[0001] Die Erfindung betrifft ein Kunststoffhohlprofil mit einer tragenden Wand zur Verbindung
von zwei Metallprofilen miteinander und mit mindestens einer ausschäumbaren Hohlkammer.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zu Herstellung eines solchen Kunststoffhohlprofils.
[0002] Das Ausschäumen der Hohlkammer(n) wird bei den in Rede stehenden Profilen vorgenommen,
um eine kleinzellige Unterteilung des Volumens der Hohlkammer(n) zu erreichen und
um so den Wärmewiderstand des Kunststoffhohlprofils bzw. seiner Hohlkammer zu erhöhen.
Die kleinzellige Unterteilung der Hohlkammer reduziert den Wärmetransport durch die
Hohlkammer auf Grund von Konvektionsströmungen auf einen vernachlässigbaren Wert.
[0003] Einen maximalen Erfolg dieser Technik erhält man dann, wenn die Hohlkammer vollständig
ausgeschäumt ist. Diesem Ziel steht entgegen, dass beim Einspeisen des Schaums dieser
expandiert und so zunächst die Schaummenge geringer sein muss als das Volumen der
den Schaum aufnehmenden Hohlkammer. Ein vollständiges Ausschäumen der Hohlkammer ist
so nicht immer sichergestellt. Füllt man, um eine 100%ige Ausschäumung der Hohlkammer
sicherzustellen, einen Überschuss an Schaum in die Hohlkammer ein, entstehen Druckspannungen,
die zu einer partiellen Verformung des Profils führen können und/oder sich nachteilig
auf die Festigkeit des Kunststoffhohlprofils auswirken. Dies ist insbesondere bei
thermischen Wechselbeanspruchungen des Profils der Fall.
[0004] Die mit Schaum gefüllten Kunststoffhohlprofile werden als Isolierstege mit Metallprofilen
(üblicherweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt) zu einem Verbundprofil
verbunden, und dieses Verbundprofil wird zur Veredelung der Oberfläche einer Nachbehandlung
unterzogen, beispielsweise
- einer Eloxierung bei Temperaturen von ca. 100 °C; oder
- einer Einbrennlackierung bei Temperaturen von ca. 180 °C.
[0005] Bei diesen Temperaturen stellt sich in dem Schaum eine Nachreaktion unter Freisetzung
von Gasanteilen ein, und gleichzeitig tritt bei diesen Temperaturen ein gewisses Erweichen
der Kunststoffmaterialien der Isolierstege auf. Dieser Vorgang der Nachreaktion ist
nicht vorhersehbar in seinem Ausmaß und somit durch ein geringeres Befüllen des Hohlraums
der Hohlkammer(n) nicht kompensierbar.
[0006] Darüber hinaus tritt eine thermische Expansion der in dem Schaum eingeschlossenen
Gasvolumina auf, die für eine weitere Erhöhung des im Inneren der Hohlkammer herrschenden
Drucks sorgt.
[0007] Ein weiteres Problem bei dieser Nachbehandlung stellt die Tatsache dar, dass die
thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Profilmaterial und Schaum verschieden sind.
[0008] Aufgrund des im Inneren des Hohlprofils auftretenden Druckanstiegs kommt es zu einer
unregelmäßigen Verformung des Isolierstegs einschließlich der tragenden Wand, was
bis zum Zerreißen des Materials und einem Platzen der Hohlkammer führen kann.
Im eingebauten Zustand der Verbundprofile treten darüber hinaus Spannungen und Expansionsprozesse
des Schaums auf, die beispielsweise durch die Sonneneinstrahlung von in Fassaden eingebauten
Bauteilen aus Verbundprofilen herrühren, wo Temperaturen von 80 °C und mehr auftreten
können. Das Verbundprofil ist also auch noch nach der Fertigstellung enormen Temperaturbelastungen
ausgesetzt, die ähnlich wie die Nachbehandlungsverfahren zu Schäden an dem Kunststoffhohlprofil
führen können.
