BE1021516B1 - Aluminium profiel voor een raam of deur - Google Patents

Abstract

Aluminium profiel voor een raam of deur ten minste samengesteld uit twee aluminium halfschalen (11a) en (11b), respectievelijk een binnenschaal (11a) en een buitenschaal (11b), welke vast verbonden zijn door twee of meer isolatiestrips (12a), (12b), (12c) en (12d) vervaardigd uit polymeer, daardoor gekenmerkt dat de ruimte (24) die afgebakend wordt tussen de halfschalen (11a) en (11b) en twee isolatiestrips (12a), (12b), (12c) en (12d) ten minste gedeeltelijk opgevuld is door een polymeerschuim (25) waarvan de holtes opgevuld zijn met een gas met een isolatiewaarde die groter is dan deze van koolstofdioxide.

Description

Aluminium profiel voor een raam of deur.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een aluminium profiel voor een raam of deur.

Meer speciaal betreft de uitvinding een aluminium profiel voor een raam of deur welke geschikt is voor het gebruik in energiezuinige gebouwen zoals passiefhuizen en dergelijke.

Men kent reeds verschillende types van profielen voor ramen of deuren die een isolatiewaarde hebben die geschikt zijn voor energiezuinige gebouwen.

Zo kent men bijvoorbeeld profielen uit hout of kunststof, zoals PVC, deze hebben echter als nadeel dat ze vaak niet stevig genoeg zijn om grote beglazingen te dragen, wetende dat de tendens erin bestaat van steeds zwaarder wordende beglazingen te gebruiken als gevolg van het feit dat de beglazingen meer en meer isolerend moeten zijn wat heden ten dagen geleid heeft tot de toepassing van super isolerende beglazing die is samengesteld uit drie glaspanelen.

Dit heeft als nadeel dat de ramen of deuren die met deze profielen gemaakt worden, slechts een beperkte afmeting kunnen hebben.

Om dergelijke profielen te verstevigen moeten er extra verstevigingen aangebracht worden, bijvoorbeeld in de vorm van metalen verstevigingsribben of moet het profiel extra dik en/of breed gemaakt worden.

Vaak wordt er geopteerd voor het gebruik van een profiel uit composietmateriaal om de nodige isolatie te bekomen.

Zo kent men bijvoorbeeld composietmaterialen uit opeenvolgende lagen van hout en kunststof of hout en kurk.

Dit heeft als nadeel dat de uitzettingscoëfficiënt van de verschillende materialen niet gelijk is, waardoor grote temperatuurschommelingen ongewenste vervormingen kunnen veroorzaken.

Het gebruik van verstevigingsribben of een composiet profiel maakt dat de productie duur en moeilijk is.

Bovendien is het vaak nodig om een goede isolatiewaarde te halen, het profiel dikker en/of breder te maken dan standaard profielen. Door het profiel dikker te maken, zal de totale bouwdiepte van het kader dat gemaakt wordt met behulp van dergelijke profielen toenemen.

Dit beïnvloedt niet alleen de kostprijs, maar zal ook het esthetisch uitzicht veranderen.

Men kent ook aluminium profielen, welke als voordeel hebben dat ze stevig zijn, waardoor ze gebruikt kunnen worden voor grote raamkozijnen, aangezien ze sterk genoeg zijn om grote beglazingen te dragen.

Aluminium heeft echter het nadeel dat het relatief sterk warmtegeleidend is waardoor huidige aluminium profielen opgebouwd worden uit twee holle profielen of zogenaamde halfschalen, meer speciaal een binnenschaal die bedoeld is naar de binnenzijde van het gebouw gekeerd te worden en een buitenschaal aan de buitenzijde van het gebouw, welke halfschalen met elkaar verbonden zijn door isolatiestrips uit isolerend materiaal die een isolerende brug vormen tussen beide halfschalen.

