Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines thermisch getrennten Verstärkungsprofiles

Abstract

 Mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Herstellung eines thermisch getrennten Verstärkungsprofiles, insbesondere für Fenster- und Türrahmen, wobei zwischen zwei Metallprofilen eine die thermische Trennung bewirkende Kunststoffeinlage vorgesehen ist, soll eine Lösung geschaffen werden, mit der im kontinuierlichen Durchlauf thermisch getrennte Verstärkungsprofile herstellbar sind, die beispielsweise bei Fenster und Türen als Verstärkungsprofile herangezogen werden können.
Dies wird verfahrensmäßig dadurch erreicht, dass zwei mit einem senkrecht zur Hauptfläche ausgebildeten Randsteg versehene Metallprofile im Wege der Kaltverformung hergestellt werden, wobei die Randprofile mit einer zur Hauptfläche weisenden Rückkröpfung versehen werden, nachfolgend die Metallprofile einander gegenüber positioniert werden und zwischen die Randprofile im kontinuierlichen Durchlauf ein schnell härtender Kunststoff eingespritzt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines thermisch getrennten Verstärkungsprofiles, insbesondere für Fenster- und Türrahmen, wobei zwischen zwei Metallprofilen eine die thermische Trennung bewirkende Kunststoffeinlage vorgesehen ist.

[0002] Derartig thermisch getrennte Profile sind in unterschiedlichen Gestaltungen bekannt. So beispielsweise aus der DD 201 655 A, DE 100 33 861 A, DE 20 2004 017 181 U, um nur einige Beispiele zu nennen.

[0003] Aus diesen Literaturstellen ist zum Teil bekannt, zunächst über Stege verbundene Profile mit einer Kunststoffeinlage im Bereich des Steges durch Einspritzen des Kunststoffes und Aushärten herzustellen, wobei dann der Steg, der für sich eine thermische Brücke bildet, entfernt wird. Auch ist es bekannt, fertige Kunststoffelemente zwischen zwei Metallprofile einzuclipsen, um die thermische Trennung zu bewirken.

[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der im kontinuierlichen Durchlauf thermisch getrennte Verstärkungsprofile herstellbar sind, die beispielsweise bei Fenster und Türen als Verstärkungsprofile herangezogen werden können.

[0005] Diese Profile können selbstverständlich auch für andere Einsatzzwecke benutzt werden, etwa für den Einsatz beim Bau von Wintergärten, Gewächshäusern, Klimageräten od. dgl.

[0006] Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass zwei mit einem senkrecht zur Hauptfläche ausgebildeten Randsteg versehene Metallprofile im Wege der Kaltverformung hergestellt werden, wobei die Randprofile mit einer zur Hauptfläche weisenden Rückkröpfung versehen werden, nachfolgend die Metallprofile einander gegenüber positioniert werden und zwischen die Randprofile im kontinuierlichen Durchlauf ein schnell härtender Kunststoff eingespritzt wird.

[0007] Aus der gattungsbildenden DD 201 655 ist eine Verfahrensweise bekannt, bei der zunächst ein entsprechendes Leichtmetallprofil, welches mit einem die Auflage für den Kunststoff bildenden Überbrückungssteg versehen ist, ausgespritzt wird. Dabei ist dort auch beschrieben, dass das Metallprofil eine Mehrzahl von Überbrückungsstegen aufweisen kann, die dann die Auflage für die Kunststoffstege bei deren Herstellung bilden, wobei alle diese Metallstege nacheinander entfernt werden müssen.

[0008] Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass im kontinuierlichen Durchlaufverfahren im Wege der Kaltverformung zunächst die beiden Metallprofile gebildet werden, diese werden dann zusammengeführt, entsprechend positioniert und folgend wird dann der Spalt bzw. die Lücke zwischen dem Metallprofil mit Kunststoff ausgespritzt. Dabei können die Metallprofile so positioniert werden, dass ihre Randstege auf einer Auflagefläche gleiten, die z.B. mit Dieselöl oder fettlöslicher Flüssigkeit gegen das Anhaften von Kunststoff präpariert wurde, so dass ein permanentes kontinuierliches Herstellen der thermisch getrennten Profile möglich ist.

[0009] Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass unter bzw. zwischen die Metallprofile ein Kunststoffband zur Bildung eines Abschlussbodens für den eingespritzten Kunststoff zugeführt wird, wobei dieses Kunststoffband entweder im Inneren des Profiles verbleiben kann oder aber, falls seine Oberfläche entsprechend präpariert ist, nachfolgend kontinuierlich wieder entnommen werden kann.

