-
Sicherheitsprofilverbundkörper
-
Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsprofilverbundkörper der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
-
Solche Verbundkörper werden vor allem im Bauwesen für die Herstellung
verschiedenster Bauelemente verbreitet eingesetzt. So werden beispielsweise Profilschienen
aus Aluminium zur Herstellung wärmegedämmter Fensterrahmen und Türzargen in der
beschriebenen Weise miteinander verbunden. Angesichts der immer vordringlicher werdenden
Aufgabe, Energie zu sparen, spielen solche wärmeisolierten Fensterrahmen im Hochbau
eine immer wichtigere Rolle.
-
Ein Verbundkörper der genannten Art ist bereits in der deutschen Patentanmeldung
P 26 39 966.6 vorgeschlagen. Der Zwischenkörper
ist ein starrer
Kunststoffkern, der geschäumt und bzw. oder mit Glasfasern verstärkt sein kann.
-
Hergestellt werden diese Verbundkörper, indem die Teilkörper, im Falle
der Fensterrahmen als6 die Aluminiumprofilschienen, in einem Werkzeug im vorgegebenen
Abstand voneinander gehaltert werden und die so gebildete Massfuge anschliessend
mit dem in die Fuge hineinextrudierten Kunststoff gefüllt wird.
-
Verbundkörper der in Rede stehenden Art und Verfahren zu ihrer Herstellung
sind auch aus den DT-PSen 20 27 937 und 21 31 721 sowie aus den DT-OSen 23 08 320
und 25 31 221 bekannt. Bei diesen bekannten Verbundkörpern ist der Zwischenkörper
nicht einstückig ausgebildet. Der Zwischenkörper besteht aus seitlichen Spannelementen,
die durch einen in die Fuge gegossenen schäumbaren Kunststoff nach dem Schäumen
in Spannrichtung beaufschlagt sind. Die Spannelemente sind aus Kunststoff bestehende
Profilschienen, die in entsprechende Gegenprofile an den Aluminiumprofilschienen
eingreifen.
-
Allen diesen vorbeschriebenen und bekannten wärmegedämmten Verbundkörpern
ist gemeinsam, dass die beiden metallischen Teilkörper (Profilschienen) durch einen
(einstückigen oder mehrteiligen) Zwischenkörper aus Kunststoff mechanisch miteinander
verbunden sind.
-
Nachteilig an diesen Verbundkörpern ist, dass die Kunststoffe, aus
denen die isolierenden Zwischenkörper hergestellt sind, spätestens bei Temperaturen
um etwa 200 OC erweichen.
-
Dies kann beispielsweise bei aus solchen Verbundkörpern hergestellten
Fensterrahmen schon im Falle eines ansonsten harmlosen Zimmerbrandes zum Herausfallen
des gesamten isoliert gehalterten inneren Teils des Fensterrahmens mit dem Fensterflügel
und der Glasscheibe führen. Diese Gefahr ist naturgemäss um so grösser, je grösser
die Rahmen sind. Bei relativ
kleinen und harmlosen Bränden#können
so beispielsweise aus einem Hochhaus herabfallende Fenster oder auf die Strasse
fallende Schaufensterscheiben unverhältnismässig grosse Schäden verursachen.
-
Zur Behebung dieser Gefahr ist in der deutschen Patentanmeldung P
26 46 996.5 vorgeschlagen, den Zwischenkörper nicht aus Kunststoff, sondern aus
einem mechanisch ausreichend festen und wärmebeständigen Werkstoff herzustellen,
nämlich aus Asbestzement. Durch diese Lösung wird zwar die unerlässliche Sicherheit
für die Profilverbundkörper erreicht, jedoch müssen gegenüber dem Arbeiten mit Kunststoff
auch einige Nachteile in Kauf genommen werden. So wird der Transport der Verbundprofile
durch ihr höheres Gewicht etwas teurer und werden nicht ganz die Isolationswerte
erzielt, die mit den besten Kunststoffen erzielbar sind.
