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Isolierkörper
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Die Erfindung betrifft einen Isolierkörper, bestehend aus zwei mit
Abstand zueinander angeordneten Profilteilen, insbesondere solchen aus Metall, die
auf ihren einander zugewandten Seiten mit hinterschnittenen Nuten versehen sind,
und ferner bestehend aus mit Abstand zueinander angeordneten profilierten Verbindungsstegen
aus wärmeisqlierendem Material, die-im Querschnitt -gesehen an ihren Enden möglichst
biege feste Verankerungselemente aufweisen, mit denen sie die Nutenhinterschneidungen
hintergreifen, wobei der von den Profilteilen und den Verbindungsstegen eingeschlossene
Hohlraum mit einer expandierten wärmeisolierenden Füllmasse gefüllt ist.
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Derartige Isolierkörper sind bekannt und finden insbesondere Verwendung
als Rahmenschenkel für Türen und Fenster. Die Verbindungsstege bestehen vollständig
aus wärmeisolierendem Kunststoff und haben beispielsweise Doppel-T-Profil, E-Profil
oder U-Profil. Bei Verbindungsstegen dieser Art ist ein ein Problem, zu verhindern,
daß durch den Expansionsdruck der Füllmasse, für die normalerweise Polyurethanschaum.
verwendet wird, die die Nutenhinterschneidungen hintergreifenden Randabkantungen
aufgebogen -werden, wodurch die Maßhaltigkeit des Isolierkörpers nicht meht gewährleistet
ist.
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Um dem zuletzt geschilderten Problem zu begegnen, wurde bereits vorgeschlagen,
die Verbindungsleisten aus - im
Querschnitt gesehen - rechteckigen
flachen Streifen, vorzugsweise aus Schichtwerkstoff, wie Hartpapier, herzustellen
und an ihren Rändern Ausnehmungen oder Löcher vorzusehen, in denen metallische Verankerungselemente
verankert sind, die in die hinterschnittenen Nuten eingreifen (DE-OS 28 12 128).
Derartig ausgestaltete Verbindungsleisten gewährleisten eine optimale Kraftübertragung
von den Verankerungselementen in die Profilteile einerseits und in die Verbindungsleisten
andererseits und bleiben unter Normalbedingungen auch maßhaltig. Wenn sie jedoch
beispielsweise im Zuge der Pulverbeschichtung der Verbundprofile Temperaturen um
2000C ausgesetzt werden, so geht nicht nur die Maßhaltigkeit verloren, sondern sie
verlieren auch ihre Festigkeit. Das gilt erst recht für den Brandfall.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Isolierkörper der
eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, daß sie auch hohen Temperaturen ausgesetzt
werden können, wie sie beispielsweise beim Pulverbeschichten vorkommen, und daß
die Isolierstege selbst im Brandfall noch eine gewisse Restfestigkeit aufweisen,
die ein Auseinanderfallen der beiden Profilteile verhindert.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verankerungselemente
auch aus einem möglichst hitze- oder brandfesten Material bestehen und durch eine
Wicklung aus möglichst zug- und hitze- odejbrandfesten Fasern aus wärmeisolierendem
Material mltelnander verbunden sind.
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Die Verankerungselemente können in bekannter Weise aus Metall bestehen.
Es kommen jedoch auch andere Materialien für die Verankerungselemente in Frage,
wenn diese biege-und brandfest sind.
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Wenn, wie bekannt, die Profilteile von Aluminiumschienen
gebildet
sind, so werden zweckmässigerweise Verankerungselemente verwendet, die ebenfalls
aus Aluminium bestehen.
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Als Fasern können beispielsweise Kohle- oder Glasfasern verwendet
werden.
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Die Fasern können im wesentlichen quer zur Profillängsrichtung verlaufen.
Insbesondere kann die Faserwicklung aus in Profillängsrichtung mit Abstand hintereinander
liegenden Lagen bestehen.
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Es ist alternativ dazu auch möglich, daß die Fasern zumindest im Bereich
zwischen den Verankerungselementen schräg zur Profillängsrichtung verlaufen. Die
Faserwicklung kann dabei aus mindestens zwei Lagen bestehen, die sich zwischen den
gegenüberliegenden Verankerungselementen kreuzen. Auf diese Weise wird auch eine
Verschiebefestigkeit der Profilteile in Profillängsrichtung erzielt.
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Die gekreuzte Anordnung der Faserlagen entspricht der bekannten Faserverstärkung
in handelsüblichen Plastik-Wasserschläuchen, wenn man sich den Schlauch flachgedrückt
vorstellt.
