EP0004666B1

EP0004666B1 - Composite profile member

Info

Publication number: EP0004666B1
Application number: EP19790101027
Authority: EP
Inventors: Kurt Dipl-Ing. Uhlirsch; Peter Oswald; Hermann Lindhuber
Original assignee: Vereinigte Metallwerke Ranshoffen Berndorf AG
Current assignee: Vereinigte Metallwerke Ranshoffen Berndorf AG
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1981-06-17
Also published as: EP0004666A3; EP0004666A2; DE2960414D1; YU82479A

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundprofilstab, insbesondere für Fensterflügelrahmen, Fensterrahmen, Fassaden mit einem inneren und einem äußeren Teilprofilstab, die beide durch im Abstand voneinander angeordnete Verbinder aus einem wärmeisolierenden Material miteinander verbunden sind, wobei die Verbinder als zwei in Nuten der Teilprofilstäbe verhakte stegartige Zwischenstücke ausgebildet sind, die durch mindestens ein zwischen ihnen eingesetztes keilförmiges Teilstück auseinandergedrückt und in den Nuten der Teilprofilstäbe verspannt sind und bei welchem Verbundprofilstab die wärmeisolierenden Luftkammern zweckmäßig durch Leisten oder Bänder abgedeckt sind.The invention relates to a composite profile bar, in particular for casement frames, window frames, facades with an inner and an outer partial profile bar, both of which are connected to one another by spaced-apart connectors made of a heat-insulating material, the connectors being designed as two web-like intermediate pieces hooked into grooves in the partial profile bars are which are pushed apart by at least one wedge-shaped section inserted between them and braced in the grooves of the section bars and in which section section bar the heat-insulating air chambers are expediently covered by strips or strips.

Bei einem bekannten Verbundprofilstab dieser Art (FR-PS 23 20 412) ist zwischen zwei Verbindern bzw. Zwischenstücken in Längsrichtung ebenfalls mindestens ein Keilstück eingeschoben. Es handelt sich hierbei um eine einfache Keilverbindung mit jeweils nur einer wirksamen Keilfläche. Durch thermische Spannungen und mechanische Verwindungen können sich die verkeilten Stücke aber gegeneinander verschieben und damit die Verbindung lockern. Dagegen sieht der bekannte Profilstab eine Verzahnung an den Keilflächen vor. Beim Eintreiben der keilförmigen Teilstücke, insbesondere bei Anwendung größerer Kräfte, wird sich diese Verzahnung aber leicht abscheren ; denn die Größe und damit Festigkeit dieser Zähne ist sehr begrenzt, sofern man nicht auf eine stufenlose Verstellung der Keilverbindung verzichten will. Der bekannte Verbundprofilstab ist deshalb auch nicht zur Aufnahme großer Kräfte geeignet.In a known composite profile rod of this type (FR-PS 23 20 412) at least one wedge piece is also inserted between two connectors or intermediate pieces in the longitudinal direction. It is a simple wedge connection with only one effective wedge surface. Due to thermal tensions and mechanical twists, the wedged pieces can move against each other and thus loosen the connection. In contrast, the known profile rod provides a toothing on the wedge surfaces. When driving in the wedge-shaped sections, especially when applying greater forces, this toothing will shear off easily; because the size and strength of these teeth is very limited, unless you want to do without a stepless adjustment of the spline connection. The known composite profile rod is therefore not suitable for absorbing large forces.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbundprofilstab der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Keilverbindung zwischen den Zwischenstücken auch höchsten thermischen und mechanischen Einflüssen widerstehen sowie auch größere Kräfte aufnehmen kann.The invention is therefore based on the object of improving a composite profile rod of the type mentioned in such a way that the wedge connection between the intermediate pieces can withstand even the highest thermal and mechanical influences and can also absorb greater forces.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verbundprofilstab der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke und das keilförmige Teilstück im Querschnitt des Verbundprofilstabes als Stufenkeil mit mindestens einer Keilstufe ausgebildet sind, wobei die Keilstufe in den Längsansichten der Zwischenstücke und des Teilstückes schräg ansteigt, um das Verspannen der Verbinder in den Nuten der Teilprofilstäbe durch Verschieben des Teilstückes entlang der Keilstufe zu ermöglichen.To achieve this object, a composite profile bar of the type mentioned according to the invention is characterized in that the intermediate pieces and the wedge-shaped section are designed in the cross section of the composite profile bar as a step wedge with at least one wedge step, the wedge step rising obliquely in the longitudinal views of the intermediate pieces and the section to allow the connectors to be clamped in the grooves of the partial profiled bars by moving the partial section along the wedge step.

