PL210907B1 - Element usztywniający profilu z tworzywa sztucznego - Google Patents

Description

(21) Numer zgłoszenia: 379414 (51) Int.Cl.

E06B 3/263 (2006.01) E06B 3/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 07.04.2006 (54)

Element usztywniający profilu z tworzywa sztucznego

	(73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	SARNA SZYMON, Słupsk, PL
15.10.2007 BUP 21/07	(72) Twórca(y) wynalazku:
	SZYMON SARNA, Słupsk, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.03.2012 WUP 03/12	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Jacek Czabajski

PL 210 907 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest element usztywniający profilu z tworzywa sztucznego, znajdującego zastosowanie w konstrukcji okien lub drzwi przeszklonych, zwłaszcza okien lub drzwi z tworzyw sztucznych.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony na przykładzie profili konstrukcyjnych ram lub skrzydeł okiennych z tworzyw sztucznych, takich jak na przykład profile z PCV. Jednak przedmiot wynalazku może znaleźć zastosowanie również jako element usztywniający profili konstrukcyjnych skrzydeł lub ram innych wyrobów, na przykład drzwi z PCV.

Okno z tworzywa sztucznego, zwłaszcza okno zespolone, stanowi zwykle płaską konstrukcję przestrzenną w postaci ramy wykonanej z połączonych odcinków wzdłużnego profilu, zwykle profilu zamkniętego. Profil jednego rodzaju stanowi materiał wyjściowy do konstrukcji skrzydła okna, natomiast profil innego rodzaju stanowi materiał wyjściowy do konstrukcji ościeżnicy tego okna. Profile skrzydła i ościeżnicy mają kształt wzajemnie się dopełniający na krawędziach styku skrzydła z ościeżnicą. Wewnątrz profilu ukształtowane są wzdłużne, zamknięte komory, będące wzmocnieniem konstrukcji profilu z tworzywa sztucznego, a jednocześnie spełniające funkcję dodatkowej izolacji termicznej skrzydła lub ościeżnicy okna. Te wzdłużne komory wydzielone są wewnątrz profilu skrzydła lub ościeżnicy wzdłużnymi przegrodami. Z tego punktu widzenia wyróżniamy profile 3-komorowe, 4-komorowe, 5-komorowe, a nawet profile o wyższej ilości komór.

Dodawanie kolejnych komór w konstrukcji profilu, poza zwiększeniem gabarytów profilu i co za tym idzie zwiększeniem wytrzymałości mechanicznej, pozwala uzyskać wyższą izolacyjność cieplną ramy skrzydła i ościeżnicy. Te właśnie elementy oraz uszczelnienie krawędzi styku skrzydła i ościeżnicy decydują o właściwościach cieplnych całości okna. Technologia wytwarzania szyb zespolonych pozwoliła na uzyskanie szyb o lepszych własnościach cieplnych niż reszta elementów składowych okna. Dlatego w konstrukcji profili skrzydła i ościeżnicy oraz na krawędzi ich styku należy obecnie poszukiwać mostków termicznych eliminowanych na przykład przez dodawanie kolejnych komór wewnątrz wymienionych profili konstrukcyjnych.

W rozwiązaniu przedstawionym w angielskim opisie patentowym nr GB 2 535 317 pokazano profil wytłaczany ramy okiennej lub drzwiowej ze wzmocnieniami w postaci wydzielonych wewnątrz pięciu wzdłużnych komór. Tego rodzaju konstrukcja przyczynia się do wzrostu izolacyjności i wytrzymałości mechanicznej profilu.

Kolejnym jednak problemem w konstrukcji okna jest wytrzymałość mechaniczna ramy skrzydła i ościeżnicy. Ciężar skrzydła okna zespolonego osiąga nierzadko 100 kg. Nawet rama skrzydła z wielokomorowego profilu z tworzywa sztucznego nie wytrzymuje takiego obciążenia.

Wewnątrz profili stosuje się elementy usztywniające, usytuowane wewnątrz jednej z komór. Taki wzdłużny element usztywniający usytuowany jest wewnątrz przewidzianej dla tego celu komory, na całej długości poszczególnych elementów ramy skrzydła lub ościeżnicy okna. Znany element usztywniający stanowi kształtownik najczęściej o profilu zamkniętym lub o profilu otwartym lub półzamkniętym. Znane są również elementy usztywniające do tego celu, o przekroju w kształcie litery U lub o przekroju w kształcie litery C.

Tego rodzaju znane rozwiązanie pokazano w angielskim opisie patentowym nr GB 2 300 212. Według tego rozwiązania element wzmacniający ramy okiennej jest uformowany z taśmy stalowej o równoległych krawędziach. Krawędzie są tu zagięte, tworząc kształtownik o profilu zamkniętym. Krawędzie boczne są tu załamane dla zapobieżenia otwarciu kształtownika, dla wzmocnienia jego konstrukcji oraz uzyskania większej sztywności. Tak przygotowany kształtownik wsuwany jest w komorę profilu ramy okiennej.

