Rahmen-Baugruppe sowie Rahmenprofil hierfür

Die Erfindung betrifft eine Rahmen-Baugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Rahmenprofil hierfür.

Eine gattungsgemäße Rahmen-Baugruppe mit Rahmenprofilen ist bekannt aus der DE 20 2005 001 073 U1. Dort werden zur Verstärkung des Profilrahmens Armierungskomponenten in Form zusätzlicher Zwischenwände in den Profilrahmen aufbauenden Hohlkammer-Rahmenprofilen eingesetzt. Hierdurch soll es möglich sein, metallische Armierungsprofile, die als Armierungskomponenten ebenfalls bekannt sind, zu ersetzen.

Kundenseitig werden verstärkt derartige, eingeklebte Isolierverglasungen aufweisende Profilrahmen mit eingefärbten Sichtseiten nachgefragt. Derartige Profilrahmen haben, da sie nicht mehr weiß sind, eine stärkere Strahlungsabsorption als die herkömmlichen weißen Profilrahmen zur Folge. Bei einem typischen Jahreszyklus, den eine derartige Rahmen- Baugruppe z. B. beim Einsatz als Fensterrahmen durchläuft, treten bei den eingefärbten Profilrahmen hohe Temperaturdifferenzen zwischen der Jahres-Minimal- und der Jahres- Maximaltemperatur auf. Die hohen Temperaturdifferenzen führen zur Gefahr eines Rahmenverzuges, sodass eine Armierung des Rahmens unerlässlich ist. Die Armierung durch zusätzliche Zwischenwände hat sich als zur Lösung dieses Problems nicht geeignet herausgestellt, da durch die Zwischenwände insbesondere unerwünschte zusätzliche Wärme- brücken im Profilrahmen entstehen, was den Wärmedurchgangskoeffizienten durch den Profilrahmen unerwünscht erhöht. Ein gleichzeitiges Problem der eingangs erwähnten, gattungsgemäßen Rahmen-Baugruppe ist der hohe Klebstoffbedarf zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung des Profilrahmens mit der Isolierverglasung.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rahmen-Baugruppe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auf zusätzliche Armierungskomponenten verzichtet werden kann, wobei gleichzeitig der Klebstoffbedarf zur stoffschlüssigen Verbindung des Flächentragelements mit dem Profilrahmen im Vergleich zum Stand der Technik verringert ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Rahmen-Baugruppe mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Faserverstärkung/Faserversteifung mindestens der die Klebefuge begrenzenden Begrenzungswand, der Einfachheit halber des gesamten die Begrenzungswand aufweisenden Rahmenprofils, sowohl das Armierungsproblem beseitigt, als auch die einzusetzende Klebstoffmenge reduziert. Dabei hat sich entgegen mancher Vorurteile in der Fachwelt herausgestellt, dass es sehr wohl möglich ist, faserver- stärkte/faserversteifte Kunststoffmaterialien bereit zu stellen, die eingefärbt werden können. Die Faserverstärkung/Faserversteifung führt zu einer Erhöhung der Rahmenstabilität, so- dass auf zusätzliche Armierungskomponenten verzichtet werden kann. Durch die Faserverstärkung/Faserversteifung ergibt sich zudem eine Annäherung des Wärmeausdehnungskoeffizienten der die Klebefuge begrenzenden Begrenzungswand an den Wärmeausdeh- nungskoeffizienten des Flächentragelements. Dies erlaubt den Einsatz einer Klebefuge mit im Vergleich zum Stand der Technik geringerer Stärke, da nur geringe Differenzen in der Wärmeausdehnung über die zwischenliegende Klebstoffraupe ausgeglichen werden müssen. Dies gilt insbesondere auch bei eingefärbten Profilrahmen mit hoher Strahlungsabsorption und entsprechend hohen Temperaturdifferenzen im Jahreszyklus. Bevorzugt wird ein Klebstoff eingesetzt, dessen Dehnverhalten den Ausgleich von Differenzen zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der die Klebefuge begrenzenden Begrenzungswand und dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Flächentragelements über eine möglichst geringe maximale Klebstoffstärke zulässt. Prinzipiell reicht es aus, wenn nur die Begrenzungswand, die die Klebefuge begrenzt, bzw. das Rahmenprofil, welches diese Begren- zungswand aufweist, faserverstärkt/faserversteift ist. Alternativ kann auch der gesamte Profilrahmen aus faserverstärktem/faserversteiftem Kunststoff bestehen. Die Klebefuge kann von einer seitlichen Begrenzungswand des Aufnahmeabschnitts begrenzt sein, also in einem überschlagsabschnitt des Profilrahmens vorliegen, oder von der unteren Begrenzungswand des Aufnahmeabschnitts begrenzt sein, also in einem Falzgrundbereich des Aufnahmeabschnitts vorliegen.

