DE102018107636A1

DE102018107636A1 - Haustür-türblatt und herstellverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102018107636A1
Application number: DE102018107636.3A
Authority: DE
Inventors: Mario Fritzen
Original assignee: Hoermann KG Brockhagen; Hoermann KG Eckelhausen
Current assignee: Hoermann KG Brockhagen; Hoermann KG Eckelhausen
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-01-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haustür-Türblatt (14) für eine als Außenabschluss eines Gebäudes geeignete Haustür (10) mit einem Türblattrahmen (16) aus einem oder mehreren Rahmenprofilen und die Türblattbreitseiten (32, 34) bildenden Paneelen. Die Paneele umfassen ein Außenpaneel (18) und ein Innenpaneel (20). Zwischen dem Außenpaneel (18) und dem Türblattrahmen (16) sind mindestens ein Versteifungspaneel (19) und mindestens ein elastisches Element (96) vorgesehen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, bei Temperaturänderung auftretende Verformungen des Türblatts zu verringern. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Haustür, die das obigen Haustür-Türblatt (14) umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Haustür-Türblatts (14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Türblatt für eine Haustür, eine mit einem solchen Türblatt versehene Haustür sowie ein Herstellverfahren für ein solches Türblatt.
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von Haustüren. Als Haustüren werden Türen bezeichnet, die als äußerer Abschluss eines Gebäudes verwendbar sind.
Die Erfindung betrifft insbesondere Haustüren, die als Haupteingang von Wohngebäuden, insbesondere Einfamilienhäusern, Mehrfamilienhäusern, Reihenhäusern, Doppelhaushälften, verwendbar sind.
Als äußerer Abschluss eines Gebäudes sollen Haustüren insbesondere für Schallschutz, Einbruchschutz und Wärmedämmung sorgen.
Im Handel sind Haustüren aus Holz, Kunststoff oder Metall erhältlich. Diese Materialien haben verschiedene Vorteile und Nachteile. Holz und Kunststoff haben im Vergleich zu Metallmaterialien eine geringere Wärmeleitfähigkeit, so dass es grundsätzlich einfacher scheint, mit diesen Materialien einen Wärmeschutz zu erzielen. Metalle sind verglichen mit Holz und Kunststoff in der Regel widerstandsfähiger ausgelegt, so dass auf Metallmaterialien basierende Haustüren in der Regel robuster sind, sich auch bei häufigem und längerem Betrieb weniger verziehen. Auf Metallmaterialien basierende Haustüren wirken qualitativ hochwertig. Sie lassen sich sehr exakt mit geringen Spaltmaßen herstellen und haben eine höhere Lebensdauer als Kunststoff- oder Holztüren. Haustüren aus Metall können dichter schließend ausgeführt werden, und es kann ein hoher Einbruchschutz erzielt werden.
Haustüren weisen ein Türblatt (auch als Türflügel bezeichnet) und einen Türrahmen (auch als Türzarge bezeichnet) auf. Das Türblatt umfasst einen Türblattrahmen (auch als Flügelprofil bezeichnet) und eine Türfüllung. Nach einem früheren Standard wird der Türblattrahmen von einem Türblatthersteller und die Türfüllung von einem Türfüllungshersteller hergestellt. Die Türfüllung ist üblicherweise als Sandwichplatte aufgebaut, die eine außen angeordnete Motivplatte, eine Innenplatte und dazwischen eine Isolierung umfasst. Bei diesen Modellen ist die sichtbare Fuge zwischen Rahmen und Füllung optisch nachteilig. Nachteilig ist außerdem, dass die Auslieferung des Türblattes in einer Wunschfarbe die getrennte Lackierung des Rahmens und der Füllung erforderlich macht.
Als Weiterentwicklung werden Türblätter mit innenliegendem Flügelprofil oder Türblattrahmen am Markt angeboten. Bei diesen Türblättern decken Deckplatten, Deckbleche oder Motivplatten sowohl die Türfüllung als auch den Türblattrahmen ab. EP 1 568 842 A2 und EP 2 581 542 zeigt unterschiedliche Ausführungsformen derartiger Türblätter mit innenliegendem Türblattrahmen.
Zur Wärmedämmung können einschalige Flügelprofile aus einem Polymer- oder Kompositmaterial mit geringer Wärmeleitfähigkeit verwendet werden. Eine Alternative stellen die thermisch getrennten Flügelprofile dar, die eine Außenhalbschale aus einem Polymer, wie einem Polyamid, und eine Innenhalbschale aus einem Metall, wie Aluminium, umfassen. In beiden alternativen Flügelprofilen vorhandene Hohlräume können zur Wärmedämmung mit Polyurethan-Hartschaum ausgefüllt werden.
