EP0004666B1

EP0004666B1 - Verbundprofilstab

Info

Publication number: EP0004666B1
Application number: EP19790101027
Authority: EP
Inventors: Kurt Dipl-Ing. Uhlirsch; Peter Oswald; Hermann Lindhuber
Original assignee: Vereinigte Metallwerke Ranshoffen Berndorf AG
Current assignee: Vereinigte Metallwerke Ranshoffen Berndorf AG
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1981-06-17
Also published as: EP0004666A2; YU82479A; EP0004666A3; DE2960414D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundprofilstab, insbesondere für Fensterflügelrahmen, Fensterrahmen, Fassaden mit einem inneren und einem äußeren Teilprofilstab, die beide durch im Abstand voneinander angeordnete Verbinder aus einem wärmeisolierenden Material miteinander verbunden sind, wobei die Verbinder als zwei in Nuten der Teilprofilstäbe verhakte stegartige Zwischenstücke ausgebildet sind, die durch mindestens ein zwischen ihnen eingesetztes keilförmiges Teilstück auseinandergedrückt und in den Nuten der Teilprofilstäbe verspannt sind und bei welchem Verbundprofilstab die wärmeisolierenden Luftkammern zweckmäßig durch Leisten oder Bänder abgedeckt sind.
Bei einem bekannten Verbundprofilstab dieser Art (FR-PS 23 20 412) ist zwischen zwei Verbindern bzw. Zwischenstücken in Längsrichtung ebenfalls mindestens ein Keilstück eingeschoben. Es handelt sich hierbei um eine einfache Keilverbindung mit jeweils nur einer wirksamen Keilfläche. Durch thermische Spannungen und mechanische Verwindungen können sich die verkeilten Stücke aber gegeneinander verschieben und damit die Verbindung lockern. Dagegen sieht der bekannte Profilstab eine Verzahnung an den Keilflächen vor. Beim Eintreiben der keilförmigen Teilstücke, insbesondere bei Anwendung größerer Kräfte, wird sich diese Verzahnung aber leicht abscheren ; denn die Größe und damit Festigkeit dieser Zähne ist sehr begrenzt, sofern man nicht auf eine stufenlose Verstellung der Keilverbindung verzichten will. Der bekannte Verbundprofilstab ist deshalb auch nicht zur Aufnahme großer Kräfte geeignet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verbundprofilstab der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Keilverbindung zwischen den Zwischenstücken auch höchsten thermischen und mechanischen Einflüssen widerstehen sowie auch größere Kräfte aufnehmen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verbundprofilstab der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke und das keilförmige Teilstück im Querschnitt des Verbundprofilstabes als Stufenkeil mit mindestens einer Keilstufe ausgebildet sind, wobei die Keilstufe in den Längsansichten der Zwischenstücke und des Teilstückes schräg ansteigt, um das Verspannen der Verbinder in den Nuten der Teilprofilstäbe durch Verschieben des Teilstückes entlang der Keilstufe zu ermöglichen.
Infolge der Dreiteiligkeit der Verbindung braucht nur das Teilstück gegenüber den Zwischenstücken verschoben zu werden und der ausgebildete Stufenkeil ermöglicht eine sehr feinfühlige Verschiebung, so daß eine genaue Dosierung der Klemmkräfte und damit der Verformungen gewährleistet ist. Da die auftretenden Presskräfte sich auf große Flächen verteilen, ergibt sich eine geringe spezifische Flächenpressung, was insbesondere bei den weniger festen Kunststoffen wichtig ist. Der von den Zwischenstücken und dem Teilstück gebildete Stufenkeil mit mindestens einer Keilstufe bewirkt beim Längsverschieben eine Querbewegung und dadurch eine Verkeilung sämtlicher Keilflächen zu einer festen Keilverbindung.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Darin zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Verbundprofilstab im Bereich des Verbinders, von dem Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 und Fig. 3 eine Ansicht nach Pfeil I zeigt. Fig. 4 zeigt den Verbinder allein in Seitenansicht, während Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 4 darstellt. In Fig. 6 ist der Verbundprofilstab mit dem Verbinder in ausein-. andergezogener perspektivischer Darstellung veranschaulicht, während die Fig. 7 bis 10 den Verbinder in einander zugeordneten Rissen jeweils vor und nach dem Spannen veranschaulichen. Dann zeigt Fig. 11 einen Schnitt durch den Verbundprofilstab mit abgeändertem Verbindungsstück, Fig. 12 eine Seitenansicht dazu, während die Fig. 13 und 14 in auseinandergezogener perspektivischer Darstellung die Einzelteile veranschaulichen. In Fig. 15 ist der Verbinder in Seitenansicht in verspanntem Zustand gezeigt, wozu Fig. 16 eine Längsansicht darstellt. Fig. 17 und 18 zeigen in einander zugeordneten Rissen den gleichen Verbinder im unverspannten Zustand. In den Fig. 19 und 20 wird eine Ausführungsform mit Doppelkeilstufe gezeigt, wobei die linke Hälfte der Fig. 20 einen Schnitt im hinteren Teil und die rechte Hälfte im vorderen Teil darstellt.
Wie man aus der Zeichnung erkennen kann, besteht der Verbundprofilstab vorzugsweise aus aus Leichtmetallstrangpreßprofilen bestehenden Teilprofilstäben 17, 18, die an den einander zugekehrten Flächen hinterschnittene Nuten zur Verankerung der Zwischenstücke 1, 2 von Verbindern aufweisen. Diese Verbinder bestehen neben den Zwischenstücken 1, 2, welche die mechanische Brücke zwischen den Teilprofilstäben 17, 18 darstellen, noch aus einem Teilstück 3, welches zwischen die Zwischenstücke 1, 2 eingetrieben wird und diese in die Nuten der Teilproiilstäbe 17, 18 drückt, wodurch eine formfeste Verbindung auch ohne zusätzliche Befestigungsmittel wie Klebungen, Nietungen, Verschraubungen u.dgl. gewährleistet ist. Der Zwischenraum zwischen den Teilprofilstäben 17, 18 wird sodann durch Abdeckprofile 19, 20 aus wärmeisolierendem Material abgeschlossen.
