DE4203758C2 - Verbundprofil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil aus zwei Metall­ profilteilen und zwei diese Teile miteinander verbindenden Kunststoffisolierstegen nach dem Oberbegriff der Patentan­ sprüche 1 und 9. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfah­ ren zum Herstellen eines Verbundprofils nach dem Patentan­ spruch 1.

Ein gattungsgemäßes Verbundprofil ist aus DE 30 42 838 A1 bekannt.

Aus AT 372 491 ist ein Verbundprofil bekannt, bei dem in die Kammer des Profils ein dünnwandiges, nichttragendes Kunst­ stoffprofil eingeschoben ist. Bei beiden Verbundprofilen ist jedoch noch ein Verlust an Wärmeenergie festzustellen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem gattungsgemäßen Verbundprofil die Wärmedämmung zu verbessern.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verbundprofil durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 9 stehenden Merkmale gelöst.

Im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 10 ist ein Ver­ fahren zum Herstellen eines Verbundprofils nach Anspruch 1 angegeben.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß die ein­ zelnen, von der Girlande gebildeten, in sich geschlossenen Kammerabschnitte so klein sind, daß in ihnen eine störende Wärmekonvektion nicht stattfinden kann.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor­ men der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines Ver­ bundprofils für Fenster, Türen, Fassa­ denelemente oder dergleichen und

Fig. 2-18 schematische Ansichten von Wärmedämm- Girlanden vor und nach ihrer Einbringung in eine Kammer des Verbundprofils nach Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt ein z. B. für die Herstellung von Fen­ stern, Türen, Fassadenelementen oder dergleichen geeignetes Verbundprofil 1 mit einem inneren Metallprofil­ teil 2 und einem äußeren Metallprofilteil 3, beide z. B. aus Aluminium oder Aluminiumlegierung gefertigt. Die bei­ den Metallprofilteile 2, 3 sind durch längsverlaufende Isolierstege 4, 5 aus Kunststoff, z. B. aus glasfaserverstärkten Polyamiden, miteinander verbunden. Die Iso­ lierstege 4, 5 bilden eine wärmedämmende Brücke zwischen den Metallprofilteilen 2, 3.

Die Isolierstege 4, 5 ragen mit ihren im Quer­ schnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Enden 6 in entsprechend ausgebildete, längs verlaufende Nuten 7 der Metallprofilteile 2, 3 hinein, in denen sie durch ent­ sprechendes Anwalzen der diese Nuten 7 begrenzenden Wand­ schenkel 8 gehalten sind. Dabei bildet sich im fertigen Verbundprofil 1 zwischen den Innenseiten der Metallprofil­ teile 2, 3 und der Isolierstege 4, 5 eine in Längsrichtung des Verbundprofils durchgehend verlaufende Kammer 9 aus.

Die Kammer 9 ist in der aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Weise mit einer wärmedämmenden, flexiblen, in einer Wellenlinie verlaufenden Girlande 11 gefüllt. Diese Girlande 11 hat eine solche Breite, daß sie sich beidseits an die Innenseiten der Isolierstege 4, 5 anlegt. Weiterhin liegt sie mit ihren "Wellentälern" 12 und "Wellenbergen" 13 unten bzw. oben an den Innenseiten der Metallprofilteile 2 bzw. 3 an. Hierdurch entstehen in der Kammer 9 einzelne, voneinander getrennte Kammerab­ schnitte 14. Es hat sich gezeigt, daß in diesen relativ kleinen Kammerabschnitten 14 praktisch keine Konvektions­ strömung mehr stattfinden kann, die zu einem störenden Wärmeübergang zwischen den Metallprofilteilen 2, 3 führen könnte.

