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Herstellungsverfahren eines Verbundprofils und Verbundprofil
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Ober-begriff des Anspruches
1 näher genannten Art.
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Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (DE-OS 25
59 599) wird nach dem Zusammenfügen der beiden Rahmenprofile eines der zwei aus
dem einen Rahmenprofil vorstehenden Stegprofile durch Biegung in rechtwinklig zur
Zusammenfügrichtung verlaufender Verspannrichtung verformt.
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Durch Anformung einer in Verspannrichtung zurücktretenden, nach dem
Verformen des einen Stegprofiles von diesem hintergriffenen Hinterschneidung an
das andere Rahmenprofil ist die Verbindung zwischen den beiden Rahmenprofilen eine
Formschlußverbindung.
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Die mit dem bekannten Verfahren hergestellte Verbindung zwischen zwei
Profilen wird zur Herstellung eines Verbundprofils angewendet, welches aus zwei
durch zwei Kunststoffprofile miteinander verbundenen, aus metallischem Werkstoff,
insbesondere Aluminium, bestehenden Rahmenprofilen hergestellt ist. Das Biegen der
Stegprofile wird durch einen Ziehdorn vorgenommen, der durch den Hohlraum zwischen
den beiden Kunststoffprofilen und den beiden Rahmenprofilen hindurchgezogen wird.
Die Durchführung des Herstellungsverfahrens setzt das Vorhandensein eines zusätzlichen
Stegprofiles
an mindestens einem Rahmenprofil voraus, an welchem
sich der Ziehdorn abstützen kann. Bei dem bekannten Verfahren werden mit dem Durchziehen
des Ziehdorns beide Kunststoffprofile gleichzeitig zwischen in der erforderlichen
Anzahl vorhandenen Stegprofilen der Rahmenprofile verspannt. Für die Funktionsfähigkeit
dieses Verfahrens treten am Ziehdorn erhebliche Kräfte auf. Die Aufnahme dieser
Kräfte erfordert eine Baugröße des Ziehdornes, die der Gestaltungsfreiheit des Verbundprofils
Grenzen setzt, Für unterschiedlich ausgestaltete Verbundprofile muß darüber hinaus
jeweils ein der Gestaltung des jeweiligen Verbundprofils individuell angepaßter
Ziehdorn verwendet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren zu
vereinfachen, Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruches 1 niedergelegt.
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Durch die Erfindung ist es möglich, das Verbundprofil lediglich durch
in Zusammenfügrichtung der Rahmenprofile wirksamen Druck herzustellen. Durch das
Zusammenfügen wird selbsttätig der rechtwinklig zur Zusammenfügrichtung wirksame
Spanndruck erzeugt. Die erst durch den Biegevorgang entstehenden Verspannkräfte
brauchen nicht in Verspannrichtung unmittelbar auf ein Stegprofil aufgebracht zu
werden. Vielmehr werden die Biegekräfte in Zusammenfügrichtung mit dem Zusammenfügen
aufgebracht. Dadurch können die für die Durchfügung des Biegevorganges erforderlichen
Kräfte an den
Außenseiten der Rahmenprofile angreifen. Es wird dadurch
die Verwendung eines Ziehdornes überflüssig. Die Biegekräfte können z0B. in einfacher
Weise dadurch aufgebracht werden, daß die beiden Rahmenprofile in einer Presse miteinander
verbunden werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß dieser Preßvorgang auch kontinuierlich
dadurch durchgeführt werden kann, daß die beiden miteinander zu verbindenden Rahmenprofile
zwischen einem Walzenpaar hindurchgeführt werden, welches den Biegevorgang vollzieht.
Das Aufbringen der für die Verbindung erforderlichen Biegekräfte durch ein Walzenpaar
bereitet keine Schwierigkeiten, da der Baugröße der von außen angreifenden Walzen
keine Grenzen gesetzt sind.
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Durch das Kennzeichen des Anspruches 2 ist gewährleistet, daß das
erfindungsgemäße Verfahren die Einhaltung enger Toleranzen am fertigen Verbundprofil
ermöglicht. Durch das Kennzeichen des Anspruches 3 sind die Verspanndrücke gleichmäßig
auf beide Schenkel des Winkelprofils verteilt.
