Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils, insbesondere für Fenster- bzw. Türrahmen oder ähnliche Bauteile, bestehend aus zwei metallenen Teilprofilen und einer diese Teilprofile verbindenden Zwischenlage aus einem wärmeisolierenden Werkstoff.
Seit der Verwendung von Fenster- und Türrahmen aus Metall, insbesondere aus Aluminiumlegierungen, wird dem Problem der Isolation dieser Bauteile besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Durch Isolation ist man bestrebt, eine Unterbrechung der sogenannten Kältebrücke zwischen Rahmenaussen- und Innenseite, d. h. Wetter- und Raumseite, vorzunehmen. Die Nachteile, die Kältebrücken ergeben, sind zur Genüge bekannt; Schwitzwasser, eventuell sogar Eisbildung, Wärmeverluste und damit verbundene höhere Heizkosten. Es sind denn auch schon einige Vorschläge gemacht worden, um diese Nachteile zu beseitigen. Im allgemeinen wird eine Isolierung im Steg des Verbundprofils vorgesehen. Die bekannten Verfahren zum Anbringen der Isolierung waren jedoch meist aufwendig und daher teuer oder führten zu ungenügenden Verbundprofilen.
Der zu ihrer Herstellung zu treibende Aufwand oder ihre ungenügende Isolation liessen die Verbundprofile nicht die Verbreitung finden, die ihnen aufgrund ihrer anderweitigen Vorteile (geringe Unterhaltskosten, lange Lebensdauer, gefälliges Aussehen, leichte Anpassbarkeit an gegebene Verhältnisse, einfache Montage) zukäme.
Bei einem bekannten Verbundprofil wird als Isolierung ein Stab aus elastischem Material, meist aus einem besonderen Hartgummi verwendet, der in die dafür bestimmten Nuten der Metallprofile eingezogen wird. Um dieses Einziehen zu erleichtern, werden diese Nuten mit mindestens einem nach aussen gespreizten Flansch ausgebildet. Nach dem Einziehen des Stabes wird dieser Flansch gegen den Stab zurückgepresst.
Diese Arbeitsgänge sind jedoch arbeitsintensiv und aufwendig.
Gleichwohl genügt dieses Profil hohen thermisch wie akustischen Isolationsanforderungen.
Eine weitere Herstellungsart von Verbundprofilen besteht darin, dass metallische Hohlprofile mit blähbarem Kunststoff ausgeschäumt werden. In diesem Fall müssen aber, um die Wärmebrücke wirkungsvoll zu unterbrechen, Streifen aus den zwei gegenüberliegenden Wänden des aufgeschäumten Hohlraumes herausgefräst werden. Dies bedeutet zusätzliche Arbeit und Kosten und dazu noch Materialverlust. Im übrigen ist die aus geschäumtem, d. h. porösem Material bestehende Zwischenlage aufgrund ihrer im Endzustand zur Verbindung der metallenen Teilprofile notwendigen Härte gut schalleitend.
Mit der Erfindung soll das Verfahren zur Herstellung von Verbundprofilen derart verbessert werden, dass die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden sind, und zwar sollen die manuellen und mechanischen Arbeitsoperationen auf ein Minimum reduziert bzw. beseitigt werden, wodurch eine wirtschaftliche Herstellung der Isolier-Verbundprofile erreicht wird. Trotzdem soll das Verfahrenserzeugnis die technischen Qualitäten des erstgenannten Verfahrensproduktes aufweisen.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass als Zwischenlage zwei profilierte formbeständige Isolierleisten mit einer dazwischen angeordneten Schicht aus einem expandierbaren Isoliermaterial zwischen den metallenen Teilprofilen eingesetzt werden, und zwar derart, dass die Isolierleisten je mit Teilen der beiden metallenen Teilprofile zum Eingriff kommen, wonach die Isolierleisten gegen diese Teile der Teilprofile durch bleibende Expansion der Zwischenschicht verspannt werden.
Zweckmässigerweise besteht die Zwischenschicht der eingesetzten Zwischenlage aus einem auftreibbaren Isoliermaterial und die zum Verspannen führende Expansion wird durch eine Wärmebehandlung bewirkt. Bei Verwendung von Metallteilprofilen aus warmaushärtbaren Aluminiumlegierungen und von angepassten auftreibbaren Isoliermaterialien der Zwischenschicht kann mit Vorteil das Auftreiben der Zwischenschicht und das Aushärten der Aluminiumprofile in derselben Wärmebehandlung vorgenommen werden.
Durch das Auftreiben oder Aufschäumen der Zwischenschicht kann auf der ganzen Länge der Zwischenlage, d. h. des Verbundprofils, ein gleichmässiger Anpressdruck auf die Isolierleisten und somit ein regelmässiges Verspannen dieser Leisten mit den Metallteilprofilen erzeugt werden.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Zwischenlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Diese isolierende Zwischenlage zeichnet sich dadurch aus, dass sie im Sandwich-Aufbau aus zwei parallelen profilierten Isolierleisten mit einer dazwischen angeordneten Zwischenschicht aus einem expandierbaren Isoliermaterial besteht.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein nach dem beschriebenen Verfahren unter Verwendung der erfindungsgemässen Zwischenlage hergestelltes Verbundprofil.