[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kunststoffhohlprofil der eingangs
beschriebenen Art vorzuschlagen, bei dem die vorstehend beschriebenen Probleme vermieden
sind.
[0010] Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Kunststoffhohlprofil erfindungsgemäß
dadurch gelöst, dass die Hohlkammer ein Volumen mit einer Querschnittsfläche aufweist,
welche mindestens teilweise von einer von der tragenden Wand verschiedenen Hohlkammerwand
begrenzt wird und welche sich bei einer Expansion des Schaums unter vorgegebener Verformung
der Hohlkammerwand bei im Wesentlichen formstabiler tragender Wand definiert vergrößert.
[0011] Da man das Expansionsverhalten des Schaums, der in das Hohlprofil eingespeist wird,
abschätzen kann, kann man die definierte Volumenvergrößerung bei der Konstruktion
des Kunststoffhohlprofils und der Ausbildung von dessen Hohlkammer berücksichtigen.
So lässt sich im Sinne der Maximierung der Isolierleistung des Kunststoffhohlprofils
eine vollständige Befüllung sicherstellen.
[0012] Den bei der Nachbehandlung der Verbundprofile auftretenden Problemen mit der Nachreaktion
des Schaums, der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Schaum
und Kunststoffmaterial, Expansion der im Schaum eingeschlossenen Gasvolumina etc.
wird bei den erfindungsgemäßen Hohlprofilen dadurch Rechnung getragen, dass die Hohlkammerwand
so ausgebildet ist, dass sie der Expansion des Schaumes unter den Bedingungen der
Nachbehandlung nachgeben kann, wobei sie sich definiert verformt. Auf Grund dessen
kann dann die tragende Wand formstabil ausgelegt werden, so dass sich die Verformung
im für die Festigkeit des Verbundprofils unkritischen Bereich der Hohlkammerwand abspielt.
Damit wird eine in unkritischen Bereichen des Kunststoffprofils unkritische Änderung
der Hohlkammerquerschnittsfläche erhalten, ohne dass es zu einem Zerreißen des Profils
oder Platzen der Hohlkammer kommen kann. Dasselbe gilt auch beim Einsatz der Verbundprofile
in einer Umgebung, die große Temperaturwechselbelastungen erwarten lässt.
[0013] Dies erlaubt schließlich auch den mit Schaum gefüllten Hohlraum als Konstruktionselement
bei der Auslegung der Wanddicken des Profils zu berücksichtigen, die dann geringer
ausgelegt werden können, da die Schaumfüllung im Hohlraum eine Aussteifung des Profils
bewirkt.
[0014] Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Hohlprofils sind auch Konstruktionen
problemlos zu realisieren, bei denen die tragende Wand zusammen mit der Hohlkammerwand
die Querschnittsfläche der Hohlkammer begrenzen, d. h. die tragende Wand direkt den
sich im Inneren der Hohlkammer aufbauenden Druck erfährt.
[0015] Die Realisierung der verformbaren Hohlkammerwand kann in vielfältiger Weise erfolgen.
[0016] Beispielsweise kann die Hohlkammerwand zwei separate Längswände mit freien, nicht
miteinander verbundenen Endbereichen umfassen, welche aneinander anliegend die Querschnittsfläche
begrenzen. Durch die Materialsteifigkeit der separaten Längswände lassen diese die
Befüllung des Hohlkammervolumens mit Schaum zu, ohne dass dieser austreten kann. Eine
Verformung der Hohlkammerwand und eine damit einher gehende Vergrößerung der Querschnittsfläche
wird in diesem Stadium bevorzugt vermieden. Damit steht dann die volle Kapazität zur
Volumenvergrößerung der Hohlkammer für die Nachbehandlungsschritte und/oder die Zeit
nach dem Einbau der Verbundprofile an ihrem Bestimmungsort zur Verfügung.
