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Diese Erfindung betrifft ein metallverstärktes Bauelement aus Kunststoff für ein Fenster, eine Tür
oder einen ähnlichen Rahmen.
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Tür- und Fensterrahmen sind gegenwärtig üblicherweise eine Baugruppe aus Bauelementen aus
UPVC oder einem anderen Kunststoff in Form von hohlen Konstruktionsgliedern mit einem rechteckigen,
länglichen Kastenquerschnitt, die innen durch Weichstahl-Verstärkungsglieder in der Form von
entsprechenden länglichen Weichstahlprofilen verstärkt werden, die einen entsprechenden rechteckigen
Kastenquerschnitt oder andere Querschnittsformen, einschließlich eines L-Profils, eines C-Profils und
geschlossener Profile mit einer oder mehreren gebogenen Seiten, haben können.
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Es ist notwendig, zwischen der Außenfläche eines Verstärkungsgliedes und der Innenfläche des
entsprechenden Konstruktionsgliedes einen Zwischenraum bereitzustellen, damit das Verstärkungsglied
leicht in das Konstruktionsglied eingeführt werden kann. Um jedoch eine Längsbewegung des
Verstärkungsgliedes innerhalb des Konstruktionsgliedes während der Handhabung der verstärkten Elemente
zu vermeiden, beispielsweise bei der Positionierung von zwei oder mehr Bauelementen, bevor sie
miteinander verbunden werden, um einen 90º- oder anderen Winkel zu bilden, ist es üblich, das
Verstärkungsglied in Längsrichtung innerhalb des Konstruktionsgliedes durch eine Vielzahl von
Schneidschrauben in Position zu befestigen, die durch die Wand des Konstruktionsgliedes eingeführt
werden, um in das Verstärkungsglied einzugreifen. Die Verwendung von Schrauben ist sowohl teuer als
auch arbeitsintensiv, und es wurde vorgeschlagen, die Verwendung von Schrauben dadurch zu vermeiden,
daß die Verstärkungsglieder mit einer Vielzahl von in Längsrichtung mit Zwischenraum angeordneten,
integrierten Widerhaken versehen werden, die den Zwischenraum zwischen dem Verstärkungsglied und
dem Konstruktionsglied aufnehmen, um so das Verstärkungsglied in Position zu halten. Leider wurde
festgestellt, daß diese Widerhaken das Innere des Konstruktionsgliedes durch Einritzen der Oberfläche
beschädigen können, und daß solche Widerhaken zwar die Bewegung des Verstärkungsgliedes in das
Konstruktionsglied in einer Richtung ermöglichen, die Rückbewegung des Konstruktionsgliedes aber
verhindern und damit die genaue Positionierung des Verstärkungsgliedes innerhalb des
Konstruktionsgliedes behindern.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein metallverstärktes Bauelement für ein Fenster, eine
Tür oder einen ähnlichen Rahmen bereitzustellen, bei dem die oben genannten Nachteile vermieden oder
auf ein Minimum verringert werden.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird ein längliches Bauelement für ein Fenster, eine Tür oder ein
ähnliches Bauteil bereitgestellt, das ein hohles, längliches Konstruktionsglied aus UPVC oder einem
ähnlichen Kunststoff und ein längliches Verstärkungsglied aus Metall umfaßt, das innerhalb des
Konstruktionsgliedes angeordnet ist, wobei das Verstärkungsglied wenigstens einen Vorsprung hat, der so
geformt ist, daß er mit dem Konstruktionsglied ineinandergreift, um, wenigstens in einer Ebene, den
Zwischenraum zwischen dem Verstärkungsglied und dem Inneren des Konstruktionsgliedes aufzunehmen
und so das Verstärkungsglied in Längsrichtung innerhalb des Konstruktionsgliedes mit einem in beiden
Längsrichtungen im wesentlichen gleichen Widerstand gegenüber der Bewegung im Verhältnis zum
Konstruktionsglied in Position zu halten.
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Vorzugsweise hat das Verstärkungsglied wenigstens einen Vorsprung auf jeder von zwei
aneinandergrenzenden Flächen, um so die Zwischenräume zwischen dem Verstärkungsglied und dem
Konstruktionsglied in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen aufzunehmen.
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Wünschenswerterweise hat das Verstärkungsglied erste und zweite allgemein parallele, ebene
Seiten und eine dritte allgemein ebene Seite quer zu der ersten und der zweiten Seite, wobei jede der ersten,
zweiten und dritten Seiten wenigstens einen entsprechenden Vorsprung hat.
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Vorzugsweise hat die oder jede Seite des Verstärkungsgliedes eine Vielzahl von Vorsprüngen, die
mit Abstand über ihrer Länge angeordnet sind.
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Wünschenswerterweise ist der oder jeder Vorsprung mit dem Verstärkungsglied integriert.
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Praktischerweise hat jeder der Vorsprünge die Form eines gebogenen Materialstreifens, der an
beiden Enden mit dem Rest des Gliedes verbunden ist, und wird zwischen parallelen Schlitzen in dem
Material des Gliedes definiert.
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Vorzugsweise verlaufen die Streifen und die parallelen Schlitze, welche die Streifen definieren, in
der Längsrichtung des Verstärkungsgliedes.
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Wünschenswerterweise sind die Vorsprünge so angeordnet, daß sie elastisch zur Mittellinie des
Gliedes hin und von dieser weg bewegt werden können.
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Alternativ dazu sind die Vorsprünge im wesentlichen steif.
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Vorzugsweise stellen die Vorsprünge gegenüber dem Konstruktionsglied im wesentlichen glatte
Oberflächen bereit.
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Als Alternative stellen die Vorsprünge gegenüber dem Konstruktionsglied Kanten bereit, wobei
diese Kanten in das Konstruktionsglied eingreifen.
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Als Alternative wird jeder Vorsprung getrennt vom Verstärkungsglied gebildet und an diesem
befestigt.
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Praktischerweise ist der oder jeder Vorsprung eine Kunststoftkomponente.
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Vorzugsweise wird der oder jeder Kunststoffvorsprung durch die Elastizität eines Bereichs des
Vorsprungs auf dem Verstärkungsglied gehalten.
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Wünschenswerterweise wird der oder jeder Vorsprung durch einen Schnappverschluß mit dem
Verstärkungsglied zum Eingriff gebracht.
