-
-
------,- Beschreibung
-
Verbundprofil Die Erfindung betrifft zusammengesetzte bzw. Verbundprofile,
die wenigstens zwei Metallstäbe umfassen, die im Abstand voneinander mit Hilfe wenigstens
eines vorgeformten Kunststoff-Formteiles miteinander verbunden sind, welches zwischen
longitudinalen Flanschen an den Stäben durch Verformen der Flansche an einer Seite
des Formteiles befestigt ist. Insbesondere betrifft die Erfindung wärmeisolierte
Profile, die für die Herstellung von Futterrahmen und Rahmen für Türen und Fenster
verwendet werden oder andere Arten von Profilen und ein Verfahren zum Herstellen
derartiger Profile.
-
Ein bekanntes Problem, das zu lösen ist, wenn Metallstäbe in derartigen
Profilen verwendet werden, besteht im Erreichen einer geringen Wärmeleitfähigkeit
zwischen einem Stab, der beispielsweise an der Außenseite eines Gebäudes vorgesehen
ist und einem Stab, der innerhalb des Gebäudes angeordnet ist. Während kalter Jahreszeiten
verursacht eine hohe Wärmeleitfähigkeit zwischen solchen Stäben Reif an dem Innenstab,
und der Wärmeverlust aus dem Gebäude kann hoch sein.
-
Bekannte Lösungen dieses Problemes bestehen darin, daß die Stäbe in
einer solchen Weise miteinander verbunden sind,
daß keine metallische
Stetigkeit zwischen den Stäben besteht,und die Stäbe werden durch Verwendung von
Elementen gegenseitig im Abstand gehalten, welche eine geringe Wärmeleitfähigkeit
aufweisen. Dies sind normalerweise Kunststoff-Formteile, die an Ort und Stelle zwischen
den Stäben vergossen werden oder als vorgefertigte Formteile beispielsweise durch
Verklemmen mit jedem der Stäbe angeordnet werden.
-
Durch Herstellung derartiger Profile mit Hilfe von Vergießen der Kunststoff-Formteile
ist es bekannt, anfänglich einteilige Stäbe zu verwenden, um zu gewährleisten, daß
die Stäbe in korrekten wechselseitigen Positionen während des Vergießens gehalten
werden, wonach Überbrückungs- bzw.
-
Brückenelemente zwischen den Stäben entfernt werden. Das Entfernen
der Brückenelemente kann durch Hobeln, Fräsen oder Aufreißen erfolgen, wobei im
letzteren Fall vorteilhaft Schwächungsnuten längs der Brückenelemente während des
Strangpressens des anfänglichen einteiligen Metallprofiles ausgebildet werden. Wenn
lediglich ein solches Brückenelement ausgebildet ist, ist das Entfernen des Elementes
ein einfacher Vorgang, und das Vergießen wird ausgeführt, indem Gießmaterial in
die Form gefüllt wird, die teilweise von diesem Element gebildet ist. Jedoch ist
der Vorgang komplizierter, wenn mehr als ein Brückenelement verwendet wird, weil
eines dieser Elemente innerhalb des Verbundprofiles vorgesehen wird, das von. dem
Formteil abgedeckt ist. Somit müssen die Brückenelemente aus einem länglichen Raum
entfernt werden.
-
Alternativ zur Verwendung von zwei oder mehreren Brückenelementen
können dünne Streifen in dem Profil angeordnet werden, um als geformte Böden während
des Gießens zu wirken. Derartige Streifen können aus einem Material mit einer niedrigen
Wärmeleitfähigkeit bestehen und brauchen nicht entfernt zu werden. Somit verbleiben
die Streifen
als dünne Schichten neben den gegossenen Formteilen.
Wenn keine Brückenelemente verwendet werden oder wenn lediglich dünne Streifen verwendet
werden, ist zwischen den Stäben keine wechselseitige Stabilität erreicht. Ein Beispiel
dieses Verfahrens besteht darin, daß ein Kunststoff-Formteil gegen ein Brückenelement
in einem anfänglich einteiligen Profil vergossen wird, wonach das Brückenelement
entfernt wird, und es werden dünne Streifen vorgesehen, die als geformte Böden für
das Vergießen von einem oder mehreren zusätzlichen Kunststoff-Formteilen wirken.
