EP0153758A2 - Verbundstab, insbesondere für Fensterrahmen, Türrahmen und Rolläden - Google Patents
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- EP0153758A2 EP0153758A2 EP85102274A EP85102274A EP0153758A2 EP 0153758 A2 EP0153758 A2 EP 0153758A2 EP 85102274 A EP85102274 A EP 85102274A EP 85102274 A EP85102274 A EP 85102274A EP 0153758 A2 EP0153758 A2 EP 0153758A2
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- E06B3/263—Frames with special provision for insulation
- E06B3/26301—Frames with special provision for insulation with prefabricated insulating strips between two metal section members
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Definitions
- the invention relates to a composite rod, in particular for window or door frames (both blind and casement frames) and shutters according to the preamble of claim 1.
- the rod can also be used for other purposes, e.g. to form a folding shutter frame or to form walls of barracks, demountable houses and such like composed of such rods.
- the plastic hollow profile rod is preferably made of thermoplastic. It can be made both of solid plastic and of foam plastic, in particular of integral foam, preferably each made of PVC.
- a window frame made of composite rods of the type mentioned is known. Such a frame surrounds a window pane made, for example, of insulating glass or a door leaf, which may also have a special heat-insulating effect.
- roller shutters made of plastic rods are known, in the hollow chambers of which stiffening metal profiles are inserted, which extend across the width of the hollow chambers.
- a plastic window frame is already known (DE-PS 1 281 664), in which a flat iron is inserted parallel to this surface near the outer surface (weather side) and the inner surface (inside of the house). Two flat irons are also inserted perpendicular to these flat irons, i.e. in the direction of the heat gradient that may occur.
- the invention has the object, while maintaining the advantages of the generic composite rod, to further develop the latter in such a way that its heat-insulating effect is drastically improved.
- the two flanges similar to DE-PS 1 281 664 mentioned at the outset, have no metallic connection to one another, but are nevertheless connected by the plastic bridge (s) in a shear force-transmitting connection.
- the two flanges are not, as in the case of the subject of the cited publication, ultimately only loosely inserted, the stiffness only slightly promoting and independent of each other; rather, together with their shear force-transmitting connection, they form a profile beam, e.g. a T-profile girder or box girder, which has a high edge fiber spacing and thus a very high bending stiffness, because the two flanges are arranged relatively close to the outside or inside surface of the composite rod.
- the two metal flanges should be at a considerable distance from each other, which should be at least a few millimeters, better several centimeters.
- the temperature gradient between the facing surfaces of the two metal flanges is generally high, so that their distance should also be as large as possible.
- the avoidance of metallic webs according to the invention not only has the advantage of replacing the high thermal conductivity of metals with the much lower one of plastics.
- the favorable radiation effect of metals can only be exploited in this way: through gases, i.e. also through air, the heat exchange takes place primarily through radiation, and this heat exchange is particularly low if the surfaces with different temperatures consist of metals.
- the shear force transmitting connection can be form-fitting or material-fitting, it is best both.
- the respective form or material connection must be dimensioned so that it can withstand the shear forces that occur in the longitudinal direction of the bar when subjected to bending loads. It is particularly advantageous here that the flanges, at least with their surface facing towards the outside or inside, lie against the corresponding inner surfaces of the plastic hollow profile rod or fine guide ribs of the inner surfaces.
- the positive connection is advantageously brought about by complementary profiling of the web edges resting on the flanges and of the flange parts resting on these edges.
- the flanges are best extended crosswise to the expected thermal gradient and thus in turn contribute little to the heat transfer if they are only very thin, which can be easily achieved with the frame according to the invention, because each flange is not loaded on its own but together with the other a rigid Profile forms.
- This can e.g. a box profile, a box profile with protruding flanges, a double-T profile, a Z-profile, but also possibly a C-profile or a double-L-profile.
- two such profiles can be inserted side by side in a common or separate hollow chamber of the plastic hollow profile rod.
- the stiffening rod can also be glued into its cavity for additional use of the force transmission of wall parts of the plastic hollow profile rod.
- the plastic webs are preferably arranged on or near the two side edges of the flanges; however, it is also possible to use only a single central plastic web, and it is finally also possible to glue the two flanges to one another by means of a hard foam insert instead of a plastic web.
- the flanges and the plastic webs of the stiffening rod are preferably connected in that a series of R andkerben or is recessed near the edge arranged holes, while the plastic webs have the edge notches or holes complementary projections. It is thus possible to galvanize plastic webs and flanges with one another without further ado and thus to form a rigid hollow profile rod by positive, force-transmitting engagement.
- this hollow profile rod can additionally be glued to one another, for example to compensate for tolerances, to ensure problem-free handling and insertion, and to prevent loosening during use.
- a sheet metal or strip material that can be machined cheaply and easily can be used for the metal flanges.
- the notches or holes are preferably as long as the spaces between them, so that flanges can be punched out of a sheet metal sheet without any waste.
- the webs are preferably made from waste plastic, preferably PVC waste, which are extruded into flat strips or, particularly advantageously, into a sheet which is then separated into the plastic webs.
- waste plastic preferably PVC waste
- plastic webs are arranged invisibly inside the frame, they do not have to meet any appearance requirements. This makes it possible to process all types of waste - even with foreign material storage, insofar as this is the extru sion do not hinder - to be used for the production of the plastic bars. This not only enables the inexpensive production of plastic webs, but also allows the use and disposal of plastic waste, which accrues in a plastic processing manufacturing plant and which could normally only be used again after extensive cleaning and therefore usually gave rise to waste problems .
- At least one of the longitudinal edges of the flanges can be angled towards the other flange, so that a separately stiffened edge is formed which contributes to the rigidity of the flange.
- the invention includes not only the composite rod mentioned, but also window frames, door frames and shutters made of such rods.
