DE3129567A1 - Verfahren zur herstellung von hart-kunststoffprofilen mit einem durch einschieben einzubringenden metallrohr und durch dieses verfahren hergestellten kunststoffprofil - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Hart-Kunststoff-
• profilen mit einem durch Einschieben einzubringenden Metallrohr und durch dieses Verfahren hergestellten Kunststoffprofil Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hart-Kunststoffprofilen mit einem durch Einschieben einzubringenden Metallrohr, für welches im Profil eine dem Querschnitt des Metallrohres entsprechende Kammer mit nach innen gerichteten, das Metallrohr abstützenden Stegen vorgesehen ist.
• Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein solches Hart-Kunststoffprofil mit einem Metallrohr in einer Kammer, an deren Sanden nach inne 1 gerichtete, mit dem Metallrohr in Anlage befindliche axiale Stege angeordnet sind.
• Hart-#unststoffprofile sind insbesondere aus Hart-PVC hergestellt. Eine Beschränkung auf dieses Material ist jedoch nicht beabsichtigt. Das einzubringende Metallrohr besteht insbesondere aus Aluminium, wobei jedoch auch andere metallische Materiilien anwendbar sind.
• An mit einem elastischen Kunststoffschlauch überzogenen Rohr ist es schon zur Vermeidung der beim Aufschrumpfen oder durch reine Klebung aufgebrachten Schlauch einerseits wegen des Aufwandes und andererseits wegen der nicht kontrollierbaren Spannung in der Pat. -Anmeldung D 15545 vorgeschlagen worden, den Kunststoffschlauch innen mit in axialer Richtung verlaufenden Rippen zu versehen und innerhalb dieser das Metallrohr federnd zu halten. Solche Rohrleitungen sind nicht als Kunststoffprofile für Rahmen vorgesehen und geeignet aber auch an solchen ist wegen der auftretenden Probleme aus dem DE GM 1.965.589 bekannt, einen rohrförmigen Versteifungskern in Richtung quer zur lrängsachse des #unststoffprofiles elastisch zu lagern. Dazu sind schräggerichtete elastische Abstandshalter vorgesehen bzw. auch nach innen gerichtete keilförmige Spitzen mit flachem Böschungswinkel, die eine nachgiebige Lagerung auf den Spitzen bilden.
• Aus der DEOS 1.946.996 ist bekannt, ein eingeschobenes Metallrohr auf nach innen gerichteten stegartigen nach innen spitz zulaufenden Vorsprüngen abzustützen. Die DE GM 7129771 und 6610104 zeigen Kunststoffhohlprofile mit verschiedenen mehrkammerigen Querschnitten, was einbezogen wird, bei denen ein inneres Verstärkungsrohr in einer Kammer auf nach innen ragenden mehr oder weniger hohen Stegen gehalten ist; dabei erfolgt eine lose Einschiebung, wobei im zunächst genannten DE GM der lockere Sitz dadurch gezeigt wird, daß nur eine dreiseitige Abstützung vorhanden ist.
• Durch diese bekannten Ausführungen wird die Aufgabe des Metallrohres als inneres Tragrohr zur Profilverstärkung nicht oder nur unzureichend erfüllt, weil auch im Bereich der bekannten Abstützungen, abgesehen von den Federungen, ein Spiel nach Maßgabe der Toleranzen vorliegt, sodaß Verkantungen und dergl. möglich sind.
• Bei diesen bekannten Ausführungen muß das EunststofSprofil von beträchtlicher Eigenstärke ausgebildet sein, was aber wiederum die Probleme aufgrund der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten erhöht.
• Auch bei einer Einpressung des Metallrohres in eine Kammer ergeben sich aufgrund der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten Probleme, wobei insbesondere ein lose eingeschobenes Tragrohr bei Erwärmung innerhalb des Kunststoffprofils gelockert wird und nicht mehr die Aufgabe einer Abstützung erfüllt.
• Besondere Probleme ergeben sich bei der Herstellung von Rahmen für Fenster oder Türen aus solchen Kunststoffprofilen.
• Die Oberflächen dieser Rahmen verbleiben nur dann ansehnlich, wenn die Rahmenschenkel mit unverschweißten Gehrungen zur am mengefaßt werden, wobei auch andere Knotenpunktverbindungen ohne Verschweißung des deckenden Kunststoffprofils erstellt werden sollen.
• Unverschweißte Gehrungen und Knotenpunkte sind die Voraussetzung dafür, daß die Oberflächen (AnsichtsSlächen) der Kunststoffprofile mit farbigen und mit Mustern bedruckten Folien überzogen werden können (z.B. auch mit geprägten Holzmaserungen).
• Da keinerlei Putzen und Schleifen an den Gehrungen und Knotenpunkten erforderlich ist, bleibt die Oberflächenstruktur vollständig erhalten.
