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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fensterrahmen oder ähnlichen
rahmen- bzw. leistenförmigen Gegenständen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung
von gebrauchsfertigen Fensterrahmen, Fensterstöcken oder ähnlichen rahmen- bzw.
leistenförmigen Gegenständen, welche üblicherweise aus Naturholz bestehen. Wenn
im folgenden allgemein von Fensterrahmen die Rede ist, so soll damit gesagt sein,
daß Gegenstände wie Fensterrahmen, Fensterstöcke, Türrahmen und Türstöcke vorzugsweise
von der Erfindung betroffen werden, weil die Anwendung der wesentlichen Erfindungsgedanken
auf diesem Gebiet besondere technische und wirtschaftliche Vorteile bietet. Jedoch
soll dadurch nicht ausgeschlossen sein, daß in weiterer Anwendung der Erfindung
auch andere leistenförmige oder rahmenförmige Fertigfabrikate, wie z. B. Klosettsitze,
in entsprechender Weise hergestellt werden.
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Die Anfertigung von Fensterrahmen od. dgl. erfolgt bisher im allgemeinen
aus Holz durch übliche Schreinerarbeit. Diese Fertigung ist teuer, denn sie erfordert
außer dem kostspieligen Material gelernte Facharbeiter. Holz für diese Zwecke steht
nur knapp zur Verfügung, so daß man oft gezwungen ist, minderwertiges Material zu
verarbeiten. Auch lassen sich diese Rahmen durch Schreinerarbeit niemals ganz genau
und gleichmäßig herstellen, und der fertige Naturholzrahmen kann sich durch
Schwinden
oder Quellen stets verziehen oder jedenfalls in seinen Maßen ändern. Die Folge davon
ist, daß solche Fenster nicht exakt und vollständig schließen können, so daß die
Bew'o'hner des mit solchen Fenstern ausgerüsteten Raumes besonders im Winter Abdichtungen,
Fensterpolster usw. anwenden müssen. Ein Ersatz dieser Fenster aus Naturholz durch
Metallfenster kommt mindestens für Wohnbauten im allgemeinen nicht in Frage.
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Durch die Erfindung wird nun bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen
und ein Verfahren zur Herstellung von gebrauchsfertigen Fensterrahmen od. dgl. aus
Kunstholz zu schaffen. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen
darin, daß eine an sich bekannte, aus Holzwolle oder ähnlichen gröberen Holzabfällen
durch Aufsprühen, Benetzen oder sonstiges Verteilen von flüssigem, härtbarem Kunstharz
bestehende Kunstholzmasse mit überwiegendem Holzanteil in Gestalt der gewünschten
Fensterrahmen, Leisten oder ähnlichen Gegenstände vorgeformt wird, worauf diese
Formlinge in einer Presse unter Anwendung eines der Masse eine holzartige Dichte
verleihenden Preßdruckes in die endgültige Form gebracht und in üblicher Weise unter
Anwendung von Hitze ausgehärtet werden.
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Die Struktur, Dichte und Härte der fertigen Fensterrahmen wird hierbei
so gewählt, daß die Masse etwa einem Holz von mittlerer Weiche entspricht.
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Gemäß einem besonders vorteilhaften Ausführungsmerkmal der Erfindung
werden die Rahmen oder sonstigen Gegenstände jedoch derart ausgebildet, daß sie
eine äußere, verhältnismäßig harte und glatte Schale besitzen, während sie im inneren
Teil weicher bzw. poröser sind. Die Struktur soll hierbei erfindungsgemäß etwa derjenigen
eines Markknochens oder eines ähnlichen Knochengebildes entsprechen, welches eine
harte und feste Außenschicht hat, wogegen die innere Zone markartig, jedenfalls
weicher und weniger dicht ist.
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Das hierbei zur Anwendung kommende Verfahren gemäß der Erfindung besteht
darin, daß die Formlinge durch Aufsprühen, Tauchen oder sonstiges Aufbringen von
flüssigem, härtbarem Kunstharz mit einer äußeren Randschicht mit überwiegendem Kunstharzanteil
versehen werden, worauf die so vorbereiteten Gegenstände in einer Schalenform unter
Anwendung eines Preßdruckes, welcher nach erfolgtem Abbinden der inneren Kernschicht
eine verhältnismäßig geringe, etwa Weichholz- oder markartige Dichte und Härte,
der äußeren Randschicht aber eine größere, etwa hartholzartige Dichte und Härte
verleiht, verpreßt und unter Anwendung von Hitze ausgehärtet werden., Verfahren
zur Herstellung von Kunstholzformkörpern aus Holzabfällen unter Verwendung von Kunstharzbindemitteln
sind an sich bekannt. Auch ist es bekannt, solche Kunstholzmassen unter Anwendung
von erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur zu verpressen. Die Herstellung von gebrauchsfertigen
Fensterrahmen oder ähnlichen rahmen- bzw. leistenförmigen Gegenständen, wie z. B.