- thermoplastic in particular PVC.
- the metal of the flanges is preferably steel or sheet steel or a sufficiently hard aluminum alloy.
- Fig. 1 the section through a known window frame is shown, with an insulating glass pane 17 which is embedded in seals 18 which are arranged in the frame shown.
- this has a composite rod with a plastic hollow profile rod 3 with two outer surfaces 6, each extending parallel to the glass pane 17 and pointing away from it.
- One of these surfaces directly delimits a wall 4, which is close to the other surface 6 and parallel to it this arranged stiffening wall 4 'encloses a cavity with a relatively large width in the direction perpendicular to the glass pane 17.
- the above-mentioned cavity which is left free between the two walls 4, 4 ', is delimited on both sides by transverse walls 5 which extend perpendicularly thereto.
- a hollow profile rod (preferably made of steel or aluminum) extends, which has two flanges 1, each of which extends parallel to the glass pane 17 and abuts the walls 4 from the inside, and transversely to these flanges 1 extending and connecting them at their edges with two webs 2 '.
- the box section bar 1, 2 ' which is embedded in the plastic hollow section bar 3, the latter has a high bending stiffness in relation to a load which occurs perpendicular to the glass pane 17. Furthermore, the profile shown is easy to manufacture, in which the steel or aluminum hollow profile 1, 2 'in a plastic hollow profile rod, e.g. made of integral foam or solid PVC.
- a disadvantage in any case is the long double thermal bridge extending in the transverse direction of the frame (perpendicular to the window pane 17), which is formed from the metal webs 2 'and creates a highly conductive heat connection between the two walls 4, 4', each of which is close the neighboring Rah Men outer surface is arranged.
- the heat-insulating effect of the known frame is therefore not optimal.
- plastic hollow profile rods are explained in each case, which in the case of FIGS. 2, 5 and 8 to 13 correspond to that of the known frame shown in FIG in the case of the other embodiments shown in the drawing differ only slightly from these known plastic hollow profile bars.
- the invention is of course not limited to the hollow plastic profile shown.
- stiffening rod which has a steel or aluminum flange 1 on both sides, which from the inside on the stiffening wall 4 'and the Outer wall 4 of the plastic hollow profile rod 3 abuts or, similar to that in FIG. 14, is only a short distance from it.
- This stiffening rod is inserted into the cavity of the plastic hollow profile rod 3.
- this stiffening bar has, in addition to the two flanges 1, which are punched out of flat sheet metal, two plastic webs 2, which connect these two sheet metal flanges 1 to one another in the region of their edges, the knurls that the plastic webs 2 and the metal flanges 1 are galvanized and optionally also glued.
- each flange 1 has elongated, rectangular notches 7 in the region of its edges (see FIG. 3, which shows a view from the direction III in FIG. 2), the length of the notches 7 being approximately that of the projections between two , corresponding notches 7 corresponds.
- plastic web 2 which in turn has projections 8, the length of which corresponds to that of a notch 7 in FIG. 3 and which engage in the notches 7 to fill them.
- FIG. 4 shows a view of the web mentioned from direction IV in FIG. 2.
- the two plastic webs 2 each connect the outermost edges of the two flanges 1 to one another.
- the outer surface of each plastic web therefore bears on the facing inner surface of the adjacent transverse wall 5.
- FIGS. 2 to 4 in the same representation as in FIGS. 2 to 4, an embodiment is shown in which the plastic webs are offset inwards away from the respective free edge of the metal flanges 1.
- FIG. 7 which shows the view VII in FIG. 5
- the plastic webs 2 have the same shape on how they also have the plastic webs 2 of the embodiment of FIG. 2.
- the flanges 1, the view of which is shown in FIG. 6 (view VI in FIG. 5), do not have notches located at the edge, but instead have rectangular holes 9 offset inwards, into which the projections 8 engage the holes 9 to fill them.
- Figs. 5 to 7 is e.g. then advantageous if the hollow chamber which receives the stiffening rod 1, 2 has lateral constrictions.
- the connection of the webs to the flanges can also be made firmer.
- FIG. 8 has a connection of plastic webs 2 and metal flanges 1, which corresponds to that shown in FIGS. 5 to 7.
- the outer edges of the flanges are bent toward the other flange, so that the flange itself is better supported in the cavity of the plastic hollow profile rod 3 and is even stiffer, in particular with respect to stresses perpendicular to the main direction of loading .
- the two webs 2 are stiffened in the middle of the connecting section between the two flanges 1 by a central flange 10, which can be made of metal or plastic and is galvanized with the two flanges 2.
- This embodiment is particularly suitable for larger distances between the two flanges 1, allows thinner wall thicknesses in the shear stress-transmitting plastic webs 2 and avoids buckling that may be possible.
- each flange has an edge 11 bent toward the other flange, which in the embodiment of FIG. 9 again at the free end inwards is bent so that the end edge of the bent edge is supported against the adjacent plastic web.
- this embodiment also enables the stiffening rod to be pressed into the associated hollow space of the plastic hollow profile rod 3, since the risk of the webs buckling is reduced.
- the advantages outlined in FIG. 8 are increasingly present here.
- each of the two flanges 1 has an edge 11 bent only twice on one side and abutting against the adjacent plastic web 2. Furthermore, two further plastic webs are arranged obliquely in the distance between the two plastic webs 2, so that the four plastic webs together have an M-shaped cross section and are thus largely mutually supported against transverse forces.
- This arrangement also enables the stiffening rod to be inserted into a relatively narrow cavity and thus enables high manufacturing tolerances, since two are inclined Plastic webs of the stiffening rod is largely insensitive to transverse forces.
- Such an embodiment is also advantageous if there are projections on the inner walls or if a non-rectangular cavity is to be reinforced.
