AT513643A2

AT513643A2 - Profilelement aus Kunststoff sowie Fensterflügel und Flügelrahmen aus einem solchen Profilelement

Info

Publication number: AT513643A2
Application number: ATA940/2013A
Authority: AT
Inventors: Stefan Diekmann
Original assignee: Porta Bauelemente & Mehr Gmbh & Co Kg
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2014-06-15
Also published as: FR2999219A1; NO20131604A1; DK201300677A; GB201321512D0; AT513643B1; SE539212C2; AT513643A3; PL243373B1; HU230329B1; GB2511166B; NL2011890B1; CZ2013978A3; GB2511166A; CH707334A2; BE1021849B1; PL406408A1; DE202012011763U1; SE1351460A1; LU92325B1; CH707334B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Profilelement aus Kunststoff, insbesondere für Fensterflügel oderandere Verglasungsträger oder Fensterrahmen mit wenigstens einer Vorkammer und mitwenigstens einer lnnenkammer, wobei die Vorkammer eine Kammerwand aufweist, welchezumindest abschnittsweise eine Außenfassadenwand des Profilelements bildet und wobei dieInnenkammer durch innenliegende Kammerwände gebildet ist und wobei die Vorkammer miteinem fließfähigen Medium befüllt ist.

Description

Λ

Profilelement aus Kunststoff sowie Fensterflügel und Flügelrahmen aus einem solchen

Profilelement

Die Erfindung betrifft ein Profilelement aus Kunststoff, insbesondere als Rahmenprofil und Fensterflügel oder andere Verglasungsträger sowie für Fensterrahmen oder dergleichen.

Aus dem Stand der Technik in der AT 410 350 B ist es bekannt, in einigen Kammern eines Profilelementes für die Herstellung von Fenster- oder Türrahmen Einsätze von Polyurethanschaumkernen anzuordnen. Im Hinblick auf die erreichbaren Wärmeübergangswerte ist die in der AT 410 350 B beschriebene Lösung nicht zufriedenstellend.

Vor diesem Hintergrund ist in der DE 20 2011 003 572 U1 vorgeschlagen worden, die Kammern eines Profilelements für Fensterflügel oder Fensterrahmen mit einem Schaumstoffmaterial auszuschäumen. Um Passivhausanforderungen zu genügen, werden gemäß der aus der DE 20 2011 003 572 U1 bekannten Lehre alle Kammern des Profilelements zumindest im Wesentlichen vollständig mit einem Polyurethanschaum ausgeschäumt.

Bei starker Sonneneinstrahlung kann es jedoch zu einer erheblichen Erhitzung der die jeweilige Außenfassade bildenden Profilabschnitte des Fensterflügels oder Fensterrahmens kommen. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass die den jeweiligen Fensterrahmen oder den jeweiligen Fensterflügel bildenden Profilelemente eine dunkle Farbe aufweisen und damit nur einen geringen Anteil der Sonnenstrahlung reflektieren können.

Bei einer durch Sonneneinstrahlung erfolgenden Erhitzung der Außenfassadenabschnitte der Profilelemente wird die durch Wärmestrahlung in das Profilelement eingeleitete Wärme durch Wärmeleitung an das Isolationsmaterial weitergeleitet. Insbesondere bei einer länger andauernden Sonneneinstrahlung kann trotz der Anordnung von Isolierschaum in den Kammern des Profilelementes eine Erwärmung der Innenfassadenabschnitte des Fensterflügels oder Fensterrahmens erfolgen, sodass es zu einer Beeinträchtigung der Wärmeisolierung des jeweiligen Fensterrahmens oder Flügelrahmens kommen kann.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Profilelement aus Kunststoff anzugeben, bei dem die Isoliereigenschaften bei starker und insbesondere länger andauernder Sonneneinstrahlung verbessert ist. Ferner soll ein entsprechender Fensterflügel - nachfolgend auch als Flügelrahmen bezeichnet - und ein Fensterrahmen sowie eine Kombination aus diesen als komplettes Fenstersystem angegeben werden. 2/21

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des Profilelementes mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Hinsichtlich eines Fensterflügels, eines Fensterrahmens sowie einer Kombination aus Fensterflügel und Fensterrahmen wird die genannte Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 17, 21 beziehungsweise 24 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen dargelegt und werden nachfolgend erläutert.

Ein erfindungsgemäßes Profilelement weist wenigstens eine Vorkammer und wenigstens eine Innenkammer auf, wobei die Vorkammer eine Kammerwand aufweist, welche zumindest abschnittsweise eine Außenfassadenwand des Profilelements bildet und wobei die Innenkammer durch innen liegende Kammerwände gebildet ist.