Infolge der Dreiteiligkeit der Verbindung braucht nur das Teilstück gegenüber den Zwischenstücken verschoben zu werden und der ausgebildete Stufenkeil ermöglicht eine sehr feinfühlige Verschiebung, so daß eine genaue Dosierung der Klemmkräfte und damit der Verformungen gewährleistet ist. Da die auftretenden Presskräfte sich auf große Flächen verteilen, ergibt sich eine geringe spezifische Flächenpressung, was insbesondere bei den weniger festen Kunststoffen wichtig ist. Der von den Zwischenstücken und dem Teilstück gebildete Stufenkeil mit mindestens einer Keilstufe bewirkt beim Längsverschieben eine Querbewegung und dadurch eine Verkeilung sämtlicher Keilflächen zu einer festen Keilverbindung.As a result of the three-part connection, only the section needs to be displaced with respect to the intermediate pieces and the step wedge designed enables a very sensitive displacement, so that an exact dosage of the clamping forces and thus the deformations is ensured. Since the pressing forces are distributed over large areas, there is a low specific surface pressure, which is particularly important with less rigid plastics. The step wedge formed by the intermediate pieces and the section with at least one wedge step causes a transverse movement during longitudinal displacement and thereby wedges all the wedge surfaces to form a fixed wedge connection.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.Further features of the invention are claimed in the subclaims.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Darin zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Verbundprofilstab im Bereich des Verbinders, von dem Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 und Fig. 3 eine Ansicht nach Pfeil I zeigt. Fig. 4 zeigt den Verbinder allein in Seitenansicht, während Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 4 darstellt. In Fig. 6 ist der Verbundprofilstab mit dem Verbinder in ausein-. andergezogener perspektivischer Darstellung veranschaulicht, während die Fig. 7 bis 10 den Verbinder in einander zugeordneten Rissen jeweils vor und nach dem Spannen veranschaulichen. Dann zeigt Fig. 11 einen Schnitt durch den Verbundprofilstab mit abgeändertem Verbindungsstück, Fig. 12 eine Seitenansicht dazu, während die Fig. 13 und 14 in auseinandergezogener perspektivischer Darstellung die Einzelteile veranschaulichen. In Fig. 15 ist der Verbinder in Seitenansicht in verspanntem Zustand gezeigt, wozu Fig. 16 eine Längsansicht darstellt. Fig. 17 und 18 zeigen in einander zugeordneten Rissen den gleichen Verbinder im unverspannten Zustand. In den Fig. 19 und 20 wird eine Ausführungsform mit Doppelkeilstufe gezeigt, wobei die linke Hälfte der Fig. 20 einen Schnitt im hinteren Teil und die rechte Hälfte im vorderen Teil darstellt.The invention is shown in the drawing, for example. 1 shows a cross section through a composite profile rod in the region of the connector, of which FIG. 2 shows a section along line 11-11 and FIG. 3 shows a view according to arrow I. Fig. 4 shows the connector alone in side view, while Fig. 5 shows a section along the line III-III of Fig. 4. In Fig. 6, the composite profile bar with the connector in apart. different perspective view, while FIGS. 7 to 10 illustrate the connector in mutually associated cracks before and after tensioning. 11 then shows a section through the composite profile bar with a modified connecting piece, FIG. 12 shows a side view thereof, while FIGS. 13 and 14 illustrate the individual parts in an exploded perspective view. In Fig. 15 the connector is shown in side view in the clamped state, for which purpose Fig. 16 shows a longitudinal view. 17 and 18 show the same connector in the unstressed state in mutually associated cracks. An embodiment with a double wedge step is shown in FIGS. 19 and 20, the left half of FIG. 20 representing a section in the rear part and the right half in the front part.

