EP1837095A2 - Metallprofil für Rahmenkonstruktionen von Fenster-, Tür- oder Fassadenelementen sowie Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Metallprofil für Rahmenkonstruktionen von Fenster-, Tür- oder Fassadenelementen sowie Verfahren zur Herstellung desselben Download PDF

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EP1837095A2
EP1837095A2 EP07104570A EP07104570A EP1837095A2 EP 1837095 A2 EP1837095 A2 EP 1837095A2 EP 07104570 A EP07104570 A EP 07104570A EP 07104570 A EP07104570 A EP 07104570A EP 1837095 A2 EP1837095 A2 EP 1837095A2
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metal
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    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • 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
    • E06B3/2634—Frames with special provision for insulation without separate insulating elements, e.g. the heat transmission being reduced by a smaller cross-section
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C35/00—Removing work or waste from extruding presses; Drawing-off extruded work; Cleaning dies, ducts, containers, or mandrels for metal extruding
    • B21C35/02—Removing or drawing-off work
    • B21C35/023—Work treatment directly following extrusion, e.g. further deformation or surface treatment 
    • B21C35/026—Removing sections from the extruded work, e.g. removing a strip to create an open profile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/065—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes starting from a specific blank, e.g. tailored blank
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0803—Making tubes with welded or soldered seams the tubes having a special shape, e.g. polygonal tubes

Definitions

  • the present invention relates to a metal profile with at least one cross-section determining bend, in particular for the production of frame structures for window, door partition or facade elements, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the present invention relates to a method for producing such a metal profile.
  • frame structures are used for the bordering of panel or glass elements, for example to form casements or to serve as part of a facade.
  • frame structures of interest here usually consist of metal profiles, preferably steel or a light metal is used.
  • the metal profile is usually formed by forming a homogeneous flat profile; Occasionally, the metal profile made of steel is also produced as a welded construction.
  • the metal profile is made of a light metal, it is usually produced by extrusion (extrusion).
  • the window, door or façade elements of interest here are used at the boundary point inside to outside on a building, it is not only necessary that the insert elements are thermally insulated; Also, the metal profile itself is to be designed so that this prevents heat transfer inside to outside or vice versa as possible.
  • thermally insulated metal profile which consists essentially of an inwardly directed upper part, an outwardly directed lower part and connecting these side walls. Overall, results in an approximately rectangular cross-sectional shape.
  • the side walls have inclined webs. Furthermore, the side walls are designed such that their height is less than or equal to the distance between the end walls of the upper part and lower part. Furthermore, the side walls are welded here with the upper part and the lower part.
  • the top and bottom parts to be formed are first to be produced, after which the side walls can be attached thereto by welding, so that overall the rectangular cross-sectional shape is created.
  • the production of this known metal profile proves to be quite expensive. In particular, the individual components to be machined in the initial production steps are then quite expensive to assemble by means of welding devices and the like.
  • the object is achieved on the basis of a metal profile according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features.
  • the invention includes the technical teaching that the cross-section of the metal profile determining at least one bend is formed by cold forming a flat composite profile strip, which consists in cross section of several interconnected by form or material connection sections of different materials and / or different thicknesses.
  • the advantage of the solution according to the invention lies, in particular, in the fact that, for example, a frame profile of the form explained above with reference to the prior art can be produced by means of a single forming step sequence and joining technique without the need for subsequent other production steps.
  • the metal profile according to the invention is angled several times such that preferably the relatively thick portions form the upper and lower part of the metal profile, whereas the relatively thin portions form the side walls of the metal profile.
  • the relatively thick portions form the upper and lower part of the metal profile
  • the relatively thin portions form the side walls of the metal profile.
  • they may additionally consist of other materials or stainless steel and the like. Since stainless steel has a higher strength than the structural steel normally used, so different thickness ratios can be compensated by different choice of materials. If the side walls of the metal profile are now made of stainless steel, they also have a lower thermal conductivity per se because of the smaller thickness per se.
  • the invention with regard to an additional reduction of the thermal conductivity improving measure is provided that are provided on at least one of the outer surfaces, according to the above-described embodiment, on both side walls, punched openings.
  • These breakthroughs may for example have the shape of a parallelogram, triangle, slot and the like and are preferably produced by non-cutting punching.
  • the composite profile strip 1 which is flat in the initial shape, is composed of individual sections 2a-2e in such a way that a continuous surface results on the one side 3.
  • the sections 2a, 2c and 2e of greater thickness here consist of structural steel, whereas the others here are alternate sections 2b and 2d made of stainless steel.
  • the connection of the individual sections 2a-2e with each other is done by a material fit by welding. Overall, a mechanical stable composite material results.
  • the composite profile strip 1 is processed in a first manufacturing step prior to forming in a non-cutting manufacturing process.
  • openings 4 are introduced into the section 2e by punching.
  • the metal forming is then carried out to the metal profile shown here, in which the composite profile strip 1 is shaped by cold forming in such a way that the desired profile results.
  • Cold forming takes place here by roll forming.
  • the openings 4 are used in this metal profile minimizing the thermal conductivity.
  • the invention is not limited to the preferred embodiment described above. On the contrary, modifications are conceivable which are encompassed by the scope of protection of the following claims.
  • embossing, deep drawing and the like to the sections of the composite profile strip, in addition to or instead of the openings, preferably before forming.
  • the composite profile strip can also consist of other suitable material combinations, provided that they can be joined together in a form-fitting or material-locking manner in such a way that no cracking or material breakage as a result of forming is to be feared.
  • the profile according to the invention is suitable for producing a variety of frame structures for civil engineering applications, in which it depends in particular on a minimum thermal conductivity combined with high static strength.

