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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Profilwandungsstreifen zur
Herstellung eines Abstandhalterrohres, ein Abstandhalterrohr zur
Herstellung von Abstandhalterrahmen für Isolierverglasungen
sowie eine Vorrichtung zu dessen Herstellung.
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Eine
herkömmliche Isolierverglasung weist zumindest zwei parallel
und voneinander beabstandet angeordnete Glasscheiben auf, zwischen
denen ein Scheibenzwischenraum definierter Breite vorgesehen ist. Um
diesen vordefinierten Scheibenzwischenraum dauerhaft zu gewährleisten,
ist zwischen den beiden Glasscheiben ein umlaufender Abstandhalterrahmen
vorgesehen, der die beiden Glasscheiben im Bereich ihrer Scheibenaußenkanten
miteinander verbindet. Der Abstandhalterrahmen besteht dabei aus
einem dünnwandigen Abstandhalterrohr mit im wesentlichen
flach rechteckigem Querschnitt, das zur Bildung des Abstandhalterrahmens
entsprechend umgebogen wurde, oder aus mehreren einzelnen Abstandhalterrohren,
die mittels Eckverbindern aneinander gesetzt sind.
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Bei
derartigen Abstandhalterrohren handelt es beispielsweise um Hohlprofile
aus Aluminium, die beispielsweise durch Rollbiegen aus einem Aluminiumstreifen
und anschließendem Verschweißen der aneinander
stoßenden Längskanten des Aluminiumstreifens hergestellt
werden. Diese Abstandhalterrohre weisen eine Wandstärke
von 0,3–0,6 mm auf. Nachteilig an den Abstandhalterrohren
aus Aluminium ist allerdings, dass sich aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit
von Aluminium der Bereich der Scheibenaußenkanten bzw. der
Scheibenrandbereich bei niedrigen Außentemperaturen stark
abkühlt. Dadurch geht wertvolle Heizenergie verloren. Sinkt
die Temperatur in diesem Be reich zudem bis unter den Taupunkt, bildet
sich Kondensat, das insbesondere bei Holzfenstern die Rahmenkonstruktion
schädigen kann.
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Um
diese Effekte zu verringern werden ca. seit Mitte der 1990er Jahre
und insbesondere im Zuge der Energiesparverordnung (EnEV), die im
Jahr 2002 in Kraft trat, mehr und mehr Abstandshalterrohre aus Materialien
verwendet, die eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit
aufweisen. In diesem Zusammenhang wurde der Begriff „Warme
Kante” geprägt. Dieser Begriff wird für
den Bereich einer Isolierverglasung verwendet, in dem die Scheibenaußenkanten
durch die Abstandhalterrohre miteinander verbunden sind, wobei die
Abstandhalterrohre aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit
bestehen.
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Beispielsweise
bestehen derartige Abstandhalterrohre aus Edelstahl und weisen eine
Wandstärke von 0,15 bis 0,2 mm auf. Diese Edelstahl-Abstandhalterrohre
werden ebenfalls durch Rollbiegen aus einem Edelstahlstreifen und
anschließendem Verschweißen der aneinander stoßenden
Längskanten des Streifens hergestellt. Die Abstandhalterrohre
aus Edelstahl zeichnen sich dadurch aus, dass sie gut, insbesondere
maschinell, weiter zu verarbeiten sind. Die Abstandhalterrohre können
auf einfache Weise auf die richtige Länge zugeschnitten
und zu den Abstandhalterrahmen gebogen werden. Allerdings sind die
Materialkosten von Edelstahl insbesondere in den letzten Jahren
enorm gestiegen.
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Des
Weiteren existieren Abstandhalterrohre aus Kunststoff, die durch
Extrusion hergestellt werden. Abstandhalterrohre aus polymeren Werkstoffen
mit niedrigen Wärmeleitfähigkeiten haben im Vergleich
zu Abstandhalterrohren aus Edelstahl einen geringeren Wärmedurchgangskoeffizienten
und sind kostengünstiger herstellbar. Allerdings ist die
Weiterverarbeitung, insbesondere das Biegen zu den Abstandhalterrahmen, schwierig.
Des Weiteren ist Kunststoff nicht UV-beständig, neigt zur
Alterung und ist nicht vollständig diffusionsdicht. Aus
diesem Grund ist es bekannt, die Rückseiten der Abstandhalterrohre
mit einer metallischen Folie abzudecken. Die Folie wirkt als Diffusionssper re.
