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Wärmeisolierender Profilkörper sowie Verfahren und Werk-
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zeug zu seiner Herstellung.
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Die Erfindung betrifft einen wärmeisolierenden Profilkörper, insbesondere
zur Verwendung für Tür- oder Fensterrahmen oder dergleichen, bestehend aus zwei
Profilschienen, vorzugsweise solchen aus Metall, die durch zwei aus wärmeisolierendem
Werkstoff bestehenden, profilierten Isolierstegen miteinander verbunden sind, wobei
die Isolierstege in aus einem Stützsteg und einem Haltesteg gebildete hinterschnittene
Nuten der Profilschienen eingreifen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren
zur Herstellung dieses wärmeisolierenden Profilkörpers sowie ein Werkzeug zur Durchführung
dieses Verfahrens.
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Derartige wärmeisolierende Profilkörper sind bekannt.
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Bei ihnen dienen die Isolierstege dazu, die beiden Profilschienen
miteinander steif zu verbinden. Es sind nun verschiedene Methoden bekannt, mit denen
diese Verbindung bewirkt werden kann.
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So ist z.B. bekannt, die Isolierstege so zu dimensionieren,
daß
sie mit allseitigem Spiel in die hinterschnittenen Nuten der Profilschienen eingeschoben
werden können. Die Befestigung der Isolierstege erfolgt sodann dadurch, daß der
Hohlraum, den die Isolierstege und die Profilschienen umschließen, mit einem Schaumstoff
gefüllt wird, der sich beim Erstarren ausdehnt. Auf Grund dieser Ausdehnung werden
die Isolierstege und die Profilschienen fest in ihrer Paßlage aneinandergedrückt.
An den Stellen, an denen die Profilschienen und die Isolierstege aneinanderstoßen,
herrscht ein sehr starker Reibschluß, der ein gegenseitiges Verschieben verhindert.
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Der Schaumstoff kann ferner auch als Klebemittel dienen.
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Die nach diesem Verfahren hergestellten Profilkörper haben gute Eigenschaften,
ihre Herstellung bedingt jedoch hohe Anlagekosten. Weiterhin können in gewissen
Fällen derartige Profilkörper mit Rücksicht auf die Brennbarkeit des Schaumstoffes
nicht verwendet werden.
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Weiter ist bekannt, die Isolierstege ebenfalls mit Spiel in die Nut
einzusetzen und dann einen Stützsteg der betreffenden Profilschiene, der eine Nutenwand
bildet, so gegen den Isoliersteg umzubiegen, daß er gegen ihn drückt und dadurch
den Reibschluß zwischen dem Isoliersteg und der Profilschiene herbeiführt. Bei Anwendung
dieser Methode muß jedoch das Metall der Profilschienen verhältnismäßig weich sein
und eine hohe Wandstärke haben.
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Dadurch wird der Profilkörper verhältnismäßig schwer und teuer. Wenn
weiterhin das für die Isolierstege verwendete wärmeisolierende Material, in der
Regel Kunststoff, nicht nachgiebig genug ist, läßt mit der Zeit die Andruckkraft
der Stützstege nach. Das hat zur Folge, daß die Starrheit des Profilkörpers mit
der Zeit verlorengeht, er also wacklig wird. Ferner ist es dann auch möglich, daß
sich die Profilschienen in Längsrichtung gegeneinander verschieben.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen wärmeisolierenden Profilkörper
anzugeben, der mit einfachen Mitteln herstellbar ist und der eine sehr feste und
dauerhafte Verbindung zwischen den Isolierstegen und den Profilschienen ibesitzt,
so daß der Reibschluß zwischen den Isolierstege-und den Profilschienen auch über
lange Zeit fest und damit der Profilkörper starr bleibt.
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Diese Aufgabe wird durch einen im Oberbegriff des Patentanspruches
1 angegebenen wärmeisolierenden Profilkörper gelöst, der erfindungsgemäß nach der
im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Weise ausgestaltet ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen wärmeisolierenden
Profilkörpers sowie Verfahren und Werkzeuge zu seiner Herstellung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Gemäß der Erfindung sind an den Stützstegen, gegebenenfalls auch den
Haltestegen der hinterschnittenen Nuten einzelne Verformungen im Abstand voneinander
angebracht, die in die Nut vorspringen und die gegen den Isoliersteg stoßen. Sind
die Verformungen stärker ausgebildet, so können sie auch in den Isoliersteg eindringen.
Ist, wie es vorzugsweise vorgesehen wird, der Stützsteg verformt, so wird der Isoliersteg
gegen die Stirnfläche des Haltesteges der Nut gepreßt und somit ein dauerhafter
Anpreßdruck ausgeübt.
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Im Unterschied zu dem oben beschriebenen Stand der Technik, bei dem
der Stützsteg auf seiner ganzen Länge gegen den Isoliersteg gebogen wird, kann bei
dem erfindungsgemäßen wärmeisolierenden Profilkörper ein Anpressen des Isoliersteges
nicht nur gegen die Stirnfläche des genannten
Haltesteges erzielt
werden, sondern darüber hinaus auch eine feste Anlage des Isoliersteges an einer
weiteren Innenfläche des Haltesteges. Dies geschieht beispielsweise derart, daß
beim Herstellen der einzelnen Verformungen die Profilschienen auseinandergedrückt
oder -gezogen werden, so daß die Schenkel der Isolierstege fest gegen diejenigen
Anschlagflächen der Haltestege gepreßt werden, die senkrecht zu deren Stirnflächen
verlaufen. Der Isoliersteg ist an seiner zum Haltesteg gelegenen Fläche mit Längsriefen
versehen. Werden nun, nachdem die Verformungen hergestellt worden sind, die Profilschienen
entlastet, so verhindern die Riefen des Isoliersteges eine Verschiebung relativ
zu dem Haltesteg, so daß im Ergebnis der Anpreßdruck gegen die genannten Anschlagflächen
aufrechterhalten bleibt. Das gleiche Ergebnis wird erzielt, wenn die Riefen nicht
an dem Isoliersteg, sondern entsprechend einer anderen Ausgestaltung der Erfindung
an der entsprechenden Fläche des Stützsteges angebracht sind.