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Vorzugsweise schließt der oder jeder Vorsprung eine elastische Zunge ein, die gegen das
Konstruktionsglied drückt.
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Vorzugsweise wird das Verstärkungsglied durch einen Kaltwalzvorgang aus einem
Weichstahlstreifen hergestellt.
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Die Erfindung beruht außerdem auf einem Metallverstärkungsglied für den Einsatz in einem
Konstruktionsglied aus UPVC oder einem anderen Kunststoff.
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Ein Beispiel der Erfindung wird in den angefügten Zeichnungen veranschaulicht, in denen:
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Fig. 1 eine Querschnittansicht eines Bauelements eines Fensterrahmens aus UPVC ist,
Fig. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht des Weichstahl-Verstärkungsgliedes ist, das in
Fig. 1 im Schnitt gezeigt wird,
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Fig. 3A und 3B Detailschnitte eines Teils des Bauelements von Fig. 1 sind, welche die
Wirkungsweise des Vorsprungs veranschaulichen,
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Fig. 4, 5 und 6 alternative Profile für den Einsatz als Verstärkungsglieder veranschaulichen,
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Fig. 7, 8 und 9 eine erste alternative Vorsprungsform veranschaulichen,
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Fig. 10, 11 und 12 eine zweite alternative Vorsprungsform veranschaulichen,
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Fig. 13 eine Reihe von weiteren Vorsprungsformen im Querschnitt veranschaulicht,
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Fig. 14 noch weitere Vorsprungsformen in einer Draufsicht veranschaulicht,
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Fig. 15 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Weichstahl-Verstärkungsgliedes ist, das
noch eine weitere Vorsprungsform hat,
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Fig. 16 und 17 Detailschnittansichten des Verstärkungsgliedes von Fig. 15 in Verbindung mit
einem entsprechenden Konstruktionsglied aus Kunststoff sind,
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Fig. 18 eine Seitenansicht einer Modifikation des Verstärkungsgliedes von Fig. 15 ist,
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Fig. 19 eine Detaildraufsicht der Anordnung von Fig. 18 ist,
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Fig. 20 eine Detailschnittansicht einer weiteren alternativen Anordnung eines Vorsprungs ist,
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Fig. 21 eine Detailschnittansicht noch einer weiteren alternativen Anordnung eines Vorsprungs ist,
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Fig. 22 eine ähnliche Schnittansicht wie Fig. 21 ist, die darstellt, wie das Verstärkungsglied
innerhalb eines Konstruktionsgliedes mit Kastenquerschnitt aus Kunststoff angeordnet ist,
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Fig. 23, 24, 25 und 26 Modifikationen der Anordnung von Fig. 22 veranschaulichen,
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Fig. 27 eine Schnittansicht ist, die das Formen des Verstärkungsgliedes von Fig. 26
veranschaulicht,
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Fig. 28 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 27 von einer Alternative ist,
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Fig. 29 und 30 Schnittansichten sind, die Modifikationen an der in Fig. 26 gezeigten Anordnung
veranschaulichen,
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Fig. 31 eine weitere alternative Anordnung veranschaulicht,
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Fig. 32 und 33 eine Modifikation der Anordnung von Fig. 29 veranschaulichen,
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Fig. 34 eine Modifikation der Anordnung von Fig. 33 veranschaulicht,
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Fig. 35 und 36 eine weitere alternative Anordnung veranschaulichen,
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Fig. 37 eine weitere Variante der Anordnung von Fig. 29 veranschaulicht,
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Fig. 38 noch eine weitere Alternative veranschaulicht,
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Fig. 39 eine Modifikation von Fig. 24 veranschaulicht,
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Fig. 40 eine Schnittansicht einer weiteren Alternative ist,
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Fig. 41 eine Draufsicht von Fig. 40 ist,
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Fig. 42 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 40 ist, welche die Anordnung bei der Anwendung zeigt, und
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Fig. 43 bis 45 ähnliche Ansichten wie Fig. 40 bis 42 von einer Modifikation sind.
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Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, das Bauelement, das in Fig. 1 gezeigt wird,
schließt ein Konstruktionsglied 11 in der Form eines länglichen, rohrförmigen UPVC-Extrusionsteils mit
quadratischem Querschnitt ein, das innen durch ein Verstärkungsglied 12 aus Metall, praktischerweise
Weichstahl, Aluminium oder Aluminiumlegierung, verstärkt wird. Das Bauelement ist für die Verbindung
mit einer Vielzahl von anderen Bauelementen von ähnlicher Form vorgesehen, die jeweils auf eine
geeignete Länge und Endgehrung geschnitten worden sind, um eine Tür, ein Fenster oder einen ähnlichen
Rahmen zu bilden, entweder den feststehenden Rahmen, mit dem das bewegliche Tür- oder Fensterelement
zusammenwirkt, oder ein Rahmenteil des eigentlichen beweglichen Elements.
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Fig. 1 zeigt ein Verstärkungsglied 12, das durch einen Kaltwalzvorgang aus einem
Weichstahlstreifen hergestellt worden ist, um ein längliches Glied mit quadratischem Querschnitt zu
definieren, das einen längs verlaufenden Spalt in einer Fläche des quadratischen Querschnitts hat, an dem
die beiden gegenüberliegenden Kanten des Streifens, aus dem das Glied 12 hergestellt worden ist, nicht
aneinander stoßen. Wie man erkennen wird, könnte, wenn das gewünscht wird, ein geschlossenen Profil
dadurch hergestellt werden, daß sichergestellt wird, daß beim Kaltwalzvorgang die gegenüberliegenden
Randkanten des Streifens aneinanderstoßen.
