseren Rahmen (16) herstellt, wobei mindestens einer der beiden Rahmen aus Kunststoff hergestellt ist.

15« Einspannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspannelement (2) als Zugstange (18) ausgebildet ist, die in der Längsrichtung des Kunststoff profils (1) verläuft und am Tragwerk (3) oder an der Rahmenecke (17) angreift.

16. Einspannvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffprofile (1) kalibrierte Kammern (19) aufweisen zur Aufnahme der Zugstangen(18).

17. Einspannvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstangen (18) als Gewindestangen ausgebildet sind und in die mit Innengewinde versehenen Bohrungen (20) in den Kunststoffprofilen (1) eingeschraubt werden.

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18. Einspannvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in die Bohrungen (20) in den Kunststoffprofilen(l) selbstschneidende Gewindebüchsen/aus Metall zur Aufnahme der Zugstangen (18) eingesetzt werden.

19· Einspannvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass über die Zugstangen (18) eine Vorspannung in Richtung der Achse der Kunststoffprofile (1) aufgebracht wird, derart, dass auch bei niedrigster im Jahresverlauf auftretender Profiltemperatur eine Druckspannung in der Profillängsachse der Rahmen erzeugt wird_e

a 20. Einspannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstangen (18) mit rillenförmigen Vertiefungen (21) versehen sind, welche die Zugstange (18) in den kalibrierten Kammern (19) verankern.

21. Einspannvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Rillen (21) versehene Zugstange (18) einen grösseren Durchmesser aufweist als die kalibrierten Kammern (19) im Kunststoffprofil (l) und vor dem Yerschweissen der Rahmenteile in die kalibrierte Kammer (19) eingepresst wird.

^ 22. Einspennvorrichtung nach Anspruch 1 bis 16, dadurch ge- * kennzeichnet, dass die Zugstange als Rohr (22) ausgebildet ist, welches an den Enden (23) mittels einer Spreizvorrichtung (3^) i& der kalibrierten Kammer (19) des Kunststoff profils (1) oder im Tragwerk(3) verankert wirdi Es ist dabei zweekmässig, die Rohre aussen mit einer Rändelung oder mit umlaufenden Rillen (21) zu verseilen und zur Begünstigung der Aufweitung der Rohre Längsschlitze (25) anzubringen.

23. Maepacnvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (18)in der kalibrierten Kammer (19) der Kunststoffprofile (1)

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mittels Tellerfeder -förmiger Scheiben (26) verankert wird.

24» Einspannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei zusammengesetzten Fensterelementen, insbesondere bei Fensterbändern, die Einspannelemente (2) über die Gesamtlänge der einzuspannenden miteinander verbundenen Fensterelemente verlaufen und entweder in Verbindung mit dem Bauwerk (7) oder einem durchlaufenden Tragwerk (3) die bei Temperatureinwirkung auftretenden Zug- und Druckkräfte aufnehmen, wobei das Verhältnis der Summe aller in Zug- und Druckrichtung wirksamen projezierten Flächen F^ der-formschlüssigen Verbindung zur Fläche F. des Kunststoffr'ahmen-Querschnitts auf die Gesamtlänge der eingespannten Fensterelemente oder Fensterbänder zu beziehen ist, mit einem Wert:

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I ' -T o,5 für Hart-PVO.

25. Einspannvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von Fensterbändern die nebeneinander liegenden Elemente (27) an den senkrechten Pfosten (28) unter Zwischenschaltung von Stützen oder Stützenplatten (29) zur Aussteifung gegen Winddruck miteinander verbunden sind.

26. Einspannvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei Fensterbändern die in der Mauerwerksöffnung liegen oder gegen Mauerwerksanschlag montiert sind, die Stützen bzw. Stützenplatten (29) sich oben und unten über geeignete Aussparungen (JO) an den oberen und unteren Profilen des Tragwerks (3) bzw. der Einspannelemente (2) nach aus sen und innen abstützen, jedoch in Richtung der Fensterebene frei beweglich sind.

27. Einspannvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass bei Fensterbändern, die vor der Fassade

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des Bauwerks (7) zu montieren sind, die mit den Pfosten (28 der Einzelelemente verschraubten Stützen, bzw. Stützenplatten am Bauwerk über Winkel oder Konsolen (31) befestigt werden, und dass die jeweils zwischen zwei Stützen oder Stützenplatten (29) befindlichen Elemente (27) durch Einspannelemente (2), bezogen auf die Länge des Einzelelements, der Bedingung entsprechend, Patentanspruch (4) gehorchen

■? 0,5 für Hart-PVO.

28. Einspannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 27 , dadurch gekennzeichnet, dass unter der Voraussetzung, dass die Kunststoffprofile (1) aus einem harten Kunststoff, z.B. aus Hart-PVC hergestellt sind, die im Kunststoffprofil(1) befindlichen Einspannelemente (2) bis nahe an die Schweissnaht der Eckverbindung herangeführt und über Schrauben (6) mit dem die Zug- und Druckkraft aufnehmenden Tragwerk (3) verbunden werden.

29. Einspannvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entlastung der Rahmenecken (17) ,Winkelstücke (32) auf der Innenseite der Rahmen mit den Einspannelementen (2) und dem Tragwerk (3) verbunden werden.

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