用于门、窗或立面构件的复合型材 |
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| 申请号 | CN201511035786.1 | 申请日 | 2015-10-29 | 公开(公告)号 | CN105672815B | 公开(公告)日 | 2019-06-04 |
| 申请人 | 许克国际两合公司; | 发明人 | M·菲舍尔; A·莱斯特纳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于 门 、窗或者立面构件的复合 型材 ，其具有第一金属型材和隔离桥接部，第一金属型材与一个或多个隔离桥接部相连，且隔离桥接部分别具有至少一个末端区段，每个隔离桥接部的至少一个末端区段伸入第一金属型材所构成的对应的槽中，所述槽由凸起部和桥接部构成，所述桥接部贴靠在金属丝的周向上，所述金属丝插入相应的隔离桥接部中，金属丝具有光滑的表面区段，相应的桥接部贴靠在光滑表面区段上，以便可滑动运动地固定隔离桥接部的末端区段，桥接部在金属丝的光滑表面区段上形成第一贴靠面，且金属丝的其余表面在隔离桥接部上形成第二贴靠面，通过装配这些构件所形成的贴靠面A1和A2的单位面积压 力 p的关系为pA1≥pA2。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于门(1)、窗或立面构件的复合型材(4)，所述复合型材具有 |
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| 说明书全文 | 用于门、窗或立面构件的复合型材技术领域[0001] 本发明涉及一种用于门、窗或立面构件的复合型材。 背景技术[0002] 上述类型的复合型材早已为人所知，并且很久以来就已成功使用。此类复合型材最重要的结构特征就在于复合材料的抗剪强度，就是说与隔离桥接部共同构成框架型材的局部型材在型材方向或纵向不会相对彼此滑移。 [0003] DE 29 37 454 C2描述了一种在金属的局部型材或壳与隔离桥接部之间具有形锁合连接的复合型材。这通过构成形锁合连接的金属嵌件实现，从而可防止纵向移动。可将此类连接称作抗剪的。 [0005] 为了由于排除天气情况造成的热影响引起的变形问题，EP 0 829 609 A2推荐了一种无剪切的复合材料。按照该专利文献所述，如此设计隔离桥接部与金属局部型材或壳之间的连接，从而可以实现沿纵向的移动。不仅在隔离桥接部与金属局部型材或壳之间，而且在这些部件组成的隔离桥接部(优选由塑料构成)的两个部分之间也能发生纵向移动。 [0006] 然而在复合型材的生产范畴中，例如烤漆时可能会出现热引起的复合型材变形，其主要是由于金属型材和通常由塑料制成的隔离桥接部所使用的材料的线膨胀系数不一样大。 [0008] 在此首先按照附图4A组装金属的局部型材和塑料构件，例如隔离桥接部区段或者隔离桥接部。通过将金属局部型材和塑料构件推合在一起，通过这两个部件上相应的几何上相对应的特征例如形成隔离桥接部区段或者隔离桥接部，以及通过成形工艺在金属局部型材和塑料构件之间形成最终装配，例如例如隔离桥接部区段或者隔离桥接部之间产生形锁合和力锁合连接。如此形成的复合型材是平坦的，并且没有变形。 [0009] 由于金属局部型材与塑料构件(例如隔离桥接部区段或者隔离桥接部)之间的形锁合和力锁合连接，通过尤其是对塑料构件的热的生产影响或者极端气候情况引起的加热导致复合型材出现应力。附图4B示出为复合型材如何因此而变形，这里是相对于图平面凸曲变形。 [0010] 附图4C所示为复合型材在达到并且保持极端温度之后的状态。通过热影响，塑料构件至少部分塑化，或者塑料构件开始蠕变，也就是会在热致变形导入到塑料构件中的荷载作用下发生变形。由此消除所形成的应力，并且因此重新解除金属局部型材和塑料构件之间的力锁合连接。由于塑料材料的线膨胀系数较高，塑料构件就会经历比金属局部型材更大的长度变化，从而使得塑料构件以相对运动沿着金属局部型材滑动。因此就可以消除复合型材的凸曲变形。 [0011] 附图4D示出为复合型材冷却到室温时的状态。塑料构件经冷却重新转变为固体状态，并且重新收缩-金属局部型材也是如此。然而由于这两个构件的线膨胀系数不同，收缩程度不同。因此在复合型材中形成应力，使得现在复合型材总体上凹曲变形，从而相应地在金属局部型材和塑料构件之间重新形成力锁合连接。 [0012] 附图4E所示为复合型材在冷却之后的状态。由于金属局部型材和塑料构件的变形程度不同，复合型材保持在不期望的变形状态。 [0013] 已知还有无剪切/抗剪复合型材的其它解决方案尤其可用来避免气候引起的膨胀，然而差强人意地消除上述问题，并且其设计结构相当复杂，且因此昂贵。 发明内容[0014] 因此，本发明的任务尤其是至少部分排除复合型材生产方面的上述问题，但也要排除气候引起复合型材变形的问题。 [0015] 为此，本发明提出一种用于门、窗或立面构件的复合型材，所述复合型材具有：a.第一金属型材和至少一个隔离桥接部，b.其中，所述第一金属型材在至少一个隔离桥接部区域中与一个或多个隔离桥接部连接，并且c.所述一个或多个隔离桥接部分别具有至少一个末端区段，d.其中，每个隔离桥接部的末端区段中的至少一个末端区段嵌入到第一金属型材所构成的对应的槽中，所述槽由凸起部和桥接部构成，e.所述桥接部贴靠在金属丝的周边上，所述金属丝插入相应的隔离桥接部中，其特征在于，f.金属丝具有光滑表面区段，相应的桥接部贴靠在该光滑表面区段上，以便可滑动运动地固定隔离桥接部的相应末端区段，g.所述桥接部在金属丝的光滑表面区段上形成第一贴靠面，并且金属丝的其余表面在隔离桥接部上形成第二贴靠面，h.并且通过装配第一金属型材与隔离桥接部和金属丝所形成的第一贴靠面和第二贴靠面的单位面积压力p的关系为pA1≥pA2。 [0016] 本发明还提出一种用于制造根据本发明的用于门、窗或立面构件的复合型材的方法，a.其中，将第一金属型材与至少一个隔离桥接部在至少一个隔离桥接部区域中连接，其中，一个或多个隔离桥接部分别具有至少一个末端区段，b.使得每个隔离桥接部的末端区段中的至少一个末端区段嵌入到第一金属型材所构成的对应的槽中，c.所述槽由凸起部和桥接部构成，特征在于d.桥接部贴靠在金属丝的周边上，所述金属丝插入相应的隔离桥接部中，e.其中，金属丝具有光滑表面区段，相应的桥接部贴靠在该光滑表面区段上，以便能滑动运动地固定隔离桥接部的相应末端区段，f.使得桥接部在金属丝的光滑表面区段上形成第一贴靠面，g.并且金属丝的其余表面在隔离桥接部上形成第二贴靠面，h.并且通过装配第一金属型材与隔离桥接部和金属丝所形成的第一贴靠面和第二贴靠面的单位面积压力p的关系为pA1≥pA2。 [0017] 本发明还提出一种窗、门或者立面构件，其外框和/或者扇框由外框横梁或扇框横梁组成，所述外框横梁或扇框横梁分别由根据本发明所述的复合型材制成。 [0018] 根据本发明的复合型材设置为，金属丝具有光滑的表面区段，相应的桥接部贴靠在该表面区段上，以便滑动运动地固定隔离桥接部的相应末端区段，所述桥接部在金属丝的光滑表面区段上形成第一贴靠面A1，并且金属丝的其余表面在隔离桥接部上形成第二贴靠面A2，通过装配这些构件所形成的贴靠面A1和A2的单位面积压力p的关系为pA1≥pA2。 [0019] 然后有利地在至少一个塑料构件(例如隔离桥接部区段或者隔离桥接部)的末端区段上提供滑动引导部，该滑动引导部不仅可避免通过生产影响引起复合型材变形，而且也可尽可能避免通过气候影响引起复合型材变形。 [0020] 在本发明的一种优选的实施方式中，按本发明的复合型材具有第一金属型材和至少一个第二金属型材，所述第一金属型材与第二金属型材在至少一个隔离桥接部区域中通过一个或者多个隔离桥接部相连。由此就能以有利的方式设计具有滑动引导部的隔热复合型材，以避免生产引起和气候条件引起的变形。 [0021] 在本发明的另一种优选的实施方式中，金属丝具有光滑的表面区段，相应的桥接部贴靠在该表面区段上，以便固定隔离桥接部的相应的末端区段。由此就能以简单进而有利的方式调整金属丝的光滑表面区段与桥接部之间的摩擦系数，从而形成具有规定滑动特性的滑动引导部。 [0022] 优选这样构成光滑表面区段，使其优选在金属丝的整个长度上延伸，然而仅仅在金属丝的一部分周长上延伸。光滑表面区段关于金属丝直径形成圆弦，所述圆弦优选具有10°至130°之间的圆心角，特别优选具有35°至120°之间的圆心角。由此能有利地以简单进而成本低廉的方式由具有结构化表面或者具有例如滚花的外表结构的常见金属丝，通过一种常见的加工方法制造光滑表面区段。 [0023] 优先选用磨削加工作为加工方式，因为磨削加工也能以连续运行方法作为大切深缓进给磨削(Vollschnittschleifen)是可能的，由此能以低廉成本和有利方式制造光滑表面区段。 [0024] 优选通过将第一金属型材与至少一个隔离桥接部在至少一个隔离桥接部区域中相连的方法制造复合型材，所述隔离桥接部分别具有至少一个末端区段，使得每个隔离桥接部的其中至少一个末端区段嵌入到由第一金属型材构成的对应的槽之中，其中，所述槽由凸起部和桥接部构成，其中，桥接部这样贴靠在金属丝的周边上，金属丝插入相应的隔离桥接部之中，其中，所述金属丝具有光滑表面区段，相应的桥接部贴靠在该表面区段上，以便滑动运动地固定隔离桥接部的相应末端区段，使得桥接部在金属丝的光滑表面区段上形成第一贴靠面A1，且金属丝的其余表面在隔离桥接部上形成第二贴靠面A2，并且贴靠面A1和A2通过装配第一金属型材与隔离桥接部和金属丝所形成的各单位面积压力p的关系为pA1≥pA2。 [0025] 本发明所述的方法简单而且成本低廉，因此有利地可整合到复合型材的生产过程中。 附图说明[0026] 附图所示均为本发明主题的实施例，且以下将对其进行详细描述。 [0027] 图1：由扇框和外框构成的门； [0028] 图2：扇框或外框型材的剖视图，框型材构成为按本发明的复合型材； [0029] 图3：按图2剖视图中按本发明的复合型材的隔离桥接部区段的局部放大图； [0030] 图4：现有技术的复合型材的示意图，根据相应的方法步骤展现了热的生产影响引起的现有技术复合型材的变形行为。 具体实施方式[0031] 图1所示为具有扇框2和外框3的门1，这理解为纯示例性的。除了附图1中所示的门1之外，本发明也可应用于窗或者其它建筑构件。 [0032] 通过竖直扇框横梁5、6与上方水平扇框横梁7角部相连，型材组合体就形成一个至少呈U形的框架。但也可以将框架构成为周向封闭的。该门1的外框3构成有侧面部分8、9，并且具有外框横梁10、11、12。可以将单个或者所有横梁构成为本发明所述的隔热复合型材4。 [0033] 在图2中示出本发明所述的复合型材4。