Eine maximale Stärke der Klebefuge nach Anspruch 2 hat sich zum Ausgleich thermisch bedingter Toleranzen als ausreichend herausgestellt und ermöglicht einen besonders sparsamen Klebstoffauftrag. Eine Armierung nach Anspruch 3 hat sich insbesondere zum Einsatz in extrudierten Rahmenprofilen bewährt.

Materialien für den Profilrahmen nach Anspruch 4 eignen sich besonders gut zur Faserverstärkung/Faserversteifung.

Ein Material nach Anspruch 5 gewährleistet eine gute Oberflächenqualität, welche ein nachträgliches Einfärben des Profilrahmens begünstigt. Ein K-Wert zwischen 50 und 60 ermöglicht eine optimale Einbettung der Fasern des faserverstärkten/faserversteiften Kunststoffes, was insbesondere eine Eckverschweißung des Profilrahmens erleichtert.

Ein Glasfaseranteil nach Anspruch 6 ermöglicht eine gute Verschweißbarkeit entsprechender Rahmenprofile insbesondere zur Herstellung von Eckverschweißungen bei einem eckigen, insbesondere bei einem rechteckigen Profilrahmen. Insbesondere sind bei Eckverschweißungen von Profilrahmen mit derartigen Glasfaseranteilen ausreichende Eckfestigkeiten gemäß EN 12 608 erzielbar. Auch die erforderliche Steifigkeit des den Profilrahmen aufbauenden Rahmenprofils wird erreicht.

Faserlängen nach Anspruch 7 bieten einen guten Kompromiss zwischen guter Verschweißbarkeit der Rahmenprofile, wozu die Faserlängen möglichst kurz sein sollten, und Stabilität der Rahmenprofile, wozu die Faserlängen möglichst lang sein sollten.

Fasern nach Anspruch 8 ermöglichen eine gute Verschweißbarkeit von eine entsprechende Faserverstärkung/Faserversteifung aufweisenden Rahmenprofilen auch bei höheren Faseranteilen als 15 Gew.-%. Insbesondere können organische thermoplastische Kunstfasern eingesetzt werden. Diese Fasern weisen aufgrund der Orientierung der Makromoleküle deutlich höhere Festigkeitseigenschaften auf, als beispielsweise Bauteile, die durch Extru- sion hergestellt werden. Als Fasern kommen insbesondere thermoplastische Kunststoffe mit einer Erweichungstemperatur in Frage, die größer ist als 85 °C.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rahmenprofil zum Aufbau eines Profilrah- mens für eine erfindungsgemäße Rahmen-Baugruppe zu schaffen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Rahmenprofil mit den im Anspruch 9 angegebenen Merkmalen.

Die Vorteile dieses Rahmenprofils entsprechen denjenigen, die vorstehend schon im Zu- sammenhang mit der erfindungsgemäßen Rahmen-Baugruppe erläutert wurden.

Eine Beschichtung nach Anspruch 10 reduziert die Anforderungen des Materials des unbeschichteten Rahmenprofils, was die Schlagzähigkeit und gegebenenfalls auch die Oberflächenqualität zur nachfolgenden Einfärbung angeht. Materialbeispiele für die Beschichtung sind PBT, ASA und SB.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine gebrochen dargestellte Rahmen- Baugruppe mit einem Kunststoff-Profilrahmen im Querschnitt, der mit einem Flächentrag- element in Form einer Isolierverglasung verklebt ist.

