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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hohlkammerprofil für ein Fenster oder eine Tür aus einem Kunststoffmaterial, wobei das Kunststoffmaterial die Innenwände und die Außenwände des Hohlkammerprofils bildet und die Innenwände und die Außenwände die Hohlkammern des Hohlkammerprofils umgeben, wobei mindestens eine der Innenwände und/oder der Außenwände des Hohlkammerprofils mindestens ein leistenförmiges Verstärkungselement umfasst, das zumindest lokal mit dem Hohlkammerprofil verbunden ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Rahmenbaugruppe für ein Fenster oder eine Tür, die mindestens einen Profilabschnitt eines derartigen Hohlkammerprofils umfasst.
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Hohlkammerprofile für ein Fenster oder eine Tür werden insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff erzeugt und in großem Umfang zur Herstellung von Kunststofffenstern und Kunststofftüren eingesetzt. Diese Profile werden ganz überwiegend durch Extrusion aus Hart-PVC (PVC-U) hergestellt. Sie weisen in der Regel mehrere Hohlkammern auf, die durch Innenstege voneinander abgegrenzt sind. Durch das Anordnen einer Anzahl an Hohlkammern hintereinander in der Wärmedurchgangsrichtung durch das Profil, d.h. von der raumseitigen Außenwand zur wetterseitigen Außenwand, wird in solchen Kunststofffenstern und Kunststofftüren eine hohe thermische Isolierung erzielt.
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Allerdings ist man durch das Erhöhen der Anzahl an Kammern, die in dem Profil in der Wärmedurchgangsrichtung hintereinander angeordnet sind, an die Grenzen gestoßen, so dass auf diese Weise nur eine geringfügige weitere Verbesserung der durch ein entsprechendes Kunststofffenster oder eine entsprechende Kunststofftür erzielten thermischen Isolierung zu erreichen ist. Dazu wurden Hohlkammerprofile für ein Fenster oder eine Tür aus einem Kunststoffmaterial, das zur Stabilität und Steifigkeit ohne das Einführen einer Stahlarmierung in eine der Hohlkammern auskommt. Derartige Stahlarmierungen stellen eine Wärmebrücke innerhalb des Hohlkammerprofils dar und beeinflussen die thermischen Isolierungseigenschaften eines Fenster- oder Türhohlkammerprofils daher negativ. Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2008 008 343 A1 ein solches Hohlkammerprofil für Fenster oder Türen, in dem als Kunststoffleisten ausgebildete Verstärkungselemente, die lokal mit dem Hohlkammerprofil verbunden sind, die Funktion der Stahlarmierung übernehmen.
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Zwar weisen derartige Hohlkammerprofil ohne Stahlarmierung verbesserte thermische Isolierungseigenschaften auf, jedoch wird eine weitere Verbesserung dieser thermischen Isolierungseigenschaften angestrebt.
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An dieser Stelle setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein Hohlkammerprofil für ein Fenster oder eine Tür der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile des Stands der Technik überwindet. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Hohlkammerprofil für ein Fenster oder eine Tür verbesserte thermische Isolierungseigenschaften besitzen. Darüber hinaus liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Rahmenbaugruppe für ein Fenster oder für eine Tür, die mindestens einen Profilabschnitt eines derartigen Hohlkammerprofils umfasst.