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Wie festgestellt werden kann, hat das Verstärkungsglied 12 kleinere Abmessungen als das Innere
des Konstruktionsgliedes 11, und um den Zwischenraum zwischen dem Verstärkungsglied 12 und dem
Inneren des Konstruktionsgliedes 11 in beiden senkrecht zueinander stehenden Ebenen quer zur Länge der
Glieder aufzunehmen, wird das Verstärkungsglied 12 mit einer Vielzahl von längs verlaufenden, mit
gleichen Zwischenräumen angeordneten Vorsprüngen 13 gebildet. So werden die Vorsprünge in wenigstens
zwei und vorzugsweise drei aneinandergrenzenden Seiten des Verstärkungsgliedes 12 gebildet, und wie aus
Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Vorsprünge auf einer Seite so angeordnet, daß sie sich zwischen den
Vorsprüngen auf der angrenzenden Seite befinden, wobei diese Anordnung wünschenswert, aber nicht
wesentlich ist. Fig. 1 veranschaulicht Vorsprünge 13, die in der Grundseite des Gliedes 12 gegenüber der
Seite, auf der Streifenkanten vorhanden sind, und auf zwei gegenüberliegenden, parallelen Seiten gebildet
werden, so daß sie auf drei der vier Seiten des Gliedes 12 vorhanden sind. Die Vorsprünge auf den
gegenüberliegenden Seiten des Gliedes sind quer zur Länge des Gliedes ausgerichtet.
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Jeder Vorsprung 13 wird während des Kaltwalzens des Gliedes 12 gebildet, und jeder wird durch
Schneiden des Streifenmaterials, welches das Glied 12 bildet, längs zweier paralleler Längslinien und
anschließendes Strecken des Materials definiert, damit sich dieses nach außen biegt. Folglich wird jeder
Vorsprung effektiv durch einen Vorgang des "Spaltens und Einstechens" gebildet, wobei zwischen
parallelen "Spalt"-Linien ein Streifen gebildet wird, der dann "eingestochen" wird, um sich während des
Kaltwalzvorgangs zwischen den festgehaltenen Enden nach außen zu biegen. Die Vorsprünge 13 haben
eine solche Krümmung, daß sie in ihrer Ruheposition über die Oberfläche der jeweiligen Wand des Gliedes
12 um ein Ausmaß vorstehen, das größer als der Zwischenraum zwischen der Außenfläche des
Verstärkungsgliedes 12 und der Innenfläche des Konstruktionsgliedes 11 ist. Folglich stoßen die
Vorsprünge an die Innenfläche des Gliedes 11 an, um den Zwischenraum zwischen den Gliedern 11, 12
aufzunehmen, wenn das Glied 12 in das Glied 11 eingeführt wird.
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Die Vorsprünge 13 können das Material des Gliedes 11 verformen oder einkerben und/oder sie
können sich gegen die ihnen innewohnende Elastizität zur Mittellinie des Gliedes 12 hin biegen, wie das in
Fig. 3A und 3B dargestellt wird. Es kann festgestellt werden, daß dann, wenn die Vorsprünge nur auf zwei
aneinandergrenzenden Flächen des Gliedes 12 bereitgestellt werden, die Vorsprünge 13 gegen die
Innenfläche des Gliedes 11 stoßen und folglich die gegenüberliegenden Flächen des Gliedes 12 zum
Flächenkontakt mit dem Inneren des Gliedes 11 drücken.
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Das Zusammenwirken der Vorsprünge 13 mit der Innenfläche des Gliedes 11 erzeugt eine
ausreichende Reibung, um das Glied 12 bei einer normalen Handhabung des Konstruktionsgliedes 11 in
Längsrichtung innerhalb des Gliedes 11 in Position zu halten.
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Der Widerstand gegen die Längsbewegung des Gliedes 12 im Glied 11 ist im wesentlichen in
beiden Längsrichtungen gleich, so daß es bei einer notwendig werdenden Umpositionierung des
Verstärkungsgliedes 12 möglich ist, das Verstärkungsglied dadurch in jeder der Richtungen im Verhältnis
zum Glied 11 in Längsrichtung zu bewegen, daß die durch die Vorsprünge 13 erzeugte Reibung
überwunden wird. Es kann festgestellt werden, daß die Vorsprünge 13 nicht in die Innenfläche des Gliedes
11 eingreifen, da sie eine solche Krümmung haben, daß sie einen Oberflächenkontakt, keinen
Kantenkontakt mit dem Glied 11 im Verhältnis zur Längsbewegung herstellen.
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Da es das Hauptziel der Vorsprünge 13 ist, eine Passung herzustellen, die der Längsbewegung des
Gliedes 12 innerhalb des Gliedes 11 entgegenwirkt, versteht es sich von selbst, daß, wenn das gewünscht
wird, nur eine Wand des Gliedes 12 mit Vorsprüngen 13 versehen zu werden braucht. Bei den bevorzugten
Ausführungsbeispielen aber werden Vorsprünge 13 an drei aneinandergrenzenden Wänden des Gliedes 12
bereitgestellt, wie das in Fig. 1 gezeigt wird.
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Bei einer Modifikation wird während der Herstellung des Gliedes 12 ein Längsende jedes
Vorsprungs 13 vom Rest des Gliedes 12 abgetrennt, um jeden Vorsprung in eine längliche, gebogene Zunge
umzuwandeln und so dessen Flexibilität in einer Richtung hin zu und weg von der Mittellinie des Gliedes
12 zu vergrößern.
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Es sollte beachtet werden, daß die Erfindung nicht auf Verstärkungsglieder mit einem
rechteckigen, kastenartigen Querschnitt beschränkt ist, sondern bei einer breiten Vielfalt von
Querschnittsformen von offener oder geschlossener Form angewendet werden kann. Fig. 4 zeigt ein
einfaches L-Profil, bei dem die Erfindung angewendet werden könnte, wobei Vorsprünge auf einer oder
beiden Schenkeln des Profils bereitgestellt werden. Fig. 5 zeigt ein mit einem Rand versehenes L-Profil,
und Fig. 6 zeigt ein komplexes, geschlossenes Profil mit zwei gegenüberliegenden, gebogenen Wänden,
wobei die Bereitstellung von Vorsprüngen auf die ebenen Wände beschränkt ist. Andere Querschnitte, bei
denen die Erfindung angewendet werden kann, schließen einfache und mit Rand versehene rechteckige
Profilformen ein.
