DE10300864A1 - Heat barrier for window casement is filled with insulating foam in a portion of the compartment only - Google Patents

Heat barrier for window casement is filled with insulating foam in a portion of the compartment only Download PDF

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Abstract

A thermal break compartment (6,7) having filleted side walls (4,5) separating a pair (2,3) of profiled moldings (preferably aluminum, with polished metal facings) provides horizontally disposed filled and unfilled layers in this design for insulated window or door casements. The continuous introduction of the filling into the housing during assembly is described.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines wärmegedämmten Isolier-Verbundprofils für Fenster, Türen, Fassaden oder dergleichen, das aus zwei oder mehr, vorzugsweise aus Metall bestehenden, durch Isolierleisten verbundenen Profilschienen zusammengesetzt ist, bei dem zwischen zwei jeweils benachbarten Profilschienen in von den Isolierleisten und den Profilschienen begrenzte Isolierkammern ein Isolierstoff, z.B. eine Schaummasse, eingebracht wird sowie auf ein danach hergestelltes Verbundprofil.The invention relates to a Process for producing a thermally insulated composite insulation profile for windows, doors, Facades or the like, made up of two or more, preferably Profile rails made of metal and connected by insulating strips is composed, in which between two respectively adjacent Profile rails in from the insulating strips and the profile rails limited isolation chambers an insulating material, e.g. a foam mass, is introduced and on a composite profile produced afterwards.

Ein Herstellungsverfahren dieser Art ist aus der DE 28 31 987 C2 bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Isolierkammer vollständig mit einer Isolierstoft-Schaummasse ausgefüllt, die durch eine Spritzdüse in die Isolierkammer eingedrückt wird und vor ihrem Erstarren expandiert. Dabei soll die Schaummasse auch in Toleranzspalte eindringen, die sich zwischen den Isolierleisten und den Innenwänden der die Isolierleisten aufnehmenden Nuten der Profilschienen ausbilden. Durch das vollständige Ausfüllen der Isolierkammer wird die Wärmeleitung zwischen der äußeren und inneren Aluminiumschale reduziert. Eine gleichzeitige Nutzung der Vorteile einer Reduktion der Wärmestrahlung ist bei dieser Konstruktion nicht gegeben. Bekanntlich ist eine Reduktion einer Wärmestrahlung unabhängig vom Abstand der beiden Profilschienen und lediglich abhängig von der jeweiligen Oberflächenbeschaftenheit der sich gegenüberliegenden metallenen Flächen der inneren und äußeren Profilschiene. Je geringer die Emissivität, desto geringer die Abstrahlung. Dem gegenüber ist die Wärmeleitung im Isolationsbereich jeweils abhängig einerseits von dem verwendeten Isoliermaterial und andererseits von dem Abstand zwischen den beiden metallenen Profilschienen. Vergleichsuntersuchungen haben gezeigt, dass die Ausnutzung einer reduzierten Wärmestrahlung und einer reduzierten Wärmeleitung bei solchen Isolier-Verbundprofilen hinsichtlich der Wärmedämmung zu optimalen Ergebnissen führen würde.A manufacturing process of this type is known from the DE 28 31 987 C2 known. In this method, the insulating chamber is completely filled with an insulating foam material which is pressed into the insulating chamber by a spray nozzle and expands before it solidifies. The foam mass should also penetrate into tolerance gaps that form between the insulating strips and the inner walls of the grooves of the profiled rails receiving the insulating strips. By completely filling the insulation chamber, the heat conduction between the outer and inner aluminum shell is reduced. This construction does not allow simultaneous use of the advantages of reducing thermal radiation. As is known, a reduction in thermal radiation is independent of the distance between the two profile rails and only dependent on the respective surface properties of the opposing metal surfaces of the inner and outer profile rails. The lower the emissivity, the lower the radiation. In contrast, the heat conduction in the insulation area depends on the one hand on the insulating material used and on the other hand on the distance between the two metal profile rails. Comparative investigations have shown that the use of reduced thermal radiation and thermal conduction in such insulating composite profiles would lead to optimal results in terms of thermal insulation.

