CH621848A5

CH621848A5 -

Info

Publication number: CH621848A5
Application number: CH1169678A
Authority: CH
Inventors: Werner Steinberg; Willi Bachmann; Joachim Langen
Original assignee: Erbsloeh Julius & August
Priority date: 1977-11-18
Filing date: 1978-11-14
Publication date: 1981-02-27
Also published as: ATA742178A; FR2409367A1; GB2008655B; IT7829167A0; DK514278A; NL7810726A; GB2008655A; BE871862A; DK155376B; IT1099840B; NL176293B; NL176293C; AT374242B; FR2409367B1; DK155376C

Description

io Die Erfindung bezieht sich auf ein wärmegedämmtes Verbundprofil sowie auf Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Herstellung, insbesondere für Rahmen von Türen, Fenstern oder Fassadenelementen, bestehend aus mindestens einem stranggepressten Profil aus Leichtmetall, das mit mindestens 15 einem Isolierkörper aus einem flüssig eingebrachten, aushärtenden oder ausschäumenden Kunststoff formstabil verbunden ist.

Es ist bekannt, mit durchlaufenden Hohlräumen versehene Strangpressprofile einstückig herzustellen, diese mit 20 Kunststoff auszufüllen oder auszuschäumen und dann Wandstreifen der Profile abzutrennen. Damit erreicht man eine gute Formgenauigkeit der so entstehenden Verbundprofile, bei denen allerdings der Haftverbund zwischen den einzelnen Profilhälften und den dazwischen befindlichen Isolierkörpern, 25 besonders bei hoch beanspruchten Profilen, einer Verbesserung bedarf.

Es ist andererseits bekannt, zwischen zwei voneinander distanzierte metallische Profilhälften Profilstäbe aus Kunststoff einzuspannen. Da sich bei solchen Verfahren die Einzel-30 toleranzen summieren, kann keine ausreichende Profilgenauigkeit eingehalten werden. Die Schubfestigkeit versucht man dadurch herbeizuführen, dass Profilstege gegen quergeriefte Kunststoffprofile verformt werden oder dass einander gegenüberliegende Stege zahnstangenförmig ineinandergrei-35 fen. In der Praxis konnten sich solche Vorschläge noch nicht verwirklichen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wärmegedämmte Verbundprofile herzustellen, die formstabil und daher toleranztreu sind und einen wesentlich verbesserten 40 Haftverbund gegenüber den nach bekannten Verfahren herstellbaren Verbundprofilen besitzen.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten bekannten Verbundprofil besteht die Erfindung darin, dass das Profil oder zwei voneinander distanzierte Profilhälften an den mit dem 45 Kunststoff in Berührung kommenden Wandflächen längs durchlaufende, von den Wandflächen vorragende Profilstege aufweisen, die mit quer oder schräg zur Längsachse des Verbundprofils verlaufenden Hinterschneidungen versehen sind.

Diese Hinterschneidungen, die bereits vorhanden sind, be-50 vor der Isolierstoff mit dem Profil oder den Profilhälften verbunden wird, werden von dem Kunststoff ausgefüllt bzw. ausgeschäumt, ohne dass zusätzliche Verformungskräfte eingebracht werden müssen. Durch diese gegenseitige Verzahnung von Isolierkörper und Metallprofilierung wird, ohne dass J5 Kunststoff kerbempfindlich deformiert wird, eine besonders grosse Schubfestigkeit des wärmegedämmten Verbundprofiles geschaffen.

Die Herstellung solcher Verbundprofile setzt nicht unbedingt voraus, dass man von einem ursprünglich einteiligen 60 metallischen Hohlprofil mit abtrennbaren Wandstreifen ausgehen muss, weil auch die Möglichkeit besteht, einseitig offene, voneinander distanzierte, einteilige oder U-förmige Profilhälften in geschlossenen Formen auszuschäumen.

