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Verbundprofilstab und Verfahren zu
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seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen Verbundprofilstab,
bestehend aus wenigstens zwei metallischen Teilprofilstäben, diese unter Bildung
eines Hohlraumes auf Abstand haltenden Wandelementen aus einem wärmeisolierenden
Werkstoff, welche in Nuten der Teilprofilstäbe eingreifen sowie aus einem den Hohlraum
ausfüllenden, wärmedämmenden Füllstoffkörper.
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Aus der DT-PS 2027937 ist bereits ein Verbundprofilstab der vorgenannten
Art bekannt geworden, der für Fenster, Türen und dergl.
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Verwendung finden kann. Bei diesem Verbundprofilstab weisen die einander
abstandsweise gegenüberliegend angeordneten Teilprofilstäbe Nuten, Randabkantungen,
Hinterschneidungen oder dergl. auf, in welche stabartige Wandelemente mit I-förmigem
Querschnitt eingreifen und einen geschlossenen Hohlraum zwischen den Teilprofilstäben
bilden. Nach dem Einfüllen eines aufschäumenden, wärmeisolierenden Füllstoffes drückt
dieser während des Aufsehäumens die Teilprofilstäbe so weit auseinander, daß die
I-förmigen Wandelemente in den Nuten, an den Randabkantungen oder den Hinterschneidungen
der Teilprofilstäbe unter Bildung eines Reibschlusses gegen ein Verschieben fixiert
sind. Dabei werden die stabartigen Wandelemente auf Zug beansprucht. Bei der Verfahrensweise
zur Herstellung des bekannten Verbundprofilstabes werden die Teilprofilstäbe von
ihren Stirnseiten her ineinandergefügt und gegeneinander unter gleichzeitigem Einfüllen
des aufschäumenden Füllstoffes
verschoben. Der Füllstoff enthält
eine I#eaktionskonpo nente, die dessen Volumenvergrößerung erst dann beendet, wenn
die Teilprofilstäbe bereits zusammengefügt sind. Bei dieser Verfahrensweise ist
die Herstellung langer Verbundprofilstäbe schwierig, weil zum einen die trotz Spiel
in die Nuten, Randabkantungen oder Ilinterschneidungen der Teilprofilstäbe eingreifenden,
stabartigen und I-förmigen Wandelemente durch Ausbeulen beträchtliche Reibwiderstände
dem Einschieben entgegensetzen und zum anderen diese Reibungswiderstände durch die
beginnende Volumenvergrößerung des aufschäumenden Füllstoffes noch vergrößert werden,
so daß bei extrem langen Verbundprofilstäben ein Zusammenfügen gar unmöglich wird
Es ist Jedoch wünschenswert, bei der Weiterverarbeitung der Verbundprofilstäbe zur
Vermeidung größerer Verschnittanteile möglichst lange, handelsüblichen Normen entsprechende
Stabteile zur Verfügung zu haben. Ein beträchtlicher Nachteil des bekannten Verbundprofilstabes
besteht aber auch darin, daß infolge des zur Montage notwendigen Spieles zwischen
den Nuten, Randabkantungen und Hinterschneidungen der Teilprofilstäbe einerseits
und den I-förmigen Wandelementen andererseits die Maßhaltigkeit des Verbundprofilstabes
nicht in engen Grenzen gehalten werden kann. Vielmehr können die an einem Profilstab,
durch das mehr oder weniger Auseinanderdrücken der Teilprofilstäbe, entstehenden
unterschiedlichen Profilhöhen sowohl eine saubere Verarbeitung in Bezug auf Rahmenteile
für Fenster, Türen und dergl. als auch deren Abdichtung in Frage stellen Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbundprofilstab mit unterbrochener Wärmebrücke
zwischen den metallischen Teilprofilstäben so zu gestalten, daß der Verbund der
metallischen Teilprofilstäbe direkt durch den Füllstoffkörper selbst bei großer
Maßgenauigkeit mit einfachen und wenigen Mitteln erzielt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in den
zwischen den Teilprofilstäben befindlichen Hohlraum einragenden Wandteile der Nuten
mit am Füllstoffkörper verkrallenden Hinterschneidungen versehen sind. Dadurch ist
ein sicherer und exakter Verbund der beiden, in einem bestimmten Abstand zueinander
angeordneten, metallischen Teilprofilstäbe gegeben, die zwischen sich einen mittels
der in ihre Nuten eingreifenden, stabförmigen Wandelemente begrenzten Hohlraum zur
Bildung eines Füllstoffkörpers einschließen.