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Möglich ist eine breite Vielfalt von Vorsprungsformen, einschließlich einfacher, gewölbter
Vorsprünge oder solcher mit flacher Oberseite, die einen runden Querschnitt haben, und komplexer
Vorsprünge wie erhöhter Buchstaben- oder anderer Kennzeichnungsformen, die beispielsweise den
Ursprung, Hersteller und/oder die Spezifikation des Gliedes angeben. Fig. 7, 8 und 9 veranschaulichen eine
weitere mögliche Form eines Vorsprungs, der dafür konzipiert wurde, eine Flexibilität zwischen derjenigen
der Form von Fig. 1 und derjenigen der Zunge zu haben, die oben erwähnt worden ist. Fig. 7 zeigt den
Ruhezustand, und Fig. 8 zeigt die Durchbiegung des Vorsprungs 13, wenn das Glied 12 in das Glied 11
eingeführt wird. Fig. 9 veranschaulicht, daß auf jeder Seite des Vorsprungs Material weggeschnitten werden
kann, um einen Zwischenraum bereitzustellen, der bei der Anwendung das unbehinderte Biegen ermöglicht.
Der Vorsprung aus Fig. 7, 8 und 9 ist ein über seine Länge sinusförmiger Streifen, aber bei der Alternative,
die in Fig. 10, 11 und 12 gezeigt wird, ist der Vorsprung ein gewölbtes Gebilde 14 zwischen den Enden
eines nach unten gebogenen Streifens. Die Streifen sind an ihren Enden mit dem Glied 12 integriert, und
ihre Länge wird in Verbindung mit Normalmaß des Metalls gewählt, um die Elastizität zu ergeben, die für
die Bereitstellung des erforderlichen Griffs notwendig ist.
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Die gebogenen Streifen oder Zungen 13 könnten sich, wenn das gewünscht wird, quer, statt
parallel zur Länge des Gliedes 12 erstrecken, um so Kanten zu definieren, die einer Längsbewegung des
Gliedes 12 stärker entgegenwirken würden.
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Fig. 13 zeigt in Ansichten A bis H eine Auswahl von Längsschnitten des Vorsprungs, die alle für
die Längsanpassung des Gliedes 11 in jeder der Richtungen geeignet sind. Die in Fig. 13 gezeigten Formen
könnten als elastische Streifen zwischen zwei allgemein parallelen Schnittlinien im Material (wie in Fig. 9
und 12) gebildet werden, oder sie könnten die Form von Vorsprüngen haben, die um ihren gesamten
Umfang mit dem Grundmaterial integriert sind.
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Fig. 14 zeigt in Draufsichten A bis F eine weitere Auswahl von Vorsprungsformen, von denen
einige einen Querschnitt verkörpern könnten, wie er in Fig. 13 gezeigt wird, wobei davon ausgegangen
wird, daß weder Fig. 13 noch Fig. 14 eine erschöpfende Liste der Formen darstellen.
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Außerdem ist festzustellen, daß die oder jede Seite eines Verstärkungsgliedes einen einzigen,
länglichen Vorsprung haben kann, der beispielsweise durch das Biegen der Wand nach außen definiert
werden kann, die angrenzenden Enden des Gliedes ausgenommen, wobei die Enden folglich eine Führung
oder Einführung bereitstellen, um die Einführung des Gliedes 12 in das Glied 11 zu erleichtern. Das Biegen
könnte durch Verformung der Wände oder durch Schrägstellung von gegenüberliegenden Wänden nach
außen, statt parallel zueinander, hergestellt werden.
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Bei einer Modifikation umschließt das Glied 12 eine Innenrippe des Gliedes 11, und folglich sind
die Vorsprünge nach innen gerichtet.
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Bei einer weiteren Modifikation sind die Vorsprünge an den äußersten Punkten aufgerissen oder
anderweitig offen, um eine oder mehrere Kanten zu bilden, die in das Material des Gliedes 11 eingreifen,
um den Eingriff des Gliedes 12 im Glied 11 zu verstärken.
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Es wird hierin darauf Bezug genommen, daß das Glied 12 kaltgewalzt wird, es wird aber ebenso
davon ausgegangen, daß es ein warmgewalztes Glied sein könnte. Außerdem könnte, wenn das gewünscht
wird, mit geschweißten Profilen, wie beispielsweise einem nahtgeschweißten Kastenprofil, gearbeitet
werden.
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Es wird nun auf Fig. 15 bis 19 der Zeichnungen Bezug genommen, das Weichstahl-
Verstärkungsglied 12 ist für den Einsatz in genau derselben Weise vorgesehen, wie das oben beschrieben
worden ist, und es sind die gleichen Varianten möglich. Es kann festgestellt werden, daß der Vorsprung 13
die Form einer nach außen geneigten Zunge hat, die mit dem Material des Gliedes 12 als deren Wurzel
integriert ist. Angrenzend an das freie Ende wird die Zunge nach unten gedreht, so daß die äußerste Fläche
der Zunge eine gebogene Fläche 13a ist, die bei der Anwendung nicht in das Material des Gliedes 11
eingreift.
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Dicht an der Wurzel 13b der Zunge 13 wird das Material des Gliedes 12 eingeschnitten (oder
gerissen), um eine zweite, entgegengesetzt gerichtete Zunge 23 zu bilden. Die Zunge 23 geht von der
Wurzel 13b der Zunge 13 aus, und folglich haben die Zungen 13 und 23 effektiv einen gemeinsamen
Wurzelbereich, an dem beide mit dem Material des Gliedes 12 integriert sind. Die Zunge 23 ist nach unten
geneigt und liegt folglich innerhalb des hohlen Innenraums des Gliedes 12.
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Die Zunge 23 hat keine Funktion beim Halten des Gliedes 12 innerhalb eines Extrusionsteils 11,
sofern das Extrusionsteil 11 nicht eine Innenrippe hat, um die das Verstärkungsglied 12 zum Eingriff
kommt. Die gleichzeitige Bildung der Zunge 23 mit der Bildung der Zunge 13 bestimmt jedoch die Art der
Wurzel 13b und damit der Biegeeigenschaften der Zunge 13 im Verhältnis zum Rest des Gliedes 12.
Natürlich beeinflußt die Länge des Wurzelbereichs der Zunge 13 in der Richtung der Länge der Zunge 13
bis zu einer berechenbaren Höchstlänge die Biegeeigenschaften der Zunge 13, da ein Teil der Biegung der
Zunge 13 innerhalb des Wurzelbereichs 13b erfolgt, an dem diese mit dem Rest des Gliedes 12 integriert
ist, während natürlich ein gewisses Biegen längs der Länge der Zunge 13 erfolgt. Es wird angenommen, daß
diese Eigenschaft durch das Vorhandensein der Zunge 23 weiter modifiziert wird, da die Bildung der Zunge
23 die Eigenschaften des Wurzelbereichs 13b auf Grund der Arbeit ändern kann, die in diesem Bereich
geleistet wird, wenn die Zunge 23 gebildet wird, und daß das Vorhandensein der Zunge 23 auch den
Bereich 13b steifer machen kann.