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Ein noch stärkerer Anpreßdruck läßt sich gemäß einer weiteren Ausführung
der Erfindung dadurch erzielen, daß der Isoliersteg mit trapezförmigen (konischen)
Schenkeln versehen ist, die sich nach außen verjüngen. Werden diese Isolierstege
mit ihren Schenkeln in den hinterschnittenen Teil der Nut eingesetzt und mit den
Verformungen des Stützsteges gegen den Haltesteg gepreßt, so erzielt man auf Grund
der mit der Trapezform verbundenen keilwirkung eine satte Anlage des Isoliersteges
in dem hinterschnittenen Teil der Nut. Das gleiche Ergebnis läßt sich auch dadurch
erzielen, daß der hinterschnittene Teil der Nut selbst Trapezform aufweist. Gleichfalls
können sowohl der Schenkel des Isoliersteges wie auch der hinterschnittene Teil
der Nut Trapezform aufweisen. Auch ohne einen solchen trapezförmigen Querschnitt
der Nut bzw. des Isolierstegschenkels
kann eine satte Anlage des
Isoliersteges in dem hinterschnittenen Teil der Nut erzielt werden, wenn gemäß einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung Verformungen des Stützsteges an
dessen Basis weiter vorspringen als oberhalb davon. pie Verformungen haben in diesem
Fall #!1wIrktng, die schräg von der Basis des Stützsteges auf die gegenüberliegende
Anschlagfläche im hinterschnittenen Teil der Nut gerichtet ist, so daß der Isoliersteg
mit seinem Schenkel auch gegen diese Anschlagfläche angepreßt wird. Dieses Ergebnis
wird besonders einfach dadurch erzielt, daß die Verformungen kegelförmig oder pilzförmig
ausgebildet sind bzw. mit Hilfe einer kegelförmigen oder keilförmigen Spitze an
der Basis des Steges eingeprägt sind.
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Da die Verformungen nur einzeln und in Abständen an dem Stützsteg
angebracht sind, können sie so weit vorspringen, daß der Isoliersteg an den betreffenden
Stellen ebenfalls verformt wird. Ist dies der Fall, können sich die Profilschienen
keinesfalls in Längsrichtung gegeneinander verschieben. Die Verformung des Stützsteges
kann ferner so weit gehen, daß der Stützsteg im Verformungsbereich von seiner Basis
abschert. Entsprechendes gilt, wenn die Verformungen nicht an den Stützstegen, sondern
an den L-förmigen Haltestegen angebracht werden.
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Verformungen an zwei, einander gegenüberliegenden Stützstegen (bzw.
Haltestegen) sind im wesentlichen gleichartig.
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Dadurch wird erreicht, daß eventuell auftretende Kippkräfte, die auf
einen Isoliersteg wirken, durch entsprechende Kippkräfte, die auf den anderen Isoliersteg
wirken, kompensiert werden. Dadurch werden einseitig auftretende Spannungen im Profilkörper
verhindert und es wird vermieden, daß er sich verzieht.
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Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen wärmeisolierenden Profilkörpers
wird dieser Profilkörper vorzugsweise# zunächst aus Profilschienen und Isolierstegen
lose montiert. Danach werden im Innern des Hohlraumes, der von den Profilschienen
und den Isolierstegen umschlossen wird, an den Stützstegen, gegebenenfalls auch
an den Haltestegen, die Verformungen angebracht. Grundsätzlich ist es aber auch
möglich, Verformungen nicht vom Hohlraum her, sondern von außen her anzubringen,
wenn die Nuten in entsprechender Weise an den Profilschienen angeordnet sind.
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Die Verformungen können einzeln nacheinander hergestellt werden. Es
empfiehlt sich aber, jeweils einander gegenüberliegende Verformungen gleichzeitig
an die Stützstege einzuprägen, damit die vom Verformungswerkzeug auf den Profilkörper
ausgeübten Kräfte einander aufheben und keine Torsion oder Verdrehung des Hohlprofiles
entstehen kann.
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Wie bereits oben erwähnt wurde, ist es zweckmäßig, vor dem Einprägen
der Verformung die Profilschienen voneinanderzuspannen, so daß die Isolierstege
fest an den Anschlagflächen der hinterschnittenen Nuten anliegen. Wenn in diesem
Zustand an der Basis der Stützstege mit einem Keil oder einem Dorn die Verformungen
eingeschlagen werden, so erhalten die Isolierstege eine Andruckkraft gegen die Anschlagflächen,
so daß die feste Anlage der Isolierstege gegen diese Anschlagflächen aufrechterhalten
bleibt.
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Vorzugsweise werden dabei die Profilschienen so weit auseinandergespannt,
daß sich die Schenkel der Isolierstege elastisch öffnen. Nach Anbringen der Verformung
und nach Entspannen der Profilschienen tragen dann die elastischen Kräfte der Isolierstege
dazu bei, daß ihre Schenkel an den Anschlagflächen der hinterschnittenen Nut satt
anliegen.
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Als Werkzeug zur Herstellung der Verformungen wird vorzugsweise ein
Spreizklotz verwendet, der abgefedert ist und der die Profilschienen auseinanderdrückt,
so daß die Schenkel der Isolierstege an den Anschlagflächen der Nuten anliegen und
sich gegebenenfalls - wenn die Federn des Spreizklotzes entsprechend stark sind
- elastisch öffnen. An dem Spreizklotz sind Arme angebracht, die mit Ausbuchtungen
versehen sind. Diese Arme werden mit einem Spreizkeil auseinandergetrieben, so daß
die Ausbuchtungen der Arme gegen die Stützstege schlagen und dort die Verformungen
hervorrufen.
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Vorzugsweise wird als Verformungswerkzeug ein Spreizklotz mit vier
anhängenden Armen verwendet, so daß bei jeder Betätigung des Spreizkeiles jeweils
vier Verformungen gleichzeitig erzielt werden.