Wie man aus der Zeichnung erkennen kann, besteht der Verbundprofilstab vorzugsweise aus aus Leichtmetallstrangpreßprofilen bestehenden Teilprofilstäben 17, 18, die an den einander zugekehrten Flächen hinterschnittene Nuten zur Verankerung der Zwischenstücke 1, 2 von Verbindern aufweisen. Diese Verbinder bestehen neben den Zwischenstücken 1, 2, welche die mechanische Brücke zwischen den Teilprofilstäben 17, 18 darstellen, noch aus einem Teilstück 3, welches zwischen die Zwischenstücke 1, 2 eingetrieben wird und diese in die Nuten der Teilproiilstäbe 17, 18 drückt, wodurch eine formfeste Verbindung auch ohne zusätzliche Befestigungsmittel wie Klebungen, Nietungen, Verschraubungen u.dgl. gewährleistet ist. Der Zwischenraum zwischen den Teilprofilstäben 17, 18 wird sodann durch Abdeckprofile 19, 20 aus wärmeisolierendem Material abgeschlossen.As can be seen from the drawing, the composite profile rod preferably consists of light-metal extruded partial profile rods 17, 18, which have undercut grooves on the facing surfaces for anchoring the intermediate pieces 1, 2 of connectors. In addition to the intermediate pieces 1, 2, which represent the mechanical bridge between the partial profiled bars 17, 18, these connectors also consist of a partial piece 3, which is driven between the intermediate pieces 1, 2 and presses them into the grooves of the partial profiled bars 17, 18, thereby a dimensionally stable connection even without additional fasteners such as adhesives, rivets, screw connections and the like. is guaranteed. The space between the partial profile bars 17, 18 is then closed by cover profiles 19, 20 made of heat-insulating material.

Die Spreizung des Verbinders nach dem Einschieben des Teilstückes zwischen die Teilprofilstäbe 17, 18 erfolgt durch großflächige Keilflächen 9 bzw. 10 an den Zwischenstücken 1, 2 und dem Teilstück 3, die eine Keilstufe 9' eines Stufenkeiles bilden, der sich in Längsrichtung erstreckt und beim axialen Verschieben des Teilstückes 3 infolge der Keilwirkung der Keilstufe 9' eine Verschiebung des Teilstückes 3 in Querrichtung erfolgt, wodurch wiederum durch die seitlichen großen Keilflächen bedingt ein Auseinanderdrücken der Zwischenstücke 1, 2 gegeben ist. Diese werden mit ihren Flächen 4, 5, 6, 7, 8 an die entsprechend geformten Flächen 12, 13; 14, 15, 16 der Teilprofilstäbe 17, 18 gedrückt, wobei alle diese Flächen zur Erhöhung der Reibung und damit zur Sicherung gegen Verrutschen und Lockern der Verbindung aufgerauht sind. Dies kann mechanisch oder chemisch erfolgen, wobei bei Aluminium als chemische Verfahren Beizen oder anodische Oxydation in Frage kommen. Um ein leichtes Einfügen der Verbinder zu ermöglichen, sind das Teilstück 3 und die Zwischenstücke 1, 2 durch mitrangepreßte Paßstifte 11 im nichtverspannten Zustand gegeneinander fixiert, wobei diese Paßstifte beim Verschieben und damit Verspannen der einzelnen Teile abgeschert bzw. abgebrochen werden. Die Länge und Breite der einzelnen Teilstücke der Verbinder ist so groß gewählt, daß bei verschiedenen Lagen nach dem Verspannen eine völlige Überdeckung der Keilflächen gegeben ist (Fig. 7 bis 10) und damit eine günstige Druckverteilung und gleichmäßige Pressung die Verziehungen hintanhalten. Fig. 7 und 8 zeigen Zwischenstücke 1, und das Teilstück 3 in schwach gespanntem Zustand, während die Fig. 9, 10 den stark gespannten Zustand veranschaulichen. Die Verschiebung kann hierbei durch eine Einrichtung mit dosierter Kraft erfolgen, um zu große Deformationen zu vermeiden, die zu Abweichungen aus den Toleranzgrenzen führen könnten. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.The expansion of the connector after inserting the section between the section bars 17, 18 is carried out by large-area wedge surfaces 9 and 10 on the intermediate pieces 1, 2 and section 3, which form a wedge step 9 'of a step wedge, which extends in the longitudinal direction and at axial movement of the part piece 3 due to the wedge effect of the wedge step 9 'a displacement of the section 3 in the transverse direction, which in turn caused by the large lateral wedge surfaces a pressing apart of the intermediate pieces 1, 2 is given. These are with their surfaces 4, 5, 6, 7, 8 to the correspondingly shaped surfaces 12, 13; 14, 15, 16 of the section bars 17, 18 are pressed, all of these surfaces being roughened to increase the friction and thus to prevent the connection from slipping and loosening. This can be done mechanically or chemically, pickling or anodic oxidation being possible as a chemical process for aluminum. In order to enable easy insertion of the connector, the section 3 and the intermediate pieces 1, 2 are fixed against one another in the non-clamped state by co-located dowel pins 11, these dowel pins being sheared off or broken off when the individual parts are shifted and thus braced. The length and width of the individual sections of the connector is chosen so large that there is complete coverage of the wedge surfaces in different positions after tensioning (FIGS. 7 to 10) and thus a favorable pressure distribution and uniform pressure prevent the distortions. 7 and 8 show intermediate pieces 1, and the section 3 in a weakly tensioned state, while FIGS. 9, 10 illustrate the strongly tensioned state. The shift can be carried out by a device with a metered force in order to avoid excessive deformations which could lead to deviations from the tolerance limits. The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown.

