Schweißeckverbinder für Türen aus PVC-Profilen

ift -RICHTLINIE FE-09/1

Schweißeckverbinder

für Türen aus PVC-Profilen

Anforderungen, Prüfung und Bewertung

Herausgeber: ift Rosenheim

Sachbearbeiter: Odette Moarcas

Inhalt

Seite

1 Geltungsbereich 3

2 Normative Verweise 3

3 Anforderungen 3

4 Überblick über die Prüfungen 3

5 Probekörper 5

5.1 Probekörper für die Druckbiegeprüfung 5

5.2 Probekörper für die Einschubprüfung 6

5.3 Probekörper für die Verwindungsprüfung (dynamisch und statisch) 7

6 Prüfungen 8

6.1 Druckbiegeprüfung 8

6.1.1 Ziel 8

6.1.2 Prüfmethode 8

6.1.3 Ergebnisse 9

6.1.4 Anforderungen 9

6.2 Einschubprüfung 9

6.2.1 Ziel 9

6.2.2 Prüfmethode 9

6.2.3 Ergebnisse 9

6.2.4 Anforderungen 10

6.3 Dynamische Verwindungsprüfung 10

6.3.1 Ziel 10

6.3.2 Prüfmethode 10

6.3.3 Ergebnisse 10

6.3.4 Anforderungen 10

6.4 Statische Verwindungsprüfung 11

6.4.1 Ziel 11

6.4.2 Prüfmethode 11

6.4.3 Ergebnisse 11

6.4.4 Anforderungen 11

7 Zusammenfassung 12

1 Geltungsbereich

Diese Richtlinie gilt für die Beurteilung von Schweißeckverbindern für Türen aus PVC-Profilen. Die Einhaltung der Anforderungen dieser Richtlinie ermöglicht den Nachweis der Eignung von Schweißeckverbindern.

2 Normative Verweise

In Tabelle 1 sind die zugrunde liegenden Normen aufgeführt, nach denen in An- lehnung geprüft wird.

Tabelle 1 Normative Verweise Norm-Nummer Normtitel

DIN EN 514 Profile aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC-U) zur Her- stellung von Fenstern und Türen – Bestimmung der Festigkeit ver- schweißter Ecken und T-Verbindungen

DIN EN 130 Prüfverfahren für Türen; Prüfung der Steifigkeit von Türblättern durch wiederholtes Verwinden

DIN EN 948 Drehflügeltüren – Ermittlung der Widerstandsfähigkeit gegen stati- sche Verwindung

3 Anforderungen

Diese Richtlinie stellt Anforderungen an Schweißeckverbinder als selbstständige Systeme. Ein System im Sinne dieser Prüfrichtlinie besteht aus Schweißeckverb- inder und Armierungseisen.

4 Überblick über die Prüfungen

In Tabelle 2 wird ein Überblick über das Prüfprogramm und die Anzahl der Pro- bekörper für die Eingangsuntersuchung dargestellt.

Tabelle 2 Überblick Prüfprogramm

Prüfung Prüfeinrichtung Ziel Probekörper

Druckbiegeprüfung Nachweis der Qualität

der Verschweißung 8 Ecken

Einschubprüfung

Verarbeitbarkeit und Fi- xierung im Armierungs- eisen

16 unver- schweißte Teilstücke mit Armierungseisen

Dynamische Verwin- dung

Verwindungssteifigkeit unter dynamischer Be- lastung

6 Rahmen

Statische Verwin- dung

Verwindungssteifigkeit unter statischer Belas- tung

5 Rahmen

5 Probekörper

Die Probekörper bestehen aus zwei Bauteilen, den Schweißeckverbindern (Bau- teil 1) und den Armierungseisen (Bauteil 2). Die Befestigung der Schweißeckver- binder zum Armierungseisen wird praxisgerecht gemäß den Anleitungen des Her- stellers durchgeführt und in den Prüfungen mit berücksichtigt.

5.1 Probekörper für die Druckbiegeprüfung

Bauteil 1 PVC Schweißeckverbinder verschweißte Ecke

Bauteil 2 Armierungseisen

Querschnitt:

Materialdicke:

Material:

50 mm x 40 mm ca. 2 mm Stahl, verzinkt

400 mm ± 2 mm 45

°

a Bauteil 1

Bauteil 2

Anzahl: 8 Ecken

Bemerkungen

— Alle Maße müssen im angegebenen Toleranzbereich liegen.