Bei einem anderen aus der Schüco-System-Planungsmappe für Uf-Werte nach E DIN EN ISO 10077-2:1999-02 bekannten Herstellungsverfahren für Isolier-Verbundprofile wurde bereits versucht, die Vorteile einer reduzierten Wärmestrahlung und einer reduzierten Wärmeleitung miteinander zu kombinieren. Bei diesem Verfahren wird die Isolierkammer teilweise mit Isoliermaterial gefüllt, und ist parallel zur Wärmestromrichtung in zwei Bereiche unterteilt, d.h. die mit Isoliermaterial ausgefüllte Teilkammer führt zu einer reduzierten Wärmeleitung, während die von Isoliermaterial freigehaltene Teilkammer zu einer reduzierten Wärmestrahlung beiträgt. Nachteilig bei dieser Ausführungsart ist, dass die reduzierte Wärmestrahlung nicht optimal genutzt werden kann, weil sich die gegenüberliegenden Metallflächen der Aluminium-Profilschienen unmittelbar gegenüberliegen und dadurch zwischen diesen Metallflächen die Strahlungsenergie ohne Reduzierungseffekt ungehindert wirksam werden kann.Another manufacturing process for composite insulation profiles known from the Schüco system planning folder for U f values according to E DIN EN ISO 10077-2: 1999-02 has already attempted to combine the advantages of reduced heat radiation and reduced heat conduction with one another. In this method, the insulating chamber is partially filled with insulating material and is divided into two areas parallel to the direction of heat flow, ie the partial chamber filled with insulating material leads to reduced heat conduction, while the partial chamber kept free from insulating material contributes to reduced heat radiation. A disadvantage of this embodiment is that the reduced heat radiation cannot be used optimally because the opposite metal surfaces of the aluminum profile rails are directly opposite one another and the radiation energy between these metal surfaces can thus act without hindrance without a reduction effect.

Bei einer anderen Ausführungsart eines Isolier-Verbundprofils ( EP 0833 032 A2 ) ist die Isolierkammer nicht mit einem Isolierschaum ausgefüllt, sondern von den seitlichen Isolierstegen ragen in den Innenraum der Isolierkammer Isolierstofffahnen hinein, die die Wärmestrahlung und die Konvektion innerhalb einer Isolierkammer reduzieren. Bei diesem System werden zwar eine reduzierte Wärmestrahlung und Konvektion gemeinsam genutzt, um eine gute Isolierwirkung des Verbundprofils zu erzielen, jedoch wird die Wärmestrahlung zwischen den metallenen Innenflächen der Aluminium-Halbschalen nur unvollständig reduziert, so dass die Isolierwirkung des Verbundprofils insgesamt verbesserbar ist.In another embodiment of an insulating composite profile ( EP 0833 032 A2 ) the insulation chamber is not filled with an insulation foam, but from the side insulation webs protrude into the interior of the insulation chamber, which reduce heat radiation and convection within an insulation chamber. In this system, reduced heat radiation and convection are used together in order to achieve a good insulating effect of the composite profile, but the thermal radiation between the metal inner surfaces of the aluminum half-shells is only incompletely reduced, so that the insulating effect of the composite profile can be improved overall.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorteile einer reduzierten Wärmeleitung, reduzierten Wärmestrahlung und reduzierten Konvektion optimal aufeinander abzustimmen und insbesondere zu vermeiden, dass die Wärmestrahlung ungehindert zwischen den metallenen Flächen der zu verbindenden Innen- und Außenschalen eines Isolierprofils wirksam werden kann.The object of the invention is that Advantages of reduced heat conduction, reduced heat radiation and reduced convection optimally and especially to avoid heat radiation unhindered between the metal surfaces of the interior to be connected and outer shells an insulating profile can take effect.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass die Isolierkammer durch dosiertes Einbringen der Isolierstofffüllung senkrecht zur Wärmestromrichtung in zwei Teilkammern unterteilt wird, von denen die eine Teilkammer mit Isolierstoff gefüllt und die andere Teilkammer von Isolierstoff freigehalten wird. Dadurch, dass die Isolierzone senkrecht zur Wärmestromrichtung in zwei Teilkammern unterteilt ist, wird einerseits eine reduzierte Wärmeleitung in dem Bereich der mit Isolierstoff gefüllten Teilkammer erreicht, zum anderen aber auch eine reduzierte Wärmestrahlung in der anderen Teilkammer, da der Energietransport für die Strahlung nicht wie bei den bekannten Ausführungsarten ungehindert von einer Metallfläche zur anderen Metallfläche wirken kann, sondern bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wirkt die Strahlung ausgehend von dem Isolierstoff nur auf eine der Metallflächen der Profilschiene des Verbundprofils. Durch den Vorschlag nach der Erfindung kann außerdem eine reduzierte Konvektion nutzbar gemacht werden, weil die für die Konvektion wirksame Isolierkammer verkleinert ist. Messungen haben gezeigt, dass durch den Erfindungsvorschlag eine wesentliche Verbesserung der Wärmedämmung gegenüber dem Stand der Technik erzielt werden konnte.This is according to the invention achieved that the isolation chamber by dosed introduction of the Isolierstofffüllung perpendicular to the heat flow direction is divided into two sub-chambers, one of which is a sub-chamber filled with insulating material and the other sub-chamber is kept free of insulating material. Thereby, that the insulation zone perpendicular to the heat flow direction in two subchambers is divided, on the one hand, reduced heat conduction reached in the area of the partial chamber filled with insulating material, on the other hand also a reduced heat radiation in the other Partial chamber, since the energy transport for the radiation is not as with the known designs unhindered by a metal surface to the other metal surface can act, but in the method according to the invention, the radiation acts starting from the insulating material only on one of the metal surfaces of the Profile rail of the composite profile. The proposal according to the invention can Moreover a reduced convection can be used because of that for convection effective isolation chamber is reduced. Measurements have shown that the invention proposal is a significant improvement thermal insulation compared to State of the art could be achieved.