Bei einer Außenfassadenwand handelt es sich dabei um einen Wandabschnitt, der im Einbauzustand des Profilelements der Außenumgebung zugewandt ist und dementsprechend Sonneneinstrahlung ausgesetzt sein kann. Demgegenüber handelt es sich bei innen liegenden Kammerwänden um solche, die zwischen der Außenfassadenwand des Profilelements sowie dessen Innenfassadenwand angeordnet sind, die Innenfassadenwand miteingeschlossen. Dabei ist unter einer Innenfassadenwand ein Wandabschnitt des Profilelements zu verstehen, der im Einbauzustand dem jeweiligen Raum der Einrichtung beziehungsweise des Gebäudes zugewandt ist, der durch das jeweilige Fenster von der Außenumgebung getrennt werden soll. Folglich ist eine Innenkammer im Einbauzustand des Profilelementes durch wenigstens eine Vorkammer von der Außenumgebung abgegrenzt.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die wenigstens eine Vorkammer mit einem fließfähigen Medium befüllt ist. Sollte es aufgrund von Sonneneinstrahlung zu einer starken Erhitzung der Außenfassadenabschnitte des Profiielementes kommen, wird die hierdurch in das Profil eingeleitete Wärmenergie zunächst auf das in der Vorkammer vorhandene fließfähige Medium übertragen. Durch die Erwärmung des fließfähigen Mediums wird wiederum dessen Bewegung beziehungsweise Strömung begünstigt, sodass ein Abtransport der eingebrachten Wärmeenergie ermöglicht wird. Gleichzeitig gewährleistet die Strömung des fließfähigen Mediums eine Konvektionskühlung der der Außenfassadenwand gegenüberliegenden Innenkammerwand. Insgesamt kann hierdurch der Einfluss von Wärmeleitung im Fall starker Sonneneinstrahlung verringert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Mehrzahl von Vorkammern und/oder eine Mehrzahl von Innenkammern vorgesehen. Durch eine größere Anzahl von Kammern innerhalb des Profils kann sowohl dessen Stabilität sowie dessen Isolationseigenschaften verbessert werden. Eine besonders gute Wärmeisolierung im Fall starker Sonneneinstrahlung

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kann hierbei dadurch sichergestellt werden, dass sämtliche Vorkammern mit einem fließfähigen Medium befüflt sind.

Vorzugsweise kann wenigstens eine der Vorkammern mit Umgebungsluft befüllt sein, was mit nur geringem Aufwand bewerkstelligt werden kann. Gleichzeitig kann es vorteilhaft sein, dass die wenigstens eine Vorkammer im Wesentlichen frei von Isoliermaterialien ist, wodurch eine Strömung des fließfähigen Mediums besonders begünstigt werden kann. Vorzugsweise sind alle Vorkammern frei von Isoliermaterialien ausgeführt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine der Vorkammern zumindest eine Lüftungsöffnung auf. Eine derartige Lüftungsöffnung kann dabei eine Kommunikation zwischen dem Innenvolumen der jeweiligen Vorkammer sowie der Außenumgebung ermöglichen, sodass die in der jeweiligen Vorkammer des Profils erhitzte Luft durch die Lüftungsöffnung in die Außenumgebung ausströmt und demgegenüber kühlere Außenluft in die jeweilige Vorkammer des Profilelements hineinströmt. Dies kann einen besonders effektiven Wärmeabtransport aus dem Profilelement sicherstellen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Profilelement wenigstens zwei zueinander benachbarte Vorkammern auf, die durch zumindest eine Lüftungsöffnung in Fluidkommunikation zueinander stehen. Demgemäß kann diese Lüftungsöffnung insbesondere an einer innen liegenden Kammerwand des Profilelements ausgebildet sein. Auf diese Weise kann die Anzahl von Lüftungsöffnungen, die eine unmittelbare Fluidkommunikation mit der Außenumgebung gewährleisten, auf ein Minimum beschränkt werden. Insbesondere besteht so die Möglichkeit, zumindest eine der Vorkammern mittelbar über Lüftungsöffnungen zwischen den jeweiligen Vorkammern zu be- und entlüften. Ferner gewährleistet eine Strömung fließfähigen Mediums zwischen den jeweiligen Vorkammern eine weiterhin verbesserte Wärmeabfuhr.

Ferner kann es vorteilhaft sein, dass die wenigstens eine Vorkammer zumindest zwei Lüftungsöffnungen aufweist, die in unterschiedlichen, zueinander benachbart oder geneigt verlaufenden Kammerwänden der Vorkammer angeordnet sind. Hierdurch kann auf zuverlässige Weise eine ausreichende Zirkulation des fließfähigen Mediums zwischen den Vorkammern des Profils und letztlich auch zwischen den Vorkammern und der Außenumgebung. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich das jeweilige Profilelement im Einbauzustand vertikal erstreckt, da erwärmte Luft aufsteigt und an einer in Fassadenhöhenrichtung weiter oben liegenden Lüftungsöffnung aus der Vorkammer hinaustritt und kühlere Luft aus der Außenumgebung an einer in Fassadenhöhenrichtung weiter unten liegenden Lüftungsöffnung durch den Lüftungsschlitz in die Vorkammer hineinströmt. 4/21

Gleichermaßen besteht die Möglichkeit, dass die wenigstens eine Vorkammer zumindest zwei Lüftungsöffnungen aufweist, die entlang der Längsorientierung des Profilelements oder unter einem Winkel zur Längsorientierung des Profilelements voneinander beabstandet angeordnet sind. Dabei können die Lüftungsöffnungen in einer einzigen Kammerwand, beispielsweise der die Außenfassade bildenden Kammerwand, angeordnet sein. Je nach horizontaler oder vertikaler Einbauorientierung des Profilelements kann hierbei sichergestellt werden, dass die beiden Lüftungsöffnungen an unterschiedlichen Fassadenhöhenlagen angeordnet sind und hierdurch eine Zirkulation von Luft durch die Vorkammer begünstigt wird, wie voranstehend ausgeführt wurde.

