Теплоизолирующий комбинированный профиль для дверей, окон или фасадов

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям окон, дверей или фасадов зданий. Теплоизолирующий комбинированный профиль для окон, дверей или фасадов содержит металлические профили и изолирующую планку, расположенную между металлическими профилями и соединенную с металлическими профилями по продольным краям. Планка выполнена из пластмассы в виде двух элементов для предотвращения сдвигающего напряжения на второй металлический профиль за счет изменения длины первого металлического профиля, возникающего при переменных температурных нагрузках. Каждый элемент изолирующей планки соединен без возможности сдвига с соответствующим металлическим профилем. Среднее соединение между двумя элементами изолирующих планок выполнено в виде направляющей скольжения. Изобретение позволит уменьшить прочность на сдвиг между соединяемыми деталями в зоне соединения. 8 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к теплоизолирующему комбинированному профилю для дверей, окон или фасадов, состоящему из металлических профилей и по меньшей мере одной изолирующей планки, расположенной между металлическими профилями и соединенной с металлическими профилями на продольных краях, выполненной, предпочтительно, из искусственного материала.

Известно фиксирование изолирующих планок с силовым замыканием на их продольных краях в канавках металлических профилей, имеющих поднутрение, путем формования металлической перемычки. Уже за счет этой динамической связи, вследствие образования пары трения между изолирующей планкой из искусственного материала и металлическими профилями, создается прочность на сдвиг, которая может быть повышена за счет других мероприятий, например покрытий, повышающих фрикционность, зубчатых нарезок внутри поверхностей канавки или по меньшей мере одной колючей проволоки, проложенной между металлической перемычкой, подлежащей деформированию, и изолирующей планкой.

Эта прочность на сдвиг у комбинированных профилей в случае статических нагрузок в применяемых металлических конструкциях из стоек и перемычек вызывает более высокий действующий момент инерции.

Наряду с этим имеются другие системы комбинированных профилей, в которых фиксация изолирующих планок обеспечивается механическими разжимающими элементами или с помощью вспучивающихся пеноматериалов и клея.

Динамическая связь или кинематическое замыкание в продольном направлении между изолирующими планками и металлическими профилями комбинированного профиля при приложении статических или динамических нагрузок, например, создаваемых ветром сил подсоса и давления, обеспечивает восприятие повышенных срезывающих усилий и тем самым уменьшение прогибов в случае статической или динамической нагрузки по сравнению со сложением отдельных моментов инерции от отдельных профилей, составляющих комбинированный профиль.

Это профильное соединение называется "прочное на сдвиг соединение".

Изолирующие планки образуют между металлическими профилями термическую разделительную плоскость, до минимума ограничивающую тепловой поток от одного металлического профиля до другого.

Если такие профили с прочным на сдвиг соединением подвергаются одностороннему повышению температуры, то вследствие удлинения нагреваемого металлического профиля между элементами комбинированного профиля возникают напряжения сдвига, которые приводят - вследствие прочности соединения на сдвиг - к прогибу комбинированного профиля.

Источниками тепла являются, например, перепады температуры между внутренней стороной помещения и наружным воздухом (в зимнее время), и солнечные излучения на наружной стороне (в летнее время), и связанный с этим нагрев наружной стороны за счет поглощения солнечной энергии. Возникающее изменение формы комбинированного профиля всегда происходит в виде выгиба к более теплой стороне и ухудшает функцию окна или двери, рамы которых изготовлены из комбинированного профиля.

В частности, при сравнительно длинных рамных перемычках, например вертикальных рамных перемычках дверей, прогиб, возникающий вследствие одностороннего нагрева, неблагоприятно сказывается на герметичности и на функции запирания замков. Это происходит как при простом среднем замке, так и при многократном блокировании, причем это может привести к отказу функции запирания.

При разнице температур от 50 до 60^oС вследствие солнечного излучения на темные поверхности прогибы зачастую настолько велики, что даже компенсирующий эффект имеющейся уплотнительной системы уже не может закрыть возникающий зазор.

Прогиб, вызываемый разницей температур между наружным и внутренним металлическими профилями комбинированного профиля, приводит также к тому, что имеющийся дверной замок работает с напряжением.

