Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil für Rahmen von Fenstern, Türen, Fassadenelementen und dgl. nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Verbundprofil dieser Art ist aus DE-A-31 02 616 bekannt.
Einem solchen Verbundprofil liegt folgender technischer Hintergrund zugrunde: Es kann vorkommen, daß der den Isoliersteg bildende Kunststoff z.B. durch Alterung oder punkt- oder linienförmig angepreßte Halteelemente brüchig wird oder reißt und das Verbundprofil mangels Zusammenhalt seiner Metallprofilteile durch den Isoliersteg auseinanderbricht, wodurch es zu beträchtlichen Gefährdungen kommen kann. Auch ist der den Isoliersteg bildende Kunststoff in der Regel nicht feuer- oder hitzebeständig, so daß er beispielsweise im Falle eines Brandes oder beim Schweißen der Metallprofilteile verschmort, wodurch der Zusammenhalt der beiden Metallprofilteile ebenfalls verlorengehen kann. Daher kann z.B. ein äußeres, nicht mehr mit dem inneren verbundenes Metallprofilteil bei Feuer von einer Gebäudewand herabstürzen und am Boden schweren Sach- und Personenschaden anrichten. Auch die Einlagerung von an sich nicht brennbaren, jedoch losen Verstärkungsfasern, beispielsweise Glas- oder Kohlenstoffasern, die vornehmlich nur in einer Richtung verlaufen und nicht miteinander verbunden sind, ändert hieran nichts, weil diese zu einem festen Halt des einen Metallprofilteils am anderen nichts beitragen können, wenn der den Isoliersteg bildende Kunststoff seinen Zusammenhalt verloren hat.
Daher ist in der oben erwähnten Druckschrift DE 31 02 616 Al vorgesehen, daß der den Isoliersteg bildende Kunststoff mit einem Faserverbundskelett aus hitzebeständigen Fasern kombiniert und das Faserverbundskelett derart mit den Metallprofilteilen verbunden ist, daß es auch bei degeneriertem Kunststoff des Isoliersteges, also insbesondere im Brandfall, einen Zusammenhalt der Metallprofilteile sicherstellt.
Das Faserverbundskelett besteht bei diesem bekannten Verbundprofil aus Glas- oder Kohlefasern, die in einfacher Weise um an beiden Enden des Isoliersteges vorgesehene Verankerungselemente herumgewickelt sind, wobei diese Wicklungen in den Kunststoff des Isoliersteges eingebettet sind oder an dessen Außenseiten liegen können. Die Herstellung solcher Wicklungen ist fertigungstechnisch nicht einfach. Außerdem haben die einzelnen Wicklungen keinen Zusammenhalt untereinander, wodurch die Festigkeit des Isoliersteges und damit des Verbundprofils bei Beschädigung des den Isoliersteg bildenden Kunststoffes beeinträchtigt sein kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verbundprofil so auszubilden, daß es einfacher herzustellen und die Festigkeit des Isoliersteges und damit des Verbundprofils, insbesondere auch im Brandfall, generell verbessert ist.
Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verbundprofil durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 stehenden Merkmale gelöst.
Durch die Ausbildung als Band kann das Faserverbundskelett in einfacher Weise vorgefertigt werden, wobei die Fasern im Band durch Weben, Flechten, Wirken, Stricken oder dergleichen untereinander zusammengehalten sein können. Die verdickten Randabschnitte des Bandes gestatten eine zuverlässige Verankerung an den Metallprofilteilen. Schließlich vermittelt das Band als solches dem Isoliersteg einen besseren inneren Zusammenhalt als lose Faserwicklungen.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
Die Fig. 1 zeigt ein z.B. für die Herstellung von Fenstern, Türen oder Fassadenelementen geeignetes Verbundprofil 1 mit einem inneren Metallprofilteil 2 und einem äußeren Metallprofilteil 3, beispielsweise aus Aluminium, Aluminiumlegierung oder Stahl gefertigt. Die beiden Metallprofilteile 2, 3 sind durch längsverlaufende Isolierstege stege 4, 5 aus Kunststoff, z.B. Polyesterharz, miteinander verbunden. Die Isolierstege 4, 5 bilden eine wärmedämmende Brücke zwischen den Metallprofilteilen 2, 3.