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Die Mittelschenkel der T-förmigen Verankerungsteile können in Nuten
eingesteckt sein, die in einem einen Teil des Verbindungssteges bildenden und aus
wärmeisolierendem Material bestehenden Zwischensteg eingesteckt oder eingeschmolzen
sind.
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Die Verankerungselemente können von je einer flachen Metallschiene
oder einem Flachdraht gebildet sein. Vorzugsweise wird die flache Metallschiene
oder der Flachdraht an beiden Seiten mit Ausnehmungen versehen, in denen die Fasern
beim Wickeln als Lagen zum Liegen kommen. Zweckmässigerweise ordnet man die Ausnehmungen
so an, daß jeweils zwei von ihnen einander gegenüberliegen.
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Die Ausnehmungen können die Form spitzer, eckiger oder runder Einbuchtungen
haben.
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In Erweiterung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist es
auch möglich, daß an jeder flachen Metallschiene oder jedem Flachdraht ein senkrechter
von in Richtung auf die andere Metallschiene oder den anderen Flachdraht abstehender
Mittelschenkel angeformt ist, derart, daß die Verankerungselemente T-Form haben,
wobei die Mittelschenkel der beiden gegenüberliegenden Verankerungselemente einander
nicht berühren sollen.
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Zweckmässigerweise werden die Mittelschenkel der T-förmigen Verankerungselemente
in Nuten eingesteckt, die in einem einen Teil des Verbindungssteges bildenden und
aus wärmeisalierendem Material bestehenden ZwisdYmr steg eingesteckt, eingeklebt
oder eingeschmolzen sind.Um zu verhindern, daß die Fasern über die Metallschiene
oder den Flachdraht hinausragen, können die Metallschiene oder der Flachdraht im
Bereich der seitlichen Ausnehmungen auch an ihrer von der anderen Metallschiene
oder dem anderen Flachdraht abgewandten Seite mit Einkerbungen zur Aufnahme der
Fasern versehen sein.
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Eine andere Ausführungsform der Verbindungsstege kann dadurch gekennzeichnet
sein, daß die Verankerungselemente von je einem in Profillängsrichtung schlangenförmig
verlaufenden Metalldraht gebildet sind. Der schlangenförmige Metalldraht kann entlang
seiner Symmetrielinie mit einem sich in Profillängsrichtung erstreckenden geraden
Metalldraht verbunden sein, wobei die Fasern über die Kreuzungspunkte der beiden
Metalldrähte gelegt werden können.
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Das wärmeisolierende Material der Verbindungsstege kann die Verankerungselemente
und die Fasern einschlies- -sen.
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Es ist aber auch möglich, daß das wärmeisolierende Material der Verbindungsstege
die Verankerungselemente nur in ihrem - im Querschnitt gesehen - mittleren Bereiche
einschließt und daß die nicht eingeschlossenen äußeren Bereiche unmittelbar an den
Nutenhinterschneidungen anliegen.
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Eine besonders zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung kann darin
bestehen, daß als wärmeisolierendes Material für die Verbindungsstege ein Kunststoff
verwendet wird, mit dem sich die Füllmasse in dem Hohlraum, die vorzugsweise Polyurethanschaum
ist, beim Expandieren verbindet.
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Es ist ferner möglich, daß die Fasern auf der dem Hohlraum zugewandten
Seite nicht in das wärmeisolierende Material des Kunststoffos eingebettet sind,
und daß für die Fasern ein solches Material verwendet ist oder daß die Fasern so
präpariert sind, daß sich die Füllmasse in dem Hohlraum mit den Fasern verbindet.
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Es ist ferner möglich, daß der die Verankerungselemente verbindende
aus wärmeisolierendem Stoff bestehende mittlere Teil jedes Verbindungssteges mit
Durchtrittslöchern für die Füllmasse versehen ist, daß die Fasern an beiden Seiten
jedes Verbindungssteges nicht in den wärmeisolierenden Stoff des Verbindungssteges
eingebunden sind und daß auf der dem Hohlraum abgewandten Seite jedes Verbindungssteges
sowie der dort verlaufenden Fasern eine den Austritt der F5llmasse verhindernde
Schicht vorgesehen ist. Die Schicht kann aus einer sich zwischen den gegenüberliegenden
Nuten erstreckenden Kunststoff-Folie oder einem Hartpapierstreifen bestehen.
