PL228892B1 - Sposób wytwarzania okien z tworzywa sztucznego - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania okien z tworzywa sztucznego, w którym do profili z tworzywa sztucznego przykleja się uszczelkę, tnie się profile z uszczelką na ramiaki zakończone płaszczyzną skośną i zgrzewa się ze sobą płaszczyzny skośne ramiaków poprzez stopienie materiału ramiaka na głębokość zgrzewania prostopadle do płaszczyzny skośnej, formując ramę skrzydła lub ościeżnicy okna, charakteryzujący się tym, że: przed zgrzaniem ramiaków (101): frezuje się za pomocą obrotowego freza palcowego (200) rowki (121, 122) pierwszego typu o pierwszej głębokości, mierzonej od powierzchni płaszczyzny skośnej w kierunku długości ramiaka (101), i o pierwszej szerokości, mierzonej od zewnętrznej krawędzi w kierunku ku wewnątrz ramiaka, przy czym pierwsza głębokość wynosi od 90% do 110% pierwszej szerokości, a pierwsza szerokość wynosi od 10% do 70% grubości (b) ścianki ramiaka (131, 132), w której frezuje się rowek (121, 122) pierwszego typu; w miejscu występowania uszczelki (111), frezuje się rowek (123) drugiego typu o drugiej głębokości i drugiej szerokości, przy czym druga szerokość wynosi od 90% do 110% drugiej głębokości, a druga głębokość wynosi od 130% do 300% pierwszej głębokości, natomiast po zgrzaniu ramiaków (101): bada się za pomocą docisku wartość ugięcia uszczelki (111) w narożnikach ramy pod wpływem ciężaru docisku i do dalszych etapów obróbki przekazuje się ramy, dla których wartość ugięcia mieści się w określonym zakresie względem ugięcia referencyjnego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania okien z tworzywa sztucznego.

Typowe ramy skrzydeł lub ościeżnic okien z tworzywa sztucznego, przykładowo PCV, składają się z czterech elementów, zwanych ramiakami, dociętych przykładowo pod kątem 45° i zgrzanych ze sobą. Podczas zgrzewania profili, w miejscu ich łączenia nadmiar stopionego plastiku wypływa się na zewnątrz, tworząc tak zwaną wypływkę lub nadlewkę. Wypływka stanowi element nieatrakcyjny wizualnie. Ponadto, w miejscu w którym do ramy przyłączone są uszczelki, wypływka powoduje uniesienie się uszczelki ku górze, co może powodować jej późniejsze oddzielanie się od ramy. Ponadto, krawędzie wypływki odstające od powierzchni głównej ramy w jej narożnikach powodują, że rama skrzydła nie przylega dokładnie do ościeżnicy.

Znane są technologie wytwarzania okien, w których po zgrzaniu okna usuwa się wypływkę. Z europejskiego zgłoszenia patentowego EP1430996 znane jest urządzenie do wygładzania narożników ram okiennych zawierające frez tarczowy o płaszczyźnie skrawania ustawionej równolegle do wypływki. Frez taki umożliwia wygładzanie jedynie narożników o stosunkowo dużych krzywiznach, to znaczy z krzywiznami o promieniu mniejszym od średnicy frezu. Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US2005/0141974 znane jest urządzenie do wygładzania narożników ram okiennych zawierające frez tarczowy o płaszczyźnie skrawania ustawionej prostopadle do wypływki. Frez posiada profil skrawania dopasowany do profilu zewnętrznej krawędzi ramy tak, aby za jednym przebiegiem wygładzić cały profil zewnętrzny. Frez ten umożliwia wygładzanie jedynie ram o profilu dokładnie odpowiadającym krawędzi skrawania frezu. Z opisu polskiego zgłoszenia patentowego P.388985 znane jest urządzenie do wygładzania narożników ram okiennych, zawierające narzędzie do usuwania nadlewki, które zawiera pierwszy strug, drugi strug, oraz co najmniej jeden obrotowy frez.

