DE19614758C2

DE19614758C2 - Vebundprofil mit einander zugewandten und miteinander verbundenen Hohlprofilen

Info

Publication number: DE19614758C2
Application number: DE19614758A
Authority: DE
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: RP Technik GmbH Profilsysteme
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: DE19614758A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil mit einander zugewandten Hohlprofilen, insbesondere aus Metall, gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Ein gattungsmäßiges Verbundprofil ist aus der DE-PS 33 24 210 bekannt. Es besteht aus zwei durch Metallstege miteinander verbundenen schweißbaren Metallprofilen mit einer dazwischen liegenden die Metallstege durchsetzenden feuer- und temperaturwiderstandsfähigen Isolierschicht, wobei die Metallstege beiderends an der der Isolierschicht zugekehrten Rohrwand festgeschweißt sind. Verfahrensmäßig wird das Verbundprofil in der Weise hergestellt, daß die Metallprofile in einem das Sollmaß übersteigenden Abstand voneinander gehalten werden, worauf die Metallstege, die eine der beim Schweißvorgang eintretenden Kürzung entsprechende Überlänge aufweisen im gegenseitigen Abstand und quer zu den Profilen zwischen diese eingeführt und anschließend durch Widerstandsschweißen mittels an den Außenwänden der Profile angesetzten Elektroden gleichzeitig und unter Verminderung der Länge auf den Sollabstand mit den Seitenwänden der beiden Profile fest verbunden werden. Da nicht alle zwischen den Profilen angeordnete Metallstege gleichzeitig festgeschweißt werden können, erfolgt das Verschweißen in der Weise, daß das vormontierte Verbundprofil schrittweise zwischen den Elektroden hindurch bewegt wird. Die Vormontage besteht zum einen darin, auf das untere Metallhohlprofil eine gelochte Isolierplatte aufzulegen und in die Löcher die überstehenden Metallstege einzuführen. Daraufhin wird auf diese Metallstege das zweite Metallhohlprofil aufgelegt und das Ganze schrittweise zwischen den Elektroden hindurchbewegt. Zwischen den Bewegungsschritten erfolgt ein gruppenweises Verschweißen der Stege mit den Profilen. Bei einer alternativen Vormontage wird ein die Metallstege haltendes Werkzeug zwischen die beiden auf Abstand gehaltenen Metallhohlprofile eingeführt, worauf Profile und Werkzeug schrittweise zwischen die Elektroden hindurchgeführt werden. Nach dem gruppenweise Verschweißen der Stege mit den Profilen und nach dem Entfernen des Werkzeuges wird der Zwischenraum mit Isoliermaterial ausgegossen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß bei der Herstellung mehrere Einzelschritte unter Berücksichtigung der Toleranzen der einzelnen Elemente insbesondere die Stauchwege beim Schweißen genau aufeinander abgestimmt werden müssen und der Investitionsaufwand für die dazu erforderlichen Maschinen und Anlagen beträchtlich ist.

