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Verfahren zur Herstellung von Verbundprofilen, insbesondere für
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Fenster und Türen sowie nach diesem Verfahren hergestelltes Verbundprofil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Verbundprofilen,
insbesondere für Fenster und Türen u. dgl., bestehend aus mindestens zwei mittels
Abstandshaltern im Abstand voneinander angeordneten, an ihren einander zugewandten
Innenseiten Vorsprünge, Hinterschneidungen 0. dgl. aufweisenden Metallprofilen,
die auf ihrer Länge durch wenigstens einen aus schlecht wärmeleitendem Material
bestehenden Isolierkern miteinander verbunden sind, wobei zu dessen Herstellung
nach dem Ausrichten der Metallprofile in ihrem gegenseitigen Abstand zwischen den
Metallprofilen zunächst ein als einseitig offene Rinne ausgebildeter, eine bodenseitige
Abdeckung aufweisender Hohlraum gebildet, danach in den Hohlraum in flüssigem oder
annähernd flüssigem Zustand ein thermoplastischer Kunststoff eingefüllt und nach
dem Erstarren des Kunststoffes die Hohlraumabdeckung gegebenenfalls wieder entfernt
wird.
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Aus der DT-AS 1 245 567 der Anmelderin ist bereits ein Verfahren zur
Herstellung von Verbundprofilen bekannt. Dabei wird zunächst ein einstückiges Metallprofil
hergestellt, dessen als bodenseitige Abdeckung dienender integrierter Überbrückungssteg
nach dem Ausgießen des rinnenförmigen Hohlraumes mit einer Isolier-Vergußmasse und
nach dem späteren Abbinden der Masse, z. B. durch Abfräsen, mechanisch entfernt
wird, so daß die Metallprofilschalen nicht mehr in metallischer Verbindung stehen.
Während des Ausgießvorganges verbleibt das Metallprofil in einer von Beginn an vorgegebenen
fixen Lage unter der Gießeinrichtung.
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Aus der DT-AS 2 027 937 ist es weiterhin bekannt, als Ausgangsprofile
zwei voneinander getrennte Metallprofile zu verwenden und diese mittels als über
die Länge der Metallprofile durchgehende Leisten ausgebildete Abstandshalter miteinander
zu verbinden. Die Abstandshalter bilden zusammen mit den Innenwandungen der Metallprofile
einen im Querschnitt rundum geschlossenen Hohlraum und verbleiben nach dem Ausgießen
des Hohlraumes als integriertes Bestandteil im fertigen Verbundprofil. Der eigentliche
Ausgießvorgang läuft ab, während eines der Metallprofile, vorzugsweise das obere
Metallprofil, auf den Abstandshalteleisten in Längsrichtung kontinuierlich vorgeschoben
wird. Dabei bildet das untere Metallprofil die bodenseitige Abdeckung und diese
zusammen mit den seitlichen Abstandshalteleisten die Gießrinne. Gleichzeitig mit
der durch ausreichendes Spiel zwischen den Metallprofilen und den Leisten ermöglichten
Verschiebebewegung des oberen Metallprofils wird eine während der Abbindezeit expandierende
Isoliermasse solange von oben her dosiert in die Rinne eingefüllt, bis beide Metallprofile
eine Deckungslage übereinander einnehmen. Durch das in diesem Zeitpunkt noch nicht
ganz abgeschlossene fortschreitende Aufschäumen der Isoliermasse werden die Metallprofile
bis auf einendurch die Abstandshalteleisten begrenzten Abstand auseinander gepreßt.
Auch bei diesem bekannten Herstellungs verfahren nehmen die seitlichen Abstandshalter
und das gleichzeitig als bodenseitige Abdeckung dienende Metallprofil während des
gesamten Füllvorganges der Rinne zur Bildung des Isolierkernes eine vorgegebene
feste Lage ein.
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Abgesehen davon, daß das zuletzt beschriebene Verfahren wegen des
erforderlichen Spiels zwischen den gegeneinander verschiebbaren Teilen gewisse Probleme
in Bezug auf eine ausreichende Maßhaltigkeit mit sich bringt, füllt in beiden beschriebenen
Fällen der auf der gesamten Länge des fertigen Verbundprofils durchlaufende Isolierkern
in der dafür vorgesehenen Gießrinne den gesamten Querschnitt zwischen den Metallprofilen
aus.
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Messungen zur Bestimmung des Wärmedurchganges zwischen den Metallteilen
derartiger Verbundprofile haben gezeigt, daß die erreichten Wärmeleitzahlen nicht
in allen Fällen den vorgeschriebenen Normen entsprachen. Deshalb konnten bisher
aus einer Vielzahl von zur Verfügung stehenden Werkstoffen nur ganz bestimmte Isoliermaterialien
für den Isolierkern eingesetzt werden, an die hohe Anforderungen sowohl hinsichtlich
der Wärmeleitzahl
als auch in gleichem Maße der Festigkeitseigenschaften
gestellt werden mußten. Die Auswahl der Isolierwerkstoffe mußte daher zwangsläufig
auf Kompromisse hinauslaufen, mit dem Ergebnis, daß z. B. ein äußerst kostengünstiger
Werkstoff mit hervorragenden Festigkeitseigenschaften, einer guten Gießfähigkeit
und kurzzeitigen Abbindezeit allein deshalb keine Anwendung finden konnte, weil
dessen Wärmeleitzahl nicht ausreichte, den Wärmedurchgang in dem Verbundprofil als
fertige Einheit innerhalb des durch die gültige Norm festgelegten Rahmens zu halten.
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Um diese Schwierigkeiten zu beheben, hat die Anmelderin bereits ein
besonderes Herstellungsverfahren (Patentanmeldung P 27 21 367) vorgeschlagen, bei
dem der als Ausgießrinne für das Isoliermaterial vorgesehene Hohlraum unter Belassung
jeweils eines sich längs zwischen den Metallprofilen erstreckenden Zwischenraumes
mit Isoliermasse ausgefüllt wird, da Verbundprofile mit im Querschnitt mehrfach
unterbrochenem Isolierkern 1. a. die Möglichkeit bieten, die Wärmedurchgangswerte
auf der Länge des Profiles je nach dem eingesetzten Material zu variieren. Auch
dieses Herstellungsverfahren setzt voraus, daß die Metallprofile mit den zwischen
diesen auszugießenden Rinnen gegenüber der Gießeinrichtung während des gesamten
Ausgießvorganges eine vorgegebene fixe Lage einnehmen.
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Aus der DT-OS 2 254 762 der Anmelderin ist es weiterhin bekannt, Verbundprofile
mit im Querschnitt mehrfach unterbrochenem Isolierkern nach einem anderen Verfahren
herzustellen, das jedoch relativ zeitaufwendig ist und einen hohen vorrichtungsmäßigen
Aufbau bedingt. Nach diesem bekannten Verfahren werden zwei einzelne Metallprofile,iLnestand
zwischen den Metallprofilen festlegende Form eingelegt. Der zwischen den Metallprofilen
gebildete Hohlraumquerschnitt wird durch sich über die Profillänge erstrekkende
Begrenzungsstücke in mehrere Kammern unterteilt und die jeweils äußeren Kammern
durch mechanisch bewegbare, Bestandteil der Form bildende Abdeckleisten verschlossen.
Anschließend wird von der Stirnseite der Metallprofile aus in die Kammern ein expandierendes
Isoliermaterial eingefüllt. Nach dem Abbinden der Isoliermasse werden die aus aufblasbaren
Schläuchen gebildeten Begrenzungsstücke aus dem Verbundprofil entfernt, die Abdeckleisten
abgehoben und das fertige Verbundprofil der Form entnommen.
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Da das beschriebene Verfahren zur Herstellung von Verbundprofilen
mit mehreren Isolierkernen eine besondere Vorrichtung als Form benötigt, ist eine
wirtschaftliche Anwendung nur eingeschränkt gegeben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Anwendungsbereich der
zur Verfügung stehenden Isolierwerkstoffe zu erweitern und insbesondere ein einfaches
und wirtschaftliches Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, in sich stabile,
großflächige Verbundprofile mit im Querschnitt gesehen durch Hohlräume voneinander
getrennten Isolierkernen herzustellen.
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Ausgehend von einem Verfahren der eingangs-genannten Art, bei dem
die Metallprofile mittels Abstandshaltern fixiert werden, wird dies erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß wie an sich bekannt, zunächst der Hohlraum mit seiner offenen
Seite unter eine Gießeinrichtung gebracht und mit Isoliermasse ausgefüllt wird,
und daß nach dem Abbinden der Isoliermasse in dem Hohlraum die Metallprofile so
um ihre Längsachse verdreht werden, daß wenigstens ein zusätzlich vorgesehener weiterer
mit Isoliermasse auszugießender Hohlraum eine Stellung unter der Gießeinrichtung
einnimmt, bevor dieser mit Isoliermasse ausgefüllt wird.
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Das Verfahren nach der Erfindung schafft die Voraussetzungen für eine
wirtschaftliche Herstellung von im Gießverfahren hergestellten Verbundprofilen mit
besonders großen Querschnitten, die im Querschnitt gesehen mehrere voneinander getrennte
Isolierkerne aufweisen und an die hohe Anforderungen in Bezug auf die Stabilität
gestellt werden.
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In vorteilhafter Weiterentwicklung des vorgeschlagenen Verfahrens
werden die jedem ersten und weiteren Hohlraum zugeordneten bodenseitigen Abdeckungen
vor dem Ausgießen des zuerst zu füllenden Hohlraumes in jeden Hohlraum eingebracht.
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In Abwandlung davon können zweckmäßig die jedem einzelnen Hohlraum
zugeordneten bodenseitigen Abdeckungen erst unmittelbar vor dem Ausgießen des betreffenden
Hohlraumes eingebracht werden.
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Gemäß einer Weiterentwicklung des Verfahrens werden mehr als zwei
Hohlräume nacheinander ausgegossen. Nach einem wesentlichen Merkmal des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die Metallprofile nach dem Ausgießen des ersten Hohlraumes zum
Ausgießen des zweiten Hohlraumes um oder annähernd 180 0 verdreht. Dadurch wird
erreicht, daß die Isolierkerne in zwei übereinander verlaufenden Ebenen angeordnet
werden können.
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Vorzugsweise wird als bodenseitige Abdeckung ein Folienstreifen oder
eine starre oder flexible Leiste verwendet und die Leiste an zwischen den Metallprofilen
vorgesehenen Halterungen fixiert.
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Die Leiste bzw. der Folienstreifen besteht zweckmäßig aus einem schlecht
wärmeleitenden Material und wird vorzugsweise in dem fertigen Verbundprofil als
verlorenes Teil belassen.
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Als bodenseitige Abdeckungen können auch die dem Hohlraum zugewandten
Oberflächen der Abstandshalter verwendet werden.
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Um die Wärmeleitung zwischen den Metallprofilen noch weiter zu verringern,
werden in vorteilhafter Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens die einzelnen
Isolierkerne in vorgegebenen Längenabständen mit sich quer durch diese hindurcherstreckenden
Ausnehmungen versehen. Zweckmäßig werden die Ausnehmungen ausgefräst. Sie können
mit Vorteil auch ausgesägt werden.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand verschiedener in der Zeichung
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig.
1 bis 5 die einzelnen Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Verbundprofils
gemäß einer ersten Ausführungsform, Fig. 6 den Querschnitt eines fertigen Verbundprofiles
nach einer zweiten Ausführungsform, Fig. 7 den Querschnitt eines fertigen Verbundprofiles
gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Das in der Zeichnung dargestellte fertige Verbundprofil (Fig. 5) weist
zwei im Abstand voneinander angeordnete Metallprofile 1, 2 auf. Jedes Metallprofil
besitzt Vorsprünge, Hinterschneidungen u. dgl. 3, 4, die formschlüssig in je einen
sich über die Länge der Metallprofile erstreckenden Isolierkern 5, 6 aus schlecht
wärmeleitendem Material eingreifen, so daß eine feste Verbindung zwischen den Metallprofilen
entsteht. Die Isolierkerne verlaufen bei dem gewählten, in der Praxis bevorzugten
Beispiel parallel übereinander. Sie können aber auch geneigt zueinander verlaufen.
Die Isolierkerne 5, 6 sind durch einen sich durchgehend über die Länge der Metallprofile
1, 2 erstreckenden Zwischenraum 7 unterbrochen. Der Zwischenraum 7 ist bei dem Beispiel
nach Figur 5 an seiner oberen und unteren Längsinnenseite durch eine starre oder
flexible Trennleiste 8 begrenzt, die aus einem schlecht wärmeleitenden Material
besteht und als verlorenes Teil in dem fertigen Verbundprofil verbleibt. An ihren
einander zugewandten Innenseiten besitzen die Metallprofile 1, 2 nach innen ragende
Stege 9, 10, die sich in Längsrichtung erstrecken und auf denen die Leiste 8 aufliegt.
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Es ist auch möglich, statt der Stege 9, 10 anders ausgebildete Halterungen
vorzusehen, so daß die Trennleiste bei Bedarf auch nachträglich wieder entfernt
werden kann. Die Leiste kann auch aus einem selbstklebenden Folienstreifen bestehen,
der später wieder abgezogen wird.
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Das Verbundprofil nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 unterscheidet
sich von der Ausführung nach Figur 5 vornehmlich dadurch, daß die Isolierkerne 11,12
nicht übereinander, sondern winklig zueinander verlaufen.
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Der besondere Unterschied bei der Ausführung nach Figur 7 ist darin
zu sehen, daß die Funktion der Trennleisten 8 bei den Beispielen nach Figur 5 und
6 von dem Isolierkern zugewandten Oberflächen von Abstandshaltern übernommen wird.
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Bei allen beschriebenen Beispielen sind die Metallprofile 1, 2 (Figuren
1 bis 5) bzw. 1' , 2' (Fig. 6) bzw. 1",2"(Fig. 7) von vornherein voneinander getrennt
und zumindest über die Zeit des A.usgießvorganges durch Abstandshalter 13, 14, 15,
16 vorübergehend zueinander fixiert. Als Abstandshalter dienen einzlene Stücke,
die über die Länge der Metallprofile verteilt angeordnet sind und nachträglich wieder
entfernt werden können (Beispiele 1
bis 5 und 6). Es ist natürlich
auch möglich, diese als durchgehende Leisten auszubilden, z. B. dann, wenn sie gleichzeitig
eine Abdichtfunktion zu erfüllen haben (Fig. 7). Zu diesem Zweck bestehen die Abstandsleisten
dann aus einem schlecht wärmeleitenden Material und können am späteren Verbundprofil
als verlorenes Teil verbleiben. Die Abstandshalter 13, 14, 15> 16 besitzen an
ihren Haltestegen 17> 18,19,20 und 21,22 Abkantungen 17',18',19',20',21',22'
mit denen sie in entsprechende, an der Innenseite der Metallprofile 1, 2, 1',2',
1", 2" vorgesehene Vorsprünge und Hinterschneidungen 17",18", 19", 20", 21",22"
eingreifen, z. B. durch Einschieben oder durch Eindrücken nach Art einer elastischen
Schnappverbindung.
