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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbundprofil mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.
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Aus der DE-OS 21 31 692 und dem DE-GM 74 40 130 ist jeweils ein Verbundprofil dieser Art bekannt, bei welchem die Kupplungselemente zweiteilig ausgebildet sind und jeweils aus zwei Schiebern bestehen. Diese beiden Schieber bestehen aus mit den Spitzen gegeneinander verschiebbaren, beiderseits in hinterschnittene Verbindungsnuten der Metallprofile eingreifenden Keilen. Diese Keile müssen einzeln in die Metallprofile eingeführt und dann gegeneinander verschoben werden, um sie zu verspannen. Hierbei können infolge der Reibungskräfte die Metallprofile in Längsrichtung relativ zueinander verschoben werden, was nachteilig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbundprofil entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem die Gefahr, daß beim Verspannen der Kupplungselemente die beiden Metallprofile in Längsrichtung relativ zueinander verschoben werden, vermieden ist.
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Dies wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale erreicht.
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Durch die Ausbildung gemäß der Erfindung ist es möglich, die beiden Metallprofile durch die Kupplungselemente miteinander zu verbinden, ohne daß sich die Profilteilstücke selbst gegenüber den Metallprofilen beim Verspannen des Kupplungselementes verschieben. Damit können die über die Länge des Verbundprofils verteilten Kupplungselemente an genau definierten Positionen mittels einer Klemmzange genau dosiert verspannt werden, wobei jedes Kupplungselement als Einheit problemlos zwischen die Metallprofile eingeführt werden kann und dabei die Metallprofile automatisch in konstantem Abstand voneinander hält.
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Beim erfindungsgemäßen Verbundprofil bleiben die beiden Profilteilstücke des Kupplungselementes beim Verspannen gegenüber den Metallprofilen stationär, und die fertigungsbedingte Rauhigkeit der Flächen bleibt erhalten und wird nicht abgeschliffen. Durch das Auseinanderdrücken der Profilteilstücke mittels des mit Keilflächen versehenen oder keilförmigen Zwischenstücks werden die Unebenheiten und Rauhigkeiten benachbarter Flächen der Profilteilstücke und der Metallprofile ineinandergedrückt und ineinanderverkrallt, so daß eine sehr hohe Haftreibung entsteht und die Verbundprofile sehr stark belastbar sind.
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Anhand der Zeichnungen werden nachstehend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
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Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Verbundprofil mit den zwei Metallprofilen und einem zwischen diesen angeordneten Kupplungselement,
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Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II gemäß Fig. 1,
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Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Profilteilstück des Kupplungselementes,
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Fig. 4 eine Ansicht des Profilteilstückes gemäß Fig. 3 von vorne,
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Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Zwischenstück,
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Fig. 6 eine Ansicht des Zwischenstücks gemäß Fig. 5 von vorne,
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Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein Kupplungselement in vormontiertem Zustand, vor dem Einschieben zwischen die Metallprofile,
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Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Verbundprofiles,
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Fig. 9 einen Längsschnitt durch das Kupplungselement gemäß Fig. 8 in vormontiertem Zustand, und
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Fig. 10 einen Schnitt durch die Rändelung an einem Metallprofil und die Verzahnung an einem Kupplungselement in größerem Maßstab.
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Die Fig. 1 bis 7 zeigen eine erste Ausführungsform des Verbundprofiles. Die beiden parallelen Metallprofile 1, 2, welche zusammen mit einer Anzahl von in Abständen voneinander angeordneten Kupplungselementen 3 aus Kunststoff das Verbundprofil bilden, sind lediglich schematisch dargestellt.
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Das Kupplungselement 3 besteht aus zwei symmetrischen Profilteilstücken 4, deren einander zugekehrte Flächen 5, 5 a in Längsrichtung des Verbundprofiles geneigt sind. Zwischen den Profilteilstücken 4 ist ein dieselben auseinanderdrückendes Zwischenstück 6 unlösbar eingeschoben.
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Dazu sind die geneigten Flächen 5 a der Teilstücke 4 und die diesen Flächen 5 a zugewandten Keilflächen 7 a mit ineinandergreifenden, sägezahnartigen Querrippen 8 versehen.
