Technisches Gebiet
[0001] Fenster und Türen werden zunehmend aus Kunststoff-Hohlprofilen, insbesondere aus
Hart-PVC, hergestellt. Die Füllung bzw. Verglasung wird üblicherweise auf der Außenseite
über eine Dichtung durch eine Glasanschlagskammer - auch Flügelüberschlag genannt
- und auf der Innenseite durch eine Glasleiste gehalten. Um die notwendige Biege-
und Torsionssteifigkeit des Rahmens zu erreichen, müssen Flügel für Fenster und Türen
ab einer Rahmenbreite und/oder -höhe von mehr als ca. 80 cm grundsätzlich mit Stahl-Versteifungsprofilen
versehen werden. Hierzu weisen die Kunststoff-Hohlprofile eine zentrale Hohlkammer
als Versteifungskammer auf, in die die Stahlverstärkungen eingeschoben und mit einer
der Wandungen des Kunststoff-Hohlprofils verschraubt werden.
[0002] Die Stahl-Verstärkungsprofile weisen allerdings eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit
auf, so dass der Wärmedurchgangswiderstand des gesamten Fensters hierdurch wesentlich
verschlechtert wird.
Stand der Technik
[0003] Beispielsweise in der
DE 198 35 836 C2 ist zur Verbesserung der Wärmedämmung von Flügeln für Fenster und Türen bereits vorgeschlagen
worden, eine Aussteifung für Kunststoffprofile, bestehend aus zwei Stahleinlagen,
die an zwei gegenüberliegenden Seiten des Innenprofils anliegen und die thermisch
durch eine Kunststoffeinlage getrennt sind, einzusetzen. Derartige Konstruktionen
sind allerdings aufwendig und dadurch teuer.
[0004] Aus der
AT 007125 U1 ist bereits ein Flügel für ein Fenster oder eine Tür bekannt geworden, der allerdings
bei größeren Rahmenbreiten und/oder -höhen zur Abtragung der Windlasten eine zusätzliche
Metallversteifung der Hohlkammer des Kunststoffprofils benötigt, da die Gesamtkonstruktion
ohne eine solche zusätzliche Versteifung eine zu geringe Biege- und Torsionssteifigkeit
aufweist.
[0005] Aus der
DE 10 2005 021 934 A1 ist ein Rahmen bekannt, der ein im Wesentlichen die Innenseite des Rahmens bildendes,
mehrere Hohlkammern aufweisendes Grundprofil aus Kunststoff und ein die Außenseite
des Rahmens bildendes Metallprofil umfasst. Die Füllung oder Verglasung wird auf der
Innenseite von einer Glasanschlags-Kammer des Grundprofils und auf der Außenseite
von dem Metallprofil gehalten. Das die Außenseite bildende Metallprofil weist wenigstens
eine versteifende Hohlkammer auf. Der Rahmen kann dadurch ohne zusätzliches metallisches
Versteifungsprofil in einer der Hohlkammern des Grundprofils auskommen.
[0006] Diese Rahmenkonstruktion hat sich in der Praxis bewährt. Nachteilig ist jedoch, dass
ein spezielles außendrehendes Flügelprofil eingesetzt werden muss, das nicht für jedes
Profilsystem zur Verfügung steht. Außerdem ist bei manchen außendrehenden Flügelprofilen,
die gemäß der
DE 10 2005 021 934 A1 eingesetzt werden könnten, die Entwässerung nach außen problematisch, wenn der Glasfalzbereich
bei spiegelverkehrtem Einbau des Flügelprofils nach innen geneigt ist. Weiterhin sind
bestimmte Arbeitsschritte bei der Herstellung dieser Fenster, insbesondere das Einsetzen
der Verglasung, abweichend von der üblichen Arbeitsweise bei Standardfenstern, so
dass ein gemischtes Verarbeiten von Standard-Fenstern und Fenstern gemäß der
DE 10 2005 021 934 A1 zu komplizierteren Arbeitsabläufen führt.