该复合型材4可以作为用于门1、窗或者其它建筑构件的扇框2的部分用作扇框型材或者作为用于门1、窗或者其它建筑构件的外框3的部分用作外框型材，以下说明部分同样涉及扇框型材和外框型材。 [0034] 以下将(纯举例地)描述具有两个金属外侧型材13、14的复合型材4。复合型材4也可以构造有金属中间型材，这种情况下两个金属外侧型材13、14通过各一个隔离桥接部层与金属中间型材相互连接。替代地，其中一个外侧型材或者中间型材也可以由塑料制成。在另一种替代的实施方式中，塑料制成的外侧型材和/或者中间型材也可以是复合型材4的静力承载型材部分。 [0035] 复合型材4这里具有在此在其中形成至少一个空腔15的第一金属型材13以及同样也优选地在其中形成至少一个空腔16的第二金属型材14。金属型材13、14也可以替代地没有铸造的空腔15、16地实施或者具有多个空腔。 [0036] 第一金属型材13通过至少一个或多个第一隔离桥接部(这里平行定向)17与第二金属型材14相连。第一金属型材13和第二金属型材14之间的这些隔离桥接部17构成隔离桥接部区域或者隔离桥接部层。 [0037] 隔离桥接部17这里纯示例性地具有多个空腔35。但替代地，隔离桥接部17也可以没有空腔35，或者隔离桥接部17可以通过横向桥接部组合成一种上级的隔热型材。 [0038] 隔离桥接部17这里纯示例性地处于一个层面中。替代地，隔离桥接部17也可以分别垂直和/或者水平地相对彼此错开设置。同样可实现隔离桥接部17的对角定向。 [0039] 第一和第二金属外侧型材13和14优选制造成挤压铝型材。替代地，也可以用如钢的其它材料和/或者其它生产方法进行制造。隔离桥接部17用一种塑料材料制成，例如聚酰胺(PA66,PA6,PPA)、聚酯(PET,PBT)、聚烯烃(PP)或者聚氯乙烯(PVC)，从而分别实现金属型材13、14之间的在很大程度上的热隔离。 [0041] 这里较短的第一隔离桥接部区段17a具有包边凸起部18以及包边突出部19。而这里较长的第二隔离桥接部区段17b则具有一个具有对应横截面几何形状的槽20，使得包边凸起部18可以嵌入到槽20之中并且包边突出部19从槽20中引出。替代地，这里较短的第一隔离桥接部区段17a也可以具有槽20，并且这里较长的第二隔离桥接部区段17b可以具有包边凸起部18和包边突出部19。这样可形成第一滑动引导部。正交于复合型材横截面的第一滑动引导部中的抗剪强度可以但是不必趋向于零。 [0042] 这里较长的隔离桥接部区段17b分别带有通过卡扣连接22以形锁合方式固定在较长隔离桥接部区段17b上的隔热条21。隔热条21分别被设计成悬臂梁，使得隔热条21分别以一侧固定在这里相应较长的隔离桥接部区段17b上，并且没有其它支撑地伸入到空腔23之中，该空腔通过两个金属型材13、14的连接通过两个金属型材13、14之间的隔离桥接部17形成。 [0043] 优选地，隔离桥接部17的横截面设计成桥接件形状。隔离桥接部区段17a、17b在其背离第一滑动引导部的一侧各自具有增厚的末端区段24。在此优选地，每一个末端区段24均可嵌入到分别由其中一个金属型材13、14所构成的对应的槽25之中。相应的末端区段24优选具有梯形、三角形或楔形、L形或者矩形横截面。相应的槽25相应具有设有分别相对应的横截面的横截面。 [0044] 替代地，也可以在一件式的隔离桥接部17和其中一个金属型材13、14之间形成包边连接(这里没有示出)。在这种情况下，隔离桥接部17具有包边凸起部18以及包边突出部19，并且相应的金属型材13、14具有槽20。在这种情况下，隔离桥接部17在其背离第一滑动引导部的一侧具有增厚的末端区段24。