DE2623675A1

DE2623675A1 - Waermedaemmendes bauteil

Info

Publication number: DE2623675A1
Application number: DE19762623675
Authority: DE
Inventors: Dietrich Fritz Schmidt
Original assignee: Capitol Products Corp
Current assignee: Capitol Products Corp
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1976-12-02
Also published as: CA1047840A; FR2312615A1; GB1534580A; US4079496A; DE2623675C3; DE2623675B2

Description

DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte 27 082 26. Mai 1976

Capitol Products Corporation Meehanicsburg, Pennsylvania 17ORR / U.S.A.

Wärmedämmendes Bauteil

Me Erfindung bezieht sich auf metallene Bauprofile und betrifft insbesondere aus Metallprofilen und Kunststoffelementen zusammengesetzte Verbundprofile für die Fertigung von Metallfenstern und -türen sowie Rahmen dafür.

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8 MOnchen 80, Mauerkircherstraße 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 3892623

TELEX: 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808

Mit der verbreiteten Verwendung von metallgerahmten Fenstern und Türen beim Bau von Häusern und anderen Gebäuden findet das Problem der Wärmeleitung zunehmende Beachtung. Die Verwendung eines Metalls, insbesondere Aluminium, für Fensterrahmen und dergl. führt zu einem verstärkten Wärmeaustausch zwischen dem Inneren eines Gebäudes und der freien Umgebung, Dieser durch Wärmeleitung bewirkte Austausch läßt sich durch eine wärmedämmende Konstruktion beträchtlich einschränken. Bei einer derartigen Konstruktion ist ein Kunststoffelement zwischen zwei parallele Metallprofile eingesetzt und bildet zusammen mit diesen ein Verbundprofil. Bei einem solchen ist dann das eine Metallprofil der freien Umgebung und das andere dem Inneren des Gebäudes zugewandt, das dazwischen angeordnete Kunststoffelement oder -profil verhindert jedoch den direkten Wärmeaustausch zwischen Umgebungen, in denen beträchtlich verschiedene Temperaturen herrschen.

In bekannten Verfahren zum Herstellen solcher wärmedämmender Bauteile oder Verbundprofile wird ein Isoliermaterial an Ort und Stelle zwischen die Metallprofile gegossen, oder die Metallprofile werden unter Verformung mechanisch mit einem daszwischen angeordneten Isolierelement verbunden. Konstruktionen der zuerst genannten Art sind in den US-Patentschriften 3 204 324, 3 393 487, 3 624 885, 3 634 565 und 3 823 524 beschrieben, und solche der an zweiter Stelle genannten Art in den

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US-Patentschriften 3 093 217, 3 114 179, 3 420 026 und 3 411 995· Weitere bekannte Ausführungen von wärmeaämmenden Anordnungen sind in den US-Patentschriften 3 411 254, 3 289 377, 3 055 468 und 2 654 920 offenbart.

Ein Verfahren für die Herstellung von wärmedämmenden Bauteilen der vorstehend genannten Art sollte möglichst einfach und wirtschaftlich sein. Insbesondere wäre ein Verfahren zweckmäßig, bei welchem ein Kunststoff nicht gegossen zu werden braucht und/oder bei welchem das Metall nicht verformt zu werden braucht, um dadurch entstehende Bearbeitungsspuren möglicht zu vermeiden.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen von wärmedämmenden Verbundbauteilen für metallgerahmte Fenster und ähnliche Bauelemente mit zwei einander gegenüber angeordneten Metallprofilen und einem dazwischen liegenden, die beiden Metallprofile formschlüssig miteinander verbindenden nichtmetallischen Profil. Bei einem Verfahren gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß ein nicht leitfähiges Profil parallel zu und zwischen zwei Metallprofile eingeschoben wird, welche jeweils mit komplementären Ausbildungen des nicht leitfähigen Profils in formschlüssigen Eingriff bringbare Ausbildungen oder Teile aufweisen, und daß die betreffenden Ausbildungen des nicht leitfähigen, etwa aus Kunststoff gefertigten Profils ein gewisses Übermaß aufweisende

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Erhebungen aufweisen, welche beim Einschieben des nicht leitfähigen Profils von entsprechenden Teilen der Metallprofile zurückgeschnitten oder abgeschert werden.

Die das gewisse Übermaß aufweisenden Erhebungen sind relativ niedrig und haben, wie nachstehend im einzelnen erläutert, vorzugsweise einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt, wobei dann der Grat einer solchen dreieckigen Leiste beim Zusammensetzen des Bauteils abgeschert wird.