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Daraus ergibt sich, daß die Biegeeigenschaften der Zunge so abgestimmt werden können, daß sie
der besonderen Anwendung angepaßt sind, indem der Längsabstand zwischen den Zungen 13 und 23
abgestimmt wird, um dadurch die Länge des Wurzelbereichs 13b zu regulieren. Es ist auch möglich, daß die
Biegeeigenschaften der Zunge 13 durch Abstimmung der Größe, um welche die Zunge 23 während ihrer
Herstellung gebogen wird, ,feinabgestimmt' werden. Zu diesem Aspekt wurden jedoch nicht genügend
Experimente durchgeführt, um sicher zu gehen.
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Es kann festgestellt werden, daß das Vorhandensein der Zunge 23 insofern nicht wesentlich zu sein
braucht, als ein signifikantes Maß an Regulierung der Biegeeigenschaften der Zunge 13 durch das Variieren
der Länge des Wurzelbereichs 13b erreicht werden kann. Fig. 18 und 19 veranschaulichen eine
Modifikation, bei der eine solche Regulierung ohne eine Zunge 23 erreicht wird, wobei die Länge des
Wurzelbereichs 13b, in dem ein gewisses Biegen der Zunge 13 auftritt, durch die Positionierung einer
Öffnung 24 im Verhältnis zu den Enden der parallelen Einschnitte reguliert wird, welche die Seiten der
Zunge 13 definieren.
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In Fig. 19 wird eine rechteckige Öffnung 24 gezeigt, und deren Positionierung im Verhältnis zur
Zunge 13 bestimmt den Umfang des Materials im Wurzelbereich 13b. Es versteht sich von selbst, daß
anstelle der rechteckigen Öffnung 24 eine runde Öffnung ebenso wie Öffnungen mit anderen Formen oder
eine rechteckige Öffnung mit einer geringeren Breite als die Breite der Zunge 13 und faktisch in das
Material der Zunge hineinreichend, eingesetzt werden könnte, so daß der Wurzelbereich 13b effektiv aus
zwei getrennten Bereichen an jeweils gegenüberliegenden Seiten der Zunge besteht (wie das in Fig. 19
durch unterbrochene Linien dargestellt wird). Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Breite der
Zunge 13 angrenzend an die Wurzel dadurch verringert werden kann, daß der Schnitt oder Riß, durch den
die Zunge gebildet wird, von einer oder beiden Seiten nach innen verläuft, um so einen Halsabschnitt mit
geringerer Breite herzustellen, der die Zunge mit dem Rest des Gliedes 12 verbindet.
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Das Ziel der Erfindung ist es, die Toleranzen zwischen dem Glied 12 und dem Inneren des Gliedes
11 aufzunehmen, ohne das Innere des Gliedes 11 zu beschädigen. Folglich könnte der oder jeder
Vorsprung, wenn das gewünscht wird, als ein Kunstharzknopf oder -abdeckelement, welche die Oberfläche
bilden, die mit dem Inneren des Extrusionsteils zum Eingriff kommt, bereitgestellt werden oder diese
tragen.
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Fig. 20 und 21 zeigen zwei weitere Alternativen, bei denen ein Kunstharzelement 31 den Platz des
integrierten Vorsprungs von Glied 11 einnimmt. In Fig. 20 ist das Element ein abgerundeter Knopf mit
einem Schnappverschluß-Käfig 32, der das Element in einer Öffnung im Glied 12 arretiert. Der Knopf
kann, wenn das gewünscht wird, elastisch verformbar sein, um bei der Anwendung Toleranzen Rechnung
zu tragen.
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Bei der Anordnung in Fig. 21 wird eine Element aus Kunstharz eingesetzt, das wiederum in
Schnappassung in einer Öffnung im Element 12 befestigt wird, aber eine flexible, elastische Zunge 33
einbezieht. Es kann mit anderen Formen von Vorsprüngen, die aus einem geeigneten Kunstharzmaterial als
Formteil oder anderweitig hergestellt werden, gearbeitet werden, wie auch alternative
Befestigungsvorrichtungen, wie beispielsweise Warmkörnen oder -nieten, angewendet werden können, bei
denen ein Bereich des Elements geschmolzen wird, um eine Befestigung am Glied 12 zu bilden.
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Fig. 22 bis 45 zeigen weitere Varianten für den Einsatz eines Kunstharzelements anstelle des
integrierten Vorsprungs vom Verstärkungsglied 12, wie er oben in Fig. 1 bis 19 offengelegt worden ist. In
Fig. 22 wird die flexible, elastische Zunge 33, die in Fig. 21 gezeigt wird, an dem kaltgewalzten
Weichstahlprofil gezeigt, welches das Verstärkungsglied 12 darstellt, das mit einem Paar integrierter,
elastischer, mit Widerhaken versehener Zinken 34 angebracht wird, die durch eine runde oder anderweitig
geeignet geformte Öffnung in einer Wand des Gliedes 12 geführt werden, wobei die Widerhaken in die
Unterseite der Wand des Gliedes 12 eingreifen, um die Zunge 33 auf der Außenseite des Gliedes 12 in
Position zu arretieren. Bei der Anwendung nimmt, wenn das Glied 12 in ein extrudiertes Konstruktionsglied
11 aus Kunststoff eingeführt wird, die biegsame Zunge 33 den Zwischenraum zwischen dem Inneren des
Gliedes 11 und dem Äußeren des Gliedes 12 auf, und über der Länge des Gliedes 12 kann, wie oben
festgestellt worden ist, eine Vielzahl von Zungen 33 mit Zwischenraum angeordnet und auf einer, zwei oder
drei Wänden des Gliedes 12 mit rechteckigem Querschnitt positioniert sein.
