DE202012001152U1

DE202012001152U1 - Verstärkungselement für Kunststoff-Hohlprofile

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Publication number: DE202012001152U1
Application number: DE202012001152U
Authority: DE
Original assignee: SCHMOELLING HANS JUERGEN
Current assignee: SCHMOELLING HANS JUERGEN
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-02-03

Abstract

Verstärkungselement (115) für Kunststoff-Hohlprofile (114) von ortsfesten und/oder beweglichen Fensterrahmen (110) oder Türrahmen, bestehend aus einem in das Hohlprofil (114) einfügbaren langgestreckten profilierten Stab (116) aus Metall, der mit einer thermischen Isolierung (117) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der profilierte Stab (116) des Verstärkungselements (115) ein sandwichartiges Verbundbauteil aus mindestens zwei verformten bzw. zu verformenden Platten (129, 131) ist, zwischen denen eine thermische Isolierschicht (117) angeordnet ist und die durch eine Klebeschicht (118) zusammengehalten sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verstärkungselement für Kunststoff-Hohlprofile ortsfester und/oder beweglicher Fensterrahmen oder Türrahmen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem aus der EP 1 234 945 B1 bekannten Verstärkungselement ist ein im Querschnitt U-förmiger Metallstab von einem Beschichtungsmaterial umgeben, das ein Derivat aus wiederhergestellten Komponenten von Fenster- oder Türrahmen ist und Komponenten aus Kunststoffmaterial und aus Synthesekautschuk enthält.
Ein derartiges Verstärkungselement dient einerseits dazu, den Kunststoff-Hohlprofilrahmen mechanisch auszusteifen, und andererseits dazu, durch die Kunststoffbeschichtung des Metallstabes eine thermische Isolierung zwischen Innenseite und Außenseite von Fenster- oder Türrahmen zu erreichen.
Bei dem vorgenannten bekannten Verstärkungselement ist zum Erreichen einer verbesserten thermischen Isolierung das wiederverwendete Kunststoffmaterial aus alten Rahmenteilen mit einem Synthesekautschuk-Material vermischt. Dies erscheint im Vorfeld relativ aufwendig und führt zu einer durchaus verbesserungswürdigen thermischen Isolation. Außerdem trägt diese Kunststoffbeschichtung erheblich auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verstärkungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bei geringerem Ummantelungsaufwand die thermische Isolation verbessert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verstärkungselement der genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, dass eine Verbesserung bzw. Erhöhung der thermischen Isolationsfähigkeit erreicht ist. Des Weiteren kann die thermische Isolierschicht dünner ausgeführt werden und einen Schutz vor Feuchtigkeit und Schmutz bieten.
In vorteilhafter Weise ist gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 die thermische Isolierschicht durch körniges bis pulverförmiges Aerogel-Granulat, wobei zweckmäßigerweise die Merkmale nach Anspruch 4 vorgesehen sind, oder durch eine Keramikfolie nach den Merkmalen des Anspruchs 3 gebildet.
Eine vorteilhafte Ausführung des Aerogels ergibt sich mit den Merkmalen nach Anspruch 5.
Gemäß den Merkmalen nach Anspruch 6 ist der Metallstab in jeder beliebigen geschlossenen oder einseitig offenen Profilierung möglich.
Mit den Merkmalen nach Anspruch 7 und/oder Anspruch 10 ist eine Vereinfachung und Beschleunigung bei der Herstellung eines mit der genannten thermischen Isolierschicht versehenen profilierten Metallstabes gegeben. Zweckmäßige Ausgestaltungen hierzu ergeben sich nach den Merkmalen der Ansprüche 8 und/oder 9.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf einen Fenster- oder Türrahmen, der gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11 mit einem Verstärkungselement nach Anspruch 1 bestückt ist.
Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Fenster oder eine Tür, dessen bzw. deren Rahmen gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 jeweils mit einem Versteifungselement nach Anspruch 1 bestückt ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.
Die einzige Figur zeigt in quergeschnittener Form einen ortsfesten Rahmenschenkel eines Fensters oder einer Tür, der mit einem Verstärkungselement gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung versehen ist.
