PROCESS, DEVICE AND INSULATING BAR FOR THE PRODUCTION OF A THERMALLY INSULATED COMPOSITE PROFILE FOR WINDOWS, DOORS OR THE LIKE

Abstract: 1. Method for producing a thermally insulated composite profile for windows, doors or the like, consisting of two spaced apart metal profile sections (2, 3) connected to one another by two similary spaced apart insulating rods (4, 5) engaging in undercut grooves (7) of the metal profile sections, wherein the groove strips bordering the grooves (7) on one side are deformed against the opposite, more stable groove strips by mechanical action under the clamping effect of hammerhead-like edges (6) of the insulating rods (4, 5), characterised in that both deformable groove strips are deformed in a one-step working stabe by guiding a deforming tool acting against the outer groove strips together with a deforming tool (17) guided through the hollow space (12) formed by the insulating rods (4, 5) and the metal profile sections, in a relative manner along the composite profile section, wherein the deforming tool (17) guided through the hollow space (12) is supported either on the internal groove strips not being deformed or on the insulating rod held by the latter, and acts in a deforming manner on the other internal groove strips.

Description: Verfahren, Vorrichtung und Isolierstab zur Herstellung eines wdrmegedömmten Verbundprofiles flir Fenster, Türen oder dgl. Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung eines warme- gedömnten Verbundprofils für Fenster, Türen oder dgl. sowie auf Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens und auf Isolierstübe zur Verwendung bei derartigen Verfahren. Dabei geht die Erfindung von der Lehre der DE-AS 27 55 669 aus, wonach es bekannt ist, zwei in Distanz zueinander angeordnete Metallprofile Uber zwei ebenfalls voneinander distanzierte, in hinterschnittene Nuten der Metallprofile eingreifende Isolierstäbe miteinander zu verbinden, wobei die die Nuten nach der einen Seite begrenzenden Nutleisten gegen die gegenüberliegenden, stabiler ausge- bildeten Nutleisten durch mechanische Einwirkung unter Einspannung hcmerkopfartiger Ränder der Isolierstöbe verformt werden. Bei diesem Verfahren wird die Verformung der Nutleisten zweistufig durchgeführt. Der Anlass für diese Idee war der Wunsch, ein durch den Hohlraum zwischen Isolierstäben und Metallprofilen hindurchzufUhrendes Verformungswerkzeug zu vermeiden. Nach diesem Verfahren mUssen die beiden Metallprofile in einem bestimmten Abstand zueinander festgespannt werden, woroufhin zunuchst ein Profilstab von der Stirnseite her in die ihm zugeordneten Nuten mit Spiel eingeführt wird. Daraufhin werden die innenliegenden Nutleisten mit Hilfe eines Verformungswerkzeuges gegen den Isolierstab verformt, was deswegen möglich ist, weil die Verformungswerkzeuge noch durch den freien Raum hindurchtreten können, der später vom zweiten Isolierstab abgeschlossen wird. Es muss daraufhin der zweite Isolierstab in die ihm zugeordneten Nuten von der Stirnseite her eingezogen werden, woraufhin die auSen- liegenden Nutstege gegen diesen Isolierstab verformt werden. Diese #assnahme setzt voraus, dass die zugeordneten innenliegenden Nutleisten so steif ausgebildet sind, dass sie die Verformungs-Reaktionskraft aufzunehmen in der Lage sind. Ein solches Verfahren ist zeitlich sowie werkzeugtechnisch besonders aufwendig und weist im besonderen keine Massnahmen