Klosettsitzen, unter Anwendung des vorstehend genannten Verfahrens bietet jedoch
besondere Vorteile, welche einen wesentlichen technischen Fortschritt auf dem in
Rede stehenden Gebiet darstellen.
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Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Fensterrahmen
od. dgl. besitzen alle Vorteile des Naturholzes, auf die es in diesem Fall ankommt,
ohne aber die obenerwähnten Nachteile aufzuweisen. Sie sind dank des abgebundenen
Kunstharzes außen glatt und wasserabweisend, so daß sie, vor allem bei entsprechender
Färbung, eines besonderen Anstriches nicht bedürfen. Infolge ihrer Struktur besitzen
sie eine große Festigkeit, sie können sich nicht verziehen und behalten ihre Form
stets genau bei. Das Gewicht der Fensterrahmen od. dgl. ist mäßig und vor allem
bei der knochenartigen Struktur viel geringer als bei Teilen aus Kunstharz. Dazu
sind die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Fensterrahmen nagelbar
und nicht so spröde wie reines Kunstharz. Die Anfertigung der Fensterrahmen od.
dgl. kann fabrikmäßig durch ungelernte Kräfte erfolgen. Die fertigen Fenster passen
genau ineinander -und in die Fensterstöcke, welche entsprechend herstellbar sind,
so daß ein Verklemmen nicht vorkommen kann und andererseits unerwünschte Fugen vermieden
werden können. Vor allem ist mit der Erfindung eine große Holzersparnis verbunden,
weil sich die Masse zum überwiegenden Teil aus einem Abfallprodukt wie vor allem
Holzwolle zusammensetzt. Dadurch und durch die einfache Herstellung wird eine preiswerte
Fertigung der Fensterrahmen usw.' ermöglicht.
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Das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung ermöglicht ferner eine
besonders vorteilhafte Profilierung der Fensterrahmen und -stocke, indem die Profile
der Rahmen bzw. Leisten an ihren zusammenarbeitenden Flächen in Form von Bögen,
Kurven oder S-Bögen bzw. Schlangenlinien geschweift sind, wobei die Radien dieser
Kurven oder Bögen bei je zwei zusammenarbeitenden Flächen derart verschieden gewählt
werden, daß sich die beiden Flächen nur auf einer Linie oder schmalen Tangentenzone
berühren. Dadurch wird ein ganz dichtes Schließen der Fenster erzielt. Ferner ist
es zweckmäßig, die Rahmenecken abgerundet auszubilden, um die Festigkeit zu erhöhen
und die Gefahr eines Ausbrechens zu vermindern. Die abgerundeten Rahmenecken gestatten
auch eine leichtere Säuberung, und es kann sich nicht so gut Feuchtigkeit in den
Ecken festsetzen.. Die bei Holzfenstern allgemein üblichen Scheinecken oder Metallwinkel
sind hierbei nicht mehr erforderlich. Schließlich kommt hinzu, daß die Rahmenbeschläge,
wie z. B. Fischbänder, gleich in die Rahmen mit eingepreßt werden können, ebenso
wie Hohlräume oder Aussparungen für Verschlußorgane usw. gleich bei der Herstellung
mit vorgesehen werden. Der Preßdruck darf also nicht groß sein, damit die poröse
Struktur der Kernschicht nicht verlorengeht, welche z. B. die Dichte und Härte eines
schnell gewachsenen Weichholzes, wie Pappelholz, haben kann. Die
äußere
Randschicht wird bereits durch das in ihr überwiegend vorhandene Kunstharz nach
dem Abbinden erheblich härter, z. B. etwa so hart wie Eichenholz.
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Einen wesentlichen Gegenstand der Erfindung bildet schließlich auch
die Einrichtung, welche zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dient.