Die Erfindung soll nun nachstehend anhand von in den Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Stosstelle von Blend- und Flügelrahmen eines Fensters. mit den erfindungsgemässen Verbundprofilen,
Fig. 24 verschiedene Möglichkeiten des Zusammenfügens der Bestandteile des Verbundprofils sowie der drei Teile der Isolierzwischenlage durch Einschnappverbindungen,
Fig. 5 und 6 weitere Ausführungsmöglichkeiten des Isolierteiles in eingebautem Zustand, bzw. vor dem Einbau,
Fig. 7 und 8 eine Ausführungsmöglichkeit des Isolierteils mit einem Weichgummistab als ausdehnbarem Mittelteil des Isolierstabes, und zwar bei Fig. 7 in zusammengepresstem eingebautem Zustand. bei Fig. 8 vor dem Eingau.
Mit 1 sind das eine, der Wetterseite zugewandte, mit 2 das zur Raumseite gerichtete metallene Teilprofil und mit 3 die die beiden Teilprofile verbindende Isolierzwischenlage bezeichnet.
Die Metallprofile 1, 2 können beliebige Querschnittsformen haben. Zweckmässigerweise weisen sie an der dem Gegenprofil zugewandten Seite mindestens eine hinterschnittene Nut 4 auf, in welche die entsprechend geformten Bereiche 5 der Zwischenlage 3 eingreifen.
Die isolierende Zwischenlage 3 besteht aus den zwei äusseren Isolierleisten 6 und der dazwischenliegenden expandierbaren Zwischenschicht 7. Diese Teile werden zusammen zwischen den metallenen Teilprofilen 1 und 2 so angeordnet, dass die beiden Isolierleisten 6 mit ihren geformten Längsrändern 5 mit den beiden Metallprofilen 1 und 2 in Eingriff kommen.
Nach der Expansion drückt die Zwischenschicht über ihre ganzen Kontaktflächen 8 mit den Isolierleisten diese auseinander gegen die Anschlagflächen der hinterschnittenen Nuten 4, wodurch die metallenen Teilprofile 1 und 2 und die Zwischenlage 3 zu einem stabilen Verbundprofil miteinander verbunden werden.
Die hinterschnittenen Nuten können dabei z. B. durch zwei Flanschen 9 begrenzt sein, wie in den Fig. 1-3, 5 und 7 gezeigt. Dabei kann die Stirnfläche des Flansches 9 senkrecht zu dessen Aussenfläche verlaufen, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt. In der Ausführungsform nach Fig. 3 stehen diese beiden Flächen in einem spitzen Winlel zueinander und die Isolierleisten sind entsprechend geformt, so dass durch das durch Expansion der Zwischenschicht bewirkte Auseinanderdrücken der Isolierleisten schräg zur Druckrichtung verlaufende Flächen der Isolierleisten und der Flansche aneinander stossen. In der Ausführung nach Fig. 2 werden die beiden Metallprofile 1 und 2 durch die Längsränder 5 der Isolierleisten 6 zentriert und in der Ausführung nach Fig. 3 erfolgt die Zentrierung durch die Vorsprünge der Flansche 9, welche in die Rinnen der Isolierleisten 6 eingreifen.
Im Beispiel der Fig. 4 befinden sich je eine hinterschnittene Nut 4 auf den Aussenseiten der Flansche 9, welche demzufolge durch Isolierleisten 6 gedeckt werden.
Die Isolierleisten 6 sind für die Masshaltigkeit und die mechanische Festigkeit der Verbindung verantwortlich und sollen daher aus einem Material bestehen, das durch die für das Auftreiben der Zwischenlage erforderliche Wärmebehandlung keine praktisch feststellbaren verbleibenden Dimensions änderungen erfährt. Insbesondere werden die Isolierleisten 6 vorzugsweise aus einem elastischen, nicht thermoplastischen Werkstoff hergestellt. Als sehr geeignet hat sich eine Hartgummiqualität erwiesen, die gute Wärmeisolierungs- und Wärmebeständigkeitseigenschaften aufweist und daneben noch mit Vorteil eine gewisse Elastizität besitzt, damit im Gebrauch des Verbundprofils die beiden Metallteile unter einseitiger Wärmewirkung unterschiedliche Wärmeausdehnungen oder -schrumpfungen ohne Beschädigung der isolierenden Zwischenlage und der Verbindung erfahren können.
Insbesondere haben solche elastische Werkstoffe den Vorteil einer hohen Schalldämpfung. Es könnten aber auch geeignete Kunststoffe verwendet werden oder sogar Holz, Kunstholz oder noch andere isolierfähige Materialien.