[0010] Vorteilhaft ist es, wenn bei der Bildung eines doppelten, die Wärmebrücke verhindernden Kunststoffsteges zwischen den Metallprofilen nach Bildung eines ersten Kunststoffsteges ein schwertgeführter Stützkern positioniert wird, der bei kontinuierlichem Vorbeiführen der Metallprofile den Stützboden für den aufgebrachten Kunststoff bildet.

[0011] Auch diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass keinerlei Metallprofilbereiche etwa nach Einspritzen des Kunststoffes entfernt werden müssen.

[0012] Je nach Einsatzzweck des jeweiligen Profiles kann es zweckmäßig sein, den Hohlraum zwischen den Metallprofilwänden einerseits und den Kunststoffstegen andererseits ganz auszufüllen, etwa durch Kunststoffschaum. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass im Stützkern in Förderrichtung der Metallprofile Perforationen vorgesehen sind, z.B. Bohrungen, zum kontinuierlichen Einbringen von Kunststoffschaum od. dgl. zwischen die gebildeten Kunststoffstege.

[0013] Die Erfindung sieht auch eine entsprechende Anlage vor, die gekennzeichnet ist durch zwei parallele Kaltverformungsstationen zur Bildung je eines mit wenigstens einem Steg mit Rückfalzung versehenen Metallprofiles, eine Zusammenführstation für die beiden entsprechend hergestellten Metallprofile, eine Einspritzstation für den Kunststoff, eine Abkühlstrecke sowie eine Trenneinrichtung zur Abtrennung von gebildeten Profilen in Weiterverarbeitungslängen.

[0014] Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage ergeben sich aus den weiteren Anlageansprüchen, die hier zum Inhalt der Beschreibung gemacht werden.

[0015] Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1

eine Prinzipaufsicht auf eine erfindungsgemäße An- lage,

Fig. 2

in Seitenansicht, Aufsicht und im Querschnitt eine erste Kunststoffeinspritzstrecke als Anlagenelement nach der Erfindung,

Fig. 3

in gleicher Darstellung eine zweite Variante der Kunststoffeinspritzstrecke,

Fig. 4

eine dritte Variante der Kunststoffeinspritzstrecke mit Schnitten gemäß Linien A-A bzw. B-B,

Fig. 5

eine abgewandelte Ausführungsform der Einspritz- strecke in der Darstellung gemäß Fig. 4 mit Schnittzeichnungen gemäß Linien C-C und D-D,

Fig. 6

eine dritte Variante der Kunststoffeinspritzstrecke mit Schnitten gemäß Linien E-E und F-F,

Fig. 7

eine vergrößerte Detaildarstellung des Abschnittes der Kunststoffeinspritzstrecke zwischen den Berei- chen E-E und F-F,

Fig. 8

in gleicher Darstellung wie Fig. 6 eine weitere Va- riante der Einspritzstrecke mit Schnitten gemäß Li- nien G-G und H-H,

Fig. 9

eine vergrößerte Detaildarstellung des Abschnittes zwischen den Linien G-G und H-H in Fig. 8,

Fig. 10

die Verfahrensschritte eines Metallprofiles nach der Erfindung sowie in

Fig. 11

mehrere Querschnittvarianten der Profile mit Wärme- brücken gemäß der Erfindung in vereinfachter Dar- stellung.

[0016] Die in Fig. 1 schematisch dargestellte, allgemein mit 1 bezeichnete Anlage zur Herstellung von thermisch getrennten Verstärkungsprofilen aus Metall, wie sie querschnittlich in Fig. 11 in unterschiedlichen Varianten dargestellt ist, besteht zunächst aus zwei Kaltverformungs- bzw. Profilierungsstrecken 2 und 3, in denen Metallbänder 4 im Wege der Kaltverformung profiliert werden. Ist dies geschehen, werden sie in einer nicht näher dargestellten Einrichtung 5 zusammengeführt und im kontinuierlichen Durchlauf in einer Kunststoffgießanlage, allgemein mit 6 bezeichnet, mit einer Kunststoffbrücke versehen.

[0017] Nach Durchlaufen einer Kühlstrecke 7, die ebenfalls in Fig. 1 nicht näher dargestellt ist, werden sie in einer Zuschnittanlage 8 auf Länge geschnitten und auf einem Zwischenlager 9 zum weiteren Transport abgelegt. Dieses Zwischenlager 9 kann ebenfalls als Kühlstrecke oder Packanlage (Verpackungsanlage) ausgebildet sein.