Die Spreizung des Verbinders nach dem Einschieben des Teilstückes zwischen die Teilprofilstäbe 17, 18 erfolgt durch großflächige Keilflächen 9 bzw. 10 an den Zwischenstücken 1, 2 und dem Teilstück 3, die eine Keilstufe 9' eines Stufenkeiles bilden, der sich in Längsrichtung erstreckt und beim axialen Verschieben des Teilstückes 3 infolge der Keilwirkung der Keilstufe 9' eine Verschiebung des Teilstückes 3 in Querrichtung erfolgt, wodurch wiederum durch die seitlichen großen Keilflächen bedingt ein Auseinanderdrücken der Zwischenstücke 1, 2 gegeben ist. Diese werden mit ihren Flächen 4, 5, 6, 7, 8 an die entsprechend geformten Flächen 12, 13; 14, 15, 16 der Teilprofilstäbe 17, 18 gedrückt, wobei alle diese Flächen zur Erhöhung der Reibung und damit zur Sicherung gegen Verrutschen und Lockern der Verbindung aufgerauht sind. Dies kann mechanisch oder chemisch erfolgen, wobei bei Aluminium als chemische Verfahren Beizen oder anodische Oxydation in Frage kommen. Um ein leichtes Einfügen der Verbinder zu ermöglichen, sind das Teilstück 3 und die Zwischenstücke 1, 2 durch mitrangepreßte Paßstifte 11 im nichtverspannten Zustand gegeneinander fixiert, wobei diese Paßstifte beim Verschieben und damit Verspannen der einzelnen Teile abgeschert bzw. abgebrochen werden. Die Länge und Breite der einzelnen Teilstücke der Verbinder ist so groß gewählt, daß bei verschiedenen Lagen nach dem Verspannen eine völlige Überdeckung der Keilflächen gegeben ist (Fig. 7 bis 10) und damit eine günstige Druckverteilung und gleichmäßige Pressung die Verziehungen hintanhalten. Fig. 7 und 8 zeigen Zwischenstücke 1, und das Teilstück 3 in schwach gespanntem Zustand, während die Fig. 9, 10 den stark gespannten Zustand veranschaulichen. Die Verschiebung kann hierbei durch eine Einrichtung mit dosierter Kraft erfolgen, um zu große Deformationen zu vermeiden, die zu Abweichungen aus den Toleranzgrenzen führen könnten. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Wie man aus der Zeichnung, Fig. 11 bis 18 erkennen kann, werden zwei Aluminiumstrangpreßteilprofilstäbe 17, 18 durch einen dreiteiligen Verbinder aus wärmeisolierendem Material mechanisch fest miteinander verbunden. Der Verbinder besteht dabei aus den beiden Zwischenstücken 1 und 2, welche in Nuten der Teilprofilstäbe 17, 18 durch ein keilförmiges Teilstück 3 gedrückt werden. Da die Verbinder in Abständen angeordnet sind, werden die Nuten bzw. Hohlräume dazwischen durch Abdeckprofile 19, 20 verschlossen. Die beiden stegartig gebildeten Zwischenstücke 1, 2 werden mit zusätzlich angebrachten, ineinander verzahnten Klauen 21, 22 dagegen gesichert, daß die beiden stegartigen Zwischenstücke sich, in Profillängsachse gesehen, gegeneinander verschieben können. Diese durch die genannten Zähne oder Klauen 21, 22 bewirkte Verschiebesicherung verhindert ein Längsverschieben der beiden Zwischenstücke 1, 2 das durch eine Mehrfachbeanspruchung der Klotzverbindung, verursacht durch äußere Kräfte, Temperaturdehnungen u.dgl. auftreten kann. Bei einem bestimmten Zusammentreffen der angeführten Belastungen können sich ohne Vorhandensein einer solchen Sicherung die beiden stegartigen Zwischenstücke 1, 2, obwohl das zwischen ihnen eingesetzte keilförmige Teilstück 3 selbsthemmend ausgebildet ist, allmählich in kleinen Schritten gegeneinander verschieden, was zum Lösen der Verbindung führen kann. Dadurch, daß eine Relativbewegung der beiden stegartigen Zwischenstücke 1, 2 durch die klauenartige Verzahnung verhindert wird, bilden die beiden Zwischenstücke und das zwischen ihnen eingesetzte Teilstück 3 ein geschlossenes Paket und damit auch bei stärkster Beanspruchung eine unlösbare Einheit.
Die Erfindung ist dabei nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es ist eine Einzeloder Mehrfachverzahnung möglich mit geraden Zahnflanken oder aber gekrümmten oder geformten Zahnflanken, die zusätzlich einen Zusammenhalt der Teile vor dem Einführen in die Profilnuten bilden. So sind gemäß der Zeichnung kreiszylindrische Zahnflanken vorgesehen, welche ineinander formschlüssig eingreifen, sodaß nicht nur eine Verschiebung in Längsrichtung, sondern auch quer dazu verhindert wird, sodaß den Zwischenstücken 1, 2 nur eine Bewegung in Richtung auf die Nuten der Teilprofile 17, 18 möglich ist.
Wie man insbesondere aus Fig. 20 erkennen kann, wird parallel zur Keilstufe 9' am Teilstück 3 noch eine Keilstufe 25 auf einer Rippe 24 angeordnet. Diese Rippe 24 greift in eine Nut 23 des Zwischenstückes 1 oder 2 ein und besitzt auch eine untere keilförmige Führungsfläche 26. Durch diese weitere Verzahnung wird nicht nur ein besserer Zusammenhalt der Teile des Verbinders vor oder beim Einsetzen gewährleistet, sondern auch eine größere Kontaktfläche und damit geringere spezifische Flächenpressung erzielt, was wiederum zu einer besseren Lastverteilung und damit geringerer Verformung bzw. Langzeitkriechverhalten führt. Rippe 24 bzw. Nut 23 sind in etwa der Höhe der Paßstifte 11 angeordnet.