Für die ausdehnbare Zwischenschicht 7 wird vorteilhafterweise ein Werkstoff verwendet, der unter Wärmeeinwirkung eine Volumenvergrösserung, z. B. durch Auftreiben oder Aufschäumen erfährt. Unter derartigen Werkstoffen werden mit Vorzug solche eingesetzt, die in ihrem aufgetriebenen Zustand weitere Wärmeeinflüsse bei Temperaturen bis 100 110oC ohne Beschädigung aushalten können. Pastöse Massen können unter Umständen verwendet werden, viel geeigneter sind aber Werkstoffe, die als formbeständige Stäbe oder Rohlinge herstellbar sind. So hat sich z. B. eine vulkanisierbare treibmittelhaltige Kunstgummimischung als sehr zweckmässig erwiesen, die als profilierter Stab herstellbar ist.
Auf die beschriebene Weise kann also eine für die Herstellung der Verbundprofile handliche stabförmige Zwischenlage aus drei aneinanderliegenden Schichten, bestehend aus den beiden durch die Isolierleisten gebildeten äusseren Schichten und der mittleren expandierbaren Schicht, zusammengesetzt werden.
Sehr zweckmässig ist die Kombination von aus gleichartigen
Grundwerkstoffen bestehenden Isolierleisten und einer Zwi schenschicht, insbesondere die Kombination von Isolierleisten aus Hartgummi mit einer Zwischenschicht aus der erwähnten vulkanisierbaren treibmetallhaltigen Kunstgummimischung, denn bis auf die durch das Auftreiben verursachte leichte
Porosität, erhält nach der Wärmebehandlung der Werkstoff der Zwischenschicht die gleichen mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften wie der Hartgummi der Isolierleisten, insbesondere dessen Elastizität, so dass sich die Zwischenlage im fertigen Verbundprofil weitgehend als homogener Körper darstellt.
Die Wärmebehandlung einer solchen als Zwischenschicht sehr geeigneten Kunstgummimischung erfolgt bei Temperaturen zwischen etwa 110 und 1600C, das heisst bei Temperaturen, die auch für das Warmauslagern von Aluminiumlegierungen in Betracht kommen. Bei Verbundprofilen, die aus Teilprofilen aus Aluminiumlegierungen, z. B. der Gattung AlMgSi, und einer Zwischenlage aus den genannten Grundwerkstoffen bestehen, kann also die Warmauslagerung der Metallteilprofile und das Auftreiben der Zwischenschicht in derselben Wärmebehandlung durchgeführt werden. Ferner behält ein unter solchen Bedingungen aufgetriebener Werkstoff der Zwischenschicht seine Wärmebeständigkeit bei Temperaturen bis zur Höhe der Auftreibtemperatur.
Dies bedeutet, dass auf solche Weise hergestellte Verbundprofile mit Aluminiumteilprofilen die für das nach dem Anodisieren durchgeführte Verdichten der Poren (Sealing) notwendige Temperatur von etwa 100ob ohne Beschädigung, wie z. B. Zusammenfallen der aufgetriebenen Schicht, aushalten.
Die senkrecht zu den Schichten gemessene Dicke der Zwischenlage kann in bezug auf die Lichtweite der mitwirkenden Teile der metallenen Teilprofile so bemesssen werden, dass sich die Zwischenlage leicht in die mitwirkenden Teile der Metallprofile, z. B. in deren hinterschnittene Nuten, einschieben lässt, d. h. es kann ohne weiteres ein Spielraum von total etwa 1 bis 3 mm vorgesehen werden. Die auftreibbare Zwischenschicht muss so dick sein und ein solches Auftreibvermögen besitzen, dass bei einem Auftreiben im Freien ihre Dikkenzunahme grösser sein würde, als der erwähnte für das Einschieben vorgesehene Spielraum. Somit wird durch das Auftreiben im zusammengesetzten Verbundprofil ein für das gegenseitige Verspannen dessen Bestandteile ausreichender Anpressdruck mit Sicherheit erreicht.
Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, kann die Zwischenschicht auf ihre gesamte Breite im wesentlichen die gleiche Dicke aufweisen. Es ist aber durchaus möglich, die Zwischenschicht in ihren Bereichen, wo ein höherer Druck erwünscht wird, z. B. auf ihren Längsrändern, dicker zu gestalten, wie in Fig. 3 veranschaulicht.
Um die Handlichkeit der Zwischenlage für den Zusammenbau mit den Metallteilprofilen zu erhöhen, ist es vorteilhaft, die Isolierleisten mit der expandierbaren Zwischenschicht zu einem einstückigen Bauteil zu verbinden. Zu diesem Zweck können die drei Schichten miteinander verklebt werden. Am einfachsten werden jedoch die Isolierleisten und die expandierbare, als Stab ausgebildete Zwischenschicht gleich bei deren Herstellung durch Extrudieren mit Rippen bzw. Rinnen versehen, die ein gegenseitiges Ineinandergreifen der einzelnen Schichten durch einfaches Aneinanderdrücken ermöglichen.
So besitzen z. B. die Isolierleisten 6 in den Ausführungsformen nach Fig. 2 bzw. 4 seitliche, bzw. mittlere Vorsprünge 10 bzw.
