PL217461B1 - Ramka dystansowa do szyb zespolonych oraz sposób wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest ramka dystansowa do szyb zespolonych, a także sposób wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych, montowanych zwłaszcza w skrzydłach okiennych, drzwiowych i wykorzystywanych w przeszklonych konstrukcjach ścian.

Istnieje wiele rozwiązań profili przekładkowych, stanowiących element dystansowy przeszkleń izolacyjnych, w tym głównie skrzydeł okiennych.

I tak, z opisu polskiego wynalazku nr zgłoszenia 339460 znane jest rozwiązanie pt.: „Profil przekładki dla zespołu szyb izolacyjnych” (publ. BUP 26/2000). Rozwiązanie to opisuje profil przekładki dla ramy przekładki, którą należy umieścić w obszarze brzegowym zespołu szyb izolacyjnych, z utworzeniem przestrzeni między szybami, z komorą do przyjmowania materiałów higroskopijnych i z co najmniej jednym żebrem bocznym do przylegania do wewnętrznej strony szyby na co najmniej jednej stronie komory, który poprzez odcinek mostkowy jest połączony z komorą. Rozwiązanie to charakteryzuje się tym, że korpus profilu przekładki jest wykonany z materiału elastycznie i plastycznie odkształcalnego, źle przewodzącego ciepło i że przynajmniej żebro boczne połączone jest zamknięciem materiałowym z plastycznie odkształcalną warstwą wzmacniającą.

Inne rozwiązanie przedstawione jest w polskim wynalazku nr zgłoszenia 376364 pt.: „Przekładka do szyb wielowarstwowego oszklenia izolacyjnego” (publ. BUP 26/2005). Wynalazek ten odnosi się do przekładki stosowanej do podwójnych szyb izolacyjnych, zwłaszcza wykorzystywanych w oknach, drzwiach lub tym podobnych elementach, która ma postać wydrążonego profilu, wypełnionego materiałem pochłaniającym wilgoć. W celu uzyskania niezawodnego uszczelnienia w zespoleniu krawędzi za pomocą niewielkiej ilości materiału uszczelniającego, umieszczono żebra, wystające powyżej tylnej ścianki profilu wydrążonego. Żebro, razem z szybą, przylegającą do żebra, ogranicza komorę ustalającą dla materiału uszczelniającego. Zrezygnowano z nanoszenia materiału uszczelniającego na powierzchnię zewnętrzną tylnej ścianki.

Znana jest także konstrukcja przedstawiona w publikacji wynalazku WO2008017590 pt.: „Przekładka dystansowa dla kształtowania dystansu pomiędzy szklanymi płytami oraz sposób jej wytwarzania” (“Spacer for forming a spacing between glass panes and a method for manufacturing such a spacer). W rozwiązaniu tym przekładka dystansowa składa się głównie z części wykonanej z tworzywa sztucznego oraz z folii metalowej. Część z tworzywa sztucznego posiada ściankę wewnętrzną oraz dwa odgałęzienia, rozciągające się od strony ścianki wewnętrznej. Folia metalowa posiada ściankę zewnętrzną oraz wychodzące z niej dwa elementy boczne, a zewnętrzne powierzchnie tych odgałęzień z tworzyw sztucznych są co najmniej częściowo przykryte przez elementy boczne folii metalowej.

Jeszcze inne rozwiązanie przedstawione zostało w amerykańskim wynalazku US5460862 pt.: „Przekładka dystansowa” (“Spacer”). W rozwiązaniu tym przekładka dystansowa wykonana jest z tworzywa sztucznego. Jest ona przystosowana do elementów budowlanych, posiadających co najmniej dwie oddalone od siebie płyty szklane, które są ze sobą trwale połączone. Przekładka ma postać profilu zamkniętego, który jest umieszczony pomiędzy płytami szklanymi. Profil ten ma ścianki boczne skierowane na szyby, ściankę wewnętrzną skierowaną na wewnętrzną część pomiędzy szybami oraz ściankę zewnętrzną, która skierowana jest na zewnątrz. Do profilu, zarówno do ścianek bocznych jak i zewnętrznych wstawione są wkładki hamujące dyfuzję pary wodnej. Wkładki te mogą być wstawione także w ścianie wewnętrznej. Wkładki hamujące dyfuzję pary wodnej wykonane są z cienkościennych folii z metalu lub tworzywa sztucznego.