-
Angesichts der vorgeschlagenen und der bekannten Lösungen liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsprofilverbundkörper der eingangs
genannten Art zu schaffen, der die mechanische Sicherheit der mit feuerfestem Zwischenkörperwerkstoff
hergestellten Verbundprofile aufweist, gleichzeitig aber die Verwendung von gebräuchlichen
hochmolekularen Werkstoffen für den Zwischenkörper ermöglicht.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verbundkörper der eingangs genannten
Art vorgeschlagen, der die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale
aufweist.
-
Die Erfindung schafft also einen Profilverbund, bei dem die im Zwischenkdrper
verankerten und die beiden Teilkörper haltenden Verankerungsorgane, zumindest jeweils
eines dieser Verankerungsorgane an jedem der beiden Teilkörper, so ausgebildet sind,
dass sie sich im Zwischenkörper nicht berühren,
dass sie aber beispielsweise
beim Erweichen und Schmelzen des Zwischenkörperwerkstoffs und beim Verschieben der
beiden Teilkörper gegeneinander so zusammenwirken können, dass ein Auseinanderfallen
der beiden Teilkörper ausgeschlossen ist.
-
Bei der Verwendung der Sicherheitsprofilverbundkörper beispielsweise
zur Herstellung von Fensterrahmen wird der eine der beiden Teilkörper (das eine
der beiden Aluminiumprofilteile) im Mauerwerk verankert, während der andere der
beiden Teilkörper (der den Fensterflügel oder direkt die Glasscheibe tragende innere
Rahmenteil) über den Zwischenkörper von dem im Mauerwerk verankerten Rahmenteil
getragen und gehaltert wird. Erfindungsgemäss ist nun sowohl am inneren als auch
am äusseren Rahmenteil (Teilkörper) zumindest ein in den beide Elemente miteinander
verbindenden Kunststoff zwischenkörper eingreifendes Verankerungsorgan so ausgebildet,
dass sich diese beiden Verankerungsorgane, ohne sich zu berühren, hintergreifen.
Wenn der beispielsweise aus Kunststoff bestehende Zwischenkörper durch einen Zimmerbrand
oder durch einen Fabrikationsfehler bereits bei intensiver Sonnenbestrahlung so
weit erweicht, dass sine mechanische Festigkeit geringer als die von der Masse des
inneren Rahmenelementes auf den Zwischenkörper ausgeübte Kraft wird, beginnt sich
das innere die Glasscheibe tragende Rahmenteil gegen das äussere zu verschieben.
Bei sämtlichen bekannten und bereits vorgeschlagenen und bereits seit einigen Jahren
zu vielen Tausenden im Hochbau verwendeten Verbundprofilen endet dieser Vorgang
damit,dass der innere Rahmen aus dem verankerten Rahmen herausfällt. Beim Sicherheitsprofilverbundkörper
der Erfindung endet dieser Vorgang dagegen damit, dass die beiden sich hintergreifenden
Verankerungsorgane miteinander in Berührung gelangen, ineinander eingreifen und
dadurch ein Auseinanderfallen der beiden Rahmenteile verhindern. Der innere Rahmen
hängt zwar unisoliert und relativ lose, aber vollständig gesichert gegen ein Herausfallen
in dem
im Mauerwerk verankerten äusseren Rahmen.
-
In der einfachsten Ausbildung kann das Hintergreifen der beiden Verankerungsorgane
beispielsweise so bewerkstelligt werden, dass die beiden züsammenwirkenden Verankerungsorgane
als nebeneinanderliegend planparallel zueinander und axial verlaufende Rippen oder
Federn ausgebildet sind, die sich, senkrecht auf ihre Hauptfläche gesehen, hintergreifen,
wobei jede dieser Rippen oder Federn im wesentlichen senkrecht auf der die Fuge
bildenden Oberfläche des jeweiligen Teilkörpers steht.
