Fenster- oder Türprofil

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft ein Fenster- oder Türprofil mit mehreren durch Stege gebildeten Hohlkammern, ein Verfahren zur Herstellung solcher Profile sowie ein Profilsystem zur Herstellung von Fenstern und Türen.

[0002] Fenster- oder Türprofile mit mehreren durch Stege gebildeten Hohlkammern werden insbesondere aus Hart-PVC mit Wandstärken zwischen 2 und 3,5 mm extrudiert. Bei der Extrusion wird der thermoplastische Kunststoff zunächst in einem Extruder plastifiziert, in einem Extrusionswerkzeug zu dem gewünschten Hohlkammerprofil geformt und anschließend in einem nachgeschalteten Kaliber kalibriert. In aller Regel werden sogenannte Außenkaliber verwendet, in der die Außenkontur des Profils kalibriert wird, während bei den Innenkammern gewisse Toleranzen zulässig sind.

Stand der Technik

[0003] Solche Hohlkammerprofile für Fenster oder Türen sind beispielsweise aus der DE-A-197 36 393 bekannt. Um die gewünschten Anforderungen an die Steifigkeit und Wärmedämmung zu gewährleisten, werden diese Profile mit einer Wandstärke extrudiert, die je nach länderspezifischer Norm zwischen 2 und 3,5 mm differiert. Die Profile weisen in der Regel eine große innere Hohlkammer auf, in die ein Verstärkungsprofil, in der Regel ein Stahlprofil, zur Erhöhung der Steifigkeit eingeschoben werden kann.

[0004] Weiterhin ist aus der US-A-5 487 937 ein Profil bekannt, wo die Außenhaut aus geschäumtem PVC besteht.

[0005] Aufgrund unterschiedlicher Anforderungen an die Steifigkeit der Profile fertigen größere Profilhersteller für einzelne Märkte unterschiedliche Profilserien mit jeweils an die Anforderungen angepaßten Wandstärken. Dieses erfordert naturgemäß einen hohen Fertigungs- und Investionsaufwand. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Profile bezüglich der Wandstärke dem Markt mit den höchsten Anforderungen anzupassen und diese Profile mit relativ großer Wandstärke auch in anderen Märkten mit geringeren Anforderungen einzusetzen. Dieses bedingt jedoch einen höheren Einsatz an Material, der zu höheren Fertigungskosten führt.

Aufgabe

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, dieses Problem zu beheben.

Darstellung der Erfindung

[0007] Die Erfindung schlägt vor, ein Fenster- oder Türprofil mit mehreren durch Stege gebildeten Hohlkammern, bei dem die die Außenkontur bildenden Wände und die die Zwischenkammern begrenzenden Stege jeweils eine Wandstärke unter 4 mm, bevorzugt zwischen 2 und 4 mm aufweisen, so auszubilden, daß die Wände und/oder Stege wenigstens teilweise aus geschäumtem Hart-PVC mit einem Schäumgrad zwischen 1,05 und 1,2 bestehen.

[0008] Als Schäumgrad im Sinne dieser Erfindung wird der Quotient aus der Dichte eines ungeschäumten Hart-PVC-Materials zur Dichte des erfindungsgemäß geschäumten Hart-PVC-Materials verstanden. Ein Schäumgrad von 1,10 bedeutet somit, daß das Material des Profils um 10 % aufgeschäumt ist, die Dichte somit dem 0,91-fachen des ungeschäumten Materials entspricht. Bei einer Dichte von 1,45 g/cm³ für ein ungeschäumtes Profil führt ein Schäumgrad von 1,05 zu einer Dichte des geschäumten Profils von 1,38 g/cm³, während ein Schäumgrad von 1,20 zu einer Dichte des geschäumten Profils von 1,21 g/cm³ führt.

[0009] Bei dem erfindungsgemäß gewählten geringen Schäumgrad zwischen 1,05 und 1,2 ist die Porenstruktur so fein, daß sie mit bloßem Auge kaum erkennbar ist. Auch die Oberfläche des extrudierten Profils ist mit der eines ungeschäumten Profils nahezu identisch. Die Dichte der leicht geschäumten Profile beträgt bevorzugt 1,20 bis 1,40 g/cm³.

