DE19933099A1 - Kunststoffhohlprofil mit eingelagerter Metallverstärkung, vorzugsweise Rahmenprofil für Fenster oder Türen - Google Patents

Kunststoffhohlprofil mit eingelagerter Metallverstärkung, vorzugsweise Rahmenprofil für Fenster oder Türen

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DE19933099A1
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Abstract

Das Kunststoffhohlprofil (1) ist so gestaltet, daß mit geringem konstruktiven Aufwand eine hohe Wärmedämmung und eine große statische Belastbarkeit gegeben sind. DOLLAR A Das Kunststoffhohlprofil (1) weist mehrere, durch in Profillängsrichtung sich erstreckende Trennwände (7, 8, 9) begrenzte Innenkammern auf und ist als Metallverstärkung mit leistenförmigen, nicht miteinander verbundenen Versteifungselementen (4, 5) ausgerüstet. DOLLAR A Das Kunststoffhohlprofil wird als Rahmenprofil im Fenster- oder Türenbau eingesetzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststoffhohlprofil mit eingelagerter Metall­ verstärkung, vorzugsweise auf ein Rahmenprofil für Fenster oder Türen.
Es ist ein derartiges Kunststoffrahmenprofil bekannt (DE 28 33 738 A1), bei dem die Kunststoffwände eine großvolumige Innenkammer umschließen, in die rohr­ förmige Versteifungsprofile eingesetzt sind, die sich über die lichte Weite der In­ nenkammer erstrecken und an den Innenseiten der Kammerwände anliegen. Diese rohrförmigen Metallprofile sind ein guter Wärmeleiter zwischen den Außenflächen des Rahmenprofils. Eine Wärmedämmung wird ferner dadurch beeinträchtigt, daß sich im großvolumigen Innenraum eine Wärmekonvektionsströmung ausbilden kann und auch eine Wärmeabstrahlung von den Metallflächen stattfindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoffhohlprofil der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß mit geringem konstruktiven Aufwand eine hohe Wärmedämmung sowie eine große statische Belastbarkeit gegeben sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kunststoffhohlprofil mehrere, durch in Profillängsrichtung sich erstreckende Trennwände begrenzte In­ nenkammern aufweist und als Metallverstärkung leistenförmige, nicht miteinander verbundene Versteifungselemente vorgesehen sind.
Durch die Mehrzahl der Innenkammern, die jeweils ein kleines Volumen aufweisen, wird eine die Wärmedämmung beeinträchtigende Konvektionsströmung verhindert. Da die leistenförmigen, aus Metall gefertigten Versteifungselemente nicht mitein­ ander verbunden sind, entfällt auch eine Wärmeleitung zwischen diesen Verstei­ fungselementen.
Die Versteifungselemente, die vorzugsweise im Querschnitt rechteckförmig ausge­ bildet sind, können eine Oberfläche mit hoher Strahlungsreflektion aufweisen, so daß durch Wärmestrahlung die Wärmedämmung des Kunststoffhohlprofils nicht beeinträchtigt wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen her­ ausgestellt.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kunststoffhohlprofils sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 ein Rahmenprofil für Fenster oder Türen im Schnitt, bei dem an der In­ nenseite der Außenwandungen bandförmige oder leistenförmige Verstei­ fungselemente aus Metall angeordnet sind,
Fig. 2 ein Rahmenprofil mit vertikal und horizontal angeordneten leistenförmi­ gen Versteifungselementen aus Metall,
Fig. 3 ein Rahmenprofil, bei dem band- oder leistenförmige Versteifungsele­ mente aus Metall in Abstand von den Außenwandungen vorgesehen sind,
Fig. 4 eine Abwandlungsform zu der Fig. 3, bei der die leistenförmigen Ver­ steifungselemente in Taschen von Trennwänden angeordnet sind,
Fig. 5 ein Flügelrahmen- und ein Blendrahmenprofil eines Fensters oder einer Tür und
Fig. 6 und 7 Ausführungsformen leistenförmiger Versteifungselemente.