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Dabei sind die dem Hohlraum zugekehrten Wandungen der Teilprofilstäbe
vorzugsweise mit die Haftfläche vergrößernden Erhebungen versehen, die teilweise
als Leisten mit zum Hohlraum hin zunehmendem Querschnitt ausgebildet sind. Zur Unterstützung
der Verkrallung des Füllstoffkörpers an den metallischen Teilprofilstäben weisen
nach einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung die in den Hohlraum einragenden Leisten
der Teilprofilstäbe einen T-förmigen Querschnitt auf und ragen etwa über ein Viertel
des Abstandes der Teilprofilstäbe voneinander in deren Hohlraum ein.
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Zur Montageerleichterung und zur Aussteifung der durch die Füllmasse
auf Biegung beanspruchten Wandelemente sind diese nach einem weiteren, erfindungsgeinäßen
Merkmal über einen, insbesondere in der Mitte zwischen den metallischen Teilprofilstäben
verlaufenden, mit Durchbrüchen versehenen Steg einstückig miteinander verbunden.
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Um eine größere Stabilität des Füllstoffkörpers zu erzielen und die
metallischen Teilprofilstäbe sowohl in der X-Achse als auch in der Y-Achse ihres
Trägheitsmomentes starr zueinander anzuordnen, weisen auch die Wandelemente vorzugsweise
mit Hinterschneidungen versehene Ansätze auf, wodurch die Seitenwände des Füllstoffkörpers
unlösbar an diesen festlegbar sind. Als Füllstoffkörper kann eine Heaktionsmasse,
beispielsweise ein schäumbarer Kunststoff, Verwendung finden, der durch eine Volumenvergrößerung
die Teilprofilstäbe fest und unter Spannung stehend miteinander verbindet.
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Ein schäumender Kunststoff als Füllstoffkörper zwischen den metallischen
Teilprofilstäben ist deshalb sehr vorteilhaft, weil dieser im ausgeschäumten Zustand
eine Vielzahl kleiner Gasbläschen einschließt, wodurch seine Wärmedämmeigenschaften
besonders wirksam sind Dies ist insbesondere dann sehr wichtig, wenn die Verbundprofilstäbe
zur Bildung von Rahmenteilen für Fenster, Türen und dergl. verwendet werden. Dabei
ist es wesentlich, daß die Querschnitte der Rahmenteile möglichst maßgenau sind
und einen kleinen Toleranzbereich aufweisen, damit Anschlüsse und bereichsweise
ineinanderliegende Rahmenteile möglichst schmale und über ihre gesamte Länge gleich
schmale, wirksam abzudichtende Spalten aufweisen.