Aufgabe
[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Profilsystem und ein Fenster zur Verfügung
zu stellen, das diese Nachteile nicht aufweist. Weitere Aufgaben ergeben sich aus
den Vorteilen der erfindungsgemäßen Lehre gegenüber dem Stand der Technik.
Darstellung der Erfindung
[0008] Das erfindungsgemäße System geht aus von einem Standard-Flügelrahmenprofil als Grundprofil
für den Flügelrahmen und einem Standard-Blendrahmenprofil, die - im Gegensatz zur
DE 10 2005 021 934 A1 - in üblicher Anordnung zueinander verbaut werden. Das heißt, dass ein innenöffnender
Flügelrahmen eingesetzt wird, bei dem der Flügelüberschlag des Flügelrahmenprofils
außen und die Glasleistenaufnahmenut innen angeordnet sind. Das erfindungsgemäß eingesetzte
versteifende Metallprofil wird so über den außen liegenden Flügelüberschlag gestülpt
und bevorzugt so mit diesem verrastet, dass es in Längserstreckung des Profils eine
gewisse Verschiebbarkeit aufweist, um temperaturbedingte Wärmedehnungen und -schrumpfungen
des Aluminiums bzw. des PVC-Profils aufnehmen zu können, ohne dass es zu einer Schüsselung
oder Biegung des Gesamtsystems durch den Bimetall-Effekt kommt.
[0009] Die erfindungsgemäß eingesetzten versteifenden Metallprofile können problemlos lackiert
oder eloxiert werden, auch in dunklen Farben. Sie heizen sich dadurch zwar bei Sonnenbestrahlung
relativ stark auf, jedoch bleibt die versteifende Wirkung dennoch nahezu gleich, da
der E-Modul der üblicherweise eingesetzten Metalle, insbesondere Aluminium, relativ
wenig temperaturabhängig ist, im Gegensatz zu PVC, dessen Steifigkeit oberhalb von
ca. 60 Grad stark abfällt. Dadurch, dass sich vornehmlich das versteifende Metallprofil
bei Sonnenbestrahlung erwärmt, dehnt sich dieses Aluminium-Profil wesentlich stärker
aus als das PVC-Grundprofil.
[0010] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Befestigung des
Alu-Versteifungsprofils in Höhenrichtung des Flügelrahmenprofils - parallel zur Verglasungsebene
- mit einem Spiel von 0,2 bis 2 mm, bevorzugt von 0,5 bis 1,2 mm, um thermische Ausdehnungen
auch in dieser Richtung kompensieren zu können. Bei Biegebeanspruchung in Richtung
der Bautiefe des Flügels, also insbesondere bei Beanspruchung des Fensters durch Windlasten,
versteift das erfindungsgemäße Aluminiumprofil dagegen die Gesamtkonstruktion so stark,
dass annähernd die Werte eines Kunststoffprofils mit üblicher Stahlverstärkung erreicht
werden. Der erfindungsgemäße Rahmen kann dadurch ohne zusätzliches metallisches Versteifungsprofil
in einer der Hohlkammern des Kunststoff-Grundprofilsauskommen.
[0011] Die Flächenträgheitsmomente I
X und I
y des Metall-Versteifungsprofils betragen bevorzugt jeweils mehr als 4 cm
4, bevorzugt jeweils mehr als 5 cm
4, wobei das Flächenträgheitsmoment in X-Richtung entscheidender ist. Je nach Formgebung
des Metall-Versteifungsprofils können die Wandstärken der einzelnen Wände und Stege
unterschiedlich ausgelegt werden, um eine optimale Steifigkeit in der gewünschten
Richtung zu erhalten. Besonders bevorzugt ist das Flächenträgheitsmoment in X-Richtung,
also in Richtung senkrecht zur Verglasung, annähernd so hoch oder höher als in Y-Richtung,
also in Richtung parallel zur Verglasung. Bevorzugt gilt für das Verhältnis I
X/I
y > 0,7, insbesondere > 0,9.