11, die in entsprechende Rinnen der Zwischenschicht einschnappen, wogegen bei der Ausführungsform nach Fig. 3 die an der mittleren Schicht angebrachten Rippen 12 in entsprechende Rinnen der Isolierleisten 6 eingreifen.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsart der Zwischenlage, bei der für das Verspannen zusätzlich zu dem Anpressdruck der mittleren Schicht noch die eigene Elastizitätskraft der Isolierleisten ausgenützt wird. Die Zwischenlage ist gezeigt in Fig. 6 vor dem Einsetzen, in Fig. 5 nach dem Auftreiben. Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich, sind die beiden Leisten 6 durch einen Quersteg 13 miteinander verbunden, deren Höhe so gross ist, dass die gesamte Dicke der Zwischenlage mindestens so gross ist, wie sie am Schluss nach dem Einsetzen und Auftreiben sein muss (Fig. 5). Es entstehen dadurch zwei Seitenrinnen 14, in welchen die Teile 7 der dünneren Zwischenschicht eingesetzt werden. Darauf werden die Ränder der Leisten 6 elastisch gegen die Teile 7 gebogen und an den Randbereichen 15 mit diesen verklebt oder verschweisst.
Somit bekommt die Zwischenlage im Bereich der Seitenrippen 5 eine kleinere Dicke, was das Einschieben in die hinterschnittenen Rinnen 4 der Metallteilprofile 1-2 ermöglicht. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, füllen nach dem Auftreiben die Teile der Zwischenschicht 7 die Rinnen 14 voll auf und pressen die wieder flach gewordenen Seitenleisten 6 gegen die Flansche 9 der Metallprofile.
Derselbe Effekt kann erreicht werden, wenn der Quersteg
13 nicht aus einem Stück mit den beiden Seitenleisten 6 besteht, sondern wenn er aus zwei durch ihre Stirnseite aneinander stossenden Teilen besteht, die je an einer der Seitenleisten mitextrudiert werden. In einer Weiterausbildung könnten auch diese Querstegteile so gestaltet werden, dass sie ineinandergreifen, z. B. durch seitliche Rippen bzw. Nuten, so dass wieder ein zusammenhängender Quersteg der Zwischenlage, wie in Fig. 6 gezeigt, erreicht wird.
Bei der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht die zwischen den Isolierleisten 6 angeordnete Zwischenschicht 16 aus einem stark elastischen Material. Im Ausgangszustand (Fig. 8) ist die Dicke der Zwischenschicht grösser als im eingebauten Zustand (Fig. 7). Für das Zusammenfügen mit den metallenen Teilprofilen 1-2 wird mit einer geeigneten Hilfseinrichtung die Zwischenlage 3 senkrecht zu den einzelnen Schichten unter elastischer Verformung der Zwischenschicht soweit zusammengepresst, dass die metallenen Teilprofile 1-2 aufgeschoben werden können. Anschliessend wird der äussere Druck der Hilfsvorrichtung entfernt, und die dabei stattfindende elastische Expansion der Zwischenschicht bewirkt das gegenseitige Verspannen der Bestandteile des Verbundprofils.
Es ist bei den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung noch möglich, die Isolierleisten mit den metallenen Teilprofilen zusätzlich miteinander zu verkleben. Dadurch wird die Verbindung zwischen diesen Bestandteilen noch etwas verstärkt; vor allem werden aber allfällige Unregelmässigkeiten oder kleine Beschädigungen an den Verbindungsflächen der Isolierleisten oder der metallenen Teilprofile kompensiert und eine überall dichte Verbindung erzielt, was z. B. bei einer nachträglichen Anodisierung der Verbundprofile das Eindringen der dazu verwendeten Schwefelsäure in Lückenstellen zwischen Metall und Isolierung verhindert. Zu diesem Zweck ist es angebracht, die mit den Metallteilen in Kontakt kommenden Flächen der Isolierleisten ganz oder teilweise mit einer Schicht eines trockenen, warmklebenden z. B. thermoplastischen Klebstoffes zu versehen.
Ein solcher Klebstoff stört beim Manipulieren der isolierenden Zwischenlage nicht, wird aber bei der Wärmebehandlung der Zwischenschicht weich und verteilt sich dabei unter dem durch die expandierten Zwischenschichten ausgeübten Druck in den verbleibenden Zwischenräumen und füllt diese verdichtend auf.