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Dies wird insbesondere durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
der oben beschriebenen Verbundprofilstäbe unter Verwendung des vorgenannten schäumbaren
Kunststoffes erzielt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Teilprofilstäbe
mit den Wandelementen unter Bildung eines Hohlraumes zusammengefügt und zwischen
eine starre und bewegliche Platte gemeinsam mit die zusammengefügten Teilprofilstäbe
korrespondierend überbrückenden Distanzleisten eingelegt werden, worauf der Hohlraum
zwischen den Teilprofilstäben mit dem ausschäumbaren Kunststoff ausgefüllt wird
und die bewegliche Platte solange über die Distanzleisten fest gegen die starre
Platte gedrückt bleibt, bis der Kunststoff erstarrt ist und einen festen Füllstoffkörper
zwischen den Teilprofilstäben und den Wandelementen bildet. Dabei werden vorzugsweise
eine Vielzahl von zusammengefügten Teilprofilstäben parallel nebeneinander zwischen
die starre und die bewegliche Platte geschoben, wobei zwischen zwei benachbarten
Teilprofilstäben jeweils eine mit der Höhe der zu bildenden Verbundprofilstäbe übereinstimmende
Distanzleiste eingelegt ist. Gegen diese Distanzleisten wird die bewegliche Platte
gedrückt und in dieser Andrucklage verriegelt, bis der anschließend in die Hohlräume
zwischen den Teilprofilstäben eingefüllte Kunststoff erstarrt ist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auf einfache Weise,
mit einfachen Mitteln, maßgenaue Verbundprofilstäbe herstellen, deren Länge jeder
handelsüblichen Stablänge angepaßt werden kann, indem die Platten zum Andrücken
und ggf. Verriegeln in einer Vorrichtung zur verfahrensgemäßen Herstellungsweise
die größte auftretende Stablänge aufweisen. Diese Andrückplatten können Bestandteile
handelsüblicher hydraulischer oder pneumatischer Pressen sein oder einer Pressenbauart
angehören, wie sie beispielsweise zum Aufblähen von Rohrblechen Verwendung finden.
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Um die Reaktion des schäumbaren Kunststoffes nicht bereits während
des Einfüllvorganges beginnen zu lassen, wird nach einem Merkmal des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorgeschlagen, die bewegliche und die starre Platte vor und während des
Ausfüllens der Hohlräume zwischen den Teilprofilstäben zu beheizen und ggf. nach
dem Einfüllen des schäumbaren Kunststoffes abzukühlen, um die Erstarrung des Füllstoffkörpers
zu beschleunigen.
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Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Verbundprofilstäben und
der die verfahrensgemäße Herstellung ermöglichenden Pressen sind im nachfolgenden
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1-3 Verbundprofilstäbe aus zwei metallischen Teilprofilstäben
verschiedenen Querschnitts mit dazwischen angeordneten Wandelementen und einem Füllstoffkörper
Fig 4-7 Wandelemente verschiedenen Querschnitts zur seitlichen Begrenzung des Hohlraumes
zwischen zwei metallischen Teilprofilstäben Fig. 8 Verfahrensgemäße Anordnung zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundprofilstäbe Fig. 9-10 Pressen zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Verbundprofilstäben.
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Der Verbundprofilstab besteht aus beispielsweise zwei mit ihren Längsrichtungen
parallel zueinander verlaufenden, metallischen Teilprofilstäben 15 und 16, deren
vereinfacht dargestellte Querschnitte den Erfordernissen des Metallbaues, insbesondere
des Fenster bzw. Türbaues angepaßt sind, und aus zwei die Teilprofilstäbe 15, 16
abstandsweise zueinander anordnenden und einen Holllraum 17 einschließenden Wandelementen
18. Diese Wandelemente 18 sind beispielsweise, wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich,
als Kunststoffstäbe mit einem dem Biegemomentenverzauf nachgeformten, sich zur Profilmitte
vergrößernden Querschnitt versehen und mit ihren Stirnkanten in Nuten 19 der dem
Hohlraum 17 zugekehrten Wandungen 20 und 21 der Teilprofilstäbe 15 und 16 angeordnet.