Dargestellt ist in der Figur ein Schnitt durch einen gebrochen dargestellten Teil eines Fensterflügels 1. Dieser weist als Flächentragelement eine Isolierverglasung 2 mit zwei miteinander verbundenen Glasscheiben 3, 4 auf. Die Verbindung der Glasscheiben 3, 4 erfolgt im in der Figur dargestellten Randbereich der Isolierverglasung 2 über ein Verbindungs- Profilelement 5.

Die Stirnseitenbereiche der Isolierverglasung 2 werden von einem umlaufenden Profilrahmen 6 aus Kunststoff umgeben, der im Schnitt der Figur nur teilweise dargestellt ist. Ein Haupt-Profilelement 7 und ein auch als Glasleiste bezeichnetes Zusatz-Profilelement 8 des Profilrahmens 6 begrenzen im Wesentlichen U-förmig einen Aufnahmeabschnitt 9 für den Stirnseitenbereich der Isolierverglasung 2. Der U-förmige Aufnahmeabschnitt 9 des Profilrahmens 6 wird auch als Profilfalz bezeichnet. Diejenigen Abschnitte des Profilrahmens 6, die vom Falzgrundbereich aus über die Isolierverglasung 2 überstehen, werden auch als Flügelüberschlagsabschnitte des Profilrahmens 6 bezeichnet. Die als Hohlkammer- Rahmenprofile ausgebildeten Profilelemente 7, 8 sind aus faserverstärktem / faserversteiftem Kunststoff durch Extrusion hergestellt. Diese Faserverstärkung/Faserversteifung stellt die ausschließliche Armierung des Profilrahmens 6 dar. Der Profilrahmen 6 weist also keine zusätzlichen Armierungskomponenten, z. B. in Form metallischer Armierungsprofile, auf. Bei der dargestellten Ausführung sind die Profilelemente 7, 8 aus glasfaserverstärktem, hochschlagzähem PVC gefertigt. Dieses PVC hat einen seine Fließeigenschaften, also insbesondere seine Schmelzviskosität, beschreibenden K-Wert zwischen 50 und 60. Dieser K-Wert kann in die Grenzviskosität des PVC mittels folgender Beziehung umgerechnet werden:

[rj] = 2,303 x (75 k ² + k) mit K-Wert = 1000 k

Die Profilelemente 7, 8 haben einen Glasfaseranteil von höchstens 25 Gew.-%, bevorzugt höchstens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt höchstens 15 Gew.-%, mit einer Länge der einzelnen Glasfasern zwischen 1 und 3 mm.

Die Sichtseiten der Profilelemente 7, 8 weisen aufgespritzte Beschichtungen 10 aus einem faserfreien, hochschlagzähen Kunststoffmaterial auf. Die Beschichtungen 10 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus PBT (Polybutylenterephthalat). Alternativ können die Beschichtungen 10 auch aus ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylester) oder SB (Styrol-Butadien) sein.

Am Zusatz-Profilelement 8 sind zwei parallel zueinander verlaufende elastische Dichtlippen 11 , 12 anextrudiert, deren freie Enden an der ihnen zugewandten Wand des Stirnseitenbereichs der inneren Glasscheibe 4 anliegen. Den Dichtlippen 11 , 12 gegenüber liegt an der im vormontierten Zustand des Fensterflügels 1 wetterseitigen Wand der äußeren Glasscheibe 3 ein Dichtprofil 13 über zueinander parallele und beabstandete Auflageabschnitte an. Benachbarte dieser drei Auflageabschnitte begrenzen zwischen sich insgesamt zwei Dichthohlräume. über eine doppelte Nut-Feder-Verbindung 14 ist das Dichtprofil 13 formschlüssig in einen Rastabschnitt 15 des Haupt-Profilelements 7 eingeclipst. Das Dichtprofil 13 dient insbesondere dazu, das Haupt-Profilelement 7 schlagregendicht gegen die Isolier- verglasung 2 abzudichten.