Das in der Fig. 1 dargestellte Rahmenprofil 1 für Fenster oder Türen, das aus Kunststoff gefertigt ist, weist an den Innenseiten der Außenwandungen 2, 3 band- oder leistenförmige Versteifungselemente 4, 5 aus Metall auf. Die Außenwandungen 2, 3, die die Profilsichtflächen bilden, werden in ihrer Dimensionierung durch die Anordnung der leistenförmigen Versteifungselemente 4, 5 nur geringfügig beein­ flußt. Die Versteifungselemente 4, 5 liegen in halboffenen oder geschlossenen Kammern und werden dort schubfest durch Adhäsion oder durch Formschluß fest­ gelegt.
Im allgemeinen werden die Versteifungselemente bereits bei der Profilherstellung miteinextrudiert.
Die Längskanten der Versteifungselemente 4, 5 werden bei dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel vom Kunststoffprofil durch Haltestege 6 umschlossen.
Der zwischen den Außenwandungen 2, 3 liegende Profilhohlraum wird durch dünne Trennwände 7, 8,9 in Hohlkammern aufgeteilt. Es können beliebig viele Hohlkam­ mern vorgesehen werden, die in der Breite übereinstimmen können.
Es ist das Ziel, durch eine Mehrzahl von Hohlkammern die Ausbildung von Wär­ mekonvektionsströmen zu unterbinden.
Die Fig. 2 zeigt ein Kunststoffrahmenprofil 10, das dahingehend gegenüber dem Rahmenprofil 1 nach der Fig. 1 abgewandelt ist, daß nicht nur vertikale Verstei­ fungselemente 4, 5 sondern zusätzlich horizontal sich erstreckende bandförmige oder leistenförmige Versteifungselemente 11, 12 vorgesehen sind, und zwar an der Innenseite der Profilfalzwandungen.
Diese Versteifungselemente 11, 12 dienen ebenfalls der Erhöhung der Profilstatik, jedoch zusätzlich der sicheren Festlegung von Beschlagteilen bzw. der Festlegung der gefertigten Bauelemente selbst mittels Schrauben und/oder sonstigen üblichen Befestigungsmitteln.
Diese Versteifungselemente 11, 12 werden aus wärmetechnischen Gründen ledig­ lich in bezug auf die Profillänge partiell angeordnet, und zwar an den Stellen, an denen sie zur Festlegung von Befestigungsmitteln erforderlich sind.
In der Fig. 3 ist ein Rahmenprofil 13 dargestellt, bei dem die streifenförmigen Versteifungselemente 4, 5 in Trennwänden 14, 17 angeordnet sind, die parallel zu den Außenwänden 2, 3 verlaufen. Diese Trennwände sind in der Nähe der Außen­ wände 2, 3 vorgesehen.
Das Profil weist weitere Trennwände 15, 16 auf, die Innenkammern mit geringem Volumen begrenzen und sich parallel zu den Außenwänden 2 und 3 erstrecken.
Es ist auch denkbar, in bzw. an diesen Trennwänden die Versteifungselement 4, 5 festzulegen.
Die Versteifungselemente 4, 5 sind an ihren Längskanten in Profillängsrichtung durch Haltestege 6 an der Trennwand 14 bzw. 17 gehalten.
Eine Besonderheit dieses Rahmenprofils 13 besteht darin, daß die Versteifungsele­ mente 4, 5 in einer Ebene liegen, die sich nicht durch eine Profilsichtkante des späte­ ren Fensters oder der Tür erstreckt.
Die Außenwand 2 geht im Bereich des Flügel- bzw. Glasfalzes in einen Flügelan­ schlag 19 über, der nach oben eine Sichtfläche des Fensters oder der Tür bildet. Verlängert man die Fluchtebene der Versteifungselemente 4, 5 und bezeichnet diese Fluchtebene mit A, so ist zu erkennen, daß die beiden Fluchtebenen der Verstei­ fungselemente 4, 5 die Sichtfläche 20 nicht durchsetzen.
Die Fig. 4 zeigt ein Rahmenprofil, das weitgehend mit dem Rahmenprofil 13 der Fig. 3 übereinstimmt. Lediglich anstelle der Haltestege 6 zur endseitigen Einfas­ sung der Versteifungselemente 4, 5 sind bei dieser Konstruktion durchgehende Wandungen 21, 22 angeordnet, die eine geschlossene Aufnahmetasche bzw. einen geschlossenen Aufnahmeraum für die Versteifungselemente 4, 5 bilden.
