DE4427682C2 - Verbundprofil für Rahmen von Fenstern, Türen, Fassadenelementen u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil für Rahmen von Fenstern, Türen, Fassadenelementen und dgl. nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Ein Verbundprofil dieser Art ist aus DE 31 02 616 A1 be­ kannt.

Einem solchen Verbundprofil liegt folgender technischer Hintergrund zugrunde: Es kann vorkommen, daß der den Iso­ liersteg bildende Kunststoff z. B. durch Alterung oder punkt- oder linienförmig angepreßte Halteelemente brüchig wird oder reißt und das Verbundprofil mangels Zusammenhalt seiner Metallprofilteile durch den Isoliersteg auseinan­ derbricht, wodurch es zu beträchtlichen Gefährdungen kom­ men kann. Auch ist der den Isoliersteg bildende Kunststoff in der Regel nicht feuer- oder hitzebeständig, so daß er beispielsweise im Falle eines Brandes oder beim Schweißen der Metallprofilteile verschmort, wodurch der Zusammenhalt der beiden Metallprofilteile ebenfalls verlorengehen kann. Daher kann z. B. ein äußeres, nicht mehr mit dem inneren verbundenes Metallprofilteil bei Feuer von einer Gebäude­ wand herabstürzen und am Boden schweren Sach- und Perso­ nenschaden anrichten. Auch die Einlagerung von an sich nicht brennbaren, jedoch losen Verstärkungsfasern, bei­ spielsweise Glas- oder Kohlenstoffasern, die vornehmlich nur in einer Richtung verlaufen und nicht miteinander ver­ bunden sind, ändert hieran nichts, weil diese zu einem fe­ sten Halt des einen Metallprofilteils am anderen nichts beitragen können, wenn der den Isoliersteg bildende Kunst­ stoff seinen Zusammenhalt verloren hat.

Daher ist in der oben erwähnten Druckschrift DE 31 02 616 A1 vorgesehen, daß der den Isoliersteg bildende Kunststoff mit einem Faserverbundskelett aus hitzebeständigen Fasern kombiniert und das Faserverbundskelett derart mit den Me­ tallprofilteilen verbunden ist, daß es auch bei degene­ riertem Kunststoff des Isoliersteges, also insbesondere im Brandfall, einen Zusammenhalt der Metallprofilteile si­ cherstellt.

Das Faserverbundskelett besteht bei diesem bekannten Ver­ bundprofil aus Glas- oder Kohlefasern, die in einfacher Weise um an beiden Enden des Isoliersteges vorgesehene Verankerungselemente herumgewickelt sind, wobei diese Wicklungen in den Kunststoff des Isoliersteges eingebettet sind oder an dessen Außenseiten liegen können. Die Her­ stellung solcher Wicklungen ist fertigungstechnisch nicht einfach. Außerdem haben die einzelnen Wicklungen keinen Zusammenhalt untereinander, wodurch die Festigkeit des Isoliersteges und damit des Verbundprofils bei Beschädi­ gung des den Isoliersteg bildenden Kunststoffes beein­ trächtigt sein kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verbund­ profil so auszubilden, daß es einfacher herzustellen und die Festigkeit des Isoliersteges und damit des Verbundpro­ fils, insbesondere auch im Brandfall, generell verbessert ist.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verbundprofil durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 ste­ henden Merkmale gelöst.

Durch die Ausbildung als Band kann das Faserverbundskelett in einfacher Weise vorgefertigt werden, wobei die Fasern im Band durch Weben, Flechten, Wirken, Stricken oder der­ gleichen untereinander zusammengehalten sein können. Die verdickten Randabschnitte des Bandes gestatten eine zuver­ lässige Verankerung an den Metallprofilteilen. Schließlich vermittelt das Band als solches dem Isoliersteg einen bes­ seren inneren Zusammenhalt als lose Faserwicklungen.