auf, welche die Toleranzgenauigkeit der herzustellenden Verbundprofile verbessern könnten. Bei der DE-OS 27 17 352 wird ein Werkzeug mit Hilfe eines Seilzuges durch den von den Metallprofilen und den Isolierstäben gebildeten Hohlraum hindurchgezogen, wobei keilförmig gestaffelt gelagerte Verformungsrollen gegen die innenliegenden Nutleisten einwirken und sich auch daran abstützen. Es erfolgt eine stufenweise Verformung der innenliegenden Nutleisten, deren Maximum vom grössten Abstand der einander gegenUberliegenden Verformungsrollen abhängig ist. Wenn aber aufgrund von Toleranzunterschieden oder dgl. der Widerstand der zu verformenden Nutleisten ungleich gross ist, kann es vorkommen, dass das durch das Verbundprofil hindurchgeführte Verformungswerkzeug gewisse geringfUgige seitliche Ausweichbewegungen während des Vorschubes in Abhängigkeit von der Grösse der Widerstände ausführt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen Weg aufzuzeigen, wie man Verbundprofile der eingangs erwähnten Art schrnller, toleranzgenauer und ohne wesentlichen werkezeugtechnischen Mehraufwand herstollen kann. Ausgehend von der DE-AS 27 55 669 besteht das erfindungsgemässe Verfahren darin, dass beide verformungsfähigen Nutleisten in einem einstufigen Azbeitsgang & rformt werden, indem ein gegen die aussenliegenden Nutleisten ein wirkendes Verformungswerkzeug mit einem durch den von den Isolierstbben und den Metallprofilen gebildeten Hohlraum geführtes Verformungswerkzeug relativ entlang des Verbundprofiles geführt werden, wobei das durch den Hohlraum geführte Verformungswerkzeug sich entweder an den innenliegenden, nicht zu verformenden Nutleisten oder an dem von ihnen gehaltenen Isolierstab abstützt und verformend auf die anderen in nenliegenden Nutleisten einwirkt. Zweckmässigerweise wird die Verformung der Nutleisten zeitgleich und synchron vorgenommen. Wdhrend bei der DE-OS 27 17 352 alle vier innenliegenden Nutleisten verformt werden, werden bei der Erfindung nur zwei der vier innenliegenden Nutleisten verformungstechnisch beansprucht . Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das durch den Hohlraum geführte Verformungswerkzeug sich an konkreten Flächen abstUtzen muss und damit eine Toleranzgenauigkeit der Verformung in einem vorgegebenen Abstand von dieser Fläche in besonderer Weise herbeiführt. Infolgedessen hat die Verformung der aussenliegenden Nutenleisten durch das von aussen einwirkende Verformungswerkzeug keinerlei Einfluss auf die innenliegenden, zu verformenden Nutleisten. Der besondere Vorteil dieser Massnahme liegt darin, dass die Isolierstdbe, wie bisher Ublich, mit Spiel in die ihnen zugeordneten Nuten von der Stirnseite her eingeführt werden können, dass aber dann das Spiel durch seitliches Verspannen der Metallprofile gegeneinander aufgehoben werden kann, weil die Vorschubbewegung des innen- und aussenliegenden Verformungswerk-zeuges unabhangig von irgendwelchen Zwängungen vorgenommen werden kann. Als Ergebnis entsteht somit ein würmegedammtes Verbundprofil von hoher Stabilität, günstiger Wärmedämmung und vor allem grösster Genauigkeit. In einer Variante des erfindungsgemassen Verfahrens ist vorgesehen, dass das durch den Hohlraum gefUhrte Verformungswerk-zeug mittels Rollen am mittleren Bereich der Isolierleistcabgestützt wird, gegen welchen Bereich entsprechende Stützrollen des gegen die aussenliegenden Nutleisten einwirkenden Verformungswerkzeuges