При многократных запираниях, обычных в настоящее время, это напряжение возникает на по меньшей мере одном из замков. Эти запирания приводят к тому, что дверь либо не может больше закрываться надлежащим образом, либо она больше не может запираться ключом.

В качестве ближайшего уровня техники рассматривается известный из DE 3 046 153 A1 теплоизолирующий комбинированный профиль для дверей, окон или фасадов, состоящий из металлических профилей и по меньшей мере одной изолирующей планки, расположенной между металлическими профилями и соединенной с металлическими профилями по продольным краям, выполненной из пластмассы.

В основу изобретения положена задача таким образом усовершенствовать теплоизолирующий комбинированный профиль указанного типа, чтобы изменение длины металлического профиля, возникающее при переменных температурных нагрузках, не передавалось посредством сдвигающего напряжения на второй металлический профиль.

Эта задача в теплоизолирующем комбинированном профиле для дверей, окон или фасадов, состоящем из металлических профилей и по меньшей мере одной изолирующей планки, расположенной между металлическими профилями и соединенной с металлическими профилями по продольным краям, выполненной из пластмассы, согласно изобретению решается тем, что изолирующая планка или расположенные параллельно друг другу изолирующие планки выполнены из двух элементов, причем каждый элемент изолирующей планки соединен без возможности сдвига с соответствующим металлическим профилем, и среднее соединение между двумя элементами изолирующих планок выполнено в виде направляющей скольжения.

Направляющая скольжения имеет направляющие поверхности, проходящие, по существу, перпендикулярно к средней оси изолирующей планки.

Отклонение от перпендикуляра лежит в диапазоне ±20^o.

Один элемент изолирующей планки снабжен направляющей канавкой, имеющей расширяющееся в сторону дна сечение, а другой элемент изолирующей планки имеет направляющую консоль, входящую в направляющую канавку с зазором.

Направляющая канавка, имеющая расширяющееся в сторону дна сечение, снабжена продольным боковым отверстием, ограниченным краевой планкой, через которое проходит перемычка направляющей консоли, выполненной за одно целое с цилиндрическим направляющими элементами.

Элемент изолирующей планки, снабженный направляющей консолью, имеет упорные поверхности, проходящие параллельно краевой планке.

В двери с U-образной рамой створки теплоизолирующий комбинированный профиль выполняет функцию вертикальных перемычек, которые соединены внизу цокольной полосой, а верхняя горизонтальная перемычка выполнена с возможностью устойчивого к сдвигу соединения.

В двери с U-образной рамой створки теплоизолирующий комбинированный профиль выполняет функцию вертикальных перемычек, которые снабжены боковинами, а верхняя горизонтальная перемычка такой рамы выполнена с возможностью устойчивого к сдвигу соединения.

В зоне продольного соединения между соединенными деталями конструкции теплоизолирующего комбинированного профиля согласно изобретению сопротивление сдвигу является незначительным, либо приближается к нулю, поскольку имеется направляющая скольжения.

Вследствие этого независимо друг от друга могут происходить различные изменения длины металлического профиля теплоизолирующего комбинированного профиля, возникающие из-за различных температурных нагрузок.

Изобретение поясняется на примерах выполнения с привлечением чертежей, где на фиг. 1 - вариант выполнения теплоизолирующего комбинированного профиля согласно уровню техники; на фиг. 2-8 - примеры выполнения теплоизолирующего комбинированного профиля согласно изобретению.

На фиг.1 представлено окно, в котором как наружная оконная рама 1, так и рама 2 створок выполнена из теплоизолирующих комбинированных профилей, каждый из которых состоит из металлических профилей 3, 4 или 5, 6, соединенных друг с другом изолирующими планками 7 из пластмассы. Изолирующие планки своими краями 8 входят в канавки металлических профилей 3, 4, 5, 6, ограниченных металлическими перемычками 9, 10. Перемычки 10 отформовываются на изолирующих планках после укладки краев 8 планок в канавки металлических профилей таким образом, что между изолирующими планками 7 и металлическими профилями получается соединение, которое, дополнительно к прочности на сдвиг в продольном направлении комбинированного профиля, обеспечивает также и прочность на поперечное растяжение. Дополнительные средства для повышения прочности на сдвиг были описаны выше.