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Die letztgenannten Vorschläge, bei denen sich die Füllmasse entweder
mit dem wärmeisolierendem Stoff des Verbindungssteges oder mit den Fasern auf der
einen oder auf beiden Seiten des Verbindungssteges verbinden soll, haben den Zweck,
die mechanische Festigkeit des Isolierkörpers zu erhöhen. Der mechanisch tragende
Querschnitt wird gewissermassen in die Füllmasse-Zone hineinverbreitert. Die Vorschläge,
bei denen sich die Füllmasse mit den Fasern auf der einen oder auf beiden Seiten
der Verbindungsleisten verbinden soll, ermöglicht es außerdem, daß die Einbettung
der Faserlage in das wärmeisolierende Material des Verbindungssteges ganz oder teilweise
eingespart werden kann.
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Separater Schutz begehrt wird ferner für ein Profilelement gemäß Anspruch
26. Dieses kann als Verbindungssteg auch für Profilkörper verwendet werden, deren
Hohlraum nicht mit Füllmasse sondern mit Luft gefüllt ist. Die die Verankerungselemente
bildenden Profilaußenteile können dann in die hinterschnittenen Nuten eingewalzt,
eingepreßt oder auf andere Weise befestigt werden. Sie lösen dann die Aufgabenstellung
auch bei den letztgenannten Profilkörpern.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen wärmeisolierenden
Profilkörper mit zwei herkömmlichen Verbindungsstegen; Fig. 2 einen Schnitt durch
eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Verbindungssteges; Fig. 3 eine
perspektivische Schnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen
Verbindungssteges; Fig. 4 einen Schnitt durch einen Verbindungssteg der in
Figur
3 gezeigten Art, jedoch mit einer Variation desselben; Fig. 5 eine perspektivische
Schnittdarstellung durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgernässen Verbindungssteges;
Fig. 6 eine perspektivische Schnittdarstellung durch eine alternative Ausführungsform
zu Fig. 5; Fig. 7 eine Draufsicht und einen Schnitt VII - VII durch einen Drahtleiter
zur Verwendung in einem Verbindungssteg der in Figur 5 gezeigten Art anstelle der
dort vorgesehenen Drähte; Fig. 8 eine Draufsicht und einen Schnitt VIII - VIII durch
einen Drahtleiter zur Verwendung in einem Verbindungssteg der in Fig. 7 gezeigten
Art anstelle der dort vorgesehenen Drähte; Fig. 9 eine perspektivische Darstellung
von durch eine Zwischenleiste verbundene Verankerungselemente, wobei diese Anordnung
entweder unmittelbar als Verbindungssteg verwendbar ist oder ganz oder teilweise
in Kunststoff-Material eingebettet werden kann; Fig. 10 einen Teilschnitt durch
einen Profilkörper mit einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verbindungssteges,
wobei die Elemente aus Figur 7 in teilweiser Kunststoff-Einbettung verwendet sind;
Fig. 11 einen Schnitt durch einen Profilkörper mit einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemässen Verbindungssteges unter Verwendung der Elemente in Figur
7, wobei jedoch die Zwischenleiste mit Durchtrittslöchern für die Füllmasse versehen
ist;
Fig. 12 eine alternative Ausführungsform zu Fig. 9 Der in
Figur 1 gezeigte Profilkörper besteht aus zwei metallischen Profilteilen 1, 2, die
durch Verbindungsstege 4, 5 miteinander verbunden sind. Der Verbindungssteg 4 besteht
aus Kunststoff und hat ein Doppel-T-Profil.
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Er greift mit seinen Querschenkeln in hinterschnittene Nuten 3 der
Profilteile 1, 2 ein. Der Verbindungssteg 5 besteht aus Schichtmaterial, wie beispielsweise
Hartpapier, das mit Löchern versehen ist. Durch die Löcher sind metallische Verankerungselemente
6 geführt, die in die hinterschnittenen Nuten 3 eingreifen. Die Profilteile 1, 2
und die Verbindungsstege 4, 5 schließen einen Hohlraum 7 ein, der mit Polyurethanschaum
8 gefüllt ist. Der Polyurethanschaum erzeugt beim Expandieren einen Druck, der die
Profilteile 1, 2 auseinanderzudrücken sucht und die Verbindungsstege4, 5 auf Zug
belastet.
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Bei starkem Druck neigen die Querschenkel der Verbindungsstege 4 dazu,
sich zu verformen, so daß die Maßhaltigkeit nicht immer gewährleistet ist. Bei dem
Verbindungssteg 5 tritt dieses Problem nicht auf. Allerdings ist der Verbindungssteg
5 teurer in der Herstellung, weil er nicht wie der Verbindungssteg 4 durch Extrudieren
hergestellt werden kann. Beizen Verbindungsstegen haftet der Nachteil an, daß sie
im Brandfalle, bei hohen Temperaturen um 2000C, wie sie beispielsweise beim Pulverbeschichten
vorkommen, insbesondere jedoch bei noch darüberliegenden Temperaturen, wie sie im
Brandfalle auftreten, einen Zusammenhalt der Profilteile 1, 2 nicht mehr sicher
gewährleisten.
