EP0162937A2 - Plastic profile member - Google Patents
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Definitions
- the invention is therefore based on the object of designing the aforementioned profile strip, the strength of which is sufficiently good through the use of plastic provided with reinforcing additives, in such a way that sufficient cold impact resistance is achieved and that the weldability of the plastic, which is impaired by the additives, is not disadvantageous affects.
- Figure 2 differs from that of Figure 1 only in that a film 20 or a colored or transparent lacquer layer is applied to the outside of the outer wall 10.
- This plastic film or varnish layer 20 protects the outer wall 10 from the damaging influence of light rays and thus makes it possible to dispense with the addition of special pignents in the plastic material.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Profilleiste aus mit verstärkenden Zusätzen versehenem Kunststoff, insbesondere für die Herstellung von Fensterrahmen, mit einer Mehrzahl von sich längs des Profils erstreckende Hohlkammern ausbildenden Außen- und Versteifungswandungen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kunststoff-Profilleiste.The invention relates to a profile strip made of plastic provided with reinforcing additives, in particular for the production of window frames, with a plurality of outer and stiffening walls forming hollow chambers extending along the profile, and to a method for producing such a plastic profile strip.
Hohlprofile zum Herstellen von Fenster- und Türrahmen aus Kunststoff sind seit langem bekannt.Hollow profiles for the production of window and door frames made of plastic have long been known.
Bei derartigen Hohlprofilen stellt sich das Problem, daß insbesondere bei großflächigen Fenster- bzw. Türöffnungen die Stabilität nicht ausreichend ist und bei erhöhter Wärmeaufnahme (Verwendung dunkelfarbiger Profile bzw. Einsatz in wärmeren Klimazonen) Funktionsproblem durch Längenausdehnung und starkes Absinken des Elastizitätsmodules entstehen können. Zunächst wurde versucht, durch die Einbringung von Holz-, Stahl- oder Aluminiumstreben das Hohlprofil zu versteifen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Verstärkungsstreben die Herstellung und Weiterverarbeitung von Profilleisten erschweren und verteuern und daher unwirtschaftlich sind.With hollow profiles of this type, the problem arises that, ß in particular in the case of large window or door openings, the stability is insufficient and, in the case of increased heat absorption (use of dark-colored profiles or use in warmer climatic zones), functional problems may arise due to length expansion and a sharp drop in the elasticity module. Initially, attempts were made to stiffen the hollow profile by introducing wooden, steel or aluminum struts. However, it has been shown that such reinforcing struts make the manufacture and further processing of profile strips more difficult and expensive and are therefore uneconomical.
Es ist weiter versucht worden, die Festigkeit derartiger Profilleisten durch Füllungen mit Kunststoff zu versteifen (DE-PS 10 86 032, DE-OS 28 27 851, DE-OS 23 26 911, EU-OS 00 53 662). Weiter ist es bekannt, kunstharzgebundene Glasfaserbänder in oder auf die Außenwände von Profilleisten aus Kunststoff aufzubringen (DE-GM 81 11 425).Attempts have also been made to stiffen the strength of such profiled strips by means of fillings with plastic (DE-PS 10 86 032, DE-OS 28 27 851, DE-OS 23 26 911, EU-OS 00 53 662). Furthermore, it is known to apply synthetic resin-bonded fiberglass tapes in or on the outer walls of plastic profile strips (DE-GM 81 11 425).
Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 82 02 221 schließlich ist es bekannt, die mechanische Festigkeit und Steifigkeit von Profilleisten aus Kunststoff dadurch zu verbessern, daß dem Kunststoffmaterial, aus dem die Profilleiste durch Extrusion hergestellt wird, Glasfasern beigegeben werden. Eine solche Beimengung von Glasfasern verbessert zwar die Steifigkeit der Kunststoff-Profilleisten ganz wesentlich, sie hat jedoch bedeutende Nachteile: Durch die Beimengung von verstärkenden Zusätzen wird die Kälteschlagzähigkeit deutlich herabgesetzt, Hohlprofilleisten mit einem relativ hohen Anteil von verstärkenden Zusätzen wie Glasfasern sind also - insbesondere bei Kälte - mechanischen Beanspruchungen gegenüber nicht ausreichend widerstandsfähig. Zwar kann die Kälteschlagzähigkeit durch die Zugabe sogenannter Modifier wieder verbessert werden, solche Modifier verteuern jedoch das herzustellende Produkt erheblich. Weiter senken sie den Elastizitätsmodul, so daß bei Wärme die Formstabilität unzureichend ist, auch verschlechtern sie die Schweißfähigkeit des Kunsttoffes, die für die Herstellung von Eckverbindungen wesentlich ist, und schließlich verringern diese Modifier auch die Wirkung der verstärkenden Zusätze.Finally, it is known from the German utility model 82 02 221 to improve the mechanical strength and rigidity of plastic profile strips by adding glass fibers to the plastic material from which the profile strip is produced by extrusion. Such an admixture of glass fibers improves the rigidity of the plastic profile strips considerably, but it has significant disadvantages: the addition of reinforcing additives significantly reduces the cold impact strength, so hollow profile strips with a relatively high proportion of reinforcing additives such as glass fibers are - especially with Cold - insufficient mechanical stress tough. The cold impact strength can be improved again by adding so-called modifiers, but such modifiers make the product to be manufactured considerably more expensive. They further reduce the modulus of elasticity, so that the heat stability is insufficient, they also deteriorate the weldability of the plastic, which is essential for the production of corner joints, and finally these modifiers also reduce the effect of the reinforcing additives.
In der zuletzt genannten Gebrauchsmusterschrift wird daher vorgeschlagen, zur Überwindung der genannten Nachteile die Profilleiste zweischichtig aufzubauen, wobei das Kernprofil aus einem Polyvinylchlorid mit mehr als etwa 30 Gew.-% Glasfasern besteht und eine Ummantelung aus einem mit dem PVC verträglichen, die Schlagfestigkeit des Kernprofils übertreffenden Kunststoff verbunden ist.In the last-mentioned utility model specification, it is therefore proposed to build up the profile strip in two layers in order to overcome the disadvantages mentioned, the core profile consisting of a polyvinyl chloride with more than about 30% by weight of glass fibers and a sheathing made of an impact resistance of the core profile which is compatible with the PVC superior plastic is connected.
Es versteht sich, daß ein derartiger zweischichtiger Aufbau einer Profilleiste ein aufwendiges Herstellungsverfahren voraussetzt. Nachteilig ist weiter, daß die einen hohen Anteil von Glasfasern aufweisenden Kernprofile schlecht miteinander verschweißbar sind.It is understood that such a two-layer structure of a profile strip requires a complex manufacturing process. Another disadvantage is that the core profiles, which have a high proportion of glass fibers, are difficult to weld together.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Profilleiste, deren Festigkeit durch die Verwendung von mit verstärkenden Zusätzen versehenen Kunststoff ausreichend gut ist, derart auszugestalten, daß eine ausreichende Kälteschlagfestigkeit erreicht wird und daß die durch die Zusätze verschlechterte Verschweißbarkeit des Kunststoffes sich nicht nachteilig auswirkt.The invention is therefore based on the object of designing the aforementioned profile strip, the strength of which is sufficiently good through the use of plastic provided with reinforcing additives, in such a way that sufficient cold impact resistance is achieved and that the weldability of the plastic, which is impaired by the additives, is not disadvantageous affects.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der die Außen- und Versteifungswandungen bildende Kunststoff bis zu 20 Gew.-% Glasfasern oder bis zu 40 Gew.-% glasfreien Fasermaterials wie Kohlenstoff-, Kunststoff- oder Keramikfasern enthält und daß wenigstens die auf Schlag beanspruchte(n) und/oder die von der die Fensterrahmenaußenseite bildende Außenwandung begrenzte(n) Hohlkammer(n) vollständig mit einem Kunststoffkörper aus einem im wesentlichen keine verstärkende Zusätze aufweisenden Kunststoff gefüllt ist (sind).According to the invention, this object is achieved in that the plastic forming the outer and stiffening walls contains up to 20% by weight of glass fibers or up to 40% by weight of glass-free fiber material such as carbon, plastic or ceramic fibers and that at least the one which is subjected to impact is used (s) and / or the hollow chamber (s) delimited by the outer wall forming the outside of the window frame is (are) completely filled with a plastic body made of a plastic which has essentially no reinforcing additives.