Die Fig. 3 zeigt die Girlande 11 vor ihrer Einbringung in die Kammer 9. Wie ersichtlich, hat die Girlande 11 in dem dargestellten zusammengeschobenen Zustand in der quer zur Längsrichtung zwischen den Metallprofilteilen 2, 3 verlaufenden Querdimension eine größere Ausdehnung als die Höhe der Kammer 9 zwischen den Metallprofilteilen 2, 3. Durch Auseinanderziehung der Girlande 11 bei ihrem Ein­ bringen in die Kammer 9 verringert sich diese Querdimen­ sion entsprechend, so daß sich die Wellentäler 12 und Wellenberge 13 dann an die jeweiligen Innenseiten der Me­ tallprofilteile 2, 3 dicht anschmiegen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 ist angenommen, daß die Querdimension der Girlande 11 genau der Querab­ messung der Kammer 9 zwischen den Innenseiten der Isolierstege 4, 5 entspricht und sich diese Seiten daher dicht an diese Innenseiten anschmiegen können. Bei anderen Ausführungen der Girlande 11 kann auch in der zu­ letzt genannten Querrichtung die Girlande 11 vor ihrem Ein­ bringen in die Kammer 9 über die betreffende Querschnitts­ abmessung der Kammer 9 hinausragen und erst nach ihrer Aus­ einanderziehung eine derartige Deformation erfahren, daß sich ihre Elemente auch an die Innenseiten der Isolierstege 4, 5 anschmiegen.

Die Girlande 11 muß weiterhin nicht unbedingt wellenförmig ausgebildet sein. Sie könnte auch beispielsweise zickzack­ förmig oder in anderer Weise gefaltet sein, so lange nur sichergestellt ist, daß sie beim Auseinanderziehen die ge­ wünschte Abdichtung an den Innenseiten der Kammer 9 her­ stellt und so die einzelnen Kammerabschnitte 14 realisiert.

Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten abgewandelten Aus­ führungsform einer Girlande 11 sind deren Abschnitte zwischen den Wellentälern 12 und Wellenbergen 13 durch flexible Elemente 15 miteinander verbunden, die eine Über­ dehnung der Girlande 11 verhindern. Vor dem Einbringen der Girlande 11 in die Kammer 9 ist die Girlande 11 gemäß Fig. 5 in der gleichen Weise wie in Fig. 3 zusammengeschoben, wobei die flexiblen Elemente 15 schlaff sind.

Die flexiblen Elemente 15, welche die Wellentäler 12 und Wellenberge 13 der Girlande 11 miteinander verbinden, können als flexible Fäden, Bänder oder flächige Blatt- oder Folienteile ausgebildet sein.

Bei der Ausführungsform einer wärmedämmenden Girlande 11 ge­ mäß Fig. 6 und 7 sind einzelne Elemente veränderlicher Querdimension, beispielsweise flexible, zylindrische Elemente 16 in Längsrichtung mit­ einander verbunden. Die Verbindungsglieder können wiederum als flexible Fäden, Bänder oder flächige Folien-Teile 17 oder Blatt-Teile 19 ausgebildet sein. Vor dem Einziehen der Gir­ lande 11 in die Kammer 9 hat diese die schematisch in Fig. 7 dargestellte Gestalt, d. h. die in Fig. 6 kreisförmig ver­ formten Elemente 16 haben vor dem Einbringen in die Kammer 9 eine ovale Konfiguration, die sich nach dem Einziehen in die in Fig. 6 dargestellte Kreisform verwandelt.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Doppelgirlande, bei der sich zwei wellenförmige Girlandenabschnitte gegenseitig durch­ dringen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 und 11 sind einzelne quer zur Längsrichtung des Verbundprofils 1 und der Kammer 9 verlaufende, blattförmige Elemente 18 durch flexible, zunächst schlaffe (Fig. 11) Blatt-Teile 19 mitein­ ander verbunden. Die Elemente 18 können vor Einführung der Girlande 11 in die Kammer 9 über deren Querschnittsfläche vorstehen. Beim Einziehen der Girlande 11 in die Kammer 9 (vgl. den Pfeil Z) verbiegen sich die Ränder der Elemente 18 entsprechend und vermitteln ein dichtes Anliegen an den betreffenden Innenseiten der Kammer 9. Die Elemente 18 sind so ausgebildet, daß sich alle ihre vier Begrenzungsränder in der in Fig. 10 dargestellten Weise beim Anschmiegen an die benachbarten Kammerinnenwände ent­ sprechend umlegen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 und 13 ist die eigentliche, wellenförmig ausgebildete Girlande 21 mit flexiblen Elementen, z. B. Fäden 22, 23, insbesondere durch Verflechtung verbunden. Die Girlande 21 und/oder die einen weiteren Girlandenbestandteil bildenden Fäden 22, 23 bestehen aus einem durch Wärme, Strahlen oder chemisch expandierbaren oder aufrichtbaren Material, z. B. Epoxid-, Phenol- oder Polyesterharz. Die Girlande 21 wird zu­ nächst in der aus Fig. 13 ersichtlichen Art und Weise lose in die Kammer 9 eingebracht. Danach erfolgt die Expansion oder Aufrichtung, so daß schließlich der in Fig. 12 dar­ gestellte Zustand erreicht wird, in dem sich die Girlande 21 an die Innenseiten der Kammer 9 unter Ausbildung separater Kammerabschnitte 14 anschmiegt.