Es ist somit ersichtlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren viel einfacher durchzuführen ist als die vorbekannten Verfahren. Die drei Schichten der Isolierung werden zusammen als Zwischenlage in die zu verbindenden metallenen Teilprofile eingesetzt und es genügt eine Wärmebehandlung ohne weiteres manuelles Dazutun, um das gegenseitige Verspannen der Bestandteile zu erzielen, wodurch ein Verbundprofil mit grosser Masshaltigkeit erzeugt wird. Weil dabei das Verspannen praktisch von selbst, ohne Zugreifen an die Verbindungszone erfolgt, kann die isolierende Zwischenlage auch an nicht oder schlecht zugänglichen Stellen des Verbundprofils angeordnet werden, d. h., dass die metallenen Teilprofile beliebig gebildet werden, und zwar bei Bedarf auch mit Flanschen, welche den Bereich der Isolierung in Abstand überdekken, wie z. B. bei einem isolierten Eckpfosten.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils, insbesondere für Fenster- bzw. Türrahmen oder ähnliche Bauteile, bestehend aus zwei metallenen Teilprofilen und einer diese Teilprofile verbindenden Zwischenlage aus einem wärmeisolierenden Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenlage zwei profilierte, formbeständige Isolierleisten mit einer dazwischen angeordneten Schicht aus einem expandierbaren Isoliermaterial zwischen den metallenen Teilprofilen eingesetzt werden, und zwar derart, dass die Isolierleisten je mit Teilen der beiden metallenen Teilprofile zum Eingriff kommen, worauf die Isolierleisten gegen diese Teile der Teilprofile durch bleibende Expansion der Zwischenschicht verspannt werden.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansion der Zwischenschicht durch Auftreiben unter Wärmeeinwirkung erfolgt.
2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Metallprofilen aus einer warmaushärtbaren Aluminiumlegierung das Auftreiben der expandierbaren Zwischenschicht mit dem Warmauslagern der Profile in derselben Wärmebehandlungsoperation durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierelemente mit der dazwischen angeordneten Schicht in unter einem Aussendruck zwischen den Isolierelementen elastisch zusammengepresstem Zustand der Zwischenschicht eingesetzt werden. worauf die Verspannung durch Entfernung des äusseren Drucks und dabei stattfindende elastische Expansion der Zwischenschicht bewirkt wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Isolierleisten (6) und die Zwischenschicht (7) vor dem Zusammenbau mit den Metallprofilen (1-2) zu einem einstückigen Bauteil zusammengesetzt werden.
5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Isolierleisten (6) und die Zwischenschicht (7) vor dem Zusammenbau mit den Metallprofilen (1-2) durch gegenseitige Wirkung von an den Leisten (6) bzw. an der stabförmigen Zwischenschicht (7) angebrachten nut- und federartigen Einschnappteilen (10-1') zusammengehalten werden.
6. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Metallprofilen bei der Expansion zum Eingriff kommenden Flächen der Isolierzwischenlage ganz oder teilweise mit einer Schicht aus einem solchen Klebstoff versehen werden, dessen Klebewirkung sich erst in der Wärme entwickelt.
PATENTANSPRUCH II
Isolierende Zwischenlage für die Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Sandwichaufbau aus zwei parallelen profilierten Isolierleisten (6) und einer dazwischen angeordneten Zwischenschicht (7) aus einem expandierbaren Isoliermaterial besteht.
UNTERANSPRÜCHE
7. Isolierende Zwischenlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (7) aus einem unter Wärmeeinwirkung expandierbaren Material besteht.
8. Isolierende Zwischenlage nach Patentanspruch II und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierleisten (6) und die expandierbare Zwischenschicht (7) aus gleichartigen Grundwerkstoffen bestehen.
9. Isolierende Zwischenlage nach Patentanspruch II und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierleisten (6) aus Hartgummi und die Zwischenschicht (7) aus einer vulkanisierbaren treibmittelhaltigen Kunstgummimischung bestehen.
10. Isolierende Zwischenlage nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 7. dadurch gekennzeichnet, dass. im Querschnitt der Zwischenlage gesehen, die Zwischenschicht (7) im Bereich ihrer Längsränder dicker ist als in ihrem mittleren Bereich.
11. Isolierende Zwischenlage nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Isolierleisten (6) durch einen mittleren Quersteg (13) unter Bildung von zwei Rinnen (14) miteinander verbunden sind, in welchen Rinnen (14) je ein Teil der expandierbaren Zwischenschicht (7) angeordnet ist.
12. Isolierende Zwischenlage nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg (13) so hoch ist,
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.
The invention relates to a method for producing a composite profile, in particular for window or door frames or similar components, consisting of two metal partial profiles and an intermediate layer made of a heat-insulating material connecting these partial profiles.
Since the use of window and door frames made of metal, in particular made of aluminum alloys, special attention has been paid to the problem of the insulation of these components. Through insulation, the aim is to break the so-called cold bridge between the outside and inside of the frame, i. H. Weather and room side. The disadvantages that result from cold bridges are well known; Condensation water, possibly even ice formation, heat losses and the associated higher heating costs. Some suggestions have already been made to eliminate these disadvantages. In general, insulation is provided in the web of the composite profile. However, the known methods for applying the insulation were usually complex and therefore expensive or led to inadequate composite profiles.
The effort required to manufacture them or their inadequate insulation prevented the composite profiles from gaining the popularity they would have due to their other advantages (low maintenance costs, long service life, pleasing appearance, easy adaptability to given conditions, easy assembly).
In a known composite profile, a rod made of elastic material, usually made of a special hard rubber, is used as insulation, which is drawn into the grooves of the metal profiles intended for this purpose. In order to facilitate this pulling in, these grooves are formed with at least one outwardly spread flange. After the rod has been drawn in, this flange is pressed back against the rod.