Die Isolierstege 4, 5 ragen mit ihren im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Enden 6 in korrespondierende, längs verlaufende Nuten 7 der Metallprofilteile 2, 3 hinein, in denen sie durch entsprechendes linienoder punktförmiges Anwalzen der diese Nuten 7 begrenzenden Wandschenkel 8 gehalten sind, vgl. auch Fig. 2 und 3.
Bei der dargestellten Ausführungsform des Verbundprofils 1 sind zur Verbindung der Metallprofilteile 2, 3 zwei Isolierstege 5 vorgesehen. Bei einfacheren Verbundprofilformen genügt im Prinzip auch nur ein einziger Isoliersteg zur Verbindung der beiden Metallprofilteile. Die beiden in Fig. 1 dargestellten Isolierstege 4, 5 könnten weiterhin auch durch einen oder mehrere Querstege aus dem gleichen Kunststoff miteinander verbunden sein. Die nachstehenden Ausführungen beziehen sich auch auf solche Ausführungsformen von Verbundprofilen bzw. Isolierstegen.
Wie in Fig. 1 angedeutet und aus Fig. 2 deutlich hervorgeht, ist die die Isolierstege 4, 5 bildende Kunststoffmatrix mit einem Faserverbundskelett 11 kombiniert. Das Faserverbundskelett 11 besteht aus festen, schlecht wärmeleitenden, nicht brennbaren, feuersicheren, hitzebeständigen Fasern, beispielsweise Glasfasern, Kohlenstoffasern oder Fasern aus hitzebeständigem Kunststoff, insbesondere Aramidfasern oder Naturfasern, insbesondere Asbest oder Hanffasern. Der innere Zusammenhalt des Faserverbundskeletts ist dadurch gewährleistet, daß dieses Skelett als Gewebe, Geflecht, Gewirk, Gestrick oder dgl. ausgebildet ist, wobei die Fasern vor Ausbildung des Verbundskeletts zu Fäden oder Garnen vereinigt sein können. Eingebunden in den Kunststoff des Isolierstegs 4, 5 ist das Faserverbundskelett 11 mit seinen längs und quer im Isoliersteg verlaufenden und miteinander verbundenen Fasern in der Lage, hohen Druck-, Schub- und Zugspannungen - auch in Verbindung mit thermischen Belastungen - standzuhalten. Man erhält also durch die Einbettung des Faserverbundskeletts 11 eine deutliche Festigkeitserhöhung des Isolierstegs 4, 5 und eine bessere Sicherung des Verbunds im Verbundprofil 1.
Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, weist das Faserverbundskelett 11 im Bereich der Nuten 7 der Metallprofilteile 2, 3 profilierte, verdickte Enden 13 auf, die formschlüssig derart in den Nuten 7 verankert sind, daß sie aus diesen auch dann nicht austreten können, wenn der den Isoliertsteg 4 bildende Kunststoff z.B. durch Hitzeeinwirkung oder Rißbildung degeneriert oder generell mechanisch überbelastet ist. Somit stellt das Faserverbundskelett 11 auch in diesem Falle noch einen Zusammenhalt und hängenden Verbund zwischen den Metallprofilteilen 2, 3 sicher, so daß diese sich, z.B. im Brandfall nicht voneinander ablösen können, sondern miteinander unlösbar verhängt bleiben.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist das Faserverbundskelett 11 als gewebtes Band 14 ausgebildet, welches vollständig in die Kunststoffmatrix des Isolierstegs 4 eingebettet ist, so daß der Kunststoff des Isolierstegs das Faserverbundskelett 11 allseits umgibt und durchdringt. Die profilierten, verdickten Enden 13 sind an dem das Faserverbundskelett 11 bildenden Band 14, welches für sich in Fig. 3 dargestellt ist, dadurch hergestellt, daß die Randabschnitte des Bandes wulstartig eingerollt und z.B. durch Vernähen oder Verkleben befestigt sind, so daß sie eine formschlüssige Verankerung in den Nuten 7 der Metallprofilteile 2, 3 bilden. Bei dem in Fig. 3 dargestellten flexiblen, biegeschlaffen Band 14, welches das Rohmaterial für das Faserverbundskelett 11 bildet, könnten die quer verlaufenden Fasern oder Fäden auch schräg zu den längsverlaufenden Fasern oder Fäden ausgerichtet sein.
