EP1268968B1 - Verbundprofil und verfahren zur herstellung eines verbundprofils - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein wärmegedämmtes Verbundprofil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
• Ein Verbundprofil - welches sich hinsichtlich seiner wärmedämmenden Eigenschaften als wegweisend erwiesen hat - ist aus der DE 25 52 700 bekannt. Der Grundaufbau des Profils dieser Schrift entspricht der anliegenden Fig. 1. Es besteht aus einem ersten und einem zweiten Metallprofil und zwei zueinander parallel ausgerichteten Isolierprofilen, welche die Metallprofile miteinander verbinden. In Aufnahmenuten der Metallprofile eingreifende Fußabschnitte der Isolierprofile sichern die Isolierstege gegen ein Herausfallen aus den Aufnahmenuten, wobei diese Sicherungswirkung gegen das Herausfallen durch einen Preßsitz des Isoliersteges in der Aufnahmenut erhöht wird, der dadurch realisiert wird, dass die äußeren oder inneren Stege beim Einsetzen der Isolierabschnitte in die Aufnahmenuten an die Isolierstege angeformt bzw. abgepreßt werden.
• Die Herstellung des Verbundprofils folgt folgendem Schema. Zunächst werden die Metallprofile derart relativ zueinander gegeneinander ausgerichtet, dass sich die Isolierprofilaufnahmenuten gegenüberstchen. In die Aufnahmenuten werden dann die Isolierprofile eingeschoben bzw. eingelegt. Die Metallprofile werden sodann in einer Montagevorrichtung relativ zueinander ausgerichtet und gegeneinander verspannt, wobei die Spannkräfte auf die Außenflächen einwirken. Der Verbund wird dadurch fixiert, dass Stege an das Isolierprofil plastisch angefonnt werden.
• Die Anformung der Stege kann mittels einer Montagevorrichtung erfolgen, bei der entweder das Profil durch die Vorrichtung bewegt wird oder aber die Vorrichtung über das ortsfeste Profil zur Anformung der Stege geführt wird.
• Das Bautiefenmaß bzw. die Bautiefe des gattungsgemäßen Verbundprofils berechnet sich als die Summe der hintereinander geschalteten Bautiefenmaße der einzelnen Elemente erstes Metallprofil, Isolierprofil und zweites Melallprofil. Es ergibt sich also nach dem Stand der Technik ein Bautiefenmaß, das von der Summe der Einzeltoleranzen überlagert wird. Eine genaue Beschreibung der Toleranzbedingungen des Profils der Fig. 1 ist der detaillierteren Figurenbeschreibung zu entnehmen.
• Die Toleranzen der Metall- und Kunststoffprofile lassen sich herstellungsbedingt - im wesentlichen werden zur Herstellung die technisch komplexen Verfahren eines Strangpressens der Metallprofile bzw. eines Extrudierens der Kunststoffprofile (Isolierprofile) gewählt - über Mindestmaß nicht weiter einschränken, was bereits zu erheblichen Mehrkosten bei der Herstellung der Profile führt. Durch die Addition der Toleranzen der Einzelbauteile entstehen somit relativ große Abweichungen, die sich in der Praxis auf eine Gesamttoleranz g = ± 0,7 mm addieren können. Hinzukommen dann noch die bereits erwähnten Vorrichtungstoleranzen, die aber ohnehin sehr gering Ausfallen und sogar nahezu gegen Null gehen können.
• Die wärmegedämmten Verbundprofile für Fenster, Türen und Fassaden werden zu Rahmen oder Riegel-/Pfosten-Konstruktionen zusammengefügt, bei denen die Profile auf Gehrung geschnitten werden oder stumpf aneinander anstoßen. Die großen Toleranzen der unterschiedlichen zueinander gebrachten Profile bedingen verschiedene Probleme. So ergibt sich durch die großen Toleranzen u.U. eine unsaubere Optik. Durch die Toleranzen können aber auch scharfkantig Profilschnitte entstehen, welche ein Verlectzungspotential beim Bedienen oder Reinigen mit sich bringen. Die Toleranzen bewirken neben diesen Effekten auch technische Schwierigkeiten in der Verbindertechnik bzw. bei der mechanischen Bearbeitung solcher Profile hinsichtlich des Sägens und Einfräsens von Beschlagteilen und Zubehör, sowie Funktionsmängel der fertigen Bauelemente (z.B. Undichtigkeiten, Schwergängigkeit usw.).
• Es ist zwar aus der gattungsgemäßen EP 0 103 272 A auch bekannt, einen expandierenden Schaum in den Zwischenraum zwischen einer Verbundkonstruktion aus zwei Metallprofilen und zwei parallel zueinander zwischen den Metallprofilen angeordneten Isolierprofilen einzubringen und diese Anordnung in eine Montagevorrichtung einzusetzen, wobei der Schaum durch seine Expansion die Metallprofile bis zur Anlage in der Montagevorrichtung auseinander treibt, woraufhin diese Position durch Anrollen von Stegen der Metallprofile an die Isolierstege fixiert wird. Das Einbringen des Schaumes zur Montage stellt dabei einen die Herstellung verkomplizierenden, möglichst einzusparenden Arbeitsaufwand dar und verursacht unnötige zusätzliche Materialkosten. Es ist zudem nicht immer möglich, einen Schaum einzubringen, so dann, wenn kein geeigneter Raum zum Einbringen des Schaumes zwischen benachbarten Isolierprofilen vorhanden ist.
• Die Erfindung zielt angesichts dieser Problematik ausgehend von dem gattungsgemäβen Stand der Technik darauf ab, die Gesamttoleranz des Verbundprofils mit einfachen konstruktiven Mitteln zu verringern.
• Die Erfindung erreicht dieses Ziel bzw. löst diese Aufgabe in Hinsicht auf das Verbundprofil durch den Gegenstand des Anspruches 4 und in Hinsicht auf das Verfahren durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
• Bei dem Verfahren zur Herstellung des Verbundprofils werden die Außenflächen der Metallprofile somit durch eine Montagevorrichtung auf dem Sollmaß G gehalten. Die in diesem Zustand von den Isolierprofilen eingenommene Lage innerhalb der Aufnahmenuten wird - z.B. auf einfache Weise durch Anformen der Stege in die Position eines Preßsitzes - fixiert und eingefroren. Damit erreicht die Gesamttoleranz in Bezug auf das Sollmaß G des Verbundprofils eine Größe, welche im wesentlichen der Vorrichtungstoleranz entspricht, obwohl die Einzeltoleranz der Metall- und Isolierprofile gegenüber dem Stand der Technik nicht eingeengt zu werden braucht, sondern vergrößert werden kann, was zur Vereinfachung des Herstellverfahrens der Einzelprofile und zu erheblicher Kostenreduzierung führt.
• Dabei wird zwischen dem wenigstens einen Metallprofil und dem wenigstens einen Isolierprofil wenigstens ein Federelement und/oder ein elastisch komprimierbares Element angeordnet und/oder ausgebildet, welches vorzugsweise einstückig mit oder separat zu dem wenigstens einen Metallprofil und/oder dem wenigstens einen Isolierprofil ausgebildet ist. Nach einem Ausführungsbeispiel kann das elastisch komprimierbare Element auch in dem in dem wenigstens einen Spalt angeordnet sein und diesen ganz oder teilweise ausfüllen. Das Federelement muß derart dimensioniert werden, daß es das Isolierprofil und das Metallprofil so auseinander drückt, daß deren Außenseiten an der Montagevorrichtung anliegen oder zur Anlage kommen. Das Federelement kann - wie auch das elastisch komprimierbare Element - den Spalt auch teilweise oder ganz ausfüllen.
• Die Erfindung eignet sich für jedes Verbundprofil, bei dem wenigstens ein Kunststoff- und ein Metallprofil - insbesondere aus Leichtmetall wie Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, aber auch Stahl - zu einem Verbundprofil zusammengefügt werden.
• Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1