[0010] Die erfindungsgemäß hergestellten Fenster- oder Türprofile weisen somit ein um 5 bis 20 % geringeres Gewicht auf als ungeschäumte Profile mit gleichen Innen- und Außenabmessungen, d. h. insbesondere gleicher Wandstärke, die aus entsprechendem Kompaktmaterial extrudiert wurden. Besonders vorteilhaft kann ein so aus leicht geschäumtem Hart-PVC extrudiertes Fenster- oder Türprofil mit einem entsprechendem Profil aus ungeschäumtem Hart-PVC mit wenigstens weitgehend übereinstimmenden Außenund Innenkonturen kombiniert werden, da für ein solches Profilsystem die gleichen Nebenprofile und Zubehörteile verwendet werden können. Das ungeschäumte und das entsprechend mit einem Schäumgrad zwischen 1,05 und 1,2 extrudierte Profil unterscheiden sich somit nur in der Dichte des Materials, nicht aber in den sonstigen Maßen oder wesentlichen Eigenschaften. Bei der Herstellung des geschäumten Profils werden jedoch 5 bis 20 Gew.-% Material eingespart.

[0011] Von besonderer Bedeutung ist, daß die erfindungsgemäß geschäumten Profile genau so verarbeitet werden können wie die entsprechenden ungeschäumten Profile. Sie können insbesondere in gleicher Weise im Gehrungsbereich verschweißt werden, wobei sich überraschenderweise die gleichen hohen Eckfestigkeiten ergeben.

[0012] Zur Herstellung eines erfindungsgemäß aufgeschäumten Fensteroder Türprofils wird vorteilhaft das gleiche Verfahren angewendet, wie es für die Herstellung von aus ungeschäumtem Hart-PVC extrudierten Profilen bekannt ist, nämlich Aufschmelzen des Ansatzes in einem Extruder, Formung des Profils in einem Extrusionswerkzeug und anschließendes Kalibrieren zumindest der Außenkonturen in einem gekühlten Kaliber. Der Ansatz enthält zusätzlich zu dem Hart-PVC, üblichen Pigmenten, Stabilisatoren und ggf. Schlagzäh-Modifiern lediglich noch 0,2 bis 2 Gew.-% eines chemischen Treibmittels. Vorteilhaft wird als chemisches Treibmittel Azodicarbonamid, ggf. mit üblichen Beschleunigern oder die Zersetzungstemperatur des Azodicarbonamids beeinflussenden Zusätzen, eingesetzt.

[0013] Zweckmäßig erfolgt das Aufschäumen des Ansatzes noch im letzten Abschnitt der Extruderschnecke oder im Übergang zwischen Schnecke und dem Formwerkzeug. Das Aufschäumen sollte zumindest beim Verlassen des Werkzeuges weitestgehend erfolgt sein. Soweit das Material erst im Kaliber aufschäumt, ist ein maßhaltiges extrudieren der Stege nahezu unmöglich.

[0014] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Profils bzw. Verfahrens wird das Profil im Coextrusions-Verfahren aus zwei verschiedenen Ansätzen extrudiert. Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, den Kern des Profils, ggf. einschl. des inneren Teils der Außenwände, aus Recyclingmaterial zu extrudieren, während die äußere Schicht aus Frischmaterial gefertigt wird. Das Schäummittel wird in diesem Fall vorteilhaft nur im Kernansatz, beispielsweise dem Recyclat-Ansatz, eingesetzt. Grundsätzlich sind solche Coextrusions-Verfahren mit unterschiedlichen Ansätzen dem Fachmann bekannt. Im Bereich des Kalibers wird das Profil dabei vorteilhaft sowohl von außen als auch im Bereich der Innenkammern durch Einspritzen eines Luft/Wasser-Gemisches gekühlt. Auf diese Weise ergibt sich eine höhere Extrusionsleistung und eine größere Maßhaltigkeit der Innenkammern.

[0015] Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sowohl ein aus ungeschäumtem Material extrudiertes Profil als auch das erfindungsgemäß mit einem Schäumgrad zwischen 1,05 und 1,2 extrudierte Profil mit den selben Werkzeugen und Kalibern und bis auf das Aufschäumen mit den selben Verfahrensparametern hergestellt werden können.