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  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)
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Abstract

Metallprofil mit mindestens einer den Querschnitt bestimmenden Abwinklung, insbesondere zur Herstellung von Rahmenkonstruktionen für Fenster-, Tür-, Trennwand oder Fassadenelemente, wobei die mindestens eine Abwinklung mittels Kaltformen eines Verbundprofilstreifens (1) gebildet ist, der im Querschnitt aus mehreren durch Form- oder Stoffschluss miteinander verbundenen Abschnitten (2a bis 2e) unterschiedlicher Materialien und/oder unterschiedlicher Dicken besteht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Metallprofil mit mindestens einer den Querschnitt bestimmenden Abwinkelung, insbesondere zur Herstellung von Rahmenkonstruktionen für Fenster-, Tür- Trennwand- oder Fassadenelementen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Metallprofils.
  • Auf dem technischen Gebiet des Fenster-, Tür- oder Fassadenelementebaus sowie hierzu verwandten bautechnischen Fachgebieten werden üblicherweise Rahmenkonstruktionen zum Einfassen von Paneelen- oder Glaselementen verwendet, beispielsweise um Fensterflügel zu bilden oder um als Teil einer Fassade zu dienen. Diese hier interessierenden Rahmenkonstruktionen bestehen üblicherweise aus Metallprofilen, vorzugsweise wird Stahl- oder ein Leichtmetall verwendet. Ersterenfalls wird das Metallprofil meist durch Umformen eines homogenen Flachprofils geformt; vereinzelt wird das aus Stahl bestehende Metallprofil auch als Schweißkonstruktion hergestellt. Besteht das Metallprofil dagegen aus einem Leichtmetall, so wird dieses gewöhnlich durch Strangpressen (Extrusion)erzeugt.
  • Sofern die hier interessierenden Fenster-, Tür- oder Fassadenelemente an der Grenzstelle innen zu außen an einem Gebäude zum Einsatz kommen, ist es nicht nur erforderlich, dass die Einsatzelemente wärmeisoliert sind; auch das Metallprofil selbst ist so auszubilden, dass dieses einen Wärmetransport innen zu außen oder umgekehrt möglichst verhindert.
  • Aus der EP 1 510 643 A1 geht ein derartiges wärmegedämmtes Metallprofil hervor, welches im Wesentlichen aus einem nach innen gerichteten Oberteil, einem nach außen gerichteten Unterteil sowie diese verbindende Seitenwände besteht. Insgesamt ergibt sich eine in etwa rechteckige Querschnittsform. Um den Wärmetransport in Folge Wärmeleitung zu reduzieren, weisen die Seitenwände schräg verlaufende Stege auf. Weiterhin sind die Seitenwände derart ausgestaltet, dass deren Höhe kleiner oder gleich dem Abstand zwischen den Stirnwänden des Oberteils und Unterteils ist. Weiterhin sind die Seitenwände hier mit dem Oberteil und dem Unterteil verschweißt. Zur Herstellung dieses Metallprofils sind zunächst die umzuformenden Ober- und Unterteile herzustellen, wonach die Seitenwände durch Schweißen hieran angebracht werden können, so dass insgesamt die rechteckige Querschnittsform entsteht. Die Herstellung dieses bekannten Metallprofils erweist sich insoweit als recht aufwendig. Insbesondere die in den anfänglichen Herstellungsschritten zu bearbeitenden Einzelbauteile sind anschließend recht aufwendig, mittels Schweißvorrichtungen und dergleichen zusammenzufügen.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Metallprofil der vorstehend erläuterten Art zu schaffen, welches sich flexibel an bautechnische Anforderungen anpassen lässt und gleichzeitig einfach herstellbar ist.
  • Die Aufgabe wird ausgehend von einem Metallprofil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die den Querschnitt des Metallprofils bestimmende mindestens eine Abwinkelung mittels Kaltformen eines flachen Verbundprofilstreifens gebildet ist, der im Querschnitt aus mehreren, durch Form- oder Stoffschluss miteinander verbundenen Abschnitten unterschiedlicher Materialien und/oder unterschiedlicher Dicken besteht.
  • Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass sich beispielsweise ein Rahmenprofil der eingangs anhand des Standes der Technik erläuterten Form mittels einer einzigen Umformschrittfolge und Fügetechnik herstellen lässt, ohne dass nachträgliche anderen Herstellungsschritte erforderlich sind. Denn das erfindungsgemäße Metallprofil wird derart mehrfach abgewinkelt, dass vorzugsweise die relativ dicken Abschnitte das Ober- und Unterteil des Metallprofils bilden, wogegen die relativ dünnen Abschnitte die Seitenwände des Metallprofils bilden. Damit trotz der geringeren Wandstärke der Seitenwände deren statische Stabilität gewährleistet ist, können diese zusätzlich noch aus anderen Materialien oder auch Edelstahl und dergleichen, bestehen. Da Edelstahl eine höhere Festigkeit als der normalerweise verwendete Baustähle besitzt, lassen sich so unterschiedliche Dickenverhältnisse durch verschiedene Materialwahl kompensieren. Werden die Seitenwände des Metallprofils nun aus Edelstahl hergestellt, so weisen diese zusätzlich auch wegen der geringeren Dicke per se eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf.