Hochwärmegedämmte Haustüren mit innenliegendem Türblattrahmen sind von der Hörmann KG unter den Bezeichnungen ThermoCarbon, ThermoSafe, Thermo65 und TopComfort im Handel erhältlich. Die ThermoSafe-Haustür weist ein Türblatt mit einem Türblattrahmen auf, der eine Außenhalbschale aus Polyamid und eine Innenhalbschale aus Aluminium umfasst. Von der Außenhalbschale gebildete Hohlräume und der Hohlraum zwischen dem äußeren und dem inneren Aluminiumdeckblech sind mit einer PU-Hartschaumfüllung gefüllt. Bei der ThermoCarbon-Haustür besteht das Flügelprofil aus einem Carbon-Glasfaser-verstärkten Kompositwerkstoff. Das Türblatt der Thermo65-Haustür weist ein vollflächiges Stahldeckblech auf, das das Flügelprofil aus Verbundwerkstoff überdeckt.
Haustür-Türblätter mit innenliegendem Flügelprofil weisen großflächige Deckbleche auf. Bereits kleine Verbiegungen derartig großer Deckbleche sind mit dem bloßen Auge ohne weiteres erkennbar. Haustür-Türblätter mit innenliegendem Flügelprofil werden außerdem mit geringen Spaltmaßen hergestellt. Verbiegungen des Flügels können wegen der geringen Spaltmaße zu Problemen beim Schließen der Haustür führen. Eine Zielsetzung bei der Konstruktion derartiger Haustür-Türblätter besteht daher darin, auf ein Türblatt einwirkende Kräfte zu verringern oder unvermeidbar einwirkenden Kräften entgegenzuwirken, um Verbiegungen des Türblatts zu vermeiden oder zu verringern.
Verbiegungen des Türblattes können durch die Kräfte hervorgerufen werden, mit denen Anwender eine Haustür öffnen und schließen. Außerdem führt das ungleichmäßige Erwärmen und Abkühlen der Außenseite und der Innenseite des Türblattes, wie bei direkter Sonneneinstrahlung oder starkem Frost, zu Verbiegungen.
Die Bedienkräfte können mit einem neuen Dichtungssystem verringert werden, bei dem die Nuten für die Aufnahme der Dichtungen in Türblatt und Türzarge so positioniert werden, dass größere und damit flexiblere Dichtungen eingebaut werden können. Hierbei wird gleichzeitig die Konstruktionsluft für den Flügel vergrößert. Ein älteres Dichtungssystem und dieses neue Dichtungssystem werden in den 1 und 2 beschrieben. Weiterhin können die Bedienkräfte durch ein optimiertes GU-Schlosssystem verringert werden, das unter anderem eine Verbesserung der Schließplattengeometrie vorsieht. Mit diesen beiden Maßnahmen ist es möglich, eine Reduzierung der Bedienungskräfte um bis zu 80 % zu erreichen. Die starke Reduktion der Bedienungskräfte ermöglicht es, etwa 90 % der Fehlfunktionen zu vermeiden, die beim Öffnen und Schließen eines verformten Türblatts auftreten.
Weitere konstruktive Maßnahmen sind erforderlich, um die restlichen Fehlfunktionen zu vermeiden oder einzuschränken, die ganz überwiegend durch klimatisch bedingte Verbiegungen, wie durch einseitige Hitze- und Kälteeinwirkung auf eine Haustür, hervorgerufen werden. Bei hochwärmegedämmten Haustüren mit metallischen Deckblechen treten solche Durchbiegungen durch den sogenannten Bimetalleffekt auf. Der Bimetalleffekt sorgt für eine Verformung, bei der sich die Biegelinie zur warmen Seite hin verändert. Der Bimetalleffekt und das Durchbiegen durch klimatische Belastungen im Sommer und im Winter werden in 3A bis 3C überblicksartig dargestellt.
Im Sommer erwärmen sich das äußere Deckblech und die Außenseite des Flügelprofils stärker als weiter innenliegende Komponenten des Türblatts, wie das innenliegende Deckblech. Die unterschiedliche Erwärmung der Komponenten verursacht einen Verzug des Türblattes, den die Türdichtungen nicht mehr aufnehmen können. Eine Folge hiervon ist das Auftreten von Zuglufterscheinungen.
Im Winter kühlt sich das äußere Deckblech stark ab und zieht sich zusammen. Es kommt ebenfalls zu einer Verbiegung, allerdings in der anderen Richtung. Die Türdichtungen können den Verzug nicht mehr aufnehmen. Hierbei kann der Druck auf die Schlossfalle so hoch werden, dass ein Öffnen der Tür per Schlüsselbetätigung sehr unkomfortabel oder sogar unmöglich wird.
Für das Problem des Verzugs von Türblättern bei Temperaturänderung gibt es mehrere Ursachen und Erklärungen:
Bei Türblättern mit innenliegendem Flügelprofil wird als äußeres Deckblech häufig ein Deckblech aus Aluminium eingesetzt. Aluminium hat einen relativ großen Ausdehnungskoeffizienten. Da das Deckblech hart oder schubfest mit dem Flügelrahmen verklebt ist, kann es sich nicht frei ausdehnen. Beim nicht freien Ausdehnen eines schubfest mit dem Flügelprofil verbundenen Aluminiumdeckblechs treten enorm große Kräfte auf, wie man sie auch vom steinzeitlichen Spalten von Felsen mittels aufquellender Holzkeile kennt. Das Flügelprofil gibt der Kraft des sich verlängernden oder verkürzenden Aluminiumblechs nach und verbiegt sich. Je nach Sommer- oder Wintersituation kommt es zu einer konvexen oder einer konkaven Verbiegung des Türblatts. 3A bis 3C enthalten eine anschauliche Darstellung dieses Effekts. Das Flügelprofil übt zwar eine statische Gegenkraft gegen die Verbiegung aus. Die Gegenkraft reicht aber bei weitem nicht aus, um die Verbiegung zu verhindern.
