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Verbundprofil, bspw. für Fenster oder Fassaden
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Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil, bspw. für Fenster oder Fassaden,
mit zwei unter Ausbildung eines wärmedämmenden Isolationszwischenraumes über einzelne
Verbindungselemente miteinander verbundenen Leichtmetallprofilstäben, die einander
gegenüberliegende, längsverlaufende Profilschlitze aufweisen, die jeweils durch
zwei Flanschen und einen Profilsteg gebildet sind und in die im Klemmsitz die blöckchen-
oder bolzenförmigen Verbindungselemente eingesetzt sind, von denen jedes zwei im
Abstand angeordnete, mit den zugeordneten Flanschen zusammenwirkende Umfangsnuten
aufweist, die stirnseitig jeweils durch die entsprechenden Flanschen hintergreifende
und eine schrägliegende Auflauffläche tragende Fußteile begrenzt sind, welche in
einer ersten Stellung des Verbindungselementes in die Profilschlitze einführbar
und in einer zweiten, gegenüber der ersten Stellung um vorzugsweise 900 verdrehten
Stellung gegen die Flanschen verspannt sind.
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Ein thermisch isoliertes Verbundprofil mit diesen Merkmalen ist aus
dem DE-GM 71 19 423 bekannt.
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Die Verbindungselemente sind dabei auf beiden Seiten an den in die
zugeordnete Umfangsnut
eingreifenden Flanschen der beiden Profilstäbe
verklemmt, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß die Stärke der Flanschen
in Richtung von dem Profilschlitz weg zunimmt, so daß beim Drehen der Verbindungselemente
die Flanschen zwischen dem jeweiligen Fußteil mit seiner Auflauffläche und der gegenüberliegenden
Seitenfläche der jeweiligen Umfangsnut verspannt werden.
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Die Problematik eines solchen Verbundprofiles besteht einerseits im
Auftreten verschiedener Eigentemperaturen der miteinander verbundenen Profilstäbe
und damit ungleicher Längenausdehnungen dieser Profilstäbe, und andererseits in
dem Erfordernis, daß die beiden Profilstäbe beim Auftreten größerer Belastungen,
wie sie bspw. durch die Windbelastungen eines Fensters gegeben sind, schlupffrei
gegeneinander fixiert sein sollen. Können sich die von unterschiedlichen Eigentemperaturen
herrührenden verschiedenen Längendehnungen der beiden miteinander verbundenen Profilstäbe
nicht ausgleichen, so ergeben sich Spannungen in dem Verbundprofil, die unter Umständen
zu Verwerfungen führen können. Insbesondere wenn sich zu diesen Wärmespannungen
noch von einer Schubbelastung der beiden Profilstäbe herrührende Spannungen hinzuaddieren,ist
die Grenze der zulässigen Belastbarkeit der Profilstäbe und deren Verbindung rasch
erreicht.
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Bei dem bekannten Verbundprofil bedeutet dies, daß entweder die Verbindungselemente
so starr mit den Flanschen der Profilstäbe verklemmt werden müssen, daß eine schubfeste
Verbindung gewährleistet ist, die auch bei starker Belastung keinen Schlupf aufweist
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besteht aber die Gefahr, daß von unterschiedlichen Wärmedehnungen
der Profilstäbe herrührende Spannungen sich nicht ausgleichen können; oder aber
die Verbindung der Profilstäbe über die Verbindungselemente erfolgt so lose, daß
ein Ausgleich der Wärmespannungen möglich ist - dann aber ist die statische Materialausnutzung
wegen der losen Verbindung der Profilstäbe ungenügend, d.h. es müssen stärker dimensionierte
Profilstäbe verwendet werden.
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Davon abgesehen ist wegen der Herstellungstoleranzen sowohl der Verbindungselemente
als auch der Profilstäbe die bei der Montage erzielte Klemmwirkung zwischen den
Verbindungselementen und den Profilstäben innerhalb gewisser Toleranzgrenzen schwankend.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verbundprofil der eingangs
genannten Art zu schaffen, das bei einfachem Aufbau sowohl einen Ausgleich der von
ungleicher Erwärmung der miteinander verbundenen Profilstäbe herrührenden Wärmespannungen
gestattet, als auch beim Auftreten starker Belastungen eine schlupffreie, schubfeste
Verbindung der beiden Profilstäbe gewährleistet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verbundprofil erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Kopfteile jedes Verbindungselementes jeweils eine
zu der Drehachse koaxiale Metallspitze tragen, die beim Verdrehen des Verbindungselementes
in den Profilschlitzen in den jeweils gegenüberliegenden Profilsteg eindrückbar
ist und daß die
Verbindungselemente mit den Flanschen um einen kleinen
Betrag seitlich kippbar verklemmt sind.
