DE19731163A1

DE19731163A1 - Mehrschichthohlkammerprofil

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Publication number: DE19731163A1
Application number: DE1997131163
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-21
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 1999-01-28

Description

Kunststoffprofile werden seit den 60-ger Jahren im Baubereich, insbesondere als Kunststoffensterprofile eingesetzt. Seit dieser Zeit haben diese sich verstärkt durchgesetzt, so daß heute der Marktanteil oberhalb des Holzfensterrahmens liegt.

Die Vorteile von Kunststoffhohlkammerprofilen als Kunststoffensterrahmen- oder Flügel profile liegen auf der Hand. Sie sind im wesentlichen

- wartungsfrei, da sie weder gestrichen noch lackiert noch sonstwie behandelt werden müssen;
- sie sind industriemäßig einfach zu fertigen, es kann annähernd jedes Design erzeugt wer den;
- Kunststoffenster haben eine schlechte Wärmeleitung und dementsprechend einen guten Wärmeisolierwert.

Dem letzten Punkt ist in den letzten Jahren besondere Beachtung zu Teil geworden, teilwei se wurde von einer Olympiade für den Wärmeschutz im Hausbau gesprochen. Bei Kunststoffensterprofilen wurde der Wärmedurchdurchgangswert k primär dadurch verbessert, daß nach dem ursprünglichen Einkammersystem ein Zweikammersystem für Hohlprofile eingeführt wurde. Das bedeutet, daß im Hohlkammerprofil eine Trennwand die bisherige eine Isolierkammer in zwei Kammern aufgeteilt hat. Dabei wird die Trennwand/der Trenn steg quer zum Wärmedurchgang im Profil angebracht. Hierdurch konnte ein Wärmedurch gangskoeffizient von kleiner 2 erreicht werden.

Der nächste Entwicklungsschritt war das sogenanntes Dreikammersystem, bei dem in Richtung des Wärmedurchgangs drei Hohlkammern angeordnet sind. Der Wärmedurch gangswert erreichte Werte in der Größenordnung von 1,5 W/m².K.

Neuste Entwicklungen haben dazu geführt, daß ein sogenanntes Vierkammerprofil am Markt eingeführt wurde. Es wird ein Wärmedurchgangswert unterhalb von 1 angestrebt.

Die Entwicklung basiert primär auf die gute Isoliereigenschaft von Luft. Jede zusätzliche Luftkammer verbessert die Gesamtisolierung. Für den Wärmedurchgang ist jede zusätzliche Luftkammer eine Wärmebremse.

Grundsätzlich ist bei allen Fensterprofilsystemen aus Kunststoff der gemeinsame Nachteil zu finden, daß diese ab einer bestimmten Größe mit Stahlprofilen (seltener Minimum) ver stärkt/versteift werden müssen. Die Stahlprofile werden zur Erhöhung des Widerstand momentes in die Hohlkammern eingeführt. Um eine gute versteifende Wirkung zu erreichen, sollen die Stahlprofile eine möglichst große Bauhöhe haben sowie guten Kontakt mit der Profilwand. Aus Gründen der einfacheren Montage, aber auch aus Gründen der Wärmeiso lierung sind an der Kunststoffwandung der Hohlkammer kleine "Distanzhalter" anextrudiert, an denen die Wandung des Stahls anliegen sollte. Sie verringern zwar den direkten Wärme übergang zwischen Stahl und Kunststoff können jedoch nicht den negativen wärmetechni schen Einfluß durch die gute Wärmeleitfähigkeit von Stahl verhindern.

Alternativen zur Stahlverstärkung sind Systeme, bei denen bei der Extrusion Verstärkungen aus Glasfasern oder ähnlichem mit z. B. Harz in Hohlkammern eingegossen werden. Diese Systeme haben sich jedoch aus Kostengründen nur für ganz bestimmte Anwendungen (Wintergartenbau) durchgesetzt.

Eine weitere wärmetechnische Verbesserung von Kunststoffensterprofilen durch weitere Luftkammern scheint in Zukunft unwahrscheinlich, da damit zu wenig Spielraum verbleibt, um ein Verstärkungsprofil zur Erreichung einer notwendigen Statik zu integrieren. Heutige Mehrkammerfensterprofile bewegen sich teilweise schon im Grenzbereich der notwendigen Statik.

Die erfinderische Aufgabe ist es, die Wärmeisolierung eines Kunststoffhohlprofils zu verbes sern und gleichzeitig die Statik nicht negativ zu beeinflussen. Zudem sollte das neue System gewichtsmäßig günstiger sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb der Wand des Hohl profils Luft in Form von Schaum eingebracht wird, ohne den grundsätzlichen Wandaufbau oder sonstigen Profilaufbau in seiner Form zu verändern. Durch den Schaum kann die ur sprüngliche Wanddicke bestehen bleiben. Dieser Schaum erhöht die Wärmedämmung be achtlich. Durch Coextrusion mit Schaummaterialien wird die Wand vom Fensterprofil zu einem Zweischalensystem/Sandwitchsystem umfunktioniert.

So werden 3 grundsätzliche Vorteile erreicht

- zum einen wird der negative Einfluß des sehr gut Wärme leitenden Stahls in der Armie rung deutlich reduziert. Das Stahlprofil befindet sich nicht mehr direkt mit der Außen wand in Verbindung, sondern in der sogenannten Innenhülle.
- zum zweiten wird die Wärmeleitung beim Durchgang durch die Profilwand deutlich re duziert, die Isolierwirkung deutlich verbessert.
- zum dritten wird Gewicht und damit Rohstoff gespart ohne den Verlust notwendiger mechanischer oder sonstiger geforderter Eigenschaften.

In Fig. 1 ist das Schema eines konventionellen Fensters dargestellt. (1) ist ein Z-Flügelprofil, in das die Glasleiste (2) eingerastet wird. Es befestigt die Isolierglasscheibe (11) mit den Dichtungen (12) und (13). Das Flügelprofil (1) hat die Außenwände (3) und (4). Die gro ßen Pfeile (5) und (6) zeigen die Richtung des Wärmedurchgangs an. (7) ist das Stahlamie rungs- bzw. Verstärkungsprofil, das in der Hohlkammer (9) montiert wird. Die innere Hohlkammer (9) wird durch das Außenprofil (3) und den Innensteg (10) in Wärmedurch gangsrichtung begrenzt. In Richtung der Wand (4) ist die Hohlkammer (8) angeordnet. Die ses exemplarische Profil kann erfahrungsgemäß mit bis zu drei Hohlkammern ausgeführt werden. Es ist einfach zu erkennen, daß ein entsprechendes Mehrkammerprofil nur mit rela tiv kleinen Stahlamierungen bzw. Stahlhöhe verstärkt werden kann.

In Fig 2 ist eine Ecke eines erfinderischen Profils dargestellt. (14) ist die Außenschicht des dreischichtigen Wandaufbaus. (16) ist der innere Teil der Wandung, der vorzugsweise aus dem gleichen Kunststoff hergestellt wird. Die mittlere Schicht der Wand (15) ist aus ge schäumten Kunststoff hergestellt und in diesen Beispiel vollständig vom Kompaktmaterial umgeben.

Erfindungsgemäß kann die Schaumschicht auch als Freischaum die Innenwand (16) des Profils ersetzen oder auch die Innenstege in Fig. 1, z. B. (10) kann durch Schaum ersetzt werden.

Selbstverständlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel nur eine Auswahl von unter schiedlichsten Anwendungsbeispielen. Das System kann bei unterschiedlichsten Profilen zur Anwendung kommen, so z. B. bei Dachkonstruktionen, bei denen eine große Kammerhöhe für den Einsatz von entsprechenden Stahlverstärkungen benötigt werden. Ideal ist dieses System ebenfalls für Glasleisten geeignet, bei denen z. B. der ganze Körper mit einem Mehr schichtaufbau hergestellt werden kann, mit der Ausnahme des kraftübertragenden Teils des Fußes.

Mit der erfinderischen Lösung wird nicht nur die Wärmeisolierung von Rahmenprofilen deutlich verbessert, sondern ebenfalls das Profilgewicht verringert. Dies führt zu deutlichen Materialkosteneinsparungen, dementsprechend zur Resourcenschonung sowie zu einem Sparpotential beim Transport der Hohlprofile.

Claims

1. Hohlkammerprofil, insbesondere zur Herstellung von Fensterprofilen aus thermoplasti schen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der äußere Wandaufbau aus mindestens zwei Schichten besteht und mindesten eine dieser Schichten aus ge schäumten Materialien aufgebaut ist.

2. Hohlkammerprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschäumte Schicht frei in den Profilholraum geschäumt wird.

3. Hohlkammerprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschäumte Schicht in der Wand eingebettet liegt in der Form, daß die Schaumschicht von Kom paktmaterial umgeben ist.

4. Hohlkammerprofil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geschäumte Schicht nur partiell an mindestens einem Bereich des Profils zur Erhöhung der Wärmei solierung eingesetzt wird.

5. Hohlkammerprofil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die geschäumte Schicht nur partiell an mindestens einem Bereich des Profils zur Verringerung des Ge wichtes eingesetzt wird.

6. Hohlkammerprofil, insbesondere zur Herstellung von Fensterprofilen aus thermoplasti schen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Innensteg aus ge schäumten Materialien aufgebaut ist.

7. Hohlkammerprofil, insbesondere zur Herstellung von Fensterprofilen aus thermoplasti schen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Innensteg mit einer Co extrusionschicht aus geschäumten und ungeschäumten Materialien aufgebaut ist.

8. Hohlkammerprofil nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Thermoplaste für den Schaum- und den Kompaktbereich eingesetzt werden.

9. Hohlkammerprofil nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Treibmittel ein gesetzt werden, die bei ihrer Expansion Wärme verbrauchen.

10. Hohlkammerprofil nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum kunststoff mit Füllstoffen verstärkt wird.