Flügelprofile aus einem Polymer können sich beim Erwärmen ebenfalls ausdehnen. Wenn das Flügelprofil aus Polyamid (PA) besteht, das einen Längenausdehnungskoeffizienten a von 110·10^-6/K hat, kann es zu einer starken Längenausdehnung kommen.
Eine weitere Ursache für die Verbiegung ist die schubfeste Verklebung des üblicherweise in den Hohlraum zwischen äußerem Deckblech und innerem Deckblech injizierten PU-Schaumes mit den Aluminiumdeckblechen. Der Schaum dehnt sich bei Temperaturerhöhung ebenfalls aus und bringt zusätzliche Schubkraft in den Flügelrahmen ein.
Heutige Lösungen dieses Problems sehen eine statische Versteifung der Tür vor. Eine statische Aussteifung der Tür kann durch ein drittes Türband mittig zwischen den beiden anderen Türbändern erreicht werden. Außerdem kann die Dicke des Deckblechs auf der Tür-Innenseite, die der Bandseite entspricht, von etwa 1,5 mm auf etwa 3 mm erhöht werden. Eine weitere Möglichkeit zur statischen Versteifung der Tür besteht im Einschieben eines massiven Stahlkerns in das Aluminiumprofil auf der Tür-Innenseite, die der Bandseite entspricht. 4 zeigt in einer Querschnittsdarstellung diese Lösungen anhand eines Türblattes, in dem neues und altes Flügelprofil gemischt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Haustür-Türblatt mit verbesserten Eigenschaften bei Temperaturänderung zu schaffen.
Die Aufgabe wird mit einem Haustür-Türblatt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein vorteilhaftes Herstellverfahren für ein solches Haustür-Türblatt ist Gegenstand eines Nebenanspruchs.
Eine Haustür, die ein solches Haustür-Türblatt aufweist, ist Gegenstand eines weiteren Nebenanspruchs.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt schafft die Erfindung ein Haustür-Türblatt für eine als Außenabschluss eines Gebäudes geeignete Haustür mit einem Türblattrahmen aus einem oder mehreren Rahmenprofilen und die Türblattbreitseiten bildenden Paneelen umfassend ein Außenpaneel und ein Innenpaneel, wobei zwischen dem Außenpaneel und dem Türblattrahmen mindestens ein Versteifungspaneel und mindestens ein elastisches oder flexibles Element vorgesehen sind.
Türblattrahmen ist der am Türblattrand umlaufend angeordnete Türblattabschluss aus horizontalen und vertikalen Rahmenholmen. Die Holme umfassen ein oder mehrere Rahmenprofile bzw. Profilleisten. Die Beschläge sind am Türblattrahmen angeordnet.
Als Außenabschluss weist das Türblatt auf seinen Breitseiten Deckplatten oder Paneele in Form eines Außenpaneels oder einer Außendeckplatte und in Form eines Innenpaneels oder einer Innendeckplatte auf. Der Zwischenraum zwischen Außenpaneel und Innenpaneel bzw. den beiden Deckplatten kann zur Wärmedämmung und Stabilisierung mit einem Wärmedämmmaterial, beispielsweise mit einem PU-Hartschaum gefüllt sein. Außenpaneel und Innenpaneel bzw. die Deckplatten haben eine solche Größe, dass sie den Türblattrahmen im Wesentlichen abdecken. Das zwischen dem Außenpaneel und dem Türblattrahmen im Kontakt mit dem Türblattrahmen angeordnete Versteifungspaneel wirkt mit einer Kraft dem sich ausdehnenden Flügelprofil entgegen.
Unter elastischem oder flexiblem Element ist jedes Bauteil aus einem Material zu verstehen, das unter Einwirkung einer äußeren Kraft, wie durch Kontakt mit anderen Bauteilen der Haustür beim Öffnen oder Schließen oder durch thermisch bedingte Längenänderung anderer Bauteile, elastisch oder flexibel reagiert.
Es ist bevorzugt, dass das Versteifungspaneel einen kleineren Längenausdehnungskoeffizienten als das Außenpaneel aufweist.
Es ist bevorzugt, dass das Versteifungspaneel eine größere Steifigkeit als das Außenpaneel aufweist.
Es ist bevorzugt, dass der Längenausdehnungskoeffizient des Außenpaneels dem 1,1-fachen bis 3-fachen, vorzugsweise 1,3-fachen bis 2,7-fachen, besonders bevorzugt 1,5-fachen bis 2,5-fachen, ganz besonders etwa 1,5-fachen bis etwa 2,0-fachen des Längenausdehnungskoeffizienten des Versteifungspaneels entspricht.
Es ist bevorzugt, dass die Steifigkeit des Versteifungspaneels dem 1,1-fachen bis 5-fachen, vorzugsweise 1,8-fachen bis 4-fachen, besonders bevorzugt 2,5-fachen bis 3,5-fachen der Steifigkeit des Außenpaneels entspricht.