Alternativ wird ein anfängliches Profil verwendet, bei welchem die Stäbe durch zwei
Brückenelemente miteinander verbunden sind, und ein erstes Kunststoff-Formteil wird
gegossen, während beide Brückenelemente vorhanden sind. Danach wird ein dünner Streifen
für das Gießen eines zweiten Kunststoff-Formteiles angeordnet, wonach beide Brückenelemente
entfernt werden, und ein drittes Kunststoff-Formteil wird nach Anordnen eines zweiten
dünnen Streifens gegossen.
-
Das obige bekannte Verfahren erfordert das Entfernen wenigstens eines
metallischen Brückenelementes, wobei dies eine unerwünschte Operation ist, wegen
des Brückenelementes oder der Elemente jedoch erforderlich ist, um die Wärmeleitung
zu eliminieren, die von dem Brückenelement oder elementen in dem abschließenden
Erzeugnis verursacht würde. falls sie nicht entfernt werden.
-
Wenn die Kunststoff-Formteile durch Gießen hergestellt werden, hängt
die Beständigkeit gegen wechselseitige Longitudinal-Verschiebung der Metallstäbe
von der Adhäsion zwischen den Kunststoff-Formteilen und den Stäben ab, und die Adhäsion
beeinflußt ebenfalls die Biegesteifigkeit des Verbundprofiles. Folglich hat das
Gießen der Formteile eine gewisse Ungewißheit hinsichtlich der Eigenschaften des
Verbundprofiles zur Folge.
-
Wenn vorgefertigte Kunststoff-Formteile, die an die Stäbe geklemmt
sind, verwendet werden, verursacht der begrenzte Kriechwiderstand des Metalles,
daß die Verbindungen nicht zuverlässig sind.
-
Gegenstand der Erfindung ist das Erreichen einer Verbindung zwischen
Kunststoff-Formteilen und Metallstäben, die die Notwendigkeit zum Entfernen von
Brückenelementen aus Metall nach dem Gießen eliminiert, wobei ein wechselseitiges
Längsverschieben zwischen den Stäben verläßlich ausgeschaltet wird.
-
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Flansche
zu dem Kunststoff-Formteil oder den Formteilen hin in wechselseitig beabstandeten
Bereichen längs der Flansche verformt werden, wobei Teile der Flansche belassen
werden, die im Abstand von dem Formteil angeordnet sind, wobei ein Gießmaterial
die Räume zwischen den verformten Bereichen füllt.
-
Gemäß Erfindung kann ein Verbundprofil mittels eines Verfahrens hergestellt
werden, bei welchem die Flansche in wechselseitig beabstandeten Bereichen längs
der Flansche verformt werden, so daß Teile der Flansche in Abstand von dem Kunststoff-Formteil
bzw. den Formteilen verbleiben, wobei ein Füllmaterial in die Hohlräume zwischen
den verformten Bereichen gegossen wird.
-
Die Vorteile, die mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag erzielbar sind,
lassen sich folgendermaßen zusammenfassen: Ein Einspannen bzw. Klemmen des Kunststoff-Formteiles
oder der Formteile verursacht, daß eine hohe Beständigkeit gegen eine wechselseitige
Längsverschiebung zwischen den Stäben erzielt ist. Nach dem Klemmen ergibt sich
ein unbearbeitetes Verbundprofil, welches eine Behandlung aus-
hält,
ohne eine gegenseitige Verschiebung der Stäbe zu verursachen. Das unbearbeitete
Verbundprofil kann demzufolge beispielsweise aus einer Spannmaschine zu einer Gießmaschine
bewegt werden, ohne daß Gefahr einer wechselseitigen Verschiebung der Teile besteht.
-
Das anschließende Vergießen verhindert, daß sich das Formteil oder
die Formteile aufgrund von Kriechen lockern.
-
Weiterhin stabilisiert das gegossene Element oder die Elemente das
Formteil oder die Formteile und verursacht eine erhöhte Biegesteifigkeit des Verbundprofiles.