ein wärmegedämmtes Verbundprofil nach dem Stand der Technik;

Fig. 2

ein erfindungsgemäßes wärmegedämmtes Verbundprofil;

Fig. 3-12

den Verbindungsbereich zwischen einem Metallprofil und einem Isolier- profil in verschiedenen Montagestadien (Fig. 2, 3, 4) und/oder nach wei- teren Ausführungsbeispielen der Erfindung (Fig. 5 - 12),

Fig. 13

ein weiteres erfindungsgemäßes wärmegedämmtes Verbundprotil; und

Fig. 14

ein weiteres erfindungsgemäßes wärmegedämmtes Verbundprofil aus einem Metallprofil und einem Isolierprofil mit einem direkt an dieses angeformten Außen- oder Innenprofil.

• Fig. 1 zeigt ein wärmegedämmtes Verbundprofil, das aus einem ersten Metallprofil 1, einem zweiten Metallprofil 2 und zwei zueinander parallel ausgerichteten Isolierprofilen 3a, 3b besteht. Zur Realisierung einer isolierenden Wirkung zwischen den Metallprofilen 1, 2 ist mindestens eines der Isolierprofile 3 vorzusehen. Die Isolierprofile 3 weisen im wesentlichen eine langgestreckte stegartige Form auf und greifen jeweils mit ihren Endabschnitten 9 - Fußabschnitt genannt - in Isolierprofilaufnahmenuten 4 (nachfolgend Aufnahmenuten 4 genannt) ein. Die Isolierprofilaufnahmenuten weisen jeweils einen Nutgrund 4' und zwei im wesentlichen senkrecht zum Nutgrund 4' sowie parallel zu den Isolierprofilen 3 ausgerichtete äußere Stege 7a sowie einen den beiden Aufnahmenuten gemeinsamen inneren Steg 7b auf. Die insgesamt drei Stege 7 sind im wesentlichen zueinander parallel ausgerichtet, wobei der mittlere Steg 7b an seinen zu den Isolierprofilaufnahmenuten 4 gewandten Seiten einen Hinterschnitt 7' ausbildet, in den ein seitlicher, schräg zur Haupterstreckungsrichtung der Isolierprofile 3 ausgerichteter Vorsprung 3' eingreift. An der Anlagefläche zu den äußeren Stegen 7a ist die Isolierprofilwandung dagegen in direkter Anlage zum jeweiligen Isoliersteg zu diesem im wesentlichen parallel ausgerichtet.
• Anzumerken ist, dass die Fußabschnitte 9 relativ zur Haupterstreckungsebene der Isolierprofile zwischen den beiden Metallprofilen 1, 2 etwas parallel zur Haupterstrekkungsebene seitlich versetzt ausgebildet sind, so dass sich ein Absatz 3" ausbildet, welcher im wesentlichen direkt in der Erstreckungsebene des Steges 7 der Aufnahmenut 4 liegt. Druckkräfte in der Richtung der Erstreckungsebene der Isolierstege 3 werden somit nicht direkt über die Stirnseite der Stege 7 und die Isolierprofile 3, sondern aber über deren Fußabschnitte 9 abgeleitet.
• Die Fußabschnitte 9 der Isolierabschnitte sichern die Isolierstege 3 also gegen ein Herausfallen aus den Aufnahmenuten 4, wobei diese Sicherungswirkung gegen das Herausfallen durch einen Preßsitz des Isoliersteges 3 in der Aufnahmenut 4 erhöht wird, der dadurch realisiert wird, dass die äußeren Stege 7 beim Einsetzen der Isolierabschnitte 3 in die Aufnahmenuten 4 an die Isolierstege angeformt bzw. angepreßt werden. Alternativ (hier nicht dargestellt) können anstelle der äußeren Stege auch die inneren Stege anformbar ausgelegt sein.
• Die Herstellung des Isolierprofils folgt folgendem Schema. Zunächst werden die Metallprofile 1, 2 derart relativ zueinander gegeneinander ausgerichtet, dass sich die Isolierprofilaufnahmenuten 4 gegenüberstehen. In die Aufnahmenuten werden dann die Isolierprofile 3 eingeschoben bzw. eingelegt. Die Metallprofile 1, 2 werden sodann in einer Montagevorrichtung relativ zueinander ausgerichtet und gegeneinander verspannt, wobei die Spannkräfte auf die Außenflächen 5, 6 einwirken. Der Verbund wird dadurch fixiert, dass die äußeren Stege 7a an das Isolierprofil plastisch angeformt werden.
• Die Anformung der Stege 7 kann mittels einer Montagevorrichtung erfolgen, bei der entweder das Verbundprofil durch die Vorrichtung bewegt wird oder aber die Vorrichtung über das ortsfeste Profil zur Anformung der Stege 7 geführt wird.
• Das Bautiefenmaß bzw. die Bautiefe G berechnet sich als die Summe der hintereinander geschalteten Bautiefenmaße der einzelnen Elemente erstes Metallprofil 1(Bautiefenmaß A), Isolierprofil 3 (Bautiefenmaß C) und zweites Metallprofil 2 (Bautiefenmaß B). Es gilt also: $$\mathrm{G}\mathrm{=}\mathrm{A}\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{.}$$

