框架结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及诸如窗扇或用于窗或门的框架之类的框架结构，其包括侧部件、顶部 件以及底部件，所述框架结构包括芯部，该芯部由至少一个芯部构件和包覆芯部的聚氨酯 的壳体制成，并且涉及一种用于制造这种框架结构的方法。
【背景技术】
[0002] 传统的木制框架结构被认为是美观但不坚固的，特别是暴露于潮湿环境中时不太 坚固，并且它们缺少现代建筑中所期望的绝热性能。
[0003] 坚固性问题已经通过由聚氯乙烯（PVC)制成的窗框得到解决，其被广泛地使用， 但是包括本申请人在内的其他窗制造者选择由如下型材制成的框架，该型材具有通常为胶 合板的木制芯部和聚氨酯（PUR)壳体。还已经将其他的塑料材料用于壳体，但至今为止TOR 使用得最广泛，这是由于PUR在耐风雨性、绝热性、成型性等方面具有适当的性能。
[0004] 然而，这些框架仍缺少足够的绝热性能以达到在多个国家中所采用的越来越严格 的建筑规定，并且因此已经尝试在框架结构中包括绝热材料。其中的一个示例是申请人自 己之前的申请W02007/057029,在该申请中芯部至少部分地由热处理过的木材（其具有提 高的绝热性能）制成；另一示例是DE19516486A1，在该申请中芯部由绝热泡沫制成。
[0005] 在DE19516486A1中，优选的绝热材料是由PUR壳体所覆盖的泡沫聚氨酯，并且说 明了壳体和芯部应当优选地由相同的材料制成以易于再利用。没有提到其他的材料，并且 实践显示，适于用在芯部中的其他市售材料实际上非常少，并且这些材料中的大部分对于 实际应用而言过于昂贵。 【实用新型内容】
[0006] 由于PUR也是相对昂贵的材料，因此本发明的目的是提供一种替代性的较便宜 的、但仍具有良好的绝热性能的框架结构。
[0007] 这通过一种如下的框架结构实现，在该框架结构中至少一个芯部构件由密度为 80kg/m 3-200kg/m3的发泡聚苯乙烯（EPS)制成。
[0008] 在很长一段时间中，发泡聚苯乙烯（EPS)被认为不适于用在模制的PUR框架中。 首先，EPS易于因受压缩和融化而劣化，其次，在PUR壳体的模制期间，芯部易于在模具中移 位。
[0009] 然而，当发泡聚苯乙烯（EPS)应用于本发明时，令人惊奇地显示出EPS能够在合 理的经济性限度内制成具有比先前所能实现的密度高得多的密度，并且该极高密度的EPS 实际上适于在具有PUR壳体的框架中使用。已证实，大约100-200kg/m3并且更具体地 120-170kg/m 3的密度区间提供了绝热性能、成本以及可控制性之间特别良好的平衡，并且 大约150-160kg/m3的密度目前认为是有利的。应当指出的是，密度无需在整个芯部构件上 都是恒定的，而是一个或多个芯部构件可以包括不同密度的发泡聚苯乙烯区域。作为示例， 外层可以具有大约150kg/m 3的密度并且中心具有大约lOOkg/m3的密度。这些区域之间的 过渡部可以被明确地限定，但是由于EPS的性质，具有渐变的密度通常将是合适的，这意味 着芯部构件的截面的至少一部分具有以下特征：EPS密度平缓地增加和/或减小。
[0010] 还已经发现，将诸如聚苯醚之类的添加剂添加至聚苯乙烯中可使得EPS材料更耐 高温。这种材料被称为高温EPS或者EPS HT，其形成相对硬的外层并且因此比没有这种添 加剂的EPS对压缩和融化更不敏感。因此，可能使用密度稍微更低的芯部构件，并且由此， 密度为80-100kg/m 3的EPS HT在芯部构件中特别有利。
[0011] 应当理解，即使芯部可以由数个芯部构件制成、这些芯部构件中的某些可以由不 同的材料制成，但是芯部有利地主要由EPS--包括EPS HT--制成，并且在其最简单的形 式中，芯部可以仅由单个芯部构件组成。