Wadą powyższych rozwiązań jest to, że pozwalają na nałożenie uszczelki na okno dopiero po zgrzaniu elementów jego ramy, albo że umożliwiają frezowanie ramy z uszczelką jedynie poza miejscami, w których zamocowana jest uszczelka. Z polskiego opisu patentowego PL219235 znany jest sposób wytwarzania okien z tworzywa sztucznego, w którym do profili z tworzywa sztucznego przykleja się uszczelkę, przycina się profile z uszczelką pod kątem 45° uzyskując ramiaki zakończone płaszczyzną skośną i zgrzewa się ze sobą płaszczyzny skośne ramiaków poprzez stopienie materiału ramiaka na głębokość zgrzewania prostopadle do płaszczyzny skośnej, formując ramę skrzydła lub ościeżnicy okna, przy czym przed zgrzaniem ramiaków frezuje się za pomocą frezu tarczowego fragment uszczelki i fragment ramiaka w obszarze przyległym do płaszczyzny skośnej na głębokość (x) prostopadle do płaszczyzny skośnej równą od 30% do 70% głębokości zgrzewania i na odległość (y) równą od 30% do 70% głębokości zgrzewania prostopadle do płaszczyzny styku ramiaka z uszczelką. Frezowanie ramiaków przed zgrzaniem w takim obszarze, aby frezowane wybranie obejmowało niewielki fragment ramiaka wraz z uszczelką powoduje, że podczas zgrzewania ramiaków ze sobą nie powstaje lub jest znacznie ograniczona wypływka na granicy styku ramiaka z uszczelką. Tak uzyskana rama skrzydła lub ościeżnicy okna zachowuje dobrą szczelność termiczną i akustyczną. Niedogodnością związaną z tym rozwiązaniem jest to, że w obszarze poza uszczelką tworzy się typowa wypływka, którą trzeba usunąć znanymi sposobami.

Celowym byłoby opracowanie sposobu wytwarzania okien z tworzywa sztucznego, w którym usprawniony zostanie proces zgrzewania tak, aby wyeliminować konieczność usuwania wypływki zarówno w obszarze uszczelki, jak i w pozostałych obszarach.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania okien z tworzywa sztucznego, w którym do profili z tworzywa sztucznego przykleja się uszczelkę, tnie się profile z uszczelką na ramiaki zakończone płaszczyzną skośną i zgrzewa się ze sobą płaszczyzny skośne ramiaków poprzez stopienie materiału ramiaka na głębokość zgrzewania prostopadle do płaszczyzny skośnej, formując ramę skrzydła lub ościeżnicy okna, charakteryzujący się tym, że: przed zgrzaniem ramiaków: frezuje się za pomocą obrotowego freza palcowego rowki pierwszego typu o pierwszej głębokości (a1), mierzonej od powierzchni płaszczyzny skośnej w kierunku długości ramiaka, i o pierwszej szerokości (b1), mierzonej od zewnętrznej krawędzi w kierunku ku wewnątrz ramiaka, przy czym pierwsza głębokość (a1) wynosi od 90% do 110% pierwszej szerokości (b1) a pierwsza szerokość (b1) wynosi ona od 10% do 70% grubości b ścianki ramiaka, w której frezuje się rowek pierwszego typu; w miejscu występowania uszczelki, frezuje się rowek drugiego typu o drugiej głębokości (a2) i drugiej szerokości (b2), przy czym druga szerokość (b2) wynosi od 90% do 110% drugiej głębokości (a2), a druga głębokość (a2) wynosi od 130% do 300% pierwszej głębokości (a1); natomiast po zgrzaniu ramiaków: bada się za pomocą docisku wartość ugięcia uszczelki w narożnikach ramy pod wpływem ciężaru docisku i do dalszych etapów obróbki przekazuje się ramy, dla których wartość ugięcia (g) mieści się w określonym zakresie (od g1*g_ref do g2*g_ref) względem ugięcia referencyjnego (g_ref).