Kolejne znane tego rodzaju rozwiązanie pokazano w angielskim opisie patentowym nr GB 2 294 493. W tym znanym rozwiązaniu został przedstawiony element usztywniający profilu ramy okiennej w postaci pustej wewną trz belki metalowej. Pokazana tu belka wzmacniająca stanowi kształ townik zamknięty o przekroju zbliżonym do prostokąta. Jednakże w profilu ramy skrzydła okna ten kształtownik wyposażony jest w boczną wzdłużną półkę, zawierającą wybrania dla przeprowadzenia w nich elementów mechanizmu zamykania okna. Natomiast w profilu ościeżnicy kształtownik metalowy nie posiada bocznej wzdłużnej półki. Na rysunku pokazano tu usytuowanie obu elementów usztywniających wewnątrz komór profilu ramy okna.

Dalszym rozwinięciem znanych konstrukcji wzmocnień profili ram okiennych jest zastosowanie materiałów kompozytowych, na przykład żywic poliestrowo-szklanych oraz włókien i mat z włókna szklaPL 210 907 B1 nego, dla wytworzenia opisanych elementów usztywniających. Tego rodzaju znane rozwiązanie przedstawiono w opisie wzoru użytkowego nr PL 60933. Według tego znanego rozwiązania, element stolarki budowlanej stanowi monolityczna kształtka o profilu zamkniętym z kompozycji poliestrowo-szklanej.

Kolejne znane rozwiązanie przedstawiono w opisie patentowym PL P-356231. W tym znanym rozwiązaniu pokazano profile kształtowe zwłaszcza do drzwi, okien i tym podobnych, wyposażone we wzmocnienia w postaci elementów usztywniających, wykonanych z kompozytu. W tym rozwiązaniu pokazano element usztywniający profil ramy ościeżnicy w postaci kształtownika zamkniętego. Szczególną zaletą elementów usztywniających wykonanych z kompozytów, jest ich praktyczna niewrażliwość na zmiany temperaturowe. Jest to również materiał cieplejszy niż stal czy aluminium.

Jednakże pusty wewnątrz element usztywniający wykonany z metalu lub z kompozytu, stanowić może mostek cieplny w konstrukcji profilu ramy okna. Dla likwidacji tego źródła ubytku ciepła, w szeregu znanych rozwiązaniach, zastosowano piankowe wypełnienie kształtowników usztywniających metalowych lub kompozytowych.

Celem wynalazku jest opracowanie nowej konstrukcji kształtownika usztywniającego profil ramy okna, o lepszych własnościach izolacyjnych.

Element usztywniający profilu z tworzywa sztucznego, stanowi wzdłużny kształtownik wypełniony materiałem spienionym, usytuowany w komorze zbrojeniowej tego profilu. Korpus elementu usztywniającego stanowi kształtownik otwarty, posiadający wzdłużną szczelinę.

Według wynalazku, element usztywniający charakteryzuje się tym, że miejscu tej wzdłużnej szczeliny w ścianie korpusu kształtownika powierzchnia materiału spienionego przylega bezpośrednio do powierzchni elementu wewnętrznego komory zbrojeniowej profilu z tworzywa sztucznego. W jednym przypadku tym elementem wewnętrznym może być ściana wewnętrzna komory zbrojeniowej, zaś w innym przypadku tym elementem wewnętrznym może być wzdłużne żebro lub żebra komory zbrojeniowej.

W innym korzystnym rozwiązaniu ten materiał spieniony styka się bezpośrednio ze ścianą wrębu okuciowego w profilu z tworzywa sztucznego. Wewnątrz tego wzdłużnego wrębu okuciowego w profilu, prowadzona jest listwa przesuwna z elementami zamykającymi i/lub ryglującymi skrzydło okienne.

Korpus kształtownika w innym korzystnym rozwiązaniu stanowi konstrukcję przestrzenną z laminatu poliestrowo-szklanego. Korpus ten stanowić może kształtownik półzamknięty, kształtownik o przekroju poprzecznym w kształcie litery U, lub kształtownik o przekroju poprzecznym w kształcie litery C. Nie wyklucza to wykonania korpusu elementu usztywniającego z kształtownika nie będącego kształtownikiem zamkniętym, o innych formach przekroju poprzecznego.

