Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbund profils und ein Verbundprofil nach dem Oberbegriff des Anspruches 12.

Die DE 19504601 A1 offenbart ein wärmegedämmtes Verbundprofil für eine Fenster-, Tür- oder Fassadenkonstruktion mit zwei beabstandeten Metallprofi len, die über Isolierstege miteinander verbunden sind. In einer Hohlkammer des Verbundprofils ist ein Wärmedämmmaterial angeordnet, das in einer kompri mierten Form in einer Umhüllung eingeschlossen ist. Die Umhüllung kann durch Wärmeeinwirkung zerstört werden, so dass das in der Umhüllung ange ordnete Wärmedämmmaterial aufschäumen kann und die Hohlkammer ausfüllt. Bei diesem Verbundprofil ist nachteilig, dass das Wärmedämmmaterial in die Umhüllung eingebracht werden muss, die dann an dem Isoliersteg oder dem Metallprofil angeklebt wird. Nach dem Zerstören der Umhüllung durch Wärme einwirkung wird die Hohlkammer ausgeschäumt, wobei der Schaumkörper aushärtet und bei einer zu großen Menge an Wärmedämmmaterial das Ver bundprofil im Bereich der Isolierstege verformen kann. Trotz der guten Wärme dämmung eines solchen Verbundprofils hat sich dieses in der Praxis nicht durchsetzen können.

Um den Eintritt von Feuchtigkeit bei Fahrzeugteilen zu vermeiden ist es aus der EP 2922900 B1 bekannt, eine thermisch expandierbare Masse einzusetzen, die den Hohlraum verschließt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils und ein Verbundprofil zu schaffen, bei denen das Ver bundprofil eine hohe Wärmedämmung besitzt und effektiv herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einem Verbundprofil mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mindestens zwei extrudierte oder durch Rollformen hergestellte Metallprofile bereitgestellt, die über mindes tens ein Isolierprofil verbunden werden, wobei zwischen den zwei Metallprofilen mindestens eine Hohlkammer ausgebildet ist, in der ein unter Hitzeeinwirkung aufschäumendes Material angeordnet wird. Anschließend wird eine äußere Oberfläche der Einheit aus den mindestens zwei Metallprofilen und dem min destens einen Isolierprofil lackiert und dann unter Wärmezufuhr getrocknet, wobei gleichzeitig mit dem Trocknen ein Aufschäumen des unter Hitzeeinwir kung aufschäumenden Materials zum mindestens teilweisen Ausfüllen der min destens einen Hohlkammer bewirkt wird. Der Einsatz eines unter Hitzeeinwir kung aufschäumenden Materials hat den Vorteil, dass der Aufschäum prozess gezielt bei einer vorbestimmten Temperatur eingeleitet werden kann, und erfin dungsgemäß die Wärmeeinleitung bei einem Trocknen der aufgebrachten La ckierung erfolgt, bei dem die Einheit aus den mindestens zwei Metallprofilen und dem mindestens einen Isolierprofil nach dem Aufbringen von Partikeln oh nehin erwärmt wird, um den aufgetragenen Lack, beispielsweise Pulverlack, zu trocknen und optional auszuhärten. Insofern kann das Aufschäumen Materials in der mindestens einen Hohlkammer ohne zusätzlichen Verfahrensschritt er folgen. Das unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Material muss nicht in einer Umhüllung angeordnet werden, sondern ist unmittelbar an der Isolierleiste und/oder einem der Metallprofile fixiert. Dadurch kann das Ausschäumen der mindestens einen Hohlkammer mit hoher Reproduzierbarkeit erfolgen.