W znanych dotychczas ramkach dystansowych do szyb zespolonych profile wykonywane są z połączonych ze sobą elementów metalowych, korzystnie ze stali nierdzewnej lub z aluminium połączonego z tworzywem. Znane są także ramki wykonane z samego metalu. Przy czym łączenie wszystkich rodzajów ramek następuje najczęściej poprzez klejenie i/lub zaciskanie. Wykorzystanie w ramkach dystansowych profili metalowych jest konieczne, ponieważ element metalowy stanowi niezbędną przegrodę dla gazów, wypełniających przestrzeń pomiędzy szybami, które nie są blokowane przez elementy z tworzywa sztucznego. Zastosowanie dystansowych profili metalowych jest także niezbędne z uwagi na to, że do ich powierzchni przyklejane są masy uszczelniające szybę. Nie mogą do tego celu zostać wykorzystane elementy z tworzywa sztucznego, ponieważ tworzywo nie wykazuje właściwej adhezji. Z kolei zastosowanie w ramkach dystansowych do szyb zespolonych tworzywa sztucznego jest także konieczne, ponieważ pozwala na poprawienie właściwości termicznej ramki (uzyskuje się mniejszy współczynnik przenikalności cieplnej, co ma istotny wpływ na poprawę właściPL 217 461 B1 wości termicznych krawędzi szyby), a dodatkowo umożliwia wykonanie elementu w dowolnym kolorze bez konieczności malowania ramki.

Celem wynalazku jest opracowanie nowej konstrukcji ramki dystansowej do szyb zespolonych, która będzie w sobie łączyła zalety zastosowania w niej obu surowców, a równocześnie eliminowała mankamenty dotychczas znanych konstrukcji, na przykład ich niestabilność. Celem wynalazku jest równocześnie opracowanie nowej technologii wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych, która umożliwi wytwarzanie ramek o opracowanej konstrukcji.

Istotę ramki dystansowej do szyb zespolonych, stanowiącej profil powstały z połączenia tworzywowej listwy z metalowym profilem stanowi to, że w powierzchni metalowego profilu wykonane są konstrukcyjne otwory. Dodatkowo konstrukcyjne otwory mają zaczepy, zaś tworzywową listwę stanowi ewentualnie górna, tworzywowa listwa oraz dolna, tworzywowa listwa, przy czym górna, tworzywowa listwa oraz dolna, tworzywowa listwa mogą być wykonane z tworzyw o różnych właściwościach. Dodatkowo metalowy profil w dolnej części posiada fałdę i wzdłużny zaczep, mocujący boczne ramię, a tworzywowa listwa w górnej części ma wentylacyjne otworki.

Istotę sposobu wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych stanowi to, że po wstępnym, mechanicznym połączeniu tworzywowej listwy z metalowym profilem, w którego powierzchni wykonane są konstrukcyjne otwory, ramkę dystansową poddaje się zgrzewaniu termicznemu, w wyniku którego następuje upłynnienie tworzywa i połączone zostają ze sobą - poprzez konstrukcyjne otwory - przylegające do siebie powierzchnie tworzywowej listwy lub odpowiednio powierzchnie górnej, tworzywowej listwy i dolnej, tworzywowej listwy. Przy czym proces zgrzewania termicznego realizowany jest poprzez zgrzewanie ultradźwiękowe, zaś upłynnienie tworzywa następuje w konstrukcyjnych otworach, względnie przy poziomie powierzchni metalowego profilu. Dodatkowo przed mechanicznym połączeniem tworzywowej listwy z metalowym profilem wykonuje się poprzez przetłoczenie w metalowym profilu konstrukcyjne otwory, w wyniku czego kształtuje się zaczepy. Po upłynnieniu tworzywa schładza się je, doprowadzając do skutecznego przywarcia tworzywa do całości lub części powierzchni metalowego profilu. Po upłynnieniu tworzywa zatapia się w nim zaczepy, a po zastygnięciu tworzywa doprowadza się do skutecznego przywarcia tworzywa do powierzchni zatopionych zaczepów.