[0017] Eine andere Alternative besteht darin, dass das Hohlprofil eine zweite Hohlkammer
aufweist, welche von der ersten Hohlkammer durch eine gemeinsame Wand, die Teil der
Hohlkammerwand ist, getrennt ist, und dass die gemeinsame Wand einen Abschnitt aufweist,
welcher bei der Expansion des Schaums aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung
bewegbar ist, wobei in der zweiten Stellung der gemeinsamen Wand eine Verbindung von
der ersten zur zweiten Hohlkammer geschaffen ist und die Volumina der beiden Hohlkammern
miteinander in Fließverbindung stehen.
[0018] Hier wird konstruktiv die Möglichkeit geschaffen, dass sich der Schaum bei Temperaturbelastung
ausdehnt, die Hohlkammer definiert öffnet und der dabei aus dem ursprünglichen Hohlkammervolumen
austretende Schaumanteil in ein vorgegebenes Auffangvolumen übertritt.
[0019] Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Wandabschnitt der Hohlkammerwand
nur einseitig mit dem Hohlprofil verbunden ist und so unter dem sich aufbauenden Druck
unter Ausführung einer Schwenkbewegung nachgibt und die Fließverbindung zur zweiten
Hohlkammer schafft.
[0020] Eine andere denkbare Lösung wäre bei dieser Ausführungsform, den Wandabschnitt an
zwei Längskanten über einen geschwächten Bereich mit dem Hohlprofil zu verbinden,
so dass der Wandabschnitt unter dem sich bei Temperaturbelastung aufbauenden Druck
absprengbar ist und damit die Fließverbindung zur zweiten Hohlkammer schafft.
[0021] Häufig weisen Hohlkammern von Kunststoffhohlprofilen eine polygonale Querschnittsfläche
auf. Bei solchen Hohlkammern kann bei einer weiteren Alternative vorgesehen sein,
dass mindestens zwei der Innenwinkel der polygonalen Querschnittskontur voneinander
verschieden sind und sich bei Volumenvergrößerung der Hohlkammer aneinander angleichen.
[0022] Soll die Hohlkammer im ausgeschäumten und expandierten Zustand einen eher der Kreisform
angenäherten Querschnitt aufweisen, kann die Hohlkammer zunächst in einem Zustand
hergestellt werden, in dem sie mehr die Form einer Ellipse aufweist und bei der Expansion
sich definiert in Richtung Kreisform verformt und damit das Volumen definiert vergrößert.
[0023] Zwischen- und Mischformen zwischen diesen beiden grundlegenden spezifischen Ausführungsbeispielen
sind selbstverständlich möglich. Vorstellbar ist beispielsweise, dass die Hohlkammer
eine sich ins Innere der Hohlkammer wölbende Längswand umfasst, welche bei der Expansion
des Schaums verformbar ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die sich zunächst ins
Innere der Hohlkammer wölbende Längswand bei der Expansion des Schaums so verformt
wird, dass sich die Wölbung nach außen richtet. Damit ändert sich an der Geometrie
des Kunststoffhohlprofiles bis auf die Änderung der Wölbung der Längswand der Hohlkammer
nichts, und über die Tiefe der vorgegebenen Wölbung lässt sich die maximal zulässige
Volumenvergrößerung der Hohlkammer vorgeben.
[0024] Bei Hohlkammern mit polygonalem Querschnitt wird man in einem Spezialfall einen rechteckigen
Querschnitt im ausgeschäumten und expandierten Zustand vorfinden, wobei dann die Hohlkammer
mit dem definiert verkleinerten Volumen zunächst ein Parallelogramm im Querschnitt
darstellt, wobei die Eckwinkel von 90° abweichen. Im ausgeschäumten und maximal expandierten
Zustand der Hohlkammer werden sich diese wieder dem Wert 90° annähern.
[0025] Je nach Umfang der benötigten Volumenvergrößerung kann man sich bei polygonalen rechteckförmigen
Querschnitten auch vorstellen, dass nur ein Teilvolumen von einem parallelogrammartigen
Querschnitt definiert wird, welcher ohne Trennwand direkt an ein polygonales, insbesondere
ein rechteckförmiges Teilvolumen angrenzt.