-
Zusätzlich wird erreicht, daß das Entfernen von Brückenelementen aus
Metall eliminiert ist. Die Abmessungstoleranzen können erreicht werden, indem die
Formteile eine Einrichtung zum Anordnen der Stäbe in wechselseitig korrekten Positionen
vor dem Klemmen aufweisen, beispielsweise longitudinale Rippen an einer Seite, so
daß diese Rippen den Abstand zwischen den Flanschen an den beiden Stäben bestimmen.
Somit ist die Notwendigkeit eliminiert, das Profil während des Klemmens bzw. Spannens
der Formteile in einer Spannvorrichtung anordnen zu müssen; folglich entfällt die
Notwendigkeit, verschiedene Spannvorrichtungen bzw. Schablonen für die Verwendung
bei verschiedenen Profilarten vorsehen zu müssen.
-
Die Erfindung ermöglicht die Verwendung unterschiedlicher Materialien
in den Formteilen und den Gußelementen.
-
So können die Formteile beispielsweise aus stranggepreßtem PVC bestehen,
während die gegossenen Elemente aus Polyurethan in fester oder Schaumform sein können.
-
Gemäß einer Ausführungsform sind die Gußelemente lediglich längs den
Rändern der Formteile vorgesehen, so daß die Formteile allein den Mittelbereich
der zusammengesetzten Kunststoffstangen bilden. Bei einer solchen Aus-
führungsform
kann die Dicke des Formteiles in dem Mittelbereich etwas erhöht werden, wenn dies
aus Festigkeitsgründen erforderlich ist.
-
Weiterhin wird es erfindungsgemäß möglich, Stäbe unterschiedlicher
Materialien oder Stäbe miteinander zu verbinden, die unterschiedlich beispielsweise
im Hinblick auf Eloxieren oder Farbgebung behandelt worden sind.
-
Gemäß der Erfindung ist ein vorgefertigtes Formteil zwischen Flanschen
der beiden Stäbe geklemmt, um eine zeitweilige Verbindung zu erzielen, die eine
Handhabung des Verbundprofiles vor dem Gießen der Kunststoff-Elemente aushält. Die
Hohlräume, die zwischen dem Kunststoff-Formteil und einem Flansch an jedem Stab
verbleiben, machen es möglich, die Verbindung durch Vergießen dieser Hohlräume mit
Kunststoff zu verriegeln. Die Verbindung, die durch Spannen bzw. Klemmen erreicht
wird, d.h. Verformen von Teilen wenigstens des Randbereiches eines Flansches an
jedem der Stäbe in wechselseitig beabstandeten Bereichen längs der Stäbe ist durch
Vergießen des Kunststoffes zuverlässig. Der vergossene Kunststoff trägt weiterhin
dazu bei, die Steifigkeit des abschließenden Profiles zu erhöhen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der
beigefügten Zeichnung näher erläutert.
-
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 zwei Metallstäbe, die miteinander
mit Hilfe von zwei vorgefertigten Kunststoff-Formteilen und vier gegossenen Kunststoff-Elementen
verbunden sind,
Fig. 2 eine Ausführungsform, bei welcher zwei Metallstäbe
mit Hilfe zweier vorgefertigter Formteile und zweier gegossener Elemente aus Kunststoff
miteinander verbunden sind.
-
In der Zeichnung sind nur in dem oberen Bereich der Schnittansichten
Bezugsziffern eingetragen, weil die Querschnitte um eine Horizontallinie symmetrisch
sind.
-
Es sind lediglich Segmente der Stäbe 1 und 2 gezeigt, wobei hervorgehoben
wird, daß die Stäbe in der Verlängerung der gezeigten Segmente jede Form aufweisen
können.
-
Die beiden Stäbe können unterschiedlich an verschiedene Anwendungen
angepaßt sein. So sind in der Zeichnung die Querschnitte der Stäbe lediglich in
den Bereichen gezeigt, in denen die Stäbe mit Hilfe von wärmeisolierenden Elementen
miteinander verbunden sind. Die Erfindung ist nicht auf zwei Zwischenverbindungen
begrenzt, die lediglich als Ausführungsbeispiel gezeigt sind. Im Prinzip ist eine
einzige Zwischenverbindung und auch mehr als zwei Zwischenverbindungen möglich.