Ein weiteres zum Stand der Technik zählendes Verbundprofil ist aus der DE 41 41 932 C1 bekannt. Bei diesem Verbundprofil sind die die beiden Metallhohlprofile miteinander verbindende schweißbare Bolzen zweiteilig ausgebildet. Die Teilungsfläche verläuft rechtwinklig zur Bolzenlängsachse und ist frei von Oberflächenschutz. Die Bolzenteile werden nach dem Aufsetzen der Isolierschicht miteinander im Bereich der Teilungsfläche verschweißt. Die beiden Bolzenteile können wahlweise mit der jeweiligen Wand des Hohlprofiles verschweißt, verschraubt oder vernietet sein. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, daß die beiden Bolzenteile genau fluchtend auf dem jeweiligen Hohlprofil befestigt werden müssen, damit die Teilungsflächen möglichst genau aufeinander liegen. Außerdem muß die Isolierung im Bereich der Teilungsfläche eine Aussparung aufweisen, damit die unvermeidbaren Fluchtungsfehler ausgeglichen werden können. Eine Korrektur der einmal angebrachten Bolzenteile ist nicht mehr möglich, auch wenn beim Anpassen ein unzulässiger Versatz zum gegenüberliegenden Bolzenteil festgestellt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbundprofil der gattungsmäßigen Art anzugeben, das in vereinfachter Weise und mit geringerem Investitionsaufwand herstellbar ist und einen größeren Widerstand gegen Scherbeanspruchung aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das andere Ende des jeweiligen Steges einen mit einem Gewindeauslauf versehenen Gewindeabschnitt aufweist, der über eine Schraubverbindung mit der der Isolierschicht zugekehrten Wandseite des jeweiligen Metallhohlprofiles verbunden ist, wobei ein am Ende des Gewindeauslaufes angeordneter Kragen einen Anschlag bildet. Abweichend von der Schweißtechnik nach dem Stand der Technik ist ein Ende des Steges über Schrauben mit dem jeweiligen Hohlprofil verbunden. Das Einschrauben kann über eine im Hohlprofil angebrachte Gewindebohrung oder mittels einer zuvor eingenieteten Blind- Einnietmutter erfolgen. Im Regelfall ist der Wandsteg des Hohlprofils dünn, so daß nur einige wenige Gewindegänge in der Gewindebohrung anbringbar sind. Um diese wenigen Gewindegänge voll in Anspruch nehmen zu können, wird weiterbildend vorgeschlagen, zwischen dem Kragen und der Innenseite des Wandsteges einen Abstandsring anzuordnen. Die Dicke dieses Abstandsringes ist so bemessen, daß er mindestens der axialen Erstreckung des Gewindeauslaufes entspricht. Der Abstandsring kann wahlweise ein separates Teil oder integral mit dem Kragen der Schraube verbunden sein. Bei der Variante der Anordnung einer Blind-Einnietmutter übernimmt die hutartige Krempe diese Funktion der Überdeckung des Gewindeauslaufes. Alternativ zu den zuvor erläuterten Verbindungstechniken wird auf der Wandseite eines Hohlprofiles eine Mutter aufgeschweißt, in die ein Ende des Steges einschraubbar ist. Das Anschweißen der Mutter wird erleichtert und verbessert, wenn die Mutter in bekannter Weise als L-Anschweißmutter ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Unterseite des L-förmigen Kragens der Anschweißmutter mit Schweißbuckeln versehen ist.

In allen zuvor erläuterten Fällen ist eine Seite des Steges definiert festgelegt, wobei die Gleichmäßigkeit der Abstände der eingeschraubten Stege über eine Hilfslehre überprüfbar ist. Diese Gleichmäßigkeit ist aber eine der wesentlichen Voraussetzungen dafür, daß die Verschweißung der zweiten Seite des Metallsteges ohne Probleme möglich ist. Die übertragbaren Belastungen insbesondere der Scherbelastungen des so gefertigten Verbundprofils liegen hoch und über den nach dem Stand der Technik gefertigten Verbundprofile. Der erforderliche Investitionsaufwand zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundprofile ist gering, da auf standardmäßige Maschinen und Einrichtungen einfacher Art zurückgegriffen werden kann. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die verbesserte Verbindungstechnik der Abstand der Stege vergrößert werden kann. Eine geringere Anzahl von Stegen bedeutet zum einen weniger Arbeitsaufwand für das Verbinden und zum anderen im Falle von Metallhohlprofilen und Metallstegen eine Verringerung der Wärmebrückenbildung zwischen den beiden durch die Isolierschicht getrennten Metallhohlprofile. Die Zeitdauer für das Widerstehen einer hohen Temperatur wie sie z. B. bei Bränden auftritt, kann dadurch vergrößert werden. Je nach Anforderung ist außer der üblichen Anordnung von zwei ein Verbundprofil bildenden Hohlprofilen die Anordnung von drei oder mehr Profilen möglich, wobei zwischen den Profilen jeweils eine Isolierschicht vorgesehen ist. Bei Wandelelementen, Türen oder Fenstern, bei denen die thermische Isolierung im Vergleich zur kraftmäßigen Belastung und Temperaturbeständigkeit im Vordergrund steht, wird für die stoffschlüssige Verbindung der einen Seite des Steges eine hochfeste Klebeverbindung vorgeschlagen. Im Prinzip können beide Enden des Steges geklebt werden, aber die Fixierung der Stege zu den Hohlprofilen ist schwierig und erfordert einen nicht unerheblichen apparativen Aufwand. Bei Verbundprofilen, die starken Belastungen und hohen Temperaturen z. B. bei Bränden widerstehen müssen, ist die Verwendung von Metallhohlprofilen eine unverzichtbare Voraussetzung, ebenso die Verwendung von Metallstegen. Das eine Ende des Metallsteges wird erfindungsgemäß geschraubt, während das andere Ende geschweißt wird. Ist die Belastung etwas geringer, kann statt der Schraubverbindung auch auf eine Preßverbindung zurückgegriffen werden. Vergleichbar wie ein Paßstift würde das eine Ende des Metallsteges in eine Paßbohrung eingeschlagen werden.