Diese vollständige Einbettung der Versteifungselemente bietet die Möglichkeit, die Versteifungselemente durch entsprechende Ausnehmungen gewichtsmäßig zu redu­ zieren unter Aufrechterhaltung der erforderlichen Statik, so daß die eingesetzte Metallmasse vermindert wird. Dies wirkt sich einerseits wärmetechnisch vorteilhaft aus und andererseits kann ein Formschluß zwischen den Versteifungselementen und dem Kunststoffhohlprofil erreicht werden.
Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine Profilkombination eines Fensters oder ei­ ner Tür, die aus einem Blendrahmen 23 und einem Flügelrahmen 24 besteht.
Die Versteifungselemente 25 sind sowohl im Flügel als auch im Blendrahmen nahe der Außenwandungen 26, 27, 28, 29 vorgesehen, und bilden Trennwände zwischen zwei Innenkammern. Die Längskanten der Versteifungselemente 25 werden beid­ seitig durch Haltestege 6 bzw. durch Innenwandmaterial des Profils eingefaßt und gehalten.
Im Bereich des Blendrahmens 23 liegen die Außenebenen A der Versteifungsele­ mente 25 so weit innerhalb der Profilkontur, daß diese Ebenen die Sichtfläche 30 nicht durchtreten.
Im Gegensatz dazu durchschneiden die seitlichen Begrenzungsebenen der Verstei­ fungselemente 25 im Bereich des Flügelrahmens 24 die jeweilige Sichtfläche 31 bzw. 32. Hier ist aber sichergestellt, daß die zur Sichtfläche weisende Längskante des Versteifungselementes 25 eine ausreichend große Distanz zu dieser Sichtfläche hat. Die Versteifungselemente 25 erstrecken sich ausschließlich über den Kernbe­ reich des Flügelrahmenprofils 24, so daß die Anschlagbereiche 33 und 34 von dem Versteifungselement 25 freigehalten sind.
Im Blendrahmenprofil 23 ist zum oberen Falz hin eine Kammer 35 vorgesehen, die zur Aufnahme eines Versteifungselementes 11 dient. Dieses Versteifungselement kann während der Extrusion aber auch nachträglich im Rahmenprofil 23 angeordnet werden.
Die Fig. 6 zeigt ein band- oder leistenförmiges Versteifungselement 4, 5, 25, das zur formschlüssigen Festlegung im Rahmenprofil an den einander gegenüberliegen­ den Längskanten mit Ausstanzungen 36 versehen ist. Diese Ausstanzungen 36 sind so gestaltet, daß ein Formschluß zwischen dem Rahmenprofil und dem Verstei­ fungselement sowohl in Längsrichtung als auch quer zum Versteifungselement ent­ steht. Die Ausstanzung 36 entspricht flächenmäßig dem verbleibenden Elementab­ schnitt 37.
Die Ausstanzungsreihen sind so angeordnet, daß der Ausstanzung 36 auf der einen Seite ein Elementabschnitt 37 exakt gegenüberliegt.
Hierdurch wird erreicht, daß beim Einextrudieren des Versteifungselementes zu je­ dem Zeitpunkt die extrudierte Kunststoffmasse identisch gleich ist. Es wird sicher­ gestellt, daß pro Profillänge immer identisch die gleiche Kunststoffmenge für die Extrusion benötigt wird. Unterschiedliche Materialmengen pro Profillänge würden in der Extrusion zu einem Pulsieren mit unterschiedlichen Drücken führten, was ei­ ne Beeinträchtigung der Extrusion und der Profilqualität ergeben würde.
Dadurch, daß einer Ausklinkung ein entsprechend gleicher Elementabschnitt ge­ genübersteht, liegt bei jedem Schnitt durch das Versteifungselement die gleiche Querschnittsfläche vor. Die verdrängbare Masse bleibt somit immer exakt gleich.
Voraussetzung ist aber weiterhin, daß auch die Ausstanzung 36 und die Elementab­ schnitte 37 identisch gleich sind. Bei der Darstellung ist der Winkel α der Ausstan­ zung gleich 45°.
Natürlich sind auch andere Ausstanzungsformen denkbar, wie z. B. gestufte Recht­ eckausnehmungen, die ebenfalls eine Flächengleichheit ergeben, wie dies in der Fig. 6 angedeutet ist. Weitere Formgebungen sind denkbar und anwendbar, die Aus­ stanzungen u. a. Kreise und Halbkreise aufweisen und die die Flächengleichheit mit Abweichungen annähernd erreichen.