angedrUckt werden. Mit dieser Lehre der Erfindung wird ein scheinbares Risiko bewusst eingegangen, indem die Abstützung des Verformungswerkzeuges nicht am Metall sondern am Kunststoff vorgenommen wird. An sich würde zu erwarten sein, dass ein Kunststoffsteg keine ausreichende Stützkraft vermittelt. Diese Stützkraft wird nach der Erfindung dadurch erzeugt, dass der von innen angreifenden Stützrolle eine von aussen angestellte Stützrolle entgegenwirkt, deren Stützkräfte einander aufheben. Die erfindungsgemässe Massnahme hat den Vorteil, dass die Abstützung an einer konstruktiv vorgegebenen Fläche erfolgt und damit die Verformung der dieser Fläche gegenüberliegenden Nutleisten toleranzgenauer herbeige führt werden kann. Ausserdem hat das Abwälzen der Stützrollen an den mittleren Bereichen der Isolierstäbe die Folge, dass deren Material verdichtet und somit die Isolierstabe versteift werden. Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich aus den Unteransprüchen 4 bis 6. Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 : einen Querschnitt durch ein Verbundprofil mit schema tisch angedeuteten Verformungswerkzeugen. Fig. 2 : einen Querschnitt gem. Fig. 1 mit einer Ausführungsvariante eines Werkzeuges, Fig. 3 : eine Stirnansicht, teils im Querschnitt, eines aussen liegenden Verformungswerkzeuges und Fig. 4 : einen Teilquerschnitt durch eine Verformungsrolle des Werkzeuges gem. Fig. 3 Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind zwei zueinander distanziert angeordnete und nur teilweise im Querschnitt dargestellte Metallprofile 2,3 gezeigt, die in üblicher Weise aus stranggepresstem Leichtmetall bestehen. In hammerkopfartige Nuten 7 dieser Metallprofile 2,3 werden von der Stirnseite her Isolierstäbe 4,5 aus Kunststoff eingesetzt, deren hammerkopfartige Ränder 6 ungefähr der Querschnittsform der Nuten 7 entspricht, wobei das Einsetzen der Isolierstöbe 4,5 unter Wahrung eines gewissen Spieles von der Stirnseite der Metallprofile 2,3 her erfolgt. Diese Metallprofile 2,3 und Isolierstäbe 4,5 sollen miteinander fest verbunden werden und ein Verbundprofil 1 bilden, welches später zu einem Rahmen für Fenster, Türen oder dgl. verarbeitet wird. Die feste Verbindung der Isolierstäbe 4,5 mit den Metallprofilen 2,3 wird dadurch herbeigeführt, dass die die hammerkopfartigen Ränder 6 begrenzenden Nutleisten 8 bis 11 der Metallprofile 2,3 so ausgebildet bzw. verformt werden, dass die hammerkopfartigen Ränder der Isolierstäbe 4,5 fest eingespannt werden. Es wird hierbei davon ausgegangen, dass beide Metallprofile 2,3 auf einer gemeinsamen Spannfläche 30 aufsitzen. Das Metallprofil 2 ist ortsfest mit dem Spannmittel 14 festgelegt. Das Metallprofil 3 ist zunächst am Zentriermittel 15 geführt. Sobald die Isolierstäbe 4,5 in die Nuten 7 eingefUhrt sind, wird das Spannmittel 13 gegen das Metallprofil 3 gepresst, wodurch die Isolierstäbe 4,5 auf Knickung belastet und das zwischen ihnen und den Metallprofilen 2,3 befindliche Spiel beseitigt werden. Der untere Isolierstab 5 liegt auf den aussenliegenden Nutleisten 11 auf, die so steif gestaltet sind, dass ein gegen sie wirkender Verformungsdruck aufgefangen werden kann. Die gegenüberliegenden, innenliegenden Nutleisten 9, die in Fig. 1 in der stranggepressten Grundstellung dargestellt sind, müssen gegen die' hammerkopfartigen Ränder 6 des Isolierstabes 5 verformt werden, um diesen Isolierstab 5 starr mit den Metallprofilen 