[0012] Bevorzugt wird für den Flügelrahmen ein Standard-Flügelrahmenprofil eingesetzt, das
einen außen liegenden Flügelüberschlag mit Verglasungs-Dichtungsnut aufweist. Die
Verglasungs-Dichtungsnut wird allerdings beim Einsatz dieses Flügelrahmens in Kombination
mit dem Metall-Versteifungsprofil nicht benötigt. Vielmehr wird bei dieser Ausführungsform
die äußere Verglasungsdichtung unmittelbar in eine Dichtungs-Aufnahmenut des Metall-Versteifungsprofils
eingesetzt. Bevorzugt sind die Dichtungs-Aufnahmenuten des Flügelüberschlags des Flügelrahmens
und des Metall-Versteifungsprofils kompatibel zueinander, so dass die gleiche Verglasungsdichtung
sowohl im Flügelrahmen als auch in Metall-Versteifungsprofil eingesetzt werden kann.
Der Einsatz eines Standard-Flügelrahmens stellt sicher, dass mit möglichst geringer
Anzahl an Komponenten sowohl Standard-Flügelrahmen ohne außen liegendes Metall-Versteifungsprofil
als auch Flügelrahmen mit Einsatz dieses Metall-Versteifungsprofils hergestellt werden
können.
[0013] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung betrifft die Erfindung ein System
zur Herstellung von Fenstern und Türen, umfassend wenigstens ein Blendrahmenprofil
aus PVC, ein Flügelrahmenprofil mit außen liegendem Flügelüberschlag aus PVC, ein
Metall-Versteifungsprofil, das über den Flügelüberschlag gestülpt und mit diesem teilschubfest
verbunden werden kann, sowie wenigstens eine Glasleiste. Bevorzugt umfasst dieses
System wenigstens zwei Glasleisten unterschiedlicher Höhe, so dass mit diesem System
sowohl Flügel mit als auch ohne Aluminium-Versteifungsprofil hergestellt werden können.
[0014] Vorteilhafterweise weist das Flügelrahmenprofil an seiner Außenseite eine Wandung
auf, die senkrecht, d. h. parallel zur Verglasungsebene, ausgerichtet ist, und im
oberen Bereich eine schräg auf die Verglasung zulaufende Wandung. Das Metall-Versteifungsprofil
ist auf seiner dem Flügelüberschlag zugewandten Seite mit entsprechender Innenkontur
ausgebildet, so dass es im eingesetzten Zustand den Flügelüberschlag sowohl im Bereich
der außen liegenden Sichtfläche des Flügelüberschlags als auch im schrägen oberen
Bereich vollständig und eng umschließt. Die obere schräg auf die Verglasung zulaufende
Kontur des versteifenden Metallprofils ist jedoch bevorzugt länger ausgeführt als
die Tiefe des Flügelüberschlags, so dass - bei schräger Ausführung dieses Schenkels
- der Glaseinstand der Verglasung größer wird als bei einer Standard-Ausführung des
Flügels. Dementsprechend wird bevorzugt eine höhere Glasleiste auf der Innenseite
verwendet, um auch hier einen etwa gleich hohen Glaseinstand zu erreichen. Bevorzugt
ist der Glaseinstand ca. 5-10 mm höher als bei der entsprechenden Ausführung des Fensters
ohne Metall-Versteifungsprofil. Das Metall-Versteifungsprofil wird bevorzugt mit einer
Dreh/Kippbewegung auf den Flügelüberschlag des Flügelrahmenprofils gestülpt und bevorzugt
mit diesem verrastet. Das Metall-Versteifungsprofil weist dabei bevorzugt am Ende
der senkrechten Außenwandung eine zurückspringende Nase auf, die um die untere Kante
der Außenwandung des Flügelrahmenprofils greift.
[0015] Das erfindungsgemäß eingesetzte Standard-Flügelrahmenprofil ist bevorzugt aus PVC-U
extrudiert und weist im Glasfalzbereich bevorzugt nahe dem Flügelüberschlag eine Vertiefung
zur besseren Entwässerung des Flügelfalzbereiches und/oder einen nach außen schräg
verlaufenden Glasfalzbereich auf.