- FIG. 11 corresponds to that of FIG. 10, but the two inclined stiffening webs 2 are omitted.
- each of the metal flanges 1 has a bent edge on only one of its sides, the edge of one flange being opposite the rimless side of the other flange.
- This embodiment also allows forced installation in a cavity, so that the requirements for manufacturing accuracy are very low in this embodiment as well.
- flanges 1 which are connected by a central web 12, which can also be a rigid foam block 13, which adheres to the adjacent surfaces of the flanges 1 in a shear-resistant manner by means of an adhesion promoter.
- the cavity receiving the stiffeners is mostly essentially rectangular, it can also have a different profile, for example that of an H or a right-angled Z.
- the stiffening rod expediently also has H- or Z- Profile, being the web corresponds to the line connecting the vertical lines of the H or the line connecting the horizontal lines of the Z.
- roller shutters are particularly suitable for roller shutters. These usually consist of numerous parallel bars, the upper and lower edges of which are pushed together. On the one hand, the bars should have the smallest possible thickness so that they can be wound up in a comparatively small roller shutter box; on the other hand, wind pressure and suction require sufficient rigidity. Roller shutters are also used for additional nighttime insulation, i.e. for temporary thermal insulation.
- the reinforcements according to the invention are very well suited for this purpose, since they combine high rigidity with low thermal conductivity and, moreover, allow the radiation properties of metals that are too low to be used by air to be exploited.
- FIG. 14 shows a roller shutter rod as a further exemplary embodiment of one of the preferred embodiments of the invention.
- This consists essentially of a hollow profile rod 20 extruded from thermoplastic material, in particular impact-resistant PVC, which has the profile which can be seen in FIG. 14 and is customary and has no special features.
- the profile rod 20 has a hollow chamber 21, into which a stiffening rod 22 is inserted.
- the stiffening bar 22 consists of two metal flanges 23 and 24, which are connected by three webs 26.
- the stiffening rod is dimensioned so that it can easily be inserted into the plastic hollow profile rod 20 even in longer lengths.
- the two flanges 23 and 24 each run at a short distance from the adjacent walls of the rod 20, so that this results in additional thermal insulation. However, this distance should be small so that the distance between the two flanges 23 and 24 does not become too small.
- each flange 23 or 24 has three rows of holes 25 running side by side. Through these holes, the webs 26 made of thermoplastic material and shown in plan view in FIG. 15 each engage with corresponding projections 27. The outermost edges of the projections 27 can rest against the inner walls of the chamber 21. As a result, physical contact is also low here, which further promotes the heat insulation effect. Characterized in that the projections 27 of the webs 26 are guided in the corresponding holes 25 of the flanges 24, the webs can transmit shear forces without any problems, so that a considerable stiffening of the finished roller shutter bar 20 provided with the stiffening bar 22 is effected.
- the 14 therefore shows a roller shutter rod with a reinforcing rod in a cavity with a lower height in the middle than at the edges.
- the webs facing the hollow chamber walls are perpendicular to their large surfaces, that is to say mostly not parallel to the hollow chamber walls, which would of course also be possible.
- the slots of the flanges do not have to lie exactly in the direction of the webs; rather, punching the elongated holes perpendicular to the flange surface is generally less complex there too.
- a rational production of such reinforcement profiles can e.g. by simultaneously punching out the flanges and the webs, then plugging them into each other and gluing them all together.
- roller shutter rod not only has a large hollow chamber 21, but, for example, two hollow chambers, which are connected by a corresponding transverse wall approximately at the height of the central web 26, correspondingly smaller stiffening profile bars can also be used in the two chambers, the metal flanges of which are made of plastic webs are interconnected.
- a reinforcing rod according to the invention it is also possible here to insert a reinforcing rod according to the invention only into one of two or more hollow chambers.
- the assembly is special It can be facilitated if the flank of the openings near the edge of the flange, which is preferably stamped out of sheet metal, is omitted so that the projections 27 of the webs 26 no longer have to be pushed into holes, but from the side into them can be used.
- a nose protrudes at each end of the hole, behind which the corresponding projection 27 can snap into place.
- lugs can also be attached to the plastic webs, which fix the distance between the two metal flanges 23 and 24 after they snap into place. This means that sheets with an imprecise curvature can also be used, which spring back when they are plugged together. If the curvature is not too strong, it is even possible to process flat sheets without prior deformation.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Verbundstab insbesondere für Fenster- oder Türrahmen (sowohl Blend- als auch Flügelrahmen) und Rolläden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der Stab kann auch für andere Zwecke eingesetzt werden, so z.B. zur Bildung eines Klappladenrahmens oder zur Bildung von aus derartigen Stäben zusammengesetzten Wänden von Baracken, demontierbaren Häusern und was dergleichen mehr ist.
- Der Kunststoff-Hohlprofilstab ist vorzugsweise aus thermoplastischem Kunststoff. Er kann sowohl aus massivem Kunststoff als auch aus Schaumkunststoff, insbesondere aus Integralschaum, vorzugsweise jeweils aus PVC, sein.
- Ein Fensterrahmen aus Verbundstäben der eingangs genannten Art ist bekannt. Ein solcher Rahmen umgibt eine Fensterscheibe etwa aus Isolierglas bzw. ein Türblatt, das auch gegebenenfalls eine besondere wärmeisolierende Wirkung aufweisen kann.
- Ferner sind Rolläden aus Kunststoffstäben bekannt, in deren Hohlkammern versteifende Metallprofile eingeschoben sind, die sich über die Breite der Hohlkammern erstrecken.
- Es wird nun von Türrahmen, Fensterrahmen, Rolläden und dgl. ge- fordert, daß sie eine gute wärmeisolierende Wirkung aufweisen. Ferner ist es erforderlich, daß diese Rahmen und Rolläden besonders steif gegenüber Kräften sind, die senkrecht zur Ebene der Fensterscheibe bzw. des Türblatts oder des Rolladens stehen.