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Die weitere Erfindung betrifft Formmerkmale des Verbundprofils bzw.
der zu seiner Herstellung verwendeten Rahmenprofile.
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Durch das Kennzeichen des Anspruches 4 wird eine besonders sichere
Formschlußverbindung zwischen den beiden Rahmenprofilen
ermöglicht.
Dies ist insbesondere in Gemeinsamkeit mit dem Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches
10 gewährleistet.
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Bei dem Aufbau des Verbundprofils nach dem Kennzeichen des Anspruches
5 ist zweckmäßig das Winkelprofil an dem aus metallischem Werkstoff, insbesondere
Aluminium, bestehenden Rahmenprofil angeordnet. Metallische Profile lassen sich
nämlich bei entsprechender Werkstoffwahl ohne besondere Schwierigkeiten bleibend
durch Biegung verformen, was hingegen bei Kunststoffprofilen Schwierigkeiten bereitet.
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Demgegenüber kann der Vorsprung leicht an das Kunststoffprofil angeformt
werden. Die Flanken des Vorsprunges werden durch die Schenkel des Winkelprofils
lediglich auf Druck beansprucht, was keine Probleme bereitet. Bei Verwendung eines
hinreichend elastischen Werkstoffes zur Herstellung des Kunststoffprofiles ist es
auch denkbar, den Vorsprung nicht von vornherein an das Kunststoffprofil anzuformen
sondern lediglich den Spannschenkel in eine Seitenfläche des Kunststoffprofiles
einzupressen derart, daß sich durch die Eigenelastizität des Kunststoffes der zwischen
den Schenkeln des Winkelprofils einliegende Vorsprung bei der Verfahrensdurchführung
selbst bildet, Durch Anspruch 6 ist eine zweifache Verklammerung zwischen den Rahmenprofilen
möglich. Bei der Ausführungsform nach
Anspruch 7 dient das nicht
mit einem Winkelprofil versehene Stegprofil des zweiten Rahmenprofils dazu, ein
Ausweichen des mit dem Vorsprung versehenen Steges in von dem Winkelprofil weggewandter
Verspannrichtung zu verhindern. Durch das Kennzeichen des Anspruches 8 wird der
von dem Winkelprofil in Verspannrichtung auf den Steg bzw. das Stegprofil des anderen
Rahmenprofils ausgeübte Verspanndruck zur Herstellung einer besonders guten Abdichtung
ausgenützt. Die hohe Qualität der Abdichtung beruht darauf, daß die Abschrägung
der Flanke einen einem Linienkontakt wenigstens angenäherten Kontakt zwischen den
Dichtflächen herstellt.
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Anspruch 11 kennzeichnet das vornehmliche Anwendungsgebiet des Erfindungsgegenstandes.
Bei wärmegedämmten Rahmenkonstruktionen ist es nämlich erforderlich, zwei aus metallischem
Werkstoff bestehende Rahmenprofile durch in der Regel zwei diese voneinander distanzierende
Kunststoffprofile miteinander zu verbinden. Neben der eingangs genannten Konstruktion
gemäß DE-OS 25 59 599 ist es bekannt, die Verbindung zwischen den Kunststoffprofilen
und den metallischen Rahmenprofilen auch durch Verklebung oder Ultraschall-Einbettung
vorzunehmen. Die Erfindung ermöglicht ein besonders einfaches Verbindungsverfahren,
welches ohne besonderen maschinellen Aufwand, z.B. dadurch durchgeführt werden,
daß einfach die beiden metallischen Rahmenprofile mit dem bzw. den sie miteinander
verbindenden Kunststoffprofilen
kontinuierlich durch ein die Rahmenprofile
von außen beaufschlagendes Walzenpaar hindurchgeführt werden derart, daß die metallischen
Rahmenprofile in Zusammenfügrichtung gegeneinander gepreßt werden, wobei der Zusammenfügweg
durch Wegbegrenzungsanschläge z.B. nach dem Kennzeichen des Anspruches 9 zur Einhaltung
enger Abmessungstoleranzen des fertigen Rahmenprofils festgelegt ist.
