EP3555404B1

EP3555404B1 - Wärmegedämmtes metall-kunststoff-verbundprofil

Info

Publication number: EP3555404B1
Application number: EP16812732.2A
Authority: EP
Inventors: Franz Feldmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2036-12-14
Also published as: EP3555404A1; WO2018108268A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Metall-Kunststoff-Verbundprofil mit reduzierter Verformung bei Temperaturunterschieden.

Stand der Technik

Wärmegedämmte Verbundprofile werden für Rahmen von Fenstern, Türen oder Fassaden eingesetzt. Dabei wird zwischen einem Außenprofil aus Metall sowie einem Innenprofil aus Metall ein Dämmprofil oder eine Vielzahl einzelner Dämmstege zur thermischen Entkopplung angeordnet, um den unerwünschten Wärmefluss zwischen dem Innen- und Außenprofil zu reduzieren. Bei herkömmlichen Verbundprofilen wird dabei eine kraftschlüssige und daher schubfeste Verbindung zwischen dem Dämmprofil und dem Innen- und Außenprofil hergestellt. Die kraftschlüssige Verbindung erzeugt eine Biegesteifigkeit des Verbundprofils, welche zur Abtragung von Lasten in Querzugrichtung, z.B. bei Winddruck oder bei Windsog benötigt wird. Die Querzugrichtung verläuft in Richtung des Abstands zwischen dem Innenprofil und Außenprofil, während die Schubrichtung senkrecht dazu verläuft.
Da das Dämmprofil zwischen den Metallprofilen eine thermische Trennebene darstellt, die den Wärmefluss von dem einen Metallprofil zum anderen begrenzt, entsteht allerdings bei der Herstellung eines als schubfester Verbund bezeichneten Verbundprofils mit kraftschlüssiger Verbindung in Schubrichtung sowie in Querzugrichtung zwischen dem Dämmprofil und den Metallprofilen die Schwierigkeit, dass bei einem Temperaturunterschied zwischen den das Verbundprofil bildenden Metallprofilen, eine Durchbiegung des Verbundprofils erfolgt. Der Grund dafür besteht darin, dass sich aufgrund der größeren Längenausdehnung des Metallprofils mit höherer Temperatur eine Schubspannung zwischen den Bauteilen des Verbundprofils ergibt, die sich aufgrund der Schubfestigkeit des Verbunds in einer Durchbiegung des Verbundprofils in Richtung auf das Metallprofil mit der höheren Temperatur auswirkt.
Eine derartige Schwierigkeit aufgrund von Temperaturdifferenzen tritt beispielsweise im Winter zwischen der Rauminnenseite und der Außenluft auf, sowie im Sommer, sobald die Sonneneinstrahlung zu einer Temperaturerhöhung des Außenprofils führt. Diese Verformungen werden als Bi-Metall-Effekt bezeichnet, wirken sich immer als Wölbung zur wärmeren Seite hin aus und beeinträchtigen die Funktion des mit dem Verbundprofil gebildeten Bauteils wie z.B. des Fensters oder der Tür. So kann es beispielsweise zu einem schwergängigen Schließen von Fenstern und Türen kommen. Weitere mögliche Schwierigkeiten können Einschränkungen bei der Luftdichtheit und Schlagregendichtheit sein. Schließlich kann die Durchbiegung auch an Trennwandausschlüssen störend sichtbar werden.
Im Stand der Technik wurden bereits mehrere Abhilfemaßnahmen vorgeschlagen. Zum einen lässt sich der Bi-Metall-Effekt verringern, indem die Temperaturunterschiede verringert werden. Dies kann zum einen dadurch erfolgen, dass die thermische Trennung verschlechtert wird, was allerdings erhöhte Wärmeverluste im Winter bedeutet. Insbesondere kann die Wärmedämmung durch das Anbringen von lokalen Wärmebrücken verschlechtert werden, wodurch die Temperaturdifferenzen zwischen Innen- und Außenprofil verringert und die damit verbundene Längenänderung und Durchbiegung herabgesetzt werden.