2,3 zu verbinden. Zu diesem Zweck wird durch den von den Metallprofilen 2,3 und den Isolierstöben 4,5 gebildeten Hohlraum 12 ein Verformungswerkzeug 17 hindurchgeführt, welches keilförmig gestaffelte Verformungsrollen 20 aufweist, die gegen die innenliegenden Nutleisten 9 einwirken-und diese verformen. Eine solche Technik ist aus der DE-OS 27 17 352 bekannt, weshalb auf deren Offenbarung hingewiesen wird. Die Stützkraft für die Verformungsrollen 20 wird im Falle des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 dadurch erzeugt, dass mindestens zwei, vornehmlich drei Stützrollen 18 im Abstand hintereinander om innenliegenden Verformungswerkzeug 17 gelagert sind, welche gegen die nach innen gekehrte Fläche des anderen Isolierstabes 4 einwirken. Um eine Durchbiegung dieses Isolierstabes 4 zu vermeiden, werden Stützrollen 1S eines aussenliegenden Verformungswerkzeuges 16 entgegengestellt. Beide Verformungswerkzeuge 16,17 werden entlang des Verbundprofiles 1 synchron bewegt, wobei es von Vorteil ist, wenn die Stützrollen 18,19 genau einander gegenüberliegen. Der Isolierstab 4 wird innenseitig von innenliegenden Nutleisten 8 begrenzt, die so steif ausgebildet sind dass sie Verformungs-Re aktionskräfte aufzunehmen in der Lage sind. Mit dem symbolisch durch die Bezugsziffer 16 dargestellten aussenliegenden Verformungswerkzeug 16 sind Verformungsrollen 21 um schräg liegende Achsen gelagert verbunden, deren Mantelfläche auf die aussenliegenden Nutleisten 10 einwirken und diese gegen die hammerkopfartigen Ränder 6 des Isolierstabes 4 verformen. Diese zu Fig. 1 geschilderte Verfahrenstechnik ist einstufig durchführbar, wobei die beim Strangpressen der Metallprofile 2,3 sowie die bei der Herstellung der Isolierstäbe 4,5 unvermeidlichen Toleranzen praktisch ausgeschaltet werden. Die Verformung der innenliegenden Nutleisten 9 ist nämlich nicht mehr von der Ausbildung des innenliegenden Verformungswerkzeuges 17 abhängig sondern erhält ihre Verformungsgenauigkeit durch die Abstutzung der Stützrolle 18 am anderen Isolierstab 4. Selbst dann, wenn die innenliegenden Nutleisten 8 hinsichtlich ihrer Lage aufgrund des Strangpressens eine ungünstige Anordnung des Isolierstabes 4 ergeben, würde durch die #egeneinander- pressung der Stützrollen 18,19 in Verbindung mit einer gewissen Durchbiegung der Isolierleiste 4 die toleranzfreie und daher genaue Verformung der innenliegenden Nutleisten 9 gegen den Isolierstab 5 ge wöhrleisten. Es versteht sich von selbst, dass die Nutleisten 8bis11 so gestaltet und ggf. verzahnt, gerändelt oder in irgendeiner Weise profiliert sind, dass deren Verpressen gegen die Isolierstäbe 4,5 einen besonders guten Haftverbund in Längsrichtung des Verbundprofiles 1 herbeiführen, wie dies in verschiedener Weise bekanntgeworden ist. Beim Ausfilhrungsbeispiel der Fig. 2 wird davon ausgegangen, dass die Verformungsrollen 20 des innenliegenden Verformungswerkzeuges 17 ihre Stützkraft dadurch erhalten, dass besondere Stützrollen 22 gegen die innenliegenden Nutleisten 8 angestellt sind. Diese Nutleisten 8 sind demgemäss so stabil ausgebildet, dass sie nicht federnd ausweichen, was auch deshalb unwahrscheinlch ist, weil gleichzeitig die aussenliegenden Nutleisten 10 gegen die hammerkopfartigen Ränder 6 des Isolierstabes 4 verformt werden und damit die Krdfte sich einander aufheben. Falls die Toleranzunterschiede des Abstandes der Nutleisten 8,9 so gross sein