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Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Hohlkammerprofil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder durch eine Rahmenbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass der Wärmedurchgang durch ein Hohlkammerprofil dadurch signifikant reduziert werden kann, wenn mindestens eine der Innenwände und/oder der Außenwände des Hohlkammerprofils mindestens ein leistenförmiges Verstärkungselement umfasst, das zumindest lokal mit dem Hohlkammerprofil verbunden ist, aufweist und die Oberfläche des mindestens einen leistenförmigen Verstärkungselements zumindest bereichsweise mit einer niedrigemittierenden Beschichtung und/oder einer niedrigemittierenden Folie versehen ist. Solche niedrigemittierenden Beschichtungen (auch als „Low-e-Beschichtungen“ bezeichnet) und niedrigemittierenden Folien (auch als „Low-e-Folien“ bezeichnet) weisen bei einem hohen Transmissiongrad im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums im infraroten Spektralbereich eine hohe Reflexion und damit verbunden eine niedrige Emissivität („low emissivity“) auf. Dementsprechend haben niedrigemittierende Beschichtungen und niedrigemittierende Folien den Effekt, den Emissionsgrad im Wellenlängenbereich von 3 µm bis 50 µm, insbesondere im Bereich des Maximums der Wärmestrahlung bei Raumtemperatur (etwa 10 µm) abzusenken. Dadurch wirken sie als gute Reflektoren für Wärmestrahlung bei Raumtemperatur und können in Hohlkammerprofilen wirksam zur Verbesserung der Wärmedämmung eingesetzt werden. In derartigen niedrigemittierenden Beschichtungen und niedrigemittierenden Folien dienen Metallschichten, beispielsweise Aluminium-, Silber-, Gold-, und/oder Kupferschichten zur Erzeugung der hohen Reflexion im infraroten Spektralbereich. Die Metallschichten können eine Dicke im Bereich von 5 nm bis 200 µm, vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 25 nm aufweisen. Ebenso können Schichten, die entsprechende Metalloxide mit entsprechender Dicke enthalten, zum Einsatz kommen. Diese emissionsverringernden Schichten sind bevorzugt mit einer Schutzschicht (insbesondere mit antioxidativer Wirkung), einer Dekorschicht, einer Farbschicht, einer Lackschicht, einer Funktionsschicht (beispielsweise einer Schicht mit geringer Oberflächenspannung, z. B. easy-to-clean) sowie Kombinationen der genannten Schichten in einer oder mehreren Schichten überzogen. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils wird die niedrigemittierende Beschichtung oder die niedrigemittierende Folie auf die Oberfläche der leistenförmigen Verstärkungselemente aufgebracht und die erhaltenen leistenförmigen Verstärkungselemente dem Extrusionsprozess für das erfindungsgemäße Hohlkammerprofil zugeführt. Auf diese Weise kann ein mechanisch stabiles Fenster- oder Tür-Hohlkammerprofil mit hervorragenden thermischen Isolierungseigenschaften einfach erhalten werden.
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Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Hohlkammerprofils für ein Fenster oder eine Tür aus Kunststoffmaterial, wobei das Kunststoffmaterial die Innenwände und die Außenwände des Hohlkammerprofils bildet und die Innenwände und die Außenwände die Hohlkammern des Hohlkammerprofils umgeben, wobei mindestens eine der Innenwände und/oder der Außenwände des Hohlkammerprofils mindestens ein leistenförmiges Verstärkungselement umfasst, das zumindest lokal mit dem Hohlkammerprofi verbunden ist, wobei sich das Hohlkammerprofil erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass die Oberfläche des mindestens einen leistenförmigen Verstärkungselements zumindest bereichsweise mit einer niedrigemittierenden Beschichtung und/oder einer niedrigemittierenden Folie versehen ist. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Rahmenbaugruppe für ein Fenster oder eine Tür, die mindestens einen Profilabschnitt eines derartigen erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils umfasst.
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Im Folgenden wird von „mindestens einem leistenförmigen Verstärkungselement“ gesprochen. Dabei ist dieser Begriff so zu verstehen, dass darauf bezugnehmende Merkmale jeweils einzeln und unabhängig für jedes der in einem erfindungsgemäßen Hohlkammerprofil vorhandenen leistenförmigen Verstärkungselemente gelten können, sofern mehr als ein leistenförmiges Verstärkungselement in einem erfindungsgemäßen Hohlkammerprofil vorhanden ist. Vorzugsweise gilt das darauf bezugnehmende Merkmale aber für alle leistenförmigen Verstärkungselemente.
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Bevorzugte leistenförmige Verstärkungselemente sind in der
DE 10 2008 008 343 A1 beschrieben, auf die in Bezug auf Aufbau, Materialien und Herstellung der leistenförmigen Verstärkungselemente explizit Bezug genommen wird. Erfindungsgemäß wird die Oberfläche des mindestens einen leistenförmigen Verstärkungselements zumindest bereichsweise mit einer niedrigemittierenden Beschichtung (z. B. durch Bedampfen) und/oder einer niedrigemittierenden Folie (z. B. durch Bekleben) versehen.