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Beim Auftreten einer Schubbelastung zwischen den beiden Profilstäben
des Verbundprofiles können sich die beiden Profilstäbe zunächst um ein kleines Maß,
das durch die begrenzte Kippfähigkeit der Verbindungselemente gegenüber den Profilstäben
sowie die Eigenelastizität der Verbindungselemente gegeben ist, gegeneinander verschieben.
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Das Maß dieser Verschieblichkeit ist in jedem Fall so groß, daß von
unterschiedlichen Eigentemperaturen der Profilstäbe herrührende kleine Längsverschiebungen
zwischen den Profilstäben spannungslos aufgenommen werden. Sowie aber diese unterschiedlichen
Längenänderungen, etwa unter dem Einfluß einer Windbelastung, ein bestimmtes kleines
Maß überschreiten, sind die beiden Profilstäbe durch die in ihr Material eingedrückten
Metallspitzen schlupffrei gegeneinander verkrallt, so daß hohe Beanspruchungskräfte
aufgenommen werden können.
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Die Montage des neuen Verbundprofiles ist einfach und erfordert keine
zusätzlichen Werkzeuge oder besondere Vorkehrungen an den Profilstäben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung derart getroffen,
daß die Stirnflächen der beiden Fußteile jedes Verbindungselementes zumindest stellenweise
leicht konkav oder abgeschrägt ausgebildet sind. Auf diese Weise läßt sich verhältnismäßig
einfach die begrenzte Kippfähigkeit der Verbindungselemente erzielen.
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Die Metallspitzen selbst sind mit Vorteil kegelförmig. Außerdem kann
es vorteilhaft sein, wenn durch entsprechende Anordnung und Bemessung der Umfangsnuten
die Fußteile mit ihrer Stirnfläche an den jeweils zugeordneten Profilsteg anpreßbar
sind. Damit ist das Verbindungselement an dem Profilstab lediglich durch das Fußteil
festgeklemmt, ohne daß die dem Fußteil gegenüberliegende Seitenwand der Umfangsnut
für den Klemmvorgang ausgenützt würde. Gleichzeitig ist durch das satte Anliegen
der Stirnfläche an dem Profilsteg ein einwandfreies tiefes Einpressen der Metallspitze
in den Profilsteg gewährleistet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Verbundprofil gemäß der Erfindung,
in einer Seitenansicht, Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1, geschnitten längs der
Linie II-II der Fig. 1, in einer Seitenansicht, Fig. 3 das Verbundprofil nach Fig.
1, im auseinandergenommenen Zustand, in einer Seitenansicht, Fig. 4 die Anordnung
nach Fig. 3, in einer Ansicht längs der Pfeile IV-IV der Fig. 3, Fig. 5 ein Verbindungselement
des Verbundprofils nach Fig. 1, in einer perspektivischen Darstellung, und
Fig.
6 das Verbindungselement nach Fig.5, in einer Seitenansicht und in einem anderen
Maßstab.
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Das in Fig. 1 dargestellte Verbundprofil, das insbesondere für den
Fenster- und Fassadenbau bestimmt ist, weist zwei Aluminiumprofilstäbe 1,2 auf,
von denen jeder mit einem längsverlaufenden Profilschlitz 3 bzw. 4 versehen ist
und die mit parallel zueinander ausgerichteten, einander gegenüberliegenden Längsschlitzen
3,4 miteinander verbunden sind.
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Die Längsschlitze 3,4 sind seitlich durch Flanschen 5 bzw. 6 begrenzt,
denen im Abstand ein Profilsteg 7 bzw. 8 zugeordnet ist, der gemeinsam mit den Flanschen
5 bzw. 6 eine hinterschnittene Längsnut bildet.
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Zwischen den beiden Profilstäben 2 ist ein wärmedämmender Isolationsraum
9 vorhanden, der gegebenenfalls auch mit einem wärmedämmenden Material, wie Schaumstoff,
gefüllt sein kann. Durch diesen Isolationsraum 9 erstrecken sich im Abstand angeordnete,
im wesentlichen blöckchen- oder bolzenförmige Verbindungselemente 10, die vorzugsweise
aus Kunststoffmaterial bestehen und im Klemmsitz mit den Profilstäben 1,2 im Bereiche
deren Profilschlitze 3,4 verbunden sind.
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Jedes der insbesondere aus den Fig. 5,6 ersichtlichen Verbindungselemente
10 weist eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsgestalt auf. Es ist mit zwei
im Abstand anqeordneten Umfangsnuten 11 ausgebildet, die stirnseitig durch ein platten-oder
scheibenförmiges Fußteil 12 begrenzt sind,
das einstückig an dem
Verbindungselement 10 angeformt ist. Jedes Fußteil 12 ist auf seiner der zugeordneten
Umfangsnut 11 zugewandten Seite mit einer angeschrägten Auflauffläche 13 ausgebildet,
die gegebenenfalls auch Teil einer Schraubenfläche sein kann, deren zugeordnete
Achse bei 14 in Fig. 5 angedeutet ist.