[0026] Auf Grund der üblicherweise verwendeten Schäume werden sich die Volumenvergrößerungen
bevorzugt im Bereich von 2 bis 20 % des ursprünglichen Hohlraumvolumens ansiedeln.
Weiter bevorzugt beträgt die zulässige Volumenvergrößerung mindestens 5 bis 10 %.
[0027] Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffhohlprofils,
bei dem zunächst das Kunststoffhohlprofil mit leerer Hohlkammer hergestellt wird,
wobei die Hohlkammer ein Volumen mit einer Querschnittsfläche aufweist, welche mindestens
teilweise von einer Hohlraumwand begrenzt wird, wobei die Querschnittsfläche der Hohlkammer
um einen vorgegebenen Anteil geringer ist als bei einem für die Hohlkammer vorgegebenen
zulässigen Maximalvolumen, und ein Schaum in die Hohlkammer eingespeist wird und dass
die Hohlkammerwand bei einer Expansion des Schaums definiert bei im Wesentlichen formstabiler
tragender Wand so verformt wird, dass sich der Querschnitt der Hohlkammer definiert
vergrößert.
[0028] Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Kunststoffhohlprofil
mit der Hohlkammerwand zunächst in einem Zustand hergestellt, beispielsweise aus einem
Werkzeug extrudiert, in dem die Querschnittsfläche der Hohlkammer von vornherein um
einen vorgegebenen Anteil gegenüber der maximal zulässigen vermindert ist.
[0029] Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Kunststoffhohlprofil mit der Hohlkammer
in einem Zustand hergestellt (extrudiert) wird, indem die Hohlkammer ihr maximales
Volumen bzw. ihre endgültige Querschnittsform aufweist, und indem in einem daran anschließenden
Schritt eine Verformung der Hohlkammerwand vorgenommen wird, so dass diese eine Querschnittsfläche
begrenzt, welche um den vorgegebenen Anteil unter der maximalen Querschnittsfläche
der Hohlkammer liegt.
[0030] Diese Variante hat den Vorteil, dass ein und dasselbe Profil je nach dem Einsatzzweck
des späteren Verbundprofils mehr oder weniger stark vor der Befüllung mit Schaum verformt
werden kann.
[0031] Hier besteht die Möglichkeit, dass auf Seiten des Herstellers der Kunststoffhohlprofile
die Kammer in den Zustand mit dem geringeren Volumen verformt wird und die Profile
in diesem verformten Zustand an den weiterverarbeitenden Kunden geliefert wird.
[0032] Vorstellbar ist allerdings auch, dass praktisch unmittelbar vor der Befüllung der
Hohlkammer mit dem Schaum diese verformt wird und sich die Hohlkammer zusammen mit
der Expansion des Schaumes bei Temperaturbelastung dann wieder in ihre ursprüngliche
bzw. endgültige Form zurückstellt.
[0033] Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im Folgenden an Hand der Zeichnung
noch näher erläutert. Es zeigen im Einzelnen:
- Figur 1:
- eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Kunststoffhohlprofils im Querschnitt;
- Figur 2:
- eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Kunststoffhohlprofils im Querschnitt;
- Figur 3:
- eine anschnittsweise Querschnittsdarstellung eines Metall-Kunststoffverbundprofils
mit dem Hohlprofil der Figur 2;
- Figur 4:
- eine dritte Variante eines erfindungsgemäßen Kunststoffhohlprofils im Querschnitt;
- Figur 5:
- eine vierte Variante eines erfindungsgemäßen Kunststoffhohlprofils im Querschnitt.
[0034] Figur 1 stellt ein Kunststoffhohlprofil 10 mit einer Hohlkammer 12 und einer formstabilen
tragenden Wand 14 dar, an welche die Hohlkammer 12 mittig angeformt ist. Die mittige
Anordnung der Hohlkammer 12 an der tragenden Wand 14 ist nicht zwingend. Vielmehr
kann die Hohlkammer je nach den sonstigen im Verbundprofil gegebenen konstruktiven
Besonderheiten auch außermittig angeordnet und/oder in zwei oder mehrere parallele
Hohlkammern unterteilt sein.