Eine weitere Maßnahme besteht darin, die IR-Reflexion der Außenoberfläche zu erhöhen, was sowohl für den Sommerfall als auch den Winterfall wirksam ist. Der Nachteil dieser Maßnahme besteht allerdings darin, dass die Oberflächenvarianten des Außenprofils zur Gebäudeaußenseite hin eingeschränkt werden. Eine weitere Alternative besteht darin, die Verbundwirkung des Gesamtprofils zu verschlechtern. Dies kann zum einen dadurch geschehen, dass die Steifigkeit der Dämmstege reduziert wird, wie in der DE 20 2012 003 730 U1 beschrieben wird.
Eine weitere mögliche Maßnahme ist in der DE 296 23 019 U1 beschrieben. Bei dem darin beschriebenen wärmegedämmten Verbundprofil wird zur Vermeidung einer Ausbiegung bei ungleichmäßiger Erwärmung der Metallprofile eine gleitende Verbindung zwischen den Dämmstegen und den Metallprofilen vorgesehen.
Alle Maßnahmen zur Verschlechterung der Verbundwirkung des Gesamtprofils besitzen allerdings den Nachteil, dass die Biegesteifigkeit gegenüber einem querschnittsgleichen Verbundprofil, d.h. mit einem schubfesten Verbund zwischen dem Dämmprofil und den Metallprofilen deutlich herabgesetzt wird. DE 32 36 357 A1 offenbart ein Metall-Kunststoff-Verbundprofil mit allen Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wärmegedämmtes Metall-Kunststoff-Verbundprofil vorzuschlagen, das einen reduzierten Bi-Metall-Effekt aufweist bei gleichzeitig ausreichender Biegesteifigkeit und Wärmedämmung.
Diese Aufgabe wird durch ein Metall-Kunststoff-Verbundprofil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen folgen aus den übrigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Metall-Kunststoff-Verbundprofil mit reduzierter Verformung bei Temperaturunterschieden zwischen innen und außen umfasst ein Innenprofil aus Metall, ein Außenprofil aus Metall und ein Dämmprofil aus Kunststoff, mit einer schubfesten Verbindung sowie formschlüssigen Verbindung in Querzugrichtung zwischen dem Dämmprofil und dem Innenprofil. Zwischen dem Dämmprofil und dem Außenprofil besteht eine formschlüssige Verbindung in Querzugrichtung und eine schubweiche, d.h. gleitende Verbindung in Schubrichtung. Das erfindungsgemäße Metall-Kunststoff-Verbundprofil umfasst weiterhin ein Mittel zum Erhöhen der Biegesteifigkeit des Metall-Kunststoff-Verbundprofils, wobei das Mittel zum Erhöhen der Biegesteifigkeit die nachfolgende Maßnahme umfasst:
Das Material des Dämmprofils weist ein E-Modul von mindestens 10 GPa und vorzugsweise mindestens 20 GPa auf, besonders bevorzugt von mindestens 40 GPa.
Der Temperaturunterschied zwischen innen und außen ist dabei der Temperaturunterschied zwischen Außenprofil und Innenprofil.
Erfindungsgemäß wird die Biegesteifigkeit des Metall-Kunststoff-Verbundprofils durch diese Maßnahme erhöht.
Es wird ein Dämmprofil verwendet, das eine erhöhte Steifigkeit aufweist. So kann bei dem Einsatz von glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) ein E-Modul von bis zu 60 GPa oder beim Einsatz von karbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) ein E-Modul von über 40 GPa erreicht werden. Im Stand der Technik übliche Werkstoffe für Dämmprofile wie PA 6.6 GF25, AWS oder PVC weisen hingegen E-Module auf, die in der Regel unter 5 GPa liegen. Indem ein Dämmsteg eingesetzt wird, dessen E-Modul mindestens 10 GPa beträgt, wird bereits eine erhöhte Biegesteifigkeit erzeugt, die zusätzlich durch das Vorsehen von mindestens einem, sich senkrecht zur Querzugrichtung erstreckenden Querelement weiter erhöht wird. Das mindestens eine sich senkrecht zur Querzugrichtung erstreckende Querelement ist ein Quersteg oder Querschott. Die zur Erzielung einer ausreichenden Biegesteifigkeit erforderlichen Abmessungen des Querelements richten sich nach deren Anzahl und Abstand vom