Von besonderem Vorteil ist hier die Anwendung einer verhältnismäßig kräftigen Mutterform
zusammen mit einer Anzahl von dünnwandigen Schalenformen, welche die eigentlichen
Formen bilden und auswechselbar in die Mutterform einsetzbar sind. Dadurch ist man
in der Lage, mit einer einzigen Mutterform kontinuierlich zu arbeiten, was eine
besonders wirtschaftliche Fabrikation ermöglicht, weil die schwächeren Schalenformen
naturgemäß viel billiger sind als die kräftige Hauptpreßform. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen dieser Einrichtung sind in der nachfolgenden Beschreibung an Hand
der Zeichnung erläutert.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
und zwar zeigt -Fig. i im Querschnitt die Leistenprofile eines Verbundfensterrahmens
zusammen mit dem Profil des angrenzenden Fensterstockes, Fig.2 in perspektivischer
Darstellung eine-herausgeschnittene Rahmenecke des Fensterrahmens, Fig.3 im Querschnitt
die in Fenstermitte zusammenstoßenden Leistenprofile der Fensterflügelrahmen eines
Verbundfensters, Fig. q. in Aufsicht, im Querschnitt und im Längsschnitt einen vollständigen
Fensterrahmen, Fig. 5 perspektivisch und schematisch die auseinandergezogenen Teile
einer aus Mutterform und Schalenform bestehenden Preßform, welche etwa in der Mitte
abgebrochen ist, Fig. 6 die Preßform nach Fig. 5 im Querschnitt mit auseinandergezogenen
Einzelteilen, Fig. 7 im Querschnitt die Preßform nach F ig. 5 oder 6 in zusammengefügter
Arbeitsstellung, und Fig. 8 im Schnitt - für sich herausgezeichnet -die Funktion
der Verschlußteile der Schalenform. Als Beispiel für die Erfindung ist in Fig. q.
der Zeichnung ein einzelner Fensterrahmen i in fertigem Zustand dargestellt. Die
Rahmenecken :2 dieses Fensterrahmens sind abgerundet; in Fig. 2 ist eine solche
Rahmenecke 2 in vergrößertem Maßstab gezeigt. Die Leistenprofile des Fensterrahmens
sind je nach Lage und Zweck verschieden. Bei einem Verbundfenster, wie es in Fig.
i und 3 angedeutet ist, arbeiten mit dem Fensterstock 3 die Rahmenleisten q. und
5 zusammen, welche um die Drehachse eines angedeuteten Fischbandes 6 schwenkbar
sind. In der Fenstermitte (Fig. 3) stoßen die Rahmenleisten 7 und 8 mit den Rahmenleisten
9 und io des gegenüberliegenden Fensterflügels zusammen.
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Alle diese Fensterrahmen sowie auch der Fensterstock bestehen nun
erfindungsgemäß aus abgebundenem Kunstholz aus Holzwolle od. dgl. und Kunstharz.
Die Art des verwendeten Kunstharzes ist nicht Gegenstand der Erfindung, es kann
hierfür ein beliebiges, härtbares Kunstharz, gegebenenfalls Mit Füllstoffen, Farbstoffen
usw. versehen, verwendet werden, welches im Zusammenhang mit de,-Holzwolle die gewünschten
und für die Ausführung der Erfindung erforderlichen Eigenschaften besitzt.
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Wie die dargestellten Profilquerschnitte zeigen, haben die Rahmen
bzw. Leisten eine innere, weichere oder porösere Kernschicht i i, welche einen überwiegenden
Anteil von Holzwolle enthält, und eine äußere, härtere Randschicht oder Schalenschicht
12, welche einen nach außen hin immer stärker überwiegenden Anteil von Kunstharz
aufweist. Der Überzug der Rahmen usw. soll also gewissermaßen wie die harte und
feste äußere Schale eines Knochens das innere, weniger dichte oder markartige Gefüge
der Kernschicht umschließen. Wenn beispielsweise das Kunstharz in dieser Xernschicht
nur etwa io bis 15"/o der Holzwolle ausmacht, so kann der Prozentsatz an Kunstharz
in der Randschicht etwa 401/o bis - nach außen -ansteigend auf fast ioo'o/o ausmachen.
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Vorzugsweise sind die Rahmenleisten nun an ihren zusammenarbeitenden
Flächen 13 bzw. 14 in Form von Bögen, Kurven oder S-förmigen Linien geschweift,
wobei jeweils der eine, z. B. der Bogen 13, einen etwas kleineren Radius hat als
der gegenüberliegende Bogen, 1q.. Die Flächen 13 und 14 stoßen tangentiral zuisammen
und bilden eine theoretisch linienförmige, praktisch etwas breitere, aber immer
noch ziemlich schmale Berührungszone, welche infolgedessen einen sehr dichten Abschluß
des Fensters ergibt. Beim Schließen des Fensters werden diese Bogenflächen 13 und
14 fest aufeinandiergepreßt. Eine derartige Profilierung der Fensterrahmen ist praktisch
nur bei Gegenständen gemäß der Erfindung möglich, weil diese im Gegensatz zu Naturholzrahmen
nicht schwinden oder quellen, sondern: die Kurvenprofile stets genau beibehalten.