  
• Das Bautiefenmaß G des Profils wird bei diesem Stand der Technik insbesondere dadurch bestimmt, dass die Isolierprofile 3 mit ihren Fuß-Stirnkanten im Nutgrund 4' der Aufnahmenuten 4 anliegen. Diese Konstruktion bedingt, dass sich auch die in der Praxis zwangsläufig auftretenden Toleranzen der einzelnen Profile 1, 2, 3 gegenüber ihrem Sollmaß gemeinsam mit der Toleranz der Montagevorrichtung zu einer Gesamttoleranz addieren. Es gilt: $$\mathrm{g}\mathrm{=}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{c}\mathrm{+}\mathrm{vt}\mathrm{,}$$

  

  
  wobei:

g:=

Gesamttoleranz des Verbundprofils in der Erstreckungsrichtung der drei hintereinander geschalteten Profile 1, 2, 3.

a:=

Einzeltoleranz des Profils 1;

b:=

Einzeltoleranz des Profils 2;

c:=

Einzeltoleranz des Profils 3

vt:=

Vorrichtungstoleranz der Montagevorrichtung.

• Es ergibt sich also nach dem Stand der Technik ein Bautiefenmaß G, das von der Summe der Einzeltoleranzen a, b, c, vt überlagert wird.
• Die Vorrichtungstoleranz vt der Montagevorrichtung ist relativ klein gegenüber den Einzeltoleranzen der Isolierprofile 1, 2, 3. Es gilt daher in Näherung: $$\mathrm{g}\mathrm{\approx }\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{c}\mathrm{.}$$

  
• Die Einzeltoleranzen a, b, c ergeben sich jeweils aus der Summe der maximalen positiven Toleranzen +al, +b1, +c1 und der negativen Toleranzen -a2, -b2, -c2. Analoges gilt für die Gesamttoleranz g.
• Es gilt daher für die maximale positive Abweichung +g1 und die maximale negative Abweichung - g2 $$\mathrm{+}\mathrm{g}\mathrm{1}\mathrm{=}\mathrm{a}\mathrm{1}\mathrm{+}\mathrm{b}\mathrm{1}\mathrm{+}\mathrm{c}\mathrm{1}$$

  