Schwerpunkt, um eine ausreichend hohe Biegesteifigkeit zu erhalten. Das Vorsehen von Querschotten besitzt darüber hinaus den Effekt, dass die Wärmeübertragung durch Konvektion reduziert wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Dämmprofil aus GFK. GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff) besitzt den wesentlichen Vorteil, dass übliche GFK Werkstoffe mit einem Glasfasergehalt von mehr als 40% und unter Verwendung üblicher Harze einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, der bei 25% bis 50% des Wärmeausdehnungskoeffizienten von Thermoplasten liegt. Dies macht ein Dämmprofil aus GFK weniger empfindlich bezüglich temperaturbedingter Verformung bei einer hohen Temperaturdifferenz im Dämmprofil.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Dämmprofil ein erstes Dämmstegelement und ein zweites Dämmstegelement auf, und die gleitende Verbindung zwischen Dämmprofil und Außenprofil umfasst eine Gleitvorrichtung nahe dem Außenprofil zwischen dem ersten Dämmstegelement und dem zweiten Dämmstegelement. Auf diese Weise wird die in Schubrichtung gleitende Verbindung im Metall-Kunststoff-Verbundprofil entweder vollständig oder zusätzlich in eine Gleitverbindung zwischen dem ersten Dämmstegelement und dem zweiten Dämmstegelement verlegt, wobei allerdings die Gleitvorrichtung zwischen dem ersten Dämmstegelement und dem zweiten Dämmstegelement näher an dem Außenprofil als an dem Innenprofil angeordnet ist und sich vorzugsweise in demjenigen Drittel der Erstreckung des Dämmprofils zwischen Innenprofil und Außenprofil befindet, das an das Außenprofil angrenzt. Diese bevorzugte Maßnahme kann vorteilhaft sein, da eine Gleitverbindung zwischen dem Kunststoffmaterial des Dämmstegs wirkungsvoller sein kann als eine Gleitverbindung zwischen dem Metall des Außenprofils und dem Kunststoff des Dämmelements. Die Verbindung zwischen dem Dämmprofil und dem Außenprofil kann in herkömmlicher Weise ausgeführt sein, d.h. mit einer schubfesten Verbindung sowie formschlüssigen Verbindung in Querzugrichtung und somit wie die Verbindung zwischen dem Dämmprofil und dem Innenprofil.
Durch das Anordnen der Querstege so, dass ihre gemittelte Position näher am Außenprofil liegt als am Innenprofil wird erreicht, dass der Verbund aus Innenprofil und Dämmprofil eine besonders hohe Biegesteifigkeit erhält.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Dämmprofil mindestens einen Hohlraum sowie jeweils eine Mehrzahl von Verbindungsstellen zu dem Innenprofil und dem Außenprofil auf. Durch die Verwendung eines Hohlraums und den sich hieraus ergebenden erhöhten Trägheitsmomenten wird die Biegesteifigkeit des Dämmprofils und damit die Biegesteifigkeit des gesamten Metall-Kunststoff-Verbundprofils weiter erhöht.
Nach einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist das Dämmprofil als Hohlprofil mit mehreren Querstegen ausgebildet und die Querstege sind so angeordnet, dass ihre gemittelte Position näher am Außenprofil als am Innenprofil liegt. Mit anderen Worten kann das Dämmprofil mehrere Querstege aufweisen, die in Summe näher am Außenprofil als am Innenprofil angeordnet sind. Dies lässt sich dadurch feststellen, dass bei einer Mehrzahl von Querstegen deren individuelle Position gemittelt wird und sich die geometrisch gemittelte Position näher am Außenprofil befindet als am Innenprofil.
Das Vorsehen einer Schicht mit geringer Emissivität auf mindestens einem der Querstege oder mindestens einem Querschott kann nach einer bevorzugten Ausführungsform die Wärmeübertragung weiter herabsetzen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren beschrieben, in denen