Ebenso kann die Lüftungsöffnung in vorteilhafter Weise schlitzförmig ausgebildet sein. Eine derartige Lüftungsöffnung kann mit nur geringem Aufwand bereitgestellt, insbesondere im Zuge eines Extrusionsprozesses in eine Kammerwand der Vorkammer eingebracht werden. Gleichzeitig ermöglicht eine Schlitzform eine gute Zirkulation von Luft zwischen der jeweiligen Vorkammer sowie der Außenumgebung oder zwei zueinander benachbarten Vorkammern. Dabei kann sich eine schlitzförmige Lüftungsöffnung im Wesentlichen entlang der Längsorientierung des Profilelements oder unter einem Winkel zur Längsorientierung des Profilelements erstrecken. Insbesondere für den Fall, dass die schlitzförmige Lüftungsöffnung an einem Außenfassadenabschnitt des Profilelements angeordnet ist, kann die erstgenannte Ausrichtung dann vorteilhaft sein, wenn sich das jeweilige Profilelement im Einbauzustand vertikal erstreckt. Demgegenüber wäre die letztgenannte Ausrichtung der schlitzförmigen Lüftungsöffnung dann zu be-vörzugen, wenn sich das jeweilige Profilelement im Einbauzustand horizontal erstreckt. Dies ist, wie voranstehend bereits beschrieben, dadurch bedingt, dass erwärmte Luft aufsteigt und an einem in Fassadenhöhenrichtung weiter oben liegenden Bereich aus der Vorkammer durch die Lüftungsöffnung hinaustritt und kühlere Luft aus der Außenumgebung an einem in Fassadenhöhenrichtung weiter unten liegenden Punkt durch den Lüftungsschlitz in die Vorkammer hineinströmt.

Aber selbst ohne Lüftungsöffnungen in den Vorkammern lassen sich durch Befüllung der Vorkammern mit einem fließfähigen Medium Vorteile in Bezug auf die Wärmeisolierung bei starker und länger andauernder Sonneneinstrahlung erzielen. Denn schon alleine eine Zirkulation des Mediums innerhalb der einzelnen Vorkammern ermöglicht, dass das erhitzte Medium an Profilabschnitten des jeweiligen Flügelrahmens oder des jeweiligen Fensterrahmens vorbeiströmt, welche eine geringere Temperatur aufweisen als die erhitzten Außenfassadenabschnitte. Durch diese kühleren Profilabschnitte kann die zugeführte Wärme auch wieder an die Umgebung abgegeben werden. 5/21 ·· I I • · ·· ·♦ ·· :ε • · · « · • · ♦ · · • · · ♦·♦ Μ • · · ♦ ·

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Profilelements ist wenigstens eine der Innenkammern mit einem Schaumstoffmaterial ausgeschäumt. Vorzugsweise ist die Innenkammer im Wesentlichen vollständig mit Schaumstoffmaterial ausgeschäumt. Unter einem im „Wesentlichen vollständigen“ ausschäumen einer Kammer ist dabei zu verstehen, dass zumindest 75% der Querschnittsfläche der Kammer ausgeschäumt ist. Durch eine derartige Ausschäumung werden gute Isolationseigenschaften des Profilelements sowohl im Hinblick auf Wärme als auch im Hinblick auf Kälte gewährleistet. Vorzugsweise sind sämtliche Innenkammern im Wesentlichen vollständig mit einem Schaumstoffmaterial ausgeschäumt.

Ferner kann wenigstens eine der Innenkammern des Profilelements als Innenfassadenkammer ausgebildet sein, welche zumindest abschnittsweise durch eine Innenfassadenwand des Profilelements gebildet ist, wobei auch die Innenfassadenkammer mit einem Schaumstoffmaterial ausgeschäumt sein kann. Vorzugsweise ist die Innenfassadenkammer im Wesentlichen vollständig mit Schaumstoffmaterial ausgeschäumt. Bei einer Mehrzahl von Innenfassadenkammern können vorzugsweise sämtliche Innenfassadenkammem mit einem Schaumstoffmaterial ausgeschäumt sein, wodurch die Isolationseigenschaften weiter verbessert werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, eine oder mehrere Innenfassadenkammern frei von Isolationsstoffen, wie zum Beispiel Schaumstoffmaterial, auszuführen.