  $$-\mathrm{g}2\mathrm{=}-\mathrm{a}2-\mathrm{b}2-\mathrm{c}2.$$

  
• Wie bereits erwähnt, erreichen + g1 und -g2 Werte von bis zu 0,7 mm.
• Hier geht die Erfindung einen anderen, vorteilhafteren Weg. Fig. 2 zeigt den Verbundbereich eines wärmegedämmten Verbundprofils nach der Erfindung, bei dem die Einzelbautiefenmaße A, B und G so aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen dem jeweiligen Isolierprofil 8a, 8b und dem Nutgrund 4' des jeweiligen Metallprofils 1 oder 2 jeweils ein Spalt S1, S2 mit einem Maß s1, s2 verbleibt. Das Gesamtspaltmaß s = s1 + s2 der Spalte S1 und S2 liegt je nach den Toleranzen der Einzelbauteile zwischen Null und dem Betrag der Summe aus den maximalen negativen Einzeltoleranzen -a2, -b2, -c2. Der Grundaufbau des Verbundprofils und der Einzelprofile 1, 2 und 8 braucht gegenüber dem Stand der Technik im wesentlichen nur im Bereich der Aufnahmenuten 4 verändert zu werden und mündet bevorzugt lediglich in einer Änderung der Isolierprofile 8.
• Die maximale Spaltweite ergibt sich dann, wenn alle Einzelbauteile die maximale Minustoleranz erreichen, da sich das Summenspaltmaß s1 + s2 der Spalte S1 + S2 aus der Summe aller im konkreten Fall auftretenden positiven und negativen Toleranzen (Summe der Toleranzfelder) ergibt.
• In dem Fall, dass die Einzelbauteile sämtlichst im maximalen Plustoleranzbereich liegen, geht die Summe aus den Spaltmaßen s1 und s2 der Spalte S1, S2 gegen Null. Es kann jedoch auch hier ein zusätzlicher (Mindest-)Spalt vorgesehen sein, der sich auch noch dann ergibt, wenn bereits alle Plustoleranzen ausgeschöpft wurden.
• Im Ergebnis stellt sich auf diese Weise eine Gesamtbautiefe ein, die unabhängig von den Einzelbauteiltoleranzen ist und lediglich durch Vorrichtungstoleranzen vt beeinflußt wird, also gegen Null geht, wenn die Vorrichtungstoleranz vernachlässigbar klein ist.
• Eine Voraussetzung für die Durchführung des Verfahrens ist, dass das Isolierprofil 8, vorzugsweise dessen Isolierprofilfußabschnitt 9, relativ zu den Metallprofilen 1, 2 in Bautiefenrichtung G jeweils um den Betrag des Weges der halben maximalen negativen Gesamttoleranz -g2 in der Aufnahmenut 4 beweglich ist.
• Das heißt, dass der Isolierprofilfußabschnitt 9 im Regelfall - da sich die Gesamttoleranz nur selten auf die positive Gesamttoleranz einstellt - lediglich an einer parallel zur X-Ebene verlaufenden Fläche 10, 20 und/oder 11 des Hinterschnittes 7' zur Anlage kommt. Im Bereich des formschlüssigen Hintergriffes des Isolierprofilfußes 9 ist ein entsprechender Spalt 12 vorgesehen.
• Nachfolgend wird die Montage des erfindungsgemäßen Verbundprofil beschrieben.
• Bei dem Verfahren zur Herstellung des Verbundprofils sind die zueinander parallelen Außenflächen 5 und 6 der Profile 1 und 2 durch eine Montagevorrichtung auf dem Sollmaß G zu halten. Bei einer Montagevorrichtung mit ortsfesten Profilen kann dieses durch Spanneinrichtungen erfolgen. Die dann von den Isolierprofilen 8 eingenommene Lage innerhalb der Aufnahmenuten 4 wird durch Anformen der Stege 7 in die Position eines Preßsitzes fixiert und eingefroren. Damit erreicht die Gesamttoleranz G des Verbundprofils eine Größe, welche im wesentlichen der Vorrichtungstoleranz entspricht.
• Beim Durchlauf eines Verbundprofils durch eine stehende Montagevorrichtung ist es erforderlich, dass die Flächen 5 und 6 der Metallprofilschalen 1 und 2 während der Anformvorganges der Stege 7 an die Führungsrollen bzw. Führungsflächen der Vorrichtung angedrückt werden. Dieses kann z.B. auf einfache Weise durch Führungsrollen, die an außen liegenden Stegen angreifen, oder durch ein elastisches Federelement 13 (siehe Fig. 3) erfolgen, das beispielsweise in die Hohlkammer zwischen den Profilschalen/Metallprofilen und den Isolierleisten/-profilen für den Verbundvorgang eingesetzt wird. Dieses Federelement 13 wirkt in der mit X gekennzeichneten Ebene und drückt die beiden Metallprofile bzw. Profilschalen 1 und 2 gegen die Vorrichtungsbegrenzungen V1, V2 auseinander.
• In den beiden zuvor beschriebenen Verfahren nehmen die Isolierprofile 8 in der Aufnahmenut 4 eine zufällige Lage ein, was zwei unterschiedliche Spaltmaße s1, s2 an einem Isolierprofil 8 zu Folge haben kann.
• Ein Ausgleich der Spaltmaße s1, s2 der einander gegenüberliegenden Spalte S1, S2 durch ein Ausrichten des Isolierprofils 8 in einer mittleren Lage zwischen den Metallprofilen 1, 2 läßt sich durch zwei Federelemente 14a, 14b erreichen, die jeweils zwischen dem Metallprofil 1 und dem Isolierprofil 8 sowie zwischen dem Metallprofil 2 und dem Isolierprofil 8 - hier im wesentlichen zwischen der Stirnseite des Steges 7 und dem Absatz 8" des Isolierprofils - angeordnet sind. Neben der Zentrierung des Isolierprofils relativ zu den beiden Metallprofilen 1, 2 übernehmen die Federelemente 14 auch die Aufgabe des Auseinanderpressens der beiden Metallprofile 1, 2, so dass diese mit ihren Außenflächen oder Außenkanten 5, 6 an der Vorrichtungsbegrenzung anliegen. Ein separates Federelement 13 oder ein sonstiges Vorrichtungsmittel zum Auseinandertreiben der beiden Metallprofile ist damit nicht mehr notwendig. Die Federelemente 14 an dem Isolierprofil 8 ersetzen somit die Funktion eines Federelementes 13 bzw. besondere Haltevorrichtungen für die Metallprofile 1 und 2 an der Montagevorrichtung und realisieren damit eine besonders einfache und vorteilhafte Lösung der Erfindung.