[0035] Die Hohlkammer wird von der formstabilen tragenden Wand 14 sowie von Seitenflächen
16, 17 und einer zwischen diesen Seitenflächen 16, 17 sich erstreckenden Wand 18 begrenzt.
Die Seitenflächen 16, 17 und die Wand 18 bilden dabei eine verformbare Hohlkammerwand.
[0036] In der in der Zeichnung durchgezogen dargestellten Struktur sind die Seitenflächen
16, 17 gegenüber der formstabilen tragenden Wand 14 in einem spitzen Winkel (α) angeordnet.
Die Seitenflächen 16, 17 sind über Fußpunkte 22, 23, welche eine etwas geringere Wanddicke
als die Seitenflächen 16, 17 aufweisen, mit der tragenden Wand 14 verbunden. Die Seitenflächen
16, 17 sind mit der Wand 18 über Eckbereiche 20, 21 verbunden, die ebenfalls eine
geringere Materialstärke aufweisen als die Seitenwände 16, 17 bzw. die Wand 18.
[0037] Dadurch wird erreicht, dass eine Rückstellung bzw. Verformung der Hohlkammer 12 aus
der in durchgezogener Form gezeigten Parallelogrammstellung in eine Rechteckstellung
(strichpunktierte Darstellung) gelingt, ohne dass größere Kräfte wirken müssen.
[0038] Die Höhe des Profils b1 vergrößert sich beim Aufstellen des Parallelogramms zur Rechteckform
auf die Höhe b2, wobei hiermit eine Volumenvergrößerung der Hohlkammer einhergeht.
[0039] Die Höhe b2 bzw. b1 und die Breite a der Hohlkammer stehen über den Winkel α mit
einander in Beziehung, so dass sich aus dem vorgegebenen Winkel α (im Beispiel 60°)
bei der Aufstellung auf die Rechteckform eine Volumenvergrößerung um 16 % ergibt,
die auf der Vergrößerung der Querschnittsfläche basiert. Dies ist aus der folgenden
Formel ersichtlich:

[0040] Genaugenommen handelt es sich bei dem in der Figur 1 dargestellten Querschnitt der
Hohlkammer 12 um die Kombination eines sehr flachen Rechteckes, gebildet von der Wand
des Trägerelements und den Fußpunkten 22, 23 und einem darauf aufsetzenden Parallelogramm,
aufgespannt von den Seitenwänden 16, 17 und der Wand 18 sowie einer gedachten Linie
zwischen den Fußpunkten 22, 23. Da die Höhe des Rechteckes/der Fußpunkte gering ist
im Vergleich zu b2, kann der Querschnitt für die Zwecke der vorliegenden Erfindung
in erster Näherung als reines Parallelogramm betrachtet werden.
[0041] Die tragende Wand 14 endet an ihren Längskanten mit abgekröpften Bereichen 24, 25,
welche so ausgebildet sind, dass sie mit ihren freien Endbereichen 26, 27 in eine
Schwalbenschwanzführung eines korrespondierend ausgebildeten Metallprofiles (hier
nicht gezeigt) eingeführt werden können. Die freien Enden 26, 27 weisen jeweils eine
Nut 28, 29 auf, die der Aufnahme eines Klebemittels, beispielsweise in Form eines
Kunststoffdrahtes, dient, und das bei der weiteren Verarbeitung des Verbundprofiles
dann zu einer schubsicheren Verbindung zwischen Kunststoffprofil 10 und den damit
verbundenen Metallprofilen wird.