优选地，在此，所述末端区段24嵌入到分别由其中一个金属型材13、14所构成的对应槽25之中。相应的末端区段24优选具有梯形、三角形或楔形、L形或者矩形横截面。相应的槽25相应具有分别设有相对应的横截面的横截面。 [0045] 为了在相应的末端区段24和相应的槽25之间获得抗剪的并且因此附加的力锁合连接，有利的是，通过成型方法将相应的末端区段24固定到相应的槽25之中。为此相应的金属型材13、14分别具有一个桥接部26，该桥接部在这里具有锤头形的横截面几何形状。通过成型方法使得相应的桥接部26在分别一个金属丝27、28上贴靠，并且与相应的金属型材13、14所形成的凸起部29共同作用，形成槽25，以及相对于坐标系沿x和y方向固定相应隔离桥接部17或隔离桥接部区段17a、17b的相应末端区段24。 [0046] 附图2中(这里纯示例性地)插入在较短的隔离桥接部区段17a中的金属丝27(这里同样纯示例性地)在其整个、因此关于其整个周向以及和关于其长度的表面上具有例如滚花样的外表结构，这可以提高金属丝表面和隔离桥接部区段17a的表面之间的摩擦系数，并且因此在型材方向(根据附图2中的坐标系为z方向)提高抗剪强度。这里较短的隔离桥接部区段17a以其末端区段24以形锁合和力锁合方式与槽25相连，从而产生尤其是也沿z方向(参考附图2中的坐标系)或者在正交于复合型材4横截面的方向的在这里较短的隔离桥接部区段17a和与其相邻的金属型材14之间的抗剪连接。 [0047] 插入在这里较长的隔离桥接部区段17b中的金属丝28在这里(纯示例性地)在涉及其周长和其长度的表面上同样具有例如滚花的外表结构。例外情况是表面区段30，具有锤头形几何形状的桥接部26通过成型过程紧贴到该表面区段上。 [0048] 在另一种实施方式中，其中，在隔离桥接部17和金属型材13、14之间形成第一滑动引导部，金属丝28以表面区段30在隔离桥接部的背离包边凸起部18或包边突出部19的一侧插入该隔离桥接部17中。 [0049] 该表面区段30与金属丝28的其余表面不同是光滑的。光滑在这里意味着表面区段30没有通过对此合适的生产方法产生的、故意施加的表面高度不平度(例如滚花)。 [0050] 表面区段30这样构成，使得其优选在金属丝28的整个长度上伸，然而仅仅在金属丝28的周长的一部分上延伸。表面区段30关于金属丝28的直径优选且有利地形成圆弦，所述圆弦优选具有10°与130°之间的圆心角，特别优选具有35°至120°之间的圆心角。 [0051] 例如通过加工具有例如滚花的外表结构的金属丝27，可制成金属丝28的表面区段30，其中，通过加工形成圆弦。通过相应选择的加工刀具的进刀尺寸产生圆弦的圆心角值。 所述加工优选是磨削加工。 [0052] 替代地，也可以使用具有D形横截面的金属丝半成品，通过相应的加工使其圆弧形圆周区段设有例如滚花样的外表结构。在另一种替代的实施方式中，也可以使用具有平躺8字形横截面几何形状的金属丝半成品，或者使用在光滑表面30处的圆周上具有刻槽的圆形金属丝半成品，通过相应的加工使其圆弧形圆周区段设有例如滚花样的外表结构。 [0053] 有利地，附加地也可以使用具有这种金属丝28的这里较短的隔离桥接部区段17a。特别有利的是，金属丝27、28中的至少一个具有光滑表面区段30的金属丝28，相应的桥接部 26贴靠到该光滑表面区段上，以便滑动运动地固定至少一个隔离桥接部区段17a、17b或隔离桥接部17的相应末端区段24。这样形成第二滑动引导部。按照干摩擦、固体摩擦或者库伦摩擦原理设计第二滑动引导部，从而首先必须克服限定的静摩擦，使得摩擦副相对彼此滑动。