EP0137764B1 - Wärmeisolierende verbindungseinrichtung für metallprofile - Google Patents
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- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
- E06B3/04—Wing frames not characterised by the manner of movement
- E06B3/263—Frames with special provision for insulation
- E06B3/273—Frames with special provision for insulation with prefabricated insulating elements held in position by deformation of portions of the metal frame members
Definitions
- connecting devices with snap-on insulation profiles, in which a different expansion of the metal profiles can be accommodated at elevated outside temperatures.
- these connecting devices have the disadvantage that there are no satisfactory safety measures which prevent the facade element from being released when the latching connection breaks.
- there is a disadvantage of such connecting devices that, at correspondingly high loads, the strips provided on the metal profile side, into which the insulation profiles engage with webs, are bent open while loosening the connection.
- a heat-insulating connection device according to the preamble of the main claim is known.
- the strips with the anchoring lugs are only provided on one side of the plastic profile, so that the forces introduced onto the insulating profile act asymmetrically.
- absorption of thermal expansion and heat shrinkage on the metal and plastic profiles with rising and falling ambient temperatures is not possible to a satisfactory extent.
- the anchoring approaches do not exert any forces on the plastic profile that would push it towards the two metal profiles.
- the object of the invention is to improve a heat-insulating connecting device that can accommodate the different thermal expansion of the metal profiles so that such a firm bond between metal profiles and insulation profile is achieved that a loosening of the connecting elements on the metal profile side is excluded and thus in the case a break this occurs at the web side in the insulation profile.
- the heat-insulating connecting device is designed in the manner specified in the main claim. Appropriate configurations are specified in the subclaims.
- the insulating profile 1 shown in Fig. 1 is used to connect two parallel metal profiles 2 and 3, which in particular consist of aluminum material.
- the plastic insulating profile 1 with insulating webs 4 or 5 engages in hollow chambers 6 or 7 on the metal profile side.
- These hollow chambers are each formed by strips protruding from the inner surface 8 of the metal profile, namely the hollow chamber 6 by adjacent strips 9 and 10 and the hollow chamber 7 by adjacent strips 10.
- the webs 4 are by corresponding extensions 11 L-shaped and the webs 5 by transverse webs 12 T-shaped.
- the strips 9 provided with the anchoring lugs 14 are arranged on the outside from the perspective of the insulating profile 1, so that they engage over the webs 4 from the outside.
- the two encryption ankerun g san accounts 14 and 16 which advantageously have a conical cross-section, are preferably at an angle of about 90 ° to each other.
- the strip 9 On the outside facing away from the hollow chamber 6, the strip 9 has a further extension 17 which delimits a control surface 18 with its one side flank.
- Fig. 1 shows quite clearly that this control surface 18 extends obliquely, preferably away from the hollow chamber 6. Seen from the metal profile in front of the anchoring projection 14 and in front of the projection 17 forming the control surface 18, there is a predetermined kink 20, which in the exemplary embodiment shown is formed by a strip section of reduced thickness.
- the approach 17 or the oblique control surface 18 serve as an engagement surface for a fastening tool, of which only the rollers 19a and 19b are shown in FIG. 1, and with which the strips 9 with their foremost sections in the manner described in more detail below Rolled towards the corresponding webs 4, thereby ensuring a firm anchoring between Isoiierprofil 1 and the metal profiles 2 and 3.
- the anchoring lugs 14 and 16 have longitudinal ribs 21a or a knurling 21b on their edges for additional securing of the connection.
- the fastening of insulating profile 1 and metal profiles 2 and 3 is done as follows.
- the insulating profile 1 with its webs 4 and 5 is drawn into the corresponding hollow chambers 6 and 7, this stage of the process being apparent from FIG. 1.
- the rollers 19a and 19b are moved from both sides to the strips 9, which can also be seen in FIG. 1.
- the insulating web 4 is wedged non-positively and spring-free as a result of the flat contact on the side wall 15, since mass 24 is taken from the area, which is flow-deformed and builds up a tension via the dash-dotted triangle 25, which tears out the insulating web 4 in Counteracts direction e.
- This is very important for the tear resistance in Transverse direction of the profile, whereby in the event of a break under increased load the web tears and the strips of the metal profiles are not formed.
- the insulating profile is also adjusted.
- FIG. 4 The final position, in which the rollers 19a and 19b have completed their advancing movement, is shown in FIG. 4, where there is an incision of the toothing into the material of the insulating profile by an insertion movement of the toothed profile edge 21 indicated by the arrow P.
- the lugs 14 and / or 17 are correspondingly toothed on the caulking edges 21 or are provided with knurling. This is accompanied by a multiplication of the longitudinal shear value of the connected profile when the teeth are cut into the material of the insulating profile, the spring-free contact being retained as a result of the triangular caulking.
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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- ankerungsansätze 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.
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