DE4331816A1 - Blend- und/oder Flügelrahmen mit erhöhtem Wärmedurchgangswiderstand - Google Patents

Blend- und/oder Flügelrahmen mit erhöhtem Wärmedurchgangswiderstand

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Description

Die Erfindung betrifft ein Profil zur Herstellung von Blend- und/oder Flügelrahmen, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff, mit mindestens einer durch die Rahmenprofilwandung (2) und/oder die Stege gebildeten Hohlkammer, sowie mit in mindestens einer Hohlkammer verlaufenden Verstärkungsprofilen und mindestens einem zwischen Verstärkungsprofil (5) und den Rahmenprofilwandungen (2) und/oder Stegen (3) des Rahmenprofils (1) zur inneren (6) und/oder äußeren (7) Sichtfläche des Rahmenprofils (1) bzw. zu den Stegen (3) weitgehend parallel verlaufenden Spalt (8).
Stand der Technik
Blend- und Flügelrahmenprofile gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sind zum Beispiel aus der Schrift DE-OS 16 59 713 bekannt. Das in die mittlere Hohlkammer des Kunststoff- Fensterprofils eingebrachte Verstärkungsprofil, hier in Form eines Vierkant-Hohlprofils, ist gegenüber der durch die Stege und Falze gebildeten Hohlkammer deutlich kleiner ausgeführt, so daß zwischen den Stegen und dem Verstärkungsprofil parallel zu den Sichtflächen des Rahmenprofils Spalte gebildet werden. Zur Fixierung des Verstärkungsprofils in der Hohlkammer ist es erforderlich, das Verstärkungsprofil auf von den Stegen und den Rahmenprofilwandungen ausgehenden Nocken abzustützen. Die Nocken unterteilen die Spalte in mehrere Nuten.
Die Abstützung des Verstärkungsprofils auf den Nocken verringert den Wärmefluß durch das in der Regel aus metallischen Werkstoffen bestehende und somit gut wärmeleitende Verstärkungsprofil, wenn zum Beispiel äußere und innere Sichtflächen des Rahmenprofils mit unterschiedlichen Temperaturen beaufschlagt werden.
Aus der Schrift DE-OS 31 36 863 ist bekannt, zumindest eine Hohlkammer eines Rahmenprofils aus thermoplastischem Kunststoff mit einem Kunststoff-Leichtschaum, zum Beispiel einem Polyurethan-Leichtschaum auszufüllen. Auf diese Weise soll der Wärmefluß durch die Hohlkammer verringert werden.
Die Schrift DE-OS 25 58 450 offenbart einen Kunststoffhohlprofilstab zur Herstellung von Türen und Fenstern, der aus einem schubübertragenden Verbund aus einem metallischen Hohlprofil und einer geschäumten Kunststoffschicht mit einer verdichteten Außen- und/oder Innenhaut besteht. Dabei kann der Grundverlauf des Profilquerschnitts der Metallprofilstäbe dem Grundverlauf des Querschnitts der Kunststoffhohlprofilstäbe zumindest annähernd entsprechen. Der Kunststoffschaum wird direkt auf den Metallprofilstab aufextrudiert und ist stoffschlüssig mit diesem verbunden.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmefluß durch ein mit einem Verstärkungsprofil versehenes Hohlkammerprofil zur Herstellung von Blend- und/oder Flügelrahmen von Türen oder Fenstern zu verringern, ohne an den bestehenden Rahmenprofilquerschnitten erhebliche Veränderungen vornehmen zu müssen. In bestimmten Fällen kann auf Veränderungen am Rahmenprofil vollständig verzichtet werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem in die Hohlkammer eingeschobenen Verstärkungsprofil und den Seitenwänden und/oder Stegen des Rahmenprofils mindestens ein zur inneren und/oder äußeren Sichtfläche des Rahmenprofils oder den Stegen weitgehend parallel verlaufender Spalt gebildet wird, der mit einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit ausgefüllt wird. In den Unteransprüchen werden spezielle Anordnungen und Ausführungen dieses Materials beansprucht, die auch die Verarbeitung auf automatisierten Fertigungsstraßen ermöglichen.
Wirkungsweise und Ausführung der Erfindung
Die Wärmeübertragung durch einen Luftspalt zwischen sich gegenüberliegenden Flächen erfolgt bekanntermaßen durch Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung. Die Übertragungsmechanismen werden von verschiedenen Faktoren in sehr unterschiedlicher Weise beeinflußt. So wirken sich unter anderem die Spaltweite, die Lage des Spalts (horizontal/vertikal), die flächenmäßige Ausdehnung der den Spalt begrenzenden Flächen (endlich/unendlich) sowie die Beschaffenheit der dem Spalt zugewandten Oberflächen auf die übertragene Wärmemenge aus.
Eine Verringerung der Wärmeflusses durch ein Fensterprofil und somit eine Verbesserung des k-Wertes kann heraus zum Beispiel durch verbreiterte oder zusätzliche Hohlkammern im Profil oder eine hochwertige, IR-reflektierende Beschichtung der hohlkammerseitigen Profilwände oder Stege erreicht werden. In jedem Fall sind erhebliche Eingriffe am Profil erforderlich. Bei einer Beschichtung der Profilwände ist zudem sicherzustellen, daß die Qualität der Beschichtung auch über die üblicherweise sehr lange Einsatzzeit eines Kunststoffensters erhalten bleibt.