Wie man aus der Zeichnung, Fig. 11 bis 18 erkennen kann, werden zwei Aluminiumstrangpreßteilprofilstäbe 17, 18 durch einen dreiteiligen Verbinder aus wärmeisolierendem Material mechanisch fest miteinander verbunden. Der Verbinder besteht dabei aus den beiden Zwischenstücken 1 und 2, welche in Nuten der Teilprofilstäbe 17, 18 durch ein keilförmiges Teilstück 3 gedrückt werden. Da die Verbinder in Abständen angeordnet sind, werden die Nuten bzw. Hohlräume dazwischen durch Abdeckprofile 19, 20 verschlossen. Die beiden stegartig gebildeten Zwischenstücke 1, 2 werden mit zusätzlich angebrachten, ineinander verzahnten Klauen 21, 22 dagegen gesichert, daß die beiden stegartigen Zwischenstücke sich, in Profillängsachse gesehen, gegeneinander verschieben können. Diese durch die genannten Zähne oder Klauen 21, 22 bewirkte Verschiebesicherung verhindert ein Längsverschieben der beiden Zwischenstücke 1, 2 das durch eine Mehrfachbeanspruchung der Klotzverbindung, verursacht durch äußere Kräfte, Temperaturdehnungen u.dgl. auftreten kann. Bei einem bestimmten Zusammentreffen der angeführten Belastungen können sich ohne Vorhandensein einer solchen Sicherung die beiden stegartigen Zwischenstücke 1, 2, obwohl das zwischen ihnen eingesetzte keilförmige Teilstück 3 selbsthemmend ausgebildet ist, allmählich in kleinen Schritten gegeneinander verschieden, was zum Lösen der Verbindung führen kann. Dadurch, daß eine Relativbewegung der beiden stegartigen Zwischenstücke 1, 2 durch die klauenartige Verzahnung verhindert wird, bilden die beiden Zwischenstücke und das zwischen ihnen eingesetzte Teilstück 3 ein geschlossenes Paket und damit auch bei stärkster Beanspruchung eine unlösbare Einheit.As can be seen from the drawing, Fig. 11 to 18, two extruded aluminum profile bars 17, 18 are mechanically fixed together by a three-part connector made of heat-insulating material. The connector consists of the two intermediate pieces 1 and 2, which are pressed into the grooves of the section bars 17, 18 by a wedge-shaped section 3. Since the connectors are arranged at intervals, the grooves or cavities between them are closed by cover profiles 19, 20. The two web-like intermediate pieces 1, 2 are secured with additionally attached, interlocking claws 21, 22 against the fact that the two web-like intermediate pieces, seen in the longitudinal axis of the profile, can move against one another. This caused by the mentioned teeth or claws 21, 22 prevents the longitudinal displacement of the two intermediate pieces 1, 2 caused by multiple stress on the block connection, caused by external forces, thermal expansion and the like. can occur. At a certain coincidence of the loads mentioned, the two web-like intermediate pieces 1, 2, although the wedge-shaped section 3 used between them is designed to be self-locking, can gradually differ from one another in small steps without the presence of such a securing device, which can lead to the connection being released. Characterized in that a relative movement of the two web-like intermediate pieces 1, 2 is prevented by the claw-like toothing, the two intermediate pieces and the section 3 inserted between them form a closed package and thus an inseparable unit even under the greatest stress.

Die Erfindung ist dabei nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es ist eine Einzeloder Mehrfachverzahnung möglich mit geraden Zahnflanken oder aber gekrümmten oder geformten Zahnflanken, die zusätzlich einen Zusammenhalt der Teile vor dem Einführen in die Profilnuten bilden. So sind gemäß der Zeichnung kreiszylindrische Zahnflanken vorgesehen, welche ineinander formschlüssig eingreifen, sodaß nicht nur eine Verschiebung in Längsrichtung, sondern auch quer dazu verhindert wird, sodaß den Zwischenstücken 1, 2 nur eine Bewegung in Richtung auf die Nuten der Teilprofile 17, 18 möglich ist.The invention is not limited to the illustrated embodiment, but single or multiple toothing is possible with straight tooth flanks or curved or shaped tooth flanks, which additionally form a cohesion of the parts before insertion into the profile grooves. Thus, according to the drawing, circular-cylindrical tooth flanks are provided, which engage in one another in a form-fitting manner, so that not only a displacement in the longitudinal direction but also transversely to it is prevented, so that the intermediate pieces 1, 2 can only move in the direction of the grooves of the partial profiles 17, 18 .