Als Schaumstoffmaterial für die Ausschäumung der Innenkammern und/oder der Innenfassadenkammern kann beispielsweise Polyurethanschaum verwendet werden, der gute Isolationseigenschaften und eine gute Verarbeitbarkeit aufweist. Für die Sicherstellung hoher mechanischer Steifigkeiten kann in der wenigstens einen Innenkammer ein Armierungselement vorgesehen sein. Dabei kann das Armierungselement in der Innenkammer in das Schaumstoffmaterial eingebettet sein, sodass sowohl gute Isolationseigenschaften als auch eine hohe mechanische Steifigkeit sichergestellt werden. Gleichzeitig kann das Armierungselement als Isothermenführungselement innerhalb des Profilelements dienen, was ebenfalls zu einer Verbesserung der Isolationseigenschaften führen kann. Das Armierungselement kann ein Profil, insbesondere ein im Wesentlichen C-förmiges oder Kastenprofil sein, was sowohl günstig herstellbar als auch mit nur geringem Aufwand in die jeweilige Innenkammer eingeführt werden kann. Ein derartiges Profil kann aus Stahl, GFK oder dergleichen hergestellt sein, um die notwendige mechanische Steifigkeit sicherzustellen.

Um Armierungselemente mit ausreichenden Abmessungen verwenden zu können, kann das Kammervolumen der Innenkammer, in der das Armierungselement angeordnet ist, größer als das Kammervolumen anderer Kammern sein. Gleichermaßen kann ein Kammervolumen der 6/21 : :e • · · • » « ·· • · • · » ♦ · · • · · · · • ·*· ·♦ • * · · · wenigstens einen Vorkammer größer sein, als das Kammervolumen einer armierungsfreien Innenkammer und/oder als das Kammervolumen einer Innenfassadenkammer. Eine entsprechend geräumige Ausführung der Vorkammer gewährleistet einerseits einen sicheren Abtransport der eingebrachten Wärmenergie und verhindert zudem eine starke Erhitzung eines in der jeweiligen Vorkammer vorhandenen Luftvolumens. Für die Bereitstellung eines Fensterflügels ist es besonders vorteilhaft, wenn die Innenkammer mit dem Armierungselement im Wesentlichen in einer vertikalen Verlängerung der zumindest einen Glasscheibe angeordnet ist. In einer derartigen Anordnung kann das Armierungselement besonders effektiv als Isothermenführungselement wirken.

Ein erfindungsgemäßer Fensterflügel ist mit einem voranstehend beschriebenen Profilelement ausgestattet. Für den Fall, dass die Vorkammer mit zwei Lüftungsöffnungen versehen ist, sind diese vorzugsweise in vertikaler Orientierung voneinander beabstandet angeordnet, also in einer Einbauposition des Fensterflügels entlang der Fassadenhöhenrichtung voneinander beabstandet, unabhängig davon, ob die Lüftungsöffnungen an einer Außenfassadenwand oder einer innen liegenden Kammerwand ausgebildet sind. Für den Fall dass die Vorkammer des Profilelements mit einer schlitzförmigen Lüftungsöffnung versehen ist, kann sich diese in vorteilhafter Weise im Wesentlichen in vertikaler Orientierung oder im Wesentlichen in horizontaler Orientierung erstrecken. Die erstgenannte Ausrichtung ist dann vorteilhaft, wenn die schlitzförmige Lüftungsöffnung an einer Außenfassadenwand ausgebildet ist und sich diese in einer Einbauposition des Fensterflügels demnach in Fassadenhöhenrichtung erstreckt. Die letztgenannte Ausrichtung kommt hingegen für schlitzförmige Lüftungsöffnungen an innen liegenden Kammerwänden in Frage.

Vorzugsweise ist ein erfindungsgemäßer Fensterflügel mit einer Glashalteieiste aus Kunststoffmaterial ausgestattet, die mit Schaumstoffmaterial, insbesondere Polyurethanschaum ausgeschäumt ist, was zu einer weiteren Verbesserung der Isoliereigenschaften des Fensterflügels beiträgt.

Gleichermaßen ist ein erfindungsgemäßer Fensterrahmen mit einem vorangegangenen Profilelement ausgestattet. Wie auch in Bezug auf den voranstehend beschriebenen Fensterflügel ist es auch im Fall eines Fensterrahmens bei Anordnung von zwei Lüftungsöffnungen vorteilhaft, diese in einer Einbauposition des Fensterrahmens in vertikaler Orientierung voneinander beabstandet anzuordnen, um die Zirkulation von Luft zu begünstigen, unabhängig davon, ob die Lüftungsöffnungen an einer Außenfassadenwand oder einer innen liegenden Kammerwand ausgebildet sind. Ebenso kann bei schlitzförmiger Ausbildung von Lüftungsöffnungen sowohl deren im 7/21

Wesentlichen vertikale Orientierung als auch deren im Wesentlichen horizontale Orientierung von Vorteil sein, um eine günstige Zirkulation von Luft in der Vorkammer oder zwischen zwei benachbarten Vorkammern sicherzustellen.

