用于窗结构的整体型材 本发明涉及一种构建窗户的方法，更确切地说是涉及一种通过结合某些窗户构件的制造和/或组装来构建窗户的有效方法。
典型的窗户至少包括一框架和一窗框。框架被装入墙壁或其它结构构件中并形成了窗户的外周。窗框装在框架内并装放窗玻璃。框架和窗框通常分别由四个在把角相连而形成矩形的独立的长条形部件构成。通常，长条形部件原本是空心的。对通风窗来说，至少窗框的一部分可相对框架活动。对不通风窗或固定窗来说，窗框是不活动的。
在制造时，可例如一次加工出一整段窗框型材并接着将它切断成许多个长条形窗框件以便形成窗框。可以采用挤压方法来加工一整段窗框型材。接着，将各个长条形窗框件连接起来而形成了窗框的矩形。可以采用相似的过程来制造框架。
如果在窗户中使用两个独立的构件如框架和窗框，则必须制造出两段独立的型材并必须采取两个独立的切割和组装工艺来制造各窗户构件。对于包括外周长约为14英尺的框架和窗框的典型窗户来说，传统方法要求约28英尺的各种长条形构件以便形成一个窗户。另外，每个长条形窗框件和每个长条形框架件需要几个其它的组装步骤来形成窗户。例如，必须在各长条形框架件和长条形窗框件上形成45度斜角。另外，将长条形窗框件和长条形框架件分别被组装成窗框和框架。由于窗框和框架是分头组装的，所以可能会在窗框形状和框架形状之间出现某些偏差，从而可能无法精确地将这两个部件装配在一起。人们迫切需要一种成本低、更高效且质量更好的尤其是采用长条形构件来制造窗户的方法。
概括地讲，本发明在窗户制作方法方面通过融合一些部件如框架和窗框的成型过程并组合了组装步骤而提供效率得以提高且质量得到改善的效果。在本发明的一个特殊实施例中，一种窗户组装方法包括以下步骤：制成一个具有包括一窗框部分和一框架部分的横截面轮廓的长条形部件；将长条形部件分成多段；将多段长条形部件连接起来而形成了窗户形状，其中窗框部分形成一个窗框，框架部分形成一个框架；以及使窗框与框架分开。
在本发明地一个实施例中，该方法可以包括将金属附件如锁具、操作件和/或合页装到框架和窗框上的步骤。在一个优选实施例中，窗框部分包括一个当窗框和框架处于关闭位置时至少部分地遮蔽住框架上装设操作件的平台的延长部。
在本发明的另一个特殊实施例中，在长条形型材中可以包括一个罩部。罩部能包住被装在框架上的金属附件。在另一个特殊实施例中，罩部包括一个铰接部，并且该方法可以包括在铰接部使罩部弯曲的步骤、在框架部分上安装金属附件的步骤以及将罩部固定在框架部分上的步骤。
本发明还包括一种窗户制造方法，其中使用单个生产工序来制作通风窗和不通风窗，除最后一个使通风窗的窗框与框架分离开的步骤以外。首先，制造出一个具有包括一窗框部分和一框架部分的横截面轮廓的长条形部件。该方法还包括将长条形部件切断成其尺寸适于形成窗户的长度段、将至少四段长条形部件的切段连接成窗户形状，其中窗框部分形成一个窗框，框架部分形成一个框架。该方法还包括在需要通风窗的情况下使窗框脱离框架并允许窗框和框架保持连接状态而形成一个不通风窗。
通过阅读以下结合附图地对本发明各实施例所作的具体描述，人们可以更彻底地理解本发明。
图1是本发明的窗户且确切地说是处于开启状态的平开窗的一个实施例的透视图。
图2是本发明窗户的一个实施例中所包括的四段长条形部件的透视图。
图3是被组装成窗户形状的本发明一实施例的四段长条形部件的透视图，其中所述窗户包括一组合的窗框和框架。
图4是图3所示窗户形状的透视图，这个窗户已可用于安放本发明的窗玻璃板。
图5是本发明的组合窗框和框架的一个实施例的透视图，其中已装上了窗玻璃板，该图示出了被用来分割窗框和框架的槽刨。
图6是本发明第一实施例的长条形部件的横截面图。