[0016] Die Verglasungsdichtung im Metall-Versteifungsprofil liegt unmittelbar an der Verglasung
an. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Kräfte durch Windlasten unmittelbar in
das Versteifungsprofil eingeleitet und von diesem abgefangen werden.
[0017] Der erfindungsgemäße Flügelrahmen weist eine erheblich verbesserte Wärmedämmung auf.
Dieses ist einerseits durch den Verzicht auf eine Stahlverstärkung in der Hauptkammer
bzw. Verstärkungskammer des PVC-Hauptprofils begründet, wird aber andererseits verstärkt
durch die optimierte Lage der Verglasung durch den vergrößerten Abstand zwischen der
Außenseite der Verglasung und der Außenwandung des Metall-Versteifungsprofils sowie
den gegenüber einem Standard-Flügelrahmen vergrößerten Glaseinstand. Zusätzlich kann
die Verstärkungskammer des Flügelrahmen-Hauptprofils ausgeschäumt oder mit Wärmedämmmaterial
ausgefüllt werden, ohne dass eine Stahlverstärkung die Wärmedämmung dieser Kammer
wieder zunichte macht. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der
Bereich unterhalb der Verglasungsdichtung des Metall-Versteifungsprofils zusätzlich
mit Schaumstoff-Dämmmaterial gedämmt, wodurch insbesondere Wärmeübertragung durch
Strahlung vermindert wird.
[0018] Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Metall-Versteifungsprofil bei unterschiedlichen
Bautiefen des Kunststoff-Flügelprofils einsetzbar. Besonders bevorzugt beträgt die
Nenn-Bautiefe dieses Kunststoff-Flügelprofils jedoch mindestens 70 mm, bevorzugt mindestens
80 mm.
[0019] Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Flügels wird nach einer besonders bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung zunächst aus vier auf Gehrung geschnittenen Kunststoff-Flügelrahmenprofilen
in an sich bekannter Weise ein Flügelrahmen geschweißt. Anschließend werden vier bevorzugt
stumpf zugeschnittene Aluminium-Versteifungsprofile auf die vier außen liegenden Flügelüberschläge
gestülpt und mit diesen verrastet. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
werden zunächst die beiden senkrecht verlaufenden Aluminium-Versteifungsprofile aufgesetzt,
wobei diese zuvor im Eckbereich durch eine Fräsung bearbeitet werden. Anschließend
werden die beiden waagerechten Aluminium-Versteifungsprofile eingesetzt. Bevorzugt
sind bei dem Einsetzen der Aluminium-Versteifungsprofile auf den Flügelüberschlag
der Rahmenprofile bereits die Verglasungsdichtungen in der Dichtungs-Aufnahmenut der
Aluminium-Versteifungsprofile eingesetzt. Nach Aufstülpen aller vier Aluminium-Versteifungsprofile
erfolgt in an sich bekannter Weise die Verglasung durch Einsetzen der Mehrfach-Verglasung
in den Flügelrahmen, Verklotzung und Einsetzen der inneren Glasleisten. Bis auf den
Zwischenschritt des Aufsetzens der Aluminium-Versteifungsprofile ist somit die Herstellung
des Flügelrahmens identisch wie bei der Herstellung eines herkömmlichen Flügels, so
dass die Herstellung der erfindungsgemäßen Flügelrahmen ohne Probleme in herkömmlichen
automatisierten Anlagen erfolgen kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0020] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen dabei:
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Fenster mit Dreifachverglasung;
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch das Alu-Versteifungsprofil;
- Fig. 3-6
- das Aufstecken des Alu-Versteifungsprofils auf das Flügelrahmenprofil;
- Fig. 7
- einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Fenster mit Doppelverglasung;
- Fig. 8
- einen Querschnitt durch ein Standard-Fenster mit Doppelverglasung (Stand der Technik).