-
Im Falle des vorstehend als Beispiel herangezogenen Fensterrahmens
müssen diese ebenen Federn so hoch ausgebildet sein, dass der beim Erweichen des
Zwischenkörpers im haltenden Aussenrahmen abwärts sinkende Innenrahmen mit seiner
an der Unterkante angebrachten Feder fest auf dem Aussenrahmen (vorzugsweise hinter
dessen aussenliegender Feder) aufsitzt, ohne dass die obere, zum Innenraum hin angeordnete
Feder des Innenrahmens unter der aussenliegenden Feder des Aussenrahmens hindurchtreten
kann, sich beide Federn also auch in diesem Zustand noch hinterschneiden. Um bei
dieser Ausbildung der Sicherheitsverankerung auch ein Hereinfallen des Fensterrahmens
in den Raum hinein zu verhindern, sind die Federn der beiden seitlichen Rahmenelemente
vorzugsweise versetzt gegen die horizontalen Rahmenelemente angeordnet, also in
der Weise, dass die Federn des äusseren, im Mauerwerk verankerten Rahmenelementes
innen und die Federn des inneren Rahmenelementes auf der Aussenseite des Rahmens
angeordnet sind.
-
Vorzugsweise sind die sich hintergreifenden Verankerungselemente jedoch
so profiliert, dass sie nach Art von Kupplungselementen oder Aufhängungselementen
beim Erweichen des
Zwischenkörpers ineinandergreifen können. So
können die Verankerungselemente beispielsweise die Form zweier komplementär mit
entgegengesetzter öffnung einander hintergreifender Rinnen oder U-Profile haben.
-
Hergestellt werden die Sicherheitsprofilverbundkörper der Erfindung
vorzugsweise in der Art, dass die beiden Teilkörper in einem Werkzeug unter Bildung
einer Fuge mit Sollmass zwischen sich eingespannt und gehaltert werden.
-
In die Fuge wird ein flacher Extruderkopf eingeführt, aus dem der
den Zwischenkörper bildende Kunststoff direkt in die Fuge hinein extrudiert wird.
Während des Extrudierens wird der Extruderkopf relativ gegen die beiden eingespannten
Teilkörper verschoben. Diese Relativverschiebung kann sowohl durch ein Verschieben
des Extruderkopfes gegen die ortsfesten Teilkörper als auch durch eine Verschiebung
der beiden Teilkörper bzw. des sie haltenden Werkzeuges gegen den ortsfesten Extruderkopf
erfolgen. Wo dies aus Raumgründen erforderlich ist, können auch sowohl der Extruderkopf
als auch das Haltewerkzeug in entgegengesetzter Richtung relativ zum Fundament der
Fertigungsanlage verschoben werden.
-
Das Heraustreten des in die Fuge hinein extrudierten noch plastischen
Kunststoffs aus den seitlichen Längsschlitzen der Fuge wird durch dichtend anliegende
mit dem Extruderkopf verschiebbare Kühlfinger verhindert. Auch kann die Rückseite
des Werkzeugs selbst als abdichtender Kühlfinger oder als abdichtende Kühlleiste
verwendet werden.
-
Insbesondere wenn die einander hintergreifenden Verankerungsorgane
die Form von zueinander komplementären Kupplungselementen oder Aufhängungselementen
haben, können jedoch durch ein nicht ausreichendes Fliessen des Kunststoffs in der
Fuge um die Verankerungsorgane herum Probleme auftreten.
-
Diese Schwierigkeiten werden nach einer Weiterbildung der Erfindung
vorzugsweise dadurch vermieden, dass das Extrudieren des Kunststoffs in die Fuge
zwischen den beiden Teilkörpern hinein vorzugsweise von den beiden einander gegenüberliegenden
Längsschlitzen der Fuge her gleichzeitig durch zwei Extruderköpfe erfolgt. Vorzugsweise
ist zu diesem Zweck der Extruderkopf als offener ringförmiger oder rahmenförmiger
Körper ausgebildet, der an seinen beiden Enden in die Längsschlitze der Fuge eingreifende
Extrusionsöffnungen aufweist. Der so ausgebildete Extruderkopf wird von einer einzigen
Schnecke bzw. einem einzigen Plastifizierwerk so beaufschlagt, dass der Kunststoff
vom Verlassen des Plastifizierwerks bis zu den beiden Extrusionsköpfen bzw. zu den
beiden Austrittsöffnungen in diesen Köpfen gleiche Wege zurücklegt. Durch diese
Massnahme lassen sich mit raschem Arbeitstakt fehlerfrei und vollkommen ausgefüllte
Sicherheitsprofilverbundkörper denn Rede stehenden Art herstellen.
