DE3236357A1

DE3236357A1 - Verfahren zum verbinden der metallischen innen- und aussenteile eines verbundprofils mit einem isoliersteg aus kunststoff

Info

Publication number: DE3236357A1
Application number: DE19823236357
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. 7031 Nufringen Ensinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1984-04-05

Description

Beschreibung:
Verfahren zum Verbinden der metallischen Innen- und Außenteile eines Verbundprofils mit einem Isoliersteg aus Kunststoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden der metallischen Innen- und Außenteile eines Verbundprofils mit einem Isoliersteg aus Kunststoff, der mit seinen Enden in Nuten der metallischen Innen-und Außenteile eingreift und dort eingepreßt wird.
Seit Jahren beschäftigen sich Fachleute damit, bei solchen Verfahren die Schubfestigkeit zwischen dem Isoliersteg und den Innen- und Außenteilen des Verbundprofils zu erhöhen. Bekannt ist es beispielsweise in diesem Zusammenhang (DE-PS 25 52 700), am Isoliersteg Vertiefungen anzuordnen, in welche die nutenbegrenzenden Stege der Profilteile zwecks Erhöhung des Formschlusses eingewalzt werden können. Ferner ist es bekannt (DE-AS 28 30 798), durch Verwendung von Schmelzklebern den Stoffschluß zwischen Isoliersteg und Profilteilen zu verbessern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe die Schubfestigkeit zwischen den Metallteilen des Verbundprofils einerseits und dem aus Kunststoff bestehenden Isoliersteg andererseits weiterhin verbessert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den Isoliersteg vor seiner Verbindung mit den metallischen Innen- und Außenteilen zumindest im Bereich seiner in die Nuten eingreifenden Enden oberflächlich mit einem festhaftenden Metallüberzug beschichtet.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen: Fig. 1 eine schaubildliche Schnittansicht eines Verbundprofils; Fig. 2, 3 Teilansichten in vergrößertem Maß-und 4 stab des Bereiches A in Fig. 1; Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 4; Fig. 6 bevorzugte Ausführungsformen von bis 9 erfindungsgemäß behandelten Isolierstegen und Fig. 1o weitere Ausführungsformen von er-und 11 findungsgemäß hergestellten Verbundprofilen.
Fig. 1 zeigt ein z. B. für die Herstellung von Fenstern; Türen, Fassadenelementen od. dgl. geeignetes Verbundprofil 1 mit einem Innenteil 2 und einem Außenteil 3, die beide durch zwei in Richtung der Längsachse des Profils verlaufende Isolierstege 4, 5 miteinander verbunden sind. Die Teile 2, 3 können beispielsweise aus Aluminium, ALuminiumlegierung, Stahl oder einem anderen metallischen Werkstoff bestehen.
Die Isolierstege 4, 5, die eine wärmedämmende Brücke zwischen den metallischen Teilen 2, 3 herstellen, bestehen aus hochfestem Kunststoff mit schlechten Wärmeleitungseigensshaften, beisp e-lsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid.
Die Isolierstege 4, 5 weisen verdickte Enden 6 auf, die im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind und in entsprechend ausgebildete, längs verlaufende Nuten 7 der Verbundprofilteile 2, 3 hineinragen, vgl. Fig. 2. Dabei bildet sich im fertigen Verbundprofil (Fig. 1) zwischen den Isolierstegen 4, 5 und Wandabschnitten 8, 9 der Profilteile 2 bzw. 3 eine längsweise durchgehende Kammer 11 aus. Die Isolierstege 4, 5 werden zunächst mit ihren schwalbenschwanzförmigen Enden in die Nuten 7 eingesetzt, beispielsweise eingezogen. Anschließend wird in Längsrichtung des Profils ein Ziehdorn durch die Kammer 11 hindurchgezogen, wodurch die in dieser Kammer liegenden, die Nuten 7 begrenzenden Stege (in Fig. 2 mit 12 bezeichnet) an die Enden 6 der Isolierstege 4, 5 angedrückt werden, so daß die Isolierstege 4, 5 schließlich zwischen den erwähnten Stegen 12 und gegenüberliegenden Nutenstegen (in Fig. 2 mit 13 bezeichnet) eingepreßt sind.
Im nachstehenden werden anhand der Figuren 2 bis 5 verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Verfahren erläutert, wobei diese Figuren jeweils Ausschnitte im Bereich des in Fig. 1 mit A bezeichneten Kreises darstellen. Die Erläuterungen beziehen sich in gleicher Weise auch auf die in Fig. 1 mit B, C und D bezeichneten Kreisbereiche, an denen jeweils gleiche Maßnahmen getroffen werden.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird der Isoliersteg 4 erfindungsgemäß vor seiner Verbindung mit den metallischen Innen- und Außenteilen 2, 3 im Bereich seiner in die Nuten 7 eingreifenden Enden 6 oberflächlich mit einem festhaftenden-Metallüberzug 14 beschichtet.