Vorzugsweise wird beim Trocknen der an der Oberfläche lackierten Einheit aus den mindestens zwei Metallprofilen und dem mindestens einen Isolierprofil die se auf eine Temperatur zwischen 120 °C bis 200 °C erhitzt. In diesem Bereich liegt vorzugsweise die Temperaturschwelle, bei der das unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Material durch entsprechende chemische Reaktion auf schäumt. Diese Temperatur ist vorzugsweise niedriger als eine Erweichungs temperatur des mindestens einen Isolierprofils, das bevorzugt aus Kunststoff hergestellt ist und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 140 °C, ins besondere mindestens 200 °C, aufweisen kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird beim Aufschäumen des unter Hitze einwirkung aufschäumenden Materials die mindestens eine Hohlkammer zu mindestens 80 % ausgefüllt. Dadurch wird bei dem Verbundprofil eine hohe Wärmeisolierung erreicht. Zur Vermeidung von Druck durch das Ausschäumen kann die Hohlkammerzwischen 80 % und 95 % ausgefüllt sein. Ein vollständi ges Ausfüllen der Hohlkammer ist möglich, aber für eine gute Wärmeisolierung nicht zwingend erforderlich.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren vor dem Trocknen und Aufschäumen mindestens eine Stirnseite der Einheit aus dem mindestens einen Metallprofil und dem mindestens einen Isolierprofil über ein Abdeckelement verschlossen. Bevorzugt wird an gegenüberliegenden Stirnseiten die Hohlkammer jeweils über eine Abdeckung verschlossen, wobei ein Verschließen nicht luftdicht er folgen muss, sondern ein Entweichen von Luft oder Gasen beim Aufschäumen durch Spalte oder eine Entlüftungsöffnung ermöglicht werden kann. Für eine Steuerung des Luftstromes kann an jedem Abdeckelement mindestens eine Entlüftungsöffnung vorgesehen sein, aus der beim Aufschäumen ein Gas ent weicht, so dass ein Druckaufbau in der mindestens einen Hohlkammer beim Aufschäumen reduziert wird.

Die Einheit aus den mindestens zwei Metallprofilen und dem mindestens einen Isolierprofil kann beispielsweise eine Länge zwischen 4 m bis 8 m, vorzugswei se etwa 6 m, besitzen, und wird vor dem Trocknen, insbesondere auch vor dem Lackieren an den gegenüberliegenden Stirnseiten verschlossen. Nach dem Trocknen und Ausschäumen werden die Abdeckelemente dann entfernt, um das so hergestellte Verbundprofil weiterverarbeiten zu können.

Für eine effektive Herstellung des Verbundprofils sind vorzugsweise zwei von einander beabstandete Streifen aus einem unter Hitzeeinwirkung aufschäu menden Material in der mindestens einen Hohlkammer vorgesehen. Die Strei fen können dabei wahlweise an einem Isolierprofil oder einem Metallprofil fest gelegt sein, beispielsweise durch Verkleben. Besonders bevorzugt ist jedoch die Fixierung eines Streifens aus einem unter Hitzeeinwirkung aufschäumen den Material durch Koextrusion an mindestens einem Isolierprofil, so dass das Isolierprofil zusammen mit dem aufschäumenden Material als Einheit verarbei tet werden kann. Das Isolierprofil kann dabei mit gegenüberliegenden Rändern in eine Nut der Metallprofile eingebracht werden und dort klemmend fixiert sein.

Um das Volumen eines Schaumkörpers in der mindestens einen Hohlkammer zu reduzieren und um somit Fertigungstoleranzen auszugleichen, können in dem unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material Aussparungen, Öffnun gen oder Profilierungen eingebracht sein, um während des Aufschäum Prozes ses eine Überdruckbildung gering zu halten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verbundprofil ist eine äußere Oberfläche mindes tens zwei Metallprofile und des mindestens einen Isolierprofils lackiert, insbe sondere an dem gesamten äußeren Oberfläche, und in der mindestens einen Hohlkammer ist mindestens ein Schaumkörper aus einem unter Hitzeeinwir kung aufgeschäumten Material angeordnet, der die Hohlkammer zumindest teilweise ausfüllt. Dadurch kann über das unter Hitzeeinwirkung aufschäumen- de Material ein Schaumkörper erzeugt werden, der für eine hohe Wärmeisolie rung des Verbundprofils bei dem Einbau an einer Gebäudehülle sorgt. Ferner kann über den Schaumkörper das mindestens eine Isolierprofil mit mindestens einen Metallprofil verklebt sein, was die Festigkeit des Verbundprofils erhöht.

Vorzugsweise ist der mindestens eine Schaumkörper elastisch ausgebildet und kann um mindestens 10 %, insbesondere mindestens 20%, eines Volumens reversibel komprimiert werden. Eine solche hohe Elastizität ist vorteilhaft, um eine Verformung des Verbundprofils beim Aufschäumen sicher zu vermeiden. Die aus einem harten Kunststoff hergestellten Isolierprofile können somit vor und nach dem Aufschäumen die gleiche Form besitzen, da selbst bei vollstän digem Ausfüllen der Flohlkammer mit dem Schaumkörper dieser bei Bedarf komprimiert werden kann. Der Schaumkörper enthält vorzugsweise Ethylen- Vinyl-Acetat (EVA) und/oder ein Gummi, um ausreichend elastisch zu sein. Das thermisch expandierbare Material weist vorzugsweise eine Expansionsrate von über 1000% auf und kann beispielsweise so gestaltet sein, wie dies in der EP 2 922900 B1 offenbart ist, auf die hiermit Bezug genommen wird.