However, these operations are labor-intensive and expensive.
Nevertheless, this profile satisfies high thermal and acoustic insulation requirements.
Another way of manufacturing composite profiles is that metallic hollow profiles are foamed with expandable plastic. In this case, however, in order to effectively break the thermal bridge, strips must be milled out of the two opposite walls of the foamed cavity. This means additional work and costs as well as loss of material. Incidentally, the foamed, d. H. porous material, because of its hardness required in the final state to connect the metal partial profiles, it conducts sound well.
The invention is intended to improve the method for producing composite profiles in such a way that the disadvantages of the known methods are avoided, namely the manual and mechanical work operations are to be reduced or eliminated to a minimum, whereby an economical production of the insulating composite profiles is achieved . Nevertheless, the process product should have the technical qualities of the first-mentioned process product.
This is achieved according to the invention in that two profiled, dimensionally stable insulating strips with an interposed layer made of an expandable insulating material are used between the metal partial profiles as an intermediate layer, in such a way that the insulating strips each come into engagement with parts of the two metal partial profiles, after which the insulating strips are braced against these parts of the partial profiles by permanent expansion of the intermediate layer.
The intermediate layer of the intermediate layer used expediently consists of an insulating material that can be expanded and the expansion leading to the tensioning is brought about by a heat treatment. When using partial metal profiles made of thermosetting aluminum alloys and adapted expandable insulating materials of the intermediate layer, the expansion of the intermediate layer and the hardening of the aluminum profiles can advantageously be carried out in the same heat treatment.
By expanding or foaming the intermediate layer, the entire length of the intermediate layer, i.e. H. the composite profile, a uniform contact pressure on the insulating strips and thus a regular bracing of these strips with the metal part profiles can be generated.
The invention also relates to an intermediate layer for performing the method described. This insulating intermediate layer is characterized in that it consists of two parallel, profiled insulating strips with an intermediate layer made of an expandable insulating material arranged in between.
The invention further relates to a composite profile produced by the method described using the intermediate layer according to the invention.
The invention will now be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments depicted in the figures.
Show it:
Fig. 1 shows a cross section through the joint between the frame and casement of a window. with the composite profiles according to the invention,
24 different possibilities of joining the components of the composite profile and the three parts of the insulating intermediate layer by snap-in connections,
5 and 6 further possible embodiments of the insulating part in the installed state, or before installation,
7 and 8 a possible embodiment of the insulating part with a soft rubber rod as the expandable middle part of the insulating rod, namely in FIG. 7 in the compressed, installed state. in Fig. 8 before the inauguration.
1 with the one facing the weather side, with 2 the metal part-profile facing the room side and with 3 the insulating intermediate layer connecting the two part-profiles.
The metal profiles 1, 2 can have any cross-sectional shapes. Expediently, on the side facing the counter profile, they have at least one undercut groove 4 into which the correspondingly shaped areas 5 of the intermediate layer 3 engage.
The insulating intermediate layer 3 consists of the two outer insulating strips 6 and the expandable intermediate layer 7 between them. These parts are arranged together between the metal partial profiles 1 and 2 in such a way that the two insulating strips 6 with their shaped longitudinal edges 5 with the two metal profiles 1 and 2 in Intervention come.
After expansion, the intermediate layer pushes the insulating strips apart over their entire contact surfaces 8 against the stop surfaces of the undercut grooves 4, whereby the metal partial profiles 1 and 2 and the intermediate layer 3 are connected to one another to form a stable composite profile.
The undercut grooves can, for. B. be limited by two flanges 9, as shown in Figs. 1-3, 5 and 7. The end face of the flange 9 can thereby run perpendicular to its outer surface, as shown in FIGS. 1 and 2. In the embodiment according to FIG. 3, these two surfaces are in an acute angle to each other and the insulating strips are shaped accordingly, so that surfaces of the insulating strips and the flanges that run obliquely to the pressure direction butt against each other due to the expansion of the intermediate layer. In the embodiment according to FIG. 2, the two metal profiles 1 and 2 are centered by the longitudinal edges 5 of the insulating strips 6 and in the embodiment according to FIG. 3, the centering takes place through the projections of the flanges 9, which engage in the grooves of the insulating strips 6.
In the example in FIG. 4, there is an undercut groove 4 on the outer sides of the flanges 9, which are consequently covered by insulating strips 6.
The insulating strips 6 are responsible for the dimensional accuracy and the mechanical strength of the connection and should therefore consist of a material that does not undergo any practically detectable remaining dimensional changes due to the heat treatment required for the expansion of the intermediate layer. In particular, the insulating strips 6 are preferably made of an elastic, non-thermoplastic material. A hard rubber quality has proven to be very suitable, which has good thermal insulation and heat resistance properties and also advantageously has a certain elasticity so that when the composite profile is used, the two metal parts under one-sided thermal effect different thermal expansions or shrinkages without damaging the insulating intermediate layer and the connection can experience.
In particular, such elastic materials have the advantage of high sound attenuation. However, suitable plastics could also be used, or even wood, synthetic wood or other insulating materials.