[0018] Varianten der Kunststoffgießanlage 6 sind in den Fig. 2 bis 9 wiedergegeben, die nachfolgend etwas näher beschrieben sind:

Die unterschiedlichen Varianten der Kunststoffgießanlage 6 sind in den unterschiedlichen Figuren mit 6a, 6b etc. bezeichnet.

[0019] Bezug nehmend auf Fig. 2 wird die Kunststoffgießanlage 6a von auf einer Basis 10 gelagerten Führungs- und Gleitrollen 11 gebildet, die beidseitig die hier im Wesentlichen L-förmig verformten Metallprofile 12 aufnehmen. Zwischen den Rollen 11 ist ein Führungsstab 13 vorgesehen, auf dessen Oberfläche ein Kunststoffband 14 von einem Coil abgewickelt aufgezogen wird, welches das Verkleben des einzuspritzenden Kunststoffes auf den Führungsstab 13 verhindert. Der schnell aushärtende Kunststoff wird über eine Extruderdüse 15 zwischen die Profile 12 gespritzt, er härtet vergleichsweise schnell aus, so dass die Profile 12 im Endlosdurchlauf mit einem entsprechenden, eine Wärmebrücke bildenden Kunststoffsteg 16 nach Durchlauf durch den Bereich 6a versehen sind.

[0020] In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen werden die funktionsmäßig gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn sie ggf. konstruktiv geringfügig anders gestaltet sind.

[0021] Wie sich aus Fig. 3 ergibt, besteht der Unterschied der Gestaltung der dortigen Kunststoffgießanlage 6b darin, dass statt des Führungsstabes 13 eine Mehrzahl von Führungsrollen 17 vorgesehen ist, auf denen das Kunststoffband 14 aufliegt und so die Unterlage für den zwischen die Metallprofile 12 zu spritzenden Kunststoff bildet.

[0022] In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt. Hier stehen die Metallprofile 12 mit ihren Rückkröpfungen "auf dem Kopf" gegenüber der Position der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3, derart, dass im Profilgrund der thermisch trennende Kunststoffsteg 16 gebildet wird. Hierzu wird das trennende Kunststoffband 14 so auf einem entsprechenden Führungselement 13a geführt, dass ein Anbacken mit dessen Oberfläche nicht erfolgt. Eine solche Konstruktion ist ähnlich der der Fig. 2. Zusätzlich ist in dem Figurenteil B-B in Fig. 4 noch eine Einrichtung 13a als Gleitelement auf der Oberfläche des gebildeten Kunststoffsteges 16 dargestellt, die über eine nicht näher dargestellte Halteeinrichtung 18 in ihrer Position gehalten wird.

[0023] In Fig. 5 ist dargestellt, wie zwei doppelt abgekröpfte Metallprofile 12a mit entsprechenden thermisch trennenden Kunststoffstegen ausgerüstet werden. Zunächst wird über eine erste Extruderdüse 15 am Profilgrund, ähnlich wie in Fig. 4 dargestellt, ein erster Kunststoffsteg 16a gebildet, nach Einführen eines entsprechenden Führungsstabes 13a wird dann über eine zweite Extruderdüse 15a der Kunststoffgießanlage 6b der Kunststoff eingebracht zur Bildung des zweiten Kunststoffsteges 16b. Dabei wird über eine Zuführeinrichtung 19 ein Trennmittel auf die Oberfläche des Führungsstabes 13a aufgebracht.

[0024] In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem der Führungsstab 13b nach Erstellen des Kunststoffsteges 16a im Profilgrund unter der Extruderdüse 15 vor der zweiten Extruderdüse 15a eingebracht ist. Dies ist näher und vergrößert auch in Fig. 7 wiedergegeben.

[0025] Dabei ist in Fig. 7 in Verbindung mit Fig. 6 zunächst der untere thermisch trennende Kunststoffsteg 16a räumlich dargestellt zwischen den beiden doppelt abgekröpften Metallprofilen 12a. Der Führungsstab 13 wird dabei von dem entsprechenden Halteelement 13b zwischen den Profilen 12a gehalten.

[0026] Im Unterschied zu Fig. 6 ist in den Fig. 8 und 9 eine weitere Variante dargestellt. Hier kann über den mit inneren Durchgangsbohrungen 20 ausgerüsteten Führungsstab 13c über die Zuführungseinrichtung 19a Kunststoffmaterial eingebracht werden, das dann den Innenraum des Profiles vollständig ausfüllt, wie dies beispielsweise in Fig. 11 bei dem oben rechts dargestellten Profil angedeutet ist.