Voor passiefwoningen is zulke constructie echter niet voldoende en wordt er thans geopteerd om een extra profiel als voorzetstuk of halfschaal aan te brengen tegen de buitenschaal en soms ook tegen de binnenschaal waardoor de bouwdiepte van het kader, met andere woorden de dikte van het kader gezien in een richting loodrecht op het vlak van het kader, aanzienlijk toeneemt.

Zulke voorzetstukken hebben tevens als nadeel dat ze het raam of de deur duurder maken aangezien extra profielen nodig zijn ten opzichte van traditionele ramen of deuren en dat bovendien het productieproces duurder wordt.

Er bestaan ook profielen waarvan de holle isolatiestrips die intern, door middel van schotten, zijn opgedeeld in één of meer kamers en waarbij één of meer kamers zijn opgevuld met een aerogel.

Alhoewel deze aerogel een goede isolatiewaarde heeft, is de kostprijs van dit materiaal uitermate hoog waardoor het niet geschikt is voor de gewone consument.

Men kent ook het gebruik van polymeerschuim om één of meer kamers van het profiel op te vullen.

Traditioneel kent men bijvoorbeeld polyurethaanschuim, waarvan de cellen of holten die bij het opschuimen ontstaan zijn opgevuld met koolstofdioxide dat ontstaat ten gevolge van de chemische reactie van het opschuimen van het polyurethaanschuim.

Alhoewel zulke polymeerschuimen in de meeste gevallen goedkoper zijn dan een aerogel, zijn de isolatie- eigenschappen veel minder goed.

Hierdoor is het bij zulke profielen nodig om deze ofwel dikker te maken ofwel om een extra halfschaal te voorzien bijvoorbeeld aan de buitenzijde, om op deze manier de isolatie-eigenschappen van dergelijke profielen te verbeteren.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

De huidige uitvinding heeft een aluminium profiel voor een raam of deur als voorwerp ten minste samengesteld uit twee aluminium halfschalen, respectievelijk een binnenschaal en een buitenschaal, welke vast verbonden zijn door twee of meer isolatiestrips vervaardigd uit polymeer, waarbij de ruimte die afgebakend wordt tussen de halfschalen en twee isolatiestrips ten minste gedeeltelijk opgevuld is door een polymeerschuim waarvan de holtes opgevuld zijn met een gas met een isolatiewaarde die groter is dan deze van koolstofdioxide.

Door een polymeerschuim te gebruiken dat is opgevuld met een gas met hogere isolatiewaarde dan koolstofdioxide kan een beter isolerend schuim bekomen worden dan een traditioneel polymeerschuim.

Hierdoor kan er voldaan worden aan de eisen die het bouwen van een energiezuinig gebouw stelt.

Dit heeft als voordeel dat een goede isolatiewaarde van het profiel kan bekomen worden, zonder dat er dure materialen, zoals een aerogel, gebruikt moeten worden.

Bovendien is het ook niet nodig dat het profiel dikker gemaakt wordt en zelfs dunner gemaakt kan worden, waardoor de bouwdiepte van het kader dat gemaakt wordt met behulp van deze profielen beperkt kan gehouden worden, waardoor slankere en toch betere isolerende kaders kunnen worden gerealiseerd dan deze die tot op heden gebruikt worden.

De algemene opbouw met halfschalen die door isolatiestrips verbonden zijn, is daarbij niet noodzakelijk anders dan wat tot nu toe werd toegepast zodat dit ook geen grote aanpassingen vergt van de bestaande productiemethodes en er bovendien ook geen extra voorzetstukken nodig zijn.

Bij voorkeur is het gasgevulde polymeerschuim gevuld met pentaan.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de ruimte tussen de isolatiestrips en tussen de halfschalen volledig of bijna volledig opgevuld met het gasgevuld polymeerschuim.

Bij voorkeur wordt rondom het polymeerschuim een kleine speling gelaten die gerealiseerd kan worden door middel van ribben die voorzien worden op de naar elkaar toe gerichte zijden van de isolatiestrips die tevens kunnen zorgen voor een opdeling van de speling in kamers die de lucht in de speling ter plaatse houden, waardoor de warmteconvectie beperkt wordt.