Die verdickten Enden 13 am Band 14 können auch in anderer Weise ausgebildet werden, beispielsweise durch direktes, textiles Anarbeiten (Anweben, Anstricken) von gegebenenfalls entsprechend profilierten Wülsten an die Ränder des Bandes 14 oder auch durch Anbringung von Glasfaserbündeln oder dgl. an den Rändern des Bandes.
Das aus dem Band 14 mit den verdickten Randabschnitten 13 bestehende Faserverbundskelett 11 aus hitzebeständigen Fasern ist über die ganze Länge der Isolierstege 4, 5 hinweg in den Nuten 7 der Metallprofilteile 2, 3 formschlüssig verankert.
Eine weitere Ausführungsform eines Verbundprofils unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 dadurch, daß ein Faserverbundskelett aus hitzebeständigen Fasern nicht im Inneren des Isoliersteges 4, sondern im wesentlichen an dessen Außenseite angeordnet ist, wobei die den Isoliersteg 4 bildende Kunststoffmatrix jedoch das Faserverbundskelett ganz oder teilweise durchdringen kann. Man könnte auch an den beiden Außenseiten des Isolierstegs 4 jeweils Einzelbänder anordnen, die mit wulstartig verdickten Enden, ähnlich den Enden 13 in Fig. 2, in die Nuten 7 der Metallprofilteile 2, 3 eingreifen und hierdurch formschlüssigen Halt geben. Die wulstartig verdickten Enden 13 zweier Einzelbänder 14 lassen sich z.B. mit Hilfe zwischen den Bändern angeordneter, parallel zu deren Längsachse verlaufender Glasfaserbündel erzeugen. Im Falle von seitlichen Einzelbändern können diese durch quer zwischen ihnen verlaufende Fasern oder Fäden miteinander verbunden sein, so daß gewissermaßen ein dreidimensionales, mit Kunststoff gefülltes Gebilde von erhöhter Festigkeit entsteht.
Der durch das Faserverbundskelett 11 verstärkte, die Isolierstege 4, 5 bildende Kunststoff kann zusätzlich weitere Stoffe enthalten: beispielsweise (wie an sich bekannt) einzelne, lose Verstärkungsfasern, insbesondere Glas- oder Kohlenstoffasern, Glaskugeln oder auch vorzugsweise pulvrige Flammschutzmittel, insbesondere Antimontrioxid, Aluminiumhydroxid, Natriumsilikat, chlor-, brom-, phosphorhaltige organische Verbindungen, mikrofasrige Dawsonite und/oder Treibmittel, insbesondere Azodicarbonamid, und/oder Blähstoffe, insbesondere treibmittelhaltige Mikrohohlkugeln aus Silikat, Polypropyl- oder Polyähtylen.
Für die Herstellung der mit den hitzebeständigen Faserverbundskeletten 11 kombinierten Isolierstege 4, 5 eignen sich insbesondere duroplastische Kunststoffe, z.B. ungesättigte Polyester-, Phenacrylat- oder Vinylester-, Epoxid-, Phenol- oder Harnstoffharze, sowie thermoplastische oder vernetzbare Kunststoffe, z.B. Polyamid-, Polysulfon-, Polyetherketonharze, oder Polyurethan.
Die Bänder 14 können beispielsweise durch Pultrusion, Extrusion oder Koextrusion mit dem die Isolierstege 4, 5 bildenden Kunststoff kombiniert werden.
Der durch das Faserverbundskelett 11 vermittelte Fasergehalt kann beispielsweise bis zu 70 Volumen-% der Isolierstege 4, 5 betragen.
Generell ist es bei allen beschriebenen Ausführungsformen auch möglich, die kraft- und formschlüssige Verbindung der Enden der Isolierstege 4, 5, 64 mit den Metallprofilteilen 2, 3 durch zusätzliche Verklebung in an sich bekannter Weise zu verbessern.