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Isolierprofilschiene
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Die Erfindung richtet sich auf eine Isolierprofilschiene aus mindestens
zwei Metallprofilen, die unter Bildung eines Innenhohlraums durch mindestens zwei
wärmeisolierende Gummi-oder Kunststoffprofile fest miteinander verbunden sind, wobei
die Isolierprofile mit Nocken in diesen gegenüber geringfügig kleinere, durch einen
federnd elastischen Schenkel begrenzte Ausnehmungen der Metallprofile eingreifen
und die Isolierprofile an Rasten der Metallprofile arretierbar sind.
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Solche Isolierprofilschienen finden vor allem bei der Herstellung
von Fenster- und Türrahmen, Fassaden od. d. Verwendung> wobei der Isolierstoff
zwischen den Metallteilen die Wärmeleitung von der Außen- zur Innenseite des Gebäudes
weitgehend herabsetzen soll. Isolierprofilschienen dieser Art sind in verschiedenen
Ausführungsformen bereits bekannt. Das technische Problem besteht jeweils darin,
eine Verbindung zwischen den Metall- und
den Isolierprofilen zu
schaffen, die hohen mechanischen und thermischen Anforderungen gerecht wird und
sich durch eine gute Maßhaltigkeit auszeichnet, um eine einwandfreie Weiterverarbeitung
der erhaltenen Isolierprofilschienen zu ermöglichen.
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Diese Isolierprofilschienen können beispielsweise durch eine Isolierleiste,
die an beiden Seiten in Schwalbenschwanzführungen der Metallprofile eingezogen ist,
gebildet werden (DT-AS 1 117 290).
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Bei einer bekannten Ausführungsform (DT-OS 1 659 428)sollen Full-Leisten
in das Isolierprofil eingeschoben werden, wodurch eine Verbindung mit den Metallprofilen
durch deren hierbei bewirkte Deformation erreicht wird. Aufgrund der auftretenden
hohen Reibungskräfte können auf diese Weise aber nur relativ kurze Isolierprofilschienen
hergestellt werden. Eine andere vorbekannte Ausführungsform (DT-AS 1 1o1 734) erreicht
eine Verbindung zwischen 11etall- und Isolierprofil durch eine plastische Verformung
des Metalls einerseits und eine elastische Deformation des Isolierprofils andererseits.
Dies setzt aber ein elastisch verformbares Material für das Isolierprofil voraus,
was wiederum die Maßstabilität erheblich begrenzt. Bei einer weiteren dem Stand
der Technik angehörenden Isolierprofilschiene (DT-OS 2 203 237) schnappen Metallflansche
in Innenvorsprünge des Isolierp Rils ein und erleiden dabei eine bleibende plastische
Verformung. Bedingt durch die niedrigen Klemmkräfte aufgrund der plastischen Verformung
ist die hierbei erreichte Längsstabilität unbefriedigend. Auch bei der Isolierprofilschiene
gemäß der DT-OS 2 559 595 wird die Verbindung zwischen Metall- und
Isolierprofil
durch plastische Verformung von Vetalldruckschenkeln erreicht, die mittels eines
durch den Innenhohlraum gezogenen Dorns am Isolierprofil zur Anlage gebracht werden.
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All den genannten Ausführungsformen ist gemeinsam, daß sie, soweit
sie nicht durch aufwendige Fertigung wirtschaftlich ohnehin nicht vertretbar sind,
keine ausreichende Maßhaltigkeit, insbesondere Längsstabilität, aufweisen, was vor
allem auf alterungsbedingten Materialveränderungen, wie nachlassende Spannung durch
nachfließenden Kunststoff, beruht.