Vorzugsweise füllt der mindestens eine Schaumkörper die mindestens eine Flohlkammer um weniger als 98 % aus, vorzugsweise zwischen 70 % bis 95 %. Dadurch können kleine Freiräume in der Flohlkammer verbleiben, was beim Ausschäumen ein Entweichen von Luft oder Gas erleichtert.

Das erfindungsgemäße Verbundprofil umfasst vorzugsweise zwei Metallprofile, die über zwei Isolierprofile miteinander verbunden sind. Dabei können zwei be- abstandete oder miteinander verbundene Schaumkörper in der Flohlkammer vorgesehen sein, die durch Aufschäumen von beispielsweise zwei Streifen aus einem unter Flitzeeinwirkung aufschäumenden Material hergestellt sind.

Vorzugsweise verklebt der Schaumkörper mindestens ein Isolierprofil mit einem der Metallprofile und wirkt einer Verschiebung zwischen dem Isolierprofil und dem Metallprofil entgegen. Dadurch kann auf weitere Maßnahmen zur Vermei dung einer Verschiebung des Isolierprofils relativ zu dem Metallprofil verzichtet werden, beispielsweise kann bei ausreichend fester Verklebung auf einen Rö deldraht verzichtet werden, der in die Nut des Metallprofils eingelegt wird, bevor die Nutwände gegen den in die Nut eingreifenden Steg des Isolierprofils ange rollt werden. Der Schaumkörper kann aus einem im Querschnitt rechteckförmigen, T- förmigen oder anderem Profil hergestellt sein. Durch eine T-förmige Ausgestal tung des Materials vor dem Aufschäumen wird die äußere Oberfläche des Ma terials gegenüber einer rechteckigen Ausgestaltung vergrößert und kann daher eine äußere Temperatur schneller aufnehmen, wenn das Verbundprofil für den Trockenprozess erhitzt wird.

Das erfindungsgemäße Verbundprofil wird vorzugsweise für Rahmen einge setzt, wie sie bei Fenstern, Türen, Fassaden oder Lichtdächern Verwendung finden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen

Verbundprofils;

Figur 2 eine Ansicht des Verbundprofils der Figur 1 vor dem Auf schäumen;

Figur 3 eine Explosionsdarstellung eines Isolierprofils mit einem aufschäum baren Streifen;

Figur 4 eine Explosionsdarstellung des Verbundprofils der Figur

2 vor der Montage;

Figur 5 eine Ansicht des Verbundprofils vor dem Aufschäumen;

Figur 6 eine Stirnseite des Verbundprofils nach dem Aufschäu men;

Figur 7 eine perspektivische Ansicht eines modifizierten Ver bundprofils vor dem Aufschäumen;

Figur 8 eine Isolierleiste mit einem aufschäumbaren Streifen für das Verbundprofil der Figur 7;

Figuren 9 und 10 zwei Ansichten eines modifizierten Isoliersteges mit ei nem aufschäumbaren Material; Figuren 11 und 12 zwei Ansichten eines weiteren erfindungsgemäßen Ver bundprofils bei der Montage, und

Figuren 13 und 14 zwei Ansichten eines Verbundprofils gemäß einem weite ren Ausführungsbeispiel.

Ein Verbundprofil 1 umfasst zwei Metallprofile 2 und 3, beispielsweise extru dierte Aluminiumprofile oder gerollformte Profile aus einem Metallblech. Die beiden Metallprofile 2 und 3 sind über zwei voneinander beabstandete Isolier profile 4 aus Kunststoff miteinander verbunden, so dass zwischen den beiden Isolierprofile 4 und einer Innenseite der Metallprofile 2 und 3 eine Flohlkammer 5 ausgebildet ist. Statt einer einzigen Flohlkammer können auch mehrere Hohl kammern ausgebildet sein, und auch die Metallprofile 2 und 3 sowie die Isolier profile können optional Flohlkammern umfassen.

In der Flohlkammer 5 sind zwei Schaumkörper 6 angeordnet, die das Volumen der Flohlkammer 5 weitgehend ausfüllen, beispielsweise im Umfang zwischen 70 % bis 100 %, insbesondere 80 % bis 95 %. Die beiden Schaumkörper 6 sind jeweils mit einem Isolierprofil 4 und einer Oberfläche der Metallprofile 2 und 3 verbunden, beispielsweise durch Kleben, Fügen oder Koextrudieren.

Die Schaumkörper 6 bestehen vorzugsweise aus einem elastisch komprimier baren Material, das beispielsweise Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) und/oder Gummi enthält. Die Schaumkörper 6 bestehen aus einem Ursprungsmaterial, das unter Flitzeeinwirkung aufschäumt, wobei eine Volumenvergrößerung um den Faktor von mindestens 5, vorzugsweise mindestens 10, stattfindet.