[0016] Soweit zu große Mengen an Azodicarbonamid eingesetzt werden, die zu einem Schäumgrad größer als 1,2 führen, können die Innenstege ohne aufwendige zusätzliche Maßnahmen nicht mehr mit der notwendigen Maßhaltigkeit hergestellt werden, da durch das Aufschäumen der Stege deren Geradlinigkeit negativ beeinflußt wird. Zu geringe Mengen an Azodicarbonamid führen zu einer sehr geringen Aufschäumung, die keine merkliche Einsparung an PCV-Ansatz ergibt.

[0017] Das Treibmittel kann entweder in den Grundansatz homogen eingemischt und zusammen mit diesem dem Extruder zugeführt werden, das Schäummittel kann aber auch kontinuierlich unmittelbar in den Einfülltrichter des Extruders zugegeben werden.

[0018] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

[0019] Zur Herstellung eines Profilsystems, bestehend aus je einem geschäumten und einem ungeschäumten Flügel- und Blendrahmenprofil mit einer Wandstärke von 3,0 mm und einer Dichte von 1,45 g/cm³ wird folgender Ansatz verwendet:

Tabelle 1

Komponente	Menge in Gew.-%
PVC	76
Schlagzähmodifier	7
Stabilisator	6
Kreide	5
Titandioxid	6

[0020] Für den geschäumten Ansatz werden zusätzlich 0,6 Gew.-Teile Azodicarbonamid je 100 Gew.-Teile des Ansatzes zugegeben. Dieses führt zu einem Schäumgrad von 1,11 und einer Dichte von 1,31 g/cm³ bzw. einer Materialersparnis von ca. 11 %.

[0021] Die Ansätze für das ungeschäumte Profil und das geschäumte Profil unterscheiden sich somit nur durch den Zusatz von 0,6 Gew.-% eines Treibmittels Azodicabonamid. Beide Profile werden im selben Extruder mit einer Massetemperatur von 200 °C plastifiziert, im selben Werkzeug zu dem Profil gemäß Fig. 1 bzw. 2 geformt und im anschließenden Kaliber mit kombinierter Außen- und Innenkühlung kalibriert und dabei abgekühlt.

[0022] Die so hergestellten Profile in geschäumter/und ungeschäumter Ausführung sind bezüglich sämtlicher Außen- und Innenmaße im Rahmen der Fertigungstoleranzen gleich, so daß sämtliche Nebenprofile und sonstigen Zubehörteile zu beiden Profilen verwendet werden können. Die mechanischen Eigenschaften der geschäumten Profils sind nahezu gleich denen des ungeschäumten Profils, insbesondere ist die Eckfestigkeit nach dem Verschweißen im Rahmen der Meßgenauigkeit identisch mit der eines ungeschäumten Profils.

[0023] Ein Flügelrahmenprofil gemäß diesem Beispiel mit einem Schäumgrad von 1,11 wird dargestellt. Die Innenkammer dient zur Aufnahme eines Stahlverstärkungsprofils. Die Außenkonturen sowie die Konturen der Innenkammern einschl. der Verstärkungskammer sind genau gleich denen eines ungeschäumten Profils. Die Struktur des Hart-PVC-Materials ist mikroporös. Der Schäumgrad des Profils beträgt 1,11, so daß 11 Gew.-% Material weniger verbraucht werden als bei einem ungeschäumten Profil.

[0024] Ein Blendrahmen nach einer alternativen Ausführung der Erfindung wird dargestellt. Hier besteht ein Bereich aus Recyclingmaterial, dem 0,6 Gew.-% Azodicarbonamid zugefügt worden sind. Der Schäumgrad betrug 1,11. Der äußere Bereich des Profils ist aus ungeschäumtem Frischmaterial gleicher Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 coextrudiert.

[0025] Die Erfindung kann vorteilhaft sowohl für die sog. Hauptprofile für die Herstellung von Fenstern und Türen, d. h. insbesondere für Blendrahmenprofile, das Flügelprofile und die Kämpfer- oder Pfostenprofile, als auch für sog. Nebenprofile einschließlich Verbreiterungs-, Anschluß- und Verkleidungsprofile eingesetzt werden.