— Maß a ist herstellerabhängig und liegt in der Regel bei ca. (20 ± 2) mm.

— Die Einschublängen der Schweißeckverbinder werden überprüft und verglichen.

— Auf Maßgenauigkeit des 45°-Winkels ist zu achten.

— Sonstige Besonderheiten werden vermerkt.

5.2 Probekörper für die Einschubprüfung

Bauteil 1 PVC Schweißeckverbinder unverschweißtes Teilstück

Bauteil 2 Armierungseisen Querschnitt:

Materialdicke:

Material:

50 mm x 40 mm ca. 2 mm Stahl, verzinkt

Anzahl: 16 Stück

Bemerkungen:

— Alle Maße müssen im angegebenen Toleranzbereich liegen.

— Maß a ist herstellerabhängig und liegt in der Regel bei ca. (20 ± 2) mm.

— Die Einschublängen der Schweißeckverbinder werden überprüft und verglichen.

— Auf Maßgenauigkeit des 45°-Winkels ist zu achten.

— Sonstige Besonderheiten werden vermerkt.

175 mm

±2mm a

45°

Bauteil 1

Bauteil 2 175

mm

±2mm a

45°

Bauteil 1

Bauteil 2

5.3 Probekörper für die Verwindungsprüfung (dynamisch und statisch) Bauteil 1 PVC Schweißeckverbinder

verschweißte Ecken

Bauteil 2 Armierungseisen Querschnitt:

Materialdicke:

Material:

50 mm x 40 mm ca. 2 mm Stahl, verzinkt

1500 mm ± 2 mm

600 mm ± 2 mm

a

D2 D1

Bauteil 1 Bauteil 2

Anzahl: 11 Rahmen

Bemerkungen:

— Alle Maße müssen im angegebenen Toleranzbereich liegen.

— Maß a ist herstellerabhängig und liegt in der Regel bei ca. (20 ± 2) mm.

— Die rechtwinklige Verschweißung der Rahmen wird durch Messung der Diagonalen D1 und D2 (Stichmaß) überprüft. Die Differenz zwischen D1 und D2 darf maximal 5 mm betragen.

— Die Probekörper müssen auf ebenem Untergrund transportiert und gelagert werden.

— Die Anfangsverwindung wird überprüft. Die Probekörper werden dazu auf ebener Flä- che zunächst an den horizontalen, dann an den vertikalen Armierungseisen nieder- gedrückt. Anschließend wird die Verwindung gemessen.

— Die Abweichungen der Probekörper von der Ebene werden vor der Prüfung im einge- spannten Zustand in der Prüfvorrichtung festgestellt.

6 Prüfungen

Die Anwendbarkeit und das langfristige Verhalten der Schweißeckverbinder soll im Laborversuch simuliert werden. Dabei werden folgende Aspekte untersucht:

• Qualität der Verschweißung,

• Verklemmung bzw. Fixierung des Schweißeckverbinders im Armierungseisen (Verarbeitbarkeit),

• Verwindungssteifigkeit unter dynamischer Belastung und Auslenkung unter Last des Schweißeckverbinders,

• Verwindungssteifigkeit unter statischer Belastung und Rückstellvermögen im unbelasteten Zustand.

Systembeschreibung

Die Beschreibung der Schweißeckverbindungssysteme wird dem ift Rosenheim vom Auftraggeber zur Verfügung gestellt. Unter Schweißeckverbindungssystem wird sowohl der Schweißeckverbinder als auch das dazu gehörende Armierungs- eisen verstanden.

Bemerkung

Die gesamten Prüfungen werden ohne fixierende Verschraubungen der Schwei- ßeckverbindermit der Armierung oder gemäß den Montageanleitungen des Her- stellers durchgeführt.

6.1 Druckbiegeprüfung Ziel

Ziel dieser Prüfung ist es, die Qualität der Verschweißung nachzuweisen.

