DE102020117198A1 - Process for the production of a composite profile and composite profile - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils (1) umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen von mindestens zwei extrudierten oder durch Rollformen hergestellten Metallprofilen (2, 3); Verbinden mindestens eines Isolierprofils (4) mit den mindestens zwei Metallprofilen (2, 3) zu einer Einheit, wobei zwischen den mindestens zwei Metallprofilen (2, 3) mindestens eine Hohlkammer (5) ausgebildet ist, in der ein unter Hitzeeinwirkung aufschäumendes Material (7) angeordnet ist, Lackieren einer äußeren Oberfläche der Einheit aus den mindestens zwei Metallprofilen (2, 3) und dem mindestens einen Isolierprofil (4) und anschließendes Trocknen durch Erhitzung und gleichzeitiges Aufschäumen des unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Materials (7) zum zumindest teilweisen Ausfüllen der mindestens einen Hohlkammer (5). Ferner betrifft die Erfindung ein so hergestelltes Verbundprofil.A method for producing a composite profile (1) comprises the following steps: providing at least two metal profiles (2, 3) which are extruded or produced by roll forming; Connecting at least one insulating profile (4) to the at least two metal profiles (2, 3) to form a unit, with at least one hollow chamber (5) being formed between the at least two metal profiles (2, 3), in which a material (7 ) is arranged, painting an outer surface of the unit consisting of the at least two metal profiles (2, 3) and the at least one insulating profile (4) and subsequent drying by heating and simultaneous foaming of the material (7) that foams under the action of heat in order to at least partially fill out the at least a hollow chamber (5). The invention also relates to a composite profile produced in this way.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils und ein Verbundprofil nach dem Oberbegriff des Anspruches 12.The present invention relates to a method for producing a composite profile and a composite profile according to the preamble of
Die
Um den Eintritt von Feuchtigkeit bei Fahrzeugteilen zu vermeiden ist es aus der
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils und ein Verbundprofil zu schaffen, bei denen das Verbundprofil eine hohe Wärmedämmung besitzt und effektiv herstellbar ist.It is therefore the object of the present invention to provide a method for producing a composite profile and a composite profile in which the composite profile has a high level of thermal insulation and can be produced effectively.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einem Verbundprofil mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst.This object is achieved with a method with the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mindestens zwei extrudierte oder durch Rollformen hergestellte Metallprofile bereitgestellt, die über mindestens ein Isolierprofil verbunden werden, wobei zwischen den zwei Metallprofilen mindestens eine Hohlkammer ausgebildet ist, in der ein unter Hitzeeinwirkung aufschäumendes Material angeordnet wird. Anschließend wird eine äußere Oberfläche der Einheit aus den mindestens zwei Metallprofilen und dem mindestens einen Isolierprofil lackiert und dann unter Wärmezufuhr getrocknet, wobei gleichzeitig mit dem Trocknen ein Aufschäumen des unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Materials zum mindestens teilweisen Ausfüllen der mindestens einen Hohlkammer bewirkt wird. Der Einsatz eines unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Materials hat den Vorteil, dass der Aufschäumprozess gezielt bei einer vorbestimmten Temperatur eingeleitet werden kann, und erfindungsgemäß die Wärmeeinleitung bei einem Trocknen der aufgebrachten Lackierung erfolgt, bei dem die Einheit aus den mindestens zwei Metallprofilen und dem mindestens einen Isolierprofil nach dem Aufbringen von Partikeln ohnehin erwärmt wird, um den aufgetragenen Lack, beispielsweise Pulverlack, zu trocknen und optional auszuhärten. Insofern kann das Aufschäumen Materials in der mindestens einen Hohlkammer ohne zusätzlichen Verfahrensschritt