For the expandable intermediate layer 7, a material is advantageously used which, under the action of heat, increases the volume, e.g. B. learns by blowing or foaming. Among such materials, preference is given to using those which, in their inflated state, can withstand further heat influences at temperatures of up to 100-110 ° C without damage. Pasty masses can be used under certain circumstances, but materials that can be produced as dimensionally stable rods or blanks are much more suitable. So has z. B. a vulcanizable propellant-containing synthetic rubber mixture proved to be very useful, which can be produced as a profiled rod.
In the manner described, a rod-shaped intermediate layer, which is handy for the production of the composite profiles, can be assembled from three layers lying next to one another, consisting of the two outer layers formed by the insulating strips and the central expandable layer.
The combination of similar is very useful
Base materials existing insulating strips and an interlayer, in particular the combination of insulating strips made of hard rubber with an intermediate layer of the aforementioned vulcanizable propellant-containing synthetic rubber mixture, because except for the light caused by the uplift
Porosity, after the heat treatment the material of the intermediate layer receives the same mechanical, physical and chemical properties as the hard rubber of the insulating strips, in particular its elasticity, so that the intermediate layer in the finished composite profile is largely a homogeneous body.
The heat treatment of such a synthetic rubber mixture, which is very suitable as an intermediate layer, takes place at temperatures between about 110 and 1600C, i.e. at temperatures that are also suitable for the artificial aging of aluminum alloys. In composite profiles, which are made of partial profiles made of aluminum alloys, z. B. of the type AlMgSi, and an intermediate layer made of the base materials mentioned, so the artificial aging of the metal part profiles and the expansion of the intermediate layer can be carried out in the same heat treatment. Furthermore, a material of the intermediate layer that is expanded under such conditions retains its heat resistance at temperatures up to the level of the expansion temperature.
This means that composite profiles with aluminum part profiles produced in this way have the temperature of about 100ob necessary for the sealing of the pores carried out after anodizing without damage, such as e.g. B. Collapse of the expanded layer, withstand.
The thickness of the intermediate layer measured perpendicular to the layers can be dimensioned in relation to the clear width of the cooperating parts of the metal partial profiles so that the intermediate layer can easily be integrated into the cooperating parts of the metal profiles, e.g. B. in the undercut grooves, can be inserted, d. H. a total of approximately 1 to 3 mm can easily be provided. The expandable intermediate layer must be so thick and have such a buoyancy that, if it were blown in the open air, its increase in thickness would be greater than the aforementioned clearance provided for insertion. Thus, through the expansion in the composite composite profile, a contact pressure that is sufficient for the mutual tensioning of its components is reliably achieved.
As shown in FIGS. 1 and 2, the intermediate layer can have essentially the same thickness over its entire width. But it is entirely possible to use the intermediate layer in its areas where a higher pressure is desired, e.g. B. on their longitudinal edges to make thicker, as illustrated in FIG.
In order to increase the manageability of the intermediate layer for assembly with the metal part profiles, it is advantageous to connect the insulating strips to the expandable intermediate layer to form a one-piece component. For this purpose the three layers can be glued together. The simplest way, however, is to provide the insulating strips and the expandable intermediate layer designed as a rod with ribs or grooves during their production by extrusion, which enable the individual layers to interlock by simply pressing them together.
So have z. B. the insulating strips 6 in the embodiments according to Fig. 2 or 4 lateral or central projections 10 or
11, which snap into corresponding grooves in the intermediate layer, whereas in the embodiment according to FIG. 3 the ribs 12 attached to the middle layer engage in corresponding grooves in the insulating strips 6.
Figures 5 and 6 show another embodiment of the intermediate layer, in which, in addition to the contact pressure of the middle layer, the own elasticity of the insulating strips is used for the clamping. The intermediate layer is shown in FIG. 6 before insertion and in FIG. 5 after it has been driven out. As can best be seen from Fig. 6, the two strips 6 are connected to one another by a transverse web 13, the height of which is so great that the entire thickness of the intermediate layer is at least as great as it must be at the end after insertion and expansion ( Fig. 5). This creates two side grooves 14 in which the parts 7 of the thinner intermediate layer are used. The edges of the strips 6 are then bent elastically against the parts 7 and glued or welded to them at the edge regions 15.
The intermediate layer thus has a smaller thickness in the area of the side ribs 5, which enables it to be pushed into the undercut channels 4 of the metal part profiles 1-2. As can be seen from FIG. 5, after the expansion, the parts of the intermediate layer 7 completely fill the channels 14 and press the side strips 6, which have become flat again, against the flanges 9 of the metal profiles.
The same effect can be achieved if the transverse web
13 does not consist of one piece with the two side strips 6, but when it consists of two parts which abut one another through their end face and which are each co-extruded on one of the side strips. In a further training, these crosspiece parts could also be designed so that they interlock, e.g. B. by lateral ribs or grooves, so that again a coherent transverse web of the intermediate layer, as shown in Fig. 6, is achieved.