Fig. 1: schematisch eine erste Ausführungsform des wärmegedämmte Metall-Kunststoff-Verbundprofils nach der Erfindung zeigt;
Fig. 2: eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform mit zwei Querstegen zeigt;
Fig. 3: eine Variante der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform mit einer unterschiedlichen Form des Dämmprofils zeigt;
Fig. 4: eine weitere Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung von zwei separaten Dämmstegen darstellt
Fig. 5: eine Variante der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4 zeigt;
Fig. 6: eine weitere Variante der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4 und 5;
Fig. 7: eine Variante der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4 zeigt;
Fig. 8: eine Variante der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 5 zeigt;
Fig. 9: eine Variante der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 6 zeigt; und
Fig. 10: eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In den nachfolgenden Figuren werden jeweils dieselben Elemente mit denselben Referenzziffern bezeichnet.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Metall-Kunststoff-Verbundprofils 1, das aus einem Innenprofil 2, einem Außenprofil 3 sowie einem Dämmprofil 4 zwischen dem Innenprofil 2 und dem Außenprofil 3 besteht.
Sowohl das Innenprofil 2 wie auch Außenprofil 3 bestehen aus Metall, wobei Aluminium, Stahl, Edelstahl, wetterfester Stahl oder Kupfer/Messing besonders bevorzugt sind.
Bei der Verwendung von Aluminium ist dieses bevorzugt anodisiert oder beschichtet. Wird Stahl eingesetzt, so ist dieser bevorzugt verzinkt, insbesondere bandverzinkt (kontinuierlich schmelztauchveredelt) oder stückverzinkt. Alternativ kann der Stahl aber auch beschichtet sein, wobei entweder Flüssiglack oder eine Pulverbeschichtung zum Einsatz kommen können. Es ist aber auch möglich, den Stahl mittels eines Duplex-Verfahrens zu behandeln, d.h. sowohl zu verzinken als auch zu beschichten.
Wird für das Innenprofil und/oder Außenprofil Edelstahl gewählt, so kann dieser blank, poliert, geschliffen oder aber elektrolytisch gefärbt sein. Bei der Verwendung von Messing/Kupfer wird dieses bevorzugt blank oder gebeizt eingesetzt.
Zwischen dem Innenprofil 2 und dem Dämmprofil 4 ist eine schubfeste Verbindung 5 mit Querzugtragfähigkeit vorgesehen. Mit anderen Worten wird eine feste Verbindung sowohl in Pfeilrichtung A (Querzugrichtung) als auch in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 (Schubrichtung) hergestellt.
Zwischen dem Dämmprofil 4 und dem Außenprofil 3 hingegen wird eine schubweiche Verbindung 7 mit ausreichender Querzugtragfähigkeit hergestellt. Mit anderen Worten wird mit Hilfe eines geeigneten Formschlusses eine Verbindung in Pfeilrichtung A (Querzugrichtung) hergestellt, wohingegen in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 (Schubrichtung) das Dämmprofil 4 relativ zum Außenprofil 3 gleiten kann.
Sowohl die schubfeste Verbindung 5 als auch die schubweiche Verbindung 7 können über eine Formschlussverbindung in Querzugrichtung realisiert werden.
Die Verbindung 5 zwischen dem Dämmprofil 4 und dem Innenprofil 2 sowie die Verbindung 7 zwischen dem Dämmprofil 4 und dem Außenprofil 3 können jeweils über eine schwalbenschwanzförmige Führung 6 ausgestaltet sein. Die Verbindung 5 zwischen dem Dämmprofil 4 und dem Innenprofil 2 kann zur Herstellung der schubfesten Verbindung 5 mit einer Rändelung im Innenprofil 2 versehen ist. Im Gegensatz dazu kann die schubweiche Verbindung 7 ebenfalls über eine Schwalbenschwanzführung 6 realisiert werden, jedoch ohne eine Rändelung im Außenprofil 3, um ein Gleiten in der Längsrichtung des Dämmprofils senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 zu ermöglichen.