Die Fig. 14 und 15 zeigen eine Girlande 11, die aus einem zwei Schichten 24, 25 umfassenden, flexiblen Laminat besteht, wobei jede Schicht 24, 25 aus einem zickzack-förmig gefalteten Girlandenabschnitt besteht, die durch einen flexiblen Mittelsteg 26 miteinander verbunden sind. Die Fig. 13 zeigt die als Laminat ausgebildete Girlande 11 gemäß Fig. 12 vor ihrer Einbringung in die Kammer 9 des Verbund­ profils 1.

Es ist möglich, die Girlande auch als ein Laminat auszu­ bilden, das aus mehr als drei Schichten besteht.

Die Fig. 16 und 17 zeigen eine weitere bevorzugte Ausfüh­ rungsform einer wärmedämmenden Girlande 21. Diese Girlande 21 besteht entsprechend Fig. 17 vor ihrer Einbringung in die Kammer 9 aus einem flexiblen unteren Band 27 und einem flexiblen oberen Band 28, die durch Querstege 29 derart miteinander verbunden sind, daß Kammerabschnitte mit parallelogrammförmigem Querschnitt entstehen. Die Breite der Querstege 29 entspricht dem Abstand zwischen den Innenseiten der Isolierstege 4, 5. In der aus Fig. 17 ersichtlichen Gestalt kann die Girlande 21 leicht in die Kammer 9 eingezogen werden. Wird auf die oberen und unteren Bänder 27, 28 ein Zug in den dargestellten Pfeil­ richtungen A bzw. B ausgeübt, so richten sich die Quer­ stege 29 innerhalb der Kammer 9 in der aus Fig. 16 ersichtlichen Weise auf, so daß die Girlande 21 sich nunmehr auch an die Innenseiten der Metallprofilteile 2, 3 an­ schmiegt und die Kammer 9 in einzelne, voneinander ge­ trennte Kammerabschnitte unterteilt ist.

Die Fig. 16 und 17 dienen gleichzeitig der Veranschau­ lichung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die sich im übrigen auch auf die zuvor beschriebenen Ausfüh­ rungsformen anwenden lädt. Wie in Fig. 17 durch die klei­ nen Kreise 31 angedeutet, ist das die Girlande bildende Material mit einem aufblähbaren Kunststoff imprägniert oder beschichtet, also mit einem Kunststoff, der in be­ kannter Weise ein Blähmittel, beispielsweise t-Buthyl­ hydrazinchlorid und Eisen-III-chlorid enthält. Hierfür ge­ eignete Kunststoffe sind z. B. ungesättigtes Polyesterharz, Phenol- oder Melaminharz, Polyurethan, Polypropylen oder Polyäthylen. Nach dem Einbringen der Girlande in die Kam­ mer 9 des Verbundprofils (Fig. 16) wird das Blähmittel ak­ tiviert, so daß der Kunststoff expandiert und die einzel­ nen Kammerabschnitte der Girlande vollständig ausfüllt. Auf diese Weise ist auch eine Konvektionsströmung in den einzelnen Kammerabschnitten verhindert. Gleichzeitig kann so die Girlande in eine vollkommen starre Form übergeführt werden, die auch zu einer Verfestigung des Verbundprofils beitragen kann. Es ist möglich, auf diese oder eine ähn­ liche Weise die Girlande zu einem starren Gebilde auszu­ härten und zu versteifen, das allein oder in Verbindung mit den - gegebenenfalls entsprechend schwächer ausgebil­ deten - Isolierstegen 4, 5 in der Lage ist, die statischen Anforderungen an das Verbundprofil (insbeson­ dere Schub- und Querzugsfestigkeit) zu erfüllen.