Die übrigen genannten Nachteile der Abstandhalterrohre
aus Kunststoff werden damit aber nicht behoben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung eines rohrförmigen,
dünnwandigen Hohlprofils, insbesondere eines Abstandhalterrohrs
zur Herstellung von Abstandhalterrahmen einer Isolierverglasung,
mit geringem Wärmedurchgangswert, das einfach und kostengünstig
herstellbar ist und gut weiter verarbeitbar ist.
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Weitere
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Profilwandungsstreifens,
aus dem auf einfache und kostengünstige Weise ein derartiges
Abstandhalterrohr mittels Rollverformung hergestellt werden kann.
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Weitere
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur
einfachen und kostengünstigen Herstellung eines derartigen
Abstandhalterrohres.
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Diese
Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 1, 3 und
10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den sich jeweils anschließenden Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft
näher erläutert. Es zeigen:
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1:
Eine perspektivische Querschnittsansicht eines Hohlprofils in Form
des erfindungsgemäßen Abstandhalterrohres
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2:
Das Hohlprofil gemäß 1 im Querschnitt
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3:
Einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Profilwandungsstreifens
aus einem mit einem Kunststoffstreifen beschichteten Metallstreifen
mit in den Kunststoffstreifen eingebrachten Längssicken
vor der Rollverformung zum erfindungsgemäßen Abstandhalterrohr
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4:
Eine geschnittene Seitenansicht einer Klebstoffauftragseinrichtung
einer Klebeeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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5:
Eine Seitenansicht einer Schweißeinrichtung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung
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Das
dünnwandige, rohrförmige Hohlprofil 1 (1, 2)
weist eine Profilwandung 2 mit einer Profilaußenfläche 3 und
einer Profilinnenfläche 4 auf, wobei die Profilinnenfläche 4 einen
Profilinnenraum 5 umschließt bzw. festlegt. Gemäß der
Erfindung ist das Hohlprofil 1 zudem doppelwandig ausgeführt,
das heißt die Profilwandung 2 weist eine Außenwandung 6 und
eine Innenwandung 7 auf, die miteinander, vorzugsweise fest
bzw. unverschieblich, verbunden sind. Die Außenwandung 6 besteht
dabei aus Metall, insbesondere Edelstahl oder Aluminium, und die
Innenwandung 7 besteht aus Kunststoff. Des Weiteren weist
die Außenwandung 6 eine Wandstärke von
vorzugsweise 0,04 bis 0,1 mm, bevorzugt 0,05 bis 0,08 mm auf. Die
Innenwandung 7 weist eine Wandstärke von vorzugsweise
0,15 bis 0,5 mm, bevorzugt 0,3 mm auf. Zudem weist das Hohlprofil 1 eine
Längserstreckung in Richtung einer Profillängsachse 8 auf.
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Bei
dem Material der Innenwandung
7 handelt es sich dabei vorzugsweise
um einen verrottenden bzw. kompositierbaren Kunststoff, der zweckmäßigerweise
aus nachwachsendem Rohstoff besteht. Des Weiteren ist der Kunststoff
zweckmäßigerweise dazu geeignet, mit Ultraschall
behandelt, insbesondere mittels Ultraschall verprägt bzw.
eingekerbt und spritzgegossen und extrudiert zu werden. Insbesondere
weist der Kunststoff Biopolymere, bevorzugt Polyhydroxialkanoate
und/oder Polycaprolacton und/oder Polyester und/oder Lignin, und/oder
Lignozellulose und/oder Naturharze und/oder natürliche
Fettsäuren und/oder natürliche Wachse auf bzw.
besteht aus diesen Stoffen. Der Schmelzpunkt des Kunststoffs liegt
zweckmäßigerweise bei 100–170°C,
bevorzugt 120–150°C. Des Weiteren weist der Kunststoff
vorzugsweise folgende Materialeigenschaften (alternativ oder kumulativ)
auf.