Opracowana ramka dystansowa do szyb zespolonych wytwarzana jest bez konieczności używania kleju. Tym samym, wyeliminowane zostają problemy wynikające ze specyfiki właściwości fizycznych i chemicznych samego kleju. Często, pomiędzy substancjami zawartymi w kleju a pozostałymi elementami ramki zachodzą reakcje chemiczne i nawet bardzo precyzyjne dobranie składników kleju nie wyklucza problemów wynikających np. z tego, że klej z czasem starzeje się i niekiedy wytrącają się z niego różne niepożądane substancje. Podobnie, niepożądane zmiany mogą zachodzić w nim także pod wpływem różnicy temperatur, czy też w wyniku zastosowania nowej, dotychczas niestosowanej mieszanki gazu wypełniającej przestrzeń pomiędzy szybami. W czasie kształtowania ramki, np. poprzez jej gięcie - łączenie klejowe zwykle nie wytrzymuje obciążeń, którym poddawana jest ramka. Często powierzchnia boczna ramki przylegająca bezpośrednio do szyby ulega odkształceniu, co ma negatywny wpływ na szczelność szyby zespolonej.

W opracowanym sposobie wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych zastąpienie klejenia zgrzewaniem termicznym, korzystnie ultradźwiękowym eliminuje powyższe problemy. Zgrzewanie termiczne, korzystnie ultradźwiękowe, elementu lub elementów tworzywowych wykorzystywane jest do produkcji ramki zawierającej części metalowe i tworzywowe. Zastosowane zgrzewanie ultradźwiękowe powoduje upłynnienie strefowe tworzywa i w efekcie połączenie odpowiednich powierzchni ze sobą. Zgrzewanie metodą ultradźwiękową umożliwia upłynnienie tworzywa wewnątrz listwy tworzywowej, w ściśle określonych miejscach, czy też powierzchniach. Jednoczenie jednak nie następuje degradacja tworzywa użytego do produkcji ramki i zachowane zostają wszystkie jego właściwości wytrzymałościowe i jakościowe.

Ramka dystansowa do szyb zespolonych, według opracowanego wynalazku, została bliżej przedstawiona w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia ramkę dystansową w widoku perspektywicznym z odsłoniętymi jej poszczególnymi fragmentami, fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny ramki dystansowej - wykonany na wysokości otworów w elemencie metalowym po procesie łączenia, natomiast fig. 3 przedstawia powiększenie miejsca łączenia tworzywowej listwy z metalowym profilem przed procesem łączenia, zaś fig. 4 przedstawia powiększenie miejsca połączenia tworzywowej listwy z metalowym profilem po procesie ich połączenia, dodatkowo fig. 5 przedstawia przykład wykonania ramki dystansowej z dwuczęściową tworzywową listwą, a fig. 6 przedstawia przekrój poprzeczny ramki dystansowej z dwuczęściową tworzywową listwą - wykonany na wyso4

PL 217 461 B1 kości otworów w elemencie metalowym - po procesie ich połączenia, kolejno fig. 7 przedstawia powiększenie miejsca łączenia tworzywowych elementów z metalowym profilem ramki dystansowej z dwuczęściową tworzywową listwą przed procesem łączenia, natomiast odpowiednio fig. 8 przedstawia powiększenie miejsca łączenia tworzywowych elementów z metalowym profilem ramki dystansowej z dwuczęściową tworzywową listwą po procesie ich połączenia.