[0042] Figur 2 zeigt eine Variante zu dem erfindungsgemäß ausgestalteten Kunststoffhohlprofil
10 in Form eines Kunststoffhohlprofils 30, welches sich aufbaut aus einer tragenden
Wand 32 sowie Hohlkammern 34, 35. Dieses Ausführungsbeispiel dient zum einen der Visualisierung
der Möglichkeit der Verwendung mehrerer paralleler Hohlkammern an einer tragenden
Wand, wobei die tragende Wand 32 hier nur in geringem Umfang der Begrenzung des Volumens
der Hohlkammern 34, 35 dient.
[0043] Des Weiteren dient dieses Ausführungsbeispiel zur Erläuterung der vielfältigen Möglichkeiten
der Gestaltung der Querschnittsfläche der Hohlkammern 34, 35, wobei hier im maximal
expandierten Zustand eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche erhalten
wird, während im nicht expandierten Zustand die Querschnittsflächen elliptisch sind.
Die Querschnittsflächen der Hohlkammern 34, 35 werden dann neben einem Abschnitt der
tragenden Wand 32 von einer Hohlkammerwand 37, 38 begrenzt, deren Wandstärke so ausgelegt
ist, dass sich die Verformung in Richtung zu dem der maximalen Querschnittsfläche
in Kreisform ergibt, ohne dass ein allzu großer Druckanstieg im Inneren der Hohlkammern
34, 35 notwendig wäre. Dies wird durch Schwächungen in der Wand 38 unterstützt, die
benachbart zur angrenzenden tragenden Wand 32 ausgebildet sind.
[0044] Die tragende Wand 32 endet an ihren beiden Längskanten jeweils mit abgekröpften Bereichen
41, 42, welche mit Endbereichen 44, 45 enden, welche so verbreitert ausgeformt sind,
dass sich diese in Schwalbenschwanzführungen von mit dem Kunststoffprofil 32 zu verbindenden
Metallprofilen einführen lassen. Wiederum wie bereits im Zusammenhang mit der Figur
1 erläutert, weisen die Endbereiche 44, 45 Nuten 46, 47 auf, die der Aufnahme von
Klebemittel (beispielsweise einem Kunststoffdraht) zur schubfesten Verbindung des
Kunststoffprofils 32 mit den hiermit zu verbindenden Metallprofilen dienen.
[0045] Die Figur 3 zeigt dann in einer ausschnittsweisen Darstellung das Profil 32 der Figur
2 im eingebauten Zustand zwischen zwei Metallprofilen 48, 49. Die Metallprofile 48,
49 weisen schwalbenschwanzförmig ausgebildete Nuten 50, 51 auf, die die Endbereiche
44, 45 des Profils 30 aufnehmen.
[0046] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Profils 30 kommt es auch unter Temperaturbelastung
zu keiner Verformung der tragenden Wand 32 des Profils 30, und lediglich die Querschnittsfläche
der Hohlkammern 34, 35 vergrößert sich in Richtung einer kreisförmigen Querschnittsfläche
und gleicht somit bei Temperaturbelastung bei Nachbehandlungsschritten oder auch beim
Einsatz des Verbundprofils in Umgebungen mit hoher Temperaturbelastung die dabei auftretende
Expansion des Schaumes im Inneren der Hohlkammern 34, 35 aus, ohne dass dies sonst
zu Verformungen des Hohlprofils 30 führen würde. Damit bleibt das Kunststoffhohlprofil
30 ein berechenbares tragendes Element in der Verbundprofilkonstruktion und vermeidet
insbesondere das Aufplatzen oder Reißen von bestimmten Teilen des Profils 30 bei extremen
Temperaturbelastungen.
[0047] Figur 4 zeigt eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Kunststoffhohlprofils,
welches hier mit dem Bezugszeichen 56 insgesamt bezeichnet ist. Dieses Profil weist
wie die zuvor beschriebenen eine tragende Wand 58 auf, welche zusammen mit einer verformbaren
Hohlkammerwand 60 das Volumen der Hohlkammer des Kunststoffprofils 56 einschließt.