• Die Fig. 3 zeigt das Verbundprofil in noch nicht verbundenem Zustand. Die Anformstege 7 sind noch nicht an die Isolierprofile 8 angeformt. Die Federelemente 14 sind in Richtung der X-Achse des Profils entspannt und treiben damit die Metallprofile 1 und 2 über das Sollmaß G hinaus auseinander.
• Beim Durchlaufen der Vorrichtung werden die Federelemente 14 komprimiert, so dass sie eine Rückstellkraft auf die Metallprofile 1, 2 ausüben, welche die Anlage der Metallprofile 1 und 2 an der Vorrichtung selbst sicher stellt.
• Fig. 4 entspricht der Fig. 2 in der endgültigen fixierten Verbundposition der Metallprofile 1 und 2 mit den Isolierprofilen 8. Die Nutstege 7 sind an den Fußabschnitt 9 der Isolierprofile angeformt, wobei zur Schubvermittlung zwischen in einer seitlichen Ausnehmung (Nute) im Fußabschnitt 9 des Isolierprofils 8 ein verzahnter bzw. gerändelter Draht 15 angeordnet ist, der mit einem Teil seines Außenumfanges an der Innenseite der Stege 7a anliegt und mit diesem einen Formschluß in Längsrichtung des Profils eingeht. Das Federelement 14 ist in der x-Achse so dimensioniert, dass es bezüglich des Verformungsweges eine möglichst gleichmäßige bzw. konstante Federkraft ausübt. Die Dicke der Federelemente 14 in Richtung der X-Achse beträgt in den meisten Anwendungsfällen der Praxis mindestens 2 mm.
• Fig. 5 zeigt anhand einer Ausschnittsvergrößerung eines weiteren Ausführungsbeispiels detailliert die Einspannsituation des Fußes 9 des Isolierprofils 8 in einem der Metallprofile 1, 2. Bei dieser Ausführungsform weist das Federelement 14 im Anlagebereich 19 zum Isolierprofil zur Stegaußenseite hin und im Anlagebereich 18 zu den Metallprofilen relativ zum übrigen Federelementmaterial weichere Dichtlippen 16 und 17 auf.
• Das Federelement 14 besteht hier bevorzugt aus einem Kunststoff und wird derart ausgelegt, dass eine elastischfedernde oder formfedernde Wirkung gegeben ist. Es weist damit eine härtere Konsistenz als die Dichtungen 16 und 17 auf. Die Dichtungen 16 und 17 können einstückig mit dem Federelement 14 durch Koextrusion, Kleben oder auf sonstige Weise mechanisch verbunden sein. Die Dichtungen 16 und 17 weisen eine (vorzugsweise ausschließlich) für Dichtungsaufgaben geeignete weichere Konsistenz auf.
• Zum Beispiel kann das Federelement 14 aus einem gummiartigen Werkstoff wie APTK, Silikon oder ähnlichem mit einer Shorehärte von ca. 60 ausgeführt sein, während die einstückig angeordneten Dichtungen 16 und 17 eine geringere Shorehärte für die spezielle Aufgabe der Dichtung aufweisen.
• Fig. 6 zeigt eine gegenüber Fig. 5 geänderte Geometrie der Aufnahmenut 4. Der Isolierprofilfußabschnitt 9 liegt dort an einer Wand 20 an, die parallel zur X-Achse bzw. Haupterstreckungsebene des Verbundprofils orientiert ist. In diesem Fall findet zwischen der Wand 20 und dem Isolierleistenfußabschnitt 9 ein Kraftschluß statt, ähnlich der Fig. 5, jedoch ohne einen Hinterschnitt, der in der Fig. 5 als Schrägfläche ausgebildet ist. Auch bei dieser Variante der Erfindung wird das Grundprinzip der Spalte S1, S2 zwischen den Isolier- und Metallprofile realisiert. Der Hinterschnitt 7' stellt allerdings eine insbesondere in Hinsicht auf die Aufnahme von Zugbelastungen besonders stabile und vorteilhafte Variante der Erfindung dar. Wesentlich ist, dass das Isolierprofil bzw. hier dessen Fußabschnitt 9 in X-Richtung bei der Montage verschieblich ist.
• Bei der Variante der Fig. 7 liegt der Isolierprofilfußabschnitt 9 ebenfalls an einer Wand 20 der Metallprofile an. Er weist aber am freien Ende der Wandung 20 einen im wesentlichen senkrecht zur X-Achse ausgerichteten Vorsprung 21 auf, der für einen sicheren, ausfallsicheren Eingriff des Isolierleistenfußes 9 in eine entsprechend ausgeformte Ausnehmung 21' der Metallprofile dient, ohne dass der Nutgrund 4' der Nut 4 bei einer Spaltbreite S größer Null kontaktiert wird. Für das durch die Toleranzen vorgesehene Bewegungsspiel des Isolierprofilfußes 9 ist ein Spalt 12 vorgesehen.
• Fig. 8 zeigt ein Isolierprofil 22, bei dem das Federelement 23 auf die gegenüberliegende Seite zum inneren Steg 24 verlegt ist, d.h., das Federelement 23 wirkt nunmehr zwischen der Stirnseite der inneren Isolierleiste 22 und dem Metallprofil 1, 2 über den Nutsteg 24 (hier in gebogener Form), an dem das Federelement 23 zur Anlage kommt.
• Fig. 9 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, bei welcher das Federelement 25 in eine Nut bzw. Tasche 25' in der Stirnseite 26 des Isolierleistenfußes 9 eingesetzt ist und den Spalt S überbrückt. Es kann den Spalt theoretisch sogar weitgehend oder ganz ausfüllen und/oder einstückig an das Isolierprofil angeformt sein. Alternativ kann die Nut mit dem Federelement auch im Metallprofil ausgebildet werden (hier nicht dargestellt).
• Die beschriebenen Ausführungen nach Fig. 3 bis Fig. 9 weisen Federelemente 14,23,25 auf, die mit dem Isolierprofil 3, 8, 22, 27 eine Baueinheit bilden.
• Die Isolierprofile bestehen aus einem schlecht wärmeleitenden Kunststoff, vor allem aus Polyamid, PVC oder ähnlichem, wobei die Federelemente vorzugsweise in Nuten oder Aussparungen am Isolierprofil (oder alternativ am Metallprofil) eingesetzt werden. Die Nuten können die Federelemente form- oder kraftschlüssig halten. Die Federelemente können andererseits auch auf einfache Weise durch Koextrusion, Kleben oder ähnliches an den Isolierleisten einstückig angeordnet werden. Die Form der Federelemente 14, ... ist auf die dargestellten Ausführungen nicht beschränkt.