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia widok z ukosa przykładowego ramiaka ościeżnicy okna, od strony płaszczyzny skośnej, po frezowaniu;

Fig. 2 przedstawia schematyczny widok z boku przykładowego ramiaka ościeżnicy okna, prostopadle do płaszczyzny skośnej, po frezowaniu;

Fig. 3 przedstawia widok z boku przykładową ramę wykonaną z ramiaków;

Fig. 4 przedstawia schemat linii technologicznej do wytwarzania okien sposobem według wynalazku.

Fig. 4 przedstawia schemat linii technologicznej do wytwarzania okien. W sposobie wytwarzania okien z tworzywa sztucznego według wynalazku, do wzdłużnych profili przykleja się uszczelkę, a następnie przycina się profile pod kątem 45° na stanowisku cięcia profili 301 uzyskując w ten sposób ramiaki 101 z uszczelką 111, zakończone płaszczyzną skośną.

Następnie przygotowuje są wzmocnienia stalowe, które tnie się na żądany wymiar taśmową piłą 302 do wzmocnień stalowych i za pomocą automatu do wkręcania wzmocnień 303 mocuje się te stalowe wzmocnienia w ramiakach.

Następnie frezarką 304 wierci się otwory pod klamki, a frezarką 305 wierci się otwory odwodnieniowe.

Następnie, za pomocą frezarko-zgrzewarki 306 ramiaki 101 frezuje się na ich końcówkach w sposób przedstawiony na Fig. 1-2, w celu wyeliminowania naddatku materiału powstającego podczas zgrzewania ramiaków. Frezowanie obejmuje obszar ramiaka w tych miejscach, w których ma być wyeliminowana wypływka. Korzystnie, ramiaki frezuje się przy użyciu frezu palcowego 200 przedstawionego na Fig. 1 i 2. Korzystnie, frez obraca się z prędkością 25000 obr/min. Tak wyfrezowane ramiaki zgrzewa się ze sobą na styku ich płaszczyzn skośnych tak, aby po zgrzaniu utworzyły ramę skrzydła lub ościeżnicy okna (przedstawioną na Fig. 3), a następnie chłodzi się zgrzaną konstrukcję. Dzięki wyfrezowaniu ramiaków w odpowiednich miejscach, nie powstaje w nich niepożądana wypływka. Zgrzewanie ramiaków polega na stopieniu materiału ramiaka na głębokość zgrzewania prostopadle do płaszczyzny skośnej, przykładowo 3 mm. W kolejnym kroku wierci się otwory pod zawiasy w ramie za pomocą wiertnicy 307. Następnie na stołach do okuwania 308 mocuje się w ramach okucia. Następnym stanowiskiem w linii technologicznej jest stół montażowy 309, na którym montuje się skrzydło w ramie okna.

Za pomocą piły 310 do cięcia listew tnie się listwy przyszybowe do żądanych wymiarów. Na stanowisku prasy do szklenia 311 montuje się szyby w profilach skrzydła, po czym mocuje się szyby za pomocą dociętych listew przyszybowych.

Jak przedstawiono na Fig. 1-2, w płaszczyźnie skośnej ramiaka 101 za pomocą frezu palcowego 200, w miejscach 121, 122, 123 w których wypływka jest niepożądana, usuwa się część materiału ramiaka. Na Fig. 1 schematycznie przedstawiono frez 200 w trakcie pracy i linią przerywaną oznaczono kształt, który ramiak przyjmie po przejściu freza przez jego tor frezowania. W ramiaku 101 w miejscach 121,122 frezuje się rowek pierwszego typu o pierwszej głębokości a1 (mierzonej od powierzchni płaszczyzny skośnej w kierunku długości ramiaka) i pierwszej szerokości b1 (mierzonej od zewnętrznej krawędzi w kierunku ku wewnątrz ramiaka). Głębokość a1 powinna być zbliżona do szerokości b1, korzystnie głębokość a1 wynosi od 90% do 110% szerokości b1, korzystnie 100%. Szerokość b1 dobiera się w zależności od parametrów tworzywa sztucznego, z którego wykonany jest ramiak, jego tendencji do roztapiania się, siły docisku ramiaków do siebie podczas zgrzewania - zwykle wynosi ona od 10% do 70% grubości b ścianki ramiaka 131, 132, w której uformowany jest rowek 121, 122.