Um die durch die schubweiche Verbindung 7 verringerte Biegesteifigkeit des Verbundprofils 1 zumindest teilweise zu kompensieren, wird das Dämmprofil 4 aus einem Werkstoff mit hoher Steifigkeit gefertigt, wobei der E-Modul des Werkstoffs mindestens 10 GPa beträgt. Beispielsweise lässt sich das Dämmprofil aus GFK fertigen, wobei hierbei E-Module von bis zu ca. 60 GPa erreichbar sind. Bei der Verwendung eines Dämmprofils aus einem karbonfaserverstärktem Kunststoff lassen sich sogar E-Module von über 60 GPa erzielen. Die erzielbaren Biegesteifigkeiten des Verbundprofils hängen allerdings nicht ausschließlich von dem Material des Dämmprofils 4 ab, sondern auch von dessen Geometrie. So wird in der Ausgestaltung nach Fig. 1 das Dämmprofil 4 mit einem H-förmigen Querschnitt gebildet und besitzt einen Quersteg 9a, welcher die beiden Längsstege 11a und 11b miteinander starr verbindet. In Verbindung mit einer schubfesten Verbindung 5 zum Innenprofil steigt durch den Quersteg 9a dabei der als "Steiner-Anteil" bezeichnete Abstand zum Schwerpunkt, um so ein Traggerüst mit erhöhtem Trägheitsmoment und damit verbesserter Biegesteifigkeit zu schaffen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist ein einteiliges Dämmprofil 4 mit zwei Längsstegen 11a und 11b sowie zwei Querstegen 9a und 9b dargestellt. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach Fig. 2 derjenigen nach Fig. 1. Durch die leiterförmige Struktur des Dämmprofils 4 nach Fig. 2 wird die Biegeseifigkeit des Dämmprofils weiter verbessert. Das Vorsehen einer Hohlkammer 12 zwischen den Querstegen 9a und 9b verbessert die Wärmedämmung.
Beiden Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 2 ist gemeinsam, dass die Querstege 9a und 9b gemittelt näher zum Außenprofil 3 als zum Innenprofil 2 angeordnet sind. Würde man die Position der Querstege in Querzugrichtung A relativ zu den Verbindungen 6 zwischen dem Dämmprofil 4 und dem Außenprofil 3 und zwischen dem Dämmprofil 4 und dem Innenprofil 3 betrachten, so würde die Summe der Abstände der einzelnen Querstege zum Außenprofil 3 geringer sein als die Summe der Abstände der Querstege zum Innenprofil 2. Diese Maßnahme dient dazu, dem Dämmprofil 4 durch die Erhöhung des Trägheitsmoment eine erhöhte Steifigkeit insbesondere in demjenigen Bereich zu geben, in dem aufgrund der schubweichen Verbindung 7 zwischen dem Dämmprofil 4 und dem Außenprofil 3 eine verminderte Gesamtsteifigkeit besteht.
Bei der Verwendung eines Dämmprofils aus einem Werkstoff hoher Steifigkeit mit einem E-Modul von mindestens 10 GPa können auch alternative Geometrien des Dämmprofils vorgesehen sein. So kann das Dämmprofil 4 auch aus einzelnen Dämmstegen bestehen, die jeweils über eine schubfeste Verbindung mit dem Innenprofil und eine schubweiche Verbindung mit dem Außenprofil verbunden sind.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist ein sogenanntes Ω-Dämmprofil 4 dargestellt, das durch seine erhöhte Breite gegenüber der Ausgestaltung nach Fig. 2 verbesserte Eigenschaften besitzt, da das Dämmprofil 4 flächenbündig mit dem Metallprofilen in der Außenkontur abschließt. Darüber hinaus wird durch die Krümmung der Längsstege 11a, 11b deren Länge in der Zeichenebene der Fig. 3 erhöht, wodurch sich die Wärmedämmung gegenüber der Geometrie nach Fig. 2 etwas verbessert. Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Querstege 9a, 9b näher zum Außenprofil 3 hin angeordnet, um das Trägheitsmoment zu erhöhen.
Bei den Ausführungsformen nach Figuren 4,5 und 6 sind jeweils anstelle von Querstegen 9, 9a, 9b, Querschotte 14 an den Längsstegen 11 der das Dämmprofil bildenden Dämmstege 4-1 und 4-2 vorgesehen, die ebenfalls außermittig angeordnet sind, da durch die vom Innenprofil 2 beanstandeten Querschotte 14 sich jeweils das Trägheitsmoment des zugehörigen Dämmstegs 4-1, 4-2 erhöht. Je mehr Querschotte 14 vorgesehen sind, desto höher wird das Trägheitsmoment.