Vorzugsweise wird zur Öffnung der Isolierkammer (n) während des Füllprozesses die obere die Isolierkammer begrenzende Profilschiene zur unteren Profilschiene, oder umgekehrt, relativ bewegt. Als Isolierstoff wird zweckmäßig eine gießfähige Schaummasse aus Kunststoff verwendet. Optimale Ergebnisse hinsichtlich der Wärmedämm- und Festigkeitseigenschaften eines so gebildeten Isolier-Verbundprofils sind abhängig von der Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Isolierstoffs und können erzielt werden, wenn die Isolierkammer jeweils nur etwa zur Hälfte mit Isolierstoff gefüllt und die andere Teilkammer frei gehalten wird. Weitere Verbesserungen der Wärmedämmergebnisse wurden erzielt, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die von Isolierstoff freibleibende Fläche der Profilschiene jeder Isolierkammer metallblank gehalten wird. Selbstverständlich können aber die von Isolierstoff freibleibenden Flächen der Profilschiene jeder Isolierkammer chromatiert oder eloxiert werden, allerdings mit nicht so geringen Abstrahlungswerten wie bei einer metallblanken Oberfläche.Preferably, to open the insulating chamber (s) during the filling process, the upper profile rail delimiting the insulating chamber is moved relatively to the lower profile rail, or vice versa. A pourable plastic foam is expediently used as the insulating material. Optimal results with regard to the thermal insulation and strength properties of an insulating composite profile formed in this way depend on the thermal conductivity of the insulating material used and can be achieved if the insulating chamber is only about half filled with insulating material and the other sub-chamber is kept free. Further improvements in the thermal insulation results were achieved if, according to a further feature of the invention, the surface of the profile rail of each insulating chamber that is free of insulating material is kept bare. Of course, the surfaces of the profile rail of each insulating chamber that are free of insulating material can be chromated or anodized, but with not as low radiation values as with a bare metal surface.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert: Es zeigen:The invention is explained in more detail with the aid of the drawing: demonstrate:

1: die geöffnete Isolierkammer bei auseinander gefahrenen Profilschienen während des Einbringens der Schaummasse und gleichzeitiger Bewegung der unteren Profilschiene und 1 : the opened isolation chamber when the profile rails are moved apart while the foam mass is being introduced and the lower profile rail and

2: das fertige Verbundprofil in einer Teilperspektive und einer Teil-Abschnittslänge. 2 : the finished composite profile in a partial perspective and a partial section length.