Jak pokazano na rysunkach, opracowaną ramkę dystansową stanowi profil powstały z połączenia tworzywowej listwy 1 z metalowym profilem 2, przy czym metalowy profil 2 wykonany jest z metalu, korzystnie ze stali nierdzewnej lub stali lub aluminium. Tworzywowa listwa 1 może być monolityczna lub może składać się z dwóch części: górnej, tworzywowej listwy 1a oraz dolnej, tworzywowej listwy 1b. W powierzchni 3 metalowego profilu 2 wykonane są - korzystnie poprzez przetłoczenie - konstrukcyjne otwory 4. W przypadku przetłoczenia wokół konstrukcyjnych otworów 4 tworzy się ich wystająca część, tworząca zaczepy 5 („wąsy”). Łączenie tworzywowej listwy 1 z metalowym profilem 2 następuje wstępnie mechanicznie, na etapie kształtowania i łączenia elementów ramki dystansowej, a następnie poprzez zgrzewanie termiczne, korzystnie ultradźwiękowe, w wyniku którego upłynnione tworzywo, korzystnie wewnątrz konstrukcyjnego otworu 4 oraz upłynnione tworzywo korzystnie w okolicy konstrukcyjnego otworu 4 na poziomie powierzchni 3 metalowego profilu 2, łączy się ze sobą, zaś zaczepy 5 zostają zatopione w upłynnionym tworzywie. W wyniku całego procesu mechanicznego łączenia i zgrzewania, korzystnie ultradźwiękowego powstaje ramka dystansowa. Przy zastosowaniu zaczepów 5 zostaje zwiększona powierzchnia przylegania, tj. bezpośredniego przywierania tworzywowej listwy 1 z metalowym profilem 2. Dodatkowo zaczepy 5 wtapiane zostają w tworzywową listwę 1, a ponieważ w wyniku przetłoczenia powierzchnia zaczepów 5 ułożona jest pod różnymi kątami względem powierzchni 3 metalowego profilu 2, w której znajdują się konstrukcyjne otwory 4 - zwiększona zostaje skuteczność uzyskanego połączenia i do ewentualnego rozerwania połączenia konieczne jest użycie znacznie większej siły, co ma zasadnicze znaczenie zwłaszcza podczas gięcia ramki, gdyż w opracowanej konstrukcji nie następują jej pęknięcia, ani rozerwania. W dolnej, zasadniczo płaskiej części metalowego profilu 2, wykonane są dodatkowo wzdłużne fałdy 6, stanowiące w efekcie zapas materiału potrzebny w momencie gięcia ramki dystansowej, tak by podczas jej zaginania nie powstawały wgłębienia i/lub pęknięcia, zwłaszcza na powierzchni zewnętrznej bocznej ścianki 7 ramki dystansowej, której powierzchnia bezpośrednio przylega do szyby. Dodatkowo w dolnej, zasadniczo płaskiej części metalowego profilu 2, umiejscowiony jest wzdłużny zaczep 8 mocujący boczne ramię 9 tworzywowej listwy 1. Boczne ramiona 9 dodatkowo usztywniają powierzchnię bocznej ścianki 7 i mają zasadniczy wpływ na zachowanie odpowiedniej jakości powierzchni bocznej ścianki 7 w czasie wyginania ramki.

W powierzchni tworzywowej listwy 1 (lub odpowiednio w górnej, tworzywowej listwie 1a i/lub dolnej, tworzywowej listwie 1b), korzystnie wykonane są dodatkowo wentylacyjne otworki 10, którymi następuje przepływ gazów i wody pomiędzy przestrzenią wewnętrzną ramki a przestrzenią międzyszybową.

Górna, tworzywowa listwa 1a oraz dolna, tworzywowa listwa 1b tworzące tworzywową listwę 1 mogą zostać wykonane z różnych tworzyw (o różnych właściwościach). I tak, dolna, tworzywowa listwa 1b może być wykonana z tworzywa o właściwościach konstrukcyjnych, a górna, tworzywowa listwa 1a - z tworzywa o zwiększonych właściwościach przepuszczalności. Przy takim rozwiązaniu górna, tworzywowa listwa 1a może byś stosowana w dowolnych kolorach.