erfolgen. Das unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Material muss nicht in einer Umhüllung angeordnet werden, sondern ist unmittelbar an der Isolierleiste und/oder einem der Metallprofile fixiert. Dadurch kann das Ausschäumen der mindestens einen Hohlkammer mit hoher Reproduzierbarkeit erfolgen.In the method according to the invention, at least two metal profiles extruded or produced by roll forming are provided, which are connected via at least one insulating profile, with at least one hollow chamber being formed between the two metal profiles in which a material that foams under the action of heat is arranged. Subsequently, an outer surface of the unit consisting of the at least two metal profiles and the at least one insulating profile is painted and then dried with the supply of heat, with the drying simultaneously causing the foaming of the material that foams under the action of heat to at least partially fill the at least one hollow chamber. The use of a material that foams up under the action of heat has the advantage that the foaming process can be initiated in a targeted manner at a predetermined temperature and, according to the invention, the heat is introduced when the applied paint is drying, in which the unit made up of the at least two metal profiles and the at least one insulating profile the application of particles is heated anyway in order to dry the applied paint, for example powder paint, and optionally to cure it. In this respect, the foaming of the material in the at least one hollow chamber can take place without an additional process step. The material, which foams up under the action of heat, does not have to be arranged in an envelope, but is fixed directly to the insulating strip and / or one of the metal profiles. As a result, the at least one hollow chamber can be foamed with high reproducibility.
Vorzugsweise wird beim Trocknen der an der Oberfläche lackierten Einheit aus den mindestens zwei Metallprofilen und dem mindestens einen Isolierprofil diese auf eine Temperatur zwischen 120 °C bis 200 °C erhitzt. In diesem Bereich liegt vorzugsweise die Temperaturschwelle, bei der das unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Material durch entsprechende chemische Reaktion aufschäumt. Diese Temperatur ist vorzugsweise niedriger als eine Erweichungstemperatur des mindestens einen Isolierprofils, das bevorzugt aus Kunststoff hergestellt ist und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 140 °C, insbesondere mindestens 200 °C, aufweisen kann.Preferably, when drying the unit made of the at least two metal profiles and the at least one insulating profile, which is painted on the surface, it is heated to a temperature between 120.degree. C. to 200.degree. The temperature threshold at which the material, which foams up under the action of heat, foams by means of a corresponding chemical reaction, preferably lies in this range. This temperature is preferably lower than a softening temperature of the at least one insulating profile, which is preferably made of plastic and can have a temperature resistance of at least 140.degree. C., in particular at least 200.degree.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird beim Aufschäumen des unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Materials die mindestens eine Hohlkammer zu mindestens 80 % ausgefüllt. Dadurch wird bei dem Verbundprofil eine hohe Wärmeisolierung erreicht. Zur Vermeidung von Druck durch das Ausschäumen kann die Hohlkammer zwischen 80 % und 95 % ausgefüllt sein. Ein vollständiges Ausfüllen der Hohlkammer ist möglich, aber für eine gute Wärmeisolierung nicht zwingend erforderlich.In a preferred embodiment, the at least one hollow chamber is filled to at least 80% when the material which foams up under the action of heat is foamed. As a result, a high level of thermal insulation is achieved in the composite profile. To avoid pressure from the foaming, the hollow chamber can be filled between 80% and 95%. Complete filling of the hollow chamber is possible, but not absolutely necessary for good thermal insulation.