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

Fig. 1 schematisch eine schaubildliche Ansicht eines Verbundprofils für Fenster, Türen, Fassadenelemente und dgl.;

Fig. 2 eine abgebrochene Teilschnittansicht des Verbundprofils aus Fig. 1 im Bereich von dessen Isolierstegen; und

Fig. 3 ein Faserverbundmaterial in Gestalt ei­ nes gewebten Bandes, das als Skelett mit einem Isoliersteg des Verbundprofils ge­ mäß Fig. 1 kombiniert werden kann.

Die Fig. 1 zeigt ein z. B. für die Herstellung von Fen­ stern, Türen oder Fassadenelementen geeignetes Verbundpro­ fil 1 mit einem inneren Metallprofilteil 2 und einem äuße­ ren Metallprofilteil 3, beispielsweise aus Aluminium, Alu­ miniumlegierung oder Stahl gefertigt. Die beiden Metall­ profilteile 2, 3 sind durch längsverlaufende Isolierstege 4, 5 aus Kunststoff, z. B. Polyesterharz, miteinander verbunden. Die Isolierstege 4, 5 bilden eine wärmedämmende Brücke zwischen den Metallprofilteilen 2, 3.

Die Isolierstege 4, 5 ragen mit ihren im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Enden 6 in korrespon­ dierende, längs verlaufende Nuten 7 der Metallprofilteile 2, 3 hinein, in denen sie durch entsprechendes linien- oder punktförmiges Anwalzen der diese Nuten 7 begrenzenden Wandschenkel 8 gehalten sind, vgl. auch Fig. 2.

Bei der dargestellten Ausführungsform des Verbundprofils 1 sind zur Verbindung der Metallprofilteile 2, 3 zwei Iso­ lierstege 5 vorgesehen. Bei einfacheren Verbundprofil­ formen genügt im Prinzip auch nur ein einziger Isoliersteg zur Verbindung der beiden Metallprofilteile. Die beiden in Fig. 1 dargestellten Isolierstege 4, 5 könnten weiterhin auch durch einen oder mehrere Querstege aus dem gleichen Kunststoff miteinander verbunden sein. Die nachstehenden Ausführungen beziehen sich auch auf solche Ausführungsformen von Verbundprofilen bzw. Isolierstegen.