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Abhilfe schafft der in Figur 2 gezeigte Verbindungssteg 10, der etwa
dem Verbindungssteg 4 in Figur 1 entspricht.
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Zusätzlich ist jedoch in jedem eine Endverdickung bildenden Querschenkel
19 eine flache Metallschiene oder ein Flachdraht 11 eingelegt. Ferner enthält der
Verbindungssteg 10 Kohle- oder Glasfasern, die als Wicklung 12 um die flachen Metallschienen
oder Flachdrähte 11 herumgelegt sind und sich durch den Mittelschenkel erstrecken.
Die Fasern sind vollständig in den Kunststoff des Verbindungssteges 10 eingebettet.
Als Kunststoff ist beispielsweise Epoxydharz oder Polyamid verwendet.
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Die flache Metallschiene oder der Flachdraht 11 gewährleisten eine
optimale Kraftübertragung zwischen Verbindungssteg und Profilteilen. Insbesondere
ist eine günstige Eckumlenkung der Zugkraft gegeben. Auch im Brandfall bleibt ein
Nothalt bestehen, solange die flachen Metallschienen oder der Flachdraht 11 nicht
schmelzen.
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Die Metallschiene oder der Flachdraht 11 bestehen zweckmässigerweise
aus dem selben Metall wie die Profilteile 1, 2, das ist bei Verwendung des Profilkörpers
als Schenkel für Fenster- oder Türrahmen Aluminium. Das gleiche Metall ist deshalb
wünschenswert, damit beim Sägen des Verbundprofiles keine Schwierigkeiten auftreten.
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Bei dem in Figur 3 gezeigten Verbindungssteg 20 ist die flache Metallschiene
mit 21 bezeichnet. Sie weist einen senkrecht von ihr abstehenden Mittelschenkel
23 auf, so daß ein T-förmiges Verankerungselement gebildet wird.
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Die beiden Verankerungselemente sind in den Querschenkeln 29 des Doppel-T-Profiles
des Verbindungssteges 20 eingeschlossen, d. h. sie sind vollständig in den Kunststoff
eingebettet. Jede der beiden Flachschienen 21 ist in Profillängsrichtung mit seitlichen
Ausnehmungen 22 versehen, wobei jeweils zwei Ausnehmungen einander gegenüberliegen.
Durch die Ausnehmungen sind Faserbündel 12
hindurchgeführt, die
die beiden Verankerungselemente nach Art einer Wicklung verbinden.
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Um zu vermeiden, daß die Fasern 12 über die Flachschienen 21 hinausragen,
können die Flachschienen 21 an ihrer Außenseite im Bereich der Ausnehmungen 22 mit
Einkerbungen 24 versehen sein, wie dies in Figur 4 gezeigt ist.
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Bei dem in Figur 5 gezeigten Verbindungssteg 30 sind die Verankerungselemente
von einem sich in Profil längsrichtung erstreckenden Draht 31 und einem sich schlangelförmig
in Profillängsrichtung erstreckenden und mit dem erstgenannten Draht verbundenen
zweiten Draht 32 gebildet. Die seitlichen Auskragungen des sich schlangenförmig
erstreckenden Drahtes 32 ragen in die Querschenkel des Doppel-T-Profiles des Verbindungssteges.
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Die Fasern 12 sind hier über die Verbindungspunkte zwischen den beiden
Drähten 31, 32 gelegt. Die schlangenförmigen Drähte 32 sind hier auf derjenigen
Seite des zugeordneten geraden Drahtes 31 angeordnet, der die dem jeweils anderen
geraden Draht 31 abgewandt ist.
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Gemäß Figur 6 kann das auch umgekehrt sein.
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Anstelle der Drahtkonstruktion nach Figur 5 kann beispielsweise die
Drahtkonstruktion nach Figur 7 verwendet werden, die aus einem sich in Profillängsrichtung
erstreckenden Draht 41 und sich quer dazu erstreckenden Drahtsprossen 42 besteht.
Diese Drahtkonstruktion hat also Leiterform. Die Drahtsprossen sind hier auf derjenigen
Seite des sich in Profillängsrichtung erstreckenden Drahtes 41 angeordnet, die dem
jeweils anderen sich in Profillängsrichtung erstreckenden Draht 41 abgewandt ist.
Gemäß Figur 8 kann dies auch umgekehrt sein. Hier weisen die Enden der Drahtsprossen
42 außerdem noch Abrundungen 43 oder Spitzen 44 auf, die
ein Abgleiten
der Fasern 12 in den Bereich zwischen den Drahtsprossen 42 gewährleisten.