Ein voranstehend beschriebener Fensterflügel sowie ein voranstehend beschriebener Fensterrahmen können in erfindungsgemäßer Weise miteinander kombiniert werden, um dadurch ein Fenstersystem bereitzustellen, das hinsichtlich starker und insbesondere länger andauernder Sonneneinstrahlung günstige Isolationseigenschaften aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Profilrahmen eines Fensterflügels nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt.

Fig. 2 eine Kombination eines Fensterflügels mit einem Fensterrahmen nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt.

Fig. 3 eine Kombination eines Fensterflügels mit einem Fensterrahmen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt.

Fig. 4 eine Kombination eines Fensterflügels mit einem Fensterrahmen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt.

Fig. 5 eine Kombination eines Fensterflügels mit einem Fensterrahmen gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt.

Fig. 6 eine Kombination eines Fensterflügels mit einem Fensterrahmen gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt.

Fig. 1 zeigt einen Profilrahmen P eines in Fig. 2 dargestellten Fensterflügels 1. Der Profilrahmen P - eine Glasscheibe 2 und Glashalteleiste 4 sind in Fig. 1 nicht gezeigt - besteht aus einer Mehrzahl von Kammern 7, wobei einige der Kammern 7 als Innenkammer 7a, und einige als Vorkammer 7b ausgebildet sind. Ferner sind einige der Innenkammern 7a als Innenfassadenkammer 7c ausgebildet. Vorzugsweise in der größten der Innenkammern 7a ist ein Armierungselement, insbesondere ein Stahlprofilelement 9 eingesetzt. Für die weitere Beschreibung, auch des Profilrahmens P nach Fig. 1, wird auf die nachfolgende Beschreibung von Fig. 2 verwiesen. In Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung eines Fensterflü- 8/21 gels 1 mit einer in diesem eingesetzten, nur schematisch dargestellten Verbundglasscheibe 2 gezeigt, die an dem Fensterflügel 1 über Dichtprofile 3 und eine Glashalteleiste 4 gehalten ist. In Fig. 2 ist der Fensterflügel 1 in Verbindung mit einem Fensterrahmen 5 gezeigt, mit dem der Fensterflügel 1 über Dichtprofile 6 in Eingriff beziehungsweise in Druckanlage ist.

Die Besonderheit des in Fig. 1 gezeigten Profilrahmens P beziehungsweise des Fensterflügels 1, nachfolgend auch als Flügelrahmen 1 bezeichnet, der eine Mehrzahl von Kammern 7 aufweist, besteht darin, dass wenigstens eine der Vorkammern 7b mit einem fließfähigen Medium 16 befüllt ist. Bei dem fließfähigen Medium 16 kann es sich vorzugsweise um Umgebungsluft handeln. In vorteilhafter Weise sind die Vorkammern 7b ausschließlich mit Umgebungsluft 16 befüllt und dementsprechend frei von Isoliermaterialien.

Die Vorkammern 7b weisen zumindest eine Kammerwand auf, die zumindest abschnittsweise eine Außenfassadenwand 18 des Profilelements bildet. Eine solche Außenfassadenwand 18 wird bei starker Sonneneinstrahlung erhitzt, wodurch das in der jeweiligen Vorkammer 7b vorhandene fließfähige Medium 16 erwärmt wird und infolgedessen innerhalb der Vorkammer 7b zirkuliert beziehungsweise durch diese hindurchströmt oder aus dieser herausströmt. Vorzugsweise sind die Vorkammern 7b mit Lüftungsöffnungen 17 versehen, über die erhitzte Umge-bungsluft 16 aus den Vorkammern 7b in die Außenumgebung U hinausströmen und kühlere Umgebungsluft aus der Außenumgebung U in die Vorkammern 7b hineinströmen kann. Vorzugsweise ist jede der Vorkammern 7b mit wenigstens zwei Lüftungsöffnungen 17 ausgestattet, sodass die Zirkulation durch das Aufsteigen der in der jeweiligen Vorkammer 7b erhitzten Luft 16 begünstigt wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Lüftungsöffnungen 17 an unterschiedlichen Höhenfassadenpositionen der Außenfassadenwand 18 angeordnet sind.

Wie in Fig. 2 weiterhin dargestellt, sind sämtliche Innenkammem 7a und 7c mit einem Polyurethanschaum 8 als Schaumstoffmaterial ausgefüllt beziehungsweise ausgeschäumt, wobei der Polyurethanschaum 8 die Innenkammem 7a und 7c des Flügelrahmens 1 unmittelbar und direkt ausschäumt. Bevorzugt sind jedoch die Innenkammem 7a und 7c zumindest in einer Anzahl von etwa 75% mit Polyurethanschaum ausgefüllt. Ferner ist jede der ausgeschäumten Innenkammem 7a und 7c wenigstens über 75%, vorzugsweise über bis zu 100% ihrer Querschnittsfläche und damit vollständig ausgeschäumt.