| | Norm | | bevorzugt |
| Zugfestigkeit
sM [MPa] | DIN
EN ISO 527 | 40
bis 60 | 45
bis 55 |
| Dehnung
eM [%] | DIN
EN ISO 527 | 2
bis 2,8 | 2,3
bis 2,5 |
| Bruchspannung
sB [MPa] | DIN
EN ISO 527 | 20
bis 30 | 23
bis 27 |
| Bruchdehnung
eM [%] | DIN
EN ISO 527 | 7
bis 10 | 9
bis 9,8 |
| Zug-E-Modul
E [MPa] | DIN
EN ISO 527 | 2600
bis 2800 | 2720
bis 2780 |
| Schlagzähigkeit
(23°C) acU[kJm2] | EN
ISO 179/1 | 50
bis 65 | 55
bis 60 |
| Schmelzindex (190°C/2,16
kg) [g/1 min] | DIN
ISO 1133 | 3
bis 5 | 4
bis 4,5 |
| Dichte
[g/cm3] | | 1
bis 1,3 | 1,2
bis 1,25 |
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Das
Hohlprofil 1 ist durch Rollverformung aus einem erfindungsgemäßen
doppellagigem Profilwandungsstreifen 29 (3)
hergestellt, der einen mit einem Kunststoffstreifen 9 beschichteten
Metallstreifen 10, insbesondere einen Edelstahlstreifen
oder Aluminiumstreifen, aufweist, worauf weiter unten näher
eingegangen wird. Infolgedessen weist das Hohlprofil 1 eine
sich parallel zur Profillängsachse 8 erstreckende
Längsschweißnaht 11 auf. Mittels der
Längsschweißnaht 11 sind die Bereiche
zweier nach dem Rollbiegen aneinander grenzender Längskanten 12 des
Metallstreifens 10 miteinander verschweißt.
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Insbesondere
ist die Außenwandung 6 im Bereich der beiden Längskanten 12 in
den Profilinnenraum 5 hinein umgebogen, so dass zwei Flanschwangen 13 ausgebildet
werden, wobei die beiden Flanschwangen 13 aneinander liegen
und mittels der Längsschweißnaht 11 miteinander
verbunden sind. Die Längsschweißnaht 11 ist
somit vorzugsweise eine Bördelnaht und die Schweißverbindung
ist als Flanschschweißverbindung ausgeführt. Alternativ
dazu kann die Längsschweißnaht 11 auch
als überlappende Naht oder als Stumpfnaht ausgebildet sein.
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Des
Weiteren handelt es sich bei dem Hohlprofil 1 gemäß der
Erfindung um ein Abstandhalterrohr 14, aus dem Abstandhalterrahmen
für Isolierverglasungen herstellbar sind. Dazu weist das
erfindungsgemäße Abstandhalterrohr 14 einen
im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei die Profilwandung 2 eine,
vorzugsweise ebenflächige, Deckenwandung 15, eine
dieser gegenüberliegende und zweckmäßigerweise
zu dieser parallele, bevorzugt ebenflächige, Bodenwandung 16 und
zwei, vorzugsweise ebenflächige, Seitenwandungen 17 aufweist.
Die Seitenwandungen 17 sind vorzugsweise senkrecht zur
Deckenwandung 15 und zur Bodenwandung 16 angeordnet.
Zweckmäßigerweise ist zudem zwischen jeweils einer
Seitenwandung 17 und der Bodenwandung 16 eine Übergangswandung 18 vorgesehen.
Die Seitenwandungen 17 und die Deckenwandung 15 gehen
vorzugsweise direkt ineinander über. Des Weiteren sind
die aneinander angrenzenden Wandungen 15; 16; 17; 18 jeweils
abgewinkelt zueinander angeordnet und gehen jeweils über
eine Knickkante bzw. Eckkante 33 ineinander über.
Die beiden Übergangswandungen 18 sind dabei vorzugsweise
als Art Fase ausgebildet, das heißt der Eckbereich zwischen
jeweils einer Seitenwandung 17 und der Bodenwandung 16 wird
durch die Übergangswandungen 18 abgeflacht.
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Des
Weiteren ist die Erstreckung des Abstandhalterrohres 14 zweckmäßigerweise
in eine zur Längsachse 8 senkrechte Breitenrichtung 19a größer
als in eine dazu und zur Längsachse 8 senkrechte
Höhenrichtung 19b. Dabei erstrecken sich die Deckenwandung 15 und
die Bodenwandung 16 parallel zur Längsachse 8 und
zur Breitenrichtung 19a und die Seitenwandungen 17 erstrecken
sich parallel zur Längsachse 8 und zur Höhenrichtung 19b.
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Die
Deckenwandung 15 ist im eingebauten Zustand des Abstandhalterrohres 14 in
der Isolierverglasung einem zwischen zwei Scheiben gebildeten Scheibenzwischenraum
zugewandt angeordnet und die beiden Seitenwandungen 17 liegen
an den Glasscheiben an und sind mit diesen in an sich bekannter
Weise feuchtigkeits- und luftdicht mittels eines geeigneten Klebemittels
verbunden. Die Bodenwandung 16 weist folglich vom Scheibenzwischenraum weg.