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Fig. 23 veranschaulicht eine Modifikation, bei der die nach außen geneigte Zunge 33 durch
entweder ein Paar von nach unten geneigten Zungen 35, die mit ihren freien Enden an die Außenfläche des
Gliedes 12 stoßen, oder alternativ durch ein elastisches, gewölbtes Element mit Zinken 34 ersetzt werden,
die von dessen Mittelpunkt nach unten verlaufen und dessen Umfang mit der Außenfläche des Gliedes 12
ineinandergreift. Wie festgestellt werden kann, verringert die Biegung der Arme 35 oder der Wand der
Wölbung die Höhe des Vorsprungs über der Außenfläche des Gliedes 12 und bewirkt, daß dieses bei der
Anwendung an die Innenfläche des Gliedes 11 anstößt, um dadurch den Zwischenraum innerhalb eines
vorher festgelegten Bereichs von Zwischenräumen aufzunehmen.
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Fig. 24 zeigt, daß die Arme oder die Wölbung eine doppelte Krümmung haben können, um sowohl
am Mittelpunkt, wo die Zinken 34 vorstehen, als auch an den freien Enden (oder dem Umfang, im Falle der
Wölbung) mit der Außenfläche des Gliedes 12 ineinanderzugreifen. In diesem Fall werden durch das
Biegen zur Aufnahme der Zwischenräume die Zinken 34 nicht im Verhältnis zum Glied 12 bewegt,
vielmehr biegen sich die Arme oder die Wölbung im Verhältnis zum Glied 12.
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In Fig. 25 werden die Arme oder die Wölbung von Fig. 23 und 24 durch eine ebene Komponente
36 mit Zinken 34, die integriert von dieser nach unten vorstehen, und eine Vielzahl von Ständern oder
Rippen 37 ersetzt, die davon nach oben vorstehen. Die Absicht besteht darin, daß mit der Einführung des
Gliedes 12 in das Glied 11 die Ständer oder Rippen 37 zum Glied 12 hin zusammengequetscht oder,
alternativ dazu, elastisch gebogen werden, wobei sie sich über ihre Länge biegen, um den Zwischenraum
zwischen dem Glied 12 und dem Glied 11 aufzunehmen. Es wird festgestellt werden, daß die Rippen, wenn
das ebene Element 36 Rippen trägt, normalerweise so angeordnet sind, daß ihre Ebenen im rechten Winkel
zur Länge der Elemente 11, 12 verlaufen. Wenn das gewünscht wird, könnte jedoch auch mit anderen
Ausrichtungen der Rippen im Verhältnis zu den Gliedern 11, 12 gearbeitet werden, und beispielsweise
könnte die Ebene der Rippen 37 parallel zur Länge der Glieder 11 und 12 verlaufen.
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Fig. 26 veranschaulicht ein alternatives Mittel zur Befestigung des Vorsprungs am Glied 12. Der
Einfachheit halber zeigt Fig. 26 eine flexible Zunge 33 als die gewählte Vorsprungsform, obwohl es sich
von selbst versteht, daß jede andere Vorsprungsform angewendet werden könnte, wenn das gewünscht
wird. Die Befestigung des Vorsprungs am Glied 12 wird dadurch erreicht, daß ein Bereich 12a der Wand
des Gliedes 12 aus der Ebene des Restes des Gliedes 12 nach unten verschoben wird, um eine Schnittkante
12b mit einer darunter befindlichen Öffnung zu belassen. Die Wurzel des Vorsprungs wird mit einem U-
förmigen Profil 38 als Formteil hergestellt, dessen einer Schenkel im Kontakt mit der Außenfläche des
Gliedes 12 liegt und von dem der Vorsprung ausgeht, und dessen anderer Schenkel durch die Öffnung im
Glied 12 führt und mit der Innenfläche des Gliedes 12 zum Eingriff kommt. Die Grundwand des U-Profils
38 greift mit der Schnittkante 12b des Gliedes 12 ineinander. Der Reibungsgriff des U-förmigen Profils 38
auf das Glied 12 widersteht dem Zurückziehen des Profils 38 aus dem Glied 12.
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Fig. 27 zeigt, daß der Bereich 12a und die Schnittkante 12b dadurch bereitgestellt werden, daß die
Wand des Gliedes 12 mit einem Querschlitz versehen und das Material an einer Seite des Schlitzes nach
unten gestreckt wird, um den Bereich 12a zu bilden. Fig. 28 veranschaulicht eine Alternative, bei welcher
der Bereich 12a und die Schnittkante 12b durch einen U-förmigen Schnitt im Material des Gliedes 12
definiert werden, wobei die Zunge innerhalb der U-Form nach unten verformt wird, um den Bereich 12a zu
schaffen.
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Fig. 29 zeigt, daß das U-förmige Profil 38 des als Formteil hergestellten Kunststoffvorsprungs
einen Absatz 39 haben kann, der in das freie Ende des Bereichs 12a eingreifen kann, um das Profil 38 in
Position zu arretieren. Der Absatz 39 wird mit einer schrägen Wand gebildet, was ein Biegen des Materials
der Profile 38 und/oder des freien Endes des Bereichs 12a des Gliedes 12 während des Einpassens des
Vorsprungs insofern erleichtern kann, als dadurch, daß dieser Absatz 39 das freie Ende des Bereichs 12a
freigibt, ein Schnappverschluß-Eingriff des Profils 38 am Glied 12 erreicht wird.
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Fig. 30 veranschaulicht eine geringfügige Modifikation der Anordnung, die in Fig. 29 gezeigt
wird, wobei der Absatz 39 durch eine Stirnfläche des Profils 38 definiert wird, wodurch die Länge des
Abschnitts 12a verkürzt wird, so daß zwischen dem freien Ende des Bereichs 12a und der Schnittkante 12b
eine Lücke vorhanden ist, die gleich der Stärke der Basiswand des U-Profils 38 des Vorsprungs ist.
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Fig. 31 veranschaulicht einen als Formteil hergestellten Vorsprung 41, der auf dieselbe Weise, wie
in Fig. 30 gezeigt, am Glied 12 befestigt wird, der aber die Form einer gebogenen Zunge, nicht der einer
nach oben geneigten Zunge hat. Aus Fig. 31 geht hervor, daß das freie Ende der Zunge 41 an die
Außenfläche des Gliedes 12 anstößt, so daß der gekrümmte, erhöhte Abschnitt zwischen den Enden der
Zunge 41 bei der Anwendung mit der Innenfläche des Gliedes zum Eingriff kommt.
