框架結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及諸如窗扇或用于窗或門的框架之類的框架結構，其包括側部件、頂部 件以及底部件，所述框架結構包括芯部，該芯部由至少一個芯部構件和包覆芯部的聚氨酯 的殼體制成，并且涉及一種用于制造這種框架結構的方法。
【背景技術】
[0002] 傳統的木制框架結構被認為是美觀但不堅固的，特別是暴露于潮濕環境中時不太 堅固，并且它們缺少現代建筑中所期望的絕熱性能。
[0003] 堅固性問題已經通過由聚氯乙烯（PVC)制成的窗框得到解決，其被廣泛地使用， 但是包括本申請人在內的其他窗制造者選擇由如下型材制成的框架，該型材具有通常為膠 合板的木制芯部和聚氨酯（PUR)殼體。還已經將其他的塑料材料用于殼體，但至今為止TOR 使用得最廣泛，這是由于PUR在耐風雨性、絕熱性、成型性等方面具有適當的性能。
[0004] 然而，這些框架仍缺少足夠的絕熱性能以達到在多個國家中所采用的越來越嚴格 的建筑規定，并且因此已經嘗試在框架結構中包括絕熱材料。其中的一個示例是申請人自 己之前的申請W02007/057029,在該申請中芯部至少部分地由熱處理過的木材（其具有提 高的絕熱性能）制成；另一示例是DE19516486A1，在該申請中芯部由絕熱泡沫制成。
[0005] 在DE19516486A1中，優選的絕熱材料是由PUR殼體所覆蓋的泡沫聚氨酯，并且說 明了殼體和芯部應當優選地由相同的材料制成以易于再利用。沒有提到其他的材料，并且 實踐顯示，適于用在芯部中的其他市售材料實際上非常少，并且這些材料中的大部分對于 實際應用而言過于昂貴。 【實用新型內容】
[0006] 由于PUR也是相對昂貴的材料，因此本發明的目的是提供一種替代性的較便宜 的、但仍具有良好的絕熱性能的框架結構。
[0007] 這通過一種如下的框架結構實現，在該框架結構中至少一個芯部構件由密度為 80kg/m 3-200kg/m3的發泡聚苯乙烯（EPS)制成。
[0008] 在很長一段時間中，發泡聚苯乙烯（EPS)被認為不適于用在模制的PUR框架中。 首先，EPS易于因受壓縮和融化而劣化，其次，在PUR殼體的模制期間，芯部易于在模具中移 位。
[0009] 然而，當發泡聚苯乙烯（EPS)應用于本發明時，令人驚奇地顯示出EPS能夠在合 理的經濟性限度內制成具有比先前所能實現的密度高得多的密度，并且該極高密度的EPS 實際上適于在具有PUR殼體的框架中使用。已證實，大約100-200kg/m3并且更具體地 120-170kg/m 3的密度區間提供了絕熱性能、成本以及可控制性之間特別良好的平衡，并且 大約150-160kg/m3的密度目前認為是有利的。應當指出的是，密度無需在整個芯部構件上 都是恒定的，而是一個或多個芯部構件可以包括不同密度的發泡聚苯乙烯區域。作為示例， 外層可以具有大約150kg/m 3的密度并且中心具有大約lOOkg/m3的密度。這些區域之間的 過渡部可以被明確地限定，但是由于EPS的性質，具有漸變的密度通常將是合適的，這意味 著芯部構件的截面的至少一部分具有以下特征：EPS密度平緩地增加和/或減小。
[0010] 還已經發現，將諸如聚苯醚之類的添加劑添加至聚苯乙烯中可使得EPS材料更耐 高溫。這種材料被稱為高溫EPS或者EPS HT，其形成相對硬的外層并且因此比沒有這種添 加劑的EPS對壓縮和融化更不敏感。因此，可能使用密度稍微更低的芯部構件，并且由此， 密度為80-100kg/m 3的EPS HT在芯部構件中特別有利。
[0011] 應當理解，即使芯部可以由數個芯部構件制成、這些芯部構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，并且在其最簡單的形 式中，芯部可以僅由單個芯部構件組成。