Die Fig. 18 zeigt im Gegensatz zu den Fig. 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 und 16 keine Längsschnitt-, sondern eine Quer­ schnittsansicht des Verbundprofils 1, wobei eine spezielle Girlande gemäß Fig. 16, 17 Anwendung findet, deren Kammer­ abschnitte vollständig mit aufgeschäumtem Kunststoff ge­ füllt sind. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Verbundprofils 1 sind bei der Aus­ führungsform gemäß Fig. 18 die beiden Profilteile 2, 3 nicht durch einzelne Isolierstege 4, 5 miteinan­ der verbunden. Vielmehr sind in Fig. 18 diese Isolierstege 4, 5 durch Querstege 32, 33, einstückig miteinander verbunden, so daß insgesamt ein sogenannter "Hohlkammersteg" gebildet ist. Im Falle der Fig. 18 ist die Kammer 9 ganz von diesem Hohlkammersteg umschlossen und die kunststoffgefüllte Girlande wird in die Kammer im Inneren dieses Steges eingebracht.

Es ist selbstverständlich auch möglich, in den Hohlkammer­ steg gemäß Fig. 18 andere Girlanden, wie sie zuvor be­ schrieben wurden, einzubringen.

Es ist auch möglich, durch Anwendung geeigneter, an sich bekannter Klebstoffe, beispielsweise Kunststoffe, die Gir­ lande 11, 21 nach ihrem Einzug in die Kammer 9 mit wenigstens einer Kammerinnenseite fest zu verbinden.

Das die beschriebenen Ausführungsformen von flexiblen Gir­ landen 11, 21 bildende Material kann aus Kunststoff, Pappe, Papier oder einem anderen Faserstoff aus natürlichen und/oder synthetischen Fasern, oder aus einem textilen Gewebe oder Gewirk, oder aus Mischungen hiervon bestehen, wobei insbesondere poröse Materialien Anwendung finden, wenn die Girlande 11, 21 in der beschriebenen Weise mit klebefähigem oder expandierbarem Kunststoff imprägniert werden soll.

In der Praxis kann ein Verbundprofil 1 gemäß Fig. 1 mit einer wärmedämmenden Girlande 11 in seiner Kammer 9 vor­ teilhafterweise wie folgt hergestellt werden: Man verbin­ det die (aufgerichtete) Girlande 11 - beispielsweise durch Verklebung - fest mit wenigstens einem der Metallprofil­ teile 2, 3 oder den Isolierstegen 4, 5. Hierauf werden die Isolierstege 4, 5 in die Metallpro­ filteile 2, 3 eingesetzt. Schließlich werden die schwal­ benschwanzförmigen Enden der Isolierstege 4, 5 in die Nuten 7 der Metallprofilteile 2, 3 eingewalzt.

Die Verbindung der Isolierstege 4, 5 mit der Girlande 11 kann auch dadurch erfolgen, daß man diese Stege 4, 5 an die Girlande 11 anspritzt. Falls eine Gir­ lande 11 Anwendung findet, die ihrerseits durch Pultrusion oder Extrusion hergestellt werden kann, ist eine solche Anspritzung besonders günstig, wobei die Anspritzung in Linie oder in einem nachfolgenden Arbeitsgang erfolgen kann. Anstatt die Isolierstege 4, 5 an die Girlande 11 anzuspritzen, können sie auch anextrudiert oder anpultru­ diert werden.

Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung, beispiels­ weise bei der Ausführungsform gemäß Fig. 16 und 17, ist es vorteilhaft, die Girlande 21 einseitig in der Kammer, bei­ spielsweise an der Innenseite des Metallprofilteils 2 zu fixieren und dann durch Zug in Richtung des Pfeiles B (Fig. 17) aufzurichten.

Das Aufstellen, Aufrichten oder Expandieren der vorgefer­ tigten Girlande 21 kann auch durch Erwärmung des Verbundpro­ fils 1 und damit der Girlande 21 erfolgen, wobei beim Aufstell- oder Aufrichtvorgang der Girlande 21 auch ein an sich bekann­ ter "Memory-Effekt" des die Girlande 21 bildenden Werkstoffes ausgenutzt werden kann.

Die im Zusammenhang mit Fig. 12 und 13 beschriebene Auf­ weitung der Girlande 21 kann auch in der Weise erfolgen, daß man sie kurz vor oder während der Montage mit einem Kunst­ harz tränkt, wobei nach erfolgter Expansion die Aushärtung auch ohne Wärmenachbehandlung, z. B. mittels geeigneter Härtersysteme oder mittels Bestrahlen erfolgen kann. Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 und 13 kann ein fester Verbund zwischen Girlande 11 und Verbundprofil 1 erreicht werden.