-
Nach Fig. 1 sind zwei Stäbe 1 und 2 aus Metall vorgesehen, die mit
Hilfe von zwei Kunststoff-Formteilen 3 und vier Gießelementen 7,8 aus Kunststoff
miteinander verbunden sind. Die Formteile 3 und die Gießelemente 7, 8 erstrecken
sich zwischen Flanschen 11, 13 an den Stäben 1,2. Die Flansche 11 weisen dünne Randzonen
11' auf#und nach dem Einfügen des Formteiles 3 zwischen die Flansche 11, 13 wird
die Randzone 11' in bestimmten Bereichen 11" verformt. Somit wird die Randzone 11'
nicht gegen das Formteil längs seiner gesamten Länge, sondern lediglich in Bereichen
11" verformt, die wechselseitig im Abstand voneinander in Längsrichtung der Stäbe
angeordnet sind.
-
Nach dem Verformen sind zwischen den Flanschen 11 und den
Formteilen
3 offene Hohlräume vorhanden. Diese Hohlräume werden mit Kunststoff durch Gießen
der Elemente 7, 8 geffillt. Somit sind die verformten Bereiche 11" von gego.ssenem,
Kunststoff umgeben, und es ist gewährleistet, daß das Formteil 3 permanent an den
Stäben 1, 2 befestigt ist.
-
Die verformten Bereiche 11" ergeben eine Verbindung zwischen dem Formteil
3 und den Stäben 1, 2 auch vor dem Gießen der Elemente 7, 8, jedoch unterliegt diese
Verbindung einem Lockern während der Verwendung des Profiles im wesentlichen aufgrund
des Kriechens des Metalls. Dies wird vollständig durch die gegossenen Elemente ausgeschaltet,
die zusätzlich als eine Verstärkung des Formteiles 3 wirken.
-
Das Formteil 3 wird von Stegen 13' an den Flanschen gestützt. Hohlräume
10 sind an der Innenseite der Stege 13' vorhanden, um zu gewährleisten, daß die
Formteile in gut bestimmtem Kontakt lediglich mit den Stegen 13' sind. Der seitliche
Abstand zwischen den Stäben 1 und 2 wird von der Breite des Formteiles 3 und den
Elementen des Formteiles bestimmt, die hinter die Stege 13' in den Hohlraum 10 ragen.
Oberhalb der Hohlräume 10 weist das Formteil 3 eine (Vertikal)Dicke auf, die ein
Eintreten der Formteile zwischen die Flansche 11 und 13 in seitlicher Richtung gestattet,
so daß es nicht erforderlich ist, das Formteil zwischen die Flansche in longitudinaler
Richtung der Stäbe und des Formteiles einzuziehen. Letzteres ist selbstverständlich
möglich, aber das seitliche Einsetzen vereinfacht die Herstellung.
-
In Fig. 2 sind ebenfalls zwei Metallstäbe gezeigt, welche die gleiche
Ausbildung wie in Fig. 1 in den gezeigten Segmenten aufweisen. Die Stäbe sind mit
Hilfe von zwei Kunststoff-Formteilen 4 und zwei gegossenen Kunststoff-Teilen 5 miteinander
verbunden. Die Formteile 4 erstrecken
sich jedoch nicht zu den
Innenenden der Hohlräume zwischen den Flanschen 11 und 13. Somit füllen die Elemente
5 die verbleibenden Teile der Hohlräume, die nicht von den Formteilen 4 besetzt
sind. In der gleichen Weise wie in der Ausführungsform nach Fig. 1 werden die Randzonen
11' der Flansche 11 in Anlage gegen die Formteile 4 in wechselseitig beabstandeten
Bereichen verformt, d.h. in Bereichen, die wechselseitig in Längsrichtung der Stäbe
beabstandet sind. Die verbleibenden Hohlräume zwischen den verformten Bereichen
werden mit Kunststoff durch Gießen gefüllt.