Das als wärmedämmendes Element dienende, nicht leitfähige Profil ist vorzugsweise ein extrudiertes oder formgepreßtes Teil aus einem steifen Kunststoff, etwa aus Polyvinylchlorid, Nylon, Urethan, Styrol, Polyäthylen, Hartgummi od. dergl.. Die Metallprofile sind vorzugsweise aus Aluminium extrudiertm gegossen, geschmiedet oder sonstwie geformt. Die Bezeichnung Aluminium umfaßt hier sowohl Aluminium als auch im Bauwesen, insbesondere für die Herstellung von Fenstern, Türen, nicht-tragenden Wänden und Kahmen hierfür gebräuchliche Aluminiumlegierungen. Den Vorzug verdienen extrudierte Aluminiumprofile.

Zwar ist die Einhaltung gewisser Toleranzen in den Abmessungen unerläßlich, die Erfindung ermöglicht jedoch eine ziemlich weitgehende Anpassung der Metallprofile an Unregelmäßigkeiten und Änderungen in den Abmessungen.

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Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

ITig. 1 eine Schnittansicht eines wärme dämm end en Elements in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines wärmedämmenden Elements in einer anderen Ausführungsform,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines wärmedämmenden Elements in einer dritten Ausführungsform,

Fig. 4 eine Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Elements und zweier mittels desselben verbindbarer Metallprofile,

Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Ansicht eines aus dem wärmedämmenden Element nach Fig. 3 und den beiden Metallprofilen zusammengesetzten wärmedämmenden Bauteils,

Fig. 6 eine Teil-Schnittansicht des Elements nach Fig. 3 zur Darstellung von an dessen Oberfläche hervorstehenden Erhebungen,

Fig. 7 eine Teil-Schnittansicht des in Fig. 5 gezeigten Bauteils mit den Erhebungen des wärmedämmenden Elements nach dessen Zusammenbau mit den Metallprofilen und

Fig. 8 eine Schrägansicht einer Vorrichtung für den Zusammenbau des wärmedämmenden Elements mit den in Fig. 4 und 5 gezeigten Metallprofilen.

Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnung zeigen Schnittansichten

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von verschiedenen, im Eahmen der Erfindung verwendbaren Kunststoffprofilen 10, 20 bzw. 30. Im Hinblick auf eine einfache Fertigung haben die oberen und unteren Teile der Profile im wesentlichen die gleiche Form. Jedes Profil weist eine Anzahl relativ niedriger Erhebungen 11, 21 bzw. 31 auf, welche über die gesamte Länge des Profils verlaufen. Die Erhebungen sind so an den Kunststoffprofilen angeordnet und ausgebildet, daß sie, wie nachstehend im einzelnen erläutert beim Zusammenbau mit dazugehörigen Metallprofilen von diesen abgeschert werden.

Die wärmedämmenden Elemente können die verschiedensten Formen haben. Die Erhebungen können, wie in den Ausführungen nach Fig. 1 und 3 innerhalb von Muten oder, wie in Fig. 2 dargestellt, an frei hervorstehenden Stegen angeordnet sein.

Die Profile 10 und 30 nach Fig. 1 und 3 haben Muten bzw. 32 für die Aufnahme von komplementär geformten Stegen von Metallprofilen. Die niedrigen Erhebunden bzw. 31 stehen um ein vorbestimmtes Maß innerhalb der Muten hervor. Je nach Bedarf kann auch eine größere Anzahl von Erhebungen vorhanden sein. Die Nuten 12, 32 haben eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform und erstrecken sich über die gesamte Länge des Profils.

Das in Fig. 2 gezeigte Wärmedämmende Element 20 hat an beiden Seiten ein etwa T-förmiges Profil mit einem

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Querstück 22, an welchem etwa rautenförmigen Querschnitt aufweisende Stege 21 einwärts hervorstehen. Die Querstücke 22 und Stege 21 erstrecken sich über die gesamte Länge des Profils 20. Die Stege 21 haben aufgrund ihrer Form an ihren Enden und an beiden Seiten hervorstehende Erhebungen 23» welche beim Einführen der Stege in dafür vorgesehene Ausbildungen von Metallprofilen zurückgeschnitten oder abgeschert werden.

Der Ausdruck Profil bezeichnet hier ein aus Kunststoff oder Metall geformtes Gebilde mit einer in bezug auf die Querschnittsfläche beträchtlichen Länge und einer Querschnittsform, welche von der eines Blechs, einer Platte, eines Stabs, einer Stange, eines Rohrs oder eines Drahts verschieden ist.

Die Abmessungen und das Gewicht der Kunststoffprofile und der dazugehörigen Metallprofile ist weitgehend von den Festigkeitsanforderungen und Gebrauchsbedingungen abhängig. Die Bemessung der Wärmedämmung geschieht im wesentlichen im Hinblick auf die Erzielung der notwendigen Festigkeit des Bauteils bzw. auf die für einen gegebenen Zweck erforderliche Mindeststärke und den gewünschten formschlüssigen Eingriff zwischen den Kunststoff- und Metallprofilen.