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Eine an sich befriedigende Lösung des Problems offenbart die DT-OS
2 608 298, wo die Verbindung zwischen Isolier- und Metallprofilen durch einen Keileingriff
beim Einführen der Isolierprofile erreicht wird. Die erforderlichen Haltekräfte
werden von verformbaren Sprengelementen aufgebracht. Heben guter Maßhaltigkeit und
allgemein guter Stabilität kann hierbei durch Beschichtung des Isolierprofils zur
Reibungserhöhung auch eine hinreichende Längsstabilität erreicht werden. Allerdings
bedingt dies die Verwendung relativ teuerer Kunststoffe, so daß, ausgehend von diesem
Stand der Technik, noch das Bedürfnis nach weiterer fertigungstechnischer Vereinfachung
und wirtschaftlicherer Herstellung besteht.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Isolierprofilschiene zu
schaffen, bei der neben der grundsätzlich erwünschten thermischen und mechanischen
Stabilität insbesondere eine gute Längsstabilität erreicht wird, die Kosten möglichst
gering gehalten
werden und das Herstellungsverfahren weitgehend
rationell gestaltet sein soll.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Isolierprofilschiene der eingangs
genannten Art, bei der die Ausnehmung keilförmig und der Keilwinkel der Ausnehmung
in Außer-Eingriff-Stellung des etwas kleiner ist als der Keilwinkel des Nockens
Nockens\und bei der die Isolierprofile parallel zu den Nocken verlaufende, den Schenkel
außen übergreifende Rasten und die Schenkel an ihrer Außenseite Gegen rasten zum
Eingriff der jeweiligen Raste des Isolierprofils aufweisen. Durch diese Ausbildung
werden, unabhängig von der Materialermüdung, dauerha-ft hohe Klemmkräfte erzielt
und dadurch eine hohe Reibung zwischen t'4.etall- und Isolierprofilen erreicht,
die ein beachtliches Maß an Längsstabilität gewährleistet. Insbesondere weist der
federnd anliegende Schenkel des Metallprofils, vorzugsweise eines Aluminium-Profils,
keine ETachfließeigenschaften auf, wie sie sich beim bekannten Stand der Technik
nachteilig bemerkbar machen.
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Gegenüber einem älteren Vorschlag (P 27 4 353.0), der ebenfalls bereits
von dein Merkmal des federnd elastischen Schenkels des nfetallprofils Gebrauch macht,
zeichnet sich das erfindungsge rnäße Isolierprofil durch höhere Klemmkräfte und
damit noch größere Längsstabilität und durch vereinfachte Herstellung aus.
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Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen, den Schenkel des Metallprofils
außen übergreifenden Rasten der Isolierprofilschiene ist darüber hinaus auch ein
verbesserter Zusammenhalt senkrecht zur Längsrichtung gewährleistet, so daß insgesamt
auch eine hohe Stabilität gegen Scherkräfte erreicht wird, was insbesondere beim
Zusammenbau der Isolierprofile, z.B. zu Fensterrahmen, von
Bedeutung
ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Raste an einer vorstehenden
Rippe des Isolierprofils angeordnet, und der Schenkel des Metallprofils greift in
den Zwischenraum zwischen Flocken und Rippe des Isolierprofils ein. Diese erfindungsgemäße
Maßnahme wirkt sich vor allem materialsparend aus, da der die elastische Klemmwirkung
ausübende Schenkel gleichzeitig das Gegenstück für die an der Rippe des Isolierprofils
angebrachte Raste bildet.
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Darüber hinaus erweist sich diese Anordnung als fertigungstechnisch
von Vorteil, da sowohl zum Herbeiführen des Keileingriffs des Nockens in die Ausnehmung
im Metallprofil, als auch des Einrastvorgangs lediglich ein Druck senkrecht zu der
vorzugsweise ebenen Basisfläche des Isolierprofils erforderlich ist.
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Vorteilhafterweise weisen der Kopf des Schenkels und der Kopf der
Rippe bei der gegegenseitigen Eingriffsbewegung aufeinander gleitende Schrägflächen
auf. Hierdurch werden die zum Ineingriffbringen von Metall- und Isolierprofil erforderlichen
Kräfte reduziert und der Kraftaufwand über einen größeren Abschnitt des Einrastvorganges
verteilt, was für die maschinelle Herstellung von erheblichem Vorteil ist.
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Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, daß das Isolierprofil
an der Rückseite des Nockens eine zur Längsachse des Isolierprofils parallele Längskerbe
aufweist, und die zwischen dieser und der Außenfläche des Nockens verbleibende Rippe
in eine parallel verlaufende Rinne an der Innenseite des Metallprofils
eindrückbar
ist. Hierdurch wird der Zusammenhalt zwischen hIetall- und Isolierprofil senkrecht
zur Längsrichtung zusätzlich erhöht.
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In besonders vorteilhafter Weise ist der federnd elastische Schenkel
über einen unelastischen Fuß mit dem Metallprofil verbunden. Dies wird besonders
einfach und zweckmäßig dadurch erreicht, daß die Materialstärke des Fußes deutlich
größer gewählt wird, als die des Schenkels. Auf diese Weise wird beim Eingriff im
wesentlichen nur der Schenkel elastisch deformiert, so daß die auftretenden Federkräfte
lediglich eine Klemmwirkung senkrecht zur Längs- und zur Einrastrichtung des Nockens
ausüben und keine Kräfte auftreten, die den Nocken aus der Ausnehmung drücken würden.
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Zum Verbinden der Metall- und Isolierprofile findet ein Verfahren
Verwendung, das sich eines durch den Innenhohlraum hindurchgeführten Dornes bedient,
der die beiden Isolierprofile aus einer Vormontagestellung nach außen in die Eingriffsstellung
gegenüber den Metallprofilen preßt, bei dem der Dorn in Abstand nacheinander die
Isolierprofile nach außen preßt, die Längskerbe in die Isolierprofile einschneidet
und schließlich die dadurch entstehende Rippe des Isolierprofils zum Eingriff in
die Rinne des Metallprofils verformt. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren finden
also zwei Isolierprofile Verwendung, deren Grundflächen in der Vormontagestellung
gegeneinander gerichtet sind, wobei die
über die Isolierprofile
zu verbindenden EIetallprofilseitenflächen zu beiden Seiten der Isolierprofilteile
senkrecht hierzu herangefahren werden. Um eine definierte Vormontagestellung zu
gewährleisten, können an diesen Seitenflächen der Metallprofile in Längsrichtung
Vorsprünge angeordnet sein, die zur Auflage der Isolierprofilteile dienen. Der eigentliche
Montagevorgang besteht darin, daß der Dorn durch den Innenhohlraum geführt wird
Dieser weist dabei räumlich hintereinander angeordnet ein Werkzeug zum NachauRenpressen
der Isolierprofile und damit zum Ineingriffbringen mit den Metallprofilen auf, ein
Werkzeug, das die Längskerben in die Isolierprofile einschneidet und ein weiteres,
durch das die hierdurch entstandenen Rippen in Richtung der Rinnen des Metallprofils
verbogen werden und somit dort zum Eingriff kommen.
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Der besondere Vorteil dieses Erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
darin, daß durch die hintereinander angeordneten Werkzeuge zeitlich nacheinander
drei verschiedene Verfahrensabschnitte durchgeführt werden, die dennoch aber nur
einen einzigen Arbeitsgang, nämlich das einmalige Durchführen des Dornes, erforderlich
machen.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand
der Zeichnung. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt duch die
fertig montierte erfindungsgemäße Isolierprofilschiene, Fig. 2 einen vergrößerten
Ausschnitt der Isolierprofilschiene aus Fig. 1 in der Vormontagestellung, Fig. 3
denselben Ausschnitt wie Fig. 2, nachdem die Isolierprofile in Eingriff mit den
Metallprofilen gebracht wurden, Fig. 4 den gleichen Ausschnitt wie Fig. 2 und 3,
nach dem Einschneiden der Längskerbe in das Isolierprofil und Fig. 5 den gleichen
Ausschnitt wie Fig. 2, 3 und 4, nach der Verformung der Rippen zum Eingriff in die
Rinnen des Metallprofils.
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Die in Fig. 1 fertig montiert dargestellte Isolierprofilschiene besteht
aus einem äußeren Metallprofil 1 und einem inneren Metallprofil 2, wobei die konkrete
Profilgestaltung nur beispielsweise gewählt wurde und je nach den Erfordernissen
beliebig abgewandelt werden kann. Erfindungswesentlich ist die Ausbildung der einander
zugewandten Seitenflächen 3,4 der Metallprofile 1,2 bzw. die voneinander abgewandten
Außenflächen 5,6 der Isolierprofile 7,8, durch die die Metallprofile 1,2 verbunden
werden.
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Durch die einander zugewandten Seitenflächen 3,4 der Metallprofile
1,2 und die Basisflächen 9,10 der Isolierprofile 7,8, die eben ausgebildet sind,
wird ein Innenhohlraum 11 gebildet.
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Die Isolierprofile 7,8 bestehen aus wärmedämmendem Gummi oder Kunststoff
von entsprechend hohen Festigkeitseigenschaften und
guter Alterungsbeständigkeit.
Jedes Isolierprofil 7,8 weist zwei längs verlaufende keilförmige Nocken 12 und in
parallelem Abstand dazu, ebenfalls längs verlaufend, zwei Rippen 13 auf.
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Jedes Metallprofil 1,2 ist mit zwei längs verlaufenden Schenkeln 14
versehen, die zusammen mit der jeweiligen Seitenwand 3 bzw. 4 keilförmige Ausnehmungen
15 bilden. Der Kopf 16 der Schenkel 14 und der Kopf 17 der Rippen 13 sind so ausgebildet,
daß die Rippen 13 an den Schenkeln 14 einrasten können. Darüber hinaus weist jedes
Metallprofil 1,2 je zwei längs verlaufende Vorsprünge 19 und zwei Rinnen 2h auf.
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In den Fig. 2 - 4 sind anhand einer der vier gleichartigen Eckverbindungen
verschiedene, zeitlich aufeinanderfolgende Phasen der Montage dargestellt, die in
einem Arbeitsgang bewältig wird.
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In der in Fig. 2 dargestellten Vormontagestellung weist die Ausnehmung
15 einen geringeren Keilwinkel auf als der dort eingreifende Nocken 12, d.h. die
aneinander zur Anlage kommenden jeweiligen Seitenflächen 12'18 von Hocken 12 und
Ausnehmung 15 weisen eine Neigungswinkeldifferenz K auf. In Vormontageposition wird
ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Isolierprofile zum. Innenhohlraum hin durch Vorsprünge
19 der Metallprofile 1,2 verhindert.
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Beim Durchziehen des Dorns wird durch den ersten Abschnitt dieses
Werkzeugs ein Druck in Richtung des Pfeiles 20 gegen die Basisfläche 9 des Isolierprofils
8 ausgeübt, so daß die Schrägfläche 21 am Kopf 17 der Rippe 13 auf der Schrägfläche
22 am Kopf 16 des Schenkels 14 zur Anlage kommt und bei fortgesetztem Druck an dieser
abgleitet,
bis schließlich der Kopf 17 der Rippe 13 unter dem Kopf 16 des Schenkels 14 einrastet.
Gleichzeitig kommt die eine Seitenfläche 12'des Nockens 12 zur Anlage an der einen
Seitenfläche 18 des Schenkels 14 und dieser wird aufgrund des größeren Neigungswinkels
der Seitenfläche 12'des Nockens elastisch nach außen gedrückt. Der den Schenkel
14 tragende Fuß 23 bleibt aufgrund der größeren Materialstärke weitgehend unverformt
Die damit eingenommene Stellung ist in Fig. 3 dargestellt. Der zweite Abschnitt
des Dorns schneidet hierauf Kerben 24 in die Basisfläche 9 des Isolierprofils 3.
Durch diese dritte Montagephase wird der in Fig. 4 dargestellte Zustand erreicht.
Durch den dritten Abschnitt des Dorns wird schließlich die zwischen der Kerbe 24
und dem Rand des Isolierprofils 8 entstandene Rippe 25 nach außen gebogen, wo sie
in der Rinne 26 einrastet.
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Iliermit ist der Endzustand erreicht, wie er im Ausschnitt in Fig.
5 und für die gesamte Isolierprofilschiene in Fig. 1 dargestellt ist.