• Ein Beispiel für die Herstellung von winkelstarren Eckverbindungen zeigt die DEOS 2.053.058. In die l-runststoffprofile dieser bekannten Ausführung ist entweder das metallische Tragrohr lose eingeschoben, oder aufgrund -ler angesprochenen Probleme wurde auch vorgeschlagen, iaetalli:';che Tragrohre mit einem Eunststoffüberzug zu versehen.
• Für die Ummantelung von Drähten sind Schrägspritzköpfe bekannt; bisher war es aber nicht möglich, Kuiiststoffprofile für Fenster, Türen und dergl. unter Verwendung eines solchen Schrägspritzkopfes herzustellen, indem das Verstärkungsrohr bei Austritt aus dem Extruder ummantelt wird.
• Aufgrund der Probleme werden bei den zur Zeit üblichen Profilsystemen die erforderlichen Verst-rkungen zur Verbesserung der Statik und für die Befestigen der Beschläge von dem Profilverarbeiter nach dem Zuschnitt der Kunststoffprofile lose eingeschoben und z.T. mit Nieten und Schrauben festgesetzt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs angegebene Verfahren trotz der Probleme aufgrund der verschiedenen Eigenschaften von Kunststoff und Metall dahingehend zu verbessern, daß in verhältnismäßig einfacher Weise ohne besonderen Aufwand ein spannungsfreier und fester Sitz des Metallrohres im Kunststoffrohr erreicht wird, sodaß dieses sehr dünnwandig ausgeführt sein kann. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Metallrohr mit Schneiden an wenigstens einem Ende die inneren Abschnitte der Stege zur Herstellung eines spannungsfreien festen Sitzes abschneidet. Hierdurch werden jegliche Toleranzen in der Herstellung vermieden, sodaß das Kunststoffprofil in einer Stärke von etwa 1,5 oder 2 mm wenigstens im Bereich der Kammer für das Metallrohr ausgeführt werden kann. Durch die dünnen Wandungen werden die inneren Kräfte, die durch unterschiedl-Lche Temperaturen auftreten, so stark reduziert, daß Verwerfungen ausgeschlossen sind und nur noch der Ausdehnungskoeffizient des Metallrohres zu berücksichtigen ist.
• Bevorzugt wird für die Durchführung des Verfahrens, daß die axialen Stege einen zur Mitte der Kammer abnehmenden Querschnitt haben und in Abhängigkeit von der Schnitthöhe einen sich ändernden Schnittwiderstand bilden, und, daß durch diesen Schnittwiderstand eine Zentrierung zum Kunststoffprofil und Metallrohr herbeigeführt wird. Dadurch läßt sich eine Selbstausrichtung erreichen. Unter diesem Gesichtspunkt wird zweckmäßig einbezogen, daß einander gegenüberliegende Schneidkanten des Metallrohrs schräg verlaufende Schnitte in den jeweils äußeren abstützenden Stegen mit aufeinander zugerichteter Neigung durchführen und das Kunststoffprofil und das Metallrohr zueinander zentrieren. Dadurch wird ein gleichmäßiger Sitz des Metallrohres in der Kammer des Kunststoffprofils erreicht.
• Zweckmäßig wird dabei auf das Metallrohr lösungsmittelfreier Kleber aufgetragen, der sich zwischen den Stegen sammelt und aushärtet: Besonders günstige Verbindungen werden durch Ansammlungen des Klebers in den Eckbereichen erzielt. Der Kleber bildet beim Einschieben ein Gleitmittel.
• Das Verfahren wird in einer bevorzugten Ausführungsform mit Schneiden unmittelbar am Metallrohr durchgeführt. Einbezogen wird jedoch auch,daß auf das Metallrohr vor dem Einschieben ein Messerkopf mit den Schneiden aufgesetzt wird.
• Die gestellte Aufgabe wird unter Durchführung des Verfahrens durch ein Kunststoffprofil oben angegebener Ausführung dadurch gelöst, daß analen Seiten Reihen von benackharten axi-ålel Stegen angeordnet sind, auf denen das Metallrohr spielfrei auf ihm zugekehrten Flächen mit festem Sitz angeordnet ist.
• Durch die Reihen aus einer Mehrzahl von jeweils benachbartangeordneten Stegen ist eine quasi flächige Abstützung mit festem Sitz durch die Anpassung beim Einschieben des Metallrohres auch unter den Gesichtspunkten erreicht, daß das Metallrohr nicht unter der Wirkung von Toleranzen mehr oder weniger locker auf schneidenartigen Graten von Stegen oder auf mit Toleranzen erstellten Stegen liegt, sondern diese Stege am Metallrohr fest sitzende Anlage flächen haben.