Ansprüche

1. Fenster- oder Türprofil mit mehreren durch Stege gebildeten Hohlkammern, bei dem die die Außenkontur bildenden Wände und die die Hohlkammern begrenzenden Stege jeweils eine Wandstärke unter 4 mm aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände und/oder Stege wenigstens teilweise aus geschäumtem Hart-PVC mit einem Schäumgrad zwischen 1,05 und 1,2 bestehen.

2. Profilsystem zur Herstellung von Fenstern und Türen umfassend wenigstens ein mehrere Hohlkammern aufweisendes Blendrahmen- und/oder Flügelprofil auf der Basis von ungeschäumtem Hart-PVC dadurch gekennzeichnet, daß das Profilsystem wenigstens ein weiteres Profil auf der Basis von geschäumtem Hart-PVC aufweist, wobei die Außen- und Innenkonturen des geschäumten Profils wenigstens weitgehend mit denen des ungeschäumten Profils übereinstimmen und der Schäumgrad des geschäumten Profils 1,05 bis 1,20 beträgt.

3. Verfahren zur Herstellung eines durch Stege gebildeten, Hohlkammern aufweisenden Profils für Fenster- und/oder Türen, bei dem ein Ansatz auf der Basis von Hart-PVC in einem Extruder aufgeschmolzen, in einem Extrusionswerkzeug zu dem Profil geformt, das Profil anschließend in einem Kaliber zumindest an seinen Außenkonturen kalibriert und dabei bis unter die Erstarrungstemperatur des Hart-PVC-Ansatzes abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz zwischen 0,2 und 2 Gew.-% eines chemischen Treibmittels enthält, das zu einem Schäumgrad zwischen 1,05 bis 1,20 führt.

Claims

1. Profile which is intended for a window or for a door and which has two or more chambers formed by fillets, and in which each of the walls forming the external shape and each of the fillets delimiting the chambers has a wall thickness below 4 mm, characterized in that the walls and/or fillets are at least to some extent composed of foamed rigid PVC with a degree of foaming of from 1.05 to 1.2.

2. Profile system for production of windows and doors encompassing at least one profile which is intended for a frame and/or for a casement and which has two or more chambers and which is based on unfoamed rigid PVC, characterized in that the profile system has at least one other profile based on foamed rigid PVC, where the external and internal shapes of the foamed profile are at least substantially the same as those of the unfoamed profile, and the degree of foaming of the foamed profile is from 1.05 to 1.20.

3. Process for producing a profile which is intended for windows and/or for doors and which has chambers formed by fillets, where a mixture based on rigid PVC is melted in an extruder, moulded in an extrusion die to give the profile, and the profile is then calibrated in a calibrator, at least with respect to its external shape, and is thereby cooled to below the solidifying point of the rigid PVC mixture, characterized in that the mixture comprises from 0.2 to 2% by weight of a chemical blowing agent which gives a degree of foaming of from 1.05 to 1.20.

Revendications

1. Profilé de fenêtre ou de porte comprenant plusieurs cavités constituées par des baguettes, dans lequel les parois constituant le contour extérieur et les baguettes délimitant les cavités présentent respectivement une épaisseur de paroi de moins de 4 mm, caractérisé en ce que les parois et/ou baguettes consistent du moins partiellement en mousse de PVC dur dont le degré de moussage se situe entre 1,05 et 1,2.

2. Système de profilés servant à la fabrication de fenêtres et portes comprenant au moins un profilé de châssis et/ou de battant présentant plusieurs cavités et à base de mousse de PVC dur, caractérisé en ce que le système de profilés présente au moins un autre profilé à base de mousse de PVC dur, les contours extérieurs et intérieurs du profilé en mousse coïncidant du moins dans une large mesure avec ceux du profilé non en mousse et le degré de moussage du profilé en mousse allant de 1,05 à 1,20.

3. Procédé de fabrication d'un profilé constitué par des baguettes et présentant des cavités pour fenêtres et/ou portes, dans lequel un épaulement à base de PVC dur est fondu dans une extrudeuse, moulé dans un outillage d'extrusion pour former le profilé, le profilé est ensuite calibré dans un calibre du moins sur ses contours extérieurs et est alors refroidi jusqu'en dessous de la température de solidification de l'épaulement en PVC dur, caractérisé en ce que l'épaulement contient de 0,2 à 2 % en poids d'agent moteur chimique permettant d'obtenir un degré de moussage allant de 1,05 à 1,20.