Materiał spieniony wypełniający korpus elementu usztywniającego stanowi w korzystnej postaci wynalazku, pianka poliuretanowa. Ten materiał spieniony wypełnia całą objętość korpusu kształtownika na całej jego długości, przy czym korzystnie wypełnia również wzdłużną szczelinę w ścianie tego kształtownika. W innej postaci rozwiązania według wynalazku, kształtownik korpusu elementu usztywniającego pozbawiony może być jednej ze ścian, tworząc formę litery „U” lub litery „C”, co nie wyklucza innych form takiego kształtownika otwartego. Wówczas materiał spieniony wypełnia taki korpus elementu usztywniającego do poziomu krawędzi ścian bocznych. Nie wyklucza to przypadku gdy materiał spieniony wypełnia tego rodzaju kształtownik na całej długości nie całkowicie i w to wolne miejsce wpasowuje się odpowiedni element profilu z tworzywa sztucznego. W tego rodzaju odmianie rozwiązania według wynalazku, materiał spieniony wypełnia korzystnie od 50% do 70% objętości korpusu kształtownika. Ten stopień wypełnienia jest korzystnie równomierny na całej długości tego korpusu elementu usztywniającego.

W rozwiązaniu według wynalazku powierzchnia materiału spienionego przylega na całej długości elementu usztywniającego do powierzchni jednego z elementów komory zbrojeniowej. Tym elementem komory zbrojeniowej jest wewnętrzna powierzchnia ściany, lub krawędź żebra tej komory lub ściana wrębu okuciowego.

Nieoczekiwanie okazało się, że ten kontakt materiału spienionego z elementem komory zbrojeniowej, na całej długości profilu, pozwala uzyskać znacznie lepsze parametry cieplne profilu. Dalsze badania wykazały, że nastąpiło ograniczenie migracji zimnego powietrza wokół elementu usztywniającego, który w znanych rozwiązaniach ma wszystkie ściany zewnętrzne o dużej twardości, gdzie niełatwe jest wyeliminowanie szczelin pomiędzy elementem usztywniającym a elementami wewnętrznymi komory zbrojeniowej profilu z tworzywa sztucznego. Materiał spieniony, bardziej miękki od materiału korpusu z tworzywa sztucznego, lepiej dolega do elementów wewnętrznych komory zbrojeniowej, i okazało się że w znacznym stopniu eliminuje niekorzystne zjawisko migracji zimnego powietrza w komorze zbrojeniowej, wokół tego elementu usztywniającego.

PL 210 907 B1

Przedmiot wynalazku pokazany został w przykładach wykonania na załączonych rysunkach, na których poszczególne figury przedstawiają:

Figura 1 - profil skrzydła i ościeżnicy okna w przekroju.

Figura 2 - przekrój korpusu elementu usztywniającego.

Figura 3 - przekrój korpusu elementu usztywniającego w innym przykładzie wykonania.

Figura 4 - przekrój korpusu półzamkniętego elementu usztywniającego.

Figura 5 - przekrój korpusu półzamkniętego elementu usztywniającego w innym przykładzie wykonania.

Figura 6 - przekrój korpusu otwartego elementu usztywniającego.

Figura 7 - przekrój korpusu otwartego elementu usztywniającego w innym przykładzie wykonania.

Element usztywniający 1 profilu z tworzywa sztucznego, stanowi wzdłużny kształtownik wypełniony materiałem spienionym 2. Ten kształtownik usytuowany jest w komorze zbrojeniowej 3 profilu. Na załączonym rysunku fig. 1 pokazano element usztywniający 1 w zastosowaniu do profili skrzydła 4 okna oraz ościeżnicy 5.

Jak to pokazano na załączonym rysunku fig. 1, fig. 2, fig. 6 oraz fig. 7, korpus 6 elementu usztywniającego 1 stanowi kształtownik otwarty, pozbawiony jednej ze ścian, lub jak to pokazano na rysunku fig. 2 oraz fig. 3, pozbawiony części jednej ze ścian. W innych przykładach wykonania, pokazanych na rysunku fig. 4 oraz fig. 5, korpus 6 elementu usztywniającego stanowi kształtownik półzamknięty i posiada wzdłużną szczelinę 7. Nie wyklucza to innych przykładów wykonania wymienionego korpusu 6 niż pokazane na załączonych rysunkach.

W miejscu wzdłużnej szczeliny 7 w ścianie korpusu 6 elementu usztywniającego, powierzchnia materiału spienionego 2 przylega bezpośrednio do powierzchni jednego z elementów wewnętrznych komory zbrojeniowej 3 profilu z tworzywa sztucznego. W przykładzie wykonania pokazanym na rysunku fig. 1, tym elementem wewnętrznym jest ściana wewnętrzna komory zbrojeniowej 3, zaś w innym przykładowym wykonaniu pokazanym na rysunku fig. 1, jest to ściana obudowy wrębu okuciowego 8, wewnątrz którego, od strony ościeżnicy prowadzona jest znana listwa z ryglami mocującymi profil 4 skrzydła okna do profilu 5 ościeżnicy w pozycji zamkniętej okna. Tym elementem wewnętrznym może być w kolejnym przykładzie wykonania wzdłużne żebro lub żebra 9 komory zbrojeniowej 3, co pokazano na załączonym rysunku fig. 1.