Das wärmedämmende Profil ist vorzugsweise aus Polyvinylchlorid hergestellt und vorzugsweise extrudiert, obgleich auch Formpreß- oder andere Verfahren angewendet werden

können.

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In Fig. 4 bis 7 sind die Beziehungen zwischen dem Kunststoffprofil 30 und den mittels desselben verbindbaren Metallprofilen 40, 50 dargestellt. Die Metallprofile 40, 50 sind mit dem Kunststoffprofil 30 in Halteeingriff bringbar und haben im wesentlichen identische Ausbildungen für den Eingriff mit dem Kunststoffprofil. Die den Eingriffsteilen abgwandten (nicht gezeigten) Teile der Metallprofile können je nach dem Verwendungszweck des wärmedämmenden Bauteils die verschiedensten Formen haben.

Das Profil 40 hat ein aus den Wandungen 42, 43 und 44 gebildetes inneres Teil 41 mit U-förmigem Querschnitt. An einer Seite der Querwand 43 stehen zwei sich über die gesamte Länge des Profils 40 erstreckende Leisten mit L-förmigem Querschnitt hervor. Zwischen einem Steg jeder Leiste 45, einem zur Querwand senkrechten Teil derselben und einem äußeren Rand 49 der Querwand 43 ist jeweils eine Hut 46 gebildet.

Die Stege 47 haben eine geringe Breite, so daß sie sich in die Nuten 32 des Kunststoffprofils 30 einführen lassen, sind dabei jedoch so breit, daß Teile der Erhebungen beim Einführen der Stege 47 in die Nuten 32 abgetragen oder abgeschert werden (Fig. 5» 7)·

Das andere Metallprofil 50 hat die gleiche Form wie das Profil 40, mit einem durch die Wandungen 52, 53 und 5^ gebildeten inneren Teil 51 mit U-förmigem Querschnitt.

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An einer Seite .der Querwand 53 stehen zwei sich über die gesamte Länge des Profils 50 erstreckende Leisten 55 mit im wesentlichem rechtwinkliger Querschnittform hervor. Jeweils ein Steg 57 und ein zur Querwand senkrechtes Teil 58 der Leisten 55 begrenzen zusammen mit einem äußeren Handstück 59 der Querwand eine Nut 56.

Die Stege 57 haben ebenso wie die Stege 47 eine geringe Breite, so daß sie sich in die Nuten 32 des Kunststoffprofil 30 einführen lassen, sind dabei jedoch so breit, daß Teile der Erhebungen 31 beim Einführen der Stege 57 in die Nuten 32 abgetragen oder abgeschert werden.

Die Metallprofile 40, 50 werden in im folgenden beschriebener Weise mit dem Kunststoffprofil 30 zu einem einstückigen wärmedämmenden Verbundprofil zusammengesetzt. Nach dem Zusammenbau sitzen die Stege 47, 57 fest in den Nuten 32 des Kunststoffprofils 30, und dessen Außenflächen 30a, 30b verlaufen bündig mit den Außenflächen 42a, 52a bzw. 44a, 54a der Wandungen 42, 52 bzw. 44, 54 der Metallprofile 40 bzw. 50.

Zum Zusammenbau der Metallprofile 40, 50 mit dem Kunststoffprofil 30 werden sie, wie in Pig. 8 dargestellt, in gewissem parallelabstand zueinander ausgerichtet, so daß die Winkelleisten 45 und 55 einander zugewandt sind. In dieser Stellung werden die Metallprofile in einer Vorrichtung eingespannt oder gegebenenfalls von Hand festgehalten.

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Dann wird das Kunststoffprofil 30 auf den zwischen den beiden Metallprofilen gebildeten Durchlaß ausgerichtet und in Längsrichtung zwischen die Metallprofile geschoben. Dies geschieht vorzugsweise mittels zweier in entsprechendem Abstand zueinander angeordneter Walzen 60. Die Antriebswellen 61 der Walzen 60 verlaufen parallel zu den breiten, ebenen Seitenflächen 30c, 3Od des Kunststoff prof ils. Bei einer solchen Anordnung kann beim Einschieben des Kunststoffprofils zwischen die Metallprofile ein hoher Druck auf den Kunststoff ausgeübt werden, ohne diesen dabei zu zerquetschen oder sonstwie zu beschädigen.