[0048] Anders als bei den zuvor vorgestellten konstruktiven Lösungen ist hier die Hohlkammerwand
60 nicht einteilig, sondern besteht aus zwei separaten Längswänden 62, 63, die sich
jeweils an die tragende Wand 58 anschließen und von dort aus mit ihren freien, abgewinkelten
Enden 64, 65 gegeneinander erstrecken und überlappen. Dadurch wird ein geschlossener
Hohlraum gebildet, der den Schaum beim Befüllen nicht austreten lässt. Bei einer späteren
Temperaturbelastung kann der Schaum expandieren, wobei sich die Hohlkammerwand 60
in die strichpunktiert dargestellte Stellung bewegen kann. Um diesen Vorgang zu erleichtern,
sind die Längswände 62, 63 mit Fußpunkten 66, 67 an die tragende Wand 56 bzw. deren
abgekröpfte Bereiche 70, 71 angeschlossen, die wieder von der Materialstärke verjüngt
ausgebildet, so dass sich die für die Verformung der Hohlkammerwand 60 notwendigen
Kräfte mit Sicherheit im Rahmen dessen halten, was die Formstabilität des Trägers
56 unbeeinträchtigt lässt. Die abgekröpften Endbereiche 70, 71 weisen freie Enden
72, 73 auf, welche sich so verbreitern, dass diese von komplementären Schwalbenschwanzführungen
in zugehörigen Metallprofilnuten einschiebbar sind.
[0049] Figur 5 zeigt eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Kunststoffhohlprofils in
Form des Profils 80, welches aufgebaut ist aus einer tragenden Wand 82, an welche
sich zwei Hohlkammern 83, 84 anschließen. Die größere der beiden Hohlkammern 84 (im
Folgenden auch erste Hohlkammer genannt) dient der Befüllung mit Schaum und wird von
einer Hohlkammerwand 85 umschlossen, welche einen Wandabschnitt 86 umfasst, welcher
eine Trennwand zur daneben sich erstreckenden Hohlkammer 83 bildet.
[0050] Der Wandabschnitt 86 der Hohlkammerwand 85 ist mit einem Ende über einen Fußpunkt
88 an der tragenden Wand 82 gehalten, während die andere Kante des Wandabschnitts
86 als freies Ende 89 ausgebildet ist. Dieses freie Ende des Wandabschnitts 86 liegt
zunächst an einem Vorsprung 90 an, welcher sich entlang der Länge der Hohlkammer 84
ins Innere derselben erstreckt und über die gesamte Länge somit einen Anschlag für
das freie Ende 89 des Wandabschnitts 86 bildet.
[0051] Wird nun Schaum in den Hohlraum 84 eingefüllt, so füllt dieser das vorgegebene Volumen
vollständig aus, wobei der Wandabschnitt 86 bevorzugt in der in durchgezogener Darstellung
gezeigten Stellung verbleibt.
[0052] Ist das Profil 80 später thermischen Belastungen ausgesetzt, die zu einer Expansion
des Schaumes in der Hohlkammer 84 führen, kann der Wandabschnitt 86 in die strichpunktiert
gezeichnete Stellung oder noch weiter aus der ursprünglichen Position heraus schwenken
und somit eine Fließverbindung zwischen der Hohlkammer 84 und der Hohlkammer (zweite
Hohlkammer) 83 herstellen. Damit ist für den expandierenden Schaum eine definierte
Möglichkeit, aus der Kammer 84 auszutreten, gegeben, ohne dass dies außen am Profil
sichtbar wäre.
[0053] Das Profil 80 weist an seiner tragenden Wand 82 an deren Längskanten wiederum abgekröpfte
Bereiche 92, 93 auf, die mit verbreiterten Endkanten 94, 95 ausgebildet sind, die
in komplementär ausgestalteten Nuten von Metallprofilen einschiebbar sind und so eine
Kunststoff-Metall-Verbundkonstruktion ergeben.
