Referent: Dipl.-Ing. D. Siebert 1 Wettbewerbsfähig durch neues EnEV konformes Fenstersystem BIT...

Referent: Dipl.-Ing. D. Siebert 1

Wettbewerbsfähig durch neuesEnEV konformes Fenstersystem

BIT Jahrestagung 2011, Berlin


Entwicklung des Holzfensters

bis 2009

IV 68isolierverglast, 68 mm stark

nach DIN 68121

das Universalfenstersystem für alle Anforderungen mittels leichter konstruktiver Veränderungen einsetzbar für Standard-fenster, Schallschutz, Einbruchschutz, Denk- malschutz usw.

Verbesserungen der Wärmedämmung er-folgten jahrelang über Verbesserung der Wärmedämmung des Glases, bis eine pyhsikalische Grenze erreicht wurde.

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1.) Wärmedämmung Glas

Ug = 1,2 W/m2K

3.) Wärmedämmung Holz- rahmen Uf = 1,5 W/m2K

2.) Wärmebrücke Rand-verbund= 0,08 W/mK

ergibt Wärmedurchgangskoeffizient für

gesamtes Fenster UW = 1,5 W/m2K

3 Komponenten für den Wärmedämmwert des Fensters UW

Vorbemerkung


Verschärfte Anforderungen derEnergieeinsparverordnung

an Fenster mit der EnEV 2009

geforderterWärmedurchgangskoeffizient gesamtes Fenster

UW <= 1,3 W/m2K

Konsequenzen1.) Einsatz von Dreifachglas2.) Erhöhung der Rahmenstärke• zur Aufnahme des Dreifachglases• zur Verbesserung der Rahmendämmung

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Veränderung der Wärme-dämmung der Einzelkomponenten

Vorbemerkung


Weitere wichtige Faktorena.) Neue Profilgeometrien durch Fensterforschung, Beschlag, Dichtungb.) Neue Fertigungsverfahren: zunehmend CNC Technik statt Durchlauftechnik, zunehmend Einzelteil- statt rahmenweise

Fertigungc.) weitere Verschärfung des Uw-Werts durch EnEV 2012 Uw < 1.0 W/m2K 2.) Investition in neues flexibles Werkzeugsystem

mit Werkzeugsplitting

3.) Investition in neue flexible, moderne Fertigungsverfahren , CNC Technik

Konsequenzen1.) Neue Profilierungen mit mehreren Rahmen- stärken in mehreren Varianten

Vorbemerkung


Traditionelle CNC Fensterfertigung

1.) Vierseitig, Aushobeln mit Profilfräsautomat

2.) CNC BearbeitungQuerprofilierung

3.) Vorzerspanung oder Vorprofilierung erfolgt mit gesonderten Werk-zeug und Arbeitsgang

4.) Gehrungen an auszutrennende Glasleis-

ten werden von oben mit Sägeaggregat angeschnitten

5.) Glasleisten werden von oben mit Säge-aggregat aus dem Flügelinnenfalz ausgetrennt

6.) Endprofilierung erfolgt mit Vollprofilwerkzeug

7.) Durch die Art der Glasleistenherstellung sind nur glatte Glasleisten möglich

Vorbemerkung


Glatte Glasleiste Überfälzte GlasleisteNur diese Art Leiste lässt der Fensterbauer bevor-sich komplett mit An- zugt aus optischen Grün-

schneiden der Gehr- den die überfälzte Glas- ungen auf dem CNC leiste und weil die Längs-Bearbeitungszentrum Fuge immer abgedeckt

herstellen sein sollte

Die überfälzte Glasleiste ist bisher ein unge-löstes technisches CNC Fertigungsproblem:

Viele Fensterbauer trennen deshalb eine Vierkant-leiste für die überfälzte Glasleiste beim

Aushobeln auf dem Profilfräsautomat aus.Nachteile: teueres Verfahren, da eine Nachpro-filierung auf dem Automaten notwendig ist und Gehrungen im gesonderten Arbeitsgang

angeschnitten werden müssen. Zudem hat man ein aufwendiges Materialhandlingmit der Zuordnung der Glasleisten zum Flügel

Unterschiedliche Glasleisten

Vorbemerkung


Völlig neues Fertigungsverfahren, die Rahmenver-leimung nach der maschinellen Bearbeitung entfällt ! Weitestgehend alle Bearbeitungen bis zur Verglasung erfolgen am Einzelteil, es gibt keine losen Glasleisten; Glasleiste ist fest angefräst.Bauphysikalisch gute Lösung; optimaler konstruktiver Holzschutz, wenn Verarbeitung stimmt; kein Tau-wasser im Glasfalz; Flügelverschraubung notwendig; erfordert komplette Umstellung der Fertigung; danach von 10 bis 30 % Fertigungskosteneinsparung; lässt sich mit CNC-Maschinen problemlos fertigen.Vorbehalte: Verklotzung; Glasverklebung !Lösung: verstellbare Verklotzung oder GlasverklebungVerbleibende Probleme: Für die Festverglasung insbesondere bei Verglasung an der Baustelle braucht man eine ausgetrennte Glasleiste.Deshalb wurde bisher immer die Frage gestellt: Entweder Einzelteilfertigung oder rahmenweise Fertigung; zudem muß man die komplette Fertigung insbesondere die Oberflächenabteilung umstellen

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dampfdichterAnschluss zum

Flügel durchangefrästeGlasleiste

Kann man diese Probleme lösen mit Einzelteilfertigung ?