Wie man insbesondere aus Fig. 20 erkennen kann, wird parallel zur Keilstufe 9' am Teilstück 3 noch eine Keilstufe 25 auf einer Rippe 24 angeordnet. Diese Rippe 24 greift in eine Nut 23 des Zwischenstückes 1 oder 2 ein und besitzt auch eine untere keilförmige Führungsfläche 26. Durch diese weitere Verzahnung wird nicht nur ein besserer Zusammenhalt der Teile des Verbinders vor oder beim Einsetzen gewährleistet, sondern auch eine größere Kontaktfläche und damit geringere spezifische Flächenpressung erzielt, was wiederum zu einer besseren Lastverteilung und damit geringerer Verformung bzw. Langzeitkriechverhalten führt. Rippe 24 bzw. Nut 23 sind in etwa der Höhe der Paßstifte 11 angeordnet.As can be seen in particular from FIG. 20, a wedge step 25 is arranged on a rib 24 parallel to the wedge step 9 'on the section 3. This rib 24 engages in a groove 23 of the intermediate piece 1 or 2 and also has a lower wedge-shaped guide surface 26. This further toothing not only ensures better cohesion of the parts of the connector before or during insertion, but also a larger contact area and thus achieves lower specific surface pressure, which in turn leads to better load distribution and thus less deformation or long-term creep behavior. Rib 24 or groove 23 are arranged approximately at the height of the dowel pins 11.

Claims

1. Composite profiled bar, especially for window wing frames and casements or facades having an internal and an external partially profiled bar (17, 18), these two being connected with each other by spaced connecting elements made of a thermo-insulating material, these connecting elements being formed as two web-formed intermediate members (1, 2) which, hooked in grooves of the partially profiled bars (17, 18), are pushed apart from each other by at least one wedge-shaped member (3) interposed between them and are clamped in the grooves of the partially profiled bars, the thermo-insulating air chambers of said composite profiled bar being covered appropriately by stripes or bands, characterized in that, in the cross-section of the composite profiled bar, the intermediate members (1, 2) and the wedge-shaped member (3) are formed as a step wedge having at least one wedge step (9'), the latter scending obliquely in the longitudinal views of the intermediate members (1, 2) and the wedge-shaped member (3) in order to permit the clamping of the connecting elements in the grooves of the partially profiled bars (17, 18) by displacing the wedge-shaped member (3) along the wedge step.

2. Composite profiled bar according to claim 1, characterized in that the surfaces (4, 5, 6, 7, 8), with which the intermediate members (1, 2) are hooked into the grooves of the partially profiled bars (17, 18), are roughened in order to achieve an improved hold by friction.

3. Composite profiled bar according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate members (1, 2) and the wedge-shaped member (3) are held together by body-fit pins (11), which break during the clamping, for the purpose of being introduced into the grooves of the partially profiled bars (17, 18).

4. Composite profiled bar according to claims 1 to 3, characterized in that the surfaces (12, 13, 14, 15, 16) of the partially profiled bars (17, 18), into which the connecting elements are hooked, are chemically or mechanically roughened in order to achieve an improved hold by friction.

5. Composite profiled bar according to claims 1 to 4, characterized in that at least two respective wedge steps (9', 25) are arranged parallel to each other.

6. Composite profiled bar according to claim 5, characterized in that the second wedge step (25) is provided on a rib (24) which engages into a correspondingly shaped groove (23) in the intermediate member (1, 2).

7. Composite profiled bar according to claim 5 or 6, characterized in that the rib (24) is arranged at the same level as the body-fit pin (11).

8. Composite profiled bar according to claims 1 to 7, characterized in that the intermediate members (1, 2) comprise on their sides facing the partially profiled bars (17, 18) to be connected, interlocking projections (21, 22) for the mutual guarantee against longitudinal displacement.

9. Composite profiled bar according to claim 8, characterized in that the interlocking projections (21, 22) have straight tooth flanks for separate or multiple gearing.

10. Composite profiled bar according to claim 8 or 9, characterized in that the projections (21, 22) are provided with curved or shaped tooth flanks which constitute an additional joining of the members before being introduced into the grooves of the partially profiled bars.