Die Fig. 7 zeigt ein Versteifungselement 4, 5 das z. B. bei einem Rahmenprofil nach der Fig. 4 eingesetzt werden kann. Das Versteifungselement wird bei diesem Rahmenprofil vollständig von extrudiertem Kunststoffmaterial umschlossen. Zur Einsparung von Material zur Verminderung des Gewichtes wie auch zur Verbesse­ rung der Wärmedämmung ist dieses Versteifungselement mit Ausstanzungen 38 versehen, zwischen denen sich Diagonalstäbe 39 ergeben. Die Ausstanzungen rei­ hen sich wechselseitig aneinander, wobei es vorteilhaft ist, den Winkel α gleich auszubilden.
Es sind aber auch Ausstanzungen möglich, bei denen die eingestanzten Dreiecke mit unterschiedlichen Winkeln ausgestattet sein können.
Entscheidend ist auch hier, daß die Querschnittsfläche der Versteifungselemente bei einem beliebig gelegten Querschnitt immer gleich ist, so daß auch hier mit identisch gleicher Extrusionsmaterialmenge gearbeitet werden kann. Das Extrusionsmaterial wird von den Ausstanzungen aufgenommen. Die Versteifungselemente 4, 5, 25 wer­ den aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium herstellt. Zur Verbesserung der Wär­ medämmung des Kunststoffprofils, d. h. zur Verschlechterung des Wärmeflusses, können die Oberflächen der Versteifungselemente so behandelt werden, daß eine hohe Strahlungsrefektion erzielt wird.
Dies kann durch hochblanke Oberflächen, durch Eloxieren oder durch Reflektions­ beschichtungen erreicht werden.
In den Fig. 1 und 2 sind die Versteifungselemente auf der Innenseite der Au­ ßenwandungen 2, 3 angeordnet, während in den Fig. 3 bis 5 die Versteifungs­ elemente in der Nachbarschaft der Außenwände vorgesehen sind. Aus der Fig. 5 er­ gibt sich, daß die Versteifungselemente auch als Trennwände zwischen zwei Innen­ kammern verwendet werden können.
Wichtig ist, daß die Versteifungselemente eine ausreichende Distanz zu den Außen­ sichtflächen haben, da für den Schweißvorgang zur Rahmenherstellung die Verstei­ fungselemente gegenüber der Schnittfläche der Rahmenprofile geringfügig gekürzt werden können. Dies erfolgt durch Fräsen mittels Scheibenfräser oder Stirnfräser oder durch Stanzen.
Die Bearbeitung des Stirnbereichs der Versteifungselemente muß in der Form ge­ währleistet sein, daß die Sichtflächen der Rahmenprofile nicht beschädigt werden und eine ausreichend gute Verschweißung in optischer wie in funktioneller Hinsicht sichergestellt ist.
Unter diesem Gesichtspunkt ist auch die Anordnung der Versteifungselemente 25 in der Fig. 5 in bezug auf die Anschlagstege 30, 31 und 32 vorgenommen worden. Wird bei diesen Rahmenprofilen z. B. die Klinkung im Stirnbereich der Verstei­ fungselemente mit Scheibenfräsern vorgenommen, so ist ausreichender Auslauf des Fräswerkzeuges sichergestellt, ohne daß die Sichtflächen des Rahmenprofils be­ schädigt werden.
Die Fig. 2 zeigt, daß sowohl vertikal angeordnete Versteifungselemente 4, 5 und horizontal sich erstreckende Versteifungselemente 11, 12 in einem Rahmenprofil angeordnet werden können. Diese Versteifungselemente sind getrennt voneinander vorgesehen, so daß diese Elemente die Wärmeleitung nicht erhöhen.
Im allgemeinen erstrecken sich die horizontal angeordneten Versteifungselemente 11, 12 nicht über die gesamte Profillänge, sondern erfassen nur einen Profilab­ schnitt.
Die Versteifungselemente 4, 5, 25 können im Längsbereich oder im Bereich zwi­ schen den Längsrändern mit formschlußbildenden Mitteln, wie Aufrauhungen, Stanzungen o. dgl. ausgerüstet sein.