Hierbei wird den Lösungen der Vorzug gegeben, welche 65 die Hinterschneidungen bzw. Durchbrechungen oder wellenförmige Profilierung der Metallstege bereits während des Strangpressvorganges herzustellen erlauben.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeich-

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nung. In ihr ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein einstückiges Hohlprofil, das mittels abtrennbaren Wandstreifen zweigeteilt wird;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Hohlprofil gemäss Fig. 1 mit einem Werkzeug zur Verformung der Stege;

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein mit Querstegen versehenes Hohlprofil zur Anbringung schraubennutförmigen Hinterschneidungen;

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Strangpresswerkzeug;

Fig. 5 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles A auf den Dorn des Strangpresswerkzeuges in Fig. 4;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein mit dem Strangpresswerkzeug gemäss Fig. 4 hergestelltes Hohlprofil entsprechend der Linie VI—VI in Fig. 4;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Teilbereiches eines Strangpressprofiles mit einem mittels exzentrisch gelagerter Verformungswalze wellenförmig gestalteten Steg;

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Dorn eines Strangpresswerkzeuges mit der daran gelagerten Verformungswalze;

Fig. 9 einen Querschnitt durch einen keilförmigen Steg, und

Fig. 10 einen Querschnitt durch ein Verbundprofil mit einem innenliegenden metallischen Hohlprofil und einem umhüllenden Kunststoffmantel.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ein einstückig hergestelltes Hohlprofil 1 aus Leichtmetall dargestellt, dessen beiden Profilhälften 2, 3 über abtrennbare Wandstreifen 5 einen Hohlraum 4 umschliessen, in den Kunststoff in flüssiger Form eingefüllt wird, der erstarrt oder ausschäumt.

Durch Abtrennen der Wandstreifen 5 nach Aushärten des Kunststoffes entsteht ein wärmegedämmtes Verbundprofil mit zwei Profilhälften 2, 3.

Die Innenflächen der Profilhälften 2, 3 sind nun mit Stegen 7 versehen, die in Profillängsrichtung sich erstrecken und beim Strangpressen mühelos hergestellt werden können. Vorteilhafterweise besitzen diese Stege 7 V-Form. Es gilt nun, diese Stege 7 mit Hinterschneidungen zu versehen, die sich quer zur Profillängsachse erstrecken. Wenn nämlich der Kunststoff in diese Hinterschneidungen eindringt, ergibt sich ein besonders scherfester Verbund zwischen den Profilhälften 2, 3 und dem Isolierkörper.

Gemäss Fig. 2 werden diese Hinterschneidungen durch ein besonderes Verformungswerkzeug 8 erzeugt, welches durch das einstückige Hohlprofil 1 in Richtung des Pfeiles gezogen oder geschoben wird. Dieses Verformungswerkzeug 8 weist im Beispiel drei drehbar an einem Gestell 10 gelagerte gezahnte Rollen 9 auf, die mit ihrem Verzahnungsprofil gegen die Stege 7 einwirken und diese Stege stellenweise eindrücken oder einquetschen. Dadurch ergibt sich eine hin-terschnittene Profilierung 13. Es kann sich empfehlen, die Lagerung der Rollen 9 unter bestimmten Belastungen ausweichfähig zu gestalten, um Zwängungen zu vermeiden. Die Rollen 9 können auch zwangsläufig angetrieben werden, beispielsweise dadurch, dass sie entlang einer Zahnstange geführt werden. Äquivalente Ausführungsformen waren beispielsweise solche Werkzeuge, die ebenfalls Hinterschneidungen 13 erzeugen, ohne dabei zu rotieren. Dies kann man beispielsweise durch stellenweises Ausspreizen geeignet ausgebildeter Werkzeuge vornehmen.

Im Beispiel der Fig. 3 ist ein Hohlprofil 1 dargestellt, welches im Gegensatz zu demjenigen Profil der Fig. 1 nach innen gerichtete Querstege 11 aufweist, damit die Hohlräume 4 hinterschnitten ausgebildet sind. Man kann nun durch ein solches Hohlprofil 1 einen Gewindeschneidbohrer 12 hindurchführen oder das Profil 1 an einem ortsfesten, aber drehbar gelagerten Gewindeschneidbohrer entlang bewegen, und zwar in der Weise, dass die Schneidflanken in die Ränder der Querstege 11 einschneiden. Dadurch entsteht eine Schraubennut, welche ebenfalls eine hervorragende Schubfestigkeit zwischen dem Hohlprofil 1 und dem eingefüllten Kunststoffkern erzeugt.

In dem Beispiel der Fig. 4 bis 6 ist ein Verfahren aufgezeigt, mit dessen Hilfe es gelingt, die Hinterschneidungen 13 ohne einen zusätzlichen Arbeitsgang zu erzeugen. Die Fig. 4 zeigt schematisch den Querschnitt durch ein Strangpresswerkzeug 15, welches die äussere Kontur des Hohlprofiles 1 bestimmt. Innerhalb des Strangpresswerkzeugs 15 ist, wie bei der Herstellung von Hohlprofilen üblich, ein Dorn 16 angeordnet, der seinerseits die inneren Konturen des Hohlprofiles 1 bestimmt. Durch den zwischen dem Strangpresswerkzeug 15 und dem Dorn 16 verbleibenden Hohlraum wird der Knetwerkstoff hindurchgedrückt. Dieser Hohlraum entspricht dann dem herzustellenden Hohlprofil.