Eine weitere Besonderheit des Flügelrahmens 1 besteht darin, dass sich in der größten der Innenkammern 7a ein offenes Stahlprofil 9 als Profilverstärkungselement für den Flügelrahmen 1 befindet, das vollständig in den Polyurethanschaumstoff 8 eingeschäumt ist und sich gegebenenfalls an Randvorsprüngen 14 der Kammerwand der jeweiligen Innenkammer 7a abstützt. 9/21 • · «f ·· ·· · ·· • :! .......... * · · · ··· «·· · · · ····.· · ··· ·· ·· ·· «· ··· ··

Das Stahlarmierungsprofil 9 dient der statischen Versteifung des Flügelrahmens 1, zugleich auch als Einbruchsschutz und wirkt ferner als Isothermenführungselement innerhalb des Flügelrahmens 1 in Verbindung mit der Verbundscheibe 2, wie Messungen und Simulationsergebnisse gezeigt haben. Bezüglich der Wirkung des Stahlarmierungsprofils 9 als Isöthermenführungsele-ment wird auf die Beschreibung in der DE 20 2011 003 572 U1 sowie der zugehörigen Figuren Bezug genommen.

In der Fig. 2 ist zugleich der Fensterrahmen 5 im Querschnitt dargestellt, der in korrespondierender Weise eine Mehrzahl von Kammern 11 aufweist, von denen einige als Innenkammer 11a und einige als Vorkammer 11b ausgebildet sind. Einige der Innenkammern 11a sind zudem als Innenfassadenkammer 11c ausgebildet. Auch bei dem Fensterrahmen 5 sind die Vorkammern 11b mit einem fließfähigen Medium 16, insbesondere Umgebungsluft, befüllt, welche durch in die Außenfassadenwand 20 eingebrachten Lüftungsöffnungen 19 ausströmen kann. Gleichzeitig kann Umgebungsluft aus der Außenumgebung U durch die Lüftungsöffnungen 19 in die Vorkammern 11 b einströmen.

Die Innenkammern 11a und 11c sind vorzugsweise sämtlich, zumindest aber in einer Anzahl von 75 % mit Schaumstoffmaterial, insbesondere Polyurethanschaum 8 ausgeschäumt. Auch hier ist jede der ausgeschäumten Innenkammern 11a und 11c wenigstens über 75%, vorzugsweise über bis zu 100% ihrer Querschnittsfläche und damit vollständig ausgeschäumt. Ebenso befindet sich auch hier in der größten der Innenkammern 11a, im Wesentlichen in vertikaler Verlängerung der Verbundscheibe 2 sowie der armierten Innenkammer 7a des Flügelrahmens lein Armierungselement 12, vorzugsweise ein Hohlprofilteil aus Stahl, das ebenfalls vollständig in Schaumstoffmaterial 8, insbesondere Polyurethanschaumstoff eingebettet ist. Auch in Bezug auf den Fensterrahmen 5 wird durch die Kombination des Schaumstoffmaterials 8 mit dem Armierungsprofil 12 aus Stahl eine besonders vorteilhafte Wärmedämmcharakteristik des Fensterrahmens 5, andererseits eine hervorragende mechanische Stabilität und Schutz vor Einbruch oder dergleichen erreicht. Gleichermaßen kann das Armierungsprofil 12 als Isothermenführungselement dienen. Ferner kann auch hier das Stahlprofilteil 12 gegebenenfalls an Vorsprüngen 14 abgestützt sein.

Die Innenkammern 7a und 7c des Flügelrahmens 1 sowie die Innenkammern 11a und 11c des Fensterrahmens 5 werden vorzugsweise in situ’ mit Polyurethan ausgeschäumt, wobei vorzugsweise ein Polyurethanschaum mit einer Dichte von 30 bis 40 kg/m3 verwendet wird.

Ein solcher Schaum mit einem λ-Wert von etwa 0,021 bis 0,031 gestattet insgesamt das Erfüllen der Passivhausnormative beziehungsweise der Vorgaben für Niedrigenergiehäuser mit einem 10/21 • · · ··· ·· • · ♦ · · Wärmeübergangskoeffizienten Uw < 0,8, wobei Uw den Wärmedurchgangskoeffizienten des gesamten Fensters, einschließlich Flügelrahmen 1, Fensterglas 2 und Fensterrahmen 5, bezeichnet. Ferner wird durch die Verwendung von Polyurethanschaum 8 sowie den Armierungsprofilen 9 und 12 ein einerseits leichtes, andererseits mechanisch hochfestes Fenster- und/oder Rahmenprofil für Fenster- oder Türrahmen oder dergleichen geschaffen, so dass ein weniger dichter Polyurethanschaum mit besonders hohem Wärmeübergangswiderstand verwendet werden kann.

Gleichzeitig gestattet die Ausführung der Vorkammern 7b und 11 b, dass sich in diesen ein fließfähiges Medium 16 bewegt, insbesondere strömt, sodass bei starker Sonneneinstrahlung sowie dadurch erfolgender Erhitzung der Außenfassadenwand 18 und 20 der Vorkammern 7b und 11b ein durch Strömung erfolgender Wärmeabtransport gewährleistet wird und somit der Einfluss von Wärmeleitung verringert werden kann.