[0012] 當前優選的是芯部的至少90%的體積由密度為80kg/m3-200kg/m 3的發泡聚苯乙 烯制成，但是芯部的至少80%的體積或者甚至50%的體積由發泡聚苯乙烯制成也呈現明 顯的優點。類似地，應當理解，不同的芯部構件可以由不同密度的EPS制成，例如某些芯部 構件由密度為120kg/m 3的發泡聚苯乙烯制成并且其他芯部構件由密度為150kg/m3的發泡 聚苯乙稀制成。
[0013] 為了便制造并且能夠優化芯部的性能，芯部可以由多個芯部部件制成，所述芯部 部件中的每個包括由EPS形成的至少一個芯部構件。方便地，所述多個芯部部件可以為分 別對應于框架結構的側部件、頂部件和底部件的四個芯部部件，此時芯部部件可以對應于 對頂部框架部件、底部框架部件、以及側部框架部件的不同需求而被給予不同的性能。作為 示例，可以在側部芯部構件中的窗鉸鏈的期望位置處設置附加的芯部構件，該附加的芯部 構件呈金屬支架、聚合物塊或者插栓和/或膠合板的板條形式，以構成用于緊固窗鉸鏈的 基礎并且將載荷傳遞至框架結構的其他部分或者傳遞至諸如屋頂（roof)結構之類的載荷 承載結構。諸如鎖定組件之類的其他的窗部件也可以受益于所提供的有助于承受載荷的非 EPS芯部構件。
[0014] 其他可能的材料的示例為纖維玻璃、陶瓷、以及諸如松木、刨花板、竹或者麻纖維 之類的木基或者說植物基材料，這些材料可能已經受到熱處理、乙酰化作用或者浸漬以防 止過于潮濕和/或劣化。這種用作嵌件的芯部構件也可以嵌入在殼體中和/或用于提供例 如用于安裝輔助元件（如撞擊板和襯件）的基部，和/或位于框架結構的拐角處以增強結 構。
[0015] 由除了 EPS之外的其他材料制成的芯部構件可以有利地在EPS芯部構件被包覆在 聚氨酯中之前插入EPS芯部構件中或者附接到EPS芯部構件，可能通過使用焊接、粘合劑、 或者膠合劑來提供良好的互連。如果非EPS件必須定位在成品框架的截面的中心或者以其 他方式由EPS所包圍，則兩個EPS芯部構件可以圍繞該非EPS件將其夾在中間，但是也可能 在EPS芯部構件的制造期間將這種芯部構件嵌入EPS中。替代性地，非EPS芯部構件可以 在包覆之后插入芯部中并且可能借助于粘合劑或者膠合劑固定。
[0016] 嵌入式芯部構件的使用可以由厚度增大的至少一個部段的殼體來補充甚至替代， 該厚度增大的部段可以提供強度所需的加固和/或鉸鏈和配件的附接所需的加固。這種厚 度增大的部段可以通過使得至少一個框架部件或者窗扇部件的截面形狀在框架部件或者 窗扇部件的整個長度上變化而實現。
[0017] 芯部構件可以通過任何適當的工藝成形，但是所產生的芯部的輪廓或者截面應當 優選地是具有圓滑邊緣的相對平滑的，以促進PUR的流動，由此，縮短生產時間并且可以實 現高質量的涂覆的框架結構。EPS材料的銑制和切鋸不可避免地導致某些EPS珠粒被損壞 并且留下空洞，并且由于高密度，當前不宜使用熱金屬絲進行切割。因此，當前優選的是通 過模制來形成芯部構件的形狀，優選地使用熱的水蒸汽模制成形。
[0018] 如果選擇需要將相對大量的PUR供給到某些區域的框架設計，則使得芯部構件具 有孔或通道也會是有利的，這些孔或通道可以用作用于PUR的高流動性通路。當然應當適 當考慮框架結構的絕熱性能和強度來設置這些孔或通道，并且在芯部被包覆時這些孔或通 道全部地或者部分地填充有PUR。
[0019] 芯部構件中的孔或通道也可以被設置成用于諸如螺釘或者螺栓之類的固定裝置 的附接點，這些固定裝置用于例如安裝窗或者用于附接諸如鉸鏈、包覆部或者窗板之類 的其他物品。作為示例，芯部構件中如上所述填充有PUR的孔可以用于接收被驅動進入 框架結構