Der Vollständigkeit halber sollte noch erwähnt werden, daß das Schweißen des einen Ende des Steges nicht nur auf Metallhohlprofile beschränkt ist, da es auch schweißbare Kunststoffe gibt, mit denen die Verbindungstechnik ebenfalls realisierbar ist.

In der Zeichnung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele das erfindungsgemäße Verbundprofil näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 im Querschnitt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundprofils,

Fig. 2.1 im vergrößerten Beispiel das Detail A,

Fig. 2.2 eine Variante von Fig. 2.1,

Fig. 3 im Querschnitt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundprofils mit einer Blind-Einnietmutter,

Fig. 4 im vergrößerten Maßstab das Detail B,

Fig. 5 im Querschnitt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundprofils mit einer aufgeschweißten Mutter,

Fig. 6 im vergrößerten Maßstab das Detail E.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundprofils und Fig. 2.1 bzw. Fig. 2.2 in einem vergrößerten Maßstab das Detail A. Das Verbundprofil besteht aus zwei einander zugewandten Metallhohlprofilen 1, 2, einer dazwischen liegenden Isolierschicht 3, sowie die beiden Metallhohlprofile 1, 2 miteinander verbindende Metallstege 4. In der hier gezeigten ersten Ausführungsform weist beispielsweise das unten liegende Metallhohlprofil 1 über die Längserstreckung beabstandet Gewindebohrungen 5 auf. Dazu werden in dem der Isolierschicht 3 zugewandten Wandsteg 6 des Metallhohlprofils 1 Löcher gebohrt und in diese ein Gewinde eingeschnitten. In diese Gewindebohrungen 5 ist der mit einem Gewindeabschnitt 7 versehene Metallsteg 4 einschraubbar. Zur Festlegung eines definierten Anschlages weist der Metallsteg 4 einen Kragen 9 auf, der gemäß der Ausführung in Fig. 2.1 auf der der Isolierschicht 3 zugewandten Seite 10 des Wandsteges 6 zur Anlage kommt. Eine andere Möglichkeit zur Bildung eines Anschlages ist die Anordnung eines Sprengringes in einer Ringnut des Metallsteges. Nach dem Einschrauben der Metallstege 4 wird die zuvor gelochte Isolierschicht 3 auf die Metallstege 4 aufgesetzt. Die Dicke der Isolierschicht 3 ist dabei so bemessen, daß die Metallstege 4 über die Isolierschicht 3 hinausragen. Diese darüber hinausragende Länge des jeweiligen Metallsteges 4 entspricht dem vorher berechneten Stauchweg beim Schweißen. Die Anordnung der voneinander beabstandeten Metallstege 4 über die Längserstreckung ist im Prinzip beliebig. Aus Stabilitätsgründen wird aber der Zick- Zack-Anordnung der Vorzug gegeben. Die Isolierschicht kann in Längsrichtung auch geteilt sein, so daß die Anbringung der Isolierschicht auch nach dem Schweißen erfolgen kann. Die Trennfuge folgt dabei dem Verlauf der Mittelachsen der Metallstege und weist entsprechende halbschalenartige Ausnehmungen auf. Nach der Anordnung der Isolierschicht 3 wird das in der Fig. 1 oben liegende Metallhohlprofil 2 auf die über die Isolierschicht 3 hinausragenden Metallstege 4 aufgesetzt und dann beispielsweise über eine Widerstandsschweißung mit den Metallstegen 4 verbunden. Dabei entspricht die über der Isolierschicht hinausragende Länge des Metallsteges 4 dem Stauchweg beim Widerstandsschweißen. Der sich bildende Schweißbereich 14 ist hier symbolhaft gekennzeichnet. Der Vorteil gegenüber dem bekannten Stand der Technik ist darin zu sehen, daß durch das Einschrauben der Metallstege 4 eine über das jeweilige Metallhohlprofil hinausragende Länge des Metallsteges 4 exakt vorgegeben ist und nur ein definierter Stauchweg an einem Ende des Metallsteges 4 beim Widerstandsschweißen einzukalkulieren ist. Je nach Fertigungstechnologie kann es von Vorteil sein die Metallstege 4 zuerst nur auf einem der beiden Metallhohlprofile 1, 2 zu befestigen. Es gibt aber auch die Möglichkeit, die Metallstege 4 wechselweise, d. h. eine Reihe von Metallstegen 4 auf dem einen Metallhohlprofil 1 und die andere Reihe auf dem zweiten Metallhohlprofil 2 zu befestigen und anschließend oben und unten das jeweilige freie Ende des Metallsteges 4 mit dem jeweiligen Metallhohlprofil 1, 2 zu verschweißen.

