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五金的概念和特征

 众所周知,位于欧洲中部的德国在五十年代就研究和开发出最早的塑料窗。与此同时,和塑料窗相辅相成的五金件也得到了不断的发展。目前德国的塑钢窗无论在产品产量、质量、生产技术、五金件和加工设备的先进程度等方面都处于世界领先地位。我们习惯于将这一类窗称为欧式窗,而与之相配套的五金件称为欧式五金件。欧式五金件的最大特点就是联动机构和多锁点。传统的五金件,如月牙扣和7字执手都原于单锁点,如果窗扇较大的话,其密闭性和安全性能较差。所谓多锁点,就是通过执手的传动来带动联动机构,使其在窗角四周多达两点以上的锁点。
  要使联动五金件镶在窗扇和窗框的四周,窗扇和窗框上必须有相应的槽口,这个槽口在德国已经标准化和规范化了,五金件的研究和发展都必须符合槽口,我们称之为欧槽。本文就是介绍欧式五金件对塑料窗型材几何尺寸的要求,也就是标准的欧槽,只有在标准的欧槽的基础上,五金件厂家和型材厂家才能各自开发出各种各样的新产品。
1. 欧槽的系列
  欧式的内开窗包括内平开窗,内平开/内倒窗和内开上悬窗,以及欧式的内开门在建筑上获得极大的应用。为了装置传动五金件,对窗扇和窗框的断面尺寸有严格的要求和分类。窗扇上欧槽分为两部分,上槽口为16.2×2.2mm(如图1),是用于安装五金件联动机构盖板用的,下槽口为12.2×9.4mm是使联动机构在执手带动下的活动空间。窗扇上欧槽绕窗扇一圈,这个槽口的中心线,我们称为五金件中心线。联动五金件通过斜拉杆以及上下轴承座将窗扇支撑在窗框的内表面上,五金件中心线到窗框内表面的尺寸有9和13mm两种,这就是说明,与这个尺寸相关的五金件,比如斜拉杆,支撑部件和锁块有两种规格。
  从图1我们可以看到,窗扇和窗框之间最小的距离为12mm,这就是五金件的活动空间尺寸。装在窗扇上的联动五金件的锁舌和安装在窗框上的锁块各高为8mm,因此锁舌和锁块之间理论上的接触面高为4mm。为了保证窗扇在窗框上的正常运转,应该保证窗扇和窗框之间的距离为12mm,其公差为+1.5和-0.5mm。这就是说,我们在安装欧式五金件之前,应仔细检测一下窗扇和窗框之间的距离,如果距离大于13.5mm和小于11.5mm,都无法安装五金件,并保证窗扇在窗框上的正常转动。
    
  窗扇通过密封条扣搭在窗框上,其外缘的尺寸按德国标准有3种尺寸,即18/20/22mm。外缘尺寸减去12mm的五金件活动空间尺寸即为搭接量。按德国标准最小搭接量为X=18—12=6mm,最大搭接量为X=22—12=10mm。按照我国行业标准搭接量应≧8mm。因此窗扇外缘的尺寸应为20/22mm,符合我国国情。
 为了使五金件的生产系列化和型材相对应,满足各种型材的特点,有必要将上面介绍的3种尺寸来确定型材的系列,通常书写为
  型材系列:五金件活动空间尺寸/窗扇外缘尺寸—五金件中心线到窗框内表面的尺寸
  国内的厂家生产的型材系列多数为12/20—9,少数为12/20—13。这两种系列的差别只在于五金件中心线到窗框内表面的尺寸,即型材系列12/20—13的槽口位置比12/20—9槽口位置相差4mm。如果以国内常见的60系列型材为例,型材系列12/20—13的槽口中心线几乎位于窗扇型材横断面的中间位置,在此位置安装一圈五金件,它会使窗扇有更好的密闭性能和防盗性能。另外,有的厂家会参照系列12/20—13的标准来设计内开门和外开门型材,这样使五金件的中心线在门扇中的位置无论在内开门和外开门中都不变化。因此,我认为应更多地生产12/20—13系列的型材。
  从图1可以看出,传动器表面到窗扇衬钢表面的距离Y是五金件密切相关的尺寸。因为这个尺寸必须能安装进去传动器的齿轮箱,可以用一个简单的公式来表示,
  Y≧传动器外表面到执手中心线的距离,即通常讲的执手中心距+齿轮箱的半径
  以诺托公司Centro101窗五金件为例说明,齿轮箱的半径为12mm,传动器执手中心距为7.5mm和14.5mm两种,对于窗扇型腔较小的型材
               Y1≧7.5+12=19.5mm
  对于窗扇型腔较大的型材
               Y2≧14.5+12=26.5mm
  当然在设计型材时,应考虑到衬钢的厚度和富余量,一般来讲,塑料型材的型腔尺寸,应在此基础上增加2~2.5mm。
2.型材模具设计尺寸和公差
  有的模具制造商收集了不少欧式窗型材的资料,但不知道那些尺寸是放置五金件的相关尺寸以及这些尺寸的公差。下面以图2来说明。应注意的是,与五金件无关的型材尺寸不在此讨论的范围,这由型材厂商会同模具制造商决定。    
① 五金件槽的外边到窗框内表面的距离,这实际上是窗扇和窗框之间的配合尺寸,与五金件中心线到窗框内表面的尺寸,即五金件中心距的尺寸有关,9mm的中心距要求配合尺寸为17±0.2mm,13mm的中心距要求配合尺寸为21±0.2mm。
② 五金件活动空间尺寸12mm,公差为+1.5和-0.5mm。
③ 密封条的高度,即窗框和窗扇间的间隙为3+0.5mm。
④ 窗扇外缘尺寸,有20/22mm两种,公差为±0.3mm。
⑤ 窗扇外缘的厚度公差为±0.7mm。
⑥ 窗扇外缘的直线段是为了固定下转轴用的,最小尺寸为16mm。
⑦ 五金件槽的中心设计小沟是紧固螺丝的对中线。
⑧ 如果设计重型窗户,其窗扇重量大于130Kg时,必须设计加强壁,以便转轴的固定螺丝能拧到加强壁上。

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