Der Dorn weist nun an seinen Seitenflächen rinnenartige, insbesondere keilförmige Vertiefungen 17 auf,

die sich folglich beim herzustellenden Hohlprofil als im Querschnitt keilförmige, längslaufende und erhabene Stege auswirken.

Wenn man nun, wie die Seitenansicht des Dornes 16 in Fig. 5 zeigt, die rinnenartigen Vertiefungen 17 nicht parallel zur Strangpressrichtung 18, sondern im spitzen Winkel dazu anordnet, dann wird derjenige Teil des Strangpressmaterials, der in den Bereich dieser rinnenartigen Vertiefungen 17 hineingeführt wird, aus der normalen Strangpressrichtung abgelenkt. Da aber das benachbarte Material, aus dem die Stegwände des Profiles 1 gebildet werden, in Strangpressrichtung 18 voranbewegt wird, entsteht während des Strangpressvorganges ein labiler Verbund des entlang der Vertiefungen 17 geführten Materials gegenüber dem anderen Strangpressmaterial. Dies hat zur Folge, dass die im Profil gebildeten Stege 19 (vgl. Fig. 6) eine sägezahnartige Profilierung erfahren, weil das Material dieser Stege 19 zufolge der Schrägstellung der rinnenartigen Vertiefungen 17 im Dorn 16 fortwährend abreissen. Folglich entstehen zwischen den verbleibenden Stegteilen 19 Lücken, welche die Funktion der hinterschnittenen Profilierung 13 ausüben. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Verbundwirkung zwischen Hohlprofil und Isolierkörper bei diesem Ausführungsbeispiel besonders gross ist. In der Praxis hat sich eine Winkelstellung von beispielsweise 5° der rinnenartigen Vertiefungen 17, bezogen auf die Strangpressrichtung 18, als vorteilhaft erwiesen, um den geschilderten Erfolg zu erzeugen. Es besteht jedoch kein Zweifel daran, dass andere Winkeigrössen, Formgebungen oder dgl. gleichfalls zur Lösung der gestellten Aufgabe geeignet sind.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 7 und 8 zeigt nun, wie man einen innenliegenden Steg 20 eines Metallprofiles 1 während des Strangpressens wellenartig verformen kann und zwar unabhängig davon, ob dies bei einem geschlossenen bzw. halboffenen Hohlprofil oder bei einer U-förmigen Rahmenhälfte erfolgt, wobei diese Verformung sowohl innenseitig als auch aussenseitig vorgenommen werden kann.

Der in Fig. 7 dargestellte Steg 20 ragt bei diesem Ausführungsbeispiel in den Innenraum des Metallprofiles 1 hinein, der später ausgeschäumt werden soll. An seinem freien Ende weist der Steg 20 eine im Querschnitt kreisförmige, längs durchlaufende Profilierung 21 auf, die vom geschäumten Kunststoff später hintergriffen wird. An dem in Fig. 7 nicht dargestellten Strangpresswerkzeug ist eine Verformungswalze 22 um eine exzentrisch liegende Achse 23 drehbar gelagert, deren Mantelfläche mit einer Verzahnung 24 bzw. Riffelung od. dgl. Profilierung versehen ist. Mit dieser Mantelfläche 24 wirkt die Verformungsrolle 22 gegen den noch durch das Strangpressen plastisch verformbaren Steg 20 periodisch ein, was zur wellenförmigen Profilierung 25 dieses Steges 20 führt.

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In Fig. 8 ist eine Teildraufsicht auf den Dorn 26 einer Strangpressmatrize gezeigt, an dessen in Strangpressrichtung 27 ablaufender Seite die Verformungswalze 22 exzentrisch gelagert ist. Der Dorn einer Strangpressmatrize bestimmt den Innenquerschnitt eines Hohlprofiles.

Gemäss dem Beispiel der Fig. 9 kann der Querschnitt eines Steges 26 auch keilförmig profiliert und darüber hinaus an seinem freien Ende mit einer durchlaufenden, hohlkehlen-förmigen Rinne 28 versehen sein. Dieser Steg 26 wird ebenfalls beim Strangpressen wellenförmig verformt oder aufgerissen. Durch diese Wellenform sowie durch ihre Querschnittsgestaltung werden solche Stege 20, 25 vom geschäumten Kunststoff dreidimensional sperrend umgriffen, was sowohl zur Einhaltung genauer Toleranzen am fertigen Verbundprofil sowie zu einer maximalen Schubfestigkeit zwischen Kunststoff- und Metallteil führt.