• Die Federelemente können andererseits auch mit der Isolierleiste einstückig und (oder materialidentisch - z.B. als Federabschnitte in einstückiger Ausbildung mit dem Isolierprofil) ausgebildet werden, wobei dann die Konsistenz der Federelemente hinsichtlich ihrer Härte und Kompressibilität unterschiedlich sein kann.
• Fig. 10 zeigt ein weiteres Detail eines Eingriffes der Isolierleiste in eine entsprechende Aufnahmenut an den Metallprofilen. In die Stirnseite 26 ist eine Ausnehmung bzw. Tasche 28 eingelassen, an deren einer Nutseite eine leistenartige Federzunge 29 angeordnet ist. Die Tasche/Nut 28 ist so bemessen, dass die Federzunge 29 im Falle des Anliegens der Stirnseite 26 am Nutgrund der Metallprofile vollständig von der Tasche 28 aufgenommen wird.
• Fig. 11 zeigt, daß anstelle des Federelementes 14 gemäß Fig. 5 eine Federzunge 30 am Absatz 8" vorgesehen ist, die sich gegen den zugehörigen Anformsteg 7 des jeweiligen Metallprofils 1, 2 abstützt und die Federwirkung in Hinsicht auf das Anliegen der Metallprofile an den Vorrichtungsbegrenzungen V1, V2 ausübt.
• Fig. 12 zeigt eine Federzunge 31 als Ersatz des Federelementes 23 gemäß Fig. 8, welche sich federnd gegen den mittleren, zum Fußabschnitt hin gebogenen Nutsteg 24 der Metallprofile abstützt.
• Das vorstehend Gesagte gilt auch für Profile, bei denen nicht die äußeren Profilstege 7 sondern die inneren Stege 7, 7b oder 24 angeformt (z.B. angepreßt, angerollt) werden und wenn die Federungen 29, 30, 31 an den Metallprofilen 1, 2 einstückig oder separat angeordnet sind (nicht dargestellt).
• Fig. 13 zeigt ein erfindungsgemäßes wärmegedämmtes Verbundprofil mit einer (von außen nahezu unveränderten) Geometrie nach Art der Fig. 1, bei dem sich die Federelemente 14 in ihrer Wirkposition zwischen den Metallprofilen 1, 2 und dem Isolierprofil 8 befinden und mit diesem eine Baueinheit bilden. Die Federelemente 14 sind gemäß dieser Fig. mit einem weitestgehend reißfesten Faden 32 versehen, der dann im Federelement vorgesehen ist, wenn dieses aus einem werkstoffelastischen Material, wie Gummi o.ä. besteht, um ein Strecken zu verhindern, ein Verschlechtern der Federeigenschaften des Federelementes beim Montieren des Federelementes in das Isolierprofil zu vermeiden.
• Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das wenigstens eine Isolierprofil 80 einstückig mit einem Außen- oder Innenprofilabschnitt K aus Kunststoff ausgebildet ist, so daß entsprechend entweder an der Außen- oder an der Innenseite des Verbundprofils kein zweites Metallprofil mehr erforderlich ist. Auch bei diesem Verbundprofil wird ein erfindungsgemäßer Spalt S zwischen dem einen Metallprofil 1, 2 und dem Isolierprofil 80 ausgebildet.
• Hinsichtlich der Toleranzen ist noch folgendes anzumerken. In der Regel geht man bei dem Vermaßen von Bauteilen von den sogenannten theoretischen Nennmaßen aus, die in der Fig. 1 mit A, B und C gekennzeichnet sind. Ausgebend von diesen Nennmaßen ergibt sich ein fertigungsbedingtes Toleranzfeld, welches dem Nennmaß zugeordnet werden kann.
• Das Toleranzfeld kann z.B. das Nennmaß als Ober- bzw. Untergrenze haben; dann ergibt sich das gesamte Toleranzfeld ins Minus oder ins Plus.
• Das Nennmaß kann aber einen Wert innerhalb des Toleranzfeldes darstellen, so dass sich daraus eine Plusüberschreitung und eine Minusüberschreitung zum Sollmaß ergibt.
• Für den vorliegenden Fall insbesondere nach Fig. 2 bedeutet dies, dass entweder alle Nennmaße so zu ändern sind, entsprechend der Anordnung des Toleranzfeldes, damit in jedem Fall an jedem Ende des Isolierprofils ein Spalt S entsteht. Man hat aber auch die Möglichkeit. z.B. die Nennmaße und die Toleranzlage gemäß Fig. 1 aus dem Stand der Technik, die Metallprofile betreffend, zu übernehmen, dann ist aber das Nennmaß C der Isolierleiste so zu ändern, dass sich ebenfalls der Spalt unter Kompensation sämtlicher Toleranzfelder zwischen Null und einem Maximum ergibt.
• Für diese Fälle ergeben sich neue Nennmaße C und/oder A und B.
• Die Breite der Spalte S muß ferner nicht auf das Kleinstmaß Null festgelegt werden. Es kann grundsätzlich ein Minimalspalt definiert werden mit der Spaltdicke s(min), zu der sich im Extremfall die Toleranzfelder der drei Einzelbauteile hinzuaddieren und somit die Gesamtspaltbreite s(max) ergeben.
• Die Erfindung verbessert zusammengefaßt auf einfache Weise die Verbindungstechnik der Profile durch eine Konstruktion und ein zugehöriges Herstellverfahren, bei der/dem sich die Einzelbauteiltoleranzen auf einfache Weise nicht mehr (oder zumindest nur in geringem Umfang) auf die Gesamtbautiefe G des Profils auswirken, ohne daß die äußere Ansicht des Verbundprofils für den Betrachter nennenswert geändert wird. Bereits durch eine einfache konstruktive Änderung im Verbindungsbereich der Kunststoff- und Metallprofile ist es vielmehr möglich, das Sollmaß des übergreifenden Verbundprofils zu verringern, ohne daß es notwendig wäre, die Sollmaße der Einzelelemente des Profils ebenfalls zu verändern.
• Nachfolgend werden noch einige Formeln zur Erfindung und zum Stand der Technik zusammengestellt:
Stand der Technik:
• $$\mathrm{G}\begin{array}{c}\mathrm{+}\mathrm{g}\mathrm{1}\\ \left(\mathrm{\pm }\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{7}\mathrm{mm}\right)\\ \mathrm{-}\mathrm{g}\mathrm{2}\end{array}\mathrm{=}\mathrm{Einzeltoleranzen}\mathrm{+}\mathrm{Vorrichtungstolerenzen}\mathrm{=}\begin{array}{c}+\mathrm{a}\mathrm{1}\mathrm{+}\mathrm{b}\mathrm{1}\mathrm{+}\mathrm{c}\mathrm{1}\\ \\ -\mathrm{a}\mathrm{2}\mathrm{-}\mathrm{b}\mathrm{2}\mathrm{-}\mathrm{c}\mathrm{2}\end{array}\mathrm{+}\mathrm{VT}$$

