ПРОФИЛЬ, СОЭКСТРУДИРОВАННЫЙ ВОЕДИНО С ЭЛЕМЕНТАМИ УСИЛЕНИЯ И ЗАПОЛНИТЕЛЯМИ

Полезная модель касается соэкструдированных профилей с высокими показателями тепло- и звукоизоляции, изготавливаемых методом экструзии из разных материалов, имеющих внутренние пустоты, покрытые сверху материалом ПВХ, и заполненные наполнителями и/или материалами-усилителями.
Уровень техники
В настоящее время для изготовления окон и дверей широко применяют поливинилхлорид (ПВХ), который обладает высокой долговечностью, технологичностью, хорошими теплоизолирующими свойствами. Для повышения прочности и жесткости ПВХ-профилей используют вспомогательные элементы, например, армирующий профиль. Армирующие профили (арматура) устанавливают внутрь облицовочного профиля, для усиления дверных и оконных профилей.
Использование металлической арматуры в ПВХ-профилях снижает их долговечность из-за коррозии, увеличивает вес профиля и себестоимость производства. К тому же, требуется дополнительное оборудование и производственные операции.
Как правило, торцы ПВХ-профилей соединяют сваркой. Традиционный метод сварки ПВХ не позволяет соединять металлическую арматуру, поэтому в готовом изделии арматуру укорачивают относительно облицовочного ПВХ-профиля. Отсутствие арматуры в зонах сварки приводит к ослаблению углов конструкции. Являясь слабым звеном, углы конструкций из профиля легко повреждаются при ударах или иных воздействиях.
Считается, что хорошая теплоизоляция является важнейшим преимуществом оконных профилей из ПВХ. Между тем, усиливающая арматура для оконных профилей из ПВХ имеет высокую теплопроводность, увеличивает тепловые потери и заметно снижает теплоизоляционные свойства профиля ПВХ.
Предпринято немало усилий для усиления оконных и дверных профилей.
Из описания европейской заявки ЕР 0747205 А2 известен композиционный материал, состоящий из термопластичного наполнителя, покрытого усиливающим материалом. Для изготовления указанного материала необходимо сформировать оболочку из стекловолокна и ПВХ-смолы с характеристиками, обеспечивающими свариваемость. Однако, поскольку внутренняя часть профиля, выполнена из композиции ПВХ с целлюлозным наполнителем, хотя углы и соединяют сваркой, швы оказываются слабее самого профиля.
Особенностью почти всех усиленных профилей, которые используются в настоящее время, является то, что арматура поставляется отдельно от облицовочных профилей из ПВХ. Монтаж арматуры занимает время, его установка требует дополнительных рабочих операций и трудозатрат. Кроме того, металлические изделия обычно требуют нанесения защитного покрытия для предотвращения коррозии в процессе эксплуатации. Вследствие этого увеличиваются издержки производства, что ведет к увеличению стоимости готовых изделий.
В турецкой заявке №200903272, для решения некоторых из вышеупомянутых проблем, вместо арматуры в качестве наполнителя используют полимерные заготовки.
Таким образом, существует потребность в создании монолитного профиля, включающего облицовочный профиль из ПВХ и лишенного недостатков армированного профиля, изготовленного по традиционной технологии, в частности, обладающего высокой прочностью и теплоизолирующими характеристиками.
Сущность полезной модели
Терминам и выражениям, используемым в настоящем тексте, придают следующие значения.
Термин «лонжерон» означает продольный конструктивный элемент, обладающий повышенными механическими характеристиками по сравнению с остальными элементами конструкции, или по сравнению только с некоторыми из них и служащий для механического усиления конструкции.
Целью полезной модели является изготовление усиленного профиля с повышенной жесткостью за счет объединения различных материалов посредством их соэкструзии: снаружи профиль покрывают оболочкой из ПВХ, а внутреннюю часть выполняют из нескольких различных материалов, по меньшей мере, один из которых обладает высокой прочностью.
Другой целью полезной модели является повышение прочности сварного соединения торцов профилей за счет применения оболочки и заполнителей. Кроме того, благодаря непрерывной структуре стыка облицовки и с другими материалами профиля, дополнительного улучшаются характеристики жесткости и прочности профиля. Лонжероны и заполнитель могут размещаться под облицовкой ПВХ вместе или отдельно.
Благодаря наличию внутренних полостей, лонжерона и/или заполнителя, при производстве и эксплуатации достигается экономия электроэнергии. Профиль не нуждается в дополнительном усилении, поэтому лица, которые заняты производством дверей и окон, могут не выполнять эту операцию.
Еще одно преимущество полезной модели состоит в том, что при транспортировке профиль, содержащий оболочку, лонжероны и заполнитель занимает меньше места, чем отдельные элементы.
Другим преимуществом полезной модели является возможность осуществления производства на тех же станках, которые используются в традиционном процессе производства окон и дверей из ПВХ, без использования дополнительного оборудования.
Еще одно преимущество полезной модели состоит в том, что лонжерон не подвержен коррозии, а, следовательно, увеличивается срок службы профиля в целом.
Профиль является единой конструкцией, содержащей слои заполнителя и материала лонжерона. Благодаря такой структуре профиля становится возможным сваривать ПВХ и заполнитель по концам профиля в угловых соединениях с использованием оборудования одного вида. Таким образом, соэкструзия лонжерона и оболочки профиля, воедино друг с другом, предотвращает такие отрицательные факторы, как деформация рам, и обеспечивает функционирование оконной и дверной системы как единого целого благодаря свариванию углов профилей. Заполнитель, обеспечивает высокий уровень тепло - и звукоизоляции.
Предлагаемый профиль может быть изготовлен на одной машине, что обеспечивает повышение функциональности такого рода оборудования.
Интеграция лонжерона в профиль при изготовлении уменьшает риски, связанные с его транспортировкой и хранением. Элементы профиля не нуждаются в раздельном складировании и транспортировке, ввиду целостности конструкции.
Поставленная задача решена благодаря тому, что профиль 1 содержит поливинилхлоридную оболочку 6, лонжерон 7, размещенный внутри него, в котором оболочка 6 и лонжерон 7 воедино соэкструдированы друг с другом.
В частной форме выполнения профиль 1, содержит, по меньшей мере, одну внутреннюю полость 5, с лонжероном 7, установленным внутри нее.
В одной частной форме выполнения профиль содержит, по меньшей мере, одну перегородку 8, расположенную между внутренними стенками 9 полости 5.
Поставленная задача также решена благодаря тому, что профиль содержит поливинилхлоридную оболочку, заполнитель 2 и лонжерон 7, размещенные внутри него, в котором оболочка 6, заполнитель 2 и лонжерон 7 воедино соэкструдированы друг с другом.
В частной форме выполнения заполнитель 2 выполнен из полимерного материала.
В одной частной форме выполнения заполнитель 2 выполнен из полимера, наполненного древесным волокном.
В еще одной частной форме выполнения заполнитель 2 и упомянутая поливинилхлоридная оболочка воедино соэкструдированы друг с другом, при этом заполнитель 2 выполнен полимера, наполненного древесным волокном.
В другой частной форме выполнения, по меньшей мере, одну внутреннюю полость 5, с размещенным внутри нее лонжероном 7.
В частной форме выполнения профиль содержит, по меньшей мере, одну перегородку 8, расположенную между внутренними стенками 9 полости 5.
Конструкция и особенности полезной модели, а также его преимущества наглядно проиллюстрированы фигурами чертежей и детально описана ниже и, таким образом.
Краткое описание фигур чертежей
Ниже приводятся схемы, поясняющие конструкцию профиля и его дополнительных элементов.
Фиг.1 Конструкция соэкструдированного профиля, содержащая лонжерон и заполнитель (разрез).
Фиг.2 Конструкция соэкструдированного профиля, содержащая лонжерон и заполнитель (вид в перспективе).
Фиг.3 Профиль, изготовленный по предшествовавшей технологии.
Фиг.4 Профиль, изготовленный по предшествовавшей технологии.
Фиг.5-7 Фронтальный вид в разрезе профилей по полезной модели с различной геометрией, содержащих лонжерон и заполнитель. Внутренние камеры содержат дополнительные усиливающие элементы (перегородки).
Фиг.8-11 Фронтальный вид в разрезе профилей по полезной модели с разной геометрией, содержащих лонжерон и заполнитель. Изображенные профили не имеют дополнительных усиливающих элементов (перегородок).
Фиг.12-14 Фронтальный вид в разрезе профилей по полезной модели без заполнителя; профили имеют различные геометрические показатели; профили изготовлены только из материала лонжерона и оболочки из ПВХ. Профили не содержат дополнительных усиливающих элементов (перегородок).
Фигуры выполнены без соблюдения масштаба и пропорций, т.к. это не является существенным для понимания полезной модели. Маловажные детали опущены.
Позициями 1-9 обозначены следующие элементы: профиль 1, заполнитель 2, стекло, стеклопакет 3, уплотнительная прокладка 4, полость, внутренняя камера профиля 5, материал ПВХ 6, материал лонжерона 7, усиливающие элементы (перегородки) 8, внутренняя стенка 9. Элементы, имеющие тождественные функции, имеют один и тот же номер.
Осуществление полезной модели
Для лучшего понимания ниже приводится описание одной из конкретных форм воплощения полезной модели, в частности структуры профиля 1, который изготавливают вместе с заполнителем 2, обеспечивающим высокой уровень тепло- и звукоизоляции и имеющим высокий уровень жесткости и прочности.
Профиль 1 по полезной модели, изготавливают монолитным, посредством экструзии. При этом сырье с разными характеристиками подают на одну линию производства. Изнутри профиль 1 наполняют заполнителем 2, который улучшает звуко- и теплоизоляционные характеристики профиля 1. Внутри указанного заполнителя 2 для прочности профиля 1 размещают усиливающий материал 7, увеличивающий возможную ширину и высоту профиля. Наружную поверхность этого профиля 1 покрывают оболочкой из ПВХ 6, то есть сырьем другого вида, используемого при производстве. Материал лонжерона 7, помещаемый в самую внутреннюю часть, является композитом на основе стекловолокна. Заполнитель, из которого изготовлена средняя прослойка 2, содержит смесь полимеров па основе поливипилхлорида и натурального древесного волокна.
Профиль 1, изображенный на фиг.1 имеет монолитную структуру и изготовлен из заполнителя 2, материала лонжерона 7 и оболочки из ПВХ (поливинилхлорида) 6 методом экструзии. Экструзия обеспечивает расплавление гранул пластика под воздействием давления и повышенной температуры, после чего расплавленный пластик приобретает форму, соответствующую объему, в который он был залит, и начинает остывать. Внешняя поверхность заполнителя 2 во внутренней части профиля 1 окружена оболочкой из ПВХ 6. Указанный заполнитель во внутренней части профиля 1 содержит материал лонжерона 7. выполненный воедино с остальными элементами профиля 1.
Облицовку профиля 1 выполняют из поливинилхлорида или ПВХ 6, который известен свой стойкостью и долговечностью. Профиль 1 по полезной модели, обладает всеми преимуществами профилей из ПВХ и имеет высокую прочность сварных соединений под углом, благодаря заполнителю 2, который так же обеспечивает высокую тепло- и звукоизоляцию. В самом внутреннем слое размешивается усиливающий материал 7 на основе стекловолокна, стеклокомпозит, обеспечивающий увеличение допустимой ширины и высоты профиля 1 и упрочняющий профиль 1. Указанные заполнитель 2 и материал лонжерона 7 помещены внутрь профиля 1 и образуют единое целое, при этом клей или соединительные элементы не применяются (см. фиг.8, 9, 10, 11).
В раму из профиля 1 может быть установлено стекло 3. Как показано на фиг.1 для крепления стекла и уплотнения стыков используют дополнительные элементы - штапики и эластичные прокладки 4.
Профиль 1, изображенный на схеме 2, для уменьшения потерь тепла и снижения материалоемкости, имеет ячеистую структуру с несколькими воздушными полостями 5 различной формы и размеров. Усиливающие перегородки 8 обеспечивают устойчивость формы полостей 5 и служат для сохранения внутреннего усиления профиля 1 при увеличении размеров его сечения. Эти усиливающие перегородки 8 соединяют внутренние поверхности воздушных полостей 5. Они обеспечивают увеличение внутренней жесткости профиля 1 и усиливают прочность всей конструкции. Особенно данный эффект важен в оконных системах, где ограничение потерь тепла во внешнюю среду обеспечивается благодаря ячеистой структуре профилей 1. Заполнитель 2, содержащийся во внутренних частях этих профилей 1 обеспечивает повышение тепло- и звукоизоляционных свойств, и дополнительно усиливает жесткость системы с внутренними полостями 5. Указанный заполнитель 2 изготавливают из композитной смеси полимерных материалов и древесного волокна.
Изделия по полезной модели могут быть изготовлены из иных материалов, чем указано в вышеприведенном описании. При этом профиль 1 может иметь иную структуру и свойства.
Изобретенный профиль 1, как правило, содержит оболочку из ПВХ 6, при этом используются две структурные прослойки, а именно прослойка заполнителя 2, обеспечивающая несущую способность профиля 1, и прослойка материала лонжерона 7, обеспечивающая дополнительное упрочнение.
В альтернативном варианте, изобретенный профиль 1 может состоять только из двух материалов: наружной оболочки из ПВХ 6, и внутренней части выполненной из усиливающего материала 7 на основе стекловолокна (фиг 12, 13, 14).