Statisch wird die Isolierverglasung 2 über im Aufnahmeraum 9 angeordnete und in der Figur nicht dargestellte Klotzelemente getragen. Insbesondere zur Aufnahme dynamischer Lasten, wie z. B. Wind-, Regen- oder Schneelasten, und zur Aufnahme thermischer Längenänderungen ist die Isolierverglasung 2 mit dem Profilrahmen 6 verklebt. Hierzu liegt eine Klebstoff raupe 16 zur stoffschlüssigen Verbindung der Isolierverglasung 2 mit dem Profilrahmen 6 in einer Klebefuge 17. Letztere ist in der Figur unterhalb des Dichtprofils 13 angeordnet und ist begrenzt einerseits von einer in der Figur linken Begrenzungswand 18 des Aufnahmeabschnitts 9 und andererseits von der wetterseitigen Wand der Glasscheibe 3 der Isolierverglasung 2. Wie das gesamte Haupt-Profilelement 7 ist auch die Begrenzungswand 18 aus faserverstärktem/faserversteiftem Kunststoff. Die Klebefuge 17 hat zwischen der Begrenzungswand 18 des Profilrahmens 6 und der Glasscheibe 3 der Isolierverglasung 2 eine maximale Stärke von 5 mm. Auch geringere maximale Stärken, z. B. eine maximale Stärke von 3 mm oder sogar nur von 2 mm, sind möglich.

Bei optimaler Anpassung der Wärmeausdehnungskoeffizienten der Komponenten, die die Klebefuge 17 begrenzen, und des Dehnverhaltens des Klebstoffs ist sogar eine noch geringere maximale Stärke der Klebefuge möglich.

In der Figur ist die Stärke S der Klebefuge 17 übertrieben groß dargestellt. Tatsächlich ist die Klebefuge 17 nur etwa ein Fünftel so stark wie sich aus der Figur ergibt. Diese Verringerung der Stärke S der Klebefuge 17 ist Resultat des relativ geringen Unterschiedes zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials der Begrenzungswand 18 einerseits und der Glasscheibe 3 andererseits. Dieser Unterschied beträgt etwa ein Fünftel des Unterschiedes zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten eines unverstärkten PVC-Materials und des Glases der Glasscheibe 3.

Die Klebefuge 17 kann auch an anderer Stelle im Aufnahmeabschnitt 9 untergebracht sein, z. B. zwischen einer in der Figur unteren Begrenzungswand 19 und der Isolierverglasung 2. Für die Stärke einer derartigen alternativen Klebefuge gilt, was vorstehend zur Stärke der Klebefuge 17 ausgeführt wurde.

Aufgrund der verringerten Stärke S der Klebefuge 17 ergibt sich ein entsprechend verringerter Klebstoffbedarf zur stoffschlüssigen Verbindung des Profilrahmens 6 mit der Isolierverglasung 2.

Alternative Materialien für den faserverstärkten/faserversteiften Profilrahmen 6 sind ABS (Acrynitril/Butadien/Styrol), ASA (Acrylnitril/Styrol/Acrylester) und SB (Styrol/Butadien). Diese Copolymere eignen sich gut zur Faserverstärkung/Faserversteifung und zur Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Profilrahmens 6 an den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Glasscheiben einer Isolierverglasung.

Die Faserverstärkung/Faserversteifung der faserverstärkten/faserversteiften Komponenten des Profilrahmens 6, also der Armierungskomponenten von diesem, kann alternativ zu Glasfasern auch durch organische Fasern auf Polymerbasis, insbesondere aus PAN (Pro- lyacrylnitril) erfolgen. Mit derartigen Fasern ist auch ein höherer Faseranteil als 15 oder 20 Gew.-% möglich. Trotz dieses höheren Faseranteils bleibt eine gute Verschweißbarkeit des Materials erhalten.

- Patentansprüche -