图7是图6所示长条形部件的横截面图，它示出了已经分开窗框和框架并已装上了金属附件后的状态。
图8是本发明的长条形部件的第二实施例的横截面图。
图9是图8所示长条形部件的横截面图，它示出了窗框部分和框架部分已经分开、窗玻璃板已被装上且已经装上金属附件后的状态。
图10是长条形部件的第三实施例的横截面图，它同时示出了要装上的罩部和外修饰条。
图11是图10所示长条形部件的横截面图，其中已经装上了窗玻璃板和金属附件和并且已经加上了罩部和外修饰部，另外还示出了将沿其分开窗框部分与框架部分的A-A线。
图12是本发明长条形部件的第四实施例的横截面图，其中长条形部件还包括一个铰接的罩部，而且B-B线表示窗框与框架之间的分割线。
尽管本发明可以根据各种改动和替换方式进行变动，但在图中已经举例示出了特殊的实施例并且以下将对这些实施例进行具体说明。然而应该理解的是，这不是要将本发明局限于特殊的所述实施例。相反地，本发明要覆盖所有落入由后续权利要求书限定的本发明范围和精神内的修改方案、等同例和替换方式。
相信，本发明可被用于许多用于构造窗户和其它结构构件的方法和系统中。我们已经发现，本发明在可以融合多于一个长条形部件的生产的应用环境中特别有利。但本发明并不局限于此，通过探讨在这样的环境中的各应用例子而充分获得了对本发明各个方面的理解。
图1是可以采用本发明方法制成的窗户18的一个例子。如图所示，一个外开平开窗18包括一个框架20、一个窗框22和窗玻璃24。框架20由四个独立的框架件25构成，而窗框22由四个独立的窗框件26构成。窗户18可能包括一些金属附件，如启闭窗户用的操作件28和锁销29。
尽管可以有许多其它形状并可以采用本发明的方法来构建具有这些不同形状的窗户，但矩形是最常见的窗户形状而且以下只结合附图来描述矩形窗。但是，本发明可被应用到具有除矩形外的其它形状的窗户中。
如以下将要描述地，本发明对结合不通风窗或固定窗地形成铰接的通风窗很有用。在这些图中，只示出了外开式平开窗，但是，本发明的制造步骤可被用于许多不同类型的门窗，如内开式平开窗。例如，本发明对制造所有类型的铰接门窗都很有效，这其中包括平开窗、地下室窗、蓬式窗。本发明可以被应用到或向内开或向外开的所有类型的门窗中。另外，本发明的制造步骤也可被用于非铰接型门窗，如滑动门窗或双悬窗。
根据本发明，可以在同一个制造过程中形成至少两个窗户部件并随后将它们分开。形成一个包括一窗框部分和一框架部分的长条形部件。该长条形部件是通常沿其长度具有一致的横截面的长条形窗户部件。在一个实施例中，随后将该长条形部件切割成其尺寸适于形成窗户的数段。将这些长条段连接起来而形成了窗户的形状，其中窗框部分形成了一个窗框，而框架部分形成了一个框架。接着，可以使窗框与框架分开而形成一个通风窗。在长条形部件的型材上也可能包括其它窗户部件，如罩部或覆面或修饰连接部分，以下将对此做具体说明。
本发明的一个优点是生产效率高，因为长条形部件是在一个制造过程中形成的，但它包括了框架部分和窗框部分。在组装时也获得了高效率。例如，可以在框架部分和窗框部分都是长条形部件的一部分时同时在框架部分和窗框部分上切割出斜角。另外，将长条形部件的斜角连接在一起的步骤使得可在一个加工步骤中形成窗框角和框架角的连接。本发明的另一个优点是，可以采用许多相同的加工步骤而构成通风窗和不通风窗，直到窗框与框架分开时为止。结果，制造这两种窗户所需的加工设备减少了。例如，平开窗和固定窗通常是在同一个组装设备中制成的，因为这两种窗户对于在一个房屋位置上进行组合是理想的。根据本发明，平开窗和固定窗可以是用一条加工组装线制成的，除了使通风窗的窗框与框架分开的步骤外。