  
Erfindung:
• G = Vorrichtungstoleranz (gegen Null)
• S = 0 $$\mathrm{S}\mathrm{=}\left(\mathrm{a}\mathrm{1}\mathrm{+}\mathrm{a}\mathrm{2}\mathrm{+}\mathrm{b}\mathrm{1}\mathrm{+}\mathrm{b}\mathrm{2}\mathrm{+}\mathrm{c}\mathrm{1}\mathrm{+}\mathrm{c}\mathrm{2}\right)\mathrm{/}\mathrm{2}$$
  
Bezugszeichenliste

erstes Metallprofil

1

zweites Metallprofil

2

Vorsprung

3'

Absatz

3 "

Isolierprofile

3a, 3b

Isolierprofilaufnahmenuten

4

Nutgrund

4'

Außenflächen

5, 6

äußere Stege

7a

innerer Steg

7b

Hinterschnitt

7'

Isolierprofil

8

Fußabschnitt

9

Flächen

10, 11

Spalt

12

Federelement

13

Federelemente

14a, 14b

gerändelter Draht

15

Dichtlippen

16, 17

Anlagebereich

18, 19

Wand

20

Vorsprung

21

Ausnehmung

21'

Isolierprofil

22

Federelement

23

Nutsteg

24

Federelement

25

Nut

25'

Stirnseite

26

Isolierprofil

27

Tasche

28

Federzunge

29

Federzunge

30, 31

Faden

32

Isolierprofil

80

Kunststoff-Profilabschnitt

k

Nennmaße

A, B und C

Toleranzen

a, b, c, vt

Spaltdicke

s, s1, s2

Spalt

S, S1, S2

Montagevorrichtungsbegrenzungen

V1, V2

Claims (26)

1. Verfahren zur Herstellung eines wärmegedämmten Verbundprofils, bei dem

   - wenigstens ein Metallprofil (1), das wenigstens eine Isolierprofilaufnahmenut (4) aufweist, welche einen Nutgrund (4') und winklig zum Nutgrund ausgerichtete Stege (7, 24) umfasst und wenigstens ein in die Isolierprofilaufnahmenut (4) des Metallprofils (1) eingreifendes Isolierprofil (8, 22, 27, 80) vorgesehen sind,

   - wobei das wenigstens eine Metallprofil (1) und das wenigstens eine Isolierprofil (8, 22, 27, 80) in einer Montagevorrichtung relativ zueinander derart ausgerichtet werden, dass die voneinander abweisenden Außenseiten der Profile um ein Sollmaß voneinander beabstandet werden,

   - wobei die von dem wenigstens einen Isolierprofil (8, 22, 27, 80) eingenommene Lage innerhalb der Isolierprofilaufnahmenut (4) fixiert wird,
   dadurch gekennzeichnet dass

   - das wenigstens eine Metallprofil (1) und das wenigstens eine Isolierprofil (8, 22, 27, 80) durch ein zwischen dem Isolier- und dem Metallprofil ausgebildetes Federelement oder ein zwischen dem Isolier- und dem Metallprofil elastisch komprimierbares Element gegen Führungsflächen oder -rollen der Montagevorrichtung gedrückt werden,

   - während die Stellung des wenigstens einen Metallprofils (1) relativ zum wenigstens einen Isolierprofil (8, 22, 27, 80) durch Anformen oder Anpressen der Stege (7, 24) an das wenigstens eine Isolierprofil (8, 22, 27, 80) fixiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Nutgrund der wenigstens einen Isolierprofilaufnahmenut und dem wenigstens einen Isolierprofil (8, 22, 27, 80) jeweils ein das Isolierprofil vom Nutgrund beabstandender Spalt ausgebildet wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente beim Durchlaufen der Montagevorrichtung gespannt werden, so dass sie eine Kraft auf das oder die Metallprofile (1) ausüben, welche die Anlage der Metallprofile (1) an der Montagevorrichtung sicher stellt.
4. Wärmegedämmtes Verbundprofil, für Fenster, Türen, Fassaden oder Lichtdächer, mit:

   - wenigstens einem Metallprofil (1), das wenigstens eine Isolierprofilaufnahmenut (4) aufweist, welche einen Nutgrund und winklig zum Nutgrund ausgerichtete Stege (7, 24) aufweist, und

   - wenigstens einem in die Isolierprofilaufnahmenut (4) des Metallprofils (1) eingreifenden Isolierprofil (8, 22, 27, 80),

   - wobei zwischen dem Nutgrund der wenigstens einen Isolierprofilaufnahmenut (4) und dem wenigstens einen Isolierprofil (8, 22, 27, 80) ein Spalt (S) ausgebildet ist, und

   - wobei die von dem wenigstens einen Isolierprofil (8, 22, 27, 80) aufgenommene Lage innerhalb der Aufnahmenut (4) fixiert ist,

   - wobei das wenigstens eine Metallprofil und das wenigstens eine Isolierprofil relativ zueinander derart ausgerichtet sind, dass die voneinander abweisenden Außenseiten der Profile um ein Sollmaß voneinander beabstandet sind,