Infolgedessen ist die Längsschweißnaht 11,
um im eingebauten Zustand des Abstandhalterrohres 14 nicht
sichtbar zu sein, vorzugsweise nicht im Bereich der Deckenwandung 15 angeordnet.
Bevorzugt ist die Längsschweißnaht 11 im
Bereich einer der beiden Seitenwandungen 17 angeordnet.
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In
die Deckenwandung 15 sind außerdem vorzugsweise
mehrere an sich bekannte Durchgangaussparungen bzw. Perforationsöffnungen 20,
bevorzugt in Form von durch die Deckenwandung 15 durchgehenden
Schlitzen eingebracht, insbesondere eingestanzt, wobei die Perforationsöffnungen 20 eine
strömungstechnische Verbindung zwischen dem Profilinnenraum 5 und
dem Scheibenzwischenraum schaffen. Die Perforationsöffnungen 20 können
zumindest teilweise auch als Langlöcher ausgeführt
sein, die sich parallel zur Breitenrichtung 19a erstrecken
(nicht dargestellt).
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Im
Folgenden wird nun die Herstellung des erfindungsgemäßen
Abstandhalterrohres in Form des Hohlprofils 1 mittels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert.
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Wie
bereits oben erläutert erfolgt die Herstellung des Hohlprofils 1 mittels
Rollbiegen und Längsverschweißen. Dazu wird zunächst
ein relativ breites Metallband, insbesondere ein Edelstahlband oder
ein Aluminiumband, in einer Metallstreifenschneideinrichtung in
mehrere zueinander parallele Metalllängsstreifen 10, insbesondere
Edelstahllängsstreifen oder Aluminiumlängsstreifen,
geschnitten und diese vorzugsweise auf eine Haspel aufgewickelt.
Alternativ dazu liegen die Metalllängsstreifen 10 auf
einer Haspel aufgewickelt bereits vor.
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Zweckmäßigerweise
zeitgleich zur Erzeugung der Metallstreifen 10 wird in
einer Kunststoffstreifenschneideinrichtung ein relativ breites Kunststoffband
in mehrere zueinander parallele Kunststofflängsstreifen 9 geschnitten
und diese vorzugsweise auf eine Haspel aufgewickelt. Alternativ
dazu liegen auch die Kunststoffstreifen 9 auf einer Haspel
aufgewickelt bereits vor. Insbesondere sind das Kunststoffband oder
die Kunststoffstreifen 9 durch Extrusion hergestellt.
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Anschließend
werden die beiden Streifen 9; 10 in einer Klebeinrichtung,
zweckmäßigerweise unter Verwendung eines Schmelzklebstoffes 23,
miteinander verklebt. Die Klebeeinrichtung weist dazu eine Klebstoffauftragseinrichtung 21 (4)
auf, die einen beheizbaren Schmelztank 22 zur Aufnahme
von flüssigem Schmelzklebstoff 23, eine um eine
horizontale Drehachse antreibbare Auftragswalze 24, eine
ebenfalls um eine horizontale Drehachse, allerdings in gegenläufige
Drehrichtung antreibbare Gegendruckwalze 25 sowie zweckmäßigerweise
zwei Abstreifer 26, 27, nämlich einen
Dosierabstreifer 26 und einen Verschließabstreifer 27,
aufweist. Dabei ist die Auftragswalze 24 unterhalb des
Schmelztanks 22 angeordnet, so dass sie diesen nach unten
abschließt und der Schmelzklebstoff 23 an dem
dem Schmelztank 22 zugewandten Bereich einer Mantelfläche 24a der
Auftragswalze 24 verteilt ist. Die beiden Abstreifer 26; 27 sind
benachbart zur Auftragswalze 24, von dieser um einen ringförmigen
Spalt beabstandet angeordnet. Der Abstand des Dosierabstreifer 26 zur
Auftragswalze 24 bestimmt dabei die Dicke der Klebstoffschicht,
die die Auftragswalze 24 nach Passieren des Dosierabstreifers 26 auf
ihrer Mantelfläche 24a aufweist und somit die
Dicke der aufzutragenden Klebstoffschicht. Der Verschließabstreifer 27 verhindert
den Klebstoffaustritt bei stehender Walze 24. Zum Auftragen
des Schmelzklebstoffes 23 auf einen Metallstreifen 10 wird
dieser in eine Transportrichtung 28 zwischen den beiden
Walzen 24; 25 durch geführt. Dabei wird
der von der Auftragswalze 24 vom Schmelztank 22 aufgenommene
Schmelzklebstoff 23 auf eine Metallstreifenoberseite 10a des
Metallstreifens 10 aufgetragen. Nach dem Auftragen des
Klebstoffes 23 wird der Kunststoffstreifen 9 mit
einer Kunststoffstreifenunterseite 10b auf die mit Klebstoff 23 versehene
Metallstreifenoberseite 9a aufgelegt und an diese angedrückt,
so dass die beiden Streifen 9; 10 vollflächig
miteinander verklebt werden und den erfindungsgemäßen
Profilwandungsstreifen 29 bilden. Insbesondere wird der
Kunststoffstreifen 9 dabei mittig in Bezug auf die Erstreckung des Profilwandungsstreifens 29 in
eine Streifenbreitenrichtung 30 auf den Metallstreifen 10 aufgelegt.