本发明的另一个优点是通过利用本发明可以更容易地在窗框和框架之间形成完美的配合。由于窗框和框架在长条形部件的角部相连以形成一个窗户的情况下仍然以长条形型材的方式相连，窗框和框架将具有相同的形状，即使这个形状是略微不精确的矩形。
在本发明的一个优选实施例中，以截面图在图6中示出的长条形部件30被制成包括一个框架部分34和一个窗框部分36。现在将参见示出了制造组装步骤的图2-图5来描述本发明的窗户制造方法。
以下将结合图2-图5的组装方法来描述图6、7中所示的长条形部件30的构形。但应该理解的是，其它型材构形也是可行的并被认为是可采用本发明的制造步骤的。以下将具体参见图8-图12来描述其它型材构形的例子。图8-图12的型材可引入采用许多如以下要参见图2-图5描述并示出的相同制造步骤的窗户制造工艺中。
首先，长条形部件30被制成沿其长度具有一致的横截面(如图6所示)。长条形部件30包括一个框架部分34和一个窗框部分36。在成型后，接着如图2所示地将长条形部件30切成独立的小段38以便构成窗户。每小段38包括被连在一起的框架件25和窗框件26。在各小段38上形成适当的斜角40，以便连接成所需的窗户形状。例如，在小段38上可以加工出45度斜角以便形成矩形。
接着，使各小段38的端部如图3所示地连在一起而形成了窗户形状的外轮廓41。可利用粘结剂、角键、焊接或其它本领域中公知的连接技术将整体件连接成窗户形状。
可以通过各种本领域中公知的方法将窗玻璃24装在窗框22中，其中包括油灰层玻璃安装方式或槽式玻璃安装方式。如图4所示，窗玻璃板24最好是通过将玻璃板放在是长条形部件30的窗框部分35的一部分的横挡42上而被装上去的。在图6中也示出了横挡42。在使窗玻璃板24落置到位之前，最好将粘结剂和/或密封材料涂覆到横挡42上。这种安装方式通常被称为油灰层玻璃定位方式。
接着，可以在与横挡42相对的窗玻璃板24的边缘上加上修饰条，例如玻璃压条或覆面异型件，这是在本领域中公知的。玻璃压条一般被分成几段地环绕窗玻璃的外周安装。可以一次一段地施加覆面，或者可以将覆面制成矩形并在窗玻璃上方卡接到位。
一个安装窗玻璃板的替换方法就是环绕窗玻璃板24地组装窗户的外轮廓41。尽管没有示出这个方法，但本领域中的普通技术人员会认识到，各小段38可以如图2所示地环绕窗玻璃板地被连接成窗户形状41，而在这里将粘结剂或密封剂涂覆在各小段38的将与窗玻璃板接触的区域内。这种安装方式通常被称为槽式玻璃安装方式。在槽式玻璃安装方式中，窗框部分可能与图6所示的框架部分不同，这是因为窗框部分可能包括一条窗玻璃板的安装槽。
在通过槽口安装玻璃的过程中，粘结剂可能在各小段38被组装成窗户形状41时被窗玻璃板24的边缘推开，结果在窗玻璃板与窗框之间形成不很可靠的密封。因此，油灰层玻璃安装方式是本发明优选的窗玻璃板安装方法。
现在形成了一个完整的固定窗。在需要通风窗的情况下，根据本发明一个实施例的窗户组装过程的下一个步骤就是在窗户18中使窗框与框架分开。如图5所示，例如采用槽刨43将连接窗框部分36与框架部分34的材料切掉。在图6中，连接窗框部分36与框架部分34的两个材料连接部44、45被示出是靠近槽刨43的。在切去材料连接部44、45之后，框架部分和窗框部分是独立的构件。现在，可以将合页、锁具、开启件和其它金属附件安装到窗框或框架上或者装到窗框与框架间的相交部上，以便如图1所示地形成一个活动窗。
根据本发明，两个用于制造窗框和框架的生产过程被一个制造长条形部件30的生产过程代替了。在采用优选实施例的情况下，两个独立的由各段形成窗框22和框架20的组装过程被一个组装过程所代替。由于窗框22和框架20是在窗框部分36和框架部分34仍在长条形部件中彼此相连的情况下被组装起来的，所以与分头组装窗框和框架的情况相比，更有可能在窗框22和框架20之间获得精确的配合。结果，使生产效率和加工精度都提高了。