Die in den Hohlraum 17 einragenden Wandteile 22 der Nuten 19 weisen Hinterschneidungen
23 auf, wobei die beiden an einem Teilprofilstab 15 bzw 16 benachbarten Wandteile
22 eine schwalbenschwanzförmige Einbuchtung an der Wandung 20 bilden. Ein in den
Hohlraum 17 eingefüllter, vorzugsweise schäumbarer Kunststoff bildet nach seiner
Erstarrung einen Füllstoffkörper 24, welcher über die beiden schwalbenschwanzförmigen
Einbuchtungen an den Wandungen 20 und 21 der Teilprofilstäbe 15 und 16 verkrallt
und die Teilprofilstäbe 15 und 16 fest miteinander verbindet. Außerdem läßt sich
durch Flächenvergrößerung an den Wandungen 20, 21 die Haftung des Füllstoffkörpers
24 erhöhen. Zu diesem Zweck weisen die Wandungen 20, 21 in den Hohlraum 1-7 weisende
Erhebungen 25 auf. Insbesondere bei breiten, in Fig. 3 dargestellten Teilprofilstäben
können die Wandungen 20, 21 in ihrem mittleren Bereich mit in den Hohlraum 17 einragenden
Leisten 26 versehen sein, die einen zum Hohlraum hin zunehmenden Querschnitt aufweisen
und beispielsweise T-förmig gestaltet sein können. Diese T-förmigen Leisten 26 ragen
vorzugsweise über etwa ein Viertel des Abstandes der Teilprofietäbe 15, 16 voneinander
in den Hohlraum 17 ein und verstärken die Halterung der Teilprofilstäbe am im Hohlraum
17 gebildeten Füllstoffkörper 24.
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Zur Nontageerleichterung sind, wie in Fig. 4 dargestellt, die beiden
den hohlraum 17 zwischen den Teilprofilstäben 15, 16 abschließenden Wandelemente
18 über einen Steg 27 im mittleren Bereich der Wandelemente miteinander, insbesondere
einstückig miteinander verbunden. Im Steg 27 des nun lI-förmigen Begrenzungskörpers
sind in dichter Folge hintereinanderliegende Durchbrüche 28 zum Durchtritt des schäumbaren
Kunststoffes für die Bildung des Füllkörpers 24 angeordnet.
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Wie aus Fig. 5 ersichtlich, können auch Wandelemente 18 mit auf ihren
Stirnseiten angeordneten, in Längsrichtung verlaufenden Rillen 29 verwendet werden,
wodurch in den Nuten 19 eine labyrinthartige Dichtung erzielt wird, so daß allenfslls
beim Aufschäumen des Kunststoffes die Rillen 29 noch Kunststoff aufnehmen und keinesfalls
der Kunststoff nach außen gelangen kann.
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Die Wandelemente 18 können auch, wie in Fig. 6 dargestellt, mit vorzugsweise
in ihrem mittleren Bereich mit Ansätzen 30 versehen sein, die Hinterschneidungen
31 aufweisen, um am Füllstoffkörper 24 zu verhaken und einen zusätzlichen, stabilisierenden
Verbund zwischen Füllstoffkörper 24 einerseits und Wandelementen 18 andererseits
herzustellen. Statt der aus Fig. 6 ersichtlichen Ansätze 30 können die Wandelemente
18 auch, wie in Fig. 7 gezeigt, C-förmig gestaltet sein, wobei deren freie Schenkel
32 dem Hohlraum 17 zwischen den Wandungen 20 und 21 der Teilprofilstäbe 15 und 16
zugekehrt und mit den Hohlraum 17 auch seitlich erweiternden Hinterschneidungen
versehen sind. Dadurch wird auch eine innige Verbindung zwischen dem Füllstoffkörper
24 und den Wandelementen 18 hergestellt.
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Zur Herstellung vorstehend beschriebener Verbundprofilstäbe können
Pressen mit einer starren Platte 33 benutzt werden, die mindestens die gleiche Länge
wie die zu bildenden Verbundprofilstäbe 36 aufweisen. Dabei werden zweckmäßigerweise,
wie in Fig. 8 schematisch dargestellt, mehrere lose zusammengefügte, aus zwei Teilprofilstäben
15 und 16 und zwei Wandelementen 18 gebildete Verbundprofilstäbe 36 zwischen die
Platten 33 und 34 eingeschoben und zwischen
den einzelnen Verbundprofilstäben
und seitlich davon Distanzleisten 35 angeordnet. Dabei entspricht die Höhe der Distanzleisten
35 der Höhe der Verbundprofilstäbe, so daß die gegen die Distanzleisten gepreßten
Platten 33 und 34 Freiräume bilden, die ein Ausweichen der Teilprofilstäbe 15, 16
während des Ausschäumens des Hohlraumes 17 zwischen den Teilprofilstäben verhindert.
