EP0137764B1

EP0137764B1 - Wärmeisolierende verbindungseinrichtung für metallprofile

Info

Publication number: EP0137764B1
Application number: EP83900637A
Authority: EP
Inventors: Willi Hasselbacher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-23
Filing date: 1983-02-23
Publication date: 1987-09-09
Also published as: IT8419745A0; DE3373509D1; EP0137764A1; WO1984003326A1; IT1213143B

Description

Die Erfindung betrifft eine wärmeisolierende Verbindungseinrichtung zweier paralleler Metallprofile nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Beim Fassadenbau benötigt man Verbindungseinrichtungen zur Verbindung eines Metallprofils der Unterkonstruktion mit einem Metallprofil des Fassadenelements. Wenn die Metallprofile unter bestimmten Abständen fest aneinander verankert, beispielsweise verschraubt werden, tritt bei erhöhten Außentemperaturen der sogenannte Bimetalleffekt auf, wobei das äußere Metallprofil sich stärker ausdehnt als das Metallprofil der Unterkonstruktion, so daß sich das äußere Metallprofil aufwölbt. Dieser Effekt ist unerwünscht, weil es vorkommt, daß das Profil des Fassadenelements auch bei Rückgang der Temperatur nicht mehr seine ursprüngliche Form annimmt.
Es gibt auch Verbindungseinrichtungen mit aufrastbaren Isolationsprofilen, bei denen eine unterschiedliche Ausdehnung der Metallprofile bei erhöhten Außentemperaturen aufgenommen werden kann. Diese Verbindungseinrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß befriedigende Sicherheitsmaßnahmen fehlen, die ein Lösen des Fassadenelementes verhindern, wenn die Rastverbindung bricht. Insbesondere besteht ein Nachteil derartiger Verbindungseinrichtungen darin, daß bei entsprechend hohen Belastungen die metallprofilseitig vorgesehenen Leisten, in welche die Isolationsprofile mit Stegen eingreifen, unter Lösung der Verbindung aufgebogen werden.
Aus der FR-A-2 452 570 ist eine wärmeisolierende Verbindungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches bekannt. Bei dieser bekannten Verbindungseinrichtung sind die Leisten mit den Verankerungsansätzen nur auf einer Seite des Kunststoffprofils vorgesehen, so daß die auf das Isolierprofil eingleiteten Kräfte asymmetrisch wirken. Dadurch ist eine Aufnahme von Wärmeausdehnungen und Wärmeschrumpfungen an den Metall- und Kunststoffprofilen bei steigenden und fallenden Umgebungstemperaturen nicht in befriedigendem Maße möglich. Außerdem üben die Verankerungsansätze keine Kräfte auf das Kunststoffprofil auf, die dieses in Richtung auf die beiden Metallprofile drücken würden.
Aus der DE-A-3 007 902 ist eine Verbindungseinrichtung zweier paralleler Metallprofile bekannt, bei der in Profillängsrichtung eine Formschlußverbindung zwischen Kunststoffprofil und dem Metallprofil dadurch hergestellt wird, daß an dem Metallprofil eine Leiste mit Sollbruchstelle und einem Verankerungsansatz vorgesehen ist, der bei Verbiegen der Leiste um die Sollbruchstelle gegen einen Ansatz des Kunststoffprofils gedrückt wird. Beim Umbiegen der Leiste werden Teile des Verankerungseinsatzes bleibend verformt, so daß spätere Dimensionsänderungen durch Wärmeausdehnungen oder -schrumpfungen nicht mehr aufgenommen werden können. Außerdem ist auch bei dieser Verbindungseinrichtung die Einleitung der Kräfte von dem Metallprofil auf das Kunststoffprofil asymmetrisch, was sich ebenfalls nachteilig bei der sicheren Halterung des Kunststoffprofils auswirkt, wenn dieses im Einsatz Temperaturschwankungen unterworfen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine wärmeisolierende Verbindungseinrichtung, die die unterschiedliche Wärmeausdehnung der Metallprofile aufnehmen kann, so weiter zu verbessern, daß ein solch fester Verbund zwischen Metallprofilen und Isolationsprofil erzielt wird, daß ein Lösen der Verbindungselemente auf der Metallprofilseite ausgeschlossen ist und somit im Falle eines Bruchs dieser allenfalls stegseitig im Isolationsprofil auftritt.
Hierzu ist die wärmeisolierende Verbindungseinrichtung in der in dem Hauptanspruch angegebenen Weise ausgebildet. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nach Maßgabe der Erfindung werden die metallprofilseitig vorgesehenen Leisten mittels eines an einer Steuerfläche angreifenden Befestigungswerkzeugs um eine Knickstelle in Richtung auf den Steg verschwenkt. Es sind zwei Verankerungs ansätze vorgesehen, wobei mit zeitlich aufeinanderfolgender Anlage des ersten Ansatzes der Steg an die Innenfläche des Metallprofils gepreßt und dann mit Anlage des zweiten Verankerungsansatzes am Steg dieser in einer hierzu im Wesentlichen normalen Richtung gegen einen Anschlag gepreßt wird, der den Hohlraum begrenzt, in welchem das Isolationsprofil mit seinem Steg aufgenommen ist.
Diese verschiedenen Stadien werden aufeinanderfolgend durch ein Befestigungswerkzeug bewirkt, welches von beiden Seiten des Isolationsprofils mit Rollen auf die Leisten über die Schrägflächen einwirkt. Im ersten Stadium, in welchem der erste Ansatz auf den Steg, insbesondere einen abkragenden Fortsatz einwirkt, erfolgt eine Toleranzpressung für die Planizität der Metallprofile. Im Falle eines mit vier Stegen versehenen Isolationsprofils erfolgt hierbei eine Toleranzanpassung an vier Auflagepunkten. Im darauffolgenden Stadium infolge Weiterführung der Rollen wird eine Zug-Fließverformung bewirkt, wodurch der Steg in einer zweiten Ebene, nämlich zur Kammerseitenwand verpreßt wird und sich damit eine kraftschlüssige, längs- und querschubfeste Verbindung mit hohem Reibungsschluß ergibt. Infolge der beiden Ansätze ergibt sich eine Dreiecksverstemmung, die ein Aufziehen der die Stege kammernden Leisten unter Belastung verhindert.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen

Figur 1 eine Schnittansicht einer Verbindungseinrichtung mit einem Befestigungswerkzeug in Schematischer Darstellung vor dem eigentlichen Befestigungsvorgang,
Figuren 2 bis 4 eine Teilansicht der Verbindungseinrichtung gemäß Fig. 1 in aufeinanderfolgenden Zwischenstufen der Montage sowie
Figur 5 eine Ansicht eines Teils der Verbindungseinrichtung auf Seiten des Metallprofils in perspektivischer Darstellung.

Das in Fig. 1 dargestellte Isolierprofil 1 dient zum Verbinden zweier paralleler Metallprofile 2 und 3, die insbesondere aus Alu-Werkstoff bestehen. Zum Zwecke der Verbindung greift das aus Kunststoff bestehende Isolierprofil 1 mit Isolierstegen 4 bzw. 5 in metallprofilseitige Hohlkammern 6 bzw. 7 ein. Diese Hohlkammern sind jeweils durch von der Innenfläche 8 des Metallprofils vorstehende Leisten gebildet, und zwar die Hohlkammer 6 durch benachbarte Leisten 9 und 10 und die Hohlkammer 7 durch benachbarte Leisten 10. Zur Halterung des zum Zwecke der Materialersparnis hohl ausgebildeten Isolierprofils 1 sind die Stege 4 durch entsprechende Fortsätze 11 L-förmig und die Stege 5 durch Querstege 12 T-förmig ausgebildet.
Wie Fig. 1 recht deutlich zeigt, ist der Eintrittsquerschnitt in die Hohlkammer 7 durch zum Steg 5 hin gerichtete Fortsätze 13 der Leisten 10 kleiner als die Breite des Querstegs 12.
Zur Halterung der Isolierstege 4 dienen Verankerungsansätze 14 an jeder Leiste 9, die mit der Seitenwand 15 der gleichfalls die Kammer 6 begrenzenden Leiste 10 einen Eintrittsquerschnitt in die Hohlkammer 6 begrenzen, welcher kleiner als die Breite des durch den Fortsatz 11 gebildeten L-Stegs ist.
Die mit den Verankerungsansätzen 14 versehenen Leisten 9 sind aus der Sicht des Isolierprofils 1 außen angeordnet, so daß sie von außen über die Stege 4 greifen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Leiste 9 zwei zum Steg 4 hin weisende Verankerungsansätze, nämlich den bereits erwähnten Verankerungsansatz 14 und einen weiteren Verankerungsansatz 16. Die beiden Ver- ankerun^gsansätze 14 und 16, die zweckmäßigerweise einen kegelförmigen Querschnitt aufweisen, sind bevorzugt unter einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet. Auf der der Hohlkammer 6 abgewandten Außenseite besitzt die Leiste 9 einen weiteren Ansatz 17, der mit seiner einen Seitenflanke eine Steuerfläche 18 begrenzt. Fig. 1 zeigt recht deutlich, daß sich diese Steuerfläche 18 schräg erstreckt, und zwar bevorzugt von der Hohlkammer 6 weg nach außen. Vom Metallprofil aus gesehen vor dem Verankerungsansatz 14 und vor dem die Steuerfläche 18 bildenden Ansatz 17 befindet sich eine Sollknickstelle 20, die im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Leistenabschnitt mit reduzierter Dicke gebildet ist.
Der Ansatz 17 bzw. die schräge Steuerfläche 18 dienen als Angriffsfläche für ein Befestigungswerkzeug, von dem in Fig. 1 lediglich die Rollen 19a und 19b dargestellt sind, und mit dem die Leisten 9 in der weiter unten noch näher beschriebenen Weise mit ihren vordersten Abschnitten in Richtung auf die entsprechenden Stege 4 hin gerollt werden, um dadurch eine feste Verankerung zwischen lsoiierprofil 1 und den Metallprofilen 2 und 3 zu gewährleisten.
Aus fig. 5 ist ersichtlich, daß die Verankerungsansätze 14 und 16 an ihren Kanten Längsrippen 21a bzw. eine Rändelung 21b zur zusätzlichen Sicherung der Verbindung aufweisen.