• Durch zahnartige benachbarte Reihen von axialen Stegen mit Aussparungen wenigstens im Eckbereich wird der Vorteil der flächigen Abstützung verstärkt und die Aussparungen im Eckbereich lassen Anpassungen zu, insbesondere ergeben sie Räume für eine Verbindung durch einen lösungsmittelfreien Kleber, der im stegfreien Bereich zwischen dem Metallrohr und der Kammerwandung angeordnet ist.
• Wenn auch Stege in Rechteckform einbezogen werden, werden solche mit einem sich zum Metallrohr vermindernden Querschnitt bevorzugt. Das hat den Vorteil einer Selbstausrichtungswirkung beim Einschneiden des Metallrohres.
• In der bevorzugten Ausführungsform ist dieses an einem Ende mit in seiner äußeren Kontur liegenden Schneiden versehen; dabei liegt eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß auch ein Teil der Schneiden als Rechteckschneiden ausgeführt sein kann. Bevorzugt wird, daß die Schneiden zum Inneren des Rohres abgefast sind.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 : eine Vorderansicht eines Kunststoffprofils mit eingeschobenem Metallrohr, Fig. 2 : einen Ausschnitt aus Fig. 1 der Wandung der Kammer für das Metallrohr im Bereich einer Ecke vor Einführung des Metallrohres im Schnitt, Fig. 3 : eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung nach Einführung des Metallrohres, Fig. 4 : eine Seitenteilansicht des Metallrohres mit einem mit Schneiden ausgeführtem Ende, Fig. 5 : eine Seitenansicht einer Rahmen-Eck-Verbindung mit einem erfindungsgemäß eingebrachten Metallrohr, Fig. 6 : einen Schnitt längs der Linie VI - VI in Fig. 5, Fig. 7 : eine Seitenteilansicht eines Metallrohrendes mit eingesetztem Messerkopf im Schnitt.
• Die Fig. 1 und 6 zeigen ein Kunststoffhohlprofil 1 in einer beispielsweisen Ausführung mit einer Kammer 2, in welcher ein dem viereckigen Querschnitt der Kammer 2 entsprechendes Metallrohr 3 als Tragrohr unter hobelnder Anpassung des Sitzes eingepaßt ist. An zwei Kammerwänden 4, 5 sind außen zur Kunststoffprofilaußenseite 6, 7 Zwischenkammern b#, 9 angeordnet, was an sich für alle Kammerseitenwände einbezogen wird. In allen Kammerinnenseiten sind zahnartig benachbarte Stegreihen 10, 11, 12, 13 mit einem keilförmigen Querschnitt angeordnet, deren Spitzen aber, wie noch anhand der Fig. 2 und 3 erläutert wird, durch Einführung des Metallrohres 3 abgeschnitten oder abgehobelt sind. Erkennbar ist aus den Fig. 1 und 6, daß in den Eckbereichen 14, 15, 16, 17,die Stege ausgespart sind, so daß an diesen Stellen Hohlräume vorhanden sind - ebenso wie zwischen den einzelnen Stegen - die durch einen Kleber gefüllt sind.
• Fig. 2 zeigt in dem in Fig. 1 mit II bezeichnetem Ausschnitt mit dem Eckbereich 14 die benachbarten Stegreihen 10 und ll, die ein spitz zulaufendes Profil erkennen lassen, Gemäß Fig. 3 ist das Metalltragrohr 3 eingeführt, und die einzelnen Stege, beispielsweise 18, 19 in den Stegreihen 10, 11, sind erkennbar am inneren Ende abgeschnitten.
• Die Höhe# der Stegreihen ist so gewählt, daß sie den Toleranzbereich der ineinander einzufügenden Teile ausgleicht. Dieser Toleranzbereich beträgt beispielsweise + 0,3 - o,4 mm. In diesem Zusammenhang wird eine Steghöhe von l,o mm bevorzugt, woraus sich ergibt, daß ein beträchtlicher Teil der Stege abgehobelt wird.
• Das Metallrohr 3 hat nach Fig. 4 am einzuführenden Ende einen Hohlschliff 19, so daß sich zwei Schneiden 20, 21 an gegenüberliegenden Seiten des Viereckrohres ergeben. Die an den dazu rechtwinkelig verlaufenden Seitenwänden des Metallrohres 3 angeordneten Schneiden können 9O0-Schneiden sein, welche aufgrund des Hohlschliffs besonders günstig wirksam sind. Es wird einbezogen, daß auch diese Schneiden nach innen abgefast sein können. Der Anschliff des Metallrohres 3 kann auch in anderer geeigneter Weise erfolgen, unter dem Gesichtspunkt, daß beim Einschieben eine Hobelwirkung entsteht.