  • Gemäß einer weiteren, die Erfindung im Hinblick auf eine zusätzliche Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit verbessernde Maßnahme ist vorgesehen, dass an mindestens einer der Außenflächen, entsprechend der vorstehend erläuterten Ausführungsform, an beiden Seitenwänden, gestanzte Durchbrüche vorgesehen sind. Diese Durchbrüche können beispielsweise die Form eines Parallelogramms, Dreiecks, Langlochs und dergleichen aufweisen und werden vorzugsweise nicht-spanend durch Stanzen hergestellt.
  • Dies erfolgt vorzugsweise vor dem Umformen des Verbundprofilstreifens zu dem Metallprofil, also in der noch flachen Ausgangsform des Verbundsprofilstreifens. Im Zuge dieses Herstellungsschrittes können bei Bedarf weiterhin auch Prägungen, Tiefziehungen und dergleichen in den Verbundprofilstreifen eingebracht werden. Durch das anschließende Kaltformen, vorzugsweise Kaltwalzen oder Kaltkanten, wird der so vorbearbeitete Verbundprofilstreifen zu dem gewünschten Metallprofil umgeformt. Als Endform ergibt sich ein offenes oder geschlossenes Metallprofil. Neben der Möglichkeit, dass die Abschnitte des Verbundprofilstreifens abwechselnd aus herkömmlichem Baustahl und Edelstahl bestehen, ist es jedoch auch denkbar, andere Kombinationen aus zwei oder mehr Materialien zu nutzen, beispielsweise auch Metall mit Nichtmetall. Insbesondere weisen viele Nichtmetalle - z.B. im Bautechnikbereich verwendete Kunststoffe - günstige Wärmeisoliereigenschaften auf, die sich in dieser Kombination nutzen lassen. Je nach gewünschter Profilform und Anwendungsfall lassen sich somit in flexibler Weise unterschiedliche Metallprofile herstellen.
  • Je nach Materialkombination lassen sich die einzelnen Abschnitte des Verbundprofilstreifens durch Schweißen oder Kleben stoffschlüssig miteinander verbinden. Daneben ist es auch denkbar, die einzelnen Abschnitte formschlüssig durch Fügen miteinander zu verbinden. Entscheidend für die Wahl der Verbindungsart ist, dass sich eine das Umformen ermöglichende feste Verbindung ergibt. Erforderlichenfalls ist darauf zu achten, dass die Kantenverläufe nicht mit der Grenzstelle einander benachbarter Abschnitte des Verbundprofilstreifens zusammentreffen. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Querschnittsansicht eines Verbundprofilstreifens vor dem Umformen, und
    Fig.2
    eine perspektivische Ansicht eines aus diesem Verbundprofilstreifen durch Umformen hergestellten Profils.
  • Gemäß Fig.1 ist der in der Ausgangsform flache Verbundprofilstreifen 1 derart aus einzelnen Abschnitten 2a-2e zusammengesetzt, dass sich zu der einen Seite 3 hin eine durchgehende Fläche ergibt. Die Abschnitte 2a, 2c und 2e von größerer Dicke bestehen hier aus Baustahl, wogegen die übrigen sich hiermit abwechselnden Abschnitte 2b und 2d aus Edelstahl bestehen. Die Verbindung der einzelnen Abschnitte 2a-2e untereinander erfolgt stoffschlüssig durch Schweißen. Insgesamt ergibt sich ein mechanische stabiler Materialverbund.
  • Der Verbundprofilstreifen 1 wird in einem ersten Herstellungsschritt vor dem Umformen in einem nicht-spanenden Herstellungsverfahren bearbeitet. In diesem Ausführungsbeispiel werden Durchbrüche 4 in den Abschnitt 2e durch Stanzen eingebracht.
  • Hinsichtlich Fig.2 erfolgt anschließend das Umformen zu dem hier dargestellten Metallprofil, in dem der Verbundprofilstreifen 1 derart durch Kaltformen umgeformt wird, dass sich das gewünschte Profil ergibt. Hier erfolgt das Kaltumformen durch Rollformen.
  • Die Durchbrüche 4 dienen bei diesem Metallprofil der Minimierung der Wärmeleitfähigkeit.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, neben oder anstelle der Durchbrüche Prägungen, Tiefziehungen und dergleichen an den Abschnitten des Verbundprofilstreifens anzubringen, vorzugsweise vor dem Umformen. Daneben kann der Verbundprofilstreifen auch aus anderen, geeigneten Materialkombinationen bestehen, sofern sich diese in einer Art und Weise form- oder stoffschlüssig miteinander zusammenfügen lassen, dass keine Rissbildung oder Materialbruch in Folge Umformen zu befürchten ist. Das erfindungsgemäße Profil eignet sich zur Herstellung vielfältiger Rahmenkonstruktionen für bautechnische Anwendungen, in denen es insbesondere auf eine minimale Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig hoher statischer Beanspruchbarkeit ankommt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbundprofilstreifen
    2
    Abschnitt
    3
    Seite
    4
    Durchbruch