De uitvinding betreft ook een kader van een raam of deur in de vorm van een vast kader of een beweegbare vleugel, waarbij het kader is samengesteld uit profielen volgens de uitvinding en waarbij de bouwdiepte van het kader beperkt is tot de dikte van het profiel zonder extra toegevoegde profielen aan de binnen- of buitenzijde van het kader.

Bij voorkeur is de bouwdiepte van het kader gelegen tussen negentig en honderdentien millimeter en is de isolatiewaarde, meer speciaal de Uf-waarde, kleiner dan 0,96 W/m2K.

De Uf-waarde drukt de hoeveelheid warmte uit die per uur, per m2 en per graad temperatuursverschil tussen de ene en de andere zijde van het kader doorgelaten wordt via het kader. De Uf-waarde geeft de mate van isolatie van het kader aan: een hoge Uf-waarde betekent een slecht geïsoleerde kader.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een aluminium profiel en een daarmee samengesteld kader voor een raam of deur volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:

Figuur 1 schematisch een kader weergeeft voor een raam met een beweegbare vleugel, opgebouwd uit aluminium profielen volgens de uitvinding;

Figuur 2 schematisch een doorsnede weergeeft volgens de lijn II-II'.

Het in figuur 1 weergegeven kader 1 bestaat uit een vast kader 2, met daarin scharnierbaar aangebracht een kader van een beweegbare vleugel 3.

Het vast kader 2 en de beweegbare vleugel 3 zijn elk opgebouwd uit vier profielen 4 die aan hun uiteinden 5 op gepaste wijze met elkaar verbonden zijn ter vorming van het kader 2 en de beweegbare vleugel 3.

Het vast kader 2 is in dit geval ingewerkt in een opening in een muur 6 van een gebouw of dergelijke.

Aan één langse zijde 7a is de beweegbare vleugel 3 scharnierbaar bevestigd aan het vast kader 2 met behulp van een standaard raambeslag 8.

Aan de tegenoverliggende langse zijde 7b is de beweegbare vleugel 3 voorzien van een raamkruk 9 dat toelaat de vleugel 3 te openen en te sluiten.

In de beweegbare vleugel 3 is een glaspaneel 10 aangebracht.

Uit figuur 2 blijkt dat zowel het profiel 4 van het vast kader 2 als van de beweegbare vleugel 3 is samengesteld uit twee holle profielen of halfschalen 11a en 11b, respectievelijk een binnenschaal 11a aan de binnenzijde van het gebouw en een buitenschaal 11b die in contact is met de omgeving van de buitenzijde van het gebouw, welke halfschalen 11a en 11b vervaardigd zijn uit aluminium en die met elkaar verbonden zijn door middel van isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d uit polymeer.

Deze isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d kunnen bijvoorbeeld vervaardigd zijn uit glasvezelversterkte polyamide, maar ook andere polymeren of composieten zijn mogelij k.

Aan de binnen- en buitenschalen zijn detailleringen voorzien in de vorm van een zwaluwstaartverbinding 13, met complementaire detailleringen 14 aan de isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d uit polymeer.

Met behulp hiervan kunnen de isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d, nadat ze in de halfschalen 11a en 11b zijn geschoven, in de halfschalen 11a en 11b ingerold worden.

De isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d zijn op de naar elkaar toe gerichte zijden 15 voorzien van een aantal naar elkaar toegerichte ribben 16.

De isolatiestrips 12b en 12c van de profielen van het vast kader 2 en de beweegbare vleugel 3 die naar elkaar toe zijn gericht, zijn voorzien van bijkomende detailleringen 17.

In het geval van het vast kader worden deze detailleringen 17 gevormd door T-vormige uitsteeksels die dienst doen voor het bevestigen van bijkomende isolatiestrips 18 en dichtingen 19, terwijl in het geval van de beweegbare vleugel 3 de isolatiestrip 12b is uitgevoerd als een hol profiel dat is uitgevoerd met evenwijdige schotten 20 die het profiel verdelen in interne kamers 21 die zich uitstrekken aan de andere zijden dan deze met de ribben 16.