Vorzugsweise wird bei dem Verfahren vor dem Trocknen und Aufschäumen mindestens eine Stirnseite der Einheit aus dem mindestens einen Metallprofil und dem mindestens einen Isolierprofil über ein Abdeckelement verschlossen. Bevorzugt wird an gegenüberliegenden Stirnseiten die Hohlkammer jeweils über eine Abdeckung verschlossen, wobei ein Verschließen nicht luftdicht erfolgen muss, sondern ein Entweichen von Luft oder Gasen beim Aufschäumen durch Spalte oder eine Entlüftungsöffnung ermöglicht werden kann. Für eine Steuerung des Luftstromes kann an jedem Abdeckelement mindestens eine Entlüftungsöffnung vorgesehen sein, aus der beim Aufschäumen ein Gas entweicht, so dass ein Druckaufbau in der mindestens einen Hohlkammer beim Aufschäumen reduziert wird.In the method, at least one end face of the unit composed of the at least one metal profile and the at least one insulating profile is preferably closed by means of a cover element prior to drying and foaming. The hollow chamber is preferably closed by a cover on the opposite end faces, whereby the closure does not have to be airtight, but rather an escape of air or gases during foaming can be made possible through gaps or a ventilation opening. To control the air flow, at least one ventilation opening can be provided on each cover element, from which a gas escapes during foaming, so that a pressure build-up in the at least one hollow chamber is reduced during foaming.
Die Einheit aus den mindestens zwei Metallprofilen und dem mindestens einen Isolierprofil kann beispielsweise eine Länge zwischen 4 m bis 8 m, vorzugsweise etwa 6 m, besitzen, und wird vor dem Trocknen, insbesondere auch vor dem Lackieren an den gegenüberliegenden Stirnseiten verschlossen. Nach dem Trocknen und Ausschäumen werden die Abdeckelemente dann entfernt, um das so hergestellte Verbundprofil weiterverarbeiten zu können.The unit of the at least two metal profiles and the at least one insulating profile can, for example, have a length between 4 m to 8 m, preferably about 6 m, and is closed on the opposite end faces before drying, in particular before painting. After drying and foaming, the cover elements are then removed in order to be able to further process the composite profile produced in this way.
Für eine effektive Herstellung des Verbundprofils sind vorzugsweise zwei voneinander beabstandete Streifen aus einem unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material in der mindestens einen Hohlkammer vorgesehen. Die Streifen können dabei wahlweise an einem Isolierprofil oder einem Metallprofil festgelegt sein, beispielsweise durch Verkleben. Besonders bevorzugt ist jedoch die Fixierung eines Streifens aus einem unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material durch Koextrusion an mindestens einem Isolierprofil, so dass das Isolierprofil zusammen mit dem aufschäumenden Material als Einheit verarbeitet werden kann. Das Isolierprofil kann dabei mit gegenüberliegenden Rändern in eine Nut der Metallprofile eingebracht werden und dort klemmend fixiert sein.For an effective production of the composite profile, two spaced-apart strips made of a material that foams under the action of heat are preferably provided in the at least one hollow chamber. The strips can optionally be attached to an insulating profile or a metal profile, for example by gluing. However, it is particularly preferred to fix a strip of a material that foams under the action of heat by coextrusion to at least one insulating profile, so that the insulating profile can be processed as a unit together with the foaming material. The insulating profile can be introduced into a groove in the metal profile with opposite edges and fixed there by clamping.
Um das Volumen eines Schaumkörpers in der mindestens einen Hohlkammer zu reduzieren und um somit Fertigungstoleranzen auszugleichen, können in dem unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material Aussparungen, Öffnungen oder Profilierungen eingebracht sein, um während des Aufschäumprozesses eine Überdruckbildung gering zu halten.To reduce the volume of a foam body in the at least one hollow chamber and thus to compensate for manufacturing tolerances, recesses, openings or profiles can be made in the material that foams under the action of heat in order to keep excess pressure low during the foaming process.