[0012] 当前优选的是芯部的至少90%的体积由密度为80kg/m3-200kg/m 3的发泡聚苯乙 烯制成，但是芯部的至少80%的体积或者甚至50%的体积由发泡聚苯乙烯制成也呈现明 显的优点。类似地，应当理解，不同的芯部构件可以由不同密度的EPS制成，例如某些芯部 构件由密度为120kg/m 3的发泡聚苯乙烯制成并且其他芯部构件由密度为150kg/m3的发泡 聚苯乙稀制成。
[0013] 为了便制造并且能够优化芯部的性能，芯部可以由多个芯部部件制成，所述芯部 部件中的每个包括由EPS形成的至少一个芯部构件。方便地，所述多个芯部部件可以为分 别对应于框架结构的侧部件、顶部件和底部件的四个芯部部件，此时芯部部件可以对应于 对顶部框架部件、底部框架部件、以及侧部框架部件的不同需求而被给予不同的性能。作为 示例，可以在侧部芯部构件中的窗铰链的期望位置处设置附加的芯部构件，该附加的芯部 构件呈金属支架、聚合物块或者插栓和/或胶合板的板条形式，以构成用于紧固窗铰链的 基础并且将载荷传递至框架结构的其他部分或者传递至诸如屋顶（roof)结构之类的载荷 承载结构。诸如锁定组件之类的其他的窗部件也可以受益于所提供的有助于承受载荷的非 EPS芯部构件。
[0014] 其他可能的材料的示例为纤维玻璃、陶瓷、以及诸如松木、刨花板、竹或者麻纤维 之类的木基或者说植物基材料，这些材料可能已经受到热处理、乙酰化作用或者浸渍以防 止过于潮湿和/或劣化。这种用作嵌件的芯部构件也可以嵌入在壳体中和/或用于提供例 如用于安装辅助元件（如撞击板和衬件）的基部，和/或位于框架结构的拐角处以增强结 构。
[0015] 由除了 EPS之外的其他材料制成的芯部构件可以有利地在EPS芯部构件被包覆在 聚氨酯中之前插入EPS芯部构件中或者附接到EPS芯部构件，可能通过使用焊接、粘合剂、 或者胶合剂来提供良好的互连。如果非EPS件必须定位在成品框架的截面的中心或者以其 他方式由EPS所包围，则两个EPS芯部构件可以围绕该非EPS件将其夹在中间，但是也可能 在EPS芯部构件的制造期间将这种芯部构件嵌入EPS中。替代性地，非EPS芯部构件可以 在包覆之后插入芯部中并且可能借助于粘合剂或者胶合剂固定。
[0016] 嵌入式芯部构件的使用可以由厚度增大的至少一个部段的壳体来补充甚至替代， 该厚度增大的部段可以提供强度所需的加固和/或铰链和配件的附接所需的加固。这种厚 度增大的部段可以通过使得至少一个框架部件或者窗扇部件的截面形状在框架部件或者 窗扇部件的整个长度上变化而实现。
[0017] 芯部构件可以通过任何适当的工艺成形，但是所产生的芯部的轮廓或者截面应当 优选地是具有圆滑边缘的相对平滑的，以促进PUR的流动，由此，缩短生产时间并且可以实 现高质量的涂覆的框架结构。EPS材料的铣制和切锯不可避免地导致某些EPS珠粒被损坏 并且留下空洞，并且由于高密度，当前不宜使用热金属丝进行切割。因此，当前优选的是通 过模制来形成芯部构件的形状，优选地使用热的水蒸汽模制成形。
[0018] 如果选择需要将相对大量的PUR供给到某些区域的框架设计，则使得芯部构件具 有孔或通道也会是有利的，这些孔或通道可以用作用于PUR的高流动性通路。当然应当适 当考虑框架结构的绝热性能和强度来设置这些孔或通道，并且在芯部被包覆时这些孔或通 道全部地或者部分地填充有PUR。
[0019] 芯部构件中的孔或通道也可以被设置成用于诸如螺钉或者螺栓之类的固定装置 的附接点，这些固定装置用于例如安装窗或者用于附接诸如铰链、包覆部或者窗板之类 的其他物品。作为示例，芯部构件中如上所述填充有PUR的孔可以用于接收被驱动进入 框架结构