- Es ist bereits ein Kunststoffensterrahmen bekannt (DE-PS 1 281 664), bei welchem nahe der Außenfläche (Wetterseite) und Innenoberfläche (Hausinnenseite) jeweils ein Flacheisen parallel zu dieser Oberfläche eingeschoben ist. Senkrecht zu diesen Flacheisen, also in Richtung des gegebenenfalls auftretenden Wärmegefälles, sind ebenfalls zwei Flacheisen eingeschoben.
- Während die jeweils parallel zur Außen- und Innenoberfläche liegenden Flacheisen kaum einen nennenswerten Beitrag zur erwähnten Steifigkeit liefern, bilden die senkrecht zu diesen angeordneten Flacheisen deshalb, weil sie sich in Richtung der Wärmeübertragung erstrecken, ganz beträchtliche Wärmebrücken und verschlechtern somit außerordentlich die isolierende Wirkung des Rahmens.
- Es ist ferner bekannt, anstelle dieser vier Flacheisen ein geschlossenes Rechteck-Metallprofil einzuschieben, mit zwei Flanschen, die jeweils parallel zur Innen- bzw. Außenoberfläche liegen, sowie zwei Stegen, die diese Flansche miteinander verbinden. Infolge der Verbindung von Flanschen und Stegen wird ein geschlossener Hohlträger geschaffen, der außerordentlich biegesteif ist und daher dem Profil die angestrebte Steifigkeit verleiht. Allerdings tritt auch hier der Nachteil auf, daß die die beiden Flansche verbindenden Metallstege eine Wärmebrücke bilden. Der gleiche Nachteil ist bei den bekannten Rolladenstäben mit eingeschobenen Metallversteifungsstäben gegeben.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die , Aufgabe zugrunde, unter Wahrung der Vorteile des gattungsbildenden Verbundstabes diesen dahingehend weiterzubilden, daß seine wärmeisolierende Wirkung drastisch verbessert wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Hierbei sind die beiden Flansche, ähnlich wie bei der eingangs erwähnten DE-PS 1 281 664, ohne metallische Verbindung miteinander, stehen aber dennoch durch die Kunststoffbrücke(n) in schubkraftübertragender Verbindung. Somit sind die beiden Flansche nicht, wie beim Gegenstand der genannten Druckschrift, letztlich nur lose eingelegte, die Steifigkeit nur wenig fördernde und voneinander unabhängige Blechstreifen; sie bilden vielmehr mit ihrer schubkraftübertragenden Verbindung gemeinsam einen Profilträger, wie z.B. einen T-Profil-Träger oder Kastenträger, der einen hohen Randfaserabstand und somit eine sehr hohe Biegesteifigkeit hat, weil die beiden Flansche verhältnismäßig nahe an der außenseitigen bzw. innenseitigen Oberfläche des Verbundstabes angeordnet sind.
- Die beiden Metallflansche sollten voneinander einen erheblichen Abstand haben, der mindestens einige Millimeter, besser mehrere Zentimeter entfernt sein sollte. Das Temperaturgefälle zwischen den einander zugewandten Oberflächen der beiden Metallflansche ist in der Regel hoch, so daß deren Abstand ebenfalls möglichst groß sein sollte. Dabei hat die erfindungsgemäße Vermeidung metallischer Stege nicht nur den Vorteil, die hohe Wärmeleitfähigkeit von Metallen durch die wesentlich geringere von Kunststoffen zu ersetzen. Darüber hinaus kann erst dadurch die günstige Strahlungswirkung von Metallen ausgenutzt werden: durch Gase, also auch durch Luft erfolgt der Wärmeaustausch vor allem durch Strahlung, und dieser Wärmeaustausch ist besonders gering, wenn die Oberflächen mit unterschiedlicher Temperatur aus Metallen bestehen.
- Die schubkraftübertragende Verbindung kann formschlüssig oder stoffschlüssig sein, am besten ist sie beides. Der jeweilige Form- bzw. Stoffschluß muß so bemessen sein, daß er den bei Biegebelastung in Stablängsrichtung auftretenden Schubkräften standhält. Hierbei ist es besonders von Vorteil, daß die Flansche wenigstens mit ihrer zur Außenseite bzw. Innenseite weisenden Oberfläche an den entsprechenden Innenoberflächen des Kunststoff-Hohlprofilstabes oder feinen Führungsrippen der Innenoberflächen anliegen. Der Formschluß ist vorteilhaft durch komplementäre Profilierung der an den Flanschen anliegenden Stegränder und der an diesen Rändern anliegenden Flanschteile bewirkt.
- Die Flansche erstrecken sich am besten in der Hauptsache quer zum zu erwartenden Wärmegradienten und tragen somit ihrerseits besonders dann nur wenig zur Wärmeübertragung bei, wenn sie nur sehr dünn sind, was bei dem erfindungsgemäßen Rahmen ohne weiteres realisierbar ist, weil jeder Flansch nicht für sich alleine belastet wird, sondern mit dem anderen zusammen ein biegesteifes Profil bildet.
- Dieses kann z.B. ein Kastenprofil, ein Kastenprofil mit überstehenden Flanschen, ein Doppel-T-Profil, ein Z-Profil, aber auch gegebenenfalls ein C-Profil oder ein Doppel-L-Profil sein.
- Dem Grunde nach können auch z.B. zwei derartige Profile nebeneinander in eine gemeinsame oder-jeweils gesonderte Hohlkammer des Kunststoffhohlprofilstabes eingeschoben sein.
- Der Versteifungsstab kann zur zusätzlichen Nutzung der Kraftübertragung von Wandteilen des Kunststoffhohlprofilstabes auch in dessen Höhlung eingeklebt sein.