Bei dem erfindungsgemäßen Verbundprofil ist eine äußere Oberfläche mindestens zwei Metallprofile und des mindestens einen Isolierprofils lackiert, insbesondere an dem gesamten äußeren Oberfläche, und in der mindestens einen Hohlkammer ist mindestens ein Schaumkörper aus einem unter Hitzeeinwirkung aufgeschäumten Material angeordnet, der die Hohlkammer zumindest teilweise ausfüllt. Dadurch kann über das unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Material ein Schaumkörper erzeugt werden, der für eine hohe Wärmeisolierung des Verbundprofils bei dem Einbau an einer Gebäudehülle sorgt. Ferner kann über den Schaumkörper das mindestens eine Isolierprofil mit mindestens einen Metallprofil verklebt sein, was die Festigkeit des Verbundprofils erhöht.In the composite profile according to the invention, an outer surface of at least two metal profiles and the at least one insulating profile is painted, in particular on the entire outer surface, and in the at least one hollow chamber there is at least one foam body made of a material foamed under the action of heat, which at least partially fills the hollow chamber. As a result, a foam body can be generated via the material that foams under the action of heat, which ensures a high level of thermal insulation of the composite profile when it is installed on a building envelope. Furthermore, the at least one insulating profile can be glued to at least one metal profile via the foam body, which increases the strength of the composite profile.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Schaumkörper elastisch ausgebildet und kann um mindestens 10 %, insbesondere mindestens 20%, eines Volumens reversibel komprimiert werden. Eine solche hohe Elastizität ist vorteilhaft, um eine Verformung des Verbundprofils beim Aufschäumen sicher zu vermeiden. Die aus einem harten Kunststoff hergestellten Isolierprofile können somit vor und nach dem Aufschäumen die gleiche Form besitzen, da selbst bei vollständigem Ausfüllen der Hohlkammer mit dem Schaumkörper dieser bei Bedarf komprimiert werden kann. Der Schaumkörper enthält vorzugsweise Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) und/oder ein Gummi, um ausreichend elastisch zu sein. Das thermisch expandierbare Material weist vorzugsweise eine Expansionsrate von über 1000% auf und kann beispielsweise so gestaltet sein, wie dies in der
Vorzugsweise füllt der mindestens eine Schaumkörper die mindestens eine Hohlkammer um weniger als 98 % aus, vorzugsweise zwischen 70 % bis 95 %. Dadurch können kleine Freiräume in der Hohlkammer verbleiben, was beim Ausschäumen ein Entweichen von Luft oder Gas erleichtert.The at least one foam body preferably fills the at least one hollow chamber by less than 98%, preferably between 70% to 95%. This allows small spaces to remain in the hollow chamber, which makes it easier for air or gas to escape when the foam is filled.
Das erfindungsgemäße Verbundprofil umfasst vorzugsweise zwei Metallprofile, die über zwei Isolierprofile miteinander verbunden sind. Dabei können zwei beabstandete oder miteinander verbundene Schaumkörper in der Hohlkammer vorgesehen sein, die durch Aufschäumen von beispielsweise zwei Streifen aus einem unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material hergestellt sind.The composite profile according to the invention preferably comprises two metal profiles which are connected to one another via two insulating profiles. In this case, two spaced or interconnected foam bodies can be provided in the hollow chamber, which are produced by foaming, for example, two strips of a material that foams under the action of heat.
Vorzugsweise verklebt der Schaumkörper mindestens ein Isolierprofil mit einem der Metallprofile und wirkt einer Verschiebung zwischen dem Isolierprofil und dem Metallprofil entgegen. Dadurch kann auf weitere Maßnahmen zur Vermeidung einer Verschiebung des Isolierprofils relativ zu dem Metallprofil verzichtet werden, beispielsweise kann bei ausreichend fester Verklebung auf einen Rödeldraht verzichtet werden, der in die Nut des Metallprofils eingelegt wird, bevor die Nutwände gegen den in die Nut eingreifenden Steg des Isolierprofils angerollt werden.The foam body preferably glues at least one insulating profile to one of the metal profiles and counteracts any displacement between the insulating profile and the metal profile. As a result, further measures to avoid a displacement of the insulating profile relative to the metal profile can be dispensed with, for example, if the bonding is sufficiently strong, a tie wire can be dispensed with, which is inserted into the groove of the metal profile before the groove walls against the web of the engaging in the groove Isolation profile are rolled on.