Vorbemerkung


FT11 - Fenstersystem IV78/IV90entwickelt von der Abteilung Technologie Transfer der Holzfachschule Bad Wildungen

Es handelt sich um ein von der Technologie Transfer Stelle der Holzfachschule Bad Wildungenvöllig neu entwickeltes, einzigartiges, optimiertes Holzfenstersystem. In diesem System sind einige, ganz neue, wegweisende Weiterentwicklungen vereint, welche einen hohen Innovationswert darstellen. Die Kombination und vorteilhaften Wechselwirkungen von ineinandergreifenden Neuerungen schaffen einen hochflexiblen, leistungsfähigen, Universalwerkzeugsatz, besonders gut geeignet für den handwerklichen Fensterbauer


FT11 - Fenstersystem IV78/IV90entwickelt von der Abteilung Technologie Transfer der Holzfachschule Bad Wildungen

• Mit ca. 20 CNC Werkzeugen kann man 8 Fenstersysteme herstellen, • welche von IV78 auf IV90 verstellbar sind. • Es gibt diese Systeme jeweils mit Mitteldichtung oder Mitteldichtung und Überschlagsdichtung, • ausgetrennter, überfälzter Glasleiste (in unterschiedlichen Tiefen) oder angefräster Glasleiste. • Die Eckverbindung ist Konter/Dübel oder Konter/Dübel verschraubt . Weitere alternative

Eckverbindungen sind möglich.• Komplettbearbeitung durch Kombination der Vorprofilierung auf einem programmgesteuerten

5-welligen Profilfräsautomaten und Endbearbeitung auf CNC Bearbeitungszentrum mit automatischen Tisch.


Leistungsmerkmale des neuentwickelten FT11 - Fenstersystem IV78/IV90

1.) Technische Kombination von ausgetrennter, überfälzter Glasleiste und angefräster Glasleiste für alle Varianten

2.) Völlig neuentwickelte technische Lösung zum Herstellen einer am CNC Bearbeitungszen- trum ausgetrennten komplett bearbeiteten, überfälzten Glasleiste

a.) 3 Glasleisten aus dem Innenfalz Blendrahmen

b.) 2 Glasleisten aus dem Außenfalz Flügel jeweils fix und fertig mit Gehrungen abgelängt

Angefräste Glasleiste Überfälzte, ausgetrennte Glasleiste


3.) Vorprofilierung und Vorzerspanung im Längsbereich erfolgen am Profilfräs-

automat: 3 Profilierhobelwerkzeuge erzeugen durch programmgesteuerte Verstellung der Wellen Es lassen sich über 20 verschiedene vorprofilierte Kanteln herstellen.Vorteil: a.) Vorprofilierung an CNC entfällt, b.) auszutrennende Glasleiste wird bereits anprofiliert; dadurch wird die CNC Bearbeitung schneller bei geringerem Material-handling

IV90 IV78

4.) Konsequente Anwendung von Werkzeugsplitting für alle Fenstereinzelteile mit Innen- und Außenprofil und überlappender Verschiebezone. Vorteil: Stufenlose Verstellung der Fensterstärke von 78 bis 90 mm mit einer festen Anzahl Werkzeugen.Nachteil: Bearbeitungszeit wird länger

5.) Verschiebebereich liegt im Außenbereich vor der Mitteldichtung, bei herkömmlichen

Werkzeugsätzen liegt er hinter der Mitteldichtung.



6.) Jeweils eine komplette Profilabwicklung befindet sich gesplittet auf einem Werkzeugträger.Vorteil: Zeiteinsparung, da kein Werkzeugwechsel zur Herstellung des Komplettprofils erforderlich ist.

7.) Bei IV 90 sind Flügelbreiten von kleiner 35 cm Breite Blendrahmenaußenmaß durch die besondere Profilgebung

möglich.

8.) Die Festverglasung im Blendrahmen ist ohne zusätzliches Nachfräsen möglich, die Füll-Leiste ist ganz einfach rechteckig herzustellen.



TITAN iP

9.) Zukunftsweisende Beschlagsabmessungen mit 13er Nutlage und 30er Eurofalz werden angewandt.Vorteil: es können traditionelle Drehkippbeschläge, spezielle Drehkippbeschläge für Einzelteilfertigung oder völlig verdecktliegende Beschläge wahlweise verwendet werden.

10.) Es wird eine relativ neuentwickelte Gummidichtung mit reduzierten Nutabmessungen eingesetzt. Es wird derselbe Dichtungsquerschnitt für die Mittel- wie auch Überschlagsdichtung verwendet.Vorteil: Die Flügelrahmen können für den Einsatz im Denkmalschutz noch schmaler gefertigt werden. Es muss nur eine Dichtung im Lager bevorratet werden.