sollten, dass Zwängungen zu befürchten wären, ist die Möglichkeit gegeben, die Stützrollen 22 oder/und die Verformungsrollen 20 mit grosser Vorspannkraft federnd zu lagern, um solchen Zwängungen auszuweichen. In Fig. 2 ist nicht dargestellt, in welcher Weise die aussenliegenden Nutleisten 10 verformt werden. Hierzu wird auf die symbolische Darstellung in Fig. 1 sowie auf den Stand der Technik gem. DE-AS 27 55 669 verwiesen. Im besonderen wird es sich als zweckmässig erweisen, parallel und in Distanz zur Spannfläche 30 einen in Figur 4 dargestellten Ständerbalken 31 vorzusehen, an dem das aussenliegende Verformungswerkzeug 16 längs des Verbundprofiles 1 geführt ist. Dieses Verformungs- werkzeug 16 wird zweckmäBigerweme mehrteilig ausgebildet sein, um durch Verstellung der einzelnen Baugruppen eine Anpassung an dii Raumform des herzustellenden Verbundprofiles 1 zu gestatten. Es versteht sich von selbst, dass die Stützrollen 19 und Verformungsrollen 21 gem. Fig. 1 versetzt hintereinander angeordnet sind, wobei die Verformungsrollen 21, wie im Stand der Technik vorgesehen, zweckmössigerweise keilförmig gestaffelt gelagert sind, um von Rolle zu Rolle eine Verformung der aussenliegenden Nutleisten 10 bis zum endgUltigen Verformungszustand herbeizufUhren. Die Fig. 3 zeigt im unteren Teil den Isolierstab 4 mit den aussenliegenden Nutleisten 10 gem. Fig. 1, die von den Verformungsrollen 21 zu verformen sind. Diese sind an einem Werkzeugträger 32 gelagert, der entlang einer z. B. schwalbenschwanzförmigen Nut 33 an einem Halter 34 verstellbar befestigt ist. Am Werkzeugträger 32 sind auch die Stützrollen 19 gelagert. Uber eine Spindel 35 sowie federnde Führungsbolzen 36 ist der Halter 34 gegenüber einem Joch 38 höhenversellbar, das bei 39 pendelfähig an einem Schlitten 40 gelagert ist. Der Ständerbulken 31 weist beim Ausführungsbeispiel zwei parallele Führungen 41 auf, an denen passende Führungskörper 42 des Schlittens 40 entlang bewegbar sind. Das Pendellager 39 erlaubt dem Schlitten 40 eine leichte Querstellung, die von unterschiedlichen Höhen der Nutleisten 10 innerhalb der Tole ranzgrenzen verursacht werden können. Uber die Spindel 35 wird die Einstellung des Werkzeuges auf unterschiedliche Profilhöhen vorgenommen. Die Federn 37 lassen Höhentoleranzen ausgleichen. Der Werkzeugträger 32 kann austauschbar sein, um eine schnelle Anpassung an unterschiedliche Profile zu gestatten. Im Beispiel der Fig. 4 ist gezeigt, dass die Verformungsrollen 21 um schräge Achsen 43 gelagert sind, wozu der Werkzeugträger 32 passende Ausfräsungen 44 aufweist. Es können hintereinander mehrere Verformungsrollen 21 unterschiedlichen Durchmessers gelagert und dazwischen die Stützrollen 19 gemäss Fig. 1 und 4 angeordnet sein. Beide Verformungswerkzeuge 16, 17 werden synchron miteinander angetrieben, was beispielsweise über moderne elektronische Zähitech- nik hinsichtlich der Vorschubwege bzw.-Geschwindigkeiten gesteuert werden kann. Stückliste 1 Verbundprofil 33 Nut 2 Metallprofil 34 Halter 3 Metallprofil 35 Spindel 4 Isolierstab 36 Führungsbolzen 5 Isolierstab 37 Feder 6 hammerkqfartiger Rand 38 Joch 7 Nut 39 Lager 8 innenliegende Nutleiste (starr) 40 Schlitten 9 innenliegende Nutleiste (verformbar) 41 Führung 10 aussenliegende Nutleiste (verformbar) 42 FUhrungskörper 11 aussenliegende Nutleiste (starr) 43 schräge Achse 12 Hohlraum 44 Ausfräsung 13 Spannmittel 14 Spannmittel 15 Zentriermittel 16 aussenliegendes Verformungswerkzeug 17 innenliegendes Verformungswerkzeug 18 Stützrolle 19 StUtzrolle ao Verformungsrolle 21 Verformungsrolle 22 Stützrolle 23. 24 25 26 27 28 29 30 Spannfläche 31 Ständerbalken 32 Werkzeugtrdger