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Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils kann es hilfreich sein, wenn das mindestens eine leistenförmige Verstärkungselement aus in das erfindungsgemäße Hohlkammerprofil eingelagerten Bändern oder Kunststoffleisten gebildet ist. Derartige leistenförmige Verstärkungselement sind leicht als Rollenware erhältlich und können nach dem Aufbringen der niedrigemittierenden Beschichtung und/oder der niedrigemittierenden Folie auf ihre Oberfläche leicht in den Extrusionsprozess des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils eingebracht werden.
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Es kann auch von Nutzen sein, wenn das mindestens eine leistenförmige Verstärkungselement mit Formschluss bildenden Mitteln versehen ist. Die Formschluss bildenden Mittel sind vorzugsweise als Aufrauhungen, Rändelungen, Ausnehmungen, Stanzungen und/oder Kombinationen der genannten Mittel ausgebildet. Durch diese Formschluss bildenden Mittel wird zwischen den leistenförmigen Verstärkungselementen und dem erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils eine hohe Schubfestigkeit erzielt.
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Es kann auch günstig sein, wenn das mindestens eine leistenförmige Verstärkungselement an Innenflächen der Außenwände festgelegt ist oder in diesen Außenwänden eingebettet ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das mindestens eine leistenförmige Verstärkungselement auch an Innenflächen der Außenwände festgelegt oder in diesen Außenwänden eingebettet sein.
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Es kann auch hilfreich sein, wenn das mindestens eine leistenförmige Verstärkungselement zumindest teilweise eine Wand der Haupthohlkammer des Hohlkammerprofils bildet. Die Haupthohlkammer des Hohlkammerprofils, die üblicherweise auch als Armierungskammer des Hohlkammerprofils bezeichnet wird und üblicherweise auch zur Aufnahme der Stahlarmierung dient, stellt in den meisten Fällen die im Querschnitt gesehen größte Hohlkammer des Hohlkammerprofils dar. In der Regel ist die Haupthohlkammer mittig und zentral im Querschnitt des Hohlkammerprofils angeordnet. Insofern erzielt das das mindestens eine leistenförmige Verstärkungselement dort einen starken thermischen Isolierungseffekt. Dabei sind bevorzugt zwei leistenförmige Verstärkungselemente an den Wänden der Haupthohlkammer angeordnet, die senkrecht zur Wärmedurchgangsrichtung durch das erfindungsgemäße Hohlkammerprofil stehen, oder bilden diese Wände der Haupthohlkammer zumindest teilweise.
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Ebenso kann es von Nutzen sein, wenn das Kunststoffmaterial des Hohlkammerprofils ein thermoplastischer Kunststoff ist, der vorzugsweise im Querschnitt zumindest bereichsweise faserverstärkt, insbesondere glasfaserverstärkt ist. Dies trägt zur mechanischen Stabilität der aus Abschnitten des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils gebildeten Rahmenbaugruppe bei.
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Es kann auch günstig sein, wenn der Kunststoff des Hohlkammerprofils ein thermoplastischer Kunststoff ist. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Hohlkammerprofil aus Polyvinylchlorid (PVC) hergestellt, insbesondere aus Hart-PVC (PVC-U) oder glasfaserverstärktem PVC, das auch nachchloriertes PVC (PVC-C) enthalten kann. Besonders bevorzugt lässt sich das erfindungsgemäße Hohlkammerprofil in an sich bekannter Weise durch Extrusion oder Coextrusion herstellen. Dabei wird das mindestens eine an seiner Oberfläche zumindest bereichsweise mit einer niedrigemittierenden Beschichtung und/oder einer niedrigemittierenden Folie versehene leistenförmigen Verstärkungselement durch das Extrusionswerkzeug geführt, wobei das Hohlkammerprofil um das mindestens herum extrudiert wird.
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Es kann auch von Nutzen sein, wenn das mindestens eine leistenförmige Verstärkungselement ein Kunststoffmaterial, insbesondere Polyvinylchlorid (PVC), ein AcrylnitrilButadien-Styrol-Copolymer (ABS), ein Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (ASA), Polyethylenterephthalat (PET), ein Polyamid, insbesondere Polyamid-6 oder Polyamid-6,6, ein Polyester und/oder ein Epoxidharz sowie Copolymere und/oder Blends der vorgenannten, umfasst. Die genannten Kunststoffmaterialien können besonders bevorzugt auch faserverstärkt sein, wobei dazu insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Naturfasern, vorzugsweise Hanf- und/oder Sisalfasern sowie Kombinationen der vorgenannten Fasern für die Verstärkung der Leisten eingesetzt werden können.