-
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
-
Es zeigt die Fig. 1 im Querschnitt ein Aluminium-Kunststoff-Aluminium-Sicherheitsprofilverbund.
-
Der im Querschnitt senkrecht zur Längsachse in Fig. 1 dargestellte
Profilverbundkörper besteht aus den beiden Teilkörpern 1 und 3 und dem diese verbindenden
Zwischenkörper 2.
-
Die Teilkörper 1 und 3 sind Aluminiumprofilschienen. Der Zwischenkörper
ist ein schwach geschäumter durch gleichzeitiges Extrudieren von den beiden Längsschlitzen
der zwischen den Teilkörpern 1 und 3 gebildeten Fuge her in diese Zwischenfuge hinein
extrudierter Kunststoff. Der Teilkörper 1 ist durch die Verankerungselemente 4 und
5, der Teilkörper 3 durch die
Verankerungselemente 6 und 7,im Zwischenkörper
2 verankert.
-
Die Verankerungsorgane 4 und 5 einerseits und 6 und 7 andererseits
sind so ausgebildet und greifen so in den Zwischenkörper 2 ein, dass sie sich gegenseitig
nicht berühren.
-
Es sei angenommen, dass der Teilkörper 3 ortsfest verankert ist, dass
der Teilkörper 1 über den Zwischenkörper 2 vom Teilkörper 3 getragen wird und dass
am Zwischenkörper 1 eine in der Darstellung der Fig. 1 nach schräg unten links gerichtete
resultierende Kraft K angreift, die kleiner als die Festigkeit des Zwischenkörpers
2 unter den vorgesehenen normalen Einsatzbedingungen ist.
-
Wenn unter Unfallbedingungen die Kraft K grösser als die mechanische
Festigkeit bzw. der Verformungswiderstand des Werkstoffs des Zwischenkörpers 2 wird,
was entweder durch eine Uberbelastung des Teilkörpers 1 oder durch ein Erweichen
des Werkstoffs des Zwischenkörpers 2 oder durch beide Ereignisse gleichzeitig eintreten
kann, verschiebt sich der Teilkörper 1 relativ zum Teilkörper 3 in Richtung der
Kraft K. Ein Auseinanderfallen der beiden Teilkörper 1 und 3 wird unter diesen Bedingungen
erfindungsgemäss dadurch verhindert, dass an jedem der Teilkörper 1,3 zumindest
eines seiner Verankerungsorgane 5,7 so ausgebildet ist, dass sich diese zumindest
zwei Verankerungsorgane 5,7 zumindest in der Richtung hintergreifen, in die die
verbundenen Teilkörper 1,3 auseinanderfallen würden, wenn der Zwischenkörper die
mechanische Festigkeit Null hätte, also in Richtung der Kraft K auseinanderfallen
würden.
-
Wenn in der in Fig. 1 gezeigten Darstellung der Teilkörper 1 sich
in Richtung der Kraft K gegen den Teilkörper 3 verschiebt, gelangen die sich in
Richtung der Kraft K hintergreifenden Verankerungselemente 5 und 7 in direkten Kontakt
miteinander,
und zwar in der Weise, dass er ortsfest verankerte
Teilkörper 3 auf seiner Verankerungsrinne 7 den belasteten Teilkörper 1 über seine
Verankerungsrinne 5 hängend trägt. Ein Auseinanderfallen der beiden Teilkörper 1
und 3 ist damit in jedem Fall sicher verhindert.
-
Durch zusätzliche in entsprechender Weise komplementär verankernd
zueinander ausgebildete Verankerungsorgane kann ein solches Auseinanderfallen auch
beim Einwirken in andere Richtungen wirkender Kräfte verhindert werden.
-
Leerseite