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Die Preßform, welche zur Herstellung der Fensterrahmen od. dgl. dient,
besteht im wesentlichen aus einer zweiteiligen Mutterform und einer oder mehreren
Schadenformen. Die Mutterform setzt sich aus einem im Querschnitt U-förmigen Unterteil
15 und einem im Querschnitt I-förmigen Stempelteil 16 zusammen. Beide Teile 15 und
16 sind aus Metall in kräftiger Konstruktion ausgeführt, um dem Preßdruck einer
hydraulischen oder sonstigen Presse standhalten zu können. Am oberen Rande des Stempelteiles
16 sind zweckmäßig noch seitliche Bügel 17 angebracht, die sich an die Außenseite
des Unterteiles 15 legen. In Fig. 5 der Zeichnung ist das Unterteil 15 in der Mitte
durchgeschnitten, und die beiden Hälften sind der Ansdh.auilidhkeit halber auiseinan@dergezogen
dargestellt. Bei den übrigen Teilen der Fig. 5 sind diese zweiten Hälften. fortgelassen
worden.
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Die Schalenform besteht aus einem Schalenunterteil 18 und einem Schalendeckel
i9, welcher zusammen mit dem Unterteil den eigentlichen Hohlraum der Rahmenform
umschließt. Die beiden Schalenform.teüle 18 und i9 sind somit innen entsprechend
der Gestalt und dem Querschnitt des herzustellenden Fensterrahmens od. dgl. profiliert,
während ihre äußeren Abmessungen derart gehalten
sind; daß sich
die Schalenform gut passend in den Unterteil 15 der Mutterform einsetzen läßt.
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Der Schalendeckel ig soll beim Niedergehen des Mutterformstempels
16 in den Schalenunterteil 18 hineingedrückt und in seiner Endstellung darin arretiert
werden. Zu diesem Zweck sind die Seitenwandungen des Schalenunterteiles 18 an einigen
Stellen mit elastisch nach außen federnden Wandstreifen 2o versehen, welche oben.
nach innen abfallende Nasen 2i trag-en. Wie in Fig. 8 veranschaulicht ist, drücken
die spitzen Unterkanten 22 des Schalendeckels ig beim Herabgehen auf die Schrägflächen
der Nasen 21 und drücken dabei die federnden Wandstücke 2o nach außen. In dem Mutterformunterteil
15 sind hierfür besondere Aussparungen 23 vorgesehen, wie in Fig. 7 dargestellt,
in welche sich die federnden Wandstücke 2o einlegen können, bis der Schalendeckel
ig seine untere Endstellung erreicht hat, worauf die Wandstücke 2o zurückfedern
und sich mit ihren Nasen 21 über den Schalendeckel ig legen. Dadurch wird erreicht,
daß sich die Schalenform 18, ig nach erfolgtem Abpressen nicht infolge eines vor
dem Abbinden noch vorhandenen inneren Überdruckes des abgeformten Rahmens i od.
dgl. wieder öffnen kann. Man kann vielmehr den Stempel der Mutterform sogleich nach
dem Preßvorgang wieder hochgehen lassen und die Schalenform herausnehmen, um sie
abbinden zu lassen, während eine frisch gefüllte Schalenform in die Mutterform eingesetzt
wird. Die gestrichelten Linien in Fig. 8 zeigen die Anfangsstellung der spitzen
Kante 22 des Schalendeckels ig sowie die federnd nach außen gedrückte Stellung der
Wandstücke 2o.
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Das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung ist nach dem Vorangegangenen
ohne weiteres verständlich, -so d,aß sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
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Es sei nur noch erwähnt, daß' die vierteilige Preßform nach Fig. 5
bis 8 auch zur Herstellung von einheitlich dichten Rahmenkörpern od. dg'l. verwendet
werden kann:. Ferner ist .es klar, daß an Stelle der als Beispiel dargestellten
Verbundfensterrahmen gemäß der Erfindung auch Rahmen für Kastenfenster, Einfachfenster,
Fensterstöcke, Türrahmen usw. hergestellt werden können. In Einzelheiten kann die
Preßform auch von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen, so kann beispielsweise
die Arretierung des S.chailen:deckels im Unterteil der Schalenform mit abweichenden,
aber an sich üblichen Mitteln herbeigeführt werden. Eine Beheizung der Schalenform
in der Mutterform ist nicht notwendig, da die Schalenformen nach dem Herausnehmen
aus der Mutterform für sich beheizt oder in Heizräumen aufgestellt werden können,
bis das Kunstholz abgebunden ist.