Bezugszeichenliste
1
Rahmenprofil
2
Außenwandung
3
Außenwandung
4
Versteifungselement
5
Versteifungselement
6
Haltesteg
7
Trennwand
8
Trennwand
9
Trennwand
10
Kunststoffrahmenprofil
11
Versteifungselement
12
Versteifungselement
13
Rahmenprofil
14
Trennwand
15
Trennwand
16
Trennwand
17
Trennwand
18
19
Flügelanschlag
20
Sichtfläche
21
Wandung
22
Wandung
23
Blendrahmen
24
Flügelrahmen
25
Versteifungselement
26
Außenwandung
27
Außenwandung
28
Außenwandung
29
Außenwandung
30
Sichtfläche
31
Sichtfläche
32
Sichtfläche
33
Anschlagbereich
34
Anschlagbereich
35
Kammer
36
Ausstanzung
37
Elementabschnitt
38
Ausstanzung
39
Diagonalstab
A Außenebene

Claims (16)

1. Kunststoffhohlprofil mit eingelagerter Metallverstärkung, vorzugsweise Rah­ menprofil für Fenster oder Türen, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere, durch in Profillängsrichtung sich erstreckende Trennwände (7, 8, 9, 14, 15, 16, 17, 18) begrenzte Innenkammern aufweist und als Metallverstärkung leisten­ förmige, nicht miteinander verbundene Versteifungselemente (4, 5, 11, 12, 25) vorgesehen sind.
2. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ steifungselemente (4, 5, 11, 12, 25) im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet sind.
3. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Metall gefertigten Versteifungselemente (4, 5, 11, 12, 25) ein Oberfläche mit hoher Strahlungsreflektion aufweisen.
4. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober­ fläche der Versteifungselemente (4, 5, 11, 12, 25) mit einer Reflektionsbeschich­ tung versehen ist.
5. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ steifungselemente (4, 5, 11, 12, 25) aus Aluminium bestehen und eloxiert sind.
6. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ steifungselemente (4, 5, 25) im Längsbereich oder im Bereich zwischen den Längsrändern mit formschlußbildenden Mitteln, wie Aufrauhungen, Rändelun­ gen, Stanzungen o. dgl. ausgerüstet sind.
7. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ steifungselemente (4, 5, 25) im Längsrandbereich oder im Bereich zwischen den Längsrändern mit Ausstanzungen (36, 38) versehen sind, die so gestaltet sind, daß bei einem beliebigen Schnitt quer zur Längsachse des Versteifungselements (4, 5, 25) das Versteifungselement die gleiche Querschnittsfläche aufweist.
8. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen geöffneten Ausstanzungen (36) an dem einen Längsrand des Verstei­ fungselementes (4, 5, 25) zu den Ausstanzungen des anderen Längsrandes ver­ setzt sind und der zwischen zwei Ausstanzungen verbleibende Abschnitt (37) flächenmäßig mit der Ausstanzung übereinstimmt.
9. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei einander gegenüberliegende Versteifungselemente (4, 5, 25) an Innenflä­ chen der die Sichtflächen des Hohlprofils bildenden Außenwandungen (2, 3) festgelegt oder in diesen Außenwandungen eingebettet sind.
10. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ steifungselemente (4, 5) an die Innenkammern begrenzenden Trennwänden (14, 17) festgelegt oder in diese Trennwände eingebettet sind.
11. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ steifungselemente (25) Trennwände zwischen zwei Innenkammern bilden.
12. Kunststoffhohlprofil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die leistenförmigen Versteifungselemente (4, 5, 25) seitliche Be­ grenzungsebenen A aufweisen, die keine Sichtflächen des Hohlprofils schnei­ den.
13. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die lei­ stenförmigen Versteifungselemente (4, 5, 25) eine ausreichende Distanz zu den Sichtflächen des Kunststoffhohlprofils haben, so daß eine Bearbeitung des Stirnbereichs der Versteifungselemente mit einem Werkzeug ohne Beschädi­ gung der Sichtflächen des Hohlprofils durchführbar ist.
14. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu vertikal angeordneten leistenförmigen Versteifungselementen (4, 5) horizon­ tal sich erstreckende Versteifungselemente (11, 12) vorgesehen sind, die sich im Abstand von den vertikalen Versteifungselementen erstrecken.
15. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die hori­ zontalen Versteifungselemente (11, 12) nur im Bereich eines Profilabschnittes vorgesehen sind.
16. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einschubtasche (35) für ein lose einliegendes Beschlagbefestigungsprofil auf weist.
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