Claims (11)

1. Verbundprofil aus zwei Metallprofilteilen und zwei diese Teile miteinander verbindenden Isolierstegen aus Kunststoff, die in Nuten der Metallprofilteile gehal­ ten sind, wobei die Innenseiten der Metallprofilteile und der Isolierstege eine in Längsrichtung des Verbundprofils durchgehend verlaufende Kammer von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt begrenzen, die mit wenigstens einer Girlande aus einem wärmedäm­ menden Material gefüllt ist, wobei die Girlande die Kammer in einzelne Kammerabschnitte unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlande (11) in Profillängsrichtung durchgehend ausgebildet ist, die Kammer in dieser Richtung in Kammerabschnitte unterteilt, an den Innenseiten der Metallprofilteile (2, 3) anliegt und eine solche Breite aufweist, daß sie beiderseits an der Innensei­ te der Isolierstege (4, 5) anliegt, und vor dem Ein­ bringen in die Kammer (9) in Richtung zwischen den Metallprofilteilen (2, 3) eine Ausdehnung hat, die größer als die zugehörige Querschnittsabmessung der Kammer (9) ist, und daß sich diese Ausdehnung der Girlande (11) beim Einbringen in die Kammer (9) durch Auseinanderziehen der Girlande (11) an die betreffende Querschnittsabmessung der Kammer (9) anpaßt.

2. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die flexible Girlande (11) aus Kunststoff, Pappe, Papier oder einem anderen Faserstoff aus natürlichen und/oder synthetischen Fasern, oder aus einem textilen Gewebe oder Gewirk, oder aus Mischun­ gen hiervon besteht.

3. Verbundprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Girlande (11) zickzack-förmig gefaltet ist.

4. Verbundprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlande (11) aus Elementen (16, 18) besteht, die in Längsrichtung mit­ einander verbunden sind.

5. Verbundprofil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elemente (16, 18) der Girlande (11) mit­ einander durch flexible Fäden, Bänder oder flächige Folien- oder Blatt-Teile (17, 19) verbunden sind.

6. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Girlande (11) aus einem wenigstens zwei Schichten (24, 25) umfassenden, flexiblen Laminat besteht.

7. Verbundprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlande (11) mit wenigstens einer Kammerwand, also mit einer Innensei­ te eines Metallprofilteils (2, 3) oder eines Kunst­ stoffisolierstegs (4, 5) fest verbunden ist.

8. Verbundprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlande (11) mit einem Kunststoffmaterial imprägniert oder beschichtet ist, das die Girlande (11) fest mit den Wänden der Kammer (9) verbindet und sie zu einem starren Gebilde aus­ härtet, das die Festigkeit des Verbundprofils (1) erhöht.

9. Verbundprofil aus zwei Metallprofilteilen und zwei diese Teile miteinander verbindenden Kunststoffiso­ lierstegen, die in Nuten der Metallprofilteile gehal­ ten sind, wobei die Innenseiten der Metallprofilteile und der Kunststoffisolierstege eine in Längsrichtung des Verbundprofils durchgehend verlaufende Kammer von im wesentlichem rechteckigem Querschnitt begrenzen, die mit wenigstens einer Girlande aus einem wärmedäm­ menden Material gefüllt ist, wobei die Girlande die Kammer in einzelne Kammerabschnitte unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlande (21) in Pro­ fillängsrichtung durchgehend ausgebildet ist, die Kammer (9) in dieser Richtung in Kammerabschnitte unter­ teilt, an den Innenseiten der Metallprofilteile (2, 3) anliegt und eine solche Breite aufweist, daß sie beiderseits an der Innenseite der Isolierstege (4, 5) anliegt, und daß die Girlande (21) wenigstens teil­ weise aus einem durch Wärme, Strahlen oder chemisch expandier- oder aufrichtbarem Material besteht, das nach der Expansion oder Aufrichtung die Anschmiegung der Girlande (21) an die Wände der Kammer (9) bewirkt.

10. Verfahren zum Herstellen eines Verbundprofils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlande fest mit wenigstens einem der Metallprofilteile oder der Kunststoffisolierstege verbunden wird, hierauf die Kunststoffisolierstege in die Metallprofilteile eingesetzt und schließlich die Kunststoffisolierstege mit den Metallprofilteilen verwalzt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Girlande fest mit einem der Metallprofilteile verbunden wird und daß die Kunststoffisolierstege an die Girlande angespritzt werden.