• Profile, die auf diese Art hergestellt wurden, können auf einfache Weise zu Fenster und andere Rahmenkonstruktionen verarbeitet werden. In das Metallrohr 3, 3? werden bekannte Metalleckwinkel 22 eingesetzt, Fig. 5, zweckmäßig jedoch solche, die mit Schrauben 23, 24, federnden Stiften oder Dornenarbeiten, die sowohl das Metallrohr 3, 3? als auch die Wandung des Kunststoffprofiles 1, 1' erfassen. Dabei Iät Fig. 5 einen seitlichen Versatz 25 der Mittellinie einerseits des Schraubenloches 26 im Metalleckwinkel 22 und andererseits im Metallrohr 3 und im Kunststoffhohlprofil erkennen, so daß die konische Fläche 28 im Metalleckwinkel 22 in Verbindung mit einem entsprechendem Kopf einer eingesetzten Schraube 29 (Fig. 5, links) eine Verspannung an der Ecke herbeiführen. Auf diese Art erhält man fest verbundene geschlossene Metallrahmen und eine zusätzliche Sicherung-des Kunststoffprofiles gegen Verschieben (insbesondere durch Wärmeausdehnungen).
• Beim Einschieben des Metallrohres 3 wird dieses unmittelbar vor dem Einlauf in das Kunststoffprofil l im Gieß- oder Walzverfahren mit einem lösungsmittelfreien Kleber versehen.
• Der erwähnte Messerkopf ist in Fig. 7 dargestellt. Das hier gezeigte Ende eines Metallrohres 3" schliet in einer Ebene ab und ein Messerkopf 30 ist mit einem entsprechend profiliertem Schaft 31 und einer Stufenfläche 32 auf das Ende des Metallrohres aufgesetzt und hat die in der äußeren Kontur des Metallrohres liegenden Schneiden 33, 34, 35.
• Ein unmittelbarer Anschliff der Metallrohre 3 wird bevorzugt.

Claims (13)

1. Patentansprüche i. Verfahren zur Herstellung von Hart-Kunststoffprofilen mit einem durch Einschieben einzubringenden Metallrohr, für welches im Profil eine dem Querschnitt des Metallrohres entsprechende Kammer mit nach innen gerichteten, das Metallrohr abst#tzenden Stegen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr mit Schneiden an wenigstens einem Ende die inneren Abschnitte der Stege zur Herstellung eines spannungsfreien festen Sitzes abschneidet.
2. 20 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Stege einen zur Mitteder Kammer abnehmenden Querschnitt haben und in Abhängigkeit von der Schnitthöhe einen sich ändernden Schnittwiderstand bilden und daß durch diesen Schnittwiderstand eine Zentrierung zum Kunststoffprofil und Metallrohr herbeigef#hrt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einander gegenüberliegende Schneidkanten des Metallrohrs schräg verlaufende Schnitte in den jeweils äußeren abstützenden Stegen mit aufeinander zugerichteter Neigung durchführen und das Kunststoffprofil und das Metallrohr zueinander zentrieren.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Metallrohr lösuflgsmittelfreier Kleber aufgetragen wird, der sich zwischen den Stegen sammelt und aushärtet.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von axialen Stegen freie Eckbereiche der Kammer den auch als Gleitmittel vorgesehenen lösungsmittelfreien Kleber aufnehmen.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Ausführung des Metallrohres (3) unmittelbar mit den Schneiden -(19 - 21).
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Metallrohr (3") vor dem Einschieben ein Messerkopf (30) mit den Schneiden (33 - 35) aufgesetzt wird.
8. 8. Kunststoffprofil aus Hart-Kunststoff mit einem Metallrohr, das in eine Kammer eingeschoben ist, an deren Wänden nach innen gerichtete, mit dem Metallrohr in Anlage befindliche axiale Stege angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß an allen Seiten Reihen (lo - 13) von benachbarten axialen Stegen angeordnet sind, auf denen das Metallrohr (3) spielfrei auf ihm zugekehrten Flächen mit festem Sitz angeordnet ist.
9. 9. Kunststoffprofil nach Anspruch P, gekennzeichnet durch zahnartige benachbarte Reihen (1o - 13) von axialen Stegen mit Aussparungen wenigstens im Eckbereich (14 - 17).
10. lo, Kunststoffprofil nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (18, 19) einen sichzum Metallrohr (3) vermindernden Querschnitt aufweisen.
11. 11. Kunststoffprofil nach einem der Ansprüche 8-bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr (3) an einem Ende mit in seiner äußeren Kontur liegenden Schneiden (19 - 21) versehen ist.
12. 12~ Kunststoffprofil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei parallele Schneiden (2o, 21) bogenfdrmig eingezogen sind.
13. 13. Kunststoffprofil nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (19, 20, 21; 33 - 35) zum Inneren des Rohres (3, 3" ) abgefast sind.

    14e Kunststoffprofil nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im stegfreien Bereich zwischen dem Metallrohr (3) und der Kammerwandung ein losungsmittelfreier Kleber angeordnet ist.