Die Befestigung von Isolierprofil 1 und Metallprofilen 2 und 3 geschieht wie folgt. In einem ersten Montageschritt wird das Isolierprofil 1 mit seinen Stegen 4 bzw. 5 in die entsprechenden Hohlkammern 6 bzw. 7 eingezogen, wobei dieses Verfahrensstadium aus Fig. 1 ersichtlich ist. Danach werden die Rollen 19a und 19b von beiden Seiten zu den Leisten 9 herangefahren, was gleichfalls aus Fig. 1 ersichtlich ist.
Bei einer weiteren Bewegung der Rollen 19a und 19b in Richtung auf das Isolierprofil 1 gelangen die Rollen in Anlage an den Ansatz 17 und legen sich schließlich unter Drehung des Vordersten Abschnittes 22 einer jeden Leiste 9 um die Knickstelle 20 an der Steuerfläche 18 an. Hierdurch wird, wie aus Fig. 2 hervorgeht, der vorderste Abschnitt 22 der Leiste 9 in Richtung auf den Steg 4 geschwenkt, wobei der hierbei in der Leiste 9 auftretende Materialfluß aus der Knickbewegung bei 20 entstand. In der Stellung nach Fig. 2 liegt die Rolle 19a plan auf der Steuerfläche 18 an. Der Verankerungsansatz 14 drückt auf den Fortsatz 11 und preßt diesen an die Innenfläche 8 des Metallprofils 2 an, welche zugleich den Kammerboden 23 bildet. Es versteht sich, daß der geschilderte Bewegungsablauf an allen vier Auflagepunkten stattfindet, wie sie sich am besten aus Fig. 1 ergeben. Erreicht wird in diesem Stadium eine Toleranzpressung für die Planizität der Metallprofile 2 und 3 infolge Ansteuerung aller vier Auflagepunkte.
Bei Weiterführung der Rolle wird in dem in Fig. 3 straffiert dargestellten Bereich 24 eine Zug-Fließverformung bewirkt, woraus eine Passung und Pressung des Stegs 4 an der Kammerseitenwand 15, also der Wand der Leiste 10 resultiert, was darauf beruht, weil in diesem Verfahrensstadium der Ansatz 16 in Anlage an den Steg 4 gelangt. Dadurch wird eine kraftschlüssige, längs- und querschubfeste Verbindung mit hohem Reibungsschluß erreicht. Da beide Verankerungsansätze 14 und 16 über die gegen die Steuerfläche 18 gedrückte Rolle 19a mit entsprechender Preßkraft auf den Steg 4 einwirken, ergibt sich dort eine Pressung über Eck und es entsteht eine Dreiecksverstemmung, die ein Aufziehen der Leisten 9 des Metallprofils bei Belastung in Richtung e verhindern. Hierbei wird der Isoliersteg 4 kraftschlüssig und federfrei infolge der flachen Anlage an der Seitenwand 15 verkeilt, da aus dem Bereich 24 Masse entnommen wird, die fließverformt wird und über das strich-punktiert eingezeichnete Dreieck 25 eine Spannung aufbaut, die einem Ausreißen des Isoliersteges 4 in Richtung e entgegenwirkt. Dies ist sehr wesentlich für die Abreißfestigkeit in Querrichtung des Profiles, wobei bei einem Bruch unter erhöhter Last der Steg reißt und nicht die Leisten der Metallprofile ausgeformt werden. Gleichzeitig mit der in diesem Verfahrensstadium erfolgenden Verpressung in der zweiten Ebene, die entsprechend der Darstellung aufgrund der Leisten 10 normal zur Innenseite 8 der Metallprofile verläuft, wird auch eine Justierung des Isolierprofils bewerkstelligt.
Die Schlußstellung, in welcher die Rollen 19a und 19b ihre Vorrückbewegung beendet haben, ist in Fig. 4 dargestellt, wobei dort durch eine durch den Pfeil P angedeutete Einfahrbewegung der gezahnten Profilkante 21 ein Einschneiden der Zahnung in den Werkstoff des Isolierprofils bewirkt wird. Dadurch wird eine außerordentlich hohe Schubfestigkeit der Verbindung erreicht. Wie bereits oben angegeben worden ist, sind hierzu die Ansätze 14 und/oder 17 an den Stemmkanten 21 entsprechend gezahnt oder mit einer Rändelung versehen. Damit geht beim Einschneiden der Zahnung in den Werkstoff des Isolierprofils eine Vervielfachung des Längsschubwerts des verbundenen Profiles einher, wobei infolge der Dreiecksverstemmung die rückfederfreie Anpressung erhalten bleibt.