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Die Verformungen in den Stütz stegen werden vorzugsweise so eingeprägt,
daß ihre an der Basis des Stützsteges liegende Flanke mit der Innenfläche der Profilschiene
fluchtet. In diesem Fall kann bei der Ausbildung der Verformungen keine Beschädigung
der Profilschienen auftreten.
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Weiterhin sind der Spreizkeil und die Gelenkarme so ausgebildet, daß
die beim Eintreiben des Spreizkeiles auftretenden Kräfte im wesentlichen gegen die
Stützstege gerichtet sind#ndnur eine kleine Kraftkomponente auf die Innenflächender
Profilschienen wirkt. Mit dieser kleinen Kraftkomponente in Richtung auf die Profilschienen
wird erreicht, daß die die Verformungen hervorrufenden Ausbuchtungen der Gelenkarme
an der Basis der Stützstege angreifen, andererseits ist dieseKraftkomponente so
klein, daß eine Beschädigung der Profilschienen nicht zu besorgen ist.
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In besonderen Fällen kann es notwendig sein, für die Erzeugung der
Stegverformungen die Gelenkarme des Verformungswerkzeuge s ohne Schlagbeanspruchung
auseinanderzudrücken. Hierzu wird nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorgesehen, einen mit einer Verzahnung, insbesondere mit einem Schraubgewinde,
versehenen kegelförmigen Spreizkeil in eine entsprechend ausgestaltete Verzahnung
am Ende der Gelenkarme einzudrehen. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin,
daß ohne Schlagbeanspruchung eine sehr hohe Spreizkraft erzeugt werden kann.
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Zum Einprägen der Verformungen in die Stützstege wird das Verformungswerkzeug
an einer Trägerstange schrittweise durch den Hohlraum des lose vormontierten Profilkörpers
vorgeschoben und bei jedem Schritt gespreizt.
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Grundsätzlich ist es möglich, das Verformungswerkzeug von einem Ende
des Profilkörpers her über dessen ganze Länge vorzuschieben, wobei die Verformungen
erzeugt werden, und dann wieder herauszuziehen. In diesem Fall müßte die Länge der
Trägerstange wenigstens gleich der Länge des herzustellenden Profilkörpers sein.
Demzufolge kann es zweckmäßig sein, das Verformungswerkzeug von beiden Enden des
Profilkörpers her jeweils nur bis zur Mitte vorzuschieben.
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Wenn das Verformungswerkzeug einen Spreizklotz aufweist, muß beim
Herein- und Herausschieben des Verformungswerkzeuges in den Hohlraum ein hoher Reibungswiderstand
überwunden werden. Demzufolge kann es gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens von Vorteil sein, zur Herstellung des Profilkörpers zunächst eine untere
Profilschiene mit den Isolierstegen zu versehen, dann das Verformungswerkzeug so
einzulegen, daß seine Trägerstange in der von der unteren Profilschiene
und
den Isolierstegen gebildeten "Rinne" liegt, das eigentliche Verformungswerkzeug
(Spreizklotz mit Armen) jedoch über diese "Rinne" hinausragt. Sodann wird die obere
Profilschiene mit ihren Nuten über die Isolierstege geschoben, so daß ein lose vormontierter
Profilkörper entsteht. Anschließend wird dann der Profilkörper über das Verformungswerkzeug
hinweggeschoben, wobei dieses Verformungswerkzeug schrittweise Verformungen an den-Stützstegen
erzeugt. Hierbei läßt sich in vorteilhafter Weise der gegenseitige Abstand der einzelnen
Verformungen durch die Geschwindigkeit, mit der der Profilkörper gegen das Verformungswerkzeug
bewegt wird, sowie durch die Frequenz, mit der das Verformungswerkzeug betätigt
wird, festlegen.
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Von dieser Erfindung werden weiterhin mehrere Arten von Verformungswerkzeugen
vorgeschlagen, die vorteilhaft bei der Herstellung der wärmeisolierenden Profilkörper
angewendet werden.
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In einer ersten Ausgestaltung besteht ein derartiges Verformungswerkzeug
aus einem Klotz, an dem mit Ausbuchtungen bzw. Dornen versehene Arme angebracht
sind. Wie bereits im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren beschrieben worden
ist, wird dieser Klotz mit den daranhängenden Armen in den von den Profilschienen
und den Isolierstegen gebildeten Hohlraum eingeführt, und mit einem Spreizkeil werden
die Arme auseinandergedrückt, so daß die Ausbuchtungen bzw. die Dorne an den Stützstegen
die gewünschten Verformungen einpressen. Die Form des Klotzes ist so gestaltet,
daß er ziemlich genau in den Hohlraum des lose montierten Profils paßt. Zweckmäßiger
ist es jedoch, wenn dieser Klotz als Spreizklotz ausgebildet ist, so daß er mit
Federwirkung die beiden Profilschienen auseinanderdrückt, da mit einem solchen Werkzeug
dann Fertigungstoleranzen
ausgeglichen werden können. An den Armen
des Verformungswerkzeuges sind Rückholfedern angebracht, so daß jeder Betätigung
des Spreizkeiles die Dorne dieser Arme sich aus den erzeugten Verformungen lösen
und die Arme in ihre Ausgangsstellung zurückkehren. Damit das Verformungswerkzeug
durch das Hohlprofil geschoben bzw.
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gezogen werden kann, ist an dem Klotz eine Trägerstange befestigt.
An dem Spreizkeil ist ebenfalls ein Schubstab befestigt, an dem beispielsweise ein
Exzenter angreift, so daß die Arme des Verformungswerkzeuges mit einer der Drehgeschwindigkeit
des Exzenters entsprechenden Frequenz auseinandergedrückt werden.
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Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung dieses Verformungswerkzeuges
ist vorgesehen, daß die Trägerstange als Rohr ausgebildet ist und daß der Schubstab,
den der Spreizkeil betätigt, durch dieses Rohr und durch den an dem Rohr befestigten
Klotz hindurchgeführt ist.
