DE2440794C3

DE2440794C3 - Zusammengesetzter Profilstab

Info

Publication number: DE2440794C3
Application number: DE19742440794
Authority: DE
Inventors: Eberhard 8904 Friedberg Schiller
Original assignee: Riedinger-Metallbau & Co Kg 8904 Friedberg GmbH
Current assignee: Riedinger-Metallbau & Co Kg 8904 Friedberg GmbH
Priority date: 1974-08-26
Filing date: 1974-08-26
Publication date: 1979-08-02
Also published as: DE2440794A1; DE2440794B2

Description

Die Erfindung geht aus von einer Profilstabverbindung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen und durch die DE-Gbm-Schrift 72 45 501 bekanntgewordenen Art.

Derartige Stäbe werden heutzutage vornehmlich in der Kombination mit Profilstäben aus Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit, wie Thermo- und Duroplasten, glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) usw. verwendet, um den bei aus Metallprofilstäben hergestellten Fensterrahmen oder Fassadengittern auftretenden Wärmefluß vom Innenraum an die äußere Atmosphäre möglichst vollständig zu unterbinden und dadurch den Niederschlag von Kondensaten auf der Innenseite, die in kalten Jahreszeiten sogar zur Vereisung kommen, zu vermeiden. Außerdem sind diese Profilstäbe auch für die Wärmewirtschaftlichkeit der damit ausgestatteten Gebäude von wesentlicher Bedeutung. Der ständige Wärmefluß durch das Metallprofil bewirkt im Winter die stärkere Abkühlung und im Sommer die stärkere Aufheizung der Innenluft, was nur durch größeren Heizmaterialverbrauch bzw. größere Kühlleistungen kompensiert werden kann.

Trotz der eindeutigen technischen Vorteile solcher zusammengesetzter Profilstäbe mit »thermischer Trennung« spielen für ihre Einführung die Herstellungskosten eine nicht unerhebliche Rolle, denn die unvermeid^r> liehen Mehrkosten gegenüber einteiligen Profilen sind nur dann gerechtfertigt, wenn sie sich in absehbarer Zeit, z. B. durch Einsparung an Heizungs- und/oder Kühlungskosten, amortisieren. Dies dürfte ein wesentlicher Grund dafür sein, daß die zahlreichen bekannten

κι Lösungen in der Praxis nicht in dem Umfange Eingang gefunden haben, als man es von Bedarf her hätte erwarten können.

Die bekannten Lösungen für zusammengesetzte Profilstäbe kann man generall nach den drei Verbin-

i-~> dungsarten Stoffschluß, Formschluß und Kraftschluß klassifizieren.

Die stoffschlüssiger. Verbindungen sind haup [sächlich Klebeverbindungen, die nicht nur zusätzliche Material- und Arbeitskosten, sondern auch Verlustzeiten durch das Abbinden des Klebers verursachen. Der Stoffschluß wird — wie auch nach dem DE-Gbm 72 45 501 — durch Ausschäumen des Zwischenraumes zwischen den zu verbindenden Teilstäben bewirkt Dies bedingt nicht nur einen höheren Aufwand an Arbeitszeit, man büßt auch

2^r> den Vorteil der Isolierung durch die Luft ein, die bekanntlich gegenüber festen Stoffen einen geringeren Wärmeleitwcxt besitzt.

Bei den formschlüssigen Verbindungen sind an den zu verbindenden Stäben Nuten und Stege angeformt, die

3» nach Art einer Nut/Federverbindung ineinandergreifen und mittels Wülsten, Vorsprüngen, Rillen, tannenbaumartiger Verzahnungen miteinander verhakt sind. (Vgl. hierzu DE-AS 12 14 375, DE-AS 19 55 591, DE-AS 17 84 627, DE-AS 23 00 532, DE-OS 22 48 474, DE-OS

i^r> 2100 620, DE-GM 18 38 437 und DE-GM 73 24 331.) Die Herstellung solcher Formschlußprofile bedarf beträchtlicher Präzision, wenn die Verbindung über die gesamte Stablänge einwandfrei sein soll. Wenn die Verbindungsprofile nicht zusätzlich verschraubt sind,

*<> was einen weiteren Material- und Arbeitsaufwand bedingt, dann müssen sie bei einer etwaigen Änderung oder Reparatur des jeweiligen Bauwerkteiles zerstört werden, sofern nicht - wie nach DE-PS 19 55 591 — das Verbindungsprofil einen mittleren Spalt aufweist, in

•i^r> den ein die mit Haken versehenen Stege spreizender Keil eingetrieben wird.