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Der Gegenstand der Erfindung wird anhand von in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei diese jedoch die Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung nicht beschränken. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch zwei
metallische Rahmenprofile und zwei diese miteinander verbindende Kunststoffprofile
in der Ausgangsstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung
durch das aus den in Fig. 1 dargestellten Einzelprofilen hergestellte Verbundprofil,
Fig. 3 - 6 Querschnitte durch modifizierte Ausführungsformen von erfindungsgemäß
hergestellten Verbundprofilen.
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Wenngleich das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Verbundprofilen
dargestellt wird, bei denen zwei metallische Rahmenprofile durch jeweils zwei Kunststoffprofile
miteinander
verbunden sind, darf nicht übersehen werden, daß das
Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich auf der Verbindung zweier Rahmenprofile
beruht, von denen bei den Ausführungsbeispielen eines die Innenschale 1 oder die
Außenschale 2 und das andere eines der beiden Kunststoffprofile 3 oder 4 ist. Das
erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Verbindung zwischen dem die Innenschale
1 bildenden metallischen Rahmenprofil und einem der Kunststoffprofile 3,4 näher
beschrieben. Dabei ist im Sinne der in den Ansprüchen verwendeten Terminologie das
Kunststoffprofil 3 das Rahmenprofil 5 und die Innenschale 1 das Rahmenprofil 6.
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Aus dem Rahmenprofil 5 steht in Richtung auf das Rahmenprofil 6 ein
Steg 7 vor. Der Steg 7 wird zwischen den beiden aus dem Rahmenprofil 6 in Richtung
auf das Rahmenprofil 5 vorstehenden Stegprofilen 8,9 verspannt. Die Zusammenfügrichtung
10 ist durch zwei gegeneinander gerichtete Pfeile gekennzeichnet. Die Verspannrichtung
11 ist ebenfalls durch zwei Pfeile gekennzeichnet. Sie verläuft rechtwinklig zur
Zusammenfügrichtung 10.
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An das freie Ende des Stegprofils 9 ist ein in Profillängsrichtung
verlau-fendes, mit dem Strangpreßvorgang des Rahmenprofils 6 hergestelltes Winkelprofil
12 angeformt. Der Betätigungsschenkel 13 des Winkelprofils 12 weist etwa in Verspannrichtung
11, der Spannschenkel 14 in Zusammenfügrichtung 10 zum Rahmenprofil 5 hin.
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An den Steg 7 des Rahmenprofils 5 ist auf der dem Winkelprofil 12
zugewandten Seite ein in Verspannrichtung 11 vorstehender Vorsprung 15 angeformt.
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Der Verbindungssteg 16 zwischen Winkelprofil 12 und Stegprofil 9 weist
eine geringere Wandstärke auf als mindestens der Bestätigungsschenkel 13 des Winkelprofils
12. Dadurch bildet der Verbindungssteg 16 eine Sollbiegestelle, deren Biegeachse
in Längsrichtung des Rahmenprofils 6, d.h. lotrecht zur Bildebene der Figuren verläuft.
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Bei dem Zusammenfügen der Rahmenprofile 5,6 in Zusammenfügrichtung
10 steht der Vorsprung 15 mit Abstand zum Rahmenprofil 6 in den Weg des Betätigungsschenkels
13 des Winkelprofils 12. Ein Ausweichen des Rahmenprofils 5 in von dem Winkelprofil
12 weggewandter Verspannrichtung 11 ist nicht möglich, da sich der Steg 7 beim Zusammenfügen
mit seiner dem Winkelprofil 12 abgewandten Flanke an dem Stegprofil 8 des Rahmenprofils
6 abstützt. Folglich beaufschlagt der Steg 7 mit seinem Vorsprung 15 beim Zusammenfügen
den Betätigungsschenkel 13 des Winkelprofils 12 und verbiegt diesen in Richtung
auf das Rahmenprofil 6 um etwa 450 um die Längsachse des Verbindungssteges 16. Um
den Biegeweg zu begrenzen, ist das Rahmenprofil 5 mit einer Anschlagkante 17 versehen,
die gegen die Stirnkante 18 des Stegprofiles 8 anschlägt und damit in Zusammenfügrichtung
10 eine weitere Gegeneinanderbewegung der Rahmenprofile 5,6 verhindert. Der Abstand
des
Betätigungsschenkels 13 zum Rahmenprofil 6 ist ausreichend
groß, um die ca 450-Biegung zu ermöglichen.