Der Längenausdehnungskoeffizient ist ein Kennwert, der die Änderung der Abmessungen eines Stoffes bei Temperaturänderung beschreibt. Er wird auch als thermischer Längenausdehnungskoeffizient a bezeichnet. Je größer der Längenausdehnungskoeffizient ist, desto mehr dehnt sich ein Material bei Erwärmung aus und desto mehr verkürzt es sich bei Abkühlung. Mit der Steifigkeit wird der Widerstand eines Körpers gegen elastische Verformung durch eine Kraft oder ein Moment beschrieben.
Es ist bevorzugt, dass das Außenpaneel und das Versteifungspaneel aus Metallblechen bestehen.
Es ist bevorzugt, dass es sich bei dem Außenpaneel um ein Aluminiumblech oder Aluminiumdeckblech und bei dem Versteifungspaneel um ein Stahlblech handelt.
Aluminium hat einen Längenausdehnungskoeffizienten a von 23,8·10^-6/K. Der Längenausdehnungskoeffizient a von Stahl beträgt 11,7·10^-6/K. Der Längenausdehnungskoeffizient α von Edelstählen, wie beispielsweise V2A-Stahl, liegt bei etwa 16·10^-6/K. Damit hat Aluminium beim Erwärmen eine etwa doppelt so große Längenausdehnung wie Stahl und eine etwa 1,5-mal so große Längenausdehnung wie Edelstahl. Weiterhin hat Stahl eine 3-fache Steifigkeit gegenüber Aluminium.
Es ist bevorzugt, dass das Innenpaneel den gleichen Längenausdehnungskoeffizienten und/oder die gleiche Steifigkeit wie das Außenpaneel aufweist und/oder aus dem gleichen Material wie das Außenpaneel besteht und/oder ein Aluminiumblech ist.
Versuche haben ergeben, dass der durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Verzug eines Türblatts bei Verwendung eines Versteifungspaneels aus oder mit Edelstahl besonders gut vermieden werden kann.
Es ist bevorzugt, dass das Stahlblech aus einem Stahl besteht, der unter nicht-magnetischen Stählen, austenitischen Stählen, austenitisch-ferritischen Stählen mit geringem Ferritanteil, nichtrostenden Stählen, insbesondere nicht-magnetischen nichtrostenden Stählen, Edelstählen, insbesondere nicht-magnetischem Edelstählen, ausgewählt ist.
Edelstahl als erfindungsgemäß bevorzugtes Material für die Herstellung des Versteifungspaneels bringt neben der optimal verringerten Längenänderung bei Erwärmen oder Abkühlen auch den Vorteil mit sich, dass ein Edelstahlblech auch nicht magnetisch hergestellt werden kann oder bereits nicht magnetisch vorliegt.. Ferritische Anteile, die für unerwünschte magnetische Eigenschaften sorgen, sind entweder nicht vorhanden oder nicht bedeutend.
Ein besonderer Vorteil von Edelstählen besteht darin, dass die für die Verarbeitung von Aluminium verwendeten Einrichtungen, insbesondere im Zusammenhang mit Laserbearbeitungen, Pulverbeschichtungsanlagen, Klebeverfahren, weiterverwendet werden können. Die Edelstahlbleche liefern bei der Lackierung gute Ergebnisse.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Edelstahl besteht darin, dass Edelstahl ein so hochwertiges Material ist, dass es die Herstellung von Premiumprodukten ermöglicht.
Die Festigkeit von Edelstählen ist so groß, dass ihre Verwendung für Versteifungspaneele von Türblättern auch für eine hohe Einbruchhemmung sorgt. Die Verwendung höher fester oder hoch fester Edelstähle ist im Zusammenhang mit der Einbruchhemmung besonders vorteilhaft. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit der Erzielung bestimmter Widerstandsklassen für den Einbruchschutz zu berücksichtigten. Aluminiumbleche müssen ab einer bestimmten Widerstandsklasse verstärkt werden, weil sie relativ weich sind. Während RC2-klassifizierte Türen noch mit relativ weichen Aluminiumblechen gebaut werden können, treten bei höher klassifizierten Türen (RC3 und RC4) Probleme bei der Verwendung von Aluminiumblechen auf. Durch die Verwendung eines Außenblechs aus/mit Edelstahl ist es möglich, Türblätter für Türen zu konstruieren, die eine RC3- oder RC4-Klassifizierung erhalten. Dies ist ohne die Verwendung von Edelstahl nicht möglich.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Edelstahl besteht darin, dass vorhandene Fertigungsanlagen für Aluminiumbleche auch für Edelstahlbleche verwendet werden können. Durch einfache Substitution können unterschiedliche Blechqualitäten auf automatisierten Fertigungsanlagen verwendet werden. Dies bietet höchste Flexibilität bei maximaler Effektivität.
Soweit die erfindungsgemäßen Edelstähle auch rostfrei sind, besteht ein weiterer Vorteil darin, dass die damit hergestellten Bleche wegen des inhärenten Rostschutzes nicht verzinkt werden müssen.