   - wobei die Stellung des wenigstens einen Metallprofils relativ zum wenigstens einen Isolierprofil durch Anformen oder Anpressen der Stege (7, 24) an das wenigstens eine Isolierprofil (8, 22, 27, 80) fixiert ist,
   dadurch gekennzeichnet, dass

   - zwischen dem wenigstens einen Metallprofil (1, 2) und dem wenigstens einen Isolierprofil (8, 22, 27, 80) wenigstens ein Federelement (14, 23, 25, 29, 30, 31) oder ein elastisch komprimierbares Element angeordnet und/oder ausgebildet ist.
5. Verbundprofil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Isolierprofil (80) einstückig mit einem Außen- oder Innenprofilabschnitt (K) aus Kunststoff ausgebildet ist.
6. Verbundprofil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Federelement (14, 23, 25, 29, 30, 31) und/oder das elastisch komprimierbare Element einstückig mit oder separat zu dem wenigstens einen Metallprofil (1, 2) und/oder dem wenigstens einen Isolierprofil (8, 22, 27, 80) ausgebildet ist.
7. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch komprimierbare Element (25, 29) in dem wenigstens einen Spalt (S1, S2) angeordnet ist.
8. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (25, 29) in eine Tasche (25') in der Stirnseite (26) eines Isolierprofilfußes (9) oder des Metallprofils (1, 2) eingesetzt ist und den Spalt (S) überbrückt.
9. Verbundprofil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (25') stirnseitig (26) in den Isolierprofilfuß (9) oder in dem Metallprofil eingelassen und derart bemessen ist, dass das Federelement (29) im Falle des Anliegens der Stirnseite (26) des Isolierprofils (8, 22, 27, 80) am Nutgrund (4') des Metallprofils (1, 2) vollständig von der Tasche (25', 28) aufgenommen ist.
10. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement als leistenartige Federzunge (29, 30, 31) ausgebildet ist.
11. Verbundprofil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federzunge (29, 30, 31) gegen einen Steg (7, 24) oder den Nutgrund (4') des Metallprofils (1, 2) abstützt.
12. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Stege (7, 24) an seiner zu der Isolierprofilaufnahmenut (4) gewandten Seite einen Hinterschnitt (7') ausbildet, in den ein Vorsprung des Isolierprofilfußes (9) eingreift.
13. Verbundprofil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des formschlüssigen Hinterschnittes des Isolierprofilfußes (9) ein Zwischenspalt (12) ausgebildet ist.
14. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierprofilfuß (9) über einen Absatz (8") an das wenigstens eine Isolierprofil (3, 8, 22, 27, 80) angeformt ist, der im wesentlichen direkt in einer Erstreckungsebene von einem der Stege (7, 24) der Isolierprofilaufnahmenut (4) liegt und über das Federelement an diesem Steg (7, 24) anliegt.
15. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Isolierprofil (8, 80) und dem wenigstens einen Metallprofil (1, 2) jeweils ein verzahnter oder gerändelter Draht (15) angeordnet ist.
16. Verbundprofil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (15) im Wesentlichen in einer Ausnehmung des Isolierprofilfußes (9) angeordnet ist und an einem Abschnitt seines Außenumfanges mit einem der Stege (7, 24) einen Formschluß in Längsrichtung des Metallprofils (1, 2) eingeht.
17. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14,23,25) aus einem gummiartigen Werkstoff wie APTK, Silikon usw. besteht.
18. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14, 23, 25) eine Shorehärte von ungefähr 60 aufweist.
19. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14, 23, 25) einen reißfesten Faden (32) aufweist.
20. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallprofil (1, 2) als Leichtmetallprofil ausgebildet ist.
21. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei Metallprofile (1, 2) umfasst, wobei zwischen den zwei Metallprofilen (1, 2) das wenigstens eine Isolierprofil (8, 22, 27, 80) angeordnet ist, wobei zwischen den zwei Metallprofilen (1, 2) und dem wenigstens einen Isolierprofil (8, 22, 27, 80) jeweils ein Spalt (S1, S2) und ein Federelement vorgesehen ist.
22. Verbundprofil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Maße der zwei Spalte (S1, S2) im Wesentlichen gleich sind.
23. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 21 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreiten s1, s2 der Spalte (S1, S2) folgender Bedingung genügen: $$\mathit{s}\mathit{=}\mathit{s}\mathit{1}\mathit{+}\mathit{s}\mathit{2}\mathit{=}\mathit{g}\mathit{=}\mathit{a}\mathit{+}\mathit{b}\mathit{+}\mathit{c}\mathit{,}$$

    

    
    wobei:

    s := Gesamtspaltbreite der beiden Spalte

    s1, s2 := Einzelbreite der Spalte S1 und S2

    g := Gesamttoleranz des Verbundprofils in der Erstreckungsrichtung der drei hintereinander geschalteten Profile 1, 2, 8.

    a:= Einzeltoleranz des Profils 1;

    b:= Einzeltoleranz des Profils 2;

    c:= Einzeltoleranz des Profils 8.
24. Verbundprofil nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei maximaler Einzeltoleranz aller Einzelprofile im Plustoleranzbereich die Summe aus den Spaltmaßen (s 1 und s2) der Spalte (S1, S2) größer als Null ist.
25. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Metallprofilen (1, 2) und dem Isolierprofil (8, 22, 27, 80) separate oder mit dem Isolier- oder Metallprofil (1, 2, 8) verbundene Dichtelemente ausgebildet sind.
26. Verbundprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweils eine Federelement (14) im Anlagebereich (19) zu dem Isolierprofil (8, 22, 27, 80) und jeweils im Anlagebereich (18) zu den Metallprofilen (1, 2) Dichtlippen (16, 17) aufweist, die aus einem weicheren Material als das übrige Federelement (14) bestehen.

Images