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Der Boden jeder der Umfangsnuten 11 bildet ein Halsteil 15 aus, das
in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise an zwei diametral gegenüberliegenden Seiten
bei 16,17 abgerundet ist, während es an den den anderen Ecken zugeordneten, ebenfalls
diametral gegenüberliegenden Seiten bei 18, 19 jeweils eckig mit parallelen Seitenflächen
gestaltet ist.
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Die Stirnflächen 20 der beiden Fußteile 12 sind in der aus Fig. 6
ersichtlichen Weise leicht konkav.ausgebildet. In ihrem Bereiche ist auch jeweils
eine kegelförmige Metallspitze 21 angeordnet. Die beiden Metallspitzen 21 sind koaxial
zu der Achse 14 ausgerichtet.
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Jedes Verbindungselement 10 ist mit seinem Fußteil 12 derart bemessen,
daß die parallelflankig begrenzten Fußteile 12 in einer ersten Stellung in der aus
den Fig. 3,4 ersichtlichen Weise in die Profilschlitze 3,4 eingesteckt werden können.
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Anschließend wird das Verbindungselement 10 durch ein in eine Betätigungsöffnung
23 eingestecktes Werkzeug im Sinne der Pfeile 24 der Fio. 4 gedreht, bis es die
in Fig. 2 veranschaulichte, um 900 gedrehte Stellung einnimmt, in der die
beiden
Flanschen 5 bzw. 6 an den Flächen bei 18, 19 der Halsteile 15 anliegen, die als
Anschlagflächen wirken und ein weiteres Verdrehen verhindern. Eine an das Verbindungselement
10 angeformte elastische Rückhaltezunge 25 verhütet ein unbeabsichtigtes Rückdrehen
und Lösen jedes Verbindungselementes.
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Bei diesem Verdrehen des Verbindungselementes 10 von der Stellung
nach Fig. 4 in jene nach Fig. 2 wird das Verbindungselement durch die mit den jeweiligen
Flanschen 5 bzw. 6 zusammenwirkende Auflauffläche 13 mit seiner jeweiligen Stirnfläche
20 axial gegen den zugeordneten Profilsteg 7 bzw. 8 gezogen. Dabei wird die Metallspitze
21 in das weiche Leichtmetall des Profilstabes eingepreßt.
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In der festgezogenen Stellung nach Fig. 2 liegt die Stirnfläche 20
satt und unter Vorspannung an dem zugeordneten Profilsteg 7 bzw. 8 an, während das
Fußteil 12 die zugeordneten Flanschen 5 bzw.6 hintergreift.
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Werden die beiden so miteinander verbundenen Profilstangen 1,2, bspw.
durch unterschiedliche Erwärmung, geringfügig gegeneinander verschoben, so lassen
die Verbindungselemente 10 eine solche kleine Verschiebung ohne weiteres dadurch
zu, daß sie wegen der konkaven Stirnflächen 20 und ihrer Eigenelastizität um das
erforderliche kleine Maß gegenüber den Profilstäben 1,2 kippen.
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Dabei wirken die in die Profilstäbe 7,8 eingepreßten Metallspitzen
21 als "Kipplager".
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Sowie aber das vorbestimmte Maß der Kippfähigkeit
ausgeschöpft
ist, sind die beiden Profilstäbe 1,2 durch die über die Metallspitzen 21 formschlüssig
mit den Profilstegen 7,8 verbundenen Verbindungselemente 10 absolut schlupf fest
gegeneinander verriegelt, mit dem Ergebnis, daß das ganze Verbundprofil als starre
Einheit eine hohe Belastung aufnehmen kann.
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Sowie die Belastung nachläßt, geht das Ganze wieder in den ursprünglichen
entspannten Zustand zurück.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Verklemmung der
Verbindungselemente 10 mit den Flanschen 5 bzw. 6 über die Stirnfläche 20 und die
Auflauffläche 13. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, die Anordnung derart zu treffen,
daß die Stirnfläche 20 im verklemmten Zustand nach Fig. 2 in einem vorbestimmten
kleinen Abstand von dem zugeordneten Profilsteg 7 bzw. 8 steht, wobei die Verklemmung
des Verbindungselementes 10 mit den Flanschen 7,8 über die beiden die Umfangsnut
11 seitlich begrenzenden Flächen erfolgt, von denen eine die Auflauffläche 13 ist.