Wie in Fig. 1 angedeutet und aus Fig. 2 deutlich hervor­ geht, ist die die Isolierstege 4, 5 bildende Kunststoffma­ trix mit einem Faserverbundskelett 11 kombiniert. Das Fa­ serverbundskelett 11 besteht aus festen, schlecht wärme­ leitenden, nicht brennbaren, feuersicheren, hitzebestän­ digen Fasern, beispielsweise Glasfasern, Kohlenstoffasern oder Fasern aus hitzebeständigem Kunststoff, insbesondere Aramidfasern oder Naturfasern, insbesondere Asbest oder Hanffasern. Der innere Zusammenhalt des Faserverbund­ skeletts ist dadurch gewährleistet, daß dieses Skelett in bekannter Weise als Gewebe, Geflecht, Gewirk, Gestrick oder dgl. ausgebildet ist, wobei die Fasern vor Ausbildung des Verbundskeletts zu Fäden oder Garnen vereinigt sein können. Eingebunden in den Kunststoff des Isolierstegs 4, 5 ist das Faserverbundskelett 11 mit seinen längs und quer im Isoliersteg verlaufenden und miteinander verbundenen Fasern in der Lage, hohen Druck-, Schub- und Zugspannungen - auch in Verbindung mit thermischen Belastungen - stand­ zuhalten. Man erhält also durch die Einbettung des Faser­ verbundskeletts 11 eine deutliche Festigkeitserhöhung des Isolierstegs 4, 5 und eine bessere Sicherung des Verbunds im Verbundprofil 1.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, weist das Faser­ verbundskelett 11 im Bereich der Nuten 7 der Metallprofil­ teile 2, 3 profilierte, verdickte Enden 13 auf, die form­ schlüssig derart in den Nuten 7 verankert sind, daß sie aus diesen auch dann nicht austreten können, wenn der den Isoliersteg 4 bildende Kunststoff z. B. durch Hitzeein­ wirkung oder Rißbildung degeneriert oder generell mecha­ nisch überbelastet ist. Somit stellt das Faserverbund­ skelett 11 auch in diesem Falle noch einen Zusammenhalt und hängenden Verbund zwischen den Metallprofilteilen 2, 3 sicher, so daß diese sich, z. B. im Brandfall nicht von­ einander ablösen können, sondern miteinander unlösbar verhängt bleiben.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist das Faserverbundskelett 11 als gewebtes Band 14 ausgebildet, welches vollständig in die Kunststoffmatrix des Isolier­ stegs 4 eingebettet ist, so daß der Kunststoff des Iso­ lierstegs das Faserverbundskelett 11 allseits umgibt und durchdringt. Die profilierten, verdickten Enden 13 sind an dem das Faserverbundskelett 11 bildenden Band 14, welches für sich in Fig. 3 dargestellt ist, dadurch hergestellt, daß die Randabschnitte des Bandes wulstartig eingerollt und z. B. durch Vernähen oder Verkleben befestigt sind, so daß sie eine formschlüssige Verankerung in den Nuten 7 der Metallprofilteile 2, 3 bilden. Bei dem in Fig. 3 darge­ stellten flexiblen, biegeschlaffen Band 14, welches das Rohmaterial für das Faserverbundskelett 11 bildet, könnten die quer verlaufenden Fasern oder Faden auch schräg zu den längsverlaufenden Fasern oder Faden ausge­ richtet sein.

Die verdickten Enden 13 am Faserverbundskelett können auch in anderer Weise ausgebildet werden, beispielsweise durch direktes, textiles Anarbeiten (Anweben, Anstricken) von gegebenenfalls entsprechend profilierten Wülsten an die Ränder des Bandes 14.

Das aus dem Band 14 bestehende oder in anderer Weise ge­ bildete Faserverbundskelett 11 erstreckt sich selbstver­ ständlich über die ganze Länge der Isolierstege 4, 5 hin­ weg.

Eine weitere Ausführungsform eines Verbundprofils unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 dadurch, daß ein Faserverbundskelett aus hitzebestän­ digen Fasern nicht im Inneren des Isoliersteges 4, sondern im wesentlichen an dessen Außenseite angeordnet ist, wobei die den Isoliersteg 4 bildende Kunststoffmatrix jedoch das Faserverbundskelett ganz oder teilweise durchdringen kann.

Man könnte auch an den beiden Außenseiten des Isolierstegs 4 jeweils Einzelbänder anordnen, die mit wulstartig verdick­ ten Enden, ähnlich den Enden 13 in Fig. 2, in die Nuten 7 der Metallprofilteile 2, 3 eingreifen und hierdurch form­ schlüssigen Halt geben. Auch im Falle von seitlichen Einzelbändern können diese durch quer zwischen ihnen verlaufende Fasern oder Fäden miteinander verbunden sein, so daß gewissermaßen ein dreidimensiona­ les, mit Kunststoff gefülltes Gebilde von erhöhter Festigkeit entsteht.

Der durch das Faserverbundskelett 11 verstärkte, die Isolierstege 4, 5 bildende Kunststoff kann zusätzlich weitere Stoffe enthalten: beispielsweise (wie an sich be­ kannt) einzelne, lose Verstärkungsfasern, insbesondere Glas- oder Kohlenstoffasern, Glaskugeln oder auch vor­ zugsweise pulvrige Flammschutzmittel, insbesondere Anti­ montrioxid, Aluminiumhydroxid, Natriumsilikat, chlor-, brom-, phosphorhaltige organische Verbindungen, mikrofas­ rige Dawsonite und/oder Treibmittel, insbesondere Azodi­ carbonamid, und/oder Blähstoffe, insbesondere treibmittel­ haltige Mikrohohlkugeln aus Silikat, Polypropyl- oder Polyäthylen.