Der Schaumkörper kann aus einem im Querschnitt rechteckförmigen, T-förmigen oder anderem Profil hergestellt sein. Durch eine T-förmige Ausgestaltung des Materials vor dem Aufschäumen wird die äußere Oberfläche des Materials gegenüber einer rechteckigen Ausgestaltung vergrößert und kann daher eine äußere Temperatur schneller aufnehmen, wenn das Verbundprofil für den Trockenprozess erhitzt wird.The foam body can be made from a cross-sectionally rectangular, T-shaped or other profile. By designing the material in a T-shape before foaming, the outer surface of the material is enlarged compared to a rectangular design and can therefore absorb an external temperature more quickly when the composite profile is heated for the drying process.
Das erfindungsgemäße Verbundprofil wird vorzugsweise für Rahmen eingesetzt, wie sie bei Fenstern, Türen, Fassaden oder Lichtdächern Verwendung finden.The composite profile according to the invention is preferably used for frames such as those used in windows, doors, facades or light roofs.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verbundprofils; -
2 eine Ansicht des Verbundprofils der1 vor dem Aufschäumen; -
3 eine Explosionsdarstellung eines Isolierprofils mit einem aufschäumbaren Streifen; -
4 eine Explosionsdarstellung des Verbundprofils der2 vor der Montage; -
5 eine Ansicht des Verbundprofils vor dem Aufschäumen; -
6 eine Stirnseite des Verbundprofils nach dem Aufschäumen; -
7 eine perspektivische Ansicht eines modifizierten Verbundprofils vor dem Aufschäumen; -
8 eine Isolierleiste mit einem aufschäumbaren Streifen für das Verbundprofil der7 ; -
9 und10 zwei Ansichten eines modifizierten Isoliersteges mit einem aufschäumbaren Material; -
11 und12 zwei Ansichten eines weiteren erfindungsgemäßen Verbundprofils bei der Montage, und -
13 und14 zwei Ansichten eines Verbundprofils gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
-
1 a perspective view of a composite profile according to the invention; -
2 a view of the composite profile of the1 before foaming; -
3 an exploded view of an insulating profile with a foamable strip; -
4th an exploded view of the composite profile of2 before assembly; -
5 a view of the composite profile before foaming; -
6th an end face of the composite profile after foaming; -
7th a perspective view of a modified composite profile before foaming; -
8th an insulating strip with a foamable strip for the composite profile of the7th ; -
9 and10 two views of a modified insulating web with a foamable material; -
11th and12th two views of a further composite profile according to the invention during assembly, and -
13th and14th two views of a composite profile according to a further embodiment.
Ein Verbundprofil
In der Hohlkammer
Die Schaumkörper
In
In
Nach Herstellung von zwei Isolierprofilen
Die Isolierprofile
In einem nächsten Schritt wird ein vorgefertigtes Verbundprofil gemäß
Die Abdeckung
Das über die Abdeckungen
In
In den
In den
In
Zur Fixierung des unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Materials 8 als T-Profils sind an dem Isoliersteg
Das unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Material
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- VerbundprofilComposite profile
- 22
- MetallprofilMetal profile
- 33
- MetallprofilMetal profile
- 44th
- IsolierprofilInsulating profile
- 55
- HohlkammerHollow chamber
- 66th
- SchaumkörperFoam body
- 77th
- Materialmaterial
- 1010
- Abdeckungcover
- 1111th
- Halterungbracket
- 1212th
- Schenkelleg
- 1313th
- Schraubescrew
- 1717th
- erster Stegfirst bridge
- 1818th
- zweiter Stegsecond bridge
- 1919th
- HaltestegHolding bridge
- 2020th
- NutGroove
- 3030th
- NutGroove
- 4040
- Randedge
- 4141
- Aufnahmeadmission
- 7070
- AussparungRecess
- 7171
- Blockblock
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- EP 2922900 B1 [0003, 0014]EP 2922900 B1 [0003, 0014]
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