Для предотвращения отрицательных различных деформаций прочных на сдвиг металлических профилей 3, 4 и 5, 6, соединенных друг с другом, при различных тепловых нагрузках у рамы 2 створок согласно фиг.2 изолирующая планка 11 выполнена таким образом, что она соединена прочно на сдвиг продольной краевой планкой 12 с металлическим профилем 5, в то время, как на противолежащей продольной стороне она имеет направляющую консоль 13, установленную с возможностью скольжения в канавке, имеющей расширяющееся в сторону на сечение, металлического профиля 6, расположенного снаружи.

Изолирующая планка 11 может быть выполнена в соответствии с фиг.4, на которой изолирующая планка показана в увеличенном масштабе. Направляющая скольжения имеет между изолирующей планкой 11 и металлическим профилем 6 направляющие поверхности 14, 15, проходящие перпендикулярно или приблизительно перпендикулярно к средней оси 16 изолирующей планки 11. Отклонение от прямого угла может лежать в диапазоне ±20^o.

Посредством направляющих поверхностей 14, 15 получается однозначное, соответствующее по размерам расположение изолирующей планки относительно металлического профиля 6, поэтому обеспечивается зазор между цилиндрическим направляющим элементом 17 направляющей консоли 13 и направляющей канавкой 18, имеющей расширяющееся в сторону дна сечение, необходимый для направления со скольжением.

В примере выполнения согласно фиг.4 краевые планки 19, 20 ограничивают продольное отверстие 21 направляющей канавки, через которое проходит перемычка 22 направляющей консоли 13, выполненная за одно целое с направляющим элементом 17.

Направляющая консоль может иметь в поперечном сечении любую геометрическую форму, если при этом обеспечивается необходимый для направления со скольжения зазор между направляющей консолью и стенками канавки металлического профиля, имеющей расширяющееся в сторону дна сечение.

Край 23 изолирующей планки 11, имеющейся на стороне, противолежащей направляющей консоли 13, зафиксирован прочно на сдвиг в приемной канавке металлического профиля 5. Для повышения прочности на сдвиг в приемной канавке металлического профиля и частично в крае 23 изолирующей планки 11 может быть заделана проволока 24, которая может быть выполнена поверхностно структурированной. За счет отформованной перемычки на проволоке 24 или краю 23 планки при взаимодействии с упорной перемычкой 26 создается прочное на сдвиг соединение между металлическим профилем 5 и изолирующей планкой 11.

В примере выполнения согласно фиг. 5 изолирующая планка 27, которая согласно фиг.3 соединяет друг с другом металлические профили 5 и 6, состоит из двух частей. Она составлена из элемента 28 изолирующей планки, снабженной направляющей консолью 29, и элемента 30 изолирующей планки, имеющей канавку 31 с расширяющимся в сторону дна сечением для направляющей консоли 29.

И в этом примере выполнения имеются направляющие поверхности 32 и 33 для обеспечения скольжения, проходящие перпендикулярно или приблизительно перпендикулярно к средней продольной оси 34. Направляющая консоль 29 имеет и в этом примере выполнения перемычку 36 дополнительно к цилиндрическому направляющему элементу 35, проходящую через продольную выемку 37 направляющей канавки 31 с расширяющимся в сторону сечением, причем краевые планки 38 и 39 ограничивают продольную выемку 37. Изолирующая планка 28 снабжена упорными поверхностями 40 и 41.

Крепежные ножки 44 и 45 элементов изолирующей планки, входящие в приемные канавки 42, 43 металлических профилей 5, 6, соединены прочно на сдвиг с металлическими профилями 5 и 6.

На фиг. 6 и 7 показаны примеры выполнения, в которых изолирующие планки 46 и 47 зафиксированы относительно металлических профилей 5 и 6 на обеих продольных сторонах с помощью направляющих скольжения. В примере выполнения изолирующая планка 46 снабжена направляющими консолями 48, соответствующими по форме и по назначению направляющей консоли 13 согласно фиг.4 и направляющей консоли 29 согласно фиг.5.

В примере выполнения согласно фиг.7 направляющая консоль 49 изолирующей планки 37 выполнена трапециевидной. В случае других геометрических поперечных сечений направляющей консоли необходимо обеспечить, чтобы имелся зазор, необходимый для направления со скольжением между направляющей консолью и относящейся к ней канавкой металлического профиля с расширяющимся в сторону дна сечения.