Das fertige Isolier-Verbundprofil ist in der Figur als Ganzes mit 1 bezeichnet. Es besteht aus zwei aus Metall bestehenden Profilschienen, vorzugsweise Aluminiumprofilschienen 2, 3, die auf der Länge in bekannter Weise durch Isolierleisten 4, 5 miteinander verbunden werden. Zwischen den beiden Profilschienen 2, 3 und den Isolierleisten 4, 5 befindet sich eine Isolierkammer, die in zwei Teilkammern 6, 7 unterteilt ist. Die Teilkammer 6 ist mit einem Isolierstoff, vorzugsweise einer Schaummasse, ausgefüllt, während die Teilkammer 7 von Isolierstoff frei bleibt und lediglich mit Luft gefüllt ist. Aus 1 ist ersichtlich, dass zur Öffnung der Isolierkammer 6, 7 während des Füllprozesses die obere Profilschiene 2 zur unteren Profilschiene 3 relativ in Längsrichtung verfahren wird, d.h. die obere Profilschiene 2 steht still, während die untere Profilschiene 3 in Pfeilrichtung 8 bewegt wird und gleichzeitig über eine Austragdüse 9 der Isolierstoff in die Rinne eingegossen wird. Bei dem gezeigten Beispiel wird als Isolierstoff eine gießfähige Schaummasse aus Kunststoff verwendet. Isolierstoffmassen unterschiedlichster Arten sind aus der Praxis bekannt. Die expandierende Schaummasse darf nur in einer solchen Höhe eingefüllt werden, dass sie nicht die gesamte Isolierkammer ausfüllt, sondern nur einen Teilbereich, wie in 2 durch die Bezugsziffer 6 angedeutet. Der Ausfüllungsgrad kann zwischen einem Drittel bis drei Viertel der Höhe der Isolierkammer gewählt werden.The finished insulating composite profile is included in the figure as a whole 1 designated. It consists of two metal rails, preferably aluminum rails 2 . 3 on the length in a known manner by insulating strips 4 . 5 be connected to each other. Between the two rails 2 . 3 and the insulating strips 4 . 5 there is an isolation chamber that is in two subchambers 6 . 7 is divided. The sub-chamber 6 is filled with an insulating material, preferably a foam mass, while the sub-chamber 7 remains free of insulating material and is only filled with air. Out 1 it can be seen that to open the isolation chamber 6 . 7 the upper profile rail during the filling process 2 to the lower profile rail 3 is moved relatively in the longitudinal direction, ie the upper profile rail 2 stands still while the lower rail 3 in the direction of the arrow 8th is moved and at the same time via a discharge nozzle 9 the insulating material is poured into the channel. In the example shown, a pourable plastic foam compound is used as the insulating material. Various types of insulating material are known from practice. The expanding foam mass may only be filled in at such a height that it does not fill the entire insulation chamber, but only a part of it, as in 2 by the reference number 6 indicated. The degree of filling can be chosen between one third and three quarters of the height of the isolation chamber.

Die einander zugewandten Innenseiten 10, 11 der Profilleisten 2, 3 sind bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel metallblank gehalten. Sie können jedoch auch chromatiert oder eloxiert werden, je nach Materialbeschaffenheit der Profilschienen. Bei stranggepreßten Aluminiumprofilschienen wird die geringste Abstrahlung erzielt, wenn diese Flächen metallblank sind.The inner sides facing each other 10 . 11 the profile strips 2 . 3 are kept bare metal in the embodiment of the invention. However, they can also be chromated or anodized, depending on the material properties of the profile rails. With extruded aluminum profile rails, the lowest radiation is achieved if these surfaces are bare metal.

Anhand der 2 wird deutlich, dass der Wärmestrom von der unteren Aluminium-Profilschiene 3 entsprechend den strichpunktierten Pfeilen 12 unter Überwindung der mit Isoliermaterial gefüllten Teilkammer 6 und der mit Luft gefüllten Teilkammer 7 zur oberen Profilschiene 2 gerichtet ist. Dabei wird die Wärmeleitung in der Teilkammer 6 auf der ersten Wegstrecke des Wärmestroms durch den Isolierstoff reduziert, während der verbleibende Wärmestrom in abgeschwächter Form von der Oberfläche 13 des Isolierstoffes auf die metallblanke Fläche 10 der inneren Profilschiene 2 trifft. Wie ersichtlich wird vermieden, dass die Strahlungsenergie direkt von einer Metallfläche 11 zur gegenüberliegenden Metallfläche 10 gelangen kann, sondern durch die Unterteilung der Isolierkammer 6, 7 mit Isoliermaterial senkrecht zur Wärmestromrichtung wird die Intensität der Wärmestrahlung stark reduziert und wegen der relativ klein gehaltenen Teilkammer 7 wird auch die Konvektion klein gehalten.Based on 2 it becomes clear that the heat flow from the lower aluminum profile rail 3 according to the dash-dotted arrows 12 overcoming the partial chamber filled with insulating material 6 and the partial chamber filled with air 7 to the upper profile rail 2 is directed. Thereby the heat conduction in the sub-chamber 6 reduced on the first path of heat flow through the insulating material, while the remaining heat flow in a weakened form from the surface 13 of the insulating material on the bare metal surface 10 the inner profile rail 2 meets. As can be seen, the radiation energy is avoided directly from a metal surface 11 to the opposite metal surface 10 can reach, but by dividing the isolation chamber 6 . 7 with insulating material perpendicular to the heat flow direction, the intensity of the heat radiation is greatly reduced and because of the relatively small part chamber 7 the convection is also kept small.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Verbundprofil gezeigt, mit einer in zwei Teilkammern 6, 7 unterteilten Isolierkammer. Dies resultiert daraus, dass zwei Profilschienen miteinander durch die Isolierleisten 4, 5 verbunden werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, innerhalb einer Verbundprofilkonstruktion mehrere Isolierkammern und mehrere Profilschienen zu verarbeiten. Die durch die Erfindung erreichten Wirkungen werden in verstärktem Ausmaß auch bei solchen Ausführungsarten erzielt.In the exemplary embodiment shown, a composite profile is shown, with one in two subchambers 6 . 7 partitioned isolation chamber. This results from the fact that two profile rails are connected to each other through the insulating strips 4 . 5 get connected. Of course, it is also possible to process several insulating chambers and several profile rails within a composite profile construction. The effects achieved by the invention are achieved to an increased extent even in such embodiments.