In the embodiment of the invention shown in FIGS. 7 and 8, the intermediate layer 16 arranged between the insulating strips 6 consists of a highly elastic material. In the initial state (Fig. 8), the thickness of the intermediate layer is greater than in the installed state (Fig. 7). For joining with the metal partial profiles 1-2, the intermediate layer 3 is pressed together perpendicular to the individual layers with elastic deformation of the intermediate layer with a suitable auxiliary device so that the metal partial profiles 1-2 can be pushed on. The external pressure of the auxiliary device is then removed, and the elastic expansion of the intermediate layer which takes place in the process causes the components of the composite profile to be braced against one another.
In the various embodiments of the invention, it is still possible to additionally glue the insulating strips with the metal partial profiles to one another. This strengthens the connection between these components; Above all, however, any irregularities or small damage to the connecting surfaces of the insulating strips or the metal partial profiles are compensated and a tight connection is achieved everywhere, which z. B. prevents the penetration of the sulfuric acid used for this purpose in gaps between metal and insulation in a subsequent anodization of the composite profiles. For this purpose, it is appropriate to completely or partially cover the surfaces of the insulating strips that come into contact with the metal parts with a layer of a dry, heat-adhesive z. B. thermoplastic adhesive.
Such an adhesive does not interfere with the manipulation of the insulating intermediate layer, but becomes soft during the heat treatment of the intermediate layer and is distributed under the pressure exerted by the expanded intermediate layers in the remaining interspaces and fills them in a compacting manner.
It can thus be seen that the method according to the invention can be carried out much more easily than the previously known methods. The three layers of insulation are used together as an intermediate layer in the metal partial profiles to be connected, and heat treatment without further manual intervention is sufficient to achieve the mutual bracing of the components, creating a composite profile with great dimensional accuracy. Because the tensioning takes place practically by itself, without accessing the connection zone, the insulating intermediate layer can also be arranged at points of the composite profile that are not accessible or are difficult to access, ie. This means that the metal partial profiles can be formed as desired, and if necessary with flanges that cover the area of the insulation at a distance, such as. B. with an insulated corner post.
PATENT CLAIM I
Process for the production of a composite profile, in particular for window or door frames or similar components, consisting of two metal partial profiles and an intermediate layer made of a heat-insulating material connecting these partial profiles, characterized in that the intermediate layer consists of two profiled, dimensionally stable insulating strips with an interposed layer an expandable insulating material are used between the metal partial profiles, in such a way that the insulating strips come into engagement with parts of the two metal partial profiles, whereupon the insulating strips are braced against these parts of the partial profiles by permanent expansion of the intermediate layer.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized in that the expansion of the intermediate layer takes place by being blown under the action of heat.
2. The method according to claim I and dependent claim 1, characterized in that when using metal profiles made of a thermosetting aluminum alloy, the expansion of the expandable intermediate layer is carried out with the artificial aging of the profiles in the same heat treatment operation.
3. The method according to claim I, characterized in that the insulating elements with the layer arranged therebetween are used in the state of the intermediate layer which is elastically compressed under an external pressure between the insulating elements. whereupon the tension is brought about by removing the external pressure and thereby elastic expansion of the intermediate layer.
4. The method according to claim 1, characterized in that the two insulating strips (6) and the intermediate layer (7) are assembled into a one-piece component prior to assembly with the metal profiles (1-2).
5. The method according to dependent claim 4, characterized in that the two insulating strips (6) and the intermediate layer (7) prior to assembly with the metal profiles (1-2) by mutual action of the strips (6) or the rod-shaped intermediate layer (7) attached tongue and groove snap-in parts (10-1 ') are held together.
6. The method according to claim I and dependent claim 1, characterized in that the surfaces of the intermediate insulating layer coming into engagement with the metal profiles during expansion are provided wholly or partially with a layer of such an adhesive whose adhesive effect only develops in the heat.
PATENT CLAIM II
An insulating intermediate layer for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it consists of two parallel profiled insulating strips (6) and an intermediate layer (7) made of an expandable insulating material in a sandwich structure.
SUBCLAIMS
7. An insulating intermediate layer according to claim II, characterized in that the intermediate layer (7) consists of a material which is expandable under the action of heat.
8. An insulating intermediate layer according to claim II and dependent claim 7, characterized in that the insulating strips (6) and the expandable intermediate layer (7) consist of the same basic materials.
9. An insulating intermediate layer according to claim II and dependent claim 8, characterized in that the insulating strips (6) consist of hard rubber and the intermediate layer (7) consist of a vulcanizable synthetic rubber mixture containing propellant.
10. An insulating intermediate layer according to claim II or dependent claim 7, characterized in that, viewed in the cross section of the intermediate layer, the intermediate layer (7) is thicker in the area of its longitudinal edges than in its central area.
11. An insulating intermediate layer according to claim II or dependent claim 7, characterized in that the two insulating strips (6) are connected to one another by a central crosspiece (13) to form two grooves (14), in which grooves (14) each have a part of the expandable intermediate layer (7) is arranged.
12. Insulating intermediate layer according to dependent claim 11, characterized in that the transverse web (13) is so high that
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