In Figur 2 ist das Verbundprofil 1 vor dem Aufschäumen zur Bildung der beiden Schaumkörper 6 dargestellt. An jedem Isolierprofil 4 ist ein Streifen aus einem aufschäumenden Material 7 gehalten, der ein deutlich kleineres Volumen be sitzt als der spätere Schaumkörper 6. Die Flohlkammer 5 ist daher überwiegend leer und besitzt daher noch eine schlechte Wärmeisolierung zwischen den bei den Metallprofilen 2 und 3.

In Figur 3 sind ein Isolierprofil 4 und ein Streifen aus einem aufschäumenden Material 7 gezeigt. Das Isolierprofil 4 ist streifenförmig ausgebildet und umfasst an gegenüberliegenden Längsseiten Ränder 40, die jeweils mit einem der bei den Metallprofile 2 und 3 verbunden werden. In einem mittleren Bereich befin- det sich eine Aufnahme 41, an der der Streifen aus einem unter Hitzeeinwir kung aufschäumenden Material 7 festgelegt wird, beispielsweise durch Verkle ben oder Fügen. Statt einem Verkleben können der Streifen aus dem auf schäumenden Material und das Isolierprofil 4 in einem Ko-Extrusionsverfahren hergestellt werden.

Nach Herstellung von zwei Isolierprofilen 4 mit einem Streifen aus einem unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material 7 können die Ränder 40 der Iso lierstege in eine Nut 20 oder 30 an einem der Metallprofile 2 oder 3 eingefügt werden, wie dies in Figur 4 gezeigt wird. Durch Anrollen oder eine andere Be festigungstechnik können dann die Isolierprofile 4 an den Metallprofilen 2 und 3 fixiert werden.

Die Isolierprofile 4 können dabei zusätzlich zu dem Anrollen der Nutwände der Nut 20 oder 30 auch über den Schaumkörper 6 an den Metallprofilen 2 und 3 fixiert sein. Durch die Verklebung des Schaumkörper 6 kann einer Verschie bung zwischen dem Isolierprofil 4 und dem Metallprofil 2 oder 3 entgegenge wirkt werden.

In einem nächsten Schritt wird ein vorgefertigtes Verbundprofil gemäß Figur 2 vor dem Aufschäumen mit Abdeckungen 10 stirnseitig verschlossen, wie dies in Figur 5 gezeigt ist. Die Abdeckung 10 überdeckt eine Stirnseite mit der Hohl kammer 5 des Verbundprofils 1 und umgreift mit zwei Schenkeln 12 einen Endabschnitt des Verbundprofils 1. Die beiden Schenkel 12 können über Be festigungsmittel, beispielsweise Schrauben 13, an dem Verbundprofil 1 fixiert werden. An zumindest einer Abdeckung 10, optional auch an beiden Abde ckungen 10, kann eine Halterung 11 in Form einer Öse vorgesehen sein, um das Verbundprofil 1 hängend an einer Fördereinrichtung festzulegen. Optional kann das Verbundprofil 1 auch an zwei Halterungen 11 zum Transport an einer Fördereinrichtung fixiert werden.

Die Abdeckung 10 kann auch über andere Befestigungsmechaniken an dem Verbundprofil 1 fixiert sein, beispielsweise kann mindestens ein Stopfen an der Abdeckung 10 ausgebildet sein, der in die Hohlkammer 5 oder die Hohlkam mern an den Metallprofilen 2 und 3 eingefügt wird, um dort klemmend oder ras tend festgelegt zu werden. Dadurch kann die Abdeckung 10 durch einen einfa chen Einsteckprozess vor dem Trocknen montiert werden, so dass die äußere Oberfläche des Verbundprofils 1 vor dem Trocknen nicht durch die Abdeckung 10 überdeckt wird. Das über die Abdeckungen 10 an den Stirnseiten verschlossene Verbundprofil 1 kann nun an einer Außenseite lackiert werden. Hierfür werden zunächst an einer äußeren Oberfläche der beiden Metallprofile 2 und 3 und der Isolierprofile 4 ein Lack oder Farbpartikel aufgebracht, die dann nach dem Aufbringen ge trocknet und an der Oberfläche eingebrannt werden. Beim Trocknen wird das Verbundprofil 1 somit auf eine Temperatur zwischen 120 °C bis 200 °C er wärmt, um die Beschichtung an dem Verbundprofil 1 zu fixieren. Diese Erwär mung wird genutzt, um die Streifen aus einem unter Hitze aufschäumenden Material 7 zu aktivieren und den Aufschäumvorgang einzuleiten. Dadurch kann zeitgleich mit dem Trocknen ein Aufschäumen des Verbundprofils 1 erfolgen.