Von den kraftschlüssigen Verbindungen ist beispielsweise die aus DE-OS 21 40 818 bekannte Vorrichtung zur Befestigung eines Metallrahmens an einem Fenster-

^r'ii oder Türrahmen zu erwähnen, bei der Verbindungsglieder mit T-förmigen Endteilen und rechteckigem Umriß vorgesehen sind, die auf ihren Innenflächen je eine Keilfläche aufweisen. In den einander zugewendeten Stegen der zu verbindenden Profile sind rechteckige

^r>^r> Öffnungen eingestanzt, in welche die T-förmigen Endteile der Verbindungsglieder eingeschoben werden. Nach einer Drehung um 90° klemmt sich das Endteil an diesem Steg fest und bewirkt so die Verbindung, die durch eine Rückdrehsicherung gegen Lösen gesichert

^h" ist. Diese Verbindungsglieder sind nicht nur kompliziert im Aufbau und dadurch entsprechend teuer in der Herstellung, sie müssen auch einzeln von Hand in die Rechtecklöcher eingesetzt und verdreht werden. Auch das Stanzen der Löcher bedingt einen weiteren

f'-> Arbeitsgang. Häufig muß auch noch der verbleibende Spalt mit Zusatzprofilen aus einem Werkstoff geringer Wärmeleitfähigkeit abgedeckt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Profilstab-

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verbindungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art in soweit zu verbessern, daß bei größtmöglichster Ausnutzung des geringen Wärmeleitwertes der Luft, also größtmöglichsten materialfreien Lufträumen und damit geringster Wärmeübertragung an der Verbindung und bei größter Verbindungsfestigkeit vor allem eine möglichst einfache Verbindung mit einer besonders einfachen Feitigungsmöglichkeit, die geringsten Aufwand an Vorrichtungs- und Arbeitskosten bedeutet, erreicht ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 bis 4 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht sind.

Es ist zwar durch die DE-Gbm-Schriften 73 24 331 und 18 38 437 bei Profilstabverbindungen ähnlicher Art bekannt geworden, Keilverbindungen vorzusehen, jedoch ist der sonstige technische Zusammenhang bei diesem Stand der Technik jeweils ganz anders gelagert wie bei der Erfindung.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß vor allem im Strangpreßverfahren gespritzte Leichtmetallprofile als auch durch Extrusion oder erst recht im Preßverfahren hergestellte Profile aus Plasten die Formung solcher Keilflächen mit ausreichender Präzision ermöglichen. Diese entgegen der Einschubrichtung schwach geneigten Keilflächen erzeugen bei relativ geringer Druckkraft große Normalkräfte, die durch Reibungsschluß eine feste Verbindung ergeben. Durch Anordnung von Doppelkeilen kann dieser Reibungsschluß noch erhöht werden. Mit relativ einfachen Mitteln wird so im Innern des Verbundprofils mit ausreichender Verbindungsfestigkeit ein mit Luft gefüllter Hohlraum gebildet und somit die gegenüber allen festen Stoffen geringere spezifische Wärme der Luft voll ausgenutzt.

Zur Sicherung gegen unerwünschtes Lösen, z. B. durch Erschütterungen oder durch infolge verschiedener Ausdehnungskoeffizienten unvermeidlicher Relativverschiebungen in der Längsrichtung der Teilstäbe, können die im zusammengesetzten Zustand aufeinander liegenden Stege leicht V-förmig profiliert und festigkeitsmäßig so bemessen werden, daß sie beim Zusammenfügen der Nut/Federverbindung um das Stichmaß des flachen V-Profils elastisch spreizbar und/oder zusammendrückbar sind.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Verbindung mit Einfach-Keilflächen,

F i g. 2 eine Verbindung mit Doppelkeilflächen,

F i g. 3 eine Verbindung mit einem Spreizprofil,

Fig.4 ein Verbindungsprofil mit flach V-förmig profilierten Stegen,

F i g. 5 eine Verbindung mit asymmetrisch V-förmig profilierten Stegen,

F i g. 6 die Anwendung erfindungsgemäßer Verbindungen bei einem Fenster,

F i g. 7 die serienmäßige Herstellung erfindungsgemäßer Verbindungen und

F i g. 8 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII der F i g. 7.