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Die erfindungsgemäße Herstellung der Verbundprofile aus dem Ausgangsprofil
nach Figur 5 läuft in folgenden Verfahrensschritten ab: Zunächst werden die Metallprofile
1,2 zueinander ausgerichtet, wozu allenfalls eine geeignete in der Zeichnung nicht
dargestellte Unterlage benötigt wird und gleichzeitig mit den einzelnen Abstandshaltern
13, 14 verbunden, indem diese zunächst auf eines der Metallprofile aufgedrückt und
anschließend das zweite Metallprofil auf die bereits mit dem ersten Metallprofil
lösbar verbundenen Abstandshaltestücke aufgeschnappt werden, so daß die Metallprofile
1,2 2zueinander fixiert sind. Anschließend wird die durch seitliche Stege 23, 24
begrenzte oben offene Rinne 25 mit der bodenseitigen Abdeckung 8 versehen (Fig.
2), so daß die Rinne 25 von drei Seiten begrenzt ist. Es ist auch möglich, schon
in diesem Stadium die zweite Rinne 26, die sich getrennt durch den Zwischenraum
7, unter der Rinne 25 befindet, mit der zweiten Abdeckung 8 zu versehen, was aber
auch erst erfolgen kann, nach dem die erste Rinne 25 mit Isoliermaterial ausgegossen
ist. Daraufhin wird zunächst die so vorbereitete Metallprofileinheit mit der oben
offenen Seite der Rinne 25 unter eine Gießeinrichtung 27 (Fig. 3) gebracht und mit
Isoliermasse 28 gefüllt. Nachdem die Isoliermasse in der Rinne bzw. dem so gebildeten
Rinnen-Hohlraum 25 abgebunden hat, wird die Metallprofil-Einheit so um ihre Längsachse
29 verdreht, daß der bis dahin der Gießeinrichtung 27 abgewandte Rinnen-Hohlraum
26 die Stellung unter der Gießeinrichtung einnimmt, die bis dahin der Rinnen-Hohlraum
25 innehatte. Bei dem ge/eigten Beispiel nach den Figuren 4 bis 6 wird die
Metallprofil-Einheit
dazu um 180 ° verdreht, so daß anschließend die Rinne 26 mit Isoliermaterial 28
ausgegossen werden kann. Nach dem Abbinden des Isoliermaterials und gegebenenfalls
dem Entfernen der Abstandshalterstücke 13, 14 ist das Verbundprofil fertig zur Weiterverarbeitung
(Fig. 5).
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Ein entsprechender Verfahrensablauf findet statt bei der Herstellung
eines Verbundprofils entsprechend der Ausführung nach Figur 6, jedoch mit dem Unterschied,
daß nach der Bildung des zuerst unter der Gießeinrichtung ausgegossenen Isolierkernes
12, die Metallprofil-Einheit nicht um 180 , sondern lediglich um 90° , um die Längsachse
30 (Fig. 6) verdreht wird, da die Isolierkerne nicht wie im Falle nach den Figuren
1 bis 5, übereinander, sondern versetzt zueinander angeordnet sind. Auch bei dem
fertigen Verbundprofil nach Figur 6 können die Abstandshalter 15 nachträglich herausgenommen
und wieder verwendet werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 7 werden als bodenseitige Abdeckungen
statt der Leisten 8 die dem oberen und unteren Rinnenquerschnitt, der in Figur 7
durch die Isolierkerne 31, 32 ausgefüllt ist, zugewandten Oberflächen 33, 34 verwendet.
Verbleiben die Abstandshalter 16 in dem fertigen Verbundprofil, so bestehen diese
ebenfalls aus einem schlecht wärmeleitenden Material.
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Um die Kontaktflächen und damit den Wärmedurchgang zwischen den Metallprofilen
noch weiter zu verringern, können die Teil-Isolierkerne 5, 6, 11, 12, 31, 32 auch
auf ihrer Länge zusätzlich noch mit Ausnehmungen 35 versehen werden, was durch Fräsen,
Sägen o. dgl. erreicht werden kann.
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