在需要固定窗而不是通风窗18的情况下，窗框与框架之间的连接保持原封不动。通过这个过程制成的固定窗具有这样的优点，即它在窗框与框架之间具有整体的结构连接，从而提高了固定窗的不透风雨性和坚固性。在某些现行的固定窗制造方法中，分开的窗框件和框架件分别被挤压制成窗框和框架，接着用卡子将窗框和框架固定在一起或通过其它方式将它们连接起来而形成了固定窗。但是，由于按照本发明地形成了固定窗，所以无需卡子或附加的连接步骤。另外，可以采用许多个与被用于制作通风窗的步骤相同的组装步骤制成固定窗，从而可以利用相似的生产设备和一条几乎相同的组装线来生产根据本发明的固定窗。
在本发明的一个不太优选的第二替换实施例中，长条形部件30被分成窗框件26和框架件25，随后将这些部件连接起来从而分别形成了窗框22和框架20。现在参见图2，窗框件26和框架件25可以在将构成窗户的窗框矩形和框架矩形于角部处连接起来之前被相互分开。窗框件26和框架件25可以在制出45度斜角之前相互分开或不相互分开。于是，获得了一个完整制成的窗框和一个完整制成的独立框架，而不是在图3中形成的组合窗框和框架。下一个步骤就是安装窗玻璃板，这与图4中所示的步骤相似，除了窗玻璃板将只被安装在窗框中之外。在这个替换实施例中，将不需要如图5所示的用于优选实施例的窗框和框架的分离步骤，因为窗框和框架是已经分开的。这个替换实施例将没有优选实施例的高效组装的优点，但它将无需两个单独挤制成的窗框型材和框架型材。
现在参见图6，以下将具体讨论长条形部件38的型材30的一个实施例。窗框部分36将通过切除两个材料连接部44、45而与框架部分34分开。每个材料连接部44、45可以包括至少两个连接板，从而总共四个或更多个材料连接板将被切掉，以使窗框与框架分开。许多其它连接薄板方案也是可行的，在此将讨论其它一些例子。窗框部分36包括一个用于支承窗玻璃板24的横挡42。图6还示出了一个通过螺钉固定在窗框部分36上的内定位条或玻璃压条46。玻璃压条从窗玻璃的与横挡42相对的一侧的边缘提供完美的修饰。在绝大多数情况下，玻璃压条是采用卡扣嵌接方式或摩擦配合方式而不是利用可看到的螺钉被固定在窗框上的。这些安装技术和其它本领域中公知的技术中的任一种都可被用到本发明中。
如图6所示，一个间隔件47位于两块形成隔热隔声窗玻璃板24的玻璃之间。型材30还包括一个用于固定一个窗户启闭用操作件的平台53，以下将对其做具体说明。可以在框架部分34上开设一个挡风雨条承槽54，以允许装入挡风雨条的圆边。
图7示出了长条形部件30的横截面，其中窗框部分36和框架部分34是分开的并且装上了金属附件。一个操作件48被固定在框架部分34的平台53上，它包括被固定在窗框部分36的表面上的操作臂49和一个把手50。合页52与窗框部分36和框架部分34相连。另外，挡风雨条的圆边51位于窗框部分与框架部分之间，以便在窗框和框架之间形成不透风雨的密封，而此时挡风雨条的圆边被保持在挡风雨条承槽54中。
图8和9示出了本发明的长条形部件型材80的一个替代方案。长条形部件型材80包括一个窗框部分84和一个框架部分82。在长条形部件80的该实施例中，一个材料连接部81使窗框部分84与框架部分82相连。型材80还包括一个用于支承窗玻璃板的横挡86。在框架部分82中还包括一个用于安装启闭窗户用的操作件的平台88。型材还包括一个当将窗户装到建筑结构中时面向建筑结构外部的外表面87。另外，图8中示出了一条用于支承挡风雨条的圆边的槽89和一条用于固定玻璃压条的槽83。型材80还包括两个可被用来使罩部与框架部分82相连的罩部连接部85。