Теплоизолирующие комбинированные профили могут применяться и в качестве профилей для рам и стоек, у которых согласно изобретению в зоне продольного соединения сопротивление сдвигу между соединяемыми деталями является незначительным или приближается к нулю, поскольку имеется направляющая скольжения.

На фиг.8 показана дверь 50, состоящая из створки 51 и наружной рамы 52. Если наружная рама 52 закреплена в кирпичной стене или другой конструкции, то через крепежные средства к кирпичной стене или указанной конструкции подводятся возникающие изгибающие напряжения. Прогиба не происходит. В этом случае согласно изобретению теплоизолирующий комбинированный профиль применяется только для изготовления вертикальных перемычек 53, 54 рамы двери. При угловом соединении этих перемычек с верхней горизонтальной перемычкой 55 применяется профильное соединение согласно изобретению вертикальных перемычек 53, 54 в раме U-образной формы с одной точкой закрепления. Продольное удлинение металлических профилей на вертикальных перемычках, возникающее вследствие разницы температур, может происходить при этом свободно к нижней стороне U-образной дверной рамы. Верхняя горизонтальная перемычка 55 может устанавливаться поэтому с использованием обычной техники соединений, устойчивых к сдвигу.

Если наружная рама 52 этой двери, как дополнительно показана на фиг.8, снабжена боковинами 56, 57, то может быть необходимо изготовить вертикальные перемычки 58, 59 наружной рамы из теплоизолирующих комбинированных профилей согласно изобретению, в которых прочность на сдвиг между соединяемыми деталями в зоне продольного соединения является незначительной, приближается к нулю или имеется направляющая скольжения.

Формула изобретения

1. Теплоизолирующий комбинированный профиль для дверей, окон или фасадов, состоящий из металлических профилей и изолирующей планки, расположенной между металлическими профилями и соединенной с металлическими профилями по продольным краям, выполненной из пластмассы в виде двух элементов для предотвращения сдвигающего напряжения на второй металлический профиль за счет изменения длины первого металлического профиля, возникающего при переменных температурных нагрузках, причем каждый элемент изолирующей планки соединен без возможности сдвига с соответствующим металлическим профилем, а среднее соединение между двумя элементами изолирующих планок выполнено в виде направляющей скольжения.

2. Теплоизолирующий комбинированный профиль по п.1, в котором направляющая скольжения имеет направляющие поверхности, проходящие, по существу, перпендикулярно к средней оси изолирующей планки.

3. Теплоизолирующий комбинированный профиль по п.2, в котором отклонение от перпендикуляра лежит в диапазоне ±20^o.

4. Теплоизолирующий комбинированный профиль по п.1, в котором один элемент изолирующей планки снабжен направляющей канавкой, имеющей расширяющееся в сторону дна сечение, а другой элемент изолирующей планки имеет направляющую консоль, входящую в направляющую канавку с зазором.

5. Теплоизолирующий комбинированный профиль по п.4, в котором направляющая канавка, имеющая расширяющееся в сторону дна сечение, снабжена продольным боковым отверстием, ограниченным краевой планкой, через которое проходит перемычка направляющей консоли, выполненной за одно целое с цилиндрическим направляющим элементом.

6. Теплоизолирующий комбинированный профиль по п.5, в котором элемент изолирующей планки, снабженный направляющей консолью, имеет упорные поверхности, проходящие параллельно краевой планке.

7. Теплоизолирующий комбинированный профиль по одному из пп.1-6, который в двери с U-образной рамой выполняет функцию вертикальных перемычек, которые соединены внизу цокольной полосой, а верхняя горизонтальная перемычка выполнена с возможностью устойчивого к сдвигу соединения.

8. Теплоизолирующий комбинированный профиль по одному из пп.1-6, который в двери с U-образной рамой створки выполняет функцию вертикальных перемычек, которые снабжены боковинами, а верхняя горизонтальная перемычка такой рамы выполнена с возможностью устойчивого к сдвигу соединения.

9. Теплоизолирующий комбинированный профиль по п.1, который снабжен дополнительной изолирующей планкой, расположенной параллельно основной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8