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Nach dem Einpressen des Zwischenstücks 6 ist das Kupplungselement 3 mit den Metallprofilen 1, 2 elastisch verspannt, wobei die Querrippen 8 ein Lösen der Verbindung verhindern.
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Die Profilteilstücke 4 des Kupplungselementes 3 weisen je symmetrisch zu ihren Längsachsen angeordnete Vorsprünge 9 auf, welche die Längsrippen 10 der Metallprofile 1, 2 hintergreifen. Die Rippen 10 und die Vorsprünge 9 sind mit zusammenwirkenden, geneigten Anzugsflächen 11 derart versehen, daß beim Auseinanderdrücken der Profilteilstücke 4 durch das Zwischenstück 6 diese die Metallprofile 1, 2 gegeneinanderziehen, bis deren Rippen 10 auf an den Profilteilstücken 4 vorgesehenen Abstandsbegrenzungsflächen 12 aufliegen, wodurch der korrekte Abstand der Metallprofile 1, 2 in engen Toleranzen eingehalten ist.
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Die Länge des den Vorsprung 9 tragenden Halses 14 des Profilteilstückes 4 ist kleiner als die Breite der in den Hals 14 eintretenden Rippe 10. Beim Zusammenbau des Verbundprofils wird dabei der Hals 14 durch die Rippe 10 elastisch gedehnt, so daß die Metallprofile 1, 2 in ihrer montierten Lage federnd mit dem Kupplungselement verspannt sind. Dies bedingt, daß für das Kupplungselement ein wärmeisolierendes Material gewählt wird, welches zumindest etwas elastisch deformierbar ist.
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Für den Keilwinkel der Keilflächen 7, 7 a hat sich ein Wert von etwa 2° bewährt. Die Anzugsflächen 11 weisen zweckmäßig einen Winkel von etwa 30° gegen die Vertikale auf.
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Durch die im wahlweisen Abstand voneinander eingesetzten Kupplungselemente 3 werden im Verbundprofil Luftkammern begrenzt, die nach außen durch je ein elastisches Abdeckprofil 13 abgeschlossen werden. Die ruhende Luft in diesen Kammern trägt zu einer vorzüglichen Isolation bei.
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Vor dem Einschieben des Kupplungselementes 3 in die Metallprofile 1, 2 werden die Einzelteile 4, 6 des Kupplungselementes so zusammengebaut, daß an einem Ende 16 des letzteren der vordere Teil 18 des Zwischenstücks 6 zwischen die Profilteilstücke 4 eingesetzt und mittels eines Scherstiftes 19 mit diesen fest verbunden wird (Fig. 7). Zu diesem Zweck sind die Profilteilstücke 4 mit einer entsprechenden Bohrung 20 für den Scherstift 19 versehen, wobei letzterer zweckmäßig einstückig mit dem Zwischenstück 6 ausgebildet ist. Das Zwischenstück 6 weist einen im Querschnitt dickeren, schienenförmigen Mittelsteg 21 auf, dessen Keilflächen 7 a mit den Querrippen 8 versehen sind und der in den Längsnuten 22 der Profilteilstücke 4 geführt ist. Beidseits des Mittelstegs 21 sind im Querschnitt flügelförmige Ansätze 23 angeordnet, deren ungerippte Keilflächen 7 mit den entsprechenden Schrägflächen 5 der Profilteilstücke 4 zusammenwirken.
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Im vormontierten Zustand des Kupplungselementes 3, vor dem vollständigen Einpressen des Zwischenstücks 6, berühren sich die Profilteilstücke 4 am entfernteren Ende 17 des Scherstifts.
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Dadurch wird gewährleistet, daß die den Rippen 10 zugeordneten Außenflächen 24 des Kupplungselementes 3 parallel sind, und daß sich dasselbe beim Einschieben in die Metallprofile 1, 2 nicht verkanten kann. Der Abstand dieser Außenflächen 24 ist dabei so gewählt, daß sich das Kupplungselemente mit etwas Spiel leicht zwischen die Metallprofile 1, 2 einschieben läßt, ohne daß es verkanten kann.