在图9中，以横截面图示出了处于组装状态的型材80。窗玻璃板90已经被安装在横挡86上。玻璃压条91也被加上了，它被嵌入槽83中。操作件92被固定到框架部分82的平台88上，它包括一个与窗框部分84相连的操作臂93和一个把手95。合页94也被加入。挡风雨条的圆边96设置在窗框部分84和框架部分82之间，以便提高窗户的不透风雨性。罩部97如图所示地处于操作件92的一部分的上方，它与框架部分82上的罩部连接部相连。使用罩部97可以在内框架部分上为使用者提供清晰美观的设计图案并且可以挡住操作机构，这提供了更吸引人的内部外观。罩部97最好在与型材80的其它部分不同的独立过程中形成。图8和9中所示的实施例只利用了一个材料连接部并且提供了内罩部方安。
现在参见图10和11，本发明型材100的第三实施例如图所示地在图10中处于未组装状态，而在图11中处于组装状态。型材100包括通过一个材料连接部相连的一个框架部分102和一个窗框部分103。沿A-A线的切割将使窗框部分与框架部分分开。型材100包括一个用于支承窗玻璃板105的横挡104。框架部分102包括用于与罩部107相连的罩部连接部106。窗框部分103包括用于与覆面109相连接的覆面连接部108。罩部107安装在框架部分102的内部上并可以给窗户内部提供不同的美观外表，它还可以遮掩住金属附件如用于启闭窗户的操作件。覆面109安装在窗框部分和框架部分的外部上，以便给窗户的外部提供美丽外观。另外，覆面部分可以给窗玻璃板105的一侧提供完美的修饰。覆面109和罩部107将最好在与型材100的其余部分不同的单独制造过程中制成并因此可以为设计目的而被染色。
图10、11所示罩部连接和覆面连接方安的一个优点就是，可以批量生产下窗户底架，但是可以通过安装上具有不同设计特点、形状和颜色的罩部和覆面而改变颜色和设计风格。可以采用几乎完全相同的组装线和部件种类和数量来制造具有许多不同颜色和形状的窗户，这是因为只需要改变覆面部和/或罩部即可。
窗框部分102还包括一个T形槽110，它可以与一个用于将框架装在建筑物上的可钉突缘相连。挡风雨条部分111可被设置在窗框和框架之间并可被嵌入在框架部分102上的挡风雨件承槽112中。一个包括把手116的操作件113也可被安装在框架部分102的平台115上。尽管在图11中没有示出操作杆，但是这样的操作杆可以按照与图9所示相似的方式被用于图10、11的实施例，它在操作件113与窗框部分103之间形成了连接。同样地，尽管在图11中没有画出合页，但是可以与图9所示合页相似地设置一个合页。
在图12中示出了本发明的一个替换实施例中的长条形部件120。该长条形部件120包括一个框架部分121、一个窗框部分122和一个罩部123。罩部123可被设置在本发明窗户框架的内表面上并可以遮掩住金属附件如启闭窗户用的操作件或提供独特的美观外表，但这不是必需的。罩部123可以包括一个铰接部124，它由比罩部123的其余部分更软的柔软材料制成。在罩部123已经在罩部的非铰接边缘脱离框架之后，铰接部124允许罩部123后弯以便露出下面的框架部分。沿图12中的线B-B的切割可被用于使罩部123的非铰接侧脱离框架121。在组装出窗户后，这种结构允许金属附件被安装在框架上，然后被藏在罩部123下。在组装出窗户的窗框和框架后，一般装上金属附件如操作件、窗锁和其它器件。接着，使罩部后弯到位并用本领域中公知的方式固定住罩部，从而使罩部覆盖住金属附件。如果罩部123没有配有铰接区，可以通过切割除去罩部，以便进行金属附件的安装并接着利用本领域中公知的方法重新安装罩部。