Claims

1. Wärmeisolierende Verbindungseinrichtung zweier paralleler Metallprofile (2, 3) mittels eines Isolierprofils (1), welches mit Stegen versehen ist, die senkrecht zu den Metallprofilen verlaufende Stegflächen sowie eine hierzu im wesentlichen senkrecht verlaufende Ansatzfläche aufweisen und in durch vorstehende Leisten (9) der Metallprofile gebildete Kammern (6, 7) eingreifen, wo sie durch an den Leisten angeformte Verankerungsansätze (14) verankert sind, wobei auf der dem Verankerungsansatz (14) gegenüberliegenden Seite eine schräge Angriffsfläche (18) für ein Befestigungswerkzeug vorgesehen ist, welche zusammen mit dem Verankerungsansatz hinter einer Sollknickstelle der Leiste (9) angeordnet ist, so daß beim Aufbringen einer Kraft auf die Angriffsfläche der Verankerungssatz um die Knickstelle in Anlage an den Steg schwenkt und diesen im Bereich des Kammerbodens sowohl gegen die Innenseite des Metallprofils als auch gegen eine angrenzenden Kammerseitenwand preßt, dadurch gekennzeichnet, daß

an jedem Metallprofil (2, 3) zu beiden Seiten des Isolierprofils (1) je eine identische Leiste (9) mit Verankerungsansatz (14), Sollknickstelle (20) und äußerer Angriffsfläche spiegelbildlich angeordnet ist,

die Angriffsfläche eine schräg zur Leistenachse, von der Kammer (6) weg nach außen verlaufende Steuerfläche (18) ist, und

ein weiterer Verankerungsansatz (16) vorgesehen ist, wobei die Verankerungsansätze (14, 16) so gerichtet sind, daß in Verbindungsstellung der Verankerungsansatz (14) auf die zum Kammerboden (23) parallele Ansatzfläche unter Ausübung einer im wesentlichen auf die Innenfläche (8) des jeweiligen Metallprofils gerichteten Kraft einwirkt, und der weitere Verankerungsansatz (16) auf die zur Ansatzfläche im wesentlichen senkrecht verlaufenden Stegfläche eine im wesentlichen zur benachbarten Kammerseitenwand (15) gerichtete Kraft ausübt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Verankerungsansätze (14, 16) an der Eingriffsstelle mit dem Steg (4) gezahnt bzw. gerändelt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsansätze (14, 16) miteinander einen Winkel von etwa 90° einschließen.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche (18) durch die Seitenfläche eines an der Außenseite der Leiste (9) angeformten Ansatzes (17) gebildet ist.

5. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Anlage für den Steg (4) dienenden Kammerseitenwände (15) jeweils durch eine Leiste (10) gebildet sind, welche mit der entsprechenden Leiste (10) der benachbarten Kammer (6) eine Hohlkammer (7) zur Aufnahme eines weiteren Isolierstegs (5) des Isolierprofils bildet.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Quersteg (12) des Isoliersteges (5) breiter als der Abstand der Leisten (10) am Eintritt in die Hohlkammer (7) ist.