-
Die Formteile 4 weisen eine ebene Oberfläche auf, so daß die gegossenen
Kunststoffelemente 5 sich kontinuierlich und abdeckend längs den Formteilen 4 erstrecken.
-
Der wechselseitige Abstand zwischen den Stäben 1 und 2 wird von Rippen
6 an den Formteilen 4 bestimmt, wobei die Rippen 6 in Eingriff mit Stegen 13' an
den Flanschen 13 sind.
-
Um die Stäbe in genauem gegenseitigem Abstand vor dem Durchführen
des Verformens der Randzonen 11' der Flansche 11 zu halten, umfassen die Formteile
4 ebenfalls Rippen 9 längs ihrer Ränder, wobei diese Rippen an der gegenüberliegenden
Seite der Stege 13' in Bezug auf die Stege 6 angeordnet sind. Weiterhin sind die
Rippen 6 an der Seite, die zu den Stegen 13' weist, abgeschrägt, um das Anordnen
der Formteile 4 an den Stegen 13' zu erleichtern. Bei dieser Ausführungsform sind
die Stege 13' notwendig, um zu verhindern, daß flüssiger Kunststoff aus dem Hohlraum
zwischen den Flanschen 11 und 13 während des Vergießens des Kunststoffelementes
5 fließt.
-
Die Gußelemente 7, 8 und 5 weisen ebene äußere Flächen auf, die parallel
mit der Richtung sind, die senkrecht zu den Stäben 1, 2 verläuft. Dies wird dadurch
erreicht, daß die rechtwinklige Richtung horizontal während des Giessens und die
Längsrichtung der Stäbe horizontal während des Giessens gehalten werden, so daß
die obere Fläche der
gegossenen Elemente der natürlichen oberen
Fläche des geschmolzenen Kunststoffes entspricht, und demzufolge ist die Notwendigkeit
ausgeschaltet, ein oberes Formteil zu verwenden. Während des Gießens der Kunststoffelemente,
welche in der Zeichnung abwärts weisen, werden die Stäbe selbstverständlich um 1800
um ihre Längsachse gewendet.
-
Das Verformen der Randzonen 11' der Flansche 11 kann mit Hilfe von
Zahnrädern durchgeführt werden, welche längs der Flansche rollen. Ihre Zähne können
beispielsweise einen wechselseitigen Abstand von 1 bis 3 cm aufweisen, und die Breite
der Zähne kann beispielsweise einige mm betragen, jedoch sind diese Abmessungen
selbstverständlich nicht als Begrenzung aufzufassen.
-
Demzufolge besteht das Hauptprinzip der Erfindung darin, daß wechselseitig
beabstandete Bereiche der Flansche in Anlage mit vorgefertigten Kunststoff-Formteilen
verformt werden, um eine temporäre Zwischenverbindung zwischen zwei Metallstäben
zu erzielen. Die Tatsache, daß die verformten Bereiche wechselseitig beabstandet
sind, ermöglicht es, wenigstens ein anderes Kunststoffelement gegen jedes der Formteile
in einer solchen Weise zu gießen, daß der gegossene Kunststoff die Hohlräume zwischen
den Formteilen und den teilweise verformten Flanschen füllt. Die vorgefertigten
Formteile und gegossenen Elemente bilden zusammengesetzte isolierende Stangen, welche
die Stäbe in einer stabilen Weise miteinander verbinden. Das Verfahren zum Herstellen
von Verbundprofilen gemäß Erfindung erfordert lediglich das Verformen kleiner Bereiche
der Flansche. Weiterhin erfordert das Gießen der Elemente keine Verwendung von Brückenelementen
aus Metall, die entfernt werden müssen, um eine hohe Wärmeleitfähigkeit zu verhindern,
und es sind auch keine dünnen Streifen als Formböden während des Gießens erforderlich.
Das abschliessende Erzeugnis hat wenigstens so gute Festigkeitseigen-
schaften
wie Produkte, die mit bekannten Verfahren hergestellt sind, und die Erzeugnisse
werden mit einem einfacheren und wirtschaftlicheren Verfahren hergestellt.