In het weergegeven voorbeeld is er een afdichting 19 voorzien die bevestigd is aan het vast kader 2 en die met een been 22 aanleunt tegen de isolatiestrip 12b van de vleugel 3. Bijkomend is tussen het vast kader 2 en de vleugel 3 een isolatieprofiel 18 voorzien dat bevestigd is aan het vast kader 2 en dat een hol profiel is dat eveneens is opgedeeld in gesloten kamers 23 waarvan er enkele op zich verder zijn opgedeeld in met elkaar verbonden kleinere kamers.

De ruimtes 24 tussen de isolatiestrips 12a, 12b, 12c, 12d en de halfschalen 11a en 11b in het profiel 4 van het vast kader 2 en de vleugel 3 zijn bijna volledig opgevuld met een profiel van gasgevuld polymeerschuim 25 dat tijdens de productie in de ruimtes werd ingeschoven en dat in dit geval door de voornoemde ribben 16 op een afstand wordt gehouden van de isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d en van de halfschalen 11a en 11b die door de isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d met elkaar zijn verbonden, zodat rondom het polymeerschuim er een speling 26 is waarin lucht gevangen zit.

Door de ribben 16 wordt deze speling 26 bijkomend opgedeeld in kleinere kamers 27 die de lucht als het ware ter plaatse houden, waardoor verhinderd wordt dat de lucht warmte zou transporteren wanneer het in de speling 26 zou kunnen circuleren.

Volgens de uitvinding zijn de holtes die in het schuim zijn gevormd door het opschuimen, gevuld met een gas met een grote isolatiewaarde.

Bij voorkeur is dit schuim een polyurethaanschuim waarvan de holtes gevuld zijn met pentaan.

De vleugel 3 is in dit geval voorzien van een driedubbele beglazing 10 die op de klassieke manier met de randen gevat zit in een sponning 28 van de profielen 4 die is afgedicht door middel van afdichtingen 29a en 29b aan weerszijden van het glaspaneel.

Het gewicht van de glaspanelen 10 wordt op bekende wijze gedragen door glassteunen die voor de eenvoud niet zijn weergegeven.

Bijkomend is tussen het glaspaneel 10 en het naar de naar het glaspaneel gerichte isolatiestrip 12a van de vleugel 3 een isolerend profiel 30 voorzien dat de halfschalen 11a en 11b van de vleugel 3 overbrugt en dat met een vlakke zijde rust tegen een vlakke zijde van de betreffende isolatiestrip 12a.

Dit isolerend profiel 30 is op de naar het glaspaneel 10 gerichte zijde voorzien van evenwijdige tanden 31, waarbij de afdichting 29a van het glaspaneel 10 aan de binnenzijde 32 van het raam voorzien is van een elastische lip 33a die aanleunt tegen één van deze tanden 31 en waarbij de afdichting 29b aan de buitenzijde 34 van het raam eveneens voorzien is van een elastische lip 33b die afsteunt tegen een kopse rand van het isolerend profiel 30.

Het vast kader 2 is eveneens op de traditionele manier bevestigd in de opening van de muur 6, waarbij een isolatielat 35 wordt toegepast tussen de muur 6 en het profiel 4 welke isolatielat 35 de halfschalen 11a en 11b van het vast kader 2 overbrugt en met een vlakke zijde aanligt tegen een vlakke zijde van de isolatiestrip 12d van de naar de muur gerichte isolatiestrip 12d van het vast kader 2.

De halfschalen 11a en 11b worden in het weergegeven voorbeeld hoofdzakelijk gevormd door profielgedeelten 36 met rechthoekige doorsneden bestaande uit vier met elkaar verbonden wanden 37 waarvan de wand 37 aan de binnenzijde 32 van de beweegbare vleugel 3 en de wand 37 aan de buitenzijde 34 van het vast kader 2 verlengd zijn ter vorming van een aanslag 38 bij het sluiten van het raam en waarbij een afdichting 39 is voorzien tussen het vast kader 2 en de beweegbare vleugel 3.