Die einzige Figur zeigt einen horizontalen Rahmenschenkel 111 eines ortsfesten Fensterrahmens 110 aus Kunststoff, der mit einem Verstärkungselement 115 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung bestückt ist. Der ortsfeste Fensterrahmen 110 ist beispielsweise rechteckig ausgebildet, das heißt umlaufend mit zwei parallelen horizontalen Rahmenschenkeln und zwei parallelen vertikalen Rahmenschenkeln versehen ist, in denen jeweils über im Wesentlichen die gesamte Länge der Rahmenschenkel ein langgestrecktes Verstärkungselement 115 eingebracht ist. Dabei dient das Verstärkungselement 115 sowohl zur mechanischen Versteifung der Rahmenschenkel als auch zur thermischen Isolation zwischen Außenseite 112 und Innenseite 113 des ortsfesten Fensterrahmens 110.
Die Rahmenschenkel 111 aus Kunststoff sind als Hohlprofile 114 ausgebildet, wobei die Rahmenschenkel 111 beispielsweise einen etwa mittigen Haupthohlraum 120 sowie außen- und innenseitig benachbart Nebenhohlräume 121 bis 123 besitzen. In den Haupthohlraum 120 ragen angeformte Noppen 126 zur Führung des Metallstabs 116. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel eines ortsfesten Fensterrahmens 110 besitzt das Hohlprofil 114 des Rahmenschenkels 111 an der Außenseite 112 einen Anschlagsteg 125, gegen dessen innenliegendes nicht dargestelltes Dichtprofil ein beweglicher Fensterrahmen (Flügelrahmen) in geschlossenem Zustand eines Fensters anliegt. Des Weiteren besitzt der Rahmenschenkel 111 zur Mauerseite hin Befestigungsstege 127.
Das Verstärkungselement 115 besitzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen profilierten Metallstab 116, der aus hier zwei Metalllagen 129 und 131 sandwichartig einschließlich einer mittigen Klebeschicht 118 und einer thermischen Isolierschicht 117 aufgebaut ist.
Der profilierte Metallstab 116 besitzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein geschlossenes Rechteckhohlprofil aus einem für die mechanische Aussteifung der Kunststoff-Rahmenschenkel 111 geeigneten Metall. Der Metallstab 116 ist aufgebaut aus zwei Metallplättchen bzw. -platten 129 und 131, die mittels der Klebeschicht 118 zusammengehalten sind und darüber hinaus zwischen sich die thermische Isolierschicht 117 tragen. Bevorzugt wird dieser Sandwichaufbau als flaches ebenes Bauteil gefertigt und dann zum bspw. hohlen Metallstab 116 profiliert, zumal die Bereiche der kombinierten Zwischenschicht 117, 118 elastisch verformbar bleiben. Das Zusammenfügen des Sandwichaufbaus erfolgt unter Druck und einer Temperatur von bspw. etwa 240°C.
Die Isolierschicht 117 besteht aus einem körnigen bis pulverförmigem Aerogel-Granulat. Das Aerogel-Granulat besteht aus Nanostrukturen mit kugeligen Strukturen aus einem Metalloxid, vorzugsweise aus Siliziumdioxid. Da die Poren im Aerogel-Granulat über 90 Prozent des Volumens ausmachen können, weist das Aerogel-Granulat bei geringster Dicke ausgezeichnete Wärmeisolationseigenschaften auf. Das Aerogel-Granulat wird vorzugsweise auf oder in eine Fläche der auf eine der Metalllagen 129, 131 aufgestrichenen Klebeschicht 118 gebracht, bevor der sandwichartige Aufbau vollendet wird. Je nach gewünschten Isolationseigenschaften sowie auszuführender Schichtdicke wird der prozentuale Volumenanteil von Aerogel-Granulat und Klebematerial gewählt. Beispielsweise beträgt der Anteil des Aerogel-Granulats an der genannten Schichtkombination 117 und 118 etwa 25 bis 30 Volumen-%. Die Summe der Schichtdicken der Schichten 117 und 118 liegt vorzugsweise unter einem Millimeter.
Die beiden Metallplatten sind aus Stahlblech von bspw. je 0,4 bis 0,5 mm Dicke, wobei die äußere (Deck-)Blechplatte 129 aus Cr-Ni-Stahl sein kann. Das Klebematerial kann bspw. eine Kunstharzdispersion sein.
Wenn im Vorhergehenden von einem profilierten Metallstab 116 die Rede ist, versteht es sich, dass statt des in der Zeichnung dargestellten geschlossenen Rechteckhohlprofils für den Metallstab 116 jedes beliebige andere geschlossene oder einseitig offene Hohlprofil vorgesehen sein kann. Als geschlossenes Hohlprofil können verschiedenartige Querschnitte vorgesehen sein; als einseitig offenes Hohlprofil kann dies im Querschnitt beispielsweise U-förmig oder C-förmig oder dergleichen sein.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die die beiden Blechplatten 129 und 131 verbindende Zwischenkombinationsschicht 117, 118 aus einer thermischen Isolierschicht aus einer Keramikfolie bestehen, auf deren beiden Flächen je eine Klebeschicht zu den Blechplatten 129, 131 vorgesehen ist.
Wenn auch in der einzigen Figur ein ortsfester Fensterrahmen 110 dargestellt und beschrieben ist, versteht es sich, dass die Erfindung sich auch auf einen beweglichen Fensterrahmen bzw. dessen Rahmenschenkel bezieht. Entsprechendes gilt für die Kunststoff-Rahmen einer Tür, deren Rahmenschenkel (ortsfest oder beweglich) mit einem der dargestellten bzw. beschriebenen Verstärkungselemente 115 versehen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1234945 B1 [0002]