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Betätigungsschenkel 13 und Spannschenkel 14 des Winkelprofils 12 stehen
in einem rechten Winkel 19 zueinander. Die Flanken 20,21 des Vorsprunges 15 bilden
ebenfalls einen rechten Winkel 22. Die Symmetrieachse 23 zwischen den beiden Flanken
20,21 verläuft in Verspannrichtung 11.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig, 1 - 2 ist der Steg 7 des Rahmenprofils
5 lediglich einseitig mit einem Vorsprung 15 versehen. Mit seiner anderen Flanke
24 liegt er an der Innenflanke 25 des Stegprofiles 8 an, welches parallel zum Stegprofil
9 verläuft und ebenfalls wie dieses an das Rahmenprofil 6 angeformt ist. Es ist
jedoch ohne weiteres möglich, das Stegprofil 8 ebenfalls wie das Stegprofil 9 mit
einem Winkelprofil 12 zu versehen und beidseitig an den Steg 7 des Rahmenprofils
5 einen Vorsprung 15 anzuformen, so daß eine doppelte Verspannung im Sinne des Erfindungsgedankens
möglich ist, wie diese analog zwischen den Rahmenprofilen 5 und 6 gemäß Fig. 4 vorliegt.
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Die Flanke 24, die in Zusammenfügrichtung 10 verläuft, kann auch in
einem spitzen Winkel zur Zusammenfügrichtung 10 ausgerichtet sein derart, daß sie
als Schrägkante 26 ausgebildet ist und sich mit dieser gegen die Ecke 27 zwischen
Stirnkante
18 und Innenflanke 25 des Stegprofils 8 anlegt.
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In diesem Falle kann anstelle der Anschlagkante 17 die Stirnkante
28 des Steges 7 als Wegbegrenzungsanschlag ausgebildet sein. Dann schlägt die Stirnkante
28 an das Rahmenprofil 6 unmittelbar an.
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Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 stellt eine kinematische Umkehrung
zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 dar. Das Rahmenprofil 5 ist mit den beiden Stegprofilen
8,9 versehen, während das Rahmenprofil 6 nur einen Steg 7 aufweist, Während bei
den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 - 3 die erfindungsgemäße Verbindung jeweils nur
einseitig zwischen den Rahmenprofilen 5,6 vorliegt, ist in Fig. 4 eine doppelseitige
Verbindung auf der Basis des in Fig. 3 dargestellten Prinzips gebildet.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 sind am Rahmenprofil 5 zwei Stegprofile
8,9 angeformt, die beide mit nach innen stehenden Vorsprüngen 15 versehen sind.
Das Rahmenprofil 6 weist zwei Stege 7 auf, an welche nach außen stehende Winkelprofile
12 angeformt sind. Hier sind Innenschale 1 und Außenschale 2 lediglich durch ein
Kunststoffprofil 3 miteinander verbunden. Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 unterscheidet
sich von den vorangegangenen Ausführungen dadurch, daß die Zusammenfügrichtung in
Längsrichtung der Stoßfuge zwischen
Außenschale 2 und Innenschale
1 verläuft. Sonst entspricht diese Ausführungsform der Ausführungsform gemäß Fig.
5.
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Nach dem Zusammenfügen liegt das Winkelprofil 12 mit seinen beiden
Schenkeln 13,14 fest an den Flanken 20,21 des Vorsprunges 15 an und sichert damit
eine Formschlußverbindung zwischen den beiden Rahmenprofilen 5,60 Darüber hinaus
drücken die beiden Schenkel 13,14 des Winkelprofils 12 den Steg 7 mit seiner anderen
Flanke 24 gegen das Stegprofil 8, so daß der Steg 7 fest eingeklemmt ist. Anstelle
nur eines Steges 7 können auch - wie in Fig 3 und 6 - auch zwei zueinander parallellaufende
Stege 7 vorgesehen sein, die jeweils beidseitig eingeklemmt sind,