De rechthoekige profielgedeelten 36 van het vast kader 2 bezitten eenzelfde hoogte A waarbij de isolatiestrips 12c en 12d hoofdzakelijk vlak zijn en in eenzelfde vlak gelegen als de wanden 37 van de profielgedeelten 36 die zich dwars uitstrekken op het vlak van de glaspanelen 10 en waarbij de ruimte 24 tussen de halfschalen 11a en 11b en de isolatiestrips 12c en 12d en het daarin aangebrachte isolatieschuim 25 in doorsnede hoofdzakelijk rechthoekig van vorm is.

In het geval van de vleugel 3 is de binnenschaal 11a iets hoger dan de buitenschaal 11b waarbij de isolatiestrip 12a aan de zijde van het glaspaneel 10 hoofdzakelijk vlak is en in eenzelfde vlak gelegen als de wanden 37 van de profielgedeelten 36 die zich dwars uitstrekken op het vlak van de glaspanelen 10, terwijl de tegenoverliggende isolatiestrip 12b schuin is uitgevoerd teneinde het hoogteverschil tussen de halfschalen 11a en 11b op te vangen en waarbij de ruimte 24 tussen de halfschalen 11a en 11b en de isolatiestrips 12a en 12b en het daarin aangebrachte isolatieschuim 25 in doorsnede hoofdzakelijk trapeziumvormig zijn.

Door de opbouw van het profiel 4 met behulp van isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d met detailleringen 17, de bijkomende isolatieprofielen 18, 30, dichtingen 19, 29, 39, isolatielat 35 en de profielen van gasgevuld polymeer schuim 25 is de ruimte in het profiel 4 over gans de hoogte tussen de muur 6 en het glaspaneel 10 volledig of bijna volledig gevuld met isolerende materialen en structuren.

Dit biedt het voordeel dat slanke profielen 4 kunnen worden gerealiseerd met een hoge isolatiewaarde, zonder toevoeging van een extra schaal aan de buitenzijde of de binnenzijde bijvoorbeeld als voorzetstuk, waarbij in het weergegeven voorbeeld de profielen 4 van het vast kader 2 isolatiestrips 12c en 12d bezitten met een breedte B van vijfenvijftig tot vijfenzeventig millimeter en deze profielen 4 van het vast kader 2 een breedte C bezitten die gelegen is tussen negentig en honderdentien millimeter welke breedte C de bouwdiepte D wordt genoemd van het vast kader 2.

Door de goede isolatiewaarde van de profielen 4 kunnen deze afstanden tot deze bereiken beperkt worden om toch te voldoen aan de gestelde hoge eisen van isolatie voor toepassing in energiezuinige gebouwen.

De bouwdiepte D van het vaste kader 2 is gelegen tussen negentig en honderdentien millimeter, met andere woorden de dikte C van het profiel 4 is gelijk aan de bouwdiepte D van het kader 2.

Dit betekent dat er aan het kader 2 geen extra voorzetstukken of halfschalen worden toegevoegd, waardoor de bouwdiepte D van het kader 2 beperkt kan blijven tot de dikte C van het profiel 4.

Door onder andere het gebruik van het polyurethaanschuim 24 gevuld met pentaan heeft het kader 1 uit figuur 1, ondanks zijn beperkte bouwdiepte D, een Uf-waarde die niet groter is dan 0,96 W/K*m2.

Het is duidelijk dat de halfschalen 11a en 11b voorzien kunnen zijn van meerdere open of gesloten kamers. Hierbij kunnen deze kamers allerlei vormen en afmetingen aannemen.