Auf diese Weise wird ein aus Fensterrahmen 5 und Fensterflügel 1 bestehendes Fenstersystem geschaffen, bei dem durch die Bereitstellung eines fließfähigen Mediums 16 in den Vorkammern 7b und 11b der Profilelemente P eine Verringerung des Einflusses von Sonneneinstrahlung, insbesondere bei dunkler Farbgebung der jeweiligen Profilelemente P, bewerkstelligt werden kann. Zusätzlich können durch die Verwendung eines Armierungselements 9, 12 einerseits sowie der Ausschäumung der Innenkammem 7a, 7c und 11a, 11c der Profilelemente P mit Polyurethanschaum 8 verhältnismäßig niedriger Dichte andererseits passivhaustaugliche Wärmeisolationseigenschaften sichergestellt werden.

Von weiterem Vorteil ist in diesem Zusammenhang auch, für die Glashalteleisten 4 mit Polyurethanschaum ausgeschäumte Kunststoffhohlprofilleisten zu verwenden. Weiterhin kommen als Armierungsprofilelemente 9, 12 auch Profilschienen aus faserverstärkten Kunststoffen oder faserverstärkten Pressmassen in Betracht.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind, wie voranstehend bereits dargelegt, sämtliche Innenkammern 7a, 7c und 11a, 11c mit einem Polyurethanschaum 8 ausgeschäumt und die Armierungselemente 9 und 12 aus Stahl gefertigt. Bei der Verwendung eines Polyurethanschaums mit einem λ-Wert von ca. 0;028 wird hierbei ein Uf-Wert von 0,927 W/m2K erreicht, wobei Uf den Wärmedurchgangskoeffizienten des Rahmensystems bestehend aus Flügelrahmen 1 und Fensterrahmen 5 bezeichnet.

Auch bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind einige der Innenkammem 7a und 11a mit einem Polyurethanschaum 8 ausgeschäumt, wohingegen in Fensterflügel 1 und Fenster- 11/21 rahmen 5 jeweils zwei Innenfassadenkammem 7c und 11c frei von Polyurethanschaum oder anderen Isoliermaterialien ausgeführt sind. Ebenso sind die verwendeten Armierungsprofile 9 und 12 aus Stahl gefertigt. Bei Verwendung eines Polyurethanschaums 8 mit einem λ-Wert von 0,028 in den Innenkammem 7a beziehungsweise 11a wird ein Uf-Wert von 0,949 W/m2K erreicht.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind wiederum sämtliche Innenkammem 7a, 7c und 11a, 11c mit Polyurethanschaum 8 mit einem λ-Wert von 0,028 ausgeschäumt. Hingegen sind die Armierungsprofile 9 und 12 aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt und das Armierungsprofil 12 des Fensterrahmens 5 ist als geschlossenes Hohlprofil ausgeführt. Hierbei wird ein Uf-Wert von 0,758 W/m2K erreicht.

In Fig. 5 ist schließlich eine Ausführungsform dargestellt, bei der im Fensterflügel 1 ein Armierungsprofil 9 aus glasfaserverstärktem Kunststoff und im Fensterrahmen 5 ein Armierungsprofil 12 aus Stahl eingesetzt ist. Auch hier ist das Armierungsprofil 12 des Fensterrahmens 5 als geschlossenes Hohlprofil ausgeführt. Sämtliche Innenkammem 7a und 11a beziehungsweise Innenfassadenkammern 7c und 11c sind mit einem Polyurethanschaum 8 mit einem λ-Wert von 0,028 ausgeschäumt. Hierbei wird ein Uf-Wert von 0,815 W/m2K erreicht.

In Fig. 6 ist eine fünfte Ausführungsform dargestellt. Anders als bei den Ausführungsformen in den Fig. 1 bis 5, sind gemäß der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform die Lüftungsöffnungen 17 und 19 an innen liegenden Kammerwänden ausgebildet, wohingegen die Außenfassadenwände der Profilelemente keine Lüftungsöffnungen aufweisen. Demnach wird durch die Lüftungsöffnungen 17 und 19 gemäß Fig. 6 eine Fluidkommunikation zwischen jeweils benachbarten Vorkammern 7b und 11 b gewährleistet. Dabei stellt zumindest eine der Lüftungsöffnungen 17 und 19 schließlich eine Fluidkommunikation mit der Außenumgebung sicher.