Claims (11)

  1. Metallprofil mit mindestens einer den Querschnitt bestimmenden Abwinklung, insbesondere zur Herstellung von Rahmenkonstruktionen für Fenster-, Tür-, Trennwand oder Fassadenelemente,
    dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abwinklung mittels Kaltformen eines Verbundprofilstreifens (1) gebildet ist, der im Querschnitt aus mehreren durch Form- oder Stoffschluss miteinander verbundenen Abschnitten (2a bis 2e) unterschiedlicher Materialien und/oder unterschiedlicher Dicken besteht.
  2. Metallprofil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Abschnitte (2a bis 2e) gestanzte Durchbrüche, Prägungen oder Tiefziehungen eingebracht bzw. angebracht sind.
  3. Metallprofil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (2a bis 2e) des Verbundprofilstreifens (1) aus einer Kombination von Baustahl und Edelstahl bestehen.
  4. Metallprofil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (2a bis 2e) des Verbundprofilstreifens (1) aus einer Kombination von Metall mit Nichtmetall bestehen.
  5. Metallprofil nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die aus Edelstahl bestehenden Abschnitte (2b, 2d) eine geringere Dicke als die aus Baustahl bestehenden Abschnitte (2a, 2c, 2e) aufweisen.
  6. Metallprofil nach Anspruch 3 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die aus Edelstahl bestehenden Abschnitte (2c, 2e) sowie die aus Baustahl bestehenden Abschnitte (2b, 2d) jeweils zumindest in etwa parallel zueinander verlaufen.
  7. Metallprofil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die aus Edelstahl bestehenden und parallelverlaufenden Abschnitte (2c, 2e) mit Durchbrüchen (4) zur Minimierung der Wärmeleitfähigkeit versehen sind.
  8. Metallprofil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung der einzelnen Abschnitte (2a bis 2e) stoffschlüssig durch Schweißen oder Kleben erfolgt.
  9. Metallprofil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung der einzelnen Abschnitte (2a bis 2e) formschlüssig durch Fügen erfolgt.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Metallprofils nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Herstellungsschritt, dass ein flacher Verbundprofilstreifen (1) mit Abschnitten (2a bis 2e) unterschiedlicher Materialien und/oder Dicken durch Kaltformen umgeformt wird, so dass sich die gewünschte Profilform ergibt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundprofilstreifen (1) vor dem Umformen in einem nicht-spanenden Herstellungsschritt bearbeitet wird, um Durchbrüche (4), Prägungen und/oder Tiefziehungen ein- bzw. anzubringen.
EP07104570A 2006-03-22 2007-03-21 Metallprofil für Rahmenkonstruktionen von Fenster-, Tür- oder Fassadenelementen sowie Verfahren zur Herstellung desselben Withdrawn EP1837095A3 (de)

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