In F i g. 1 bezeichnen 1 und 2 zwei Leichtmetallprofilstäbe, an deren einander zugewendeten Seitenflächen durch die angeformten Stege 3,4 die Nuten 5,6 gebildet sind. Die Innenflächen der Stege 3,4 sind als Keilflächen 7, 8 mit einem für Selbsthemmung ausreichenden Keilwinkel Ro ausgebildet

Beide Profilstäbe 1, 2 sind mittels des Profilstabes 9 verbunden, dessen Stege 11, 12 mit den Gegenkeilflächen 13,14 unter relativ geringem Druck in die Nuten 5, 6 eingeführt sind, wobei infolge der Keilwirkung eine reibungsschlüssige Verbindung geschaffen ist Ein ' trapezförmiger Profilstab kann den Hohlraum abschließen.

F i g. 2 zeigt eine der F i g. 1 im allgemeinen entsprechende Verbindung, bei der jedoch der Steg U' des U-Profils 9' als Doppelkeil mit den Keilflächen 12a,

ι» 136 und den Gegenkeilflächen 7a, Tb der Nut 5' den Reibungsschluß herstellt Das eingezeichnete Kräfteparallelogramm veranschaulicht, mit welcher geringen Druckkraft D die für den festen Reibungsschluß maßgebenden Normalkräfte Nerzeugt werden können.

i"> Zur Sicherung des Reibungsschlusses gegen ungewolltes Lösen der Verbindung ist in der Ausführung nach F i g. 3 ein U-förmiges Spreizprofil 19 angeordnet, dessen Stege 20 leicht angewinkelt sind und in ebenso verlaufenden Nuten 22 der zu verbindenden Profile 21

>(i eingreifen. Beim Zusammenfügen der einzelnen Profiistäbe werden, wie im Zusammenhang mit F i g. 7 und 8 noch näher erläutert wird, die Stege 20 elastisch so weit gespreizt, daß sie in die Nuten 22 eingeführt werden können. Der Kraftschluß setzt sich hierbei also aus dem

?' Reibungsschluß und der elastischen Federkraft zusammen.

Die Maßnahme der zusätzlichen Sicherung der Verbindung durch elastische Federkraft ist in den Ausführungen nach F i g. 4 und 5 noch weiter entwickelt.

■^:l Hierbei sind die im zusammengebauten Zustand aufeinander liegenden Stege 24, 25 bzw. 26, 27 der zu verbindenden Profilstäbe 28, 29 bzw. des verbindenden U-Profilstabes 30 leicht V-förmig profiliert und festigkeitsmäßig so bemessen, daß sie beim Zusammen-

i■· fügen um das Stichmaß »s« elastisch spreizbar und/oder zusammendrückbar sind. Vorteilhaft werden dabei beide Steg-Paare elastisch verformbar ausgebildet, um durch geringste elastische Verformung die Nut-/Federverbindung herstellen zu können.

¹¹I Diese Verbindung wird besonders vorteilhaft bei Profilstäben geringer Abmessungen, wie sie z. B. für Leichtmetall-Fenster und -Türen verwendet werden, angewendet. Mittels eines Satzes von einem oder mehreren Rollenpaaren können die Verbindungsstäbe · 30 — gewissermaßen als »Druckknopfleiste« — in die Nuten der zu verbindenden Profile 28, 29 eingedrückt werden. Sobald der Scheitelpunkt des V-Profils überwunden ist, schnappt die Leiste in die Nuten ein, und mit leichtem Nachdruck erhält man den zuverlässi-

■·<> gen Kraftschluß.

Die Ausführung nach F i g. 5 unterscheidet sich von der nach F i g. 4 dadurch, daß die V-förmig profilierten Stege 24' und 25' außen und innen verschiedene Keilwinkel aufweisen. Während der Keilwinkel durch

~>~> den Reibungswinkel für Selbsthemmung bestimmt wird, ist der Winkel ein Vielfaches hiervon. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Kraft zum Lösen der Verbindung größer wird als die zu ihrer Herstellung.

Generell ist darauf hinzuweisen, daß die den Reibungsschluß bewirkenden Flächen in bekannter Weise, z. B. Sandstrahlen, Beizen und dgl., behandelt oder mit Überzügen versehen werden können, um den Reibungskoeffizienten zu erhöhen.