- Die Kunststoffstege sind bevorzugt an oder nahe den beiden Seitenrändern der Flansche angeordnet; es ist aber auch möglich, nur einen einzigen mittigen Kunststoffsteg zu verwenden, und es ist schließlich auch möglich, anstelle eines Kunststoffsteges die beiden Flansche durch eine Hartschaumeinlage miteinander zu verkleben.
- Die Flansche und die Kunststoffstege des Versteifungsstabes sind bevorzugt dadurch verbunden, daß im Flansch eine Reihe von Randkerben bzw. nahe dem Rand angeordneten Löchern ausgespart ist, während die Kunststoffstege zu den Randkerben bzw. Löchern komplementäre Vorsprünge aufweisen. Es ist somit möglich, Kunststoffstege und Flansche ohne weiteres miteinander zu verzinken und somit durch formschlüssigen, kraftübertragenden Eingriff einen biegesteifen Hohlprofilstab zu bilden.
- Die Teile dieses Hohlprofilstabes können miteinander zusätzlich noch verklebt sein, etwa um Toleranzen auszugleichen, ein problemloses Handhaben sowie Einschieben zu gewährleisten und ein Lockern im Gebrauch zu verhindern.
- Für die Metallflansche kann ein Metallblech- oder -bandmaterial verwendet werden, das billig und einfach bearbeitet werden kann. Bevorzugt sind die Kerben bzw. Löcher ebenso lang wie deren Zwischenräume, so daß Flansche verschnittfrei aus einer Blechtafel ausgestanzt werden können.
- Die Stege ihrerseits sind bevorzugt aus Abfallkunststoff, vorzugsweise-PVC-Abfällen, hergestellt, die zu flachen Streifen oder besonders vorteilhaft zu einer Tafel extrudiert werden, die dann in die Kunststoffstege zertrennt wird.
- Da diese Kunststoffstege unsichtbar im Inneren des Rahmens angeordnet sind, brauchen sie keinerlei Erfordernisse an das Aussehen zu erfüllen. Somit ist es möglich, Abfälle aller Art - auch mit Fremdmaterial-Einlagerungen, soweit diese die Extrusion nicht behindern - zur Herstellung der Kunststoffstege zu verwenden. Dies ermöglicht nicht nur die billige Herstellung von Kunststoffstegen, sondern gestattet auch auf verblüffend einfache Weise die Nutzung und auch Beseitigung von Kunststoffabfällen, die in einem Kunststoff verarbeitenden Herstellungsbetrieb anfallen und normalerweise höchstens nach aufwendiger Reinigung wieder verwendet werden könnten und daher in der Regel bisher Abfallprobleme aufgaben.
- Gemäß mehrerer Ausgestaltungen der Erfindung kann mindestens einer der Längsränder der Flansche zum anderen Flansch hin abgewinkelt sein, so daß ein noch gesondert versteifter Rand gebildet wird, der zur Steifigkeit des Flansches beiträgt.
- Hierbei kann es von Vorteil sein, daß die Außenfläche eines solchen abgewinkelten Randes gegen benachbarte Wände des Kunststoff-Hohlprofilstabes anliegt, um somit das Einführen des Versteifungsstabes in den Kunststoff-Hohlprofilstab zu erleichtern und ferner eine bessere Krafteinleitung in den Versteifungsstab zu gewährleisten.
- Es ist ferner möglich, dann, wenn einer oder beide Kunststoffstege gegenüber dem Rand mindestens eines der Flansche einwärts versetzt sind, diesen Rand nach unten und wieder einwärts umzuwinkeln, so daß sich die Stege an der so geschaffenen Stützkante abstützen können. Auch diese Maßnahme fördert die Steifigkeit des Versteifungsstabes und somit des gesamten Verbundstabes, insbesondere in der zur Hauptbeanspruchungsrichtung senkrechten Richtung.
- Die Erfindung umfaßt nicht nur den genannten Verbundstab, sondern auch Fensterrahmen, Türrahmen und Rolläden aus derartigen Stäben.
- Der Gegenstand der Erfindung ist anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert. In der Zeichnung ist:
- Fig. 1 der Schnitt durch einen Fensterrahmen aus Profilstäben nach dem Stand der Technik;
- Fig. 2, 5 oder 8 bis 13 jeweils Schnitte durch verschiedene Fensterrahmen aus Profilstäben nach der Erfindung;
- Fig. 3 und 6 eine Ansicht jeweils einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flansches;
- Fig. 4 und 7 jeweils eine Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kunststoffsteges;
- Fig. 14 der Schnitt durch einen Rolladenstab nach der Erfindung;
- Fig. 15 die Ansicht von oben auf einen Steg des 7ersteifungsstabes des Rolladenstabes, und
- Fig. 16 die Ansicht von links auf einen der beiden Flansche des Versteifungsstabes.
- Die in der Zeichnung gezeigten, verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, bilden aber keine Beschränkung des Gegenstandes der Erfindung.
- Soweit bei diesen Ausführungsformen für tragende Teile Kunststoff verwendet wird, ist dieser bevorzugt thermoplastischer Kunststoff, insbesondere PVC.
- Das Metall der Flansche ist bevorzugt Stahl bzw. Stahlblech oder eine genügend harte Aluminiumlegierung.
- In Fig. 1 ist der Schnitt durch einen bekannten Fensterrahmen gezeigt, mit einer Isolierglasscheibe 17, die in Dichtungen 18 eingebettet ist, welche im gezeigten Rahmen angeordnet sind.