In Figur 6 ist eine Stirnseite des Verbundprofils 1 nach dem Abnehmen der Ab deckung 10 gezeigt, die für einen weiteren Beschichtungsprozess eingesetzt werden kann. In der Hohlkammer 5 (Nummer fehlt in Figur 6) sind nun zwei Schaumkörper 6 angeordnet, die wahlweise getrennt voneinander vorgesehen sind oder auch miteinander verbunden sein können. Die Hohlkammer 5 kann weitgehend durch die Schaumkörper 6 ausgefüllt sein, beispielsweise zwischen 70 % bis 100 %. Das so hergestellte Verbundprofil kann in einem stirnseitigen Endbereich abgeschnitten und an einen Verarbeiter ausgeliefert werden, um Fenster, Türen, Fassaden oder Lichtdächer herzustellen.

Figur 7 zeigt ein modifiziertes Verbundprofil, bei dem die Streifen aus einem unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material 7 mit Aussparungen 70 verse hen sind. Dadurch kann das Volumen des Schaumkörpers 6 reduziert werden, um einen Überdruck beim Ausschäumen der Hohlkammer 5 zu reduzieren oder zu vermeiden. Wie in Figur 8 gezeigt ist, kann der Streifen mit den Aussparun gen 70 versehen sein und an dem Isolierprofil 4 fixiert werden.

In den Figuren 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Isolierste ges gezeigt, bei dem statt einem Streifen mehrere beabstandet voneinander angeordnete Blöcke 71 aus einem unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Ma terial vorgesehen sind. Diese Blöcke 71 sind in einem vorbestimmten Abstand an dem Isolierprofil 4 fixiert, insbesondere verklebt, und durch die Größe der Blöcke 71 und deren Abstand kann das spätere Volumen des Schaumkörpers 6 eingestellt werden.

In den Figuren 11 und 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verbund profils während der Montage gezeigt, wobei der Streifen aus einem unter Hit- zeeinwirkung aufschäumenden Material 7 nicht an einem Isolierprofil 4, son dern an dem Metallprofil 3 auf der zu der Hohlkammer 5 gewandten Seite fixiert ist. Auch hier sind zwei Streifen vorgesehen, die unter Hitzeeinwirkung dann Schaumkörper 6 bilden. Die Anbringung an den Metallprofilen 2 und 3 hat den Vorteil, dass die Einleitung des Aufschäumens einfacher ist, weil die Wärme einleitung beim Trocknen den Streifen schneller erreicht. Zudem besteht der Vorteil, dass beim Aufschäumen die Metallprofile 2 und 3 durch die Schaum körper 6 vollständig überdeckt sind, was die Wärmeisolierung erhöht.

In Figur 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verbundprofils 1 gezeigt, bei dem das unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Material 7 nicht als Streifen mit einem rechteckförmigen Querschnitt sondern als T-Profil ausgebildet ist, das einen ersten Stege 17 aufweist, der sich parallel zu dem Isoliersteg 4 er streckt und einen zweiten Stege 18 aufweist, der sich im Wesentlichen recht winklig zu dem ersten Steg 17 in einen Innenraum der Hohlkammer 5 erstreckt. Durch diese Ausgestaltung wird die äußere Oberfläche des Materials 7 vergrö ßert und schneller eine äußere Temperatur aufnehmen, wenn das Verbundpro fil für den Trockenprozess erhitzt wird. Zudem wird eine homogenere Verteilung des gebildeten Schaumkörpers 6 in der Hohlkammer 5 erreicht.

Zur Fixierung des unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Materials 8 als T- Profils sind an dem Isoliersteg 4 gemäß Figur 14 integral ausgebildete Halte stege 19 vorgesehen, die den ersten Steg 17 an einer Kante winkelförmig um greifen.

Das unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Material 7 kann auch eine andere Querschnittsform besitzen, die ein gleichmäßiges Ausschäumen der Hohlkam mer 5 ermöglicht.

Bezugszeichenliste

1 Verbundprofil

2 Metallprofil 3 Metallprofil

4 Isolierprofil

5 Hohlkammer

6 Schaumkörper

7 Material 10 Abdeckung

11 Halterung

12 Schenkel

13 Schraube

17 erster Steg 18 zweiter Steg

19 Haltesteg

20 Nut

30 Nut

40 Rand 41 Aufnahme

70 Aussparung

71 Block io