Prüfmethode

Die gesamte Prüfung wird ohne die fixierende Verschraubung der Schweißeck- verbinder mit der Armierung oder gemäß den Montageanleitungen des Herstel- lers durchgeführt. Die Probekörper werden auf ein mobiles Wagengerät aufgelegt und über einen Druckstempel mit einer Vorschubgeschwindigkeit von (50 ± 5) mm/min belastet. Die Belastung wird bis zum Bruch des Schweißeckverbinders durchgeführt. Aufgezeichnet wird der Kraft-Verformungs-Verlauf, aus dem die beim Bruch des Schweißeckverbinders wirkende Kraft F_B abzulesen ist.

Ergebnisse

Die Prüfung liefert folgende Ergebnisse:

— Bruchbildanalyse,

— Messung der Bruchkraft F_B (informativ),

— Messung des Kraft-Verformungs-Verlaufs mit Wertetabelle und Diagramm (in- formativ).

Anforderungen

Es darf kein Bruch in der Schweißnaht auftreten.

6.2 Einschubprüfung Ziel

Ziel dieser Prüfung ist es festzustellen, ob die Verklemmung bzw. Fixierung des Schweißeckverbinders im Armierungseisen ausreicht, um die bei der Verschwei- ßung auftretenden Kräfte ohne Einrutschen des Schweißeckverbinders in das Armierungseisen aufzunehmen (Verarbeitbarkeit).

Prüfmethode

Die gesamte Prüfung wird ohne die fixierende Verschraubung der Schweißeck- verbinder mit der Armierung oder gemäß den Montageanleitungen des Herstel- lers durchgeführt. Die Probekörper werden für den Versuch in einer speziellen Vorrichtung festgespannt, so dass die Druckbelastung der im Stahlrohr verspann- ten Schweißeckverbinder mittig und senkrecht zur Gehrungsoberfläche erfolgt.

Die Vorschubgeschwindigkeit des Druckstempels beträgt dabei 5 mm/min. Die Krafteinleitung über ein Kugelsystem sichert die konstante Flächenverteilung der Last. Die Druckbelastung wird bis zum Einschieben des Schweißeckverbinders in das Armierungseisen durchgeführt. Aufgezeichnet wird der Kraft-Verformungs- Verlauf mit Wertetabelle und Diagramm. Für die Bewertung der Einschubfestig- keit wird die beim erstmaligen Einrutschen des Schweißeckverbinders in das Ar- mierungseisen wirkende Kraft F_E berücksichtigt, die im Kraft-Verformungs- Diagramm abzulesen ist.

Ergebnisse

Die Prüfung liefert folgende Ergebnisse:

— Messung der Einschubkraft F_E bis Einschieben des Schweißeckverbinders in das Armierungseisen erfolgt,

— Messung des Kraft-Verformungs-Verlaufs mit Wertetabelle und Diagramm (in- formativ).

Anforderungen

Die ermittelte Einschubkraft F_E muss größer sein als F_Grenzwert, die in Abhängigkeit von Schweißfläche und Schweißdruck berechnet wird (F_E > F_Grenzwert).

Zur Berechnung von F_Grenzwert werden folgende Kriterien berücksichtigt:

1 Festlegung der wirksamen Schweißfläche A. Diese wird durch Auftrennung in der Schweißnaht eines Schweißeckverbinders ermittelt. In den meisten Fällen ist keine vollflächige Verschweißung festgestellt worden.

2 Der charakteristische Schweißdruck p_max des in der Praxis vorhandenen Schweißspiegels wurde auf 5 bar (0,5 N/mm²) festgelegt.

3 Berechnung von F_Grenzwert F_Grenzwert = p_max x A

6.3 Dynamische Verwindungsprüfung Ziel

Ziel dieser Prüfung ist es, die Verwindungssteifigkeit des Schweißeckverbinders unter dynamischer Belastung zu untersuchen. Diese Eigenschaft ist weitgehend für die Dichtigkeit des Endproduktes (Türen aus PVC-Profilen) relevant.

Prüfmethode

Die gesamte Prüfung wird ohne die fixierende Verschraubung der Schweißeck- verbinder mit der Armierung oder gemäß den Montageanleitungen des Herstel- lers durchgeführt. Die Probekörper werden in die biegesteife und vertikal ange- ordnete Prüfvorrichtung montiert und an drei Ecken fixiert. An der vierten Ecke werden die Rahmen mittels eines Druckzylinders für 1000 Zyklen auf Verwindung beansprucht. Die einwirkende Kraft beträgt dabei konstant 100 N. Die Dauer ei- nes Zyklus beträgt 16 Zyklen/min (960 Zyklen/h). Während der Prüfung wird nach 10, 500 und 1000 Zyklen die maximale Verformung d_dyn unter Last gemessen.