- Dieser besitzt als Hauptelement einen Verbundstab mit einem Kunststoff-Hohlprofilstab 3 mit zwei außenliegenden, sich jeweils parallel zur Glasscheibe 17 erstreckenden und von dieser wegweisenden Oberflächen 6. Eine dieser Oberflächen begrenzt unmittelbar eine Wand 4, die mit einer nahe der anderen Oberfläche 6 und parallel zu dieser angeordneten Versteifungswand 4' einen Hohlraum mit verhältnismäßig großer Breite in Richtung senkrecht zur Glasscheibe 17 gesehen einschließt.
- Die weitere Aufgliederung und Zusammensetzung des Rahmens ist aus der Zeichnung ersichtlich.
- Der oben genannte, zwischen den beiden Wänden 4, 4' freigelassende Hohlraum ist beiderseits durch sich jeweils senkrecht zu diesem erstreckende Querwände 5 begrenzt.
- In diesem ein geschlossenes Rechteckprofil aufweisenden Hohlraum erstreckt sich ein (vorzugsweise aus Stahl oder aus Aluminium) bestehender Hohlprofilstab, der zwei Flansche 1 aufweist, welche sich jeweils parallel zur Glasscheibe 17 erstrecken und von innen her an den Wänden 4 anliegen, sowie quer zu diesen Flanschen 1 verlaufend und diese an ihren Rändern miteinander verbindend zwei Stege 2'.
- Wegen des Kastenprofilstabes l, 2', der in den Kunststoff-Hohlprofilstab 3 eingelagert ist, weist dieser gegenüber einer Belastung, die senkrecht zur Glasscheibe 17 erfolgt, eine hohe Biegesteifigkeit auf. Ferner ist das gezeigte Profil einfach herzustellen, in dem das Stahl- bzw. Aluminium-Hohlprofil 1, 2' in einen Kunststoff-Hohlprofilstab, z.B. aus Integralschaum oder Massiv-PVC, eingeschoben wird.
- Nachteilig ist in jedem Falle die sich in Querrichtung des Rahmens (senkrecht zur Fensterscheibe 17) erstreckende, lange doppelte Wärmebrücke, die aus den Metallstegen 2' gebildet ist und eine gut leitende Wärmeverbindung zwischen den beiden Wänden 4, 4' herstellt, von denen jede nahe der benachbarten Rahmen-Außenoberfläche angeordnet ist.
- Die wärmeisolierende Wirkung des bekannten Rahmens ist somit nicht optimal.
- Bei den verschiedenen, nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen von Tür- oder Fensterrahmen-Verbundstäben nach der Erfindung sind jeweils Kunststoff-Hohlprofilstäbe erläutert, die im Falle der Fig. 2, 5 sowie 8 bis 13 mit jenem des bekannten, in Fig. 1 gezeigten Rahmens übereinstimmen bzw. im Falle der übrigen, in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen sich nur geringfügig von diesen bekannten Kunststoff-Hohlprofilstäben unterscheiden. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das gezeigte Kunststoffhohlprofil beschränkt.
- Bei den Ausführungsformen der Erfindung, die in Fig. 2, 5 sowie 8 bis 13 gezeigt sind, sitzt im Kunststoffhohlprofilstab jeweils ein Versteifungsstab, der beiderseits je einen Stahl- oder Aluminiumflansch 1 aufweist, der von der Innenseite her an der Versteifungswand 4' und der Außenwand 4 des Kunststoff-Hohlprofilstabes 3 anliegt oder, ähnlich wie in Fig. 14, davon einen nur geringen Abstand hat. Dieser Versteifungsstab ist jeweils in den Hohlraum des Kunststoff-Hohlprofilstabes 3 eingeschoben.
- Dieser Versteifungsstab weist in der Ausführungsform der Fig. 2 neben den beiden Flanschen 1, die aus ebenem Blech ausgestanzt sind, zwei Kunststoffstege 2 auf, die diese beiden Blechflansche 1 im Bereich ihrer Ränder miteinander verbinden, wobei die Rän- der der Kunststoffstege 2 sowie der Metallflansche 1 miteinander verzinkt und gegebenenfalls auch verklebt sind.
- Zu diesem Zweck weist jeder Flansch 1 im Bereich seiner Ränder längliche, rechteckige Kerben 7 auf (siehe Fig. 3, die eine Ansicht aus Richtung III in Fig. 2 zeigt), wobei die Länge der Kerben 7 etwa derjenigen der Vorsprünge zwischen zwei aufein- , anderfolgenden Kerben 7 entspricht.
- Komplementär zu diesen gekerbten Flanschen 1 ist der Kunststoffsteg 2 ausgebildet, welcher seinerseits Vorsprünge 8 aufweist, deren Länge jener einer Kerbe 7 in Fig. 3 entspricht und welche in die Kerben 7 diese ausfüllend eingreifen.
- Der genannte Kunststoffsteg ist in Fig. 4 dargestellt, die eine Ansicht des genannten Steges aus Richtung IV in Fig. 2 zeigt.
- In der Ausführung der Fig. 2 bis 4 verbinden die beiden Kunststoffstege 2 jeweils die äußersten Ränder der beiden Flansche 1 miteinander. Somit liegt die Außenfläche eines jeden Kunststoffsteges an der zugewandten Innenfläche der benachbarten Querwand 5 an.
- In Fig. 5 bis 7 ist in gleicher Darstellung wie in den Fig. 2 bis 4 ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die Kunststoffstege vom jeweiligen freien Rand der Metallflansche 1 weg einwärts versetzt sind. Im übrigen weisen (Fig. 7, die die Ansicht VII in Fig. 5 zeigt) die Kunststoffstege 2 die gleiche Form auf, wie sie auch die Kunststoffstege 2 des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 aufweisen. Die Flansche 1, deren Ansicht in Fig. 6 gezeigt ist (Ansicht VI in Fig. 5), weisen keine am Rand befindlichen Kerben, sondern einwärts von diesen versetzte, rechteckige Löcher 9 auf, in welche dieVorsprünge 8 die Löcher 9 füllend eingreifen.
- Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 bis 7 ist z.B. dann vorteilhaft, wenn die Hohlkammer, die den Versteifungsstab 1, 2 aufnimmt, seitliche Einschnürungen aufweist. Auch kann die Verbindung der Stege mit den Flanschen fester ausgeführt sein.
- Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform weist eine Verbindung von Kunststoffstegen 2 und Metallflanschen 1 auf, die der in den Fig. 5 bis 7 gezeigten entspricht. Im Unterschied zu dem in diesen Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel-sind jedoch die Außenränder der Flansche zum jeweils anderen Flansch hin umgebogen, so daß sich der Flansch seinerseits im Hohlraum des Kunststoff-Hohlprofilstabes 3 besser abstützt und seinerseits noch steifer ist, insbesondere gegenüber Beanspruchungen senkrecht zur Hauptbelastungsrichtung.
- Ferner sind die beiden Stege 2 in der Mitte der Verbindungsstrecke zwischen den beiden Flanschen 1 durch einen Mittelflansch 10 versteift, der aus Metall oder Kunststoff gebildet sein kann und mit den beiden Flanschen 2 verzinkt ist. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für größere Abstände zwischen den beiden Flanschen 1, ermöglicht dünnere Wandstärken bei den schubspannungsübertragenden Kunststoffstegen 2 und vermeidet ein dabei u.U. mögliches Ausknicken.
- Die Ausführungsform der Fig. 9 ist ähnlich jener der Fig. 5, wobei jedoch, wie beim Gegenstand der Fig. 8, jeder Flansch einen zum jeweils anderen Flansch hin umgebogenen Rand 11 aufweist, der beim Ausführungsbeispiel der Fig. 9 nochmals am freien Ende einwärts umgebogen ist, so daß die Endkante des umgebogenen Randes abstützend gegen den jeweils benachbarten Kunststoffsteg anliegt. Diese Ausführungsform ermöglicht beim Auftreten hoher Fertigungstoleranzen auch das Einpressen des Versteifungsstabes in den zugehörigen-Hohlraum des Kunststoff-Hohlprofilstabes 3, da die Gefahr des Ausknickens der Stege verringert ist. Außerdem sind hier die zu Fig. 8 geschilderten Vorteile verstärkt vorhanden.
- Der Gegenstand der Fig. lO ähnelt jenem der Fig. 9, wobei jedoch jeder der beiden Flansche 1 nur an einer seiner Seiten einen zweimal umgebogenen und gegen den benachbarten Kunststoffsteg 2 anliegenden Rand 11 aufweist. Ferner sind im Abstand zwischen den beiden Kunststoffstegen 2 noch zwei weitere Kunststoffstege schrägstehend angeordnet, so daß die vier Kunststoffstege gemeinsam einen M-förmigen Querschnitt aufweisen und sich somit gegenseitig weitgehend gegenüber Querkräften abstützen. Auch diese Anordnung ermöglicht das Einführen des Versteifungsstabes in einen verhältnismäßig engen Hohlraum und ermöglicht somit hohe Fertigungstoleranzen, da durch die Schrägstellung zweier Kunststoffstege der Versteifungsstab auch gegenüber Querkräften weitgehend unempfindlich ist. Auch ist eine solche Ausführung dann vorteilhaft, wenn an Innenwandungen Vorsprünge vorhanden sind oder ein nicht-rechteckiger Hohlraum verstärkt werden soll.
- Die Ausführungsform der Fig. 11 entspricht jener der Fig. lO, es sind jedoch die beiden schräggestellten Versteifungsstege 2 weggelassen.
- Jeder der Metallflansche 1 weist gemäß Fig. 10 und 11 an nur einer seiner Seiten jeweils einen umgebogenen Rand auf, wobei jeweils der Rand des einen Flansches der randlosen Seite des anderen Flansches gegenüberliegt. Diese Ausführungsform gestattet ebenfalls den forcierten Einbau in einen Hohlraum, so daß auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit sehr gering sind.
- Bei der Ausführungsform der Fig. 12 und 13 sind nur zwei ebene Blechstreifen als Flansche 1 vorgesehen, die durch einen Mittelsteg 12, der auch ein Hartschaumblock 13 sein kann, verbunden sind, der mittels eines Haftvermittlers scherfest an den benachbarten Oberflächen der Flansche 1 anhaftet.
- Wenn auch in den bisher besprochenen Beispielen der die Versteifungen aufnehmende Hohlraum meist im wesentlichen rechteckig ist, so kann er auch ein anderes Profil aufweisen, z.B. das eines H oder eines rechtwinkeligen Z. In diesem Fall hat der Versteifungsstab zweckmäßig ebenfalls H- bzw. Z-Profil, wobei der Steg dem die Vertikalstriche des H bzw. dem die Horizontalstriche des Z verbindenden Strich entspricht.
- Die Verwendung einzelner, also nicht zu Rahmen verbundener Profilstäbe kommt besonders bei Rolläden in Frage. Diese bestehen in der Regel aus zahlreichen parallelen Stäben, deren obere und untere Ränder ineinandergeschoben sind. Einerseits sollen die Stäbe möglichst geringe Dicke besitzen,um in einem vergleichsweise kleinen Rolladenkasten aufgewickelt werden zu können; andererseits fordern Winddruck und -sog eine ausreichende Steifigkeit. Weiterhin dienen Rolläden zur zusätzlichen nächtlichen Isolierung, also zu einer temporären Wärmedämmung. Hierfür eignen sich die erfindungsgemäßen Verstärkungen sehr gut, da sie hohe Steifigkeit mit niedriger Wärmeleitfähigkeit kombinieren und darüber hinaus noch die zu geringer Wärmeübertragung durch Luft nützlichen Strahlungseigenschaften von Metallen auszunutzen gestatten.