1. Kunststoffhohlprofil mit einer tragenden Wand zur Verbindung von zwei Metallprofilen
miteinander und mit mindestens einer ausschäumbaren Hohlkammer, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer ein Volumen mit einer Querschnittsfläche aufweist, welche mindestens
teilweise von einer von der tragenden Wand verschiedenen Hohlkammerwand begrenzt wird
und welche sich bei einer Expansion des Schaums unter vorgegebener Verformung der
Hohlkammerwand bei im wesentlichen formstabiler tragender Wand definiert vergrößert.
2. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Wand und die Hohlkammerwand zusammen die Querschnittsfläche begrenzen.
3. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammerwand zwei separate Längswände mit freien, nicht miteinander verbundenen
Endbereichen umfasst, welche aneinanderanliegend die Querschnittsfläche begrenzen.
4. Kunststoffhohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil eine zweite Hohlkammer aufweist, welche von der ersten Hohlkammer
durch eine gemeinsame Wand, die Teil der Hohlkammerwand ist, getrennt ist, und dass
die gemeinsame Wand einen Abschnitt aufweist, welcher bei der Expansion des Schaums
aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegbar ist, wobei in der zweiten
Stellung der gemeinsamen Wand eine Verbindung von der ersten zur zweiten Hohlkammer
geschaffen ist und die Volumina der beiden Hohlkammern miteinander in Fließverbindung
stehen.
5. Kunststoffhohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer eine polygonale Querschnittsfläche aufweist, wobei mindestens zwei
der Innenwinkel der polygonalen Querschnittsfläche voneinander verschieden sind und
sich bei Volumenvergrößerung der Hohlkammer aneinander angleichen.
6. Kunststoffhohlprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammerwand eine ins Innere der Hohlkammer gewölbte Längswand umfasst, welche
bei Expansion des Schaums verformbar ist.
7. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gewölbte Längswand bei der Expansion des Schaums so verformbar ist, dass sich
die Wölbung der Längswand nach außen gerichtet ist.
8. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die polygonale Querschnittsfläche der Hohlkammer mindestens in einem Teilbereich
einem Parallelogramm entspricht, wobei dessen Eckwinkel von 90° abweichen und sich
bei der Expansion des Schaums dem Wert 90° annähern.
9. Kunststoffhohlprofil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenvergrößerung 2 bis 20 % des ursprünglichen Hohlraumvolumens beträgt.
10. Kunststoffhohlprofil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenvergrößerung mindestens 10 Vol % des ursprünglichen Hohlraumvolumens betragen
kann.
11. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffhohlprofils mit einer tragenden Wand zur
Verbindung von zwei Metallprofilen miteinander und mit mindestens einer ausgeschäumten
Hohlkammer, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Kunststoffhohlprofil mit leerer Hohlkammer hergestellt wird, wobei die
Hohlkammer ein Volumen mit einer Querschnittsfläche aufweist, welche mindestens teilweise
von einer Hohlraumwand begrenzt wird, wobei die Querschnittsfläche der Hohlkammer
um einen vorgegebenen Anteil geringer ist als bei einem für die Hohlkammer vorgegebenen
zulässigen Maximalvolumen, dass ein Schaum in die Hohlkammer eingespeist wird und
dass die Hohlkammerwand bei einer Expansion des Schaums definiert bei im Wesentlichen
formstabiler tragender Wand so verformt wird, dass sich der Querschnitt der Hohlkammer
definiert vergrößert.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffhohlprofil mit der Hohlkammerwand in einem Zustand hergestellt wird,
in dem die von ihr begrenzte Querschnittsfläche von vornherein ein um den vorgegebenen
Anteil geringer ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffhohlprofil mit der Hohlkammerwand in einem Zustand hergestellt wird,
in dem die Hohlkammer eine Querschnittsfläche entsprechend dem zulässigen Maximalvolumen
aufweist, und dass in einem daran anschließenden Schritt eine Verformung der Hohlkammerwand
bei formstabiler tragender Wand vorgenommen wird, so dass diese eine Querschnittsfläche
begrenzt, welches um den vorgegebenen Anteil unter der maximal zulässigen Querschnittsfläche
liegt.