Ponadto, w ramiaku 101 w miejscach 123, w których występuje uszczelka, frezuje się rowek drugiego typu o drugiej głębokości a2 i drugiej szerokości b2 większej od głębokości a1 i szerokości b1, ze względu na znacznie większą tendencję materiału uszczelki do płynięcia w trakcie zgrzewania. Korzystnie, głębokość a2 wynosi od 130% do 300% głębokości a2, a szerokość b2 wynosi od 90% do 110% głębokości a1. Szerokość b2 rowka może być większa od grubości b ścianki ramiaka w miejscu rowka, tj. cały materiał ścianki ramiaka może być wyfrezowany w miejscu występowania uszczelki.

Gdy tak wyfrezowane ramia ki zostaną rozgrzane i ściśnięte ze sobą, materiał ramiaka ze ścianki ramiaka w części 131, 132 nie poddanej frezowaniu stopi się i wpłynie w przestrzeń wyfrezowanych rowków 121, 122, 123, a tym samym wypełni rowki. Głębokość i szerokość rowków powinny być tak dobrane, aby ilość materiału wpływającego w obszar rowków wypełniła je w całości, lecz nie więcej, a tym samym aby nie utworzyła się wypływka. W trakcie procesu zgrzewania zewnętrzne powierzchnie ramy mogą być ograniczone odpowiednimi stemplami, tak aby ewentualny nadmiar wypływki nie wychodził poza ramiak, lecz był kierowany ku wewnątrz ramiaka. W celu ograniczenia wypływki przede wszystkim należy frezować zewnętrzne krawędzie 131,132 ramiaka, które są widoczne dla użytkownika podczas eksploatacji okna oraz obszar 123 uszczelki. Wewnętrzne krawędzie 134 nie muszą być frezowane, ponieważ tworząca się na nich wypływka będzie się znajdować w wewnętrznej części okna i nie wpływa na jego parametry wizualne.

Na linii technologicznej przedstawionej na Fig. 4 mogą być wytwarzane okna z ramiaków wykonanych z różnych materiałów. W celu odpowiedniego nastawienia parametrów frezowania, do sterownika freza palcowego 200 przed rozpoczęciem frezowania wzdłuż zadanego toru podaje się odpowiednio dobrane parametry prędkości posuwu freza 200. Przykładowo, jeśli frezowane ma być samo tworzywo sztuczne, to prędkość posuwu freza ustawia się na 2000 mm/min. Natomiast w obszarze uszczelki 123 ustawia się prędkość posuwu freza na wartość od 300 do 500 mm/min, co zapobiega niekontrolowanemu wyrwaniu uszczelki.