Für die Herstellung der mit den hitzebeständigen Faserver­ bundskeletten 11 kombinierten Isolierstege 4, 5 eignen sich insbesondere duroplastische Kunststoffe, z. B. unge­ sättigte Polyester-, Phenacrylat- oder Vinylester-, Epoxid-, Phenol- oder Harnstoffharze, sowie thermoplasti­ sche oder vernetzbare Kunststoffe, z. B. Polyamid-, Poly­ sulfon-, Polyetherketonharze, oder Polyurethan.

Das Faserverbundskelett 11 kann beispielsweise durch Pultrusion, Extrusion oder Koextrusion mit dem die Isolierstege 4, 5 bildenden Kunststoff kombiniert werden.

Der durch das Faserverbundskelett 11 vermittelte Fasergehalt kann beispielsweise bis zu 70 Volumen-% der Isolierstege 4, 5 betragen.

Generell ist es bei allen beschriebenen Ausführungsformen auch möglich, die kraft- und/oder formschlüssige Verbin­ dung der Enden der Isolierstege 4, 5, 64 mit den Metall­ profilteilen 2, 3 durch zusätzliche Verklebung in an sich bekannter Weise zu verbessern.

Claims (8)

1. Verbundprofil für Rahmen von Fenstern, Türen, Fassa­ denelementen und dgl. aus zwei Metallprofilteilen und wenigstens einem diese Metallprofilteile miteinander verbindenden Isoliersteg aus Kunststoff, der mit sei­ nen Enden in entsprechenden Nuten der Metallprofiltei­ le gehalten ist, wobei der den Isoliersteg bildende Kunststoff mit einem Faserverbundskelett aus hitzebe­ ständigen Fasern kombiniert ist, und das Faserverbund­ skelett form- und/oder kraftschlüssig derart in den Nuten der Metallprofilteile verankert ist, daß es auch bei degeneriertem Kunststoff des Isolierstegs einen Zusammenhalt der Metallprofilteile sicherstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundskelett (11) wenigstens ein Band (14) mit verdickten Randabschnitten (13) ist, die in den Nuten (7) der Metallprofilteile (2, 3) formschlüs­ sig verankert sind.

2. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundskelett (11) ein Gewebe, ein Ge­ flecht, ein Gewirk oder ein Gestrick ist.

3. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständigen Fasern des Faserverbundske­ letts Glasfasern, Kohlenstoffasern oder Fasern aus hitzebeständigem Kunststoff, insbesondere Aramidfasern oder Naturfasern, insbesondere Asbest- oder Hanffasern sind.

4. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundskelett (11) in den Kunststoff des Isolierstegs (4, 5) eingebettet ist.

5. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserverbundskelett (11) wenigstens zum Teil an der Außenseite des Isoliersteges (4, 5) angeordnet ist.

6. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff des Isolierstegs (4, 5) zusätzlich zu dem Band (14) noch lose Verstärkungsfasern, insbe­ sondere Glas- oder Kohlenstoffasern enthält.

7. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff des Isolierstegs (4, 5) zusätzlich zu dem Band (14) noch Flammschutzmittel enthält.

8. Verbundprofil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß als Flammschutzmittel in den Kunststoff des Isoliersteges (4, 5) Antimontrioxid, Aluminiumhydroxid, Natriumsilikat, chlor-, brom-, phosphorhaltige organische Verbindungen, mikrofasrige Dawsonite und/oder Treibmittel, insbesondere Azodi­ caronamid, und/oder Blähstoffe, insbesondere treib­ mittelhaltige Mikrohohlkugeln aus Silikat, Polypro­ pylen oder Polyäthylen beigemischt sind.