Zum Schneiden des Gewindeabschnittes 7 wird ein Gewindeauslauf 8 benötigt. Bei entsprechend großer Dicke des Wandsteges 6 kann man den Metallsteg 4, wie in Fig. 2.1 dargestellt, direkt einschrauben, da in einem solchen Fall die Gewindebohrung 5 ausreichend Gewindegänge aufweist. Die Gewindebohrung 5 muß aber zur Aufnahme des Gewindeauslaufes 8 ein entsprechend geformtes Versenk aufweisen. Bei im Regelfall dünnwandigen Wandstegen 6 wird man zur Ausführung gemäß Fig. 2.2 greifen. Bei dieser Variante ist zwischen dem Kragen 9 und der Innenwand 10 des Wandsteges 6 ein Abstandsring 15 angeordnet. Dessen Dicke ist so bemessen, daß sie mindestens der axialen Erstreckung des Gewindeauslaufes 8 entspricht. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die wenigen Gewindegänge der Gewindebohrung 5 voll in Anspruch genommen werden können.

Fig. 3 und 4 zeigen in der gleichen Weise wie Fig. 1 und 2 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundprofils. Alternativ zur Gewindebohrung 5 (Fig. 2.1 bzw. 2.2) wird eine Blind-Einnietmutter 11 angeordnet. Da die Verfahrensweise der Befestigung einer Blind-Einnietmutter bekannt ist, genügt es, nur das Wesentliche wiederzugeben. In dem der Isolierschicht 3 zugewandten Wandsteg 6 wird ein Loch gebohrt und die Blind-Einnietmutter 11 hindurchgesteckt. Mittels eines speziellen Gerätes wird durch Zurückziehen der klemmende Wulst 12 angeformt. Gleichzeitig wird bei dieser Aktion die hutartige Krempe 13 niedergedrückt. In die so befestigte Blind-Einnietmutter 11 kann der Metallsteg 4 mittels des Gewindeabschnittes 7 eingeschraubt werden. Der Kragen 9 des Metallsteges 4 dient dabei als Anschlag. Bei einigen Ausführungsformen der an sich bekannten Blind- Einnietmutter ist der Durchmesser der hutartigen Krempe 13 sehr klein und nur etwas größer als der Durchmesser der zuvor angebrachten Bohrung zum Durchstecken der Blind-Einnietmutter. Bei einer solchen Ausführungsform wird statt dessen unterhalb des Kragens 9 des Metallsteges 4 eine Unterlegscheibe (hier nicht dargestellt) angeordnet. Im Unterschied zu Fig. 1 ist in Fig. 3 und Fig. 5 nicht das fertige Verbundprofil dargestellt, sondern der vormontierte Zustand nach dem Aufstecken der Isolierschicht. Danach würde das Verschweißen mit dem hier jeweils oben liegenden Metallhohlprofil 2 erfolgen. Die Überdeckung des Gewindeauslaufes 8 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch die hutartige Krempe 13.