Zudem ist die Erstreckung des Kunststoffstreifens 9 in
Streifenbreitenrichtung 30 geringer als die Erstreckung
des Metallstreifens 10 in Streifenbreitenrichtung 30,
so dass jeweils beidseits ein Randbereich 31 des Metallstreifens 10 unbeschichtet
ist (3). Das Zusammenfügen von Kunststoffstreifen 9 und
Metallstreifen 10 erfolgt dabei vorzugsweise kontinuierlich
durch, insbesondere horizontales, Fördern des Metallstreifens 10 in
seine Längsrichtung, Abziehen des Kunststoffstreifens 9 von
der Haspel, Ablegen des Kunststoffstreifens 9 auf dem Metallstreifen 10 und
Andrücken der beiden Streifen 9; 10 aneinander
mittels Walzen.
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Bei
dem verwendeten Schmelzklebstoff 23 handelt es sich dabei
vorzugsweise um einen Heißschmelzklebstoff, insbesondere
um einen 1-Komponenten-Polyurethan-Klebstoff, dessen Basisstoffe
insbesondere Polyurethanprepolymere mit Isocyanatgruppen sind. Zweckmäßigerweise
weist der verwendete Schmelzklebstoff 23 eine Dichte von
1,15 bis 1,25 g/cm3 auf. Zudem weist der
Schmelzklebstoff 23 vorzugsweise eine Viskosität
(dynamisch) von 18000 bis 34000 mPas auf. Der Schmelzklebstoff 23 ist
außerdem bevorzugt unlöslich in Wasser.
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Der
durch das Verkleben hergestellte Profilwandungsstreifen 29 wird
zweckmäßigerweise einer Trocknungseinrichtung,
insbesondere einer Trocknungsstrecke, zugeführt, in der
der Schmelzklebstoff 23 trocknen und aushärten
kann.
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Anschließend
wird der Profilwandungsstreifen 29 einer Kerb- bzw. Prägeeinrichtung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt,
mittels der Längsrillen bzw. Längssicken bzw.
sich längserstreckende Kerben 32 in eine von dem
Metallstreifen 10 weg gerichtete Kunststoffstreifenoberseite 9a eingebracht,
insbesondere eingeprägt werden. Die Längsrillen 32 erstrecken
sich parallel zu einer Streifenlängsrichtung 36 und
weisen zweckmäßigerweise einen V-förmigen
Querschnitt auf. Die Längsrillen 32 werden dort
eingebracht, wo beim späteren Hohlprofil 1 die
Knickkanten 33 liegen. Das Einbringen der Längsrillen 32 erfolgt
dabei zweckmäßigerweise durch Erhitzen des Kunststoffmaterials
mittels Ultraschall und Einprägen der, vorzugsweise keilförmigen,
Längsrillen 32 in das erhitzte Material. Dazu
weist die Kerbeinrichtung eine Ultraschallerzeugungseinrichtung,
eine Sonotrode zum Zuleiten der erzeugten Schwingungen zu dem zu
verprägenden Kunststoffstreifen 9 und eine um
eine horizontale Drehachse antreibbare Ambosswalze auf. Die Ambosswalze
ist unterhalb der Sonotrode angeordnet und von dieser um einen definierten
Spalt beabstandet angeordnet. Die Sonotrode weist eine horizontale,
der Ambosswalze zugewandte Prägefläche auf, die
mehrere benachbart zueinander angeordnete, von der Prägefläche
abstehende Wulste zur Einbringung der Längsrillen 32 aufweist.