[0027] In Fig. 10 ist die Herstellungsweise eines der Metallprofile 12 wiedergegeben, wobei ausgehend von einem Flachband 20 dieses zunächst mit äußeren Zähnen oder Ausbuchtungen 21 od. dgl. versehen wird. Anschließend wird in einem Kaltverformungsschritt eine etwa L-förmige Konfiguration hergestellt mit einer Rückkröpfung 22 auf die Innenfläche des Metallbandes 20. Nach Positionsumkehr wird das Profil z.B. in die Position gemäß Fig. 2 oder 3 gebracht, um dann später mit dem entsprechenden Kunststoffsteg 16 ausgerüstet zu werden. Der Einfachheit halber ist der L-Schenkel des Profiles 12 mit 23 bezeichnet.

[0028] Schließlich sind in Fig. 11 einige Profilformen wiedergegeben, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwirklichbar sind, Einfachprofile, doppelte Profile, gefüllte Profile oder Doppelprofile im Versatz bzw. mit anderen Außenrandprofilen.

[0029] Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen, dies gilt insbesondere für die vielfachen Profilformen gemäß Fig. 11, um nur ein Beispiel zu nennen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines thermisch getrennten Verstärkungsprofiles, insbesondere für Fenster- und Türrahmen, wobei zwischen zwei Metallprofilen eine die thermische Trennung bewirkende Kunststoffeinlage vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei mit einem senkrecht zur Hauptfläche ausgebildeten Randsteg versehene Metallprofile im Wege der Kaltverformung hergestellt werden, wobei die Randprofile mit einer zur Hauptfläche weisenden Rückkröpfung versehen werden, nachfolgend die Metallprofile einander gegenüber positioniert werden und zwischen die Randprofile im kontinuierlichen Durchlauf ein schnell härtender Kunststoff eingespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass unter bzw. zwischen die Metallprofile ein Kunststoffband zur Bildung eines Abschlussbodens für den eingespritzten Kunststoff zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Bildung von zwei die Wärmebrücke verhindernden Kunststoffstegen zwischen den Metallprofilen nach Bildung des ersten Kunststoffsteges ein schwertgeführter Stützkern positioniert wird, der bei kontinuierlichem Vorbeiführen der Metallprofile den Stützboden für den eingebrachten Kunststoff bildet.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Stützkern in Förderrichtung der Metallprofile Perforationen vorgesehen sind durch die Kunststoffschaum od. dgl. zwischen die gebildeten Kunststoffstege kontinuierlich eingebracht wird.

5. Vorrichtung zur Herstellung eines thermisch getrennten Verstärkungsprofiles, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
zwei im Wesentlichen parallel zueinander positionierten Kaltverformungs- bzw. Profilierungsstrecken (2,3), einer die entstandenen Profile zueinander führenden Einrichtung (5) sowie einer die Profile (12) auf Abstand zueinander fördernden und mit wenigstens einer Kunststoffextruderdüse (15) ausgerüsteten Kunststoffgießanlage, einer nachfolgend positionierten Zuschnittanlage (8) sowie einem der Abkühlung dienenden Zwischenlager (9).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kunststoffgießanlage (6) mit einem zwischen die Metallprofile (12) positionierten Stützstab (13) sowie einer Zuführeinrichtung für ein über die Oberfläche des Stützstabes gleitendes Kunststoffband (14) ausgerüstet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kunststoffgießanlage mit einer Vielzahl von Stützrollen (17) zur Stützung des eingeführten Kunststoffbandes (14) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kunststoffgießanlage mit wenigstens einem zwischen die Metallprofile (12) und oberhalb eines ersten Kunststoffsteges (16) positionierten Führungsstabes (13) ausgerüstet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden,
gekennzeichnet durch
eine Zuführeinrichtung für das Kunststoffband (14) zur Auflage auf den Führungsstab (13a), wobei die Kunststoffgießanlage mit wenigstens einer zweiten Extruderdüse (15a) ausgerüstet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kunststoffgießanlage (6a) mit einer Zuführeinrichtung (19) zur Zuführung eines Trennmittels od. dgl. auf die Oberfläche des Kunststoffbandes (14) ausgerüstet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Führungsstab mit einer Kunststoffzuführeinrichtung (19a) sowie mit Durchgangsbohrungen (20) ausgerüstet ist zum Einbringen von Kunststoff zwischen die stehenden Kunststoffstege (16a,16b).

Zeichnung