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Diese Ausgestaltung erlaubt es, einen lose vormontierten Profilkörper
beispielsweise mit einem Förderband automatisch auf das Verformungswerkzeug aufzuschieben.
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Bei dem eben beschriebenen Verformungswerkzeug dient die Trägerstange
einerseits dazu, das Verformungswerkzeug durch den lose montierten Profilkörper
durchzuschieben.
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Sie hat daneben aber auch die Funktion, bei der Betätigung des Spreizkeiles
die Schubwirkung, die der Spreizkeil auf das gesamte Verformungswerkzeug ausübt,
aufzunehmen und damit ein Verrutschen bzw. ein Verschieben des Verformungswerkzeuges
bei diesem Spreizvorgang zu verhindern. Nach einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verformungswerkzeuges ist es jedoch auch möglich, ohne eine
solche Trägerstange auszukommen, indem das Profil selbst als Widerlager verwendet
wird.
In diesem Fall ist der an dem Spreizkeil befestigte Schubstab von einer Feder an
dem Spreizklotz gehalten und wird von dieser Feder gegen die Arme angedrückt, so
daß sich die an diesen Armen angebrachte Ausbuchtungen oder Dornspitzen in dem Profil
verbeißen; damit wird bei Betätigung des Spreizkeiles eine Verschiebung des Verformungswerkzeuges
gegen die Profil schienen verhindert. Wird der Spreizkeil dann aus den Armen wieder
herausgezogen, so sorgt ein Anschlag an dem Schubstab dafür, daß er nicht aus der
Führung des Klotzes herausrutscht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des gemäß der Erfindung verwendeten
Verformungswerkzeuges trägt dem Umstand Rechnung, daß die in Produktion befindlichen
Profilkörper unterschiedlichste Form und damit auch unterschiedlichste Hohlraumquerschnitte
aufweisen. Da das Verformungswerkzeug jeweils auf diesen Hohlraumquerschnitt angepaßt
sein muß, ist es wünschenswert, die die Verformung bewirkenden Teile von der Trägerstange
und dem Schubstab abnehmen zu können. Dies wird dadurch ermöglicht, daß der Schubstab
in einem an dem Klotz angeL brachten Kupplungsglied endet und daß an diesem Kupplungsglied
die Trägerstange und eine Verlängerungsstange für den Schubstab abnehmbar befestigt
sind. Das Kupplungsglied ist beispielsweise ein Schraubverschluß oder ein an sich
bekannter Schnellverschluß (z.B. ein Renk-oder ein Bajonett-Verschluß).
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Um zu gewährleisten, daß bei der Ausbildung der Verformungen die Ausbuchtungen
bzw. die Dorne der Arme stets an der Basis der Stützstege angreifen, ist nach einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Verformungswerkzeug vier
Arme aufweist, die derart mit Abschrägungen versehen sind, daß zwischen ihnen eine
Aussparung
mit rautenförmigem Querschnitt gebildet wird.
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Wird in diese Aussparung dann ein ebenfalls rautenförmiger Spreizkeil
eingetrieben, so werden die Gelenkarme sowohl gegen die Innenflächen der Profilschienen
wie auch gegen die Stützstege gepreßt. Durch entsprechende Wahl des rautenförmigen
Querschnittes wird gewährleistet, daß der Anpreßdruck gegen die Innenflächen der
Profilschienen kleiner ist als der nach außen gegen die Stützstege gerichtete Druck.
Dazu liegt die Raute mit ihrer Länge ren Diagonale in Richtung der Schwenkachsen
der Arme.
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Beim Eintreiben des Spreizkeiles richtet sich die Keilwirkung dann
vornehmlich nach außen gegen die Stützstege und mit kleinerer Stärke gegen die Innenflächen
der Profilschienen.
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Eine andere Ausgestaltung dieses Verformungswerkzeuges sieht vor,
daß die Gelenkarme mit Federn versehen sind oder selber federnd ausgestaltet sind,
so daß sie auf Grund der Federwirkung an den Innenflächen der Profilschienen liegen.
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In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, das Verformungswerkzeug
nicht durch den Schlag des Spreizkeiles zu beanspruchen. Für diesen Fall ist nach
einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß der Spreizkeil konisch ausgebildet
und mit einer schraubenförmigen Verzahnung versehen ist, und daß an den Armen eine
daran angepaßte Verzahnung angebracht ist. Das Spreizen der Arme erfolgt dann in
der Weise, daß der Konus des Spreizkeiles in die an den Armen befindliche Verzahnung
hineingedreht wird, wodurch diese Arme sich öffnen und die gewünschten Verformungen
herstellen.
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Ein anderes Verformungswerkzeug, das ebenfalls mit gutem Ergebnis
angewendet wird, besteht aus einem quaderförmigen
Block, der an
seinen Längskanten Schlitze besitzt, in denen Stifte beweglich eingesetzt sind.
Diese Stifte enden mit ihrem Kopf in entsprechenden Aussparungen eines Schubstabes,
der auf die Längsachse dieses Blockes zentriert durch ihn hindurchgeführt ist. Je
nach Stellung des Schubstabes treten die Spitzen dieser Stifte über die Kontur des
Blockes hinaus oder treten hinter diese Kontur zurück. Bei einer Hin- und Herbewegung
des Schubstabes springen somit diese Spitzen vor und zurück, so daß auf diese Weise
die gewünschten Verformungen hervorgerufen werden.
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Ein weiteres Verformungswerkzeug weist als die die Verformungen hervorrufenden
Elemente Scheibenräder auf, die an ihrem Umfang mit einzelnen Dornen versehen sind.