- Dementsprechend sind andere als rechteckige Querschnitte, insbesondere bei Rolladenstäben, sinnvoll, die meist ein gekrümmtes Profil besitzen. In Fig. 14 ist als weiteres Ausführungsbeispiel einer der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ein Rollladenstab gezeigt. Dieser besteht im wesentlichen aus einem aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere schlagfestem PVC extrudierten Hohlprofilstab 20, der das aus Fig.l4 ersichtliche an sich übliche und keine Besonderheiten aufweisende Profil besitzt. Der Profilstab 20 besitzt eine Hohlkammer 21, in welche ein Versteifungsstab 22 eingeschoben ist. Der Versteifungsstab 22 besteht aus zwei Metallflanschen 23 und 24, welche durch drei Stege 26 miteinander verbunden sind. Der Versteifungsstab ist so dimensioniert, daß er leicht auch in größeren Längen in den Kunststoff-Hohlprofilstab 20 eingeschoben werden kann. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, verlaufen die beiden Flansche 23 und 24 jeweils in geringem Abstand von den ihnen benachbarten Wänden des Stabes 20, so daß hierdurch eine zusätzliche Wärmeisolierung bewirkt wird. Dieser Abstand sollte jedoch gering sein, damit nicht der Abstand der beiden Flansche 23 und 24 voneinander zu klein wird.
- Jeder Flansch 23 bzw. 24 besitzt im Ausführungsbeispiel drei nebeneinander verlaufende Reihen von Löchern 25. Durch diese Löcher greifen die aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden, in Fig. 15 in Draufsicht gezeigten Stege 26 jeweils mit entsprechenden Vorsprüngen 27 ein. Die äußersten Kanten der Vorsprünge 27 können sich dabei an die Innenwandungen der Kammer 21 anlegen. Dadurch ist auch hier die körperliche Berührung gering, was weiter die Wärmeisolierwirkung fördert. Dadurch,daß die Vorsprünge 27 der Stege 26 in den entsprechenden Löchern 25 der Flansche 24 geführt sind, können die Stege einwandfrei Schubkräfte übertragen, so daß eine erhebliche Versteifung des fertigen mit dem Versteifungsstab 22 versehenen Rolladenstabes 20 bewirkt ist.
- Fig. 14 zeigt also einen Rolladenstab mit einem Verstärkungsstab in einem Hohlraum mit in der Mitte geringerer Höhe als an den Rändern. Hier liegen vorzugsweise nur die Stege mit ihren Schmalseiten an den Wandungen an, aber nicht die Flansche flächig. Dadurch wird auch bei ungünstig kombinierten Toleranzen ein Einschieben ermöglicht; außerdem tragen die zusätzlich entstehenden Hohlräume zur Erhöhung der Wärmedämmung bei. Zur Vereinfachung der Herstellung durch einfaches Ausstanzen liegen hier die den Hohlkammerwandungen zugekehrten Oberflächen der Stege senkrecht zu deren großen Oberflächen, also meist nicht parallel zu den Hohlkammerwandungen, was natürlich auch möglich wäre. Ebenso müssen die Schlitze der Flansche nicht genau in Richtung der Stege liegen; vielmehr ist auch dort ein Stanzen der Langlöcher senkrecht zur Flanschoberfläche im allgemeinen weniger aufwendig.
- Eine rationelle Herstellung solcher Verstärkungsprofile kann z.B. durch gleichzeitiges Ausstanzen der Flansche und der Stege mit anschließendem Ineinanderstecken und Verkleben aller Teile erfolgen.
- Wenn der Rolladenstab nicht nur eine große Hohlkammer 21 aufweist, sondern beispielsweise zwei Hohlkammern, die etwa in der Höhe des mittleren Steges 26 durch eine entsprechende Querwand verbunden sind, so können auch in die beiden Kammern jeweils entsprechend kleinere Versteifungsprofilstäbe eingesetzt werden, deren Metallflansche durch Kunststoffstege miteinander verbunden sind. Selbstverständlich ist es hierbei auch möglich, nur in eine von zwei oder mehr Hohlkammern einen erfindungsgemäßen Verstärkungsstab einzuschieben.
- Ergänzend ist noch darauf hinzuweisen, daß die Montage besonders erleichtert werden kann, wenn man die dem Rand des vorzugsweise aus Blech gestanzten Flansches benachbarte Flanke der nahe an diesem Rand verlaufenden öffnungen jeweils wegläßt, so daß die Vorsprünge 27 der Stege 26 nicht mehr in Löcher hineingeschoben werden müssen, sondern von der Seite her in diese eingesetzt werden können. Um einen sicheren Halt der Vorsprünge 27 auch hierbei zu gewährleisten, läßt man dann, wie dies punktiert beim rechten oberen Loch 25 in Fig. 16 angedeutet ist, jeweils an den Enden des Loches eine Nase überstehen, hinter welcher der entsprechende Vorsprung 27 einrasten kann. In entsprechender Weise können auch an den Kunststoffstegen "Nasen" angebracht werden, die den Abstand der beiden Metallflansche 23 und 24 nach Einrasten fixieren. Dadurch lassen sich auch Bleche mit ungenau ausgeführter Krümmung verwenden, die beim Zusammenstecken zurückfedern. Bei nicht zu starker Krümmung ist es sogar möglich, ebene Bleche ohne vorherige Verformung zu verarbeiten.
Claims (18)
dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (1) des Verstärkungsstabes metallisch nicht miteinander verbunden sind und daß die Flansche (1) durch mindestens eine Kunststoffbrücke (2); 5; 13) miteinander schubkraftübertragend verbunden sind.
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