Die Erfindung ist selbstverständlich auch für Türelemente oder andere in Außenwänden von Bauten einzusetzende oder eingesetzte Profilelemente, zum Beispiel im Fertigteilhausbereich, anwendbar. 12/21

Claims

·♦ Patentansprüche 1. Profilelement aus Kunststoff, insbesondere für Fensterflügel (1) oder andere Verglasungsträger oder Fensterrahmen (5), mit wenigstens einer Vorkammer (7b, 11b) und mit wenigstens einer Innenkammer (7a, 7c, 11a, 11c), wobei die Vorkammer (7b, 11b) eine Kammerwand aufweist, welche zumindest abschnittsweise eine Außenfassadenwand (18, 20) des Profilelements (P) bildet und wobei die Innenkammer (7a, 7c, 11a, 11c) durch innen liegende Kammerwände gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorkammer (7b, 11b) mit einem fließfähigen Medium (16) befüllt ist.
2. Profilelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Vorkammern (7b, 11b) und/oder eine Mehrzahl von Innenkammern (7a, 7c, 11a, 11c) vorgesehen ist.
3. Profilelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorkammer (7b, 11 b) mit Umgebungsluft befüllt und/oder im Wesentlichen frei von Isoliermaterialien ist.
4. Profilelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorkammer (7b, 11b) zumindest eine Lüftungsöffnung (17, 19) aufweist und/oder wenigstens zwei zueinander benachbarte Vorkammern (7b, 11b) durch zumindest eine Lüftungsöffnung (17,19) in Fluidkommunikation zueinander stehen, insbesondere die wenigstens eine Vorkammer (7b, 11b) zumindest zwei Lüftungsöffnungen (17, 19) aufweist, die in unterschiedlichen, zueinander benachbart oder geneigt verlaufenden Kammerwänden der Vorkammer (7b, 11b) angeordnet sind.
5. Profilelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorkammer (7b, 11b) zumindest zwei Lüftungsöffnungen (17, 19) aufweist, die entlang der Längsorientierung des Profilelements (P) oder unter einem Winkel zur Längsorientierung des Profilelements (P) voneinander beabstandet angeordnet sind.
6. Profilelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftungsöffnung (17, 19) schlitzförmig ausgebildet ist und sich im Wesentlichen entlang der Längsorientierung des Profilelements (P) oder unter einem Winkel zur Längsorientierung des Profilelements (P) erstreckt. 13/21 Profilelement nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Innenkammer (7a, 7c, 11a, 11c) mit einem Schaumstoffmaterial (8) ausgeschäumt ist, insbesondere wenigstens eine der Innenkammern als Innenfassadenkammer (7c, 11c) ausgebildet ist, die zumindest abschnittsweise durch eine Innenfassadenwand des Profilelements (P) gebildet ist, und dass die wenigstens eine Innenfassadenkammer (7c, 11c) mit einem Schaumstoffmaterial (8) ausgeschäumt ist, insbesondere das Schaumstoffmaterial Polyurethanschaum (8) ist. Profilelement nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der wenigstens einen Innenkammer (7a, 11a) ein Armierungselement (9, 12) vorgesehen ist, insbesondere das Armierungselement (9, 12) in der Innenkammer (7a, 11a) in das Schaumstoffmaterial (8) eingebettet ist, vorzugsweise Armierungselement (9, 12) ein Profil, insbesondere ein im Wesentlichen C-förmiges oder Kastenprofil ist, das aus Stahl, GFK oder dergleichen hergestellt ist. Profilelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kammervolumen der Innenkammer (7a, 11a), in der das Armierungselement (9, 12) angeordnet ist, größer ist als das Kammervolumen anderer Kammern (7a, 7b, 7c, 11a, 11b, 11c)), insbesondere ein Kammervolumen der wenigstens einen Vorkammer (7b, 11b) größer ist als das Kammervolumen einer armierungsfreier Innenkammer (7a, 7c, 11a, 11c). Profilelement nach ' zumindest einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Verbindung mit zumindest einer, vorzugsweise einer Mehrzahl von Glasscheiben (2). Profilelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkammer (7a, 11a) mit dem Armierungselement (9, 12) im Wesentlichen in einer vertikalen Verlängerung der zumindest einen Glasscheibe (2) angeordnet ist. Fensterflügel mit wenigstens einem Profilelement (P) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11. Fensterflügel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorkammer (7b, 11b) zumindest zwei Lüftungsöffnungen (17, 19) aufweist, die in vertikaler Orientierung voneinander beabstandet angeordnet sind und/oder die • · ··

wenigstens eine Vorkammer (7b, 11b) eine schlitzförmige Lüftungsöffnung (17, 19) aufweist, die sich im Wesentlichen in einer vertikalen Orientierung oder in einer im Wesentlichen horizontalen Orientierung erstreckt und/oder eine Glashalteleiste (4) aus Kunststoffmaterial vorgesehen ist, die mit Schaumstoffmaterial (8), insbesondere Polyurethanschaum, ausgeschäumt ist.
14. Fensterrahmen mit wenigstens einem Profilelement nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11.
15. Fensterrahmen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorkammer (7b, 11b) zumindest zwei Lüftungsöffnungen (17, 19) aufweist, die in vertikaler Orientierung voneinander beabstandet angeordnet sind, und die wenigstens eine Vorkammer (7b, 11b) eine schlitzförmige Lüftungsöffnung (17, 19) aufweist, die sich im Wesentlichen in einer vertikalen Orientierung oder einer im Wesentlichen horizontalen Orientierung erstreckt.
16. Kombination aus einem Fensterflügel (1) nach zumindest einem der Ansprüche 12 oder

13 sowie einem Fensterrahmen (5) nach Anspruc 15. 15/21