Beim Einführen des Kunststoffprofils 30 in den Durchlaß zwischen den Metallptofilen 40, 50 setzen die Erhebungen 31 des Kunststoffprofils 30 mit ihren Bändern oder Graten 31a an den Kanten der Stege 47, 57 auf. Bei der Ausübung des zum Einschieben des Kunststoffprofils 30 zwischen die Metallprofile 40, 50 notwendigen Drucks dringen die Stege 47, 57 in die dafür vorgesehenen Nuten 32 ein, wobei die Grate 31a der Erhebungen 31 durch die härteren Metallkanten abgetragen oder abgeschert werden. Daraus ergibt sich, wie in Fig. 7 dargestellt, ein fester Sitz zwischen den Kunststoff- und Metallteilen, und es entsteht ein einstückiges wärmedämmendes ■Verbundprofil.

Wie man aus vorstehender Beschreibung erkennt, erübrigt eine solche Konstruktion die aufwendige Einhaltung über-

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mäßig enger Toleranzen bei der Herstellung bzw. beim Extrudieren der Kunststoff- und Metallprofile. Kleinere Unregelmäßigkeiten in den Abmessungen bieten keine Schwierigkeiten, da die niedrigen Erhebungen 31 beim Zusammensetzen der Profile wenigstens zum Teil abgetragen oder abgeschert werden, um einen strammen Sitz zu erzielen.

Die miteinander in Halteeingriff kommenden Teile der Kunststoff- und Metallprofile können verschiedene Formen haben. Wesentlich ist dabei, daß das Kunststoffprofil niedrige Erhebungen aufweist, welche beim Zusammensetzen des Kunststoffprofils mit den Metallprofilen wenigstens teilweise abgetragen oder abgeschert werden, und welche in einer genügenden Anzahl vorhanden und so am Kunststoffprofil angeordnet sind, daß sich ein sicherer, strammer Sitz zwischen den Teilen ergibt.

Wesentlich ist ferner, daß die in Eingriff mit dem Kunststoffprofil zu bringenden Teile der Metallprofile Formen und Abmessungen haben, daß sie sich in sicheren Eingriff mit entsprechenden Teilen des Kunststoffprofils bringen lassen und dabei wenigstens einen Grat der niedrigen Erhebungen des Kunststoffprofils abscheren oder abtragen, um damit einen strammen Sitz zu gewährleisten.

Die Metallprofile können hervorstehende, in Nuten des Kunststoffprofils einführbare Stege od. dergl. oder auch

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Nuten für die Aufnahme von an dem Kunststoffprofil hervorstehende Stege od. dergl. aufweisen.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

Patentansprüche :

1. J Verfahren zum Herstellen eines wärmedämmenden Bauteils für metallgerahmte Fenster od. dergl., mit zwei zueinander parallelen Metallprofilen und einem dazwischen angeordneten, sie formschlüssig miteinander verbindenden nichtmetallischen Profil, dadurch gekennzeichnet, daß ein Profil aus einem nicht leitfähigen Material zwischen zwei längliche Metallprofile geschoben wird, welche jeweils mit im wesentlichen komplementären Teilen des Profils aus nicht leitfähigem Material in Halteeingriff bringbare Teile haben, und daß die betreffenden Teile des nicht leitfähigen Profils ein gewisses Übermaß aufweisende Erhebungen haben, welche beim Zusammenbau der Profile von den komplementären Teilen der Metallprofile wenigstens teilweise abgeschert oder abgetragen werden.

2. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1, zum Herstellen eines Tür- oder Fensterrahmens oder -Stockes, welcher einen äußeren Rahmen aus Metallprofilstäben, einen inneren Rahmen aus Metallprofilstäben sowie einen zwischen diesen beiden Rahmen verlaufenden Rahmen aus schlecht wärmeleitendem Kunststoff aufweist, dessen Profil formschlüssig mit den Profilen der beiden Metallrahmen im Eingriff ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des den

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Rahmen bildenden Verbundprofils der Profilstab aus schlecht wärmeleitfähigem Kunststoff zwischen zwei Metallprofilstäbe eingeschoben wird, von denen der eine zur Bildung des äußeren und der andere zur Bildung des inneren Rahmens dient, wobei der schlecht wärmeleitfähige Kunststoffprofilstab an den mit den Metallprofilstäben in formschlüssigen Eingriff zu bringenden Flächen Längsrippen aufweist, die mit ihren Rücken in den später von den Metallprofilstäben einzunehmenden Raum hineinragen und daß jeweils das Übermaß dieser Längsrippen beim Zusammenschieben der Profilstäbe wenigstens zum Teil abgeschert oder abgeschabt wird.

J). Verbundprofilrahmen oder -Stock für Fenster oder Türen, hergestellt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallprofilstäbe und die Kunststoffprofilstäbe miteinander lediglich längs schmaler, mindestens zum Teil von den abgescherten oder abgeschabten Flächen der Kunststoffprofilstäbe gebildeter Längsstreifen aneinander anliegen, während zwischen diesen Längsstreifen wärmeisolierende Luftspalte vorhanden sind.

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