Als Kunststoff für die Außen- und Versteifungswandungen kommen verschiedene thermoplastische Kunststoffe in Betracht, insbesondere aber Polyvinylchlorid. Die dem die Außen- und Versteifungswandungen bildenden Kunststoff beigegebenen Glasfasern weisen vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 2 und 25 um und eine Stapellänge bis zu 15 mm auf.Various thermoplastic materials come into consideration as plastic for the outer and stiffening walls, but especially polyvinyl chloride. The glass fibers added to the plastic forming the outer and stiffening walls preferably have a diameter between 2 and 25 µm and a stack length of up to 15 mm.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der bzw. die die Hohlkammer bzw. Hohlkammern ausfüllenden Kunststoffkörper aus einem Schaumkunststoff bestehen. Dabei kann das Grundmaterial des den bzw. die Hohlkammern ausfüllenden Kunststoffes dem Grundmaterial des die Außen- und Versteifungswandungen bildenden Kunststoffes entsprechen.It is preferably provided that the plastic body or bodies filling the hollow chamber or hollow chambers consist of a foam plastic. The base material of the plastic filling the hollow chamber or cavities can correspond to the base material of the plastic forming the outer and stiffening walls.
Besonders bewährt hat sich eine Ausgestaltung, bei der die Wanddicke der Außenwandungen zwischen 0,2 bis 10,0 mm, vorzugsweise zwischen 2,0 und 4,0 mm und die Tiefe der von dieser begrenzten, mit dem Kunststoffkörper gefüllten Hohlkammer bis zu 15 mm beträgt.An embodiment has proven particularly useful in which the wall thickness of the outer walls is between 0.2 to 10.0 mm, preferably between 2.0 and 4.0 mm, and the depth of the hollow chamber delimited by the latter and filled with the plastic body is up to 15 mm is.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Kunststoffprofils werden der bzw. die die Hohlkammer bzw. die Hohlkammern füllenden Kunststoffkörper vorzugsweise gemeinsam mit den Außen- und Versteifungswandungen extrudiert. Eine derartige Coextrusion bewirkt eine besonders gute Verbindung des Kunststoffkörpers mit den die Hohlkammer begrenzenden Außen- bzw. Versteifungswandungen.In the production of the plastic profile according to the invention, the plastic body (s) filling the hollow chamber or cavities are preferably extruded together with the outer and stiffening walls. Such a coextrusion results in a particularly good connection of the plastic body to the outer or stiffening walls delimiting the hollow chamber.
Die Herstellung einer Eckverbindung zwischen erfindungsgemäß ausgestalteten Kunststoffprofilen wird durch Verschweißen insbesondere der die Hohlkammer bzw. Hohlkammern füllenden Kunststoffkörper ermöglicht. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Kunststoffkörper einzufräsen, in die Einfräsungen Lochblechwinkel einzubringen und diese anschließend mittels geeigneter Klerber, insbesondere mittels Ausschäumen, der Einfräsung mit Poly-urethanschaum zu verkleben.The production of a corner connection between plastic profiles designed according to the invention is made possible by welding, in particular, the plastic body filling the hollow chamber or hollow chambers. Alternatively, however, it is also possible to mill the plastic bodies to introduce into the millings perforated plate angle and bond them by means of suitable rber then Kle, in particular by means of foaming, the milled with Pol y-urethane foam.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Dabei zeigt:
- Fig. 1 die erfindungsgemäße Profilleiste in einem ersten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 2 die erfindungsgemäße Profilleiste nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
- Figure 1 shows the profile strip according to the invention in a first embodiment.