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Anschließend wird das Zwischenstück 6 mit einem nicht näher dargestellten Werkzeug zwischen die Profilteilstücke 4 eingepreßt, wobei der Scherstift 19 abgeschert wird. Dabei werden auch Toleranzabweichungen der Metallprofile und der Kupplungselemente berücksichtigt, indem das Kupplungselement anpaßbar ist und das Zwischenstück den jeweiligen Abmessungsunterschieden entsprechend an dem einen oder anderen Ende des Kupplungselementes etwas vorstehen kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines Verbundprofils gemäß den Fig. 8 und 9 werden zwei mit den verjüngten Enden gegeneinander verschiebbare keilförmige Zwischenstückteile 25 vorgesehen, um die beiden Profilteilstücke 26 auseinanderzudrücken. Die Zwischenstückteile 25 weisen wiederum auf beiden, den Profilteilstücken 26 zugekehrten Seiten Keilflächen 27, 27 a auf, wobei die entsprechenden längsgeneigten Schrägflächen 28, 28 a der Profilteilstücke 26 so angeordnet sind, daß der größte Materialquerschnitt des Profilteilstückes 26 in der Mitte 30 ist.
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Für die Vormontage dieses Kupplungselementes 29 werden die verjüngten Enden der Zwischenstückteile 25 an beiden Enden 16, 17 der Profilteilstücke 26 eingesetzt und mittels der Scherstifte 19 mit den Profilteilstücken verbunden. Die selbsthemmenden Querrippen 8 sind gegengleich auf nur einer Seite der Zwischenstückteile 25 bzw. der Profilteilstücke 26 angeordnet.
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Im übrigen entspricht die zweite Ausführungsform der bereits beschriebenen ersten Ausführungsform des Verbundprofils, so daß sich eine Wiederholung der Erläuterung erübrigt.
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Vorzugsweise können die Zwischenstückteile 25 gleich ausgebildet sein wie die Zwischenstücke 6 der ersten Ausführungsform, wobei dann die symmetrischen Profilteilstücke 26 doppelt so lang sind wie die Profilteilstücke 4. Durch die größeren Materialquerschnitte wird die Festigkeit erhöht.
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Da das Einschieben der Zwischenstückteile 25 von beiden Enden 16, 17 des Kupplungselementes 29 aus erfolgt, ist die Druckverteilung gleichmäßiger und die Stabilität größer.
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Beide vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Verbundprofile können innerhalb genormter Werte durchgebogen werden, ohne eine bleibende Verformung zu erleiden. Um auch momentane Spitzenlasten zu berücksichtigen, müssen aber bei der Konstruktion noch Sicherheitsfaktoren vorgesehen sein. Bei der Verwendung der Verbundprofile als Fensterrahmen können beispielsweise hohe Windlasten auftreten, wobei die Durchbiegungen in den Verbundprofilen starke Schubkräfte erzeugen. Bei extremer Überbelastung können diese Schubkräfte die Haftreibung zwischen den Kupplungselementen und den Metallprofilen überwinden, so daß die Metallprofile gegeneinandergleiten und das Verbundprofil bleibend verformt wird. Solche Verformungen können insbesondere auch dann auftreten, wenn die Metallprofile oberflächenbehandelt, beispielsweise eloxiert, werden, was die Haftreibungswerte herabsetzt.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Längsrippen 10 der Metallprofile auf den den Abstandsbegrenzungsflächen 12 der Klemmelemente zugekehrten Seiten zu rändeln. Dies kann beispielsweise bei der Herstellung der Metallprofile so erfolgen, daß zwei Rändelscheiben auf den Längsrippen 10 abgerollt werden, wobei zwischen den Rändelscheiben ein durch die Längsnut der Metallprofile geführtes Leitrad vorgesehen sein kann.
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Die Abstandsbegrenzungsflächen 12 der Kupplungselemente werden ebenfalls mit einer Verzahnung 31 versehen, wie dies in Fig. 4 gestrichelt angedeutet ist. Dadurch wird erreicht, daß beim Verspannen des Verbundprofils die Verzahnungen der Kupplungselemente und die Rändelungen der Metallprofile formschlüssig ineinandergreifen und den Verschubwiderstand des Verbundprofils wesentlich erhöhen.
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In der Fig. 10 ist die Rändelung 32 an der Längsrippe 10 des Metallprofils 1 und die Verzahnung 31 am Profilteilstück 4 in größerem Maßstab dargestellt.
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Beim Montieren des Verbundprofils sind die Abstände zwischen den Längsrippen genügend groß, so daß die Rändelung nicht störend wirkt.