Es ist bevorzugt, dass das Versteifungspaneel und das Innenpaneel schubfest oder hart, insbesondere mit einem schubfest oder hart verklebenden Klebstoff, an dem Türblattrahmen befestigt sind.
Unter schubfestem oder hartem Befestigen wird das Verbinden zweier Bauteile mit einem Befestigungsmittel, wie einem schubfest oder hart verklebenden Klebstoff, verstanden, das/der bei Krafteinwirkung im Wesentlichen seine Form beibehält und somit die auf das eine Teil einwirkende Kraft im Wesentlichen an das andere Teil überträgt, was unter bestimmten konstruktiven Bedingungen zu einer Verbiegung führen kann.
Das Außenpaneel kann schubweich auf der Türblattaußenseite befestigt sein. Unter einer schubweichen Befestigung, insbesondere mit einem schubweich verklebenden Klebstoff, wird eine Befestigung verstanden, bei der das Befestigungsmittel bei Krafteinwirkung gegebenenfalls mit einer elastischen oder plastischen Verformung reagiert und somit die auf das eine Teil einwirkende Kraft nicht oder in verringertem Maß auf das andere Teil überträgt. Eine Verbiegung des anderen Teils kann verringert oder ganz vermieden werden. Stattdessen kann sich beispielsweise eine Verschiebung der verbundenen Teile zueinander ohne Verbiegung ergeben. Wenn das elastische Element entsprechend weich ausgeführt ist, kann das Außenpaneel auch schubfest auf der Türblattaußenseite befestigt sein.
Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine elastische oder flexible Element mindestens ein Material umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Materialien mit Gummielastizität oder Viskoelastizität, Materialien mit Abdichteigenschaften, komprimierbare Materialien, Materialien mit niedrigem Elastizitätsmodul und/oder Schubmodul, Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere, Naturkautschuke, Synthesekautschuke, Silikonkautschuke, anorganische Polymere, elastische natürliche Biomaterialien, anorganische oder organische Materialien, insbesondere organische Polymere oder Schäume, mit offenen und/oder geschlossenen Poren, umfasst.
Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Element und das mindestens eine Versteifungspaneel auf der Außenfläche des Türblattrahmens angeordnet sind.
Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Element und das mindestens eine Versteifungspaneel aneinandergrenzend angeordnet sind
Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Element weiter außen als das mindestens eine Versteifungselement auf dem Türblattrahmen angeordnet ist.
Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Element eine umlaufendes elastisches Element, insbesondere eine umlaufende Abdichtung ist, die auf der Außenfläche des Türblattrahmens an dessen äußeren Rand angeordnet ist.
Es ist bevorzugt, dass sich das mindestens eine Versteifungspaneel nach weiter innen an das umlaufende elastische Element anschließt.
Es ist bevorzugt, dass das Versteifungspaneel die von dem umlaufenden elastischen Element umschlossene Türblattfläche vollständig von dem mindestens einen Versteifungspaneel ausgefüllt ist.
Es ist bevorzugt, dass mindestens ein Kompensationselement, insbesondere mindestens eine Kompensationsschicht, auf dem mindestens einen Versteifungspaneel angeordnet ist, um Höhenunterschiede zwischen dem mindestens einen elastischen Element und dem mindestens einen Versteifungspaneel auszugleichen und eine im Wesentlichen plane Oberfläche für die Auflage oder die schubweiche oder schubfeste Verklebung des Außenpaneels auf dem mindestens einen elastischen Element und/oder dem mindestens einen Kompensationselement zu bilden. Die Kompensationsschicht kann aus einem elastischen Polymermaterial, wie einem Synthesekautschuk, wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), bestehen.
Das Außenpaneel kann in Abhängigkeit von der Elastizität des Kompensationselements schubfest oder schubweich mit dem Kompensationselement verklebt sein. Das Außenpaneel kann zusätzlich oder alternativ mit dem elastischen Element schubfest oder schubweich verklebt. Es kann aber auch auf einem der Elemente ohne Verklebung aufliegen.
Es ist bevorzugt, dass das Türblattrahmenprofil aus einer äußeren Polymerhalbschale und einer inneren Metallhalbschale zusammengesetzt ist. Bei dem Polymer handelt es sich vorzugsweise um ein Polyamid, bei dem Metall vorzugsweise um Aluminium.
Es ist bevorzugt, dass es eine Mehrfachverriegelungseinrichtung aufweist, die von außen nur über Personenidentifikation betätigbar ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines der weiter oben beschriebenen Haustür-Türblätter, das folgende Schritte umfasst:

a) Herstellen eines Türblattrahmens aus Rahmenprofilen;
b) Befestigen des mindestens einen elastischen Elements, des mindestens einen Versteifungspaneels und gegebenenfalls eines Kompensationselements an dem Türblattrahmen
c) Befestigen des Außenpaneels so, dass das mindestens eine elastische Element und das mindestens eine Versteifungspaneel zwischen Türblattrahmen und Außenpaneel angeordnet sind,
d) Befestigen des Innenpaneels an dem Türblattrahmen auf der inneren Türblattbreitseite.

Es ist bevorzugt, dass Schritt a) umfasst:

a1) Verwenden eines Türblattrahmens aus zwei Halbschalen, wobei die äußere Halbschale eine Polymerhalbschale und die innere Halbschale eine Metallhalbschale ist.

Es ist bevorzugt, dass Schritt a) umfasst:

a2) Verwenden eines Türblattrahmens aus einer äußeren Polyamid-Halbschale und einer inneren Aluminium-Halbschale.

Es ist bevorzugt, dass Schritt a) umfasst:

a3) Verwenden eines Türblattrahmens mit mindestens zwei unterschiedlich hohen Außenoberflächenbereichen zur gezielten Ablage des mindestens einen elastischen Elements auf einem der beiden so gebildeten Außenoberflächenbereiche.

Es ist bevorzugt, dass Schritt b) umfasst:

b1) schubfestes Verkleben des mindestens einen Versteifungspaneels mit dem Türblattrahmen.