Das gleiche Prinzip lässt sich auch bei einem Verbund-5 profil 29, Fig. 10, anwenden, dessen Kern aus einem metallischen Hohlprofil 30 mit nach aussen vorkragenden Stegen 31 besteht, die in der bereits geschilderten Weise mit Hinterschneidungen, Querprofilierungen oder Durchbrechungen versehen sind. Dieses Hohlprofil 30 wird aussenseitig von einer isolierenden, den Querschnitt des Rahmens bestimmenden Schicht 32 formschlüssig und scherfest umgriffen. Diese Schicht 32 ist aus einem geschäumten oder gegossenen und sich erhärtenden Kunststoff gebildet.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Wärmegedämmtes Verbundprofil, insbesondere für Rahmen von Türen, Fenstern oder Fassadenelementen, be stehend aus mindestens einem stranggepressten Profil aus Leichtmetall, das mit mindestens einem Isolierkörper aus einem flüssig eingebrachten, aushärtenden oder ausschäumenden Kunststoff formstabil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (30) oder zwei voneinander distanzierte Profilhälften (2, 3) an den mit dem Kunststoff (16, 32) in Berührung kommenden Wandflächen längs durchlaufende, von den Wandflächen vorragende Profilstege (7, 11,17, 20, 31) aufweisen, die mit quer oder schräg zur Längsachse des Verbundprofils verlaufenden Hinterschnei-dungen (13) versehen sind.

2. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschneidungen (13) der Profilstege (20) durch eine wellenartige Profilierung (25) der Stege (20) gebildet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verbundprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Profilsteg (20) an seinem freien Ende einen im Querschnitt kreisförmigen oder ovalen, längs durchlaufenden Wulst (21) aufweist.

4. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Profilsteg (20) einen sich in Richtung zum Kunststoffkörper keilförmig erweiternden Querschnitt aufweist.

5. Verbundprofil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Profilsteges (20) eine längs durchlaufende, hohlkehlenförmige Rinne (28) in seiner Stirnfläche aufweist.

6. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Hinterschneidungen oder wellenartigen Profilierungen (13) versehenen Profilstege (31) an der Aussen-seite eines einteiligen Hohlprofiles (30) vorspringend vorgesehen und scherfest mit einem das Metall-Hohlprofil (30) umgreifenden, den Querschnitt des Verbundprofiles bestimmenden Körper (32) aus Kunststoff verbunden sind.

7. Verfahren zur Herstellung des Verbundprofiles nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst beim Strangpressen parallel zur Profillängsachse sich erstreckende, durchlaufende, dünnwandige und erhabene, riefenartige Stege (7) an den mit dem Isolierkörper zu verbindenden Flächen gebildet und diese Stege stellenweise (13) durchbrochen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vornehmlich V-förmigen Stege (7) mit Hilfe eines durch den Hohlraum des Profiles (1) bewegbaren Werkzeuges (8) sägezahnartig eingedrückt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug nach Art eines Gewindeschneidbohrers in relativer Bewegung zum Profil durch den Hohlraum des Profiles (1) geführt wird, dessen Schneidflanken einen Teilbereich der mit dem Isolierkörper zu verbindenden Flächen (11) hinterschneiden.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Strangpressen der für die Bildung von längslaufenden, stegartigen Erhöhungen oder Vertiefungen bestimmte Materialfluss aus der Strangpressrichtung abgelenkt wird, wodurch die stegartigen Erhöhungen nach Verlassen des Strangpresswerkzeuges sägeförmig (19) aufreissen.

11. Strangpresswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 7 zur Herstellung eines mit wellenförmig oder hinterschnitten ausgebildeten Stegen versehenen Verbundprofils, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Strangpressmatrize (26) ein periodisch gegen die zu verformenden Stege (20) bewegbares Verformungswerkzeug (22) vorgesehen ist.

12. Strangpresswerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungswerkzeug mindestens eine an der Strangpressmatrize (26) exzentrisch gelagerte Rolle (22) aufweist, die in Reibkontakt mit dem zu verformenden Steg (20) steht und vorzugsweise an ihrem Umfang mit 5 einer Verzahnung, Riffelung oder Profilierung versehen ist.