Claims: Patentansprüche 1) Verfahren zur Herstellung eines wärmegedämmten Verbundprofils für Fenster, Türen oder dgl., bestehend aus zwei in Distanz zueinander angeordneten Metallprofilen, die über zwei ebenfalls voneinander distanzierte, in hinterschnittene Nuten der Metallprofile eingreifenden Isolierstäbe miteinander verbunden sind, wobei die die Nuten nach der einen Seite begrenzenden Nutleisten gegen die gegenüberliegenden, stabiler ausgebildeten Nutleisten durch mechanische Einwirkung unter Einspannung hammerkopfartiger Ränder der Isolierstäbe verformt werden, dadurch g g e k e n n z e i c h n e t , dass beide verformfähigen Nutleisten in einem einstufigen Arbeitsgang verformt werden, indem ein gegen die aussenliegende Nutleisten einwirkendes Verformungswerkzeug mit einem durch den von den Isolierstöben und den Metallprofilen gebildeten Hohlraum geführtes Verformungswerkzeug relativ entlang des Verbundprofiles geführt werden, wobei das durch den Hohlraum geführte Verformungswerkzeug sich entweder an den innenliegenden, nicht zu verformenden Nutleisten oder an dem von ihnen gehaltenen Isolierstab abstützt und verformend auf die anderen innenliegenden Nutleisten einwirkt. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verformung der Nutleisten zeitgleich und synchron vorgenommen wird. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das durch den Hohlraum geführte Verformungswerkzeug mittels Rollen am mittleren Bereich der Isolierleiste abgestützt wird, gegen welchen Bereich entsprechende Stützrollen des gegen die ausse n liegenden Nutleisten einwirkenden Verformungswerkzeuges angedrückt werden. 4) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgendem, bestehend aus einer die beiden Metallprofile in Distanz zueinander haltenden Spannvorrichtung und aus einem durch den von zwei Isolierstäben und den beiden Metallprofilen gebildeten Hohlraum hindurchführbaren Verformungswerkzeug, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an einem längs der aufgespannten Metallprofile (2,3) sich erstreckenden Ständerbalken (31) ein Verformungswerkzeug (16) beweglich geführt und synchron mit dem durch den Hohlraum (12) geführten Verformungswerkzeug (17) angetrieben ist, wobei der Werkzeugträger (16) auf beiden Längsseiten im Abstand zueinander und um schräge Achsen gelagerte Verformungsrollen (21) für die Verformung der aussenliegenden Nutleisten (10) aufweist. 5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkzeugträger (16) mindestens zwei, vornehmlich drei zylinderförmige, gegen den mittleren Bereich des Isolierstabes (4) einwirkende Stützrollen (19) aufweist und dass der durch den Hohlraum (12) geführte Werkzeugträger (16) in gleichem Abstand voneinander angeordnete, e ntgegenwirkende Stützrollen (18) aufweist, deren auf den Steg der Isolierleiste (4) einwirkende Stützkräfte einander aufheben. 6) Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k e n n z e i c n e t , dass der Werkzeugträger (16) aus mehreren miteinander verstellbar verbundenen Bauteilen besteht. Dipl.-Ing. H. D. Ernicke Patentanwalt

Inventors: KELLER, EBERHARD
Applicants: KELLER, EBERHARD
Application year: 1982
Main classification: B21D53
IPC codes: E06B3