Prawidłowe wyfrezowanie uszczelki 111 ma istotny wpływ na prawidłowe przyleganie szyby do uszczelki 111. Jeśli uszczelka 111 zostanie zbyt mocno wyfrezowana w obszarze 123, to nie zostanie prawidłowo lub w ogóle zgrzana i mogą pojawiać się przerwy w materiale uszczelki w narożniku okna, które powodują obniżenie jego parametrów izolacyjnych. Z kolei, jeśli uszczelka 111 zostanie zbyt mało wyfrezowana w obszarze 123, to na styku uszczelek sąsiednich ramiaków może pojawić się wypływka, która spowoduje, że szyba będzie nieco odsunięta od płaszczyzny uszczelki przez twardą wypływkę w narożnikach okna, a tym samym będzie przylegać do uszczelki punktowo w narożnikach, co obniża parametry izolacyjne okna, a ponadto może prowadzić do pękania szyby. Celowym byłoby zatem sprawdzanie, czy po zgrzaniu ramiaków narożniki w obrębie uszczelki mają prawidłową budowę. W rozwiązaniu według wynalazku dokonuje się tego poprzez sprawdzenie stopnia ugięcia uszczelki 111 w narożniku po przyłożeniu określonej siły. W tym celu, po zgrzaniu ramiaków 101 dociska się narożniki w obrębie uszczelki dociskiem 210 (widocznym na Fig. 3) o ustalonej sile docisku (przykładowo, 30 N) i sprawdza się głębokość „g” ugięcia uszczelki. Znając ugięcie „g_ref dla uszczelki zgrzanej prawidłowo (referencyjnej) i pozbawionej wypływki, porównuje się je z ugięciem dla uszczelki badanej. Jeśli ugięcie dla uszczelki badanej jest mniejsze niż określony ułamek (przykładowo, g1=0,5) ugięcia dla uszczelki referencyjnej, wskazuje to na zbytnią sztywność uszczelki badanej, a tym samym obecność nadmiernej wypływki (co mogło być spowodowane niedostatecznym jej wyfrezowaniem). Jeśli z kolei ugięcie dla uszczelki badanej jest większe niż określona wielokrotność (przykładowo, g2=1,5) ugięcia dla uszczelki referencyjnej, wskazuje to na zbyt małą sztywność uszczelki badanej, a tym samym możliwość braku zgrzania uszczelki w narożniku (co mogło być spowodowane jej nadmiernym wyfrezowaniem). Przykładowo, ugięcie uszczelki referencyjnej dla siły 30 N może wynosić 3 mm.

Claims (2)

1. Zastrzeżenie patentowe
2. 1. Sposób wytwarzania okien z tworzywa sztucznego, w którym do profili z tworzywa sztucznego przykleja się uszczelkę, tnie się profile z uszczelką na ramiaki zakończone płaszczyzną skośną i zgrzewa się ze sobą płaszczyzny skośne ramiaków poprzez stopienie materiału ramiaka na głębokość zgrzewania prostopadle do płaszczyzny skośnej, formując ramę skrzydła lub ościeżnicy okna, znamienny tym, że: - przed zgrzaniem ramiaków (101): - frezuje się za pomocą obrotowego freza palcowego (200) rowki (121, 122) pierwszego typu o pierwszej głębokości (a1), mierzonej od powierzchni płaszczyzny skośnej w kierunku długości ramiaka (101), i o pierwszej szerokości (b1), mierzonej od zewnętrznej krawędzi w kierunku ku wewnątrz ramiaka, przy czym pierwsza głębokość (a1) wynosi od 90% do 110% pierwszej szerokości (b1) a pierwsza szerokość (b1) wynosi ona od 10% do 70% grubości b ścianki ramiaka (131,132), w której frezuje się rowek (121,122) pierwszego typu; - w miejscu występowania uszczelki (111), frezuje się rowek (123) drugiego typu o drugiej głębokości (a2) i drugiej szerokości (b2), przy czym druga szerokość (b2) wynosi od 90% do 110% drugiej głębokości (a2), a druga głębokość (a2) wynosi od 130% do 300% pierwszej głębokości (a1); - natomiast po zgrzaniu ramiaków (101): - bada się za pomocą docisku (210) wartość ugięcia uszczelki (111) w narożnikach ramy pod wpływem ciężaru docisku (210) i do dalszych etapów obróbki przekazuje się ramy, dla których wartość ugięcia (g) mieści się w określonym zakresie (od g1*g_ref do g2*g_ref) względem ugięcia referencyjnego (g_ref).