Darüber hinaus stellen die Querschotte 14 eine Barriere dar, die den Wärmestrom durch Strahlung zwischen dem Innenprofil 2 und dem Außenprofil 2 verringern. Wenn zwei Dämmstege 4-1 und 4-2 wie in den Figuren 4,5 und 6 dargestellt spiegelbildlich zueinander gestaltet sind und sich die Querschotte beinahe berühren, werden zudem beinahe geschlossene Hohlkammern 12 gebildet, welche die Wärmedämmung weiter verbessern. Die beinahe geschlossenen Hohlkammern behindern die Wärmeübertragung durch Konvektion, da in den Kammern eine verringerte Temperaturdifferenz von Querschott zu Querschott vorliegt.
Die Ausführungsformen nach Figuren, 7,8 und 9 entsprechen diejenigen nach Figuren 4,5 und 6 und weisen zusätzlich mindestens eine entweder einseitig oder beidseitig auf die Querschotte aufgebrachte LE-Schicht (low emissivity) mit geringer Emissivität auf, die entweder als Folie aufgeklebt oder als Lackschicht aufgesprüht ist. Die LE-Schichten 15, 15a, 15b, 15c, 15d verringern den Wärmestrom durch Strahlung und tragen daher zur verbesserten Wärmedämmung des Metall-Kunststoff-Verbundprofils 1 nach den Ausführungsformen der Figuren 7, 8 und 9 gegenüber den ansonsten identischen Ausführungsformen nach Figuren 4, 5 und 6 bei. Allgemein gilt, dass der Energieaustausch mit dem Außenprofil wirkungsvoller behindert wird, wenn die LE-Schicht zu dem Außenprofil hin zeigt. Die optimale Lösung besteht allerdings darin, sowohl die zum Außenprofil gerichtete Fläche als auch die zum Innenprofil gerichtete Fläche mit einer LE-Schicht zu versehen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 mit H-förmigem Dämmprofil 4 ist ebenfalls auf dem Quersteg 9a eine LE-Schicht 15 vorgesehen, die dem Innenprofil 2 zugewandt ist. In der Fig. 10 sind zudem schematisch ein Außenprofil 3 sowie ein Innenprofil 2 dargestellt, die jeweils eine schwalbenschwanzförmige Aufnahme 6 besitzen. Abweichend zu den in den übrigen Figuren dargestellten Ausführungsformen kann die schubweiche Verbindung 7 zwischen dem Dämmprofil 4 und dem Außenprofil 3 bei allen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung als zusätzliche Variante in das Dämmprofil 4 verlegt werden. Dazu besteht das Dämmprofil 4 aus einem ersten Dämmstegelement 4a und einem zweiten Dämmstegelement 4b. Sowohl das erste Dämmstegelement 4a wie auch das zweite Dämmstegelement 4b sind dabei über eine schubfeste Verbindung 5 mit dem Innenprofil 2 und Außenprofil 3 verbunden. Zwischen den beiden Dämmstegelementen 4a und 4b befindet sich die schubweiche und in Querzugsrichtung formschlüssige Verbindung 7, welche ein relatives Gleiten in einer Richtung senkrecht zu Zeichenebene der Fig. 10 erlaubt. Wichtig ist allerdings, dass sich die schubweiche Verbindung 7 nahe dem Außenprofil 3 befindet, so dass sich die schubweiche Verbindung 7 auch bei dieser Ausgestaltung in unmittelbarer Nähe zum Außenprofil 3 befindet. Die Länge L1 des mit dem Innenprofil 2 schubfest verbundenen Dämmstegelements 4a kann in vorteilhafter Weise daher mindestens doppelt so groß in Wärmestromrichtung sein wie die Länge L2 des mit dem Außenprofil 3 verbundenen Dämmstegelements 4b.
Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass sich durch die Schaffung eines erfindungsgemäßen Metall-Kunststoff-Verbundprofils der Bi-Metall-Effekt beschränken lässt und sich zugleich eine ausreichende Wärmedämmung und ausreichende Biegesteifigkeiten erzielen lassen. Bei der Wärmedämmung lassen sich Wärmedurchgangskoeffizienten Uf von ≤ 3.0 W/(m²K) und bis hin zu Wärmedurchgangskoeffizienten von Uf von ≤ 1.5 W/(m²K) erzielen. Je nach der Geometrie des Dämmprofils und dessen Materialwahl kann eine Biegesteifigkeit erzielt werden, die gegenüber einem Verbundprofil aus einem herkömmlichen thermoplastischen Material und mit gleitender Verbindung zwischen dem Dämmprofil und dem Außenprofil eine deutlich höhere Biegesteifigkeit erreicht.