Beim Abrollen dieser Scheibenräder entlang der Stützstege pressen sich die Dornen
in diese Stützstege hinein und rufen die gewünschten Verformungen hervor. Dieses
Verformungswerkzeug besteht insbesondere aus zwei Paaren von Scheibenrädern, wobei
jeweils zwischen einem solchen Paar ein Zahnrad angeordnet ist. Diese Zahnräder
stehen miteinander in Eingriff. Die Scheibenräder sind ferner mit an die Dornen
angepaßten Ausnehmungen versehen, so daß dann, wenn sich die Scheibenräder gegeneinander
drehen, die Dornen des einen Scheibenrades in die Ausnehmungen des anderen Scheibenrades
einrücken, so daß sich diese Scheibenräder ohne gegenseitige Behinderung gegeneinander
drehen können.
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Um dafür zu sorgen, daß die Verformungen an der jeweiligen Basis der
Stützstege erzielt werden, werden die Scheibenräder mit Hilfe einer Federvorrichtung
auseinandergedrückt. Mit Hilfe eines Schubstabes, der vorzugsweise an den Wellenlagern
der Räderpaare angebracht ist, wird dieses Verformungswerkzeug durch den Hohlraum
des Profilkörpers
geführt.
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Im folgenden wird nun die Erfindung anhand einzelner Ausführungsbeispiele
und der Figuren beschrieben und näher erläutert.
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Fig.1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines wärmeisolierenden
Profilkörpers gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig.2 zeigt in einem ausschnittsweisen
Querschnitt, wie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Isolierstege
in den hinterschnittenen Nuten der Profilschienen befestigt sind, Fig. zeigen ähnlich
wie Fig.2 weitere Ausführungsbei-5 u.7 spiele, Fig.4,zeigen Längsschnitte durch
die verformten Stütz-6 u.8 stege entsprechend den Fig.3, 5 und 7, Fig.9,verdeutlichen
ein Herstellungsverfahren für einen 10 u. erfindungsgemäßen wärmeisolierenden Profilkörper,
11 Fig.12 zeigt schematisch einen Querschnitt eines Profilkörpers nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel, Fig.13 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines
Verformungswerkzeuges gemäß der Erfindung, Fig.l4zigen schematisch weitere Beispiele
von Verforu. 15 mungswerkzeugen, Fig.16 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein
weiteres Verformungswerkzeug,
Fig.17 zeigt ebenfalls ein weiteres
Verformungswerkzeug, Fig.18 zeigt schematisch einen Schnitt durch die Arme eines
Verformungswerkzeuges, Fig.19 zeigt ebenfalls einen schematischen Längsschnitt durch
ein Verformungswerkzeug, Fig.20 verdeutlichen eine weitere Ausführungsform für bis
23 ein Verformungswerkzeug, wobei die Fig.21, 22 Längsschnitte, die Fig.20 und 23
Querschnitte schematisch darstellen, Fig.24 zeigt eine weitere Ausführungsform für
ein Verformungswerkzeug in den Hohlraum eines lose vormontierten Profilkörpers.
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Die Fig.1 zeigt schematisch einen wärmeisolierenden Profilkörper gemäß
der vorliegenden Erfindung. Ein derartiger Profilkörper besteht aus zwei Profilschienen
2, insbesondere aus einer unteren Profilschiene 21 und einer oberen
Profilschiene
22. Diese Profilschienen weisen hinterschnittene Nuten auf, die aus einem Stützsteg
4 und einem L-förmigen Haltesteg 5 gebildet werde£ In diese Nuten greifen Isolierstege
3 ein. Diese teige sind mit Verformungen versehen, die gegen die Isolierstege drücken.
Diese Verformungen sind in dem in Fig.1 dargestellten Beispiel zylinderförmig. Die
Isolierstege sind ferner mit Längsriefen 35 versehen, so daß diese nicht gegen die
Stützstege verrutschen können. Dies ist in Fig.2 näher verdeutlicht. Durch die Verformungen
7 wird der Isoliersteg gegen die Stirnflächen 55 der L-förmigen Haltestege 5 angedrückt.
Weiterhin liegt der Isoliersteg mit seinen Schenkeln 33 bzw. 34 an den Anschlagflächen
54 der Haltestege 5 an. Damit sich diese feste Anlage nicht löst, sind an dem Isoliersteg
die zum Stützsteg 4 liegenden Riefen angebracht. Es ist ebenso möglich, diese Riefen
an dem Stützsteg vorzusehen. In diesem Fall drücken sich die Riefen des Stützsteges
im Bereich der Verformungen in das Material des Isoliersteges und legen dessen Lage
somit fest. Wie aus Fig.1 und 2 ersichtlich ist, sind die zylinderartigen Verformungen
7 parallel zu der Innenfläche 23 der Profilschiene 2 eingedrückt. Sie erstrecken
sich somit bis zur Basis 47 des Stützsteges 4.
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Fig.3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen
Profilkörper. Wie dort dargestellt ist, haben die hinterschnittene Nut der Profilschiene
sowie der Schenkel 33 des Isoliersteges 3 einen trapezförmigen Querschnitt. Wenn
bei dieser Ausgestaltung die zylinderartigen Verformungen 7 angebracht werden, so
wird der Schenkel 33 des Isoliersteges in den hinterschnittenen Teil der Nut eingepreßt,
so daß sich eine satte Anlage des Isoliersteges an der Anschlagfläche 54j
an
der Stirnfläche 55 sowie an der Bodenfläche der Nut ergibt.
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Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch den Stützsteg 4 und verdeutlicht,
wie diese Verformungen 7 durch den Stützsteg hindurchtreten, so daß im Verformungsbereich
der Stützsteg gegen den Isoliersteg stark andrückt.
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Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform gemäß der Erfindung.
In diesem Fall sind die Verformungen 7 so gestaltet, daß sie kegelförmig sind und
an der Basis des Stützsteges 4 bzw. an der Innenfläche 23 der Profilschiene am weitesten
vorspringen. Bei dieser Art von Verformungen erhält der Isoliersteg eine Andruckkraft
in Richtung auf die Anschlagfläche 54 und die Stirnfläche 55, so daß dort eine satte
Anlage des Isoliersteges erzielt wird.
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Bei dieser Art von Verformungen ist es nicht notwendig, dem hinterschnittenen
Teil der Nut bzw. dem Schenkel des Isoliersteges einen trapezförmigen Querschnitt
zu geben.
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Zwischen dem Isoliersteg und der Bodenfläche der Nut befindet sich
bei diesem Ausführungsbeispiel ein kleiner Spalt. Die kegelförmigen Verformungen
7 können beispielsweise mit einem scharfkantigen, konusartigen Werkzeug erzeugt
werden, das auf die Innenfläche 23 der Profilschiene 2 aufgesetzt wird und seitlich
gegen den Stützsteg 4 geschlagen wird.
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Fig. 6 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch den so verformten
Stützsteg 4.
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Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsart für das Anbringen der Verformungen,
die in ihrer Wirkung der Fig. 5 entspricht. Die Verfdrmungen werden dabei mit Hilfe
eines Dornes oder einer dachkantartigen Spitze an der Basis 47
des
Stützsteges 4 eingeschlagen, so daß diese Verformungen an der Basis weiter vorspringen
als oberhalb davon. Es ergibt sich wiederum eine satte Anlage des Isoliersteges
an der Anschlagfläche 54 und an der Stirnfläche 55 des L-förmigen Haltesteges 5.
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Fig.8 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch den Stützsteg 4.
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Fig.9 bis 11 verdeutlichen das Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen
wärmeisolierenden Profilkörper.
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Zunächst wird aus Profilschienen 2 und Isolierstegen 3 ein lose vormontierter
Profilkörper zusammengesetzt.
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Sodann werden die Profilschienen 2 auseinandergespannt bzw. vom Innern
des Hohlraumes 8 her auseinandergedrückt, so daß sich die Schenkel 33 und 34 der
Isolierstege 3 elastisch auseinanderbiegen (Fig.9). Unter Aufrechterhaltung der
Spannung der Profilschienen 2 werden nun entsprechend den Fig.5 oder 7 kegelförmige
oder pilzförmige Verformungen in die Stützstege 4 geschlagen. Auf Grund dieser Verformungen
erhält der Isoliersteg eine satte Anlage an den Anschlagflächen 54 und den Stirnflächen
55 der hinterschnittenen Nuten, wie dies bereits anhand von Fig.5 und 7 beschrieben
wurde. Nach dem Anbringen der Verformungen werden die Profilschienen 2 von der Zugspannung
entlastet. Die Elastizität der Isolierstege bewirkt jetzt ein besonders festes Anliegen
der Schenkel 33 bzw. 34 an den Anschlagflächen 54.
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Bisher war beschrieben worden, daß die Verformungen von dem Hohlraum
8 her an den Stützstegen der hinterschnittenen Nuten angebracht werden. Grundsätzlich
ist es jedoch auch möglich, diese Verformungen im Basisbereich 57 der Haltestege
5 anzubringen. Dies ist schematisch in Fig.12 dargestellt. Auch bei dieser Ausführungsform
wird eine
satte Anlage der Isolierstege an den Anschlagflächen
54 bewirkt, da die Verformungen eine auf das Zentrum des Hohlraumes gerichtete Kraft
auf den Isoliersteg ausüben.
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Bei dieser Ausführungsform erhält man jedoch nicht mehr eine Anlage
an den Stirnflächen 55, sondern statt dessen an den Innenflächen 43 der Stützstege
4.
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Im folgenden werden nun Verformungswerkzeuge beschrieben, mit denen
im Innern des Hohlraumes 8 eines lose montierten Profilkörpers an den Stützstegen
die gewünschten Verformungen erzeugt werden können. Die Fig. 13 zeigt schematisch
eine perspektivische Darstellung eines solchen Verformungswerkzeuges. Es besteht
aus einem Klotz 91, auf dessen Ober- und Unterseite Federn, beispielsweise Blattfedern,
911 angebracht sind Diese Federn 911 dienen dazu, die Profilschienen 2 auseinanderzudrücken.
An diesem Klotz 91 sind weiter vier Arme 92 angebracht, die um Achsen 925 bzw. 926
schwenkbar sind.
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Diese Arme sind mit Ausbuchtungen oder Dornen 921 versehen. Diese
Dorne 921 sind so ausgestaltet, daß ihre Flanke 922 mit der Außenfläche 927 des
jeweiligen Armes fluchtet. Beim Eintreiben des Dornes 921 in den Stützsteg wird
auf diese Weise vermieden, daß die Innenfläche 23 (vgl. die Fig. 10 und 11) der
Profilschienen 2 verletzt wird, die vier Arme 92 weisen auf ihrer Innenseite Abschrägungen
929 auf. Diese Abschrägungen sind so ausgestaltet, daß sie eine sich verjüngende
Aussparung mit rautenförmigem Querschnitt bilden. Zum Auseinanderspreizen der Arme
wird in diese rautenförmige Aussparung ein entsprechend gestalteter Spreizkeil 98
mittels eines Schubstabes 96 eingedrückt oder -geschlagen.
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Aufgrund der rautenförmigen Gestalt erhalten die Arme dann eine vornehmlich
seitlich gerichtete Kraft, jedoch auch eine kleinere nach oben bzw. unten gerichtete
Kraft, die zu einer sicheren Anlage der Ausbuchtungen
oder Dorne
921 an der Basis der zu verformenden Stützstege führt. Die Arme 92 sind ferner mit
Rückholfedern 99 versehen. Diese Rückholfedern 99 sorgen dafür, daß nach jeder Verformung
der Stützstege die Arme 92 wieder in ihre Ausgangslage zurückgebracht werden. Mit
diesen Federn 99 kann bei entsprechender Ausgestaltung auch dafür gesorgt werden,
daß die Arme in der zu ihrer Schwenkachse senkrechten Richtung nach außen (in dem
Beispiel von Fig.13 also nach oben bzw. unten) ausgelenkt werden.
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Diese Auslenkung sorgt ebenfalls für ein sicheres Anliegen der Dorne
an der Basis der Stege.
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Entsprechend Fig.14 ist an dem Klotz 91 eine Trägerstange 95 angebracht,
damit er innerhalb des Hohlraumes des Profilkörpers verschoben werden kann. Die
Fig.14 zeigt, daß der Spreizkeil 98 von der anderen Seite her mit seiner Schubstange
96 eingeführt wird. Eine demgegenüber vorzuziehende Anordnung ist in Fig.15 schematisch
dargestellt. Die Trägerstange 95 ist dabei als Rohr ausgebildet und die Schubstange
96 des Spreizkeiles 98 verläuft innerhalb dieses Rohres und ist durch den Klotz
91 hindurchgeführt. Bei einer Bewegung des Schubstabes 96 relativ zu der Trägerstange
95 wird der Spreizkeil 98 vorgetrieben und bewegt die Arme 92 auseinander.
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Die Fig.16 zeigt eine Weiterentwicklung der Ausführungsform nach Fig.15.
Wie dargestellt ist, endet der Schubstab 96 in einem Kupplungsglied 901. An diesem
Kupplungsglied wird die Trägerstange 95 befestigt. Das Kupplungsglied 901 ist im
einfachsten Fall eine Verschraubung, zweckmäßigerweise wird jedoch dafür ein Schnellverschluß,
beispielsweise ein Bajonett-Verschluß, verwendet.
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Mit Hilfe einer Feder 94 wird die Schubstange nach rechts gedrückt,
so daß der Spreizkeil 98 aus den schwenkbaren Armen 92 ausrückt. Damit der Schubstab
96 nicht aus dem
Klotz 91 herausrutscht, ist ein Anschlag vorgesehen.
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Zur Herstellung der Verformungen wird gegen den Druck der Feder 94
mit Hilfe einer Verlängerungsstange 961 der Schubstab 96 nach links bewegt, wodurch
die Arme 92 nach außen geschwenkt werden.
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Fig.17 zeigt schematisch den Fall, daß der Spreizkeil 98 konisch und
mit einem Schraubgewinde ausgestaltet ist.
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Die Arme 92 sind auf ihrer Innenseite mit einer entsprechenden Verzahnung
versehen. Durch Eindrehen des schraubenförmigen Spreizkeiles 98 werden die Arme
92 auseinandergedrückt.und sömit von deren Ausbuchtungen 921 die Verformungen in
den Stützstegen hervorgerufen.
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Fig.18 stellt den Fall dar, daß die Arme 92 eine rautenförmige Aussparung
umschließen. Ferner ist dargestellt, daß in diesen Armen Kegel stifte 928 eingesetzt
sind und die Spitzen dieser Kegel stifte zur Herstellung der gewünschen Verformungen
dienen. Die Kegel stifte sind derart eingesetzt, daß die Flanke ihrer Spitze mit
der Kante 927 der Arme fluchtet. Wenn der Kegelwinkel der Spitze die Größe 2a besitzt,
so muß also die Achse des Kegelstiftes um den Winkel zugegen diese Kante 927 geneigt
sein.
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Fig.19 zeigt schematisch ein weiteres Verformungswerkzeug, das ohne
die Trägerstange auskommt, bei dem also nur ein einziges Krafteinleitungselement
notwendig ist.
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Der Schubstab 96 ist dazu innerhalb des Klotzes 91 mit einer Feder
94 gehalten, durch die er in Richtung auf die Arme 92 gedrückt wird. Wenn auf den
Schubstab somit keine weiteren Kräfte ausgeübt werden, wirkt der Spreizkeil 98 gegen
die Arme 92 und drückt sie auseinander.
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Dadurch verbeißen sich die Spitzen 921 der Arme an den zu verformenden
Stützstegen. Die Profilschienen sind
auf dem Arbeitstisch gegen
Längsverschiebung fixiert und wirken somit als Widerlager, wenn der Schubstab 96
zur Ausbildung der Verformungen gegen die Arme 92 geschlagen wird.
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Die Fig.20 bis 23 zeigen schematisch ein weiteres Werkzeug, mit dem
die gewünschten Verformungen im Innern des Profilkörpers hergestellt werden können.
Dieses Werkzeug besteht aus einem quaderförmigen Block 100, in dem zwei konzentrische
Längsbohrungen 104 und 105 angebracht sind. An jeder Längskante 101 dieses Blockes
sind Schlitze 102 eingeschnitten. Diese Schlitze sind nach oben (vergl. Fig.21 und
22) durch Flächen 106 begrenzt, die senkrecht zu der Längsachse 103 dieses Quaders
verlaufen. Nach unten sind diese Schlitze durch schräg verlaufende Flächen 107 begrenzt,
so daß diese Schlitze sich zum Innern des Blockes hin öffnen. Die Fig.20 zeigt schematisch
einen Querschnitt durch einen solchen Block 100. Fig.21 ist ein Schnitt in der Richtung
A B der Fig.20. An der Fig.21 ist ferner erkennbar, daß in den Bohrungen 104 bzw.
105 ein Schubstab 96 verläuft.
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Dieser Schubstab 96 besitzt Einkerbungen 962, die den Schlitzen 102
gegenüberliegen. Weiter befinden sich in diesen Schlitzen Stifte 108, deren Köpfe
110 in den Einkerbungen 962 gehalten sind. Die Fig.21 zeigt den Schubstab 96 in
einer unteren Stellung, bei der sich die Spitzen 109 der Stifte 108 im Innern des
Umrisses dieses Blockes 100 befinden. Fig.22 zeigt einen Zustand, in dem der Schubstab
96 in eine obere Stellung verschoben ist. In dieser oberen Stellung treten die Spitzen
109 über den Umriss 100 heraus. Sie sind damit in der Lage, in dem Hohlraum des
Profilkörpers an den Stützstegen die gewünschten Verformungen zu erzeugen. Wird
der Schubstab 96 abwechselnd hin- und herbewegt, so treten die Spitzen 109 dieser
Stifte bezüglich des Umrisses
des Blockes 100 abwechselnd vor und
zurück, so daß bei der Hin- und Herbewegung des Schubstabes schrittweise Verformungen
hergestellt werden. Da die Stifte entsprechend den Fig.21 und 22 einander paarweise
gegenüberliegen, heben sich die Kräfte, die bei der Verformung der Stützstege über
diese Stifte auf den Schubstab 96 übertragen werden, gegenseitig auf. Die Führung
des Schubstabes stellt also automatisch eine allseitig symmetrische Verformung der
Stützstege und damit die Erhaltung des rechtwinkligen Hohlraumquerschnittes sicher.
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Der Winkel ß, um den die Schlitze 102 in die Seitenflächen 111 des
Blockes geneigt sind, wird so gewählt, daß die Flanke der heraustretenden Spitzen
109 mit diesen Seitenflächen fluchtet. Damit wird erreicht, daß die Verformung der
Stützstege ausschließlich in seitlicher Richtung stattfindet und somit eine Beschädigung
der Innenflächen der Profilschienen, die an den Seitenflächen 111 anliegen, vermieden
wird. Weicht der Querschnitt des Hohlraumes des herzustellenden Profilkörpers stark
von einem Quadrat ab, so wird die Anordnung der Schlitze entsprechend der Fig.23
getroffen, wonach die Schlitze nicht diagonal, sondern in vier Halbebenen verlaufen.
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Die zentrale Öffnung sowie der Schubstab 96 haben dann eine längliche
bzw. ovale Form. Auf diese Weise kann der verformungsgünstigste Winkel ß unabhängig
von der Querschnittsform des Profilhohlraumes eingehalten werden.
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Fig.24 zeigt ein weiteres Werkzeug, mit dem die Verformungen an den
Stütz stegen hervorgerufen werden. Dieses Werkzeug besteht aus zwei Paaren von Scheibenrädern
121, 122 bzw. 123, 124. Diese Scheibenräder sind an ihrem Umfang mit Dornen 125
versehen. Die beiden Paare von Scheibenrädern sitzen auf zueinander parallelen Wellen
128, 129. Zwischen jedem Paar von Scheibenrädern befindet
sich
ein Zahnrad 126, 127. Diese Zahnräder stehen miteinander in Eingriff. Anhand von
Fig.24 wird deutlich, daß dann, wenn diese Zahnräder gegeneinander verdreht werden,
die Dorne 125 sich an der Basis der Stützstege 4 eingraben und dort die gewünschten
Verformungen hervorrufen. Der Abstand der so erzeugten Verformungen entspricht dem
Abstand, mit dem die Dorne 125 auf dem Umfang der Scheibenräder verteilt sind. Damit
sich die beiden Paare von Scheibenrädern frei gegeneinander drehen können, weisen
diese Scheibenräder den Dornen entsprechende Ausnehmungen auf, so daß bei der Drehung
der Räder die Dorne des einen Rades in die Ausbuchtungen des anderen gegenüberliegenden
Rades einrücken und somit eine Drehung dieser Räder ohne Behinderung ermöglichen.
Damit die Dorne 125 an der Basis der Stützstege angreifen, kann eine Federvorrichtung
134 vorgesehen sein, die die Scheibenräder auseinanderdrückt. Die Dorne der Scheibenräder
sind zueinander versetzt angeordnet, damit immer ein Dorn eines solchen Scheibenrades
in Eingriff ist. Uber die Wellen und die Zahnräder sind die Scheibenräder so miteinander
gekoppelt, daß der Eingriff eines Dornes genügt, die beiden Scheibenräderpaare zueinander
gegenläufig zu bewegen.
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Anhand von Fig.24 ist erkennbar, daß die lichte Breite zwischen den
Isolierstegen 3 größer ist als die lichte Breite zwischen den Stützstegen 4.Demnach
kann der Durchmesser der Zahnräder 126, 127 größer sein als der Durchmesser der
Scheibenräder, so daß die Zahnräder miteinander in Eingriff sind, während die Scheibenräder
einander nicht berühren. Ferner ist anhand von Fig.24 erkennbar, daß zwischen den
Scheibenrädern und den Zahnrädern genügend Platz ist, so daß dort Wellenlager angeordnet
sein können. An diesen Wellenlagern kann zugleich die Vorschubeinrichtung für dieses
Werkzeug, z.B. eine Trägerstange, angebracht sein.
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Es wird nun ein Verfahrensablauf für die Herstellung eines erfindungsgemäßen
wärmeisolierenden Profilkörpers grob beschrieben. In eine untere Profilschiene werden
die Isolierstege eingesetzt. Das so montierte Unterprofil wird auf eine Fördereinrichtung,
beispielsweise ein Förderband, gelegt. Von oben her wird dann das Verformungswerkzeug
mit seiner Trägerstange so eingelegt, daß sich in diesem vormontierten Unterprofil
lediglich diese Trägerstange befindet und die Verformung bewirkenden Teile darüber
hinausragen. Das Oberprofil kann jetzt beispielsweise von einer Rollenbahn her ohne
Reibung an dem Verformungswerkzeug auf die Isolierstege aufgeschoben werden. Das
so vormontierte Profil wird sodann in die Bearbeitungsposition gebracht, in der
das Verformungswerkzeug in den Anfang des Profils hineingleitet. Anschließend wird
beipsielsweise mit einem an dem Förderband angebrachten Mitnehmer der vormontierte
Profilkörper über das feststehende Verformungswerkzeug hinweggeschoben. Gleichzeitig
wird die Schubstange des Verformungswerkzeuges betätigt, so daß in dem Hohlraum
des Profilkörpers die gewünschten Verformungen nacheinander eingeschlagen werden.
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Zur Herstellung eines in Fig.12 schematisch dargestellten Profilkörpers
wird aus den Profilschienen und den Isolierstegen ebenfalls ein Profil lose vormontiert.
Dann werden von außen beispielsweise mit einem zangenartigen Werkzeug Dorne zur
Herstellung der Verformungen 7 eingedrückt. Statt mit einer Zange können diese Verformungen
auch dadurch erzeugt werden, daß dieses Profil zwischen zwei mit Dornen versehenen
Walzen durchgeschoben wird.