在此，该过程在粘滑(Stick-Slip)的意义上也可在滑动过程中多次进行。 [0054] 由此产生复合型材4，所述复合型材可以通过金属型材13、14中的一个和相应隔离桥接部17的低剪切或者无剪切连接补偿温度引起的变形，尤其是基于复合型材的生产影响所引起的变形。 [0055] 第一金属型材13在相应对置的各侧具有向外伸出的桥接部31和32，其中，端侧地在桥接部31上设置有用来容纳密封件的槽33，并且在桥接部32上设置有用来容纳密封件的另一个槽34。 [0056] 附图3所示为隔离桥接部区段17a的局部放大图。可以清楚看出，具有锤头形横截面几何形状的桥接部26在成型过程完成之后贴靠在金属丝28的光滑表面区段30上并且与隔离桥接部区段17a在这里形成第二滑动引导部。 [0057] 除此之外，还可清楚看出地示出具有锤头形横截面几何形状的桥接部26贴靠在金属丝28的光滑表面区段30上的贴靠面A1与金属丝28的其余表面贴靠到相邻接构件(这里是隔离桥接部区段17a)上贴靠面A2之间的几何比例。 [0058] 事实表明，pA1≥pA2的贴靠面A1或A2上的单位面积压力 p的压力值关系是特别有利的。就此而言，这里提供的第二滑动引导部尤其用来消除生产影响和气候影响产生的应力或不期望的变形。与以上所述的具有包边连接的第一滑动引导部的不同，在所述第二滑动引导部中——相应三个不同的功能载体，这里是具有锤头形横截面几何形状的桥接部26、具有光滑表面区段30的金属丝28以及隔离桥接部区段17a——共同作用。第二滑动引导部的功能载体26、28、17a可以分别由不同的材料制成，所述功能载体 26、28、17a中的至少一个由塑料材料制成，并且至少另一个功能载体26、28、17a由一种金属材料制成。 [0059] 通过相应选择具有锤头形横截面几何形状的桥接部26的摩擦系数μ和/或者具有锤头形横截面几何形状的桥接部26在金属丝28的光滑表面区段30上的压紧力，就可以调整第二滑动引导部的相应摩擦副的滑动特性，这里指的是具有锤头形横截面几何形状的桥接部26在金属丝28的光滑表面区段30上的贴靠面A2和金属丝28的其余表面在隔离桥接部区段17a上的贴靠面A2的滑动特性。 [0060] 附图标记列表 [0061] 1 门 [0062] 2 扇框 [0063] 3 外框 [0064] 4 复合型材 [0065] 5 扇框横梁 [0066] 6 扇框横梁 [0067] 7 扇框横梁 [0068] 8 侧面部分 [0069] 9 侧面部分 [0070] 10 外框横梁 [0071] 11 外框横梁 [0072] 12 外框横梁 [0073] 13 金属型材 [0074] 14 金属型材 [0075] 15 空腔 [0076] 16 空腔 [0077] 17 隔离桥接部 [0078] 17a,17b 隔离桥接部区段 [0079] 18 包边凸起部 [0080] 19 包边突出部 [0081] 20 槽 [0082] 21 隔热条 [0083] 22 卡扣连接 [0084] 23 空腔 [0085] 24 末端区段 [0086] 25 槽 [0087] 26 桥接部 [0088] 27 金属丝 [0089] 28 金属丝 [0090] 29 凸起部 [0091] 30 表面区段 [0092] 31 桥接部 [0093] 32 桥接部 [0094] 33 槽 [0095] 34 槽 [0096] 35 空腔 |
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