Claims

Metall-Kunststoff-Verbundprofil umfassend:
- ein Innenprofil (2) aus Metall;

- ein Außenprofil (3) aus Metall; und

- ein Dämmprofil (4) aus Kunststoff; wobei

- das Dämmprofil (4) eine Geometrie besitzt, die mindestens ein sich senkrecht zur Querzugrichtung erstreckendes Querelement (9a, 9b, 9c; 14) umfasst;
dadurch gekennzeichnet, dass
das Metall-Kunststoff-Verbundprofil umfasst
- eine schubfeste und in Querzugrichtung formschlüssigen Verbindung (6) zwischen dem Dämmprofil (4) und dem Innenprofil (2) und

- zwischen dem Dämmprofil (4) und dem Außenprofil (3) eine formschlüssige Verbindung in Querzugrichtung und eine gleitende Verbindung (7) in Schubrichtung; so dass

- das Metall-Kunststoff-Verbundprofil eine reduzierte Verformung bei Temperaturunterschieden zwischen innen und außen aufweist; wobei
das Material des Dämmprofils (4) ein E-Modul von mindestens 10 GPa, vorzugsweise mindestens 20 GPa und besonders bevorzugt mindestens 40 GPa aufweist, um die Biegesteifigkeit des Metall-Kunststoff-Verbundprofils (1) zu erhöhen.
Metall-Kunststoff-Verbundprofil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dämmprofil (4) aus GFK oder CFK, vorzugsweise aber aus GFK besteht.
Metall-Kunststoff-Verbundprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dämmprofil (4) ein erstes Dämmstegelement (4a) und ein zweites Dämmstegelement (4b) aufweist und die gleitende Verbindung (7) zwischen Dämmprofil (4) und Außenprofil (3) eine Gleitvorrichtung nahe dem Außenprofil (3) zwischen dem ersten Dämmstegelement (4a) und dem zweiten Dämmstegelement (4b) umfasst.
Metall-Kunststoff-Verbundprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet., dass
das Dämmprofil (4) mindestens einen Hohlraum sowie jeweils eine Mehrzahl von Verbindungsstellen zu dem Innenprofil und dem Außenprofil aufweist.
Metall-Kunststoff-Verbundprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dämmprofil (4) als Hohlprofil mit einem oder mehreren Querstegen (9; 9a, 9b, 9c) ausgebildet ist und der Quersteg (9) oder die Querstege (9a, 9b, 9c) so angeordnet sind, dass ihre gemittelte Position näher am Außenprofil (3) als am Innenprofil (2) liegt.
Metall-Kunststoff-Verbundprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend mehrere Querschotte (14) an den Längsstegen (11) des Dämmprofils (4).
Metall-Kunststoff-Verbundprofil nach einem der Ansprüche 5 und 6, weiter umfassend eine Schicht mit geringer Emissivität (15) auf mindestens einem Quersteg (9; 9a, 9b, 9c) oder mindestens einem Querschott (14).