Es ist bevorzugt, dass Schritt b) umfasst:

b2) Verwenden eines Versteifungspaneels mit einen kleineren Längenausdehnungskoeffizienten und/oder einer größeren Steifigkeit als das Außenpaneel und das Innenpaneel, und/oder

Es ist bevorzugt, dass Schritt b) umfasst:

b3) Verwenden eines Metallblechs, vorzugsweise Stahlblechs, das besonders bevorzugt unter Stahlblechen aus nicht-magnetischen Stählen, nichtrostenden Stählen, insbesondere nicht-magnetischen nichtrostenden Stählen, Edelstählen, insbesondere nicht-magnetischen und/oder nichtrostenden Edelstählen, und austenitischen Stählen ausgewählt wird, als das mindestens eine Versteifungspaneel, und/oder

Es ist bevorzugt, dass Schritt b) umfasst:

b4) Aufkleben des mindestens einen Kompensationselements auf das mindestens eine Versteifungspaneel;

Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:

c1) schubfestes oder schubweiches Verkleben des Außenpaneels mit dem mindestens einen elastischen Element und/oder dem mindestens einen Kompensationselement; und/oder

Es ist bevorzugt, dass Schritt c) umfasst:

c2) Verwenden eines Metallblechs, insbesondere Aluminiumblechs, als Außenpaneel;

Es ist bevorzugt, dass Schritt d) umfasst:

d1) schubfestes Verkleben des Innenpaneels mit dem Türblattrahmen; und/oder

Es ist bevorzugt, dass Schritt d) umfasst:

d2) Verwenden eines Metallblechs, insbesondere Aluminiumblechs, als Innenpaneel.