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Bei der in Figur 9 dargestellten Konstruktion sind ebenfalls im Profil
T-förmige Verankerungselemente aus Metall verwendet. Jeder von diesen besteht wiederum
aus einer flachen Metallschiene 52 und einem senkrecht von dieser abstehenden Mittelsteg
53. Die Mittelstege der beiden Verankerungselemente 51 sind in Nuten 56 einer Zwischenleiste
57 eingesteckt, eingeklebt oder eingeschmolzen. Die flachen Metallschienen 52 weisen
in Profillängsrichtung hintereinanderliegend spitze Kerben 54 auf, die durch gerade
Randbereiche 55 voneinander beabstandet sind. Durch die Kerben 54 sind Fasern 12
geführt, wobei die Lagen hier kreuzweise angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine
besonders gute Stabilität, und zwar auch in Profillängsrichtung gewährleistet.
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Gemäß Figur 12 ist es auch möglich, anstelle des einteiligen Mittelsteges
53 in Figur 9 einen zweigeteilten Mittelsteg 84 an der flachen Metallschiene 52
vorzusehen, wobei der Mittelsteg 84 zwischen sich eine in Profillängsrichtung verlaufende
Nut 85 einschließt. In diese kann eine schmale Zwischenleiste 83 eingesteckt, eingeklebt
oder eingeschmolzen sein. Außerdem sind hier die Abschnitte 81 zwischen den Einkerbungen
54 spitz.
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Dadurch ist gewährleistet, daß die Fasern 12 beim Wickeln mit Sicherheit
in die Kerben 54 abgleiten. Die spitzen Abschnitte 81 können dann nach dem Wickeln
entlang den gestrichelten Linien 82 abgestanzt oder sonstwie abgetrennt werden,
wodurch die geraden Abschnitte 55 gemäß Figur 9 entstehen, was für den Platzbedarf
in den hinterschnittenen Nuten der Profilteile günstiger ist bzw. bei gleicher Nutenbreite
eine bessere Festigkeit gibt.
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Bei der in Figur 10 gezeigten Ausführungsform ist eine
Konstruktion
gemäß Figur 9 verwendet worden. Hier sind die metallischen Verankerungselemente
51 in die Kunststoff-Querschenkel des Doppel-T-Profiles eingebettet.
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Auch der Zwischensteg 57 sowie die auf der dem Hohlraum 7 abgewandten
Seite verlaufenden Fasern 12 sind in den Kunststoff des Verbindungssteges 60 eingebettet.
Nicht eingebettet in diesen Kunststoff sind dagegen die auf der dem Hohlraum 7 zugewandten
Seite verlaufenden Fasern 12. Auf diese Weise können diese mit der Füllmasse 8 eine
Verbindung eingehen, wodurch die mechanische Festigkeit erhöht wird.
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Es ist auch denkbar, daß für den Verbindungssteg beispielsweise der
in Figur 3 gezeigten Art ein Kunststoff zum Einbetten der Verankerungselemente und
der Fasern verwendet wird, welcher sich mit der Füllmasse 8 zu verbinden vermag.
In diesem Fall wird ein ähnlicher Effekt, d. h. eine Erhöhung der Stabilität erzielt.
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Bei der in Figur 11 gezeigten Ausführungsform ist wiederum eine Konstruktion
wie in Figur 9 gezeigt, verwendet worden. Hier sind die Verankerungselemente 51
nicht von Kunststoff eingeschlossen, sondern liegen direkt an den Nutenhinterschneidungen
an. In Abwandlung der Konstruktion von Figur 7 sind hier im Zwischensteg 57 Löcher
71 vorgesehen, die gestatten, daß die Füllmasse 8 nicht nur die Fasern 12 einschließt,
die auf der dem Hohlraum 7 zugewandten Seite des Verbindungssteges 70 verlaufen,
sondern auch die auf der dem Hohlraum 7 abgewandten Seite verlaufenden Fasern.
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Damit keine Füllmasse austritt, ist in die Nuten 3 noch eine Hartpapierschicht
72 eingeschoben. Bei dieser Ausführungsform ist also abgesehen von dem die Verankerungselemente
51 verbindenden Zwischensteg 57 überhaupt kein
Kunststoff zur Einbettung
verwendet worden. Hier umgibt die Füllmasse 8 praktisch alle Elemente des Verbindungssteges
70 und dringt außerdem noch in die Kammern der Nuten 3 ein, wodurch eine besonders
hohe Stabilität erreicht wird.
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