Die Platten 33 und 34 werden-so lange in einer gegen die Distanzleisten 35 festgelegten
Lage durch beispielsweise Aufrechterhaltung des Druckes auf die bewegliche Platte
34 oder durch gegenseitige Verriegelung gehalten, bis der ausschäumbare Kunststoff
innerhalb des Hohlraumes 17 zwischen den Teilprofilstäben 15 und 16 sowie den Wandelementen
18, die beispielsweise aus thermoplastischem Kunststoff bestehen können, erstarrt
ist. Die Platten 33 und 34 können zur Verzögerung einer vorzeitigen Erstarrung des
schäumbaren Kunststoffes vor Beendigung des Einfüllvorganges beheizt und zur Einleitung
einer schnellen Erstarrung des Kunststoffes nach dessen Einfüllen abgekühlt werden.
Dabei kann die Aufheizung durch elektrisch beheizbare Stäbe in den Platten 33 und
34 oder durch Dampf oder heißes Wasser in Kanälen der Platten 33 und 34 erfolgen.
Die Abkühlung ist neben der Einleitung kalten Wassers in die gleichen Kanäle in
den Platten beispielsweise auch durch flüssigen Stickstoff oder dergl. möglich.
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Für die Betätigung der beweglichen Platte 34 können beispielsweise
aus den Fig. 9 und 10 schematisch ersichtliche Pressen verwendet werden.Dabei ist
bei der in Fig. 9 dargestellten Presse eine starre Platte 33 im oberen Bereich einer
Aussparung der Pressenrahmen 37 angeordnet, während die untere, im unteren Bereich
der Aussparung des Pressenrahmens 37 angeordnete Platte 34 durch eine Kolben-Zylindereinheit
38 bewegt werden kann.
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Bei der aus Fig. 10 ersichtlichen Presse zur Verfahrensdurchführung
ist die starre Platte 33 auf einem Pressentisch 39 angeordnet, während die über
der starren Paltte 33 -angeordnete bewegliche Platte 34 über ein als Kraftübersetzer
dienendes Hebelsystem 40 durch seitlich neben dem Pressentisch 39 angeordnete Kolbe-Zylindereinheiten
38 beaufschlagbar ist. Mit jeder Kolben-Zylindereinheit ist t
ein
einseitiger, an ein Fixlager 41 drehbeweglich festgelegter Hebel verbunden, der
wiederum mit der beweglichen Platte in Verbindung steht.
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Die dargestellten und beschriebenen Ausbildungen und die Verfahrensweise
geben die Erfindung nur beispielsweise wieder und diese ist keinesfalls darauf beschränkt
So könnten beispielsweise die Teilprofilstäbe 15, 16 statt der hinterschnittenen
Wandteile 22 auch in den Hohlraum 17 weisende Abwinklungen aufweisen. Auch sind
noch andere, beispielsweise mit Haltenuten versehene Wandelemente 18 denkbar, die
sich an dem Füllstoffkörper 24 verkrallen.
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Statt einer Presse lieBe sich auch zur Durchführung des Verfahrens
zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundprofilstäbe eine spannrahmenartige
Formhalteeinrichtung mit einer mechanischen Verriegelung verwenden.
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Liste der Bezugszeichen 15 Teilprofilstab 16 17 Hohlraum 18 Wandelement
19 Nut 20 Wandung 21 " 22 Wandteil 23 Hinterschneidung 24 Füllstoffkörper 25 Erhebung
26 Leiste 27 Steg 28 Durchbruch 29 Rille 30 Ansatz 31 Hinterschneidung 32 Schenkel
33 Platte, starr 34 Platte, beweglich 35 Distanzleiste 36 Verbundprofilstab 37 Pressenrahmen
38 Kolben-Zylindereinheit 39 Pressentisch 40 Hebelsystem -41 Fixlager
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