Auf sehr einfache Weise läßt sich jedoch der Wärmefluß durch das Rahmenprofil (1) verringern, wenn in den vorhandenen oder durch Verkleinerung des Verstärkungsprofils (5) geschaffenen Spalt (8), der weitgehend parallel zur inneren (6) und/oder äußeren (7) Sichtfläche des Rahmenprofils (1) und/oder zu den Stegen (3) verläuft, ein Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit (9) eingebracht wird. Die Wärmeleitfähigkeit der für das Rahmenprofil eingesetzten Werkstoffen liegen üblicherweise bei 0,2 W/mK (PVC), für das Verstärkungsprofil können zum Beispiel 58 W/mK (Stahl) angesetzt werden. Als Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit empfehlen sich unter anderem Schäume aus Polystyrol, Polyvinylchlorid oder Polyethylen, die Wärmeleitfähigkeiten von 0,02-0,04 W/mK erreichen können.
Der Schaumstoff wird bevorzugt in Form von Schaumstoffstreifen in den Spalt eingebracht. Die gegebenenfalls im Spalt vorhandenen Stütznocken werden hierdurch überflüssig und können durch geringfügige Veränderungen am Extrusionswerkzeug verkleinert oder entfernt werden.
Das Einbringen des Schaumstoffs läßt sich besonders einfach bewerkstelligen, wenn der Schaumstoff zusammen mit dem Verstärkungsprofil eingeschoben wird. Vorteilhaft ist dabei eine Verbindung beider Elemente über eine Verklebung, zum Beispiel über selbstklebend ausgerüstete Schaumstoffstreifen. Eine derartige Schaumstoffeinlage ist bei der Herstellung des Fensters maschinell in die Hohlkammer einzubringen, behält über den Einsatzzeitraum des Fensters ihre Isolationseigenschaften bei und kann bei der Wiederverwertung des Altfensters problemlos gemeinsam mit dem Stahl aus dem Kunststoff-Hohlprofil herausgezogen werden. Die bei der Konfektionierung der Fensterprofile anfallenden und wiederzuverwertenden Profilabschnitte sind außerdem nicht mit Schaumstoffanteilen verunreinigt.
Der mit dem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) weitgehend ausgefüllte Spalt (3) kann sich sowohl auf der der äußeren Sichtfläche (7) des Rahmenprofils (1) zugewandten Seite des Verstärkungsprofils (5) als auch auf der der inneren Sichtfläche (6) des Rahmenprofils (1) zugewandten Seite des Verstärkungsprofils (5) befinden. Selbstverständlich kann auch auf beiden Seiten ein Spalt vorgesehen sein.
Ist es erforderlich, den Spalt durch eine Verkleinerung des Verstärkungsprofils zu schaffen, ist eine Spaltweite von 2 bis 20 mm, besonders von 5 bis 10 mm vorteilhaft. Die Verringerung des Trägheitsmoments des Verstärkungsprofils kann durch eine Erhöherung der Wandstärke des Verstärkungsprofils aufgefangen werden.
Eine zusätzliche Verringerung des k-Werts kann bei Mehrkammerprofilen durch das Einbringen eines Materials mit geringer Wärmeleitfähigkeit in die Hohlkammern erreicht werden, in denen sich kein Verstärkungsprofil befindet. Auch in diesem Fall ist die Verwendung von Schaumstoffstreifen vorteilhaft. Eine Be- und Entlüftung der Falze (10) kann beim Einsatz verrottungsbeständiger Schäume über eine Bohrung durch den Schaum und die die entsprechende Hohlkammer begrenzenden Rahmenprofilwandungen bzw. Stege erfolgen. Besonders vorteilhaft ist jedoch der Einsatz von Profilen, die über eine separate, kleine Entwässerungshohlkammer verfügen, die nicht mit einem Material geringerer Wärmeleitfähigkeit ausgefüllt wird.
Durch Maßnahmen gemäß der Ansprüche 1 bis 6 ist eine Verringerung des k-Wertes des Rahmenprofils um bis zu 30% denkbar, bei zusätzlicher Isolierung der unverstärkten Kammern von über 40%.
Figuren
Zur Erläuterung werden in den Fig. 1-3 an einem Zweikammer-Rahmenprofil beispielhaft mögliche Ausführungen der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 stellt eine flächenversetzte Ausführung dar, bei der durch die Verkleinerung der Verstärkungsprofile (5) Spalte zwischen Verstärkungsprofil (5) und Steg (3) bzw. innerer Sichtfläche (6) gebildet werden, die mit einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) weitgehend ausgefüllt sind.
Fig. 2 zeigt eine flächenbündige Profilkombination, bei der zusätzlich die unverstärkten Hohlkammern (4) mit einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) weitgehend ausgefüllt sind.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen herkömmlichen Blend- (Ia) und Flügelrahmen (1b) in flächenversetzter Ausführung mit metallischen Verstärkungsprofilen (5) in der zur inneren Sichtfläche (6) hin angeordneten Hohlkammer (4).
Dabei werden folgende Bezeichnungen gewählt:
 1 Rahmenprofil
 1a Blendrahmen
 1b Flügelrahmen
 2 Rahmenprofilwandung
 3 Steg
 4 Hohlkammer
 5 Verstärkungsprofil
 6 innere Sichtfläche
 7 äußere Sichtfläche
 8 Spalt
 9 Material geringer Wärmeleitfähigkeit
10 Falz

Claims (10)

1. Blend- und/oder Flügelrahmen zur Herstellung von Fenstern und Türen, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff,
  • a) mit mindestens einer durch die Rahmenprofilwandung (2) und/oder Stege (3) gebildeten Hohlkammer (4),
  • b) sowie mit in mindestens einer Hohlkammer (4) verlaufenden Verstärkungs­ profilen (5)
  • c) und mindestens einem zwischen Verstärkungsprofil (5) und den Rahmenprofil­ wandungen (2) und/oder Stegen (3) des Rahmenprofils (1) zur inneren (6) und/oder äußeren (7) Sichtfläche des Rahmenprofils (1) bzw. zu den Stegen (3) weitgehend parallel verlaufenden Spalt (8)
dadurch gekennzeichnet, daß
  • d) der Spalt (8) mit einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) weitgehend ausgefüllt wird.
2. Blend- und/oder Flügelrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) ein Kunststoffschaum ist.
3. Blend- und/oder Flügelrahmenprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) in Form eines Schaumstoffstreifens in den Spalt eingebracht wird.
4. Blend- und/oder Flügelrahmenprofil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) vor dem Einschieben des Verstärkungsprofils (5) in das Rahmenprofil (1) auf das Verstärkungsprofil (5) aufgeklebt und mit diesem gemeinsam in die Hohlkammer (4) des Rahmenprofils (1) eingebracht wird.
5. Blend- und/oder Flügelrahmenprofil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit selbstklebend ausgerüstet ist.
6. Blend- und/oder Flügelrahmenprofil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite d₁ des mit einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) ausgefüllten Spalts (8) 2 bis 20 mm, insbesondere 5 bis 10 mm beträgt.
7. Blend- und/oder Flügelrahmenprofil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hohlkammern (4), die nicht zur Aufnahme von Verstärkungsprofilen vorgesehen sind, ebenfalls ein Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) eingebracht wird.
8. Blend- und/oder Flügelrahmenprofil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) ein Kunststoffschaum ist.
9. Blend- und/oder Flügelrahmenprofil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (9) in Form eines Schaumstoffstreifens in die Hohlkammer eingebracht wird.
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