Die Wulste erstrecken sich parallel zu einer, zweckmäßigerweise
horizontalen, Transportrichtung und sind senkrecht zur Transportrichtung
zueinander benachbart angeordnet. Die Anordnung und Anzahl der Wulste
hängt dabei von der Anordnung und Anzahl der Knickkanten 33 ab.
Zum Verprägen wird der Profilwandungsstreifen 29 mit
der Kunststoffoberseite 9a der Sonotrode zugewandt in der
Transportrichtung, die parallel zur Streifenlängsrichtung 36 ist,
zwischen der Prägefläche und der Ambosswalze durchgeführt.
Dabei wird das Kunststoffmaterial mittels der Sonotrode erhitzt
und unter Anwendung von Druck mittels der Wulste die Längsrillen 32 in
die Kunststoffstreifenoberseite 9a eingeprägt.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird anstelle
der stehenden Sonotrode eine rotierende Sonotrode verwendet, die
um eine horizontale Drehachse in gegenläufige Drehrichtung
zur Ambosswalze antreibbar ist, wobei die Drehgeschwindigkeiten
synchronisiert sind. In diesem Fall weist die Sonotrode auf ihrer
Sonotrodenmantelfläche, von dieser abstehende ringförmige
Wulste auf, die zur Einbringung der Längsrillen 32 dienen.
Dazu erstrecken sich die Wulste umlaufend in Umfangsrichtung der
Sonotrodenwalze.
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Nach
dem Einbringen der Längsrillen 32 werden zweckmäßigerweise
die Durchgangslöcher 20 in an sich bekannter Weise
in einer Stanzeinrichtung in den Profilwandungsstreifen 29 eingebracht.
Dazu wird der Profilwandungsstreifen 29 in einer vorzugsweise
horizontalen, zur Streifenlängsrichtung 36 parallelen
Transportrichtung zwischen zwei Stanzrollen durchgeführt,
die in gegenläufige Drehrichtungen um jeweils eine horizontale
Achse angetrieben werden und voneinander vertikal beabstandet angeordnet
sind. Die Stanzrollen weisen entsprechende Stanzmittel auf. Insbesondere
weist die eine Stanzrolle von ihrer Mantelfläche vorstehende
Zähne und die andere Stanzrolle dazu korrespondierende
Aussparungen auf.
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Nach
dem Einbringen der Durchgangslöcher 20 wird der
Profilwandungsstreifen 29 in einer Rollbiegeeinrichtung
bzw. Rollumformeinrichtung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mittels Rollverformung kontinuierlich derart zu einem
längsgeschlitzten Endloshohlprofil 38 verformt,
dessen Querschnittsform vorzugsweise bereits der später
gewünschten Querschnittsform entspricht. Insbesondere werden
zunächst die beiden freien Randbereiche 31 zu
den Flanschwangen 13 umgebogen und anschließend
der Profilwandungsstreifen 29 derart zum längsgeschlitzten
Endloshohlprofil 38 gebogen, dass die beiden Flanschwangen 13 aneinander
stoßen. Insbesondere wird der Profilwandungsstreifen 29 an
den Längsrillen 32 geknickt bzw. umgebogen. Der Profilwandungsstreifen 29 wird
also um zur Streifenlängsrichtung 36 bzw. zur
späteren Längsachse 8 parallele Achsen
gebogen. Des Weiteren wird der Profilwandungsstreifen 29 derart
verformt, dass der Metallstreifen 10 außen liegt,
insbesondere die Metallstreifenunterseite 10b die Profilaußenfläche 3 bildet
und zweckmäßigerweise die beiden Flanschwangen 13 oben
angeordnet sind. Zur Ausführung einer überlappenden
Schweißnaht oder einer Stumpfnaht erfolgt die entsprechende
Vorbereitung analog den Erfordernissen. Das Rollverformen erfolgt
in an sich bekannter Weise mit entsprechenden Rollformwerkzeugen,
insbesondere mit mehreren Umformrollenpaaren (nicht dargestellt),
die in einer zur Streifenlängsrichtung 36 parallelen,
vorzugsweise horizontalen, Förderrichtung, in die der Profilwandungsstreifen 29 gefördert
wird, hintereinander angeordnet sind. Dabei wird der Profilwandungsstreifen 29 jeweils
zwi schen den beiden Umformrollen eines Umformrollenpaares durchgeführt.