Claims (8)

Verfahren zum Herstellen eines wärmegedämmten Isolier-Verbundprofils für Fenster, Türen, Fassaden oder dergleichen, das im Querschnitt aus zwei oder mehr, vorzugsweise aus Metall bestehenden, durch Isolierleisten miteinander verbundenen Profilschienen zusammengesetzt ist, bei dem zwischen jeweils zwei benachbarten Profilschienen in von den Isolierleisten und den Profilschienen begrenzte Isolierkammern ein Isolierstoff, z.B. eine Schaummasse eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierkammer durch dosiertes Einbringen der Isolierstofffüllung senkrecht zur Wärmestromrichtung (8) in zwei Teilkammern (6, 7) unterteilt wird, von denen die eine Teilkammer (6) mit Isolierstoff gefüllt und die andere Teilkammer (7) von Isolierstoff freigehalten wird.Method for producing a thermally insulated composite insulating profile for windows, doors, facades or the like, which is composed in cross section of two or more, preferably made of metal, interconnected by insulating strips profile rails, in which between each two adjacent profile rails in from the insulating strips and an insulating material, for example a foam mass, is introduced into the insulating rails which are delimited by the profile rails, 8th ) in two subchambers ( 6 . 7 ) is divided, of which a sub-chamber ( 6 ) filled with insulating material and the other sub-chamber ( 7 ) is kept free of insulating material. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Öffnung der Isolierkammer (n) während des Füllprozesses die obere die Isolierkammer begrenzende Profilschiene (2) zur unteren Profilschiene (3), oder umgekehrt, relativ bewegt wird.A method according to claim 1, characterized in that to open the insulating chamber (s) during the filling process, the upper profile rail delimiting the insulating chamber ( 2 ) to the lower profile rail ( 3 ), or vice versa, is moved relatively. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierstoff eine gießfähige Schaummasse aus Kunststoff verwendet wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that that a pourable foam mass as the insulating material plastic is used. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierkammer jeweils zwischen 1/3 bis ¾ vorzugsweise etwa zur Hälfte mit Isolierstoff gefüllt wird und die andere Teilkammerhälfte (7) freigehalten wird.Method according to one or more of the An claims 1 to 3, characterized in that the isolation between each preferably 1/3 to ¾ is about half filled with insulating material and the other sub-chamber half ( 7 ) is kept free. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von Isolierstoff freibleibende Fläche (10) der Profilschiene (2) jeder Isolierkammer metallblank gehalten wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the surface free of insulating material ( 10 ) the profile rail ( 2 ) each isolation chamber is kept bare metal. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von Isolierstoff freibleibende Fläche (10) der Profilschiene (2) jeder Isolierkammer chromatiert wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the surface free of insulating material ( 10 ) the profile rail ( 2 ) each isolation chamber is chromated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von Isolierstoff freibleibende Fläche (10) der Profilschiene (2) jeder Isolierkammer eloxiert wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the surface free of insulating material ( 10 ) the profile rail ( 2 ) each isolation chamber is anodized. Wärmegedämmtes Verbundprofil, bestehend aus zwei oder mehr, vorzugsweise aus Metall bestehenden, durch Isolierleisten miteinander verbundenen Profilschienen mit einer zwischen den Isolierleisten und den Profilschienen begrentzten Isolierkammer, dadurch gegenzeichnet, dass die Isolierkammer senkrecht zur Wärmestromrichtung (8) in zwei Teilkammern (6, 7) unterteilt ist, von denen die eine Teilkammer (6) mit Isolierstoff gefüllt und die andere Teilkammer (7) von Isolierstoff freigehalten ist.Thermally insulated composite profile, consisting of two or more, preferably made of metal, interconnected by insulating strips with an insulating chamber limited between the insulating strips and the profiled rails, countersigned in that the insulating chamber perpendicular to the heat flow direction ( 8th ) in two subchambers ( 6 . 7 ) is divided, of which a sub-chamber ( 6 ) filled with insulating material and the other sub-chamber ( 7 ) is kept free of insulating material.
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