Het is ook duidelijk dat de isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d ook niet voorzien kunnen zijn van gesloten kamers 21 en uitsteeksels 17 op de van elkaar weggerichte zijden, of enkel van gesloten kamers 21 of enkel van uitstekels 17. Hierbij kunnen deze kamers 21 en uitsteeksels 17 allerlei vormen en afmetingen aannemen.

Het is verder duidelijk dat het polyurethaanschuim 24 gevuld met pentaan ook een ander polymeerschuim kan zijn, desgewenst gevuld met een ander isolerend gas.

Het is verder ook duidelijk dat de aluminium profielen 4 gevuld kunnen worden met gasgevuld polymeerschuim door het polymeerschuim in de profielen in te spuiten. Hierdoor zal de volledige ruimte 24 tussen de halfschalen 11a, 11b en de isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d opgevuld zijn met polymeerschuim, zonder een speling 26 rondom het schuim, waardoor in dat geval de ribben 16 op de isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d overbodig zijn als afstandshouders.

Het is ook duidelijk dat de isolatiestrips 12a, 12b, 12c en 12d kunnen gemaakt worden uit een ander polymeer dan glasvezelversterkte polyamide.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een aluminium profiel volgens de uitvinding en een kader voor een raam of deur opgebouwd uit dergelijke profielen kunnen in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (10)

1. Conclusies .

   1. - Aluminium profiel voor een raam of deur ten minste samengesteld uit twee aluminium halfschalen (11a) en (11b), respectievelijk een binnenschaal (11a) en een buitenschaal (11b), welke vast verbonden zijn door twee of meer isolatiestrips (12a), (12b), (12c) en (12d) vervaardigd uit polymeer, daardoor gekenmerkt dat de ruimte (24) die afgebakend wordt tussen de halfschalen (11a) en (11b) en twee isolatiestrips (12a), (12b), (12c) en (12d) ten minste gedeeltelijk opgevuld is door een polymeerschuim (25) waarvan de holtes opgevuld zijn met een gas met een isolatiewaarde die groter is dan deze van koolstofdioxide.
2. 2. - Aluminium profiel volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de afstand (C) tussen de buitenzijden van de twee aluminium halfschalen (11a) en (11b) tussen negentig en honderdentien millimeter ligt.
3. 3. - Aluminium profiel volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de breedte (B) van de isolatiestrips (12a), (12b), (12c) en (12d) tussen vijfenvijftig en vijfenzeventig millimeter ligt.
4. 4. - Aluminium profiel volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het profiel (4) een dikte (C) heeft tussen negentig en honderdentien millimeter.
5. 5. - Aluminium profiel volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het gasgevulde polymeerschuim (25) gevuld is met pentaan.
6. 6. - Aluminium profiel volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de ruimte (24) tussen de isolatiestrips (12a), (12b), (12c) en (12d) en tussen de schalen (11a) en (11b) volledig of bijna volledig opgevuld is met het gasgevuld polymeerschuim (25).
7. 7. - Aluminium profiel volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de ruimte (24) tussen de isolatiestrips (12a), (12b), (12c) en (12d) bijna volledig opgevuld is met het polymeerschuim (25) met uitzondering van een speling (26) rondom het gasgevuld polymeerschuim (25).
8. 8. - Aluminium profiel volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat op de naar elkaar toe gerichte zijden (15) van de isolatiestrips (12a), (12b), (12c) en (12d) één of meer ribben (16) zijn voorzien die dienst doen als afstandshouders voor het realiseren van de voornoemde speling (26) en/of die de speling (26) opdelen in kamers (27) .
9. 9. - Kader van een raam of deur in de vorm van een vast kader (2) of een beweegbare vleugel (3), daardoor gekenmerkt dat hij is samengesteld uit profielen (4) volgens één van de voorgaande conclusies waarbij de bouwdiepte (D) van het kader (1) beperkt is tot de dikte (C) van het profiel (4).
10. 10.- Kader volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat de bouwdiepte (D) van het kader (1) gelegen is tussen negentig en honderdentien millimeter en de Uf-waarde kleiner is dan 0,96 W/m2K.