Eine Haustür, die das wie weiter oben beschriebene Haustür-Türblatt und eine Türzarge umfasst, ist Gegenstand eines weiteren Nebenanspruchs.
Die Erfindung liefert einen neuen Lösungsansatz für das Problem der durch Temperaturänderung hervorgerufenen Verbiegung von Haustüren, beispielsweise bei einer Haustür mit einem äußeren Aluminiumdeckblech. Der Lösungsansatz besteht in einer „Armierung“ des Türflügels mittels zusätzlich auf den Türflügel auf der Tür-Außenseite aufgeklebtem Stahlblech, vorzugsweise Edelstahlblechs. Die Tür-Außenseite entspricht der Bandgegenseite der Tür. Das hier angewendete Prinzip ist ähnlich dem Prinzip der Stahlbetonarmierung.
Stahl hat gegenüber Aluminium nur 50 % Längenausdehnung. Edelstahl hat gegenüber Aluminium nur etwa 66 % Längenausdehnung. Stahl hat gegenüber Aluminium 3-fache Zugfestigkeit.
Im Folgenden wird die Funktionsweise einer Tür nach dem neuen Lösungsansatz erklärt: Das fest mit dem Flügelrahmen verklebte Versteifungspaneel in Form eines Stahlblechs „hält die Tür zusammen“ und/oder wirkt der Kraft des sich ausdehnenden Flügelprofils entgegen. Der um 50 % geringere Längenausdehnungskoeffizient von Stahl bzw. ca. 34 % geringere Längenausdehnungskoeffizient von Edelstahl wirkt dem des Aluminiumbleches entgegen. Das Stahlblech, vorzugsweise Edelstahlblech, verringert die Längenausdehnung des Aluminiumblechs.
Das Außenpaneel, wie das äußere Aluminiumdeckblech, hat keine Verbindung zum Stahlblech/Edelstahlblech oder zum PU-Schaum. Es kann aber im Randbereich mit dem elastischen Element, wie einer umlaufenden Abdichtung, beispielsweise klebend, verbunden sein. Es kann auch mit der Kompensationsschicht verbunden sein. Es kann es sich im Kontakt mit den darunterliegenden Konstruktionsteilen relativ leicht ausdehnen, ohne oder ohne allzu viel Kraft in das elastische Element und das darunterliegende Flügelprofil einzuleiten. Mit Hilfe des darunterliegenden Versteifungspaneels in Form eines Stahlbleches, vorzugsweise Edelstahlbleches, das fest mit dem Türrahmen verbunden ist, reicht die statische Gegenkraft des Flügelprofils aus, um die Verformung auf ein Minimum zu reduzieren. Durch die harte Verklebung des Stahlblechs oder Edelstahlblechs mit dem Flügelprofil wirkt auch dem sich ausdehnenden Flügelprofil, beispielsweise einem Polyamid-Flügelprofil, insbesondere einer Polyamid-Halbschale, eine Kraft entgegen.
Das Aluminiumdeckblech hat in dieser Sandwich-Anordnung weiterhin die Funktion, das Innere des Türblatts, wie das elastische Element, die Kompensationsschicht und das Stahlblech, vorzugsweise Edelstahlblech, etwas gegen eine Temperatureinwirkung durch Bestrahlung mit Sonnenlicht, abzuschirmen. Dadurch dehnen sich diese Konstruktionsteile weniger aus.
Der neue Lösungsansatz bringt außerdem Vorteile bei der Fertigung der Tür mit sich: Das Stahlblech, vorzugsweise Edelstahlblech, als Versteifungspaneel braucht lediglich auf die Größe der Tür, gegebenenfalls abzüglich der Fläche des elastischen Elements, wie der umlaufenden Abdichtung formatiert zu werden. Bei Türen mit Lichtausschnitt (Glaseinsatz) erhält das Stahlblech/Edelstahlblech ebenfalls einen (größeren) Lichtausschnitt. Der Einbau von Gläsern ist unverändert zum heutigen Verfahren. Außerdem kann das Stahlblech/Edelstahlblech mit standardmäßigen Klebstoffen auf standardmäßigen Profilen verklebt werden. Die Türenherstellung kann bezüglich des Glaseinsatzes und der Injektion des PU-Schaumes unverändert bleiben.
Weiterhin gibt es Vorteile der Tür nach dem neuen Lösungsansatz hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit. Das Stahlblech/Edelstahlblech kann vom Coil herunter auf der Schlagschere formatiert werden. Dies ist preisgünstig. Das Stahlblech ist hermetisch abgeschlossen. Es benötigt nur eine minimale Zinkauflage (Sendzimir-Verzinkung). Wegen des hermetischen Abschlusses kann auf die Verzinkung auch vollständig verzichtet werden. Wenn das Edelstahlblech nichtrostend ist, kann auf die Verzinkung ebenfalls verzichtet werden.
Der erfindungsgemäße Türflügel mit Stahlblecheinlage, vorzugsweise Edelstahlblecheinlage, ermöglicht eine Reduzierung der Flügelverformung. Es werden bei thermischer Belastung geringere Bedienkräfte benötigt. Das Türblatt ist unempfindlicher gegenüber Montagetoleranzen. Es wird eine Verbesserung der Dichtungsperformance erzielt. Die höhere Flügelsteifigkeit führt zu besseren Werten hinsichtlich der Luftdurchlässigkeit und bei Windlast. Mit der Stahlblecheinlage oder Edelstahlblecheinlage ist eine erhöhte Einbruchhemmung gewährleistet. Der Türflügel gehört zur Widerstandsklasse RC3. Vertriebliche Argumentation: zusätzliche, metallische Verstärkung.
Weitere Vorteile der Tür nach dem neuen Lösungsansatz ergeben sich für den Endverbraucher. Er kann (von außen) trotz der verbesserten Biegefestigkeit keinerlei Unterschied erkennen. Das Türblatt wird nur unwesentlich dicker. Die Türdichtung kann die entstehende Verformung „ausgleichen“. Zuglufterscheinungen oder hohe Bedienkräfte am Schlüssel werden deutlich reduziert. Das Stahlblech bzw. Edelstahlblech hat keinen negativen Einfluss auf die Eigenschaft „Einbruchhemmung“. Der steifere Türflügel kann verbesserte Werte bei Prüfungen, wie „Widerstand gegen Windlast“, bringen.
Die Problemstellung und ein Ausführungsbeispiel werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

1 eine Haustür des Stands der Technik in einer Querschnittsansicht umfassend eine Zarge und einen Teilbereich des Türblatts;
2 eine Haustür in einer Querschnittsansicht entsprechend der Haustür gemäß 1, jedoch mit verbessertem Dichtungssystem;
3 eine schematische Darstellung im Längsschnitt einer Hauswand mit integrierter Haustür, die durch Temperaturänderung verzogen ist;
4 eine Querschnittsansicht des Aufbaus eines wärmegedämmten Türblattrahmen des Stands der Technik;
5 eine Querschnittsansicht eines Türblattrahmens mit der Darstellung von Lösungen zur Beseitigung der Verbiegung eines Haustür-Türblatts durch Temperaturänderung gemäß dem Stand der Technik;
6 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Haustür-Türblatts in einer Querschnittