本发明涉及用作门框、窗框、窗扇及其类似物的金属框架结构。该框架用凹形金属型材制成且含有两对两两相对的框架部份;每个框架部份与其邻接的框架部分成一角度,例如成直角。 本发明不受能够普遍使用的形状较简单的及形状较复杂的那些具体的金属型材的限止,即无论它们是具有一个边部和两个腹板部(实质上为C形)的或者具有两个两两相对的边部和一个中间腹板部(实质为H形)的简单型材,还是具有数量更多的突边或类似的突出部份的型材,以及封闭(管形)形型材、凹形型材均可使用本发明。这里所说的“边部”通常是指构成框架的一条平行于框架主平面的一条边的那部份框架;“腹板”是指垂直框架主平面的那一部分框架。
迄今为止,制造用于门框、窗框、窗扇及其类似物的金属框架的方法通常是:先分别制造框架另件,然后在框架地四个角用专用的固定件(如包角)和/或专用的紧固装置(包括紧固螺丝和紧固装置)把这些框架另件连接在一起。除了逐个切断框架另件及对框架另件端部进行专门的修整之外,为制造并修整这些固定件,紧固装置等,以及把这些另件费力地安装在每对相互邻接的框架另件之间,以及另件的中间贮存等等均需花费大量的劳动,消耗额外的材料,而且这些作业还要占用一定的空间和仓库。
C形L形或T形这一类型材构成的简单框架已经公知。其中,将槽口作在该型材轮廓的与此型材轮廓的另一部份关连的一个部份或两个部份上。在这种情况下,框架的角部只得到相当有限的支承,因而在拐角部位的型材显著地削弱了。这种简单的框架不适于制作窗扇,窗框,门框等。
英国专利NO:1394578公开了一种用单独制作的金属型材增强件在框架的每一个角部把合成塑料型材制作的单个框架另件连接在一起并将其增强的方法。该金属增强件是在该型材的边部开口之后再弯成V形的。
在奥地利专利申请NO 333016中,公开了分别紧固到框架构件上的增强带。其方法是:在装配框架构件并使之相互成直角之后,把在两个框架构件上的增强带的延长端对着其相邻接的框架构件弯曲而形成贴合支承。
像这样卓有成效地制造和固定窗扇,窗框,门框及其类似物的方法,由于其使用的金属型材是为一般设计的,故仍不适宜于经济的机械化生产或大批量生产。使用本发明的新结构之后能够实现连续生产,要实现自动化生产也就更为容易。
本发明的目的是提供一种框架结构,它极适于制造用作门框,窗框,窗扇等的金属型材框架,并能批量和大量生产。本发明的目的特别是想提供一种解决方案,它能在得到精确设计过的稳定而牢固的框架结构的同时,取消或至少将固定作业减到最低限度。
本发明的目的是制造一种金属框架,它具有足够的刚性和强度以承受使用中产生的应力而无需使用外加构件附加刚性和强度。如用这种方法,就有可能将单个木制另件分别紧固到金属框架上而不一定需要木制另件本身再作成一整体框架。
本发明特别构思了一种框架结构,它由面向室外的金属框架和面向室内的木制框架组成。在这种框架结构中,金属框架用作该框架结构的支承和增强部件,而木制框架主要用作复盖层并作为该框架结构中面向室内的饰面。(面向室内并成房间本身的内侧面)和隔离面层。
因此,本发明在于用作门框,窗框及窗扇的金属框架结构。该框架结构包括由一条凹形金属型材制作的整体框架,该型材具有纵向连续而横向成一角度的外形并能形成一矩形环状框架。该框架包含两对两两相对的框架部份,每一框架部份与其邻接的框架部份成一角度。金属型材上开有为将其局部弯曲的局部槽口,槽口具有该金属型材的纵向的无复盖物区段,通过至少在一纵向和一个横向方向上的变形,使该金属型材构成一整体框架,并使得正好在每对邻接的框架部份之间的角顶处形成角部增强和角部支承结构。
根据本发明的解决方案,使用这种简单的方法,在框架的每一个角部都能得到有效的支承和特别大的锁紧作用。因为,这种支承和锁紧能用框架型材本身以较简单的加工作业来实现。所以,这种框架结构不仅可不使用外加的紧固件,而且还可实现自动化生产。
本发明还包括制造用作门框,窗框或窗扇的框架的方法。该框架用一条凹型的具有纵向连续而横截面成一角度的外形的金属型材制作成一个整体矩形框架。该方法包括在金属型材上加工局部槽口并在这些槽口处使金属型材局部弯曲以形成具有两对两两相对的框架部份的框架,每一框架部份与其邻接的框架部份成一角度。在加工局部槽口时,金属型材的纵向轮廓部份的局部区段被裸露出来。在将该金属型材弯成框架的过程中,这些局部区段至少在一个纵向和一个横向方向上变形,从而正好在每对邻接的框架部份间的角顶处形成各个角部的局部增强和角部支承结构。并使此框架部份间成预定的角度。
在上述解决方案中,金属框架能以特别简单易行的方法作成一个整体。如该框架由先冲压,继之以弯曲和变形相结合的加工作业。用一整条其长度与框架相适应的金属型材来制作。在具体实施时,只有当单独一条金属型材坯料本身能作成成品金属框架的全部必须的部件时,这种生产才能实现。更准确地说,人们先通过比较简单的作业来得到一最终能加工成一整体的封闭框架的那段长度的金属型材,然后通过相对弯曲此金属型材的两端面并将它们简便地连接在一起而得到一成品金属框架。
就将相对弯曲的两端面连接在一起而言,可以用使框架型材顺序弯曲而实现一种特别简单的连接结构。最好,连接结构能在金属型材的相对的两个端部上形成。也就是说,将其设计成能利用金属型材本身。由于用了这种方法,就有可能不使用外加的紧固件或外加的维持紧固状态的装置而实现整件框架的自动化生产。因此,在框架制作的全过程中,通常有的固定作业全都能取消,框架制造能以近乎连贯的方式作业,顺序地直接用金属型材来实现。
通过使用精确制作的支承表面,人们能以简单的弯曲作业来控制弯曲角度,以使得框架的拐角部都一样精确地制成90°角。
为了更清楚地理解本发明,下面通过例子并参照附图对其实施方式予以说明。
图1是通过窗户中心部位的纵截面图。截面处于与窗户主截面平行的位置,以此图表明窗户的金属框架(窗框和窗扇)。
图2是表明在通过窗户主平面的纵截面上的窗户角部的局部剖视图。此图表示窗户的金属框架与木制框架之间的连接方式。
图3是一第一种型材坯料的局部横断面图。此型材坯料构成窗框的主构件部份即金属框架。
图4-6顺序表明成型如图3所示的型材坯料的几个不同的工部。
图7是在与相应于图2剖面图表明的、构成窗扇的主构件即金属框架的型材坯料的剖面图。
图8-10表示用于成型图7所示型材坯料的几个不同的工部。
图11是局部视图,它表示在三个角部成型为如图6所示结构之后的,图1所示型材框架的第四个角部。
图12-13分别表明用于成型图11所示型材坯料结构的两个预定工部。
图1表示了两个不同的框架21和20。它们作为窗户的一部份,即第一框架20构成如图2所示的窗框22的主构件;第二框架21构成如图2所示的窗扇23的主构件。
更准确地说,窗框22包括一铝型材制作的,作为窗框构件之一的主构件20,它面向室外。另外窗框还有一个面向室内的木制装饰构件24。框架20用螺丝24a紧到装饰构件24上。
同样,窗扇23也包括一铝型材制作的,构成窗扇构件之一的主构件21,它面向室外。另外窗扇还包括一个面朝室内的木制装饰构件25。铝型材构件即框架21用螺丝25a紧固到装饰构件25上。
装饰构件24和25在某些情况下可分别以单个另件的形式直接固紧到框架20和21上。在另外一些情况下,装饰构件24和25本身就能构成一个木制框架并将其固接到相应的框架20和21上去。
至于窗扇23,窗格26(在图示中为一个有三层隔离玻璃的窗格)用盖板27紧固在主构件21和装饰构件25之间的凹槽28中。窗格26由常用密封件29、30与装饰构件25和盖板27形成侧面贴接。
作为窗框一部份的外框20有如图3所示的截面形状,其本身是公知的铝型材型式。更准确地说,它大体上是一H形形材。如图1-3所示,第一边部20a和第二外边部20b分别从横腹板部20c的两个侧面向外突伸。在与第一外边部20a相隔有间距的内侧处有一第三外边部20d。在横腹板20c的另一端有一内边部20c,它由一以乙形延伸带有一毗连的内突边20g的过渡部20f连接到腹板部20c上。
图4是在进行修正作业之后的图3所示铝型材的侧视图。即在型材的对边部(图示为边部20e)冲压一槽口31之后的剖视图。在此图中没有表示出来,但在位于边部20e对面的边部20a、20b、20d上也作出相等的槽口。这些槽口,正好作在型材腹板部c的直线部段的内侧。换句话说,铝型材在长度方向上的两个部份仅以槽口处去掉相应部位后的剩下的腹板部20c在纵向相互连接。
如图4所示,槽口31基本是一直角等腰三角形。其中,相等的两个边31a和31b对每个框架构件即铝型材的长度方向上的每个部份构成限位。在三角形的底边即其最长边上,边31a和31b间的距离最大;而在三角形的顶角处,型材向两边由一窄缝31c相互分开。如果需要,该缝的长度可以按需要增加。如图4所示,腹板部20c在区段32上裸露出来了。缝31c的长度可以根据要求的区段32的长度而定。也可以使用另外的多边形即梯形槽口来代替三角形槽口。
图5示出用于初弯腹板部20c的无复盖物区段32的施工图。用箭头A表示贴靠无复盖物区段的中心部位32a的下支承面(例如用凸形的弯曲支承工具)。用箭头B和C表示适于对腹板部20c构成支撑的锥形压力工具的位置。更准确地说,该支承面分别处于位于槽口31的两边与腹板部20c各自的交接处所限定的区段32b和32c上。
图6表示在两个邻接的框架部份之间的腹板部20c的无复盖区段32的进一步弯曲施工图。在图6中,如图5中A所示的支承面被去掉了。在这一制作阶段,如箭头B和C所示,压力装置通过初弯而在32b和32c这两个区段上形成支撑面,如箭头D和E所示,辅助压紧装置对区段32的中心部32a的侧面32d和32e形成支撑面并施加压力。最后,B和C所示的压力装置撤除,由于如箭头D和E所示的压紧装置的进一步夹紧作用,保证了包括区段32d和32e的中心部位32a的伸展效果,从而相应地保证了区段32f和32g的压力作用。区段32f和32g的长度总和还比中心部位32a的尺寸短得多。因此区段32f和32g能由夹紧装置D和E对区段32d和32e所产生的夹紧作用使其两端相接面紧紧地连在一起。与区段32f和32g紧紧地连接在一起的同时,也保证了如图示的槽口的边31a和31b那样的两个限位边也相应地紧紧压在一起,从而在弯曲的邻接框架部份之间限定一精确的90°角。通过对腹板部20c的区段32的弯曲,在邻接的框架部份间形成了一个支承作用和锁紧作用结合在一起的结构32′,也就是说,结构32′是由框架20的腹板部20c本身构成的。因此,作为邻接框架部份间的支承和锁紧装置的结构32′与框架本身是一个整体,并在邻接的框架部份间形成增强的(折叠在一起的)和贯通的连接。
如图1所示,一对邻接的框架部份间的结构32′安置在腹板部外面,即在型材的腹板部20c和边部20d及边部20e和20f所限定的空间里,而框架沿腹板部20c的凹形空间完全成平滑状态。
图7表示了窗扇的金属框架构件21的横截面。该型材本身是公知的,它具有近于C形横截面的铝型材形式。该型材中部有一平直边部21a,外腹板部21b从边部21a的横向向外突伸,外腹板部21b具有一向外成一角度突伸的突边21c和向内过渡到横向直突边21e的过渡边21d。另外,一内腹板部21f从边部21a横向向外突伸,内腹板部21f的最外端带有一U形钩部21g。
上述的盖板27紧固在型材21的内腹板部21f上。盖板27上的L形锁紧部份27a装入型材21的钩部21g中,而支承凸块27b支承在外腹板部21b的突边部21e上(见图2)。
如图8所示,型材21在起始状态是直的。进行一道预加工作业使之在型材的钩部21g和相对的边部21c、21d、21e处再开出第一个较小的槽口(未画出),在边部21a上开出另一个直角等腰三角形槽口35,槽口35与上述的第一个较的槽口平齐。槽口35在其三角形的顶部35a处的最小尺寸区段36上裸露出型材外腹部板21b,而在槽口35的三角形底部处即尺寸大得多的区段37上裸露出型材的内腹部板21f。所述的第一个槽口裸露出来的型材部份相应于区段36和37所裸露出来的型材部份。这样,型材如图9-10所示那样弯曲后在槽口35的等腰三角形的两个边35b及35c间逐步构成限位和支承贴合。在图7-10所示的结构中,也可以使用另外的多边形,例如以梯形来取代三角形。
由图9和图10可以明显地看出,如区段36所示的型材21的外腹板部21b用如箭头F所示的内支承12和如箭头G和H所示的外压力装置弯成90°角,而三角形两边35b及35c彼此相靠形成贴合支承。同样,由图9和图10可明显地看出,位于区段37的型材21的内腹板部21f以前面所述的弯曲型材20的腹板部20c相同的方式,由如箭头A所示的内支承,如箭头B和C所示出的外压力装置,及如箭头D和E所示的夹紧装置进行弯曲,其结果是,在区段37上形成了支承和锁紧结构38。结构38把型材21的框架构件固定在如图10所示的位置上。
结果,外腹板部21b将在框架的外周边上形成连续表面,而内腹板部21f将伸长并将伸长部份挤压在一起,但在框架的内周表面上仍形成连续表面。至此,已得到了一个有效增强的,牢固的框架。在由加工作业形成的区段36和37(图8)之间,型材的框架构件在该型材毗连的边部21a上沿槽口35的两边35b和35c彼此相靠、支承贴合。此外,在型材的向外开口边的相应斜边上,也可以得到类似的支承贴合。
很清楚,正如前面所述和图1-10所示,框架20和21可以分别以相应于图4-6和图8-10所示的方式并以相同的顺序加工出框架的三个角部。同样,框架20的第四个角部也加工成具有一增强和锁紧功能的连接结构40;框架21的第四个角部加工成具有一增强和锁紧功能的连接结构41。图11-13示出了框架20中加工连接结构40的几个顺序制作工部。框架21中的连接结构41也可以同连接结构40相应的方式加工而成,故在这里就不再对此详细说明。
图11示出了框架20的三个角部已弯成如图6所示样式之后的余下的第四个角部。这构成第四角部的两个邻接的框架部份处分别加工成具有45°角斜切边的20h和20i。在腹板部20c上的一个框架部份具有无复盖物区段42,而第二个框架部份的相应处有一横向的长方向孔43。第一个框架部份的无复盖物区段42形成一个有末端向外突伸的锁紧舌,此锁紧舌插接到在第二个框架部份制作出的锁紧结构-长方形孔43中。
图12示出部份折叠状态中的锁紧舌42,即三个依次连接的部份42a,42b,42c。它们相对腹板部20c及彼此之间都弯成一定角度,而且锁紧舌的外端部正处于靠近长方形孔43的入口处。图13表明,锁紧舌42的外部42c穿过长方形孔43并被锁紧,从而42c与腹板部20c毗连的第二个框架(注2)部份的一个侧面相贴合,而边部42a,被夹紧在与(注3)上述第二个框架部份的第一个侧面相对的另一个侧面相贴合,而中间部42b则插在长方形孔43中。
这样,锁紧结构42,43是用腹板部20c本身的材料制成的。当框架的其余三个角部均制成90°角后,该锁紧结构也立即被联结成一有效的锁紧连接。锁紧结构42,43相应地也将第四个角部锁紧并使之成90°角。至此,借助于用铝型材本身的材料制成的,并与该型材直接相连的锁紧结构,框架的四个角部中的每一个都得到了有效的锁紧。