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Fig. 32 und 33 veranschaulichen eine Modifikation der in Fig. 29 gezeigten Anordnung, wobei die
Modifikation auch bei den Anordnungen von Fig. 26, 30 und 31 angewendet werden kann. Bei jedem dieser
Fälle kann festgestellt werden, daß das U-förmige Profil 38 des Vorsprungs so geformt ist, daß es zu einem
bestimmten Normalmaß (Stärke) des Metalls paßt, welches das Glied 12 definiert. Die Modifikation in Fig.
32 und 33 erlaubt es, ein einziges Formteil bei einer Reihe von Material-Normalmaßen einzusetzen,
wodurch die Notwendigkeit entfällt, für jedes unterschiedliche Normalmaß des Materials gesonderte
Vorsprung-Formteile bereitzustellen. Die Abmessung "h", die in Fig. 32 gezeigt wird, wird so gewählt, daß
sie um etwa 0,5 mm größer als die Maximalstärke des Materials ist, das für das Glied 12 eingesetzt wird.
Der untere Schenkel des U-förmigen Profils 38 hat jedoch eine solche natürliche Ruheposition, daß das
Profil 38 gebogen werden muß, um selbst das dünnste Normalmaß des Materials zwischen den Schenkeln
des Profils 38 einzuführen. Folglich kann dem gesamten Bereich von Materialstärken Rechnung getragen
werden. Gezeigt wird, daß der Vorsprung von Fig. 32 und 33 einen Absatz 39 einbezieht, wie er in der
Anordnung vorhanden ist, die oben unter Bezugnahme auf Fig. 29 gezeigt wird. Es versteht sich jedoch von
selbst, daß eine ähnliche Anordnung ohne den Absatz 39 und gleichwertig mit der von Fig. 26 bereitgestellt
werden könnte, ebenso wie eine Anordnung der Art, wie sie in Fig. 30 und 31 dargestellt wird, wobei eine
Stirnfläche des Profils 38 den Absatz definiert.
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Es kann festgestellt werden, daß die Befestigungsanordnung unter Einsatz eines "universellen" U-
förmigen Profils 38, wie sie in Fig. 32 und 33 gezeigt wird, bei einer breiten Vielfalt von Vorsprungsformen
angewendet werden kann, nicht nur denen unter Verwendung einer Zunge 33.
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Fig. 34 zeigt eine alternative "Universal"-Anordnung, bei welcher der obere Schenkel des U-
Profils 38 den Bereich des Vorsprungs definiert, der bei der Anwendung mit der Innenfläche des Gliedes 11
ineinandergreift. Folglich übersteigt der Zwischenraum zwischen dem oberen und unteren Schenkel am
Basisende des U-Profils die Summe des größten Zwischenraumes, der zwischen den Gliedern 11 und 12
erwartet wird, und des größten Normalinaßes des Materials des Gliedes 12. Folglich kommt die
Außenfläche des oberen Gliedes des Profils 38 mit dem Inneren des Gliedes 11 zum Eingriff, und der
Basisbereich des Profils 38 wird in angemessener Form seitlich gebogen, wodurch die Höhe des
Vorsprungs verringert wird, um sie dem Zwischenraum zwischen dem Glied 12 und der Innenfläche des
Gliedes 11 anzupassen.
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Fig. 35 und 36 veranschaulichen eine weitere alternative Anordnung, bei welcher der Vorsprung
die Form eines gebogenen Streifens 43 mit einem integrierten, abgestuften Fußabschnitt 44 an jedem Ende
hat. Das Glied 12 wird mit einem Bereich 12a gebildet, der zwischen einem Paar von parallelen
Einschnitten im Material 12 nach unten verschoben ist. Der Abstand "W" der Einschnitte ist in der
Ruhekonfiguration kleiner als der Abstand "L" zwischen den Abstufungen der Fußabschnitte 44 im
Vorsprung 43. Um folglich den Vorsprung 43 am Glied 12 anzubringen, wird der Vorsprung um seinen
Mittelpunkt gebogen, um seine Krümmung zu verstärken und seine Gesamtlänge zu verringern, so daß die
beiden Fußabschnitte 44 unter der Ebene des Gliedes 12 durch die Einschnitte eingeführt werden können,
die den Bereich 12a definieren. Die Abstufungen der Fußabschnitte 44 stoßen an die Schneidkanten des
Gliedes 12, während die unteren Flächen der Fußabschnitte 44 auf dem Abschnitt 12a sitzen. Die dem
Vorsprung 43 innewohnende Elastizität, die bestrebt ist, die Länge "L" wiederherzustellen, wirkt der
Trennung des Vorsprungs 43 vom Glied entgegen, und das Material, aus dem der Vorsprung 43 als
Formteil hergestellt wird, hat eine solche Elastizität, daß der brückenartige, hochstehende Abschnitt des
Vorsprungs 43 nach unten gebogen werden kann, um Toleranzen im Zwischenraum zwischen den Gliedern
11 und 12 Rechnung zu tragen.
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Es kann festgestellt werden, daß der Vorsprung 43 von Fig. 35 und 36 quer zur Länge des Gliedes
12 angeordnet oder mit der Länge des Gliedes 12 ausgerichtet werden kann und, wenn das gewünscht wird,
bei einem Glied 12 eingesetzt werden kann, bei dem der Abschnitt 12a einfach zwischen einem Paar
paralleler Einschnitte nach unten gedrückt wird oder dadurch eine nach unten gedrückte Zunge gebildet
wird, daß ein U-förmiger Schnitt ausgeführt wird, wie das in Fig. 28 dargestellt wird.
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Es wird nun die Anordnung behandelt, die in Fig. 37 dargestellt wird, es kann festgestellt werden,
daß sie eine Variante der in Fig. 29 gezeigten Anordnung ist, die sich von dieser durch die Bereitstellung
einer zweiten, entgegengesetzt ausgerichteten, flexiblen Zunge 33a unterscheidet. Eine ähnliche zusätzliche
Zunge kann bei den Anordnungen von Fig. 26, Fig. 30 und Fig. 31 angewendet werden, wenn das
gewünscht wird, um bei der Anwendung die Kontaktfläche zwischen dem Vorsprung und dem Glied 11 zu
vergrößern.