Die eine Umformrolle weist dabei eine konkav gewölbte Umfangsfläche
und die andere Umformrolle eine konvex gewölbte Umfangsfläche,
wobei die Umfangsflächen so aufeinander abgestimmt sind
und die Wölbung von Rollenpaar zu Rollenpaar so zunimmt,
dass nach und nach der Profilwandungsstreifen 29 zum längsgeschlitzten
Endloshohlprofil 38 gebogen wird.
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In
einer sich an die Rollumformeinrichtung anschließenden
Schweißeinrichtung 37 der erfindungsgemäßen
Vorrichtung werden die beiden aneinander stoßenden Flanschwangen 13 durch
Erzeugen der Längsschweißnaht 11, insbesondere
kontinuierlich, miteinander verschweißt. Das Verschweißen
erfolgt beispielsweise mittels Laserschweißen. Dazu weist
die Schweißeinrichtung 37 eine Laserstrahlerzeugungseinrichtung und
Mittel zum Umlenken des Laserstrahls 34 und Richten des
Laserstrahls 34 auf die Flanschwangen 13 auf (5).
Insbesondere wird der Laserstrahl 34 so ausgerichtet, dass
er mit der horizontalen Förderrichtung 35, in
die das Endloshohlprofil 38 gefördert wird, bzw.
mit der zu verschweißenden Oberfläche, einen Winkel α von 8
bis 25°, bevorzugt 10 bis 15° einschließt.
Dies bewirkt, dass der Laserstrahl 34 in Form eines elliptischen Punktes
auf das zu verschweißende Material trifft, wodurch ein
längeres Schmelzbad entsteht und die Energie besser in
das Material eingeleitet wird. Dies ist besonders bei der dünnen
Wandstärke der Außenwandung 6 ein erheblicher
Vorteil und gewährleistet eine sichere Verschweißung.
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An
die Schweißeinrichtung 37 schließt sich
eine an sich bekannte Kalibrierungseinrichtung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung an, in der das verschweißte Endloshohlprofil 38 auf
seine endgültige Querschnittsform kalibriert wird. Die
Kalibrierungsseinrichtung weist dazu zweckmäßigerweise
in an sich bekannter Weise mehrere Kalibrierungsrollen auf.
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Außerdem
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zudem eine
sich an die Kalibrierungseinrichtung anschließende Einrichtung
zum Trennen des Endloshohlprofils 38 in Abstandhalterrohre 14 vorgegebener Länge
auf. Bei der Trenneinrichtung handelt es sich beispielsweise um
eine fliegende Säge, also eine Säge, die sich
beim Schneiden mit dem Endloshohlprofil 38 in Förderrichtung
mit bewegt.
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Das
erfindungsgemäße Abstandhalterrohr 14 weist
aufgrund der Kunststoffinnenwandung 7 und der aufgrund
dessen möglichen geringen Wandstärke der Metallaußenwandung 6 eine
sehr geringen linearen Wärmedurchgangskoeffizienten auf.
Insbesondere liegt der lineare Wärmedurchgangskoeffizient
bei 0,03 bis 0,07 W/mK, bevorzugt 0,035 bis 0,05 W/mK. Die geringe
Wandstärke der Metallaußenwandung 6 hat
zudem den Vorteil, dass enorme Materialkosten im Vergleich zu reinen
Metallhohlprofilen eingespart werden. Das Vorsehen so geringer Wandstärken
für die Metallaußenwandung 6 ist vor
allem deshalb möglich, da die Kunststoffinnenwandung 7 die
Metallaußenwandung 6 unterstützt und
stabilisiert, so dass insbesondere auch bei so geringen Wandstärken
die Flanschwangen 13 mit ausreichenden Anpresskräften
aneinander gedrückt werden können und eine sichere
Verschweißung erzielt wird.
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Des
Weiteren ist das erfindungsgemäße Abstandhalterrohr 14 hervorragend
weiter verarbeitbar. Insbesondere können die erfindungsgemäßen
Abstandhalterrohre 14 auf herkömmliche Weise und
auf herkömmlichen Maschinen zu Abstandhalterrahmen gebogen
werden.
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Aufgrund
der metallischen Profilaußenfläche 3 kann
das erfindungsgemäße Abstandhalterrohr 14 auch
problemlos lackiert werden. Zudem ist die Profilaußenfläche 3 UV-beständig.