- Fig. 2 shows the profile strip according to the invention according to a second embodiment.
Figur 1 zeigt die Profilleiste mit einer Mehrzahl von Außenwandungen 10, 12 und Versteifungswandungen 14. Die Außen- und Versteifungswandungen 10, 12, 14 bilden eine Mehrzahl von Bohlkammern 18. Der Hohlraum 16, der durch die die Fensterrahmenaußenseite bildende Außenwandung 10 begrenzt wird, ist vollständig mit einem Kunststoffkörper 16 gefüllt. Während das Material der Außenwandung 10, 12 - ebenso wie das Material der Versteifungswandungen 14 - mit einem verstärkenden Zusatz aus bis zu 20 Gew.-% Glasfasern bzw. bis zu 40 Gew.-% eines glasfreien Fasermaterials wie Kohlenstoff-, Kunststoff-oder Keramikfasern besteht, besteht der Kunststoffkörper 16 aus einem Kunststoff, welcher im wesentlichen keine verstärkenden Zusätze aufweist. Wegen der verstärkenden Zusätze in den Außen- und Versteifungswandungen 10, 12, 14 hat die erfindungemäße Profilleiste eine ausreichende Eigenstabilität, zu der der Kunststoffkörper 16 nur unwesentlich beiträgt. Der Kunststoffkörper 16 hat dagegen die Funktion, die Kälteschlagfestigkeit der Außenwandung 10 zu erhöhen: Bei mechanischer Beanspruchung der Außenwandung 10 nämlich wird die auf diese auftreffende Schlagenergie von dem Kunststoffkörper 16 aufgefangen, was trotz der relativ hohen Kältesprödigkeit des Material eine hohe Rißfestigkeit der Außenwandung 10 bewirkt.Figure 1 shows the profile strip with a plurality of
Es versteht sich, daß die geometrischen Verhältnisse zwischen der Außenwandung 10 und dem Kunststoffkörper 12 richtig gewählt werden müssen. Einerseits wird das erfindungsgemäße Ziel natürlich durch eine große Dicke des Kunststoffkörpers 16 gefördert, andererseits hat dies Kostennachteile. Es hat sich gezeigt, daß bei einer Dicke von 2,0 bis 4,0 mm der Außenwandung die Dicke des Kunststoffkörpers 16 15 mm nicht zu übersteigen braucht.It is understood that the geometric relationships between the
Wichtig ist weiter eine gute Verbindung zwischen der Außenwandung 10 und dem Kunststoffkörper 16, da schon ein sehr kleiner Zwischenraum zwischen dem Kunststoffkörper 16 und der Außenwandung 10 bei mechanischer Beanspruchung eine Rißbildung in der Außenwandung 10 bewirken kann. Der Ausbildung eines derartigen Zwischenraumes wird dadurch besonders gut entgegengewirkt, daß das Grundmaterial des Kunststoffkörpers 16 den Grundmaterial des mit verstärkenden Zusätzen versehenen Kunststoffes der Außenwandung 10 entspricht und daß beide gleichzeitig extrudiert werden, weil dadurch eine feste Verbindung beider Werkstoffe gewährleistet wird.It is also important to have a good connection between the
Das Ausführungsbeispiel von Figur 2 unterscheidet sich von dem von Figur 1 lediglich dadurch, daß eine Folie 20 oder eine farbige oder transparente Lackschicht auf die Außenseite der Außenwandung 10 aufgebracht ist. Diese Kunststoffolie bzw. Lackschicht 20 schützt die Außenwandung 10 vor dem schädigenden Einfluß von Lichtstrahlen und ermöglicht es damit, auf den Zusatz von speziellen Pignenten in dem Kunststoffmaterial zu verzichten.The embodiment of Figure 2 differs from that of Figure 1 only in that a
Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the above description, the drawing and in the claims can be essential both individually and in any combination for realizing the invention in its various configurations.
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