[0021] In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Fenster mit Blendrahmenprofil
1, Flügelrahmenprofil 2, Alu-Versteifungsprofil 3, und Glasleiste 4 dargestellt. Blendrahmenprofil
1 und Flügelrahmenprofil 2 bestehen aus PVC-U mit einer Bautiefe von 88 mm. Im Falzbereich
des Blendrahmens ist die Mitteldichtung 10 angeordnet, zur Innenseite 18 erfolgt die
Abdichtung über die innere Anschlagdichtung 11.
[0022] Das Versteifungsprofil 3 aus Aluminium besteht im wesentlichen aus der geraden Außensichtfläche
19 und der Schräge 20, an deren Ende die Dichtungs-Aufnahmenut 7 zur Aufnahme der
Verglasungsdichtung 6 angeordnet ist. Von der Schräge 20 springt leicht abgewinkelt
der Steg 21 ab, der zur zusätzlichen Versteifung des Profils dient. Zwischen dem Steg
21 und der Dichtungs-Aufnahmenut 7 dient die Haltenut 22 zur Aufnahme eines Schaumstoff-Streifens
12 zur thermischen Isolierung gegenüber der Verglasung 5. Wie aus Fig. 1 weiterhin
ersichtlich, erstreckt sich der innere Schenkel bzw. Steg (21) des Metallprofils (3)
- im Querschnitt betrachtet - bis unter die Unterkante Verglasung (5). Dieses trägt
zu dem hohen Flächenträgheitsmoment bei.
[0023] Wie in den Fig. 3 bis 6 zu erkennen, wird das Alu-Versteifungsprofil 3 von der Flügelfalzseite
über den Flügelüberschlag 15 des Flügelrahmenprofils 2 gestülpt und dabei gegen den
Uhrzeigersinn gekippt bzw. gedreht, bis die Nase 23 des Alu-Versteifungsprofils 3
hinter die Kante 24 des Flügelrahmenprofils 2 greift (Fig. 5).
[0024] Durch die abgewinkelte Schräge 20 des Alu-Versteifungsprofils 3 sowie die größere
Tiefe des Alu-Versteifungsprofils 3 im Vergleich zum Flügelüberschlag 15 ist der Glaseinstand
der Verglasung 5 größer als bei einem Standard-Flügel, bei dem die Verglasungsdichtung
6 in die Dichtungs-Aufnahmenut 8 eingesetzt würde. Dementsprechend ist die Höhe der
Glasleiste 4 7 mm höher als eine Standard-Glasleiste (4" in Fig. 8).
[0025] Wie in Fig. 6 mit Bezugszeichen 14 dargestellt, weist das Alu-Versteifungsprofil
3 in Höhenrichtung ein Spiel von 0,8 mm gegenüber dem Flügelrahmenprofil 2 auf. Hierdurch
können thermische Ausdehnungen des PVC-Kunststoffprofils aufgenommen werden. Die Toleranzen
des Alu-Versteifungsprofils 3 und des Flügelrahmenprofils 2 sind so bemessen, dass
eine relativ enge, reibschlüssige Verbindung zwischen diesen Profilen entsteht, die
jedoch bei größerer Ausdehnung eines der beiden Profile durch Wärme bzw. Kälte ein
Verschieben in Längsrichtung des Profils ermöglicht (teilschubfeste Verbindung). Hierdurch
wird einerseits verhindert, dass durch Wärmeausdehnungen durch den Bimetall-Effekt
eine Verkrümmung der Profile erfolgt, andererseits wird die versteifende Wirkung des
Alu-Versteifungsprofils 3 gewährleistet.
[0026] Die Flächenträgheitsmomente I
X und I
y des Alu-Versteifungsprofils 3 betragen I
X = 5,2 cm
4 und I
y = 5,1 cm
4.
[0027] In Fig. 7 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel im Schnitt dargestellt, bei
dem anstelle einer Dreifachverglasung 5, wie sie in Fig. 1 verwendet wurde, eine Doppelverglasung
5' eingesetzt wird. Dementsprechend ist die Verglasungsleiste 4', die in die innenliegende
Glasleistennut 16 eingerastet wird, etwas tiefer ausgeführt. In Fig. 7 ist gut zu
erkennen, dass eine Doppelverglasung sehr zentral im Flügelrahmen angeordnet ist und
dadurch einen optimalen Isothermen-Verlauf ermöglicht.