Die erfindungsgemäßen Abstandhalterrohre 14 mit
der Edelstahlaußenwandung können aufgrund der
Edelstahlaußenfläche auch bei der Renovierung
oder dem Ausbau von Gebäuden verwendet werden, in denen
bisher herkömmliche Abstandhalterrohre aus Edelstahl oder
mit metallisch glänzender Oberfläche eingesetzt
wurden.
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Besonders
vorteilhaft ist zudem die spezielle Auswahl des Schmelzklebstoffes 23 und
des Kunststoffmaterials, wodurch ein vorzugsweise fester bzw. unver schieblicher,
dauerhafter Verbund des Kunststoffstreifens 9 und des Metallstreifens 10 bzw.
der Innenwandung 7 und der Außenwandung 6 geschaffen
wird.
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Günstig
ist außerdem, dass auch die Herstellung des erfindungsgemäßen
Abstandhalterrohres 14 weitestgehend auf herkömmlichen
Maschinen erfolgen kann. Lediglich das Zuschneiden und Aufkleben
des Kunststoffstreifens 9 auf den Metallstreifen 10 sowie
das Einprägen der Längsrillen 32 kommt
hinzu. Das Einprägen der Längsrillen 32 wiederum
hat den Vorteil, dass die Rückstellkräfte nach
dem Rollverformen vernachlässigbar gering sind, da beim
Rollverformen kein Kunststoffmaterial verdrängt wird.
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Des
Weiteren kann das Abstandhalterrohr außenseitig mit Farbe
beschichtet werden. Dazu wird z. B. zunächst ein relativ
breites Metallband, das zweckmäßigerweise auf
einer Haspel aufgewickelt ist, von dieser abgezogen, durch eine
Farbbeschichtungseinrichtung durchgeführt und in dieser
kontinuierlich einseitig mit Farbe beschichtet. Die Beschichtung
erfolgt durch Auftragen der Farbe z. B. mittels einer an sich bekannten Walzendruckeinrichtung
mit einer Auftragswalze. Nach dem anschließenden Trocknen
der Farbe in einer Trocknereinrichtung, durch die das beschichtete
Metallband zweckmäßigerweise kontinuierlich durchgeführt wird,
wird das beschichtete Metallband in mehrere zueinander parallele
Längsstreifen 10 geschnitten. Dies erfolgt zweckmäßigerweise
ebenfalls kontinuierlich in einer Schneideinrichtung.
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Des
Weiteren kann das Herstellungsverfahren insgesamt oder können
die einzelnen Verfahrensschritte kontinuierlich, also in einer einzigen
Fertigungsstraße oder auch nicht kontinuierlich, in einzelnen
voneinander getrennten Einrichtungen ablaufen. Bei dem kontinuierlichen
Verfahren sind die einzelnen Einrichtungen entsprechend des Verfahrensablaufes
aneinander nachgeordnet angeordnet.
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Außerdem
kann das Einbringen der Längsrillen in den Kunststoffstreifen 9 auch
mittels einer profilierten und erhitzten Profilscheibe oder einer
anderen Art der Materialverdrängung unter thermischem Einfluss
erfolgen.
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Zudem
ist es auch möglich, anstelle des Metallstreifens 10,
den Kunststoffstreifen mit Klebstoff 23 zu versehen. Insbesondere
wird in diesem Fall der Klebstoff 23 auf die Kunststoffstreifenunterseite 9b aufgetragen,
wobei der Kunststoffstreifen 9 mit der Kunststoffstreifenunterseite 9b der
Auftragswalze 24 zugewandt zwischen den beiden Walzen 24; 25 durchgeführt
wird. Anschließend werden beide Streifen 9; 10 wie
oben beschrieben miteinander verklebt.
-
Selbstverständlich
ist das Hohlprofil 1 nicht auf die Verwendung als Abstandhalterrohr 14 beschränkt, sondern
kann z. B. auch als Handläufer und/oder Geländerrohr
und/oder Wasserrohr und/oder tragende Rohrkonstruktion und/oder
Substitution zur Leichtbauweise eingesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Norm [0018]
- - DIN EN ISO 527 [0018]
- - DIN EN ISO 527 [0018]
- - DIN EN ISO 527 [0018]
- - DIN EN ISO 527 [0018]
- - DIN EN ISO 527 [0018]
- - EN ISO 179/1 [0018]
- - DIN ISO 1133 [0018]