Claims

1. Verbundprofilstab, insbesondere für Fensterflügelrahmen, Fensterrahmen, Fassaden mit einem inneren und einem äußeren Teilprofilstab (17, 18), die beide durch im Abstand voneinander angeordnete Verbinder aus einem wärmeisolierenden Material miteinander verbunden sind, wobei die Verbinder als zwei in Nuten der Teilprofilstäbe (17, 18) verhakte stegartige Zwischenstücke (1, 2) ausgebildet sind, die durch mindestens ein zwischen ihnen eingesetztes keilförmiges Teilstück (3) auseinandergedrückt und in den Nuten der Teilprofilstäbe verspannt sind und bei welchem Verbundprofilstab die wärmeisolierenden Luftkammern zweckmäßig durch Leisten oder Bänder abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (1, 2) und das keilförmige Teilstück (3) im Querschnitt des Verbundprofilstabes als Stufenkeil mit mindestens einer Keilstufe ausgebildet sind, wobei die Keilstufe (9') in den Längsansichten der Zwischenstücke (1, 2) und des Teilstückes (3) schräg ansteigt, um das Verspannen der Verbinder in den Nuten der Teilprofilstäbe (17, 18) durch Verschieben des Teilstückes (3) entlang der Keilstufe zu ermöglichen.

2. Verbundprofilstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (4, 5, 6, 7, 8), mit denen die Zwischenstücke (1, 2) in den Nuten der Teilprofilstäbe (17, 18) verhakt sind, aufgerauht sind, um einen erhöhten Halt durch Reibung zu erzielen.

3. Verbundprofilstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (1, 2) und das Teilstück (3) zum Einschieben in die Nuten der Teilprofilstäbe (17, 18) durch mitangepreßte Paßstifte (11), die beim Spannvorgang abgebrochen werden, zusammengehalten sind.

4. Verbundprofilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (12, 13, 14, 15, 16) der Teilprofilstäbe (17, 18), in denen die Verbinder verhakt sind, chemisch oder mechanisch aufgerauht sind, um einen erhöhten Halt durch Reibung zu erzielen.

5. Verbundprofilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens zwei Keilstufen (9', 25) parallel zueinander angeordnet sind.

6. Verbundprofilstab nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Keilstufe (25) auf einer Rippe (24) angeordnet ist, die in eine entsprechend ausgebildete Nut (23) im Zwischenstück (1, 2) eingreift.

7. Verbundprofilstab nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (24) in Höhe der Paßstifte (11) liegt.

8. Verbundprofilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (1, 2) an ihren den zu verbindenden Teilprofilstäben (17, 18) zugewandten Seiten ineinander eingreifende Fortsätze (21, 22) zur gegenseitigen Sicherung gegen Längsverschiebung aufweisen.

9. Verbundprofilstab nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinander eingreifenden Fortsätze (21, 22) als Einzel- oder Mehrfachverzahnung mit geraden Zahnflanken ausgebildet sind.

10. Verbundprofilstab nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (21, 22) gekrümmte oder geformte Zahnflanken aufweisen, die zusätzlich einen Zusammenhalt der Teile vor dem Einführen in die Profilnuten bilden.