Claims

Verstärkungselement (115) für Kunststoff-Hohlprofile (114) von ortsfesten und/oder beweglichen Fensterrahmen (110) oder Türrahmen, bestehend aus einem in das Hohlprofil (114) einfügbaren langgestreckten profilierten Stab (116) aus Metall, der mit einer thermischen Isolierung (117) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der profilierte Stab (116) des Verstärkungselements (115) ein sandwichartiges Verbundbauteil aus mindestens zwei verformten bzw. zu verformenden Platten (129, 131) ist, zwischen denen eine thermische Isolierschicht (117) angeordnet ist und die durch eine Klebeschicht (118) zusammengehalten sind.
Verstärkungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolierschicht (117) durch ein körniges bis pulverförmiges Aerogel-Granulat gebildet ist, das auf bzw. in die Klebeschicht (118) gebracht ist.
Verstärkungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolierschicht (117) durch eine Keramikfolie gebildet ist, die auf beiden Seitenflächen eine Klebeschicht (118) trägt.
Verstärkungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass etwa 25 bis 30 Volumen Aerogel-Granulat auf bzw. in 100 Volumen-% Klebematerial der Klebeschicht (118) gebracht ist.
Verstärkungselement nach mindestens einem der Ansprüche 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanostrukturen des Aerogel-Granulats aus einem Metalloxid, vorzugsweise Siliziumdioxid bestehen.
Verstärkungselement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrschichtige Metallstab (116) im Querschnitt als geschlossenes oder einseitig offenes Profil ausgebildet ist.
Verstärkungselement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Querschnitt rechteckförmiger mehrschichtiger Flachstab zur Bildung eines geschlossenen oder offenen Profils um seine Schmalseite gebogen profiliert ist.
Verstärkungselement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Metall- oder Flachstab (116) aus zwei Stahlblechplättchen (129, 131) aufgebaut ist.
Verstärkungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als äußere Deckplatte (131) ein Cr-Ni-Stahlblech verwendet ist.
Verstärkungselement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schichten des sandwichartigen Verbundbauteils bei einer Temperatur von etwa 240°C und Druck zusammengefügt sind.
Fenster- oder Türrahmen (110) mit profilierten Rahmenschenkeln (111) aus Kunststoff mit jeweils mindestens einem Hohlraum (114) und mit einem in den Hohlraum (114) eingebrachten Verstärkungselement (115) nach Anspruch 1 und ggf. mindestens einem der folgenden Ansprüche.
Fenster oder Tür mit einem Rahmen (110) aus profilierten Rahmenschenkeln (111) aus Kunststoff mit jeweils mindestens einem Hohlraum (114) und mit einem in den Hohlraum (114) eingebrachten Verstärkungselement (115) nach Anspruch 1 und ggf. mindestens einem der Ansprüche 2 bis 10.