[0028] In Fig. 8 ist ein Querschnitt eines Standard-Fensters mit Blendrahmen 1 und Flügelrahmen
2 dargestellt, wobei im Gegensatz zu Fig. 1 und Fig. 7 das Flügelrahmenprofil ohne
äußeres Alu-Versteifungsprofil 3 hergestellt wurde. Anstelle der Versteifung durch
ein Alu-Versteifungsprofil 3, das über den Flügelüberschlag 15 gestülpt wird, wird
bei diesem Fenster gemäß dem Stand der Technik eine Stahlverstärkung 25 in der Verstärkungskammer
13 des Flügelrahmenprofils 2 verwendet.
[0029] Ein Vergleich zwischen Fig. 7 und Fig. 8 ergibt, dass bei gleicher Verglasungsstärke
bei erfindungsgemäßem Einsatz des Alu-Versteifungsprofils 3 auf der Fenster-Außenseite
17 im Querschnitt ein näher an der Mitte des Profils liegender Einbau erfolgt als
bei einem Standard-Fenster gemäß Fig. 8.
[0030] In Fig. 1 und in Fig. 7 ist auch das Blendrahmenprofil 1 zusätzlich mit einer Alu-Schale
9 versehen, wie sie grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Diese Art
der Alu-Schale bewirkt allerdings insbesondere in X-Richtung nur eine sehr geringe
Versteifung, die zur Abtragung von Windlasten bei einem Flügelprofil ungeeignet wäre.
Legende
[0031]
- 1
- Blendrahmenprofil
- 2
- Flügelrahmenprofil
- 3
- Alu-Versteifungsprofil
- 4 , 4', 4"
- Glasleiste
- 5 ,5'
- Verglasung
- 6
- Verglasungsdichtung
- 7
- Dichtungs-Aufnahmenut
- 8
- Dichtungs-Aufnahmenut
- 9
- Alu-Schale-Blendrahmen
- 10
- Mitteldichtung
- 11
- Innere Anschlagdichtung
- 12
- Isolierung
- 13
- Verstärkungskammer
- 14
- Spiel
- 15
- Flügelüberschlag
- 16
- Glasleistennut
- 17
- Außenseite
- 18
- Innenseite
- 19
- Außensichtfläche
- 20
- Schräge
- 21
- Steg
- 22
- Haltenut Isolierung
- 23
- Nase
- 24
- Kante
- 25
- Stahlverstärkung
1. Rahmen für ein Fenster oder eine Tür, mit
- einer Füllung oder Verglasung (5),
- wobei der Rahmen eine Außenseite (17) und eine Innenseite (18) aufweist und
- im Wesentlichen ein die Innenseite (18) des Rahmens bildendes, mehrere Hohlkammern
(5, 19) aufweisendes Grundprofil (2) aus Kunststoff und
- ein die Außenseite (17) des Rahmens bildendes Metallprofil (3) umfasst,
- wobei die Füllung oder Verglasung (5) auf der Innenseite (18) von einer Glasleiste
(4) und auf der Außenseite (17) von dem Metallprofil (3) gehalten wird,
- wobei der Rahmen auf der Außenseite einen Flügelüberschlag (15) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass das die Außenseite (13) bildende Metallprofil (3) über den Flügelüberschlag gestülpt
ist.
2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Außenseite (13) bildende Metallprofil (3) wenigstens einen die Außenseite
des Grundprofils (2) vollständig überdeckenden äußeren Schenkel und wenigstens einen
weiteren, sich zwischen dem Flügelüberschlag (15) des Grundprofils (2) und der Füllung
oder Verglasung (5) erstreckenden inneren Schenkel 21 aufweist.
3. Rahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der innere Schenkel (21) des Metallprofils (3) - im Querschnitt betrachtet -
bis unter die Unterkante der Füllung oder Verglasung (5) erstreckt.