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Bevorzugt kann es sein, dass eine Außenwand des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils ein Polymermaterial mit einer Oberflächenspannung von höchstens 20 mN/m umfasst. Auf diese Weise werden die mit des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils schmutzabweisend und sind leicht zu reinigen. Als derartige Material haben sich insbesondere Polytrifluorchlorethylen (PTFCE) und Polytetrafluorethylen (PTFE) erwiesen.
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Ebenso kann es von Nutzen sein, wenn eine wetterseitige Außenwand des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils mit einer die Wetterfestigkeit verbessernden Schicht versehen ist. Dadurch wird die Langlebigkeit des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils erhöht. Dazu kann beispielsweise ein UV-beständiger Lack, insbesondere auf Acryl- oder Silikonbasis, in einer Schichtdicke von etwa 1,5 µm bis etwa 25 µm, bevorzugt in einer Schichtdicke von etwa 2 µm bis etwa 5 µm, auf die Deckschale aufgebracht werden. Ein derartiger Lack ist beispielsweise das Lacksystem NE0712 der neoxid GmbH. Darüber hinaus ist eine direkte Bedampfung einer Folie oder eines Formteils möglich, das/die dann in die entsprechende Hohlkammer(n), vorzugsweise in die Haupthohlkammer, eingeführt werden.
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Ein Beispiel für eine niedrigemittierende Beschichtung und/oder eine niedrigemittierende Folie, die in dem Hohlkammerprofil gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, ist in der
DE 10 2005 025 982 B4 beschrieben, auf die hinsichtlich des Aufbaus, der Materialien und der Herstellung von niedrigemittierenden Beschichtungen und/oder niedrigemittierenden Folien hiermit explizit Bezug genommen wird. Exemplarisch kann gemäß der vorliegenden Erfindung als niedrigemittierende Folie eine low-e-Kunststofffolie (PET) vom Typ Heat Mirror® HM
55 der Firma Southgate Europe GmbH eingesetzt werden. Eine niedrigemittierende Beschichtung kann auch in Form eines Lacks auf die Innenwände und/oder die Außenwände des Hohlkammerprofils aufgebracht worden sein.
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Die erfindungsgemäßen Hohlkammerprofile werden bevorzugt zur Herstellung einer Rahmenbaugruppe eines Kunststoff-Fensters oder einer Kunststoff-Tür verwendet. Durch Verschweißen von auf Gehrung geschnittenen Stücken eines erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils kann ein Fenster- oder Türrahmen erhalten werden. Der erhaltene Fenster- oder Türrahmen ist für den Einbau in eine Öffnung einer Wandung eines Gebäudes vorgesehen bzw. in die Öffnung der Wandung eines Gebäudes einbaubar.
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Das erfindungsgemäße Hohlkammerprofil sowie einzelne Teile davon können auch zeilenweise oder schichtweise unter Verwendung eines zeilenaufbauenden oder schichtaufbauenden Fertigungsverfahrens (z. B. 3D-Druck) hergestellt werden, bevorzugt ist jedoch die Herstellung mittels Extrusion oder Coextrusion.
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Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in der Figur dargestellten Ausführungsform im Detail erläutert werden. Dabei zeigt
- 1 eine Querschnittsdarstellung eines als Blendrahmenprofil ausgebildeten Hohlkammerprofils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils 1 am Beispiel eines Blendrahmenprofils für ein Kunststofffenster in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Das erfindungsgemäße Hohlkammerprofil 1 ist aus einem thermoplastischen Polymermaterial, vorzugsweise Polyvinylchlorid (PVC), insbesondere Hart-PVC (PVC-U) oder glasfaserverstärktem PVC, dem weiter Zusatzstoffe, wie z. B. Stabilisatoren, Weichmacher, Pigmente und dergleichen zugesetzt sind. Es ist aus einer Vielzahl von Hohlkammern 2, 2', 2'', 2''' aufgebaut, die jeweils von Innenwänden 3, 3', 3'' und teilweise auch von Außenwänden 4, 4', 4'', 4''' des Hohlkammerprofils 1 umgeben sind. Dabei weist das erfindungsgemäße Hohlkammerprofil 1 eine wetterseitige Außenwand 4 und eine raumseitigen Außenwand 4'' auf. Bei der zentral im Hohlkammerprofil 1 angeordneten Hohlkammer 2'' handelt es sich um die Haupthohlkammer 2'', in die ein Armierungselement, vorzugsweise eine Stahlarmierung, eingeschoben werden kann.