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Fig. 38 veranschaulicht die Anwendung eines viel dickeren Materialquerschnitts für den
Vorsprung, was zum Ziel hat, eine größere elastische Belastung auf das Glied 11 auszuüben, um den Griff
auf dieses zu verstärken. So hat der Vorsprung in Fig. 38 eine gebogene Zunge 45 ähnlich der Zunge 33
oder 33a, aber von beachtlicher Dicke und daher größerer Steifigkeit. Die Verankerung des Vorsprungs von
Fig. 38 am Glied 12 unterscheidet sich dahingehend, daß der Vorsprung einen integrierten Fußabschnitt 46
einschließt, der durch die Öffnung eingeführt wird, die zwischen dem größeren Abschnitt des Gliedes 12
und dem Bereich 12a definiert wird, wobei der Fußabschnitt 46 einen ersten Absatz 47, der mit der
Schnittkante 12b des Gliedes ineinandergreift, um die Einführung des Fußabschnitts zu begrenzen, und
einen zweiten Absatz 48 hat, der hinter der freien Kante des Abschnitts 12a des Gliedes 12 zum Eingriff
schnappt, um dem Zurückziehen des Fußabschnitts 46 entgegenzuwirken. Der Fußabschnitt 46 sitzt auf der
Unterfläche des Gliedes 12 und der oberen Fläche des Bereichs 12a, um Belastungen aufzunehmen, die auf
die Zunge 45 ausgeübt werden, wenn sie bei der Anwendung durch den Eingriff mit der Innenfläche des
Gliedes 11 gebogen wird.
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Es kann festgestellt werden, daß die Form der Verankerung, die in Fig. 38 dargestellt wird, auch
bei anderen Vorsprungsformen angewendet werden kann, bei denen nicht unbedingt eine gebogene Zunge
wie die Zunge 45 vorhanden zu sein braucht.
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Fig. 39 ist faktisch eine Modifikation der Anordnung, die in Fig. 24 gezeigt wird, bei der die nach
unten gedrehten Endbereiche der Arme 35 weggelassen werden und die Arme 35 verdickt sind, um ihre
Steifigkeit zu erhöhen. Wie gezeigt wird, kann der Vorsprung in einem ausgesparten Bereich 12a des
Gliedes 12 untergebracht werden, wobei die Tiefe der Aussparung der zusätzlichen Dicke der Arme 35
Rechnung trägt, so daß die Höhe der Arme 35 über der Außenfläche des Gliedes 12 im Vergleich mit
derjenigen der Anordnung von 24 nicht geändert wird. Alternativ dazu könnte jedoch das Profil der Arme
35 verringert werden, so daß der Vorsprung, wie das in Fig. 24 gezeigt wird, auf einem ebenen Bereich des
Gliedes 12 angeordnet werden könnte.
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Es kann festgestellt werden, daß das Kunstharzmaterial, aus dem der Vorsprung als Formteil
hergestellt oder anderweitig geformt wird, nicht von kritischer Bedeutung ist, vorausgesetzt, daß er die
notwendige Elastizität aufweist. Ein praktisches Material ist jedoch ein spritzgußfähiges Acetal-Copolymer,
das, wenn das gewünscht wird, mit Glasfasern verstärkt werden kann. Die verschiedenen
Vorsprungsformen können durch andere Vorkehrungen, beispielsweise Warmkörnen oder -nieten, am
Glied 12 befestigt werden.
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Wie oben beschrieben worden ist, können eine oder mehrere Wände des Metallverstärkungsgliedes
12 in einer U-Form eingeschnitten werden, um eine flexible, integrierte Zunge 13 zu definieren, und der
Endbereich der Zunge 13 kann einen Kunstharzknopf oder ein -abdeckelement tragen, welche die
Oberfläche bereitstellen, die mit dem Inneren des Kunststoffgliedes 11 zum Eingriff kommt. Eine solche
Anordnung wird in Fig. 40 bis 42 veranschaulicht, in denen gezeigt wird, daß die Wand des kaltgewalzten
Abschnitts in eine rechteckige U-Form geschnitten oder gerissen wird, um eine Zunge 13 zu bilden, die am
Wurzelende mit dem Rest der Wand des Gliedes 12 integriert ist. Folglich kann die Zunge 13 aus der Ebene
des Restes der Wand 12 gebogen werden, und die Zunge trägt, wie in Fig. 40 bis 42 gezeigt wird, einen
Kunstharzknopf 51, der einen gewölbten Kopf hat, der mit dem Inneren des extrudierten Kunstharzgliedes
11 ineinandergreifen kann. Die Höhe des Kopfes des Knopfes 51 über der Ebene des Gliedes 12 ist größer
als der Zwischenraum zwischen dem Glied 12 und dem Glied 11, und folglich wird die Zunge 13 gegen die
ihr eigene, innewohnende Elastizität durch den Eingriff des Knopfes 51 mit dem Inneren des Gliedes 11
nach unten gebogen. Folglich stößt der Knopf reibend an das Innere des Gliedes 11, um der Bewegung des
Gliedes 12 innerhalb des Gliedes 11 entgegenzuwirken.
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Der Knopf 51 kann eine einfache Preßpassung in einer Öffnung bilden, die in die Zunge 13
gestanzt wird, oder kann alternativ dazu auf geeignete Weise als Schnappverschluß angebracht werden.
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Fig. 43, 44 und 45 veranschaulichen eine Modifikation der Anordnung, die in Fig. 40, 41 und 42
gezeigt wird, bei der das Material des Gliedes 12 zu dick ist, um die Zunge 13 leicht biegen zu können.
Demzufolge wird die Zunge an ihrer Wurzel 13b eingekerbt oder anderweitig längs einer Linie quer zur
Länge der Zunge 13 geschwächt, damit sich die Zunge 13 nach unten biegen kann, wenn das Glied 12 in
das Glied 11 eingeführt wird. Es versteht sich von selbst, das die Kerbe 13c, die eine Schwachstelle an der
Wurzel 13b der Zunge 13 bereitstellt, auf eine Reihe unterschiedlicher Weisen ausgeführt werden kann.
Praktischerweise aber wird sie gleichzeitig mit dem Schnitt oder Riß ausgeführt, welche die Zunge
innerhalb der Wand des Gliedes 12 definieren.