Beim Andrücken des Steges 12 der Nut 7 gelangt dieser MetallüberzUg mit den ebenfalls metallischen Innenflächen der Nut 7 in Berührung. Es wurde gefunden, daß dieser Metall-Metall-Kontakt zu einer erheblichen Verbesserung der Schubfestigkeit zwischen den Profil teilen 1, 2 und dem Isoliersteg 4 führt.
Der Metallüberzug 14 kann durch Aufdampfen, Galvanisieren, Aufwalzen einer Metallfolie, Lackieren, AufsprUhen- od. dgl. aufgebracht werden. Aufdampfen und Galvanisieren sind die bevorzugten Aufbringmethoden.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der mit einem Metallüberzug 14 versehene Isoliersteg 4 zusätzlich mit Hilfe eines Klebers in die Nut 7 eingeklebt. Hierzu wird auf die Metallschicht 14 eine Kleberschicht 15 aufgebracht. Die Schicht 15 kann aus einem Metallkleber oder einem anderen Hochleistungskleber bestehen.
Obwohl auch Schmeizkleber geeignet sind, wurde gefunden, daß in erster Linie drucksensitive Metallkleber zu den besten Ergebnissen führen, da diese ohne Anwendung von#Wärme beim Zusammenpressen in Sekunden abbinden. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich also sehr rasch durchführen. Auch in diesem Falle ist die Schubfestigkeit gegenüber bekannten Verfahren erheblich verbessert, und zwar deswegen, weil sich Metall auf Metall besser verkleben läßt als Metall auf Kunststoff und der Metallüberzug 14 durch geeignete Verfahren, insbesondere Aufdampfen oder Galvanisieren außerordentlich festhaftend mit dem Isoliersteg 4 verbunden werden kann.
Eine zusätzliche Erhöhung der Schubfestigkeit erreicht man bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4.
Dort weist der Nutgrund der Nut 7 eine erhöhte Oberflächenrauhigkeit, bei-spielsweise in Gestalt einer zur Längsrichtung des Profils quer verlaufenden Rändelung 16 auf. Wie aus der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 5 hervorgeht, dringen die Spitzen der Rändelung 16 in den Metallüberzug 14 ein und gewährleisten somit eine gute Längsschubfestigkeit.
Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Rändelspitzen den Metallüberzug 14 auch ganz durchdringen und sich noch etwas in den Kunststoff des Isolierstegs 4 eingraben.
Die Rändelung oder eine andere Oberflächenrauhigkeit kann außer am Nutgrund der Nut 7 auch an deren Seitenwänden, d. h. an den Innenseiten der Nutstege 12, .13 vorgesehen werden, vgl. Fig. 4. Zusätzlich zur Rändelung 16 kann bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch eine Verklebung zwischen Metallüberzug 14 und den betreffenden Innenseiten der Nut 7 stattfinden.
Bei wiederum anderen Ausführungsformen der Erfindung kann auch die Oberfläche des Metallüberzugs 14 selbst rauh ausgebildet, d. h. z. B. unter Ausbildung oberflächlicher Poren auf den Isoliersteg 4 aufgebracht sein. Auch bei Verwendung eines zelligen oder porigen Kunststoffes für die Herstellung des Isoliersteges 4 bildet sich bei der anschließenden Metallisierung eine rauhe, porige Oberfläche des Metallüberzuges 14 aus, die ebenfalls - mit oder ohne Rändelung und/oder Klebung - zu einer Erhöhung der Längsschubfestigkeit beiträgt.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sich zwischen den metallisierten Isolierstegen 4 und den Profilteilen 2, 3 eine dichte, festhaftende Verbindung ohne Auftreten von Hohlräumen zwischen den Profilteilen und den Isolierstegen ergibt. Es findet somit im Gegensatz zu bisher keine Untergrundkorrosion, beispielsweise beim Eloxieren, statt, da wegen des Fehlens von Hohlräumen keine Chemikalien zwischen Isoliersteg 4 und Verbundprofilteile 1, 2 eindringen können.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind nicht nur die beiden in die Nuten 7 der Profiltei-le 1, 2 einzufügenden Enden 6 des Isoliersteges 4 mit einem Metallüberzug 14 versehen.
Auch die Seitenwände des Isoliersteges 4 tragen beidseitig (gegebenenfalls auch nur einseitig) Metallüberzüge# 17, wobei die Überzüge 17 jedoch von den Uberzügen 14 durch einen in Längsrichtung durchgehenden Spalt 18 getrennt sind, der als Där.«umzone gegen eine unerwünschte Wärme leitung zwischen den Profilteilen 2, 3 dient-. Der Metallüberzug 17 an den Seitenwänden des Isoliersteges 4 reflektiert Wärmestrahlen und erhöht hierdurch zusätzlich die Isolierwerte eines Verbundprofils 1 der hier in Rede stehenden Art. Die Wärmedämmenden Zonen in Gestalt der Spalten 18 können sehr schmal sein. Eine Breite von 1 bis 2 mm genügt.
Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, zwei wärmedämmende Zonen in Form der Spalten 18 gemäß Fig. 6 vorzusehen. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann es ausreichend sein, nur eine einzige solche Unterbrechung der Metallbeschichtung vorzusehen, beispielsweise auf der Mitte der Seitenwände des Isoliersteges 4.
In Fig. 7 ist der Isoliersteg 4 lediglich an den Seitenwänden seiner schwalbenschwanzförmigen Enden 6 mit einem Metallüberzug 14 versehen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 weist der Isoliersteg 4 an seinen Enden 6 jeweils eine Nut 19 auf, in die sich der Metallüberzug 14 ebenfalls hinein erstreckt. In der in Längsrichtung des Isolierstegs 4 durchgehenden Nut 16 befindet sich ein ebenfalls durchgehender "Draht" 21 aus einem Kunststoff, der bei Erwärmung in Querrichtung expandiert. Ein geeigneter Kunststoff ist beispielsweise gerecktes (längsorientiertes) Polyamid-Copolymerisat. Bei der Querexpansion wächst der Querschnitt des "Drahtes" 21 über die Querschnittsfläche der Nut 19 hinaus, so daß die metallisierten Außenflächen der Enden 6 des Isoliersteges 4 fest in die Nuten 7 der Profilteile 2, 3 hineingepreßt werden, was zu einer zusätzlichen Erhöhung der Längsschubfestigkeit führt.
Die Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 9 entspricht weitgehend derjenigen aus Fig. 8. Lediglich der "Draht" 21 aus querexpansionsfähigem Material ist zusätzlich mit einem durchgehenden Mantel 22 aus einem Schmelzkleber versehen. Unter dem Einfluß von Wärme expandiert nicht nur der "Draht" 21, sondern es wird auch der Schmelzkleber 22 verflüssigt und in die Zwischenräume zwischen Nut 7 und Metallüberzug 14 hineingepreßt, so daß sich eine zusätzliche Verklebung zwischen dem metallischen Überzug 1.4 und den ebenfalls metallischen Innenseiten der Nut 7 der Profilteile 2, 3 ergibt.
In Fig. 1o sind zwei Profilteile 2, 3 durch zwei Isolierstege 23, 24 miteinander verbunden. Der Isoliersteg 3 entspricht dem in Fig. 6 dargestellten Isoliersteg, d. h. er weist auch an weinen Seitenwänden einen Metallüberzug 17 auf. Der Isoliersteg 24 weist eine in die Kammer 11 hineinragende Rippe 25 auf, die ebenfalls einen metallischen Überzug 26 trägt. Aufgrund der reflektierenden Eigenschaften der Metallüberzüge 17 und 26 sind die Isolierwerte des in Fig. 1o dargestellten Verbundprofils weiterhin verbessert.
Entsprechendes gilt für die Ausführungsform gemäß Fig. 11, bei welcher die beiden Profilteile 2, 3 durch ein wärmeisolierendes einstückiges "Hohlkammerprofil" 27 aus Kunststoff miteinander verbunden sind.
Außer den zu einer Erhöhung der Längsschubfestigkeit führenden Metallüberzügen 14 sind an Außenwänden äer Kammer 11 des Profils 27 zwei Metallüberzüge 28 aufgebracht, die aufgrund ihrer Wärmestrahlen reflektierenden Eigenschaft den Isolierwert des dargestellten Verbundprofils erhöhen.
Die in Fig. 6, 1o und 11 dargestellten, weiteren Metallüberzüge 17, 25 und 28 führen weiterhin zu einer höheren Wärmeformbeständigkeit der die Profilteile 2, 3 miteinander verbindenden Isolierstege und steigern im übrigen deren Steifigkeit, da diese Metallüberzüge bei entsprechender Dicke wie ein Skelett wirken.
Leerseite

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Verfahren zum Verbinden der metallischen Innen-und Außenteile eines Verbundprofils mit einem Isoliersteg aus Kunststoff, der mit seinen Enden in Nuten der metallischen# Innen- und Außenteile eingreift und dort eingepreßt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man den Isoliersteg (4) vor seiner Verbindung mit den metallischen Innen- und Außenteilen (2,3) zumindest. im Bereich seiner in die Nuten (7) eingreifenden Enden (6) oberflächlich mit einem festhaftenden Metallüberzug (14) beschichtet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallüberzug (14,26,28) durch Aufdampten, Galvanisieren, Lackieren oder durch Aufwalzen einer Metallfolie aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Metallüberzug (14) und Nut (7) ein Kleber (15,22) eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Metall beschichteten Enden (6) der Isolierstege (4) in Nuten (7) mit aufgerauhter, insbesondere mit einer Rändelung (16) versehener Oberfläche eingefügt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Metallüberzug (26,28) auch auf die zwischen den Enden (6) gelegenen Teile des Isolierstegs (4,24,27) unter Freilassung einer wärmesperrenden Zone (18) aufbringt.