In den Fig. 5 und 6 ist eine dritte Ausführungsform dargestellt. Statt einer Blind- Einnietmutter gemäß der Darstellung in Fig. 3, 4 wird bei dieser Ausführungsform eine speziell ausgebildete Mutter 19 befestigt. Vorzugsweise ist diese Mutter 19 als L- Anschweißmutter ausgebildet. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß sie an einem Ende einen L-förmigen Kragen 20 aufweist, der auf der Unterseite mit Schweißbuckeln 18 versehen ist. Die Oberdeckung des Gewindeauslaufes 8 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch den L-förmigen Kragen 20. Dies hat zur Folge, daß in den Wandsteg 6 zuvor ein Loch gebohrt werden muß, um die Anschweißmutter 19 hindurchstecken zu können. Anschließend wird mittels der Schweißbuckel 18 die Mutter 19 auf der Wandfläche 10 des Steges 6 festgeschweißt. Danach kann der Metallsteg 4 mittels seines Gewindeabschnittes 7 in die Mutter 19 eingeschraubt werden. Das Festschweißen des anderen Endes des Metallsteges erfolgt in der zuvor schon ausführlich erläuterten Art und Weise.

Claims

1. Verbundprofil mit einander zugewandten Hohlprofilen, insbesondere aus Metall, die durch Stege miteinander verbunden sind, sowie mit einer zwischenliegenden die Stege durchsetzenden feuer- und/oder temperaturwiderstandsfähigen Isolierschicht für Rahmen von Wandelementen, Türen und Fenstern, wobei ein Ende des jeweiligen Steges stoffschlüssig mit der der Isolierschicht zugekehrten Wandseite des jeweiligen Hohlprofiles verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des jeweiligen Steges (4) einen mit einem Gewindeauslauf (8) versehenen Gewindeabschnitt (7) aufweist, der über eine Schraubverbindung mit der der Isolierschicht (3) zugekehrten Wandseite des jeweiligen Metallhohlprofiles (1, 2) verbunden ist, wobei ein am Ende des Gewindeauslaufes (8) angeordneter Kragen (9) einen Anschlag bildet.

2. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stoffschlüssige Verbindung des einen Endes des jeweiligen Steges (4) eine hochfeste Klebeverbindung ist.

3. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stoffschlüssige Verbindung des einen Endes des jeweiligen Steges (4) eine Schweißverbindung (14) ist.

4. Verbundprofil nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der der Isolierschicht (3) zugekehrte Wandsteg (6) eines Hohlprofils (1, 2) über die Längserstreckung beabstandet Gewindebohrungen (5) aufweist.

5. Verbundprofil nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der der Isolierschicht (3) zugekehrte Wandsteg (6) eines Hohlprofiles (1,2) über die Längserstreckung beabstandet mit Blind-Einnietmuttern (11) versehen ist.

6. Verbundprofil nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kragen (9) und der Innenseite (10) des Wandsteges (6) eines Hohlprofils (1, 2) ein Abstandsring (15) angeordnet ist, dessen Dicke mindestens der axialen Erstreckung des Gewindeauslaufs (8) entspricht.

7. Verbundprofil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandsring (15) integraler Bestandteil des Kragens (9) ist.

8. Verbundprofil nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der der Isolierschicht (3) zugekehrte Wandsteg (6) eines Hohlprofiles (1, 2) über die Längserstreckung beabstandet mit einer aufgeschweißten Mutter (19) versehen ist.

9. Verbundprofil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter als L-Anschweißmutter (19) ausgebildet ist.

10. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen durch einen in einer Ringnut des Steges (4) anordenbaren Sprengring gebildet wird.