图12的长条形部件120最好由乙烯基材料制成，如本领域中已知的那样，它是在铰接部124是和长条形部件120的其余部分共挤塑的更柔软的塑化乙烯基材料时通过挤塑而制成的。图12所示的窗框部分122包括一个用于支承窗玻璃板的横挡125。窗框部分122也可以包括一个用于容纳覆面的连接件126。框架部分121可以包括一个用于容纳T形可钉突缘的槽127，所述可钉突缘可以被固定在其中装入窗户的结构或墙壁上。可以使用上述方法将长条形部件120组装成窗户。靠近B-B线地切割长条形部件120以使窗框部分122与框架部分121分开。在此实施例中，将两个材料连接部切掉以使窗框与框架分开，并沿线B-B使罩部与窗框分开。
图6-12所示的长条形型材具有不同的结构特征，如用于容纳可钉突缘的T形槽、用于覆面型材的连接部以及不同构形的玻璃压条。本领域中的普通技术人员将认识到，尽管可能只在其中一张图中画出了许多这样的各种结构，但它们可以被加入上述任何一个长条形型材的设计中。例如，用于容纳可钉突缘的T形槽可以设置在图6、7所示的型材30上或设置在图8、9所示的型材80上，尽管在这些图中没有示出。
现在来描述制造本发明的长条形部件的细节。可以采用许多本领域中已知的各种方法来制造长条形部件。最优选的方法是采用乙烯基材料例如聚氯乙烯(PVC)或木头-聚合物的复合材料通过挤塑而制成。可以通过与彩色材料的共挤塑而在本发明长条形部件的外表面上形成彩色层。但是，注塑方法、滚轧成型金属方法、木铣方法和其它方法也是可以采用的，其中一段型材可以被制成具有不变的横截面。在使用注塑方法的情况下，可以采用像ABS(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯或其它聚合物这样的材料。对于注塑方法来说，窗框部分和框架部分可以先被数个连接点、一个连续的连接薄板或一个中间连接结构连接在一起。长条形部件也可以由金属、铝、木头和其它各种能被用于形成可被分成窗框型材和框架型材的具有一致横截面的型材的材料制成。例如，长条形部件可以通过滚轧成型金属、拉挤成型玻璃纤维、铣削木材的方式制成。
尽管本发明可以采用许多材料，但在挤塑过程中使用乙烯基材料或木头和聚合物的复合材料可能是最简单的和最切实际的实施本发明的方法。一种优选的木头和聚合物的复合材料在美国专利5，406，768中公开，在此作为参考地引入这篇文献的全文。耐用性、隔绝性和成本都是考虑选择何种窗材料的重要因素。当选择材料并设计型材形状时，也应该考虑到挤压设计公差。设计公差可以有很大的不同，这取决于型材的尺寸、所用材料和许多其它因素。
如果包括罩部，则罩部可以由许多材料制成并且可以按照许多本领域中已知的方法进行制造。最好，用乙烯基材料挤压制成罩部。可以采用许多本领域中已知的材料来制造覆面。一种优选的覆面材料就是木-聚合物的复合材料，在本领域中已知的众多其它可用材料中，有例如如美国专利5，406，768中所述的材料或乙烯基材料。木头-聚合物的复合材料最好被用作外覆面材料如外覆面46，因为它更耐温度极限并可以使之呈现出各种不同的颜色，尤其是可以呈现深色。
在本发明的另一个实施例中，长条形部件的型材可以包括覆面型材。在安装窗玻璃板之前，可以除掉覆面。或者，可以采用槽式玻璃安装方式。
在上述整体型材上进行的切割可以用本领域中已知的许多不同类型的工具进行。最好采用槽刨。
上述实施例只是示例性地提供的，而不应该把它们看作是限制了本发明。本领域中的普通技术人员将容易地认识到，在不用严格地按照所示和所述的示范实施例和应用条件并且不超出后续权利要求书所述的本发明范围和精神的情况下，可以对本发明作出各种修改和改动。