Fig.6 zeigt die Anwendung solcher Verbindungen

^h > bei einem Fenster, bei dem sowohl das Siockprofil 33 als auch das Flügelprofil 34 mit »thermischer Trennung« ausgestattet sind, die durch die U-Profile 35, 36, 37, 38 bewirkt wird, die hier &lü einem glasfaserverstärkten

Kunststoff bestehen. Der Profilstab 36 weist zugleich eine Aufnahmenut für eine Mitteldichtung 39 und der Stab 37 eine Anschlagnase 40 auf. Falls diese einmal beschädigt werden sollte, kann der Stab gegebenenfalls gelöst und durch einen neuen ersetzt werden. Die Anordnung der Aufnahmenut bzw. der Anschlagnase 40 unmittelbar an den Verbindungsstäben 36,37 sichert die nahezu vollständige Unterbrechung des Wärmeflusses, da metallische Innenteile nirgendwo mit kalter Außenluft in Berührung kommen.

Fig. 7 und 8 zeigen die serienmäßige Herstellung zusammengesetzter Profilstäbe. Die beiden Leichtmetall-Profilstäbe 50, 50' werden dabei mit den Verbindungsstäben 51, 51' aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit zu einem Verbundprofii verbunden. Dies geschieht mit Hilfe von Druckrollenpaaren 52/52', 53/53', 54/54', welche die Stege der schräg zugeführten Verbindungsstäbe kontinuierlich in die Nuten der zu verbindenden Stäbe 50, 50' hineindrücken. Ein Druckrollenpaar, z. B. 54/54' oder auch mehrere können angetrieben sein und damit gleichzeitig den Vorschub bewirken. Die Rillen 55 in den Druckrollen verhindern einerseits die Beanspruchung irgendwelcher Ansätze an den Verbindungsstäben und sorgen zugleich für exakte Führung.

Um die Ansammlung von Wasser oder sonstigen Flüssigkeiten, z. B. Oxalsäure bei nachträglichem Eloxieren, in den Hohlräumen der Nut-/Federverbindung zu verhindern oder Passungsrost in den Keilflächen zu vermeiden, kann vor dem Zusammenfügen in die Nuten eine neutrale Füllmasse eingefügt werden. Für den Fall, daß aus irgendwelchen Gründen der von den Verbindungsstäben überbrückte Zwischenraum mit zusätzlichen Abdeckleisten abgedeckt werden muß, können die Verbindungsleisten auch aus Kurzstücken bestehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aus mehreren Teilstäben zusammengesetzter Profilstab aus Metall (einschließlich Stahl) und/oder Kunststoff, insbesondere für die Herstellung von Bauwerksteilen, wie Fenster, Türen, Pfosten und Querriegel für Fassaden und dgl., wobei die in bezug auf die Längsachse des Verbundprofils außen liegenden Teilstäbe an ihren einander zugewendeten Seitenflächen zu diesen etwa parallel verlaufende in L- oder T-Form angeordnete Stege aufweisen, die mit den Seitenflächen Nuten bilden, in die jeweils ein Steg eines die äußeren Teilstäbe verbindenden U-förmig profilierten und parallel zu den Stegebenen einsetzbaren Teilstabes nach Art einer Nut/ Federverbindung eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenflächen der Stege (3, 4) der äußeren Teilstäbe (1, 2) mindestens je eine Keilfläche (7, 8) und an den in die Nuten (5, 6) eingepreßten Stege (11, 12) des verbindenden Teilstabes (9) entsprechende Gegenkeilflächen (13, 14) angeordnet sind, wobei der Keilwinkel (Herunter Berücksichtigung der Selbsthemmung so bemessen ist, daß ausschließlich durch diesen Kraftschluß, d. h. ohne zusätzlichen Stoffschluß durch Kleben, Schweißen, Ausschäumen und dgl, ein fester Verbund mit einem hohlen Innenraum hergestellt ist

2. Profilstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Nut eingreifende Profilsteg (H') in an sich bekannter Weise als Doppelkeil (7a, 7b) ausgebildet ist.

3. Profilstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vt-rbindungsprofil als Spreizprofil (19) mit leicht angewinkelten Stegen (20) ausgebildet ist, die in ebenso verlaufende Nuten (22) der zu verbindenden Profile (21) eingreifen (F ig. 3).

4. Profilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Reibungsschluß bewirkenden Keilflächen in an sich bekannter Weise aufgerauht oder mit einem reibungserhöhenden Überzug versehen sind.