Anschließend wird 2 Minuten nach Belastungsende die bleibende Verformung b_dyn, ohne Last gemessen. Die Verformungsmaße d_dyn und b_dyn werden mittig auf der Gehrungsschweißnaht gemessen.

Ergebnisse

Die Prüfung liefert folgende Ergebnisse:

— Messung der maximalen Verformung d_dyn nach 10, 500 und 1000 Zyklen unter Last,

— Messung der bleibenden Verformung b_dyn 2 Minuten nach Belastungsende

— Einhaltung der Werte d_dyn und b_dyn aus der Erstprüfung,

— kein Versagen oder Brechen der Probekörper,

— keine visuell erkennbare örtliche Veränderung der Schweißeckverbinder (kein Ausrutschen aus dem Armierungseisen).

6.4 Statische Verwindungsprüfung Ziel

Ziel dieser Prüfung ist es, die Verwindungssteifigkeit des Schweißeckverbinders unter statischer Belastung zu untersuchen. Diese Eigenschaft ist weitgehend für das Rückstellverhalten im entlasteten Zustand des Endproduktes (Türen aus PVC-Profilen) relevant.

Prüfmethode

Die gesamte Prüfung wird ohne die fixierende Verschraubung der Schweißeck- verbinder mit der Armierung oder gemäß den Montageanleitungen des Herstel- lers durchgeführt. Die Probekörper werden in die biegesteife und vertikal ange- ordnete Prüfvorrichtung montiert und an drei Ecken fixiert. An der vierten Ecke werden die Rahmen durch eine statische Kraft von 50 N auf Verwindung bean- sprucht. Nach 1 min und 5 min wird die maximale Verformung d_stat unter Last ge- messen. Anschließend wird 1 min nach Belastungsende die bleibende Verfor- mung b_stat ohne Last gemessen. Die Verformungsmaße d_stat und b_stat werden mit- tig auf der Gehrungsschweißnaht gemessen.

Ergebnisse

Die Prüfung liefert folgende Ergebnisse:

— Messung der maximalen Verformung d_stat nach 1 und 5 Minuten unter Last,

— Messung der bleibenden Verformung b_stat 1 Minute nach Belastungsende ohne Last.

Anforderungen

— Einhaltung der Werte d_stat und b_stat aus der Erstprüfung,

— kein Versagen oder Brechen der Probekörper,

— keine visuell erkennbare örtliche Veränderung der Schweißeckverbinder (kein Ausrutschen aus dem Armierungseisen).

7 Zusammenfassung

In Tabelle 3 wird eine Zusammenfassung der Prüfungen bezüglich Ergebnissen, Anforderungen und Bewertungen präsentiert.

Tabelle 3 Zusammenfassung der Prüfungen

Prüfung Ergebnisse Anforderungen Bewertung

Druckbiege- prüfung

— Bruchbildanalyse

— Bruchkraft FB (informativ)

— Kraft-Verformungs- Verlauf (informativ)

Kein Bruch in der Schweißnaht erfüllt/nicht erfüllt

Einschub- prüfung

— Einschubkraft FE

— Kraft-Verformungs- Verlauf (informativ)

FE > FGrenzwert erfüllt/nicht erfüllt

Dynamische Verwindung

— maximale Verformung ddyn nach10, 500 und 1000 Zyklen unter Last

— bleibende Verformung bdyn 2 min nach Be- lastungsende ohne Last

— Einhaltung der Werte ddyn und bdyn aus der Erstprüfung

— kein Versagen oder Bruch der Probekörper

— keine visuell erkennbare örtli- che Veränderung der Schweiß- eckverbinder

erfüllt/nicht erfüllt

Statische Verwindung

— maximale Verformung dstat nach 1 und 5 min unter Last

— bleibende Verformung bstat 1 min nach Be- lastungsende ohne Last

— Einhaltung der Werte dstat und bstat aus der Erstprüfung

— kein Versagen oder Bruch der Probekörper

— keine visuell erkennbare örtli- che Veränderung der Schweiß- eckverbinder

erfüllt/nicht erfüllt