Korpus 6 elementu usztywniającego 1 w przykładowej postaci stanowi konstrukcję przestrzenną z laminatu poliestrowo-szklanego. Nie wyklucza się jednak zastosowania w innych przykł adach wykonania, innych materiałów do wykonania korpusu 6. Korpus 6 stanowić może kształtownik półzamknięty co pokazano na załączonym rysunku fig. 4 oraz fig. 5, zaś w innych przykładach wykonania kształtownik o przekroju poprzecznym w kształcie litery U co pokazano na załączonym rysunku fig. 7, lub kształtownik o przekroju poprzecznym w kształcie litery C, co pokazano na załączonym rysunku fig. 6. Nie wyklucza to wykonania korpusu 6 elementu usztywniającego 1 z kształtownika nie będącego kształtownikiem zamkniętym, o innych przykładowych formach przekroju poprzecznego.

Materiał spieniony 2 wypełniający korpus 6 elementu usztywniającego 1 stanowi w przykładowym wykonaniu, pianka poliuretanowa. Ten materiał spieniony 2 wypełnia całą objętość korpusu 6 elementu usztywniającego 1 na całej jego długości, przy czym w przykładowych wykonaniach pokazanych na rysunku fig. 3, fig. 4, fig. 5 oraz fig. 6, wypełnia on również wzdłużną szczelinę 7 w ścianie korpusu 6 tego elementu usztywniającego 1.

W innych przykł adach wykonania, korpus 6 elementu usztywniają cego 1 pozbawiony moż e być jednej ze ścian, tworząc formę litery „U” jak to pokazano na rysunku fig. 7 lub litery „C” jak to pokazano na załączonym rysunku fig. 6. Nie wyklucza to innych przykładowych form takiego kształtownika otwartego. Wówczas materiał spieniony wypełnia taki korpus elementu usztywniającego do poziomu krawędzi ścian bocznych.

W innych przykł adowych wykonaniach materiał spieniony 2 wypeł nia korpus 6 elementu usztywniającego 1 na całej długości nie całkowicie i w to wolne miejsce wpasowuje się wrąb okuciowy 8 profilu z tworzywa sztucznego. Ten przykład wykonania elementu usztywniającego pokazano na załączonym rysunku fig. 1 oraz fig. 2. W tym przykładzie wykonania, materiał spieniony wypełnia 70% objętości korpusu 1 elementu usztywniającego 1. Ten stopień wypełnienia jest równomierny na całej długości korpusu 6 i może być inny w innych przykładowych wykonaniach elementu usztywniającego 1.

PL 210 907 B1

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Element usztywniają cy profilu z tworzywa sztucznego, stanowią cy wzdł u ż ny kształ townik wypełniony materiałem spienionym, usytuowany w komorze zbrojeniowej profilu, przy czym korpus elementu usztywniającego stanowi kształtownik otwarty, znamienny tym, że materiał spieniony (2) w miejscu wzdłużnej szczeliny (7) w ścianie korpusu (6) elementu usztywniającego (1) przylega bezpośrednio do powierzchni elementu wewnętrznego komory zbrojeniowej (3) profilu.
2. 2. Element usztywniający według zastrz. 1, znamienny tym, że elementem wewnętrznym jest ściana komory zbrojeniowej (3).
3. 3. Element usztywniający według zastrz. 1, znamienny tym, że elementem wewnętrznym jest co najmniej jedno wzdłużne żebro (9) komory zbrojeniowej (3).
4. 4. Element usztywniający według jednego z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że materiał spieniony (2) styka się bezpośrednio ze ścianą wrębu okuciowego (8).
5. 5. Element usztywniający według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że korpus (6) elementu usztywniającego (1) stanowi konstrukcję przestrzenną z laminatu poliestrowo-szklanego.
6. 6. Element usztywniający według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że korpus (6) stanowi kształtownik półzamknięty.
7. 7. Element usztywniający według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że korpus (6) stanowi kształtownik o przekroju poprzecznym w kształcie litery U.
8. 8. Element usztywniający według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że korpus (6) stanowi kształtownik o przekroju poprzecznym w kształcie litery C.
9. 9. Element usztywniający według jednego z zastrz. od 1 do 8, znamienny tym, że materiał spieniony (2) stanowi pianka poliuretanowa.
10. 10. Element usztywniający według jednego z zastrz. od 1 do 9, znamienny tym, że materiał spieniony (2) wypełnia całą objętość korpusu (6) elementu usztywniającego (1), przy czym wypełnia również wzdłużną szczelinę (7) w ścianie tego korpusu (6).