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Die obere Außenwand 4''' bildet zusammen mit einem Außenüberschlag 5 einen Falzbereich mit einem Falzgrund 6, der sich bis zu einer Nut 7 erstreckt, in der Beschlagselemente befestigt werden können.
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In der dargestellten Ausführungsform ist die Haupthohlkammer 2'' von den Innenwänden 3' und 3'' sowie von Außenwänden 4' und 4''' umgeben. Die Innenwände 3', 3'' werden jeweils von einem leistenförmigen Verstärkungselement 8, 8' gebildet. Die beiden leistenförmigen Verstärkungselemente 8, 8' sind in 1 am oberen und am unteren Rand durch Stege des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils 1 jeweils klammerartig eingebunden. Diese Verbindung zwischen den leistenförmigen Verstärkungselementen 8, 8' und dem des Hohlkammerprofil 1 kann dadurch weiter verbessert werden, dass die leistenförmigen Verstärkungselemente 8, 8' in diesen Bereichen vorzugsweise Formschluss bildende Mittel aufweisen. Diese Formschluss bildenden Mittel können als Aufrauhungen, Rändelungen, Ausnehmungen, Stanzungen und/oder Kombinationen der genannten ausgebildet sind, um einige Beispiele zu nennen. Derartige Formschluss bildende Mittel erzeugen in Längsrichtung des Hohlkammerprofils 1 eine formschlüssige Verbindung.
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An den zu den Hohlkammer offenen Oberflächen sind die leistenförmigen Verstärkungselemente 8, 8' vollständig mit einer niedrigemittierenden Folie überzogen. Dadurch werden die thermischen Isolierungseigenschaften des erfindungsgemäßen Hohlkammerprofils 1 signifikant verbessert. Bei der niedrigemittierenden Folie kann es sich um eine low-e-Kunststofffolie (PET) vom Typ Heat Mirror® HM 55 der Firma Southgate Europe GmbH handeln. In alternativen Ausführungsformen kann die niedrigemittierende Folie auch nur bereichsweise und/oder abschnittsweise auf die Oberfläche des Isolierungselements aufgebracht sein. Ebenso ist es möglich, dass die niedrigemittierende Folie jeweils nur einseitig auf die leistenförmigen Verstärkungselemente 8, 8' aufgebracht ist. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die niedrigemittierende Folie auch durch eine niedrigemittierende Beschichtung oder eine entsprechende Bedampfung mit einem Metall, wie beispielsweise Silber, ersetzt sein. In der gezeigten Ausführungsform bilden die beiden leistenförmigen Verstärkungselemente 8, 8' zwei einander gegenüberliegende Innenwände 3, 3' der Haupthohlkammer 2''. Dadurch wird ein besonders hoher thermischer Isolierungseffekt erzielt.
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In der gezeigten Ausführungsform sind die leistenförmigen Verstärkungselemente 8, 8' Kunststoffleisten aus einem glasfaserverstärkten Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (ASA). Die Verstärkungselemente 8, 8' aus glasfaserverstärktem ASA werden durch Exttrusion erhalten, mit der mit der niedrigemittierenden Folie und/oder einer niedrigemittierenden Beschichtung versehen und dem Extrusionsprozess des Hohlkammerprofils 1 zugeführt. Durch das Einbringen der Verstärkungselemente 8, 8' während der Extrusion des Hohlkammerprofils 1 entsteht auch eine stoffschlüssige Anbindung der leistenförmigen Verstärkungselemente 8, 8' an das erfindungsgemäße Hohlkammerprofils 1.
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Die vorliegende Erfindung wurde exemplarisch unter Bezugnahme auf ein Blendrahmenprofil eines Fensters beschrieben. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere Hohlkammerprofile, insbesondere Flügelrahmenprofile eines Fensters, Pfosten- und Blindpfostenprofile sowie Blendrahmen-, Zargen- oder Flügelrahmenprofile einer Tür entsprechend anwendbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008008343 A1 [0003, 0010]
- DE 102005025982 B4 [0020]