Sposób wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych polega na tym, że po wstępnym, mechanicznym połączeniu tworzywowej listwy 1 (względnie górnej, tworzywowej listwy 1a i dolnej, tworzywowej listwy 1b) z metalowym profilem 2, tworzoną w ten sposób ramkę dystansową poddaje się zgrzewaniu termicznemu, korzystnie ultradźwiękowemu. Proces zgrzewania termicznego, korzystnie ultradźwiękowego powoduje strefowe upłynnienie tworzywa użytego do produkcji ramki wewnątrz konstrukcyjnego otworu 4 oraz korzystnie upłynnienie tworzywa na poziomie powierzchni 3 metalowego profilu 2, w wyniku czego połączone zostają ze sobą przylegające do siebie powierzchnie tworzywowej listwy 1 poprzez konstrukcyjne otwory 4 (lub odpowiednio powierzchnie górnej, tworzywowej listwy 1a i dolnej, tworzywowej listwy 1b), a po zastygnięciu dodatkowo następuje skuteczne przywarcie tworzywa do powierzchni 3 metalowego profilu 2, szczególnie w okolicach konstrukcyjnego otworu 4 oraz w przypadku zastosowania zaczepów 5 metalowego profilu 2 - dodatkowo do powierzchni zatopionych zaczepów 5. W przypadku, gdy opisany proces realizowany jest z zastosowaniem zgrzewania ultradźwiękowego nie następuje degradacja tworzywa użytego do produkcji ramki i zachowane zostają wszystkie jego właściwości wytrzymałościowe i jakościowe. W wyniku całego procesu mechanicznego łączenia i termicznego zgrzewania, korzystnie ultradźwiękowego powstaje ramka dystansowa.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Ramka dystansowa do szyb zespolonych, stanowiąca profil powstały z połączenia tworzywowej listwy z metalowym profilem, znamienna tym, że w powierzchni (3) metalowego profilu (2) wykonane są konstrukcyjne otwory (4).
2. 2. Ramka dystansowa do szyb zespolonych, według zastrz. 1, znamienna tym, że konstrukcyjne otwory (4) mają zaczepy (5).
3. 3. Ramka dystansowa do szyb zespolonych, według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że tworzywową listwę (1) stanowi górna, tworzywowa listwa (1a) oraz dolna, tworzywowa listwa (1b).
4. 4. Ramka dystansowa do szyb zespolonych, według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienna tym, że górna, tworzywowa listwa (1a) oraz dolna, tworzywowa listwa (1b) są wykonane z tworzyw o różnych właściwościach.
5. 5. Ramka dystansowa do szyb zespolonych, według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienna tym, że metalowy profil (2) w dolnej części posiada fałdę (6) i wzdłużny zaczep (8), mocujący boczne ramię (9).
6. 6. Ramka dystansowa do szyb zespolonych, według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienna tym, że tworzywowa listwa (1) w górnej części ma wentylacyjne otworki (10).
7. 7. Sposób wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych, w którym łączy się tworzywową listwę z metalowym profilem, znamienny tym, że po wstępnym, mechanicznym połączeniu tworzywowej listwy (1) z metalowym profilem (2), w którego powierzchni (3) wykonane są konstrukcyjne otwory (4), ramkę dystansową poddaje się zgrzewaniu termicznemu, w wyniku którego następuje upłynnienie tworzywa i połączone zostają ze sobą - poprzez konstrukcyjne otwory (4) - przylegające do siebie powierzchnie tworzywowej listwy (1) lub odpowiednio powierzchnie górnej, tworzywowej listwy (1a) i dolnej, tworzywowej listwy (1b).
8. 8. Sposób wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych, według zastrz. 7, znamienny tym, że proces zgrzewania termicznego realizowany jest poprzez zgrzewanie ultradźwiękowe.
9. 9. Sposób wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych, według zastrz.7 albo 8, znamienny tym, że upłynnienie tworzywa następuje w konstrukcyjnych otworach (4).
10. 10. Sposób wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych, według zastrz. 7 albo 8 albo 9, znamienny tym, że upłynnienie tworzywa następuje przy poziomie powierzchni (3) metalowego profilu (2).
11. 11. Sposób wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych, według zastrz. 7 albo 8 albo 9, znamienny tym, że przed mechanicznym połączeniem tworzywowej listwy (1) z metalowym profilem (2) wykonuje się poprzez przetłoczenie w metalowym profilu (2) konstrukcyjne otwory (4), w wyniku czego kształtuje się zaczepy (5).
12. 12. Sposób wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych, według jednego z zastrzeżeń od 7 do 11, znamienny tym, że po upłynnieniu tworzywa schładza się je, doprowadzając do skutecznego przywarcia tworzywa do całości lub części powierzchni (3) metalowego profilu (2).
13. 13. Sposób wytwarzania ramki dystansowej do szyb zespolonych, według zastrz. 7 albo 8 albo 9 albo 10 albo 11 albo 12, znamienny tym, że po upłynnieniu tworzywa zatapia się w nim zaczepy (5), a po zastygnięciu tworzywa doprowadza się do skutecznego przywarcia tworzywa do powierzchni zatopionych zaczepów (5).