11.) Schlanke Werkzeugvorhaltung: Durch Profilsplitting, CNC-Anwendung und weiterer z. T. vorgenannten Faktoren wird die Anzahl der Werkzeuge reduziert.Vorteil: niedrige Investitionskosten; für ein Inves-titionsvolumen nicht größer wie bei herkömmlicher, manueller Fertigung, bekommt man auch die benö-tigte CNC Werkzeugbelegung

12.) Relativ hohe Leistungsfähigkeit bei höchster Flexibiliät durch vorgenannte Faktoren; Verlagerung der Vorprofilierung auf den Profilfräsautomaten etc. Es können bis zu 18 Fenstereinheiten/Tag mit einem CNC Bearbeitungszentrum und einem Hauptbe-arbeitunskopf hergestellt werden. Zusätzliche Leistungssteigerungen sind über hintereinander gelagerte Spindeln größerer BAZ möglich.

13.) Dieser Werkzeugsatz schafft die Grund- lage zum Durchbruch moderner, kosten-

sparender Fertigungsverfahren wie der Einzelteil-fertigung, da er eine technische Verbindung zur rationellen, integrierten, traditionellen Fertigung herstellt. Die Aussage:“Entweder...oder!“ gibt es nicht mehr, weil für die Zukunft beides in einem Werkzeugsystem integriert, möglich ist !



14.) Der neue Werkzeugsatz nutzt konsequent die Möglichkeiten der freiprogrammierbaren CNC-Ansteuerung von Bearbeitungsspindeln, sei es im programmgesteuerten Profilfräsautomaten oder dem CNC Bearbeitungszentrum mit automatischem Tisch.Er ist ein Beitrag zum Durchbruch der CNCTechnik .

15.) Der neue Werkzeugsatz ist sehr ressource- und materialsparend konzipiert. Alle Leisten können aus den Rohkanteln ausgetrennt werden. Es ist kein zusätzliches Holz notwendig. Zudem kommen bei der Rohkantel preisgünstige Standardabmessungen zum Einsatz.

16.) Durch die Kombination von CNC Technik mit programmgesteuertem Profilfräsautomaten erfolgt eine maschinelle Komplettbearbeitung der Fenster mit nur zwei Maschinen. Dadurch bleiben die Investitionskosten und der Energieverbrauch (bei der CNC Maschine ist immer nur eine Spindel im Einsatz) gegenüber herkömmlicher Fertigung

niedrig. Der Platzbedarf für beide Maschinen ist wesentlich geringer, wie bei herkömmlicher Fertigung. In der Folge hat man

entsprechend niedrigere Energiekosten für Heizung, Absaugung und

Druckluft.



KOSTEN


VADEMCUMBeratungshandbuch für das Holzfensterhandwerkfür Umstellung des Unternehmens auf EnEV-konforme Fensterkonstruktionen

erstellt voniBAT – Institut für Betriebs- und Arbeitstechnik des TischlerhandwerksBerufsakademie Melle - Schwerpunkt Fenster und FassadeTechnologie Transfer Stelle der Holzfachschule Bad Wildungen

Dieses Projekt soll bekannt gemacht und geschult werden über die Landesfachverbände , denBundesverband des Tischlerhandwerks und die Holzfachschule Bad Wildungen bzw. BA Melle.

Inhalte des Handbuchs:

1.) Analyse, Umfragen, Auswertungen 2.) Fenstersysteme3.) Rahmenmaterialien 4.) Glas und Verglasung5.) Oberflächenbehandlung 6.) Dichtungsprofile7.) Wetterschutzschiene 8.) Beschläge9.) Fensterwerkzeugsysteme 10.) Maschinen und Fertigungskonzept11.) EDV und Betriebsorganisation 12.) Materiallogistik13.) Umsetzungshilfen 14.) Planungssystematik, Wirtschaftlichkeit15.) Pflichtenhefte 16.) Marketingkonzepte

Weitere Hilfestellungen zum Thema


1.) Heinz Piest Institut für Handwerkstechnik, an der Leibnitz Universität Hannover

2.) Zentralverband des Deutschen Handwerks Berlin

3.) Holzfachschule Bad Wildungen

Leitz GmbH & Co KG

Michael Weinig AGHomag Holzbearbeitungssysteme AG

Siegenia-Aubi KG H-Net Holzfenster Netzwerk

Projekt-Partner


Fragen, Beratung

Holzfachschule Bad WildungenGiflitzer Straße 334537 Bad Wildungenhttp://www.holzfachschule.de

Abteilung Technologie TransferBeauftragter für Innovation und TechnologieDipl.-Ing. (FH) Holztechnik

Dittmar SiebertTel.: 05621 – 791952 oder Frau Hedler 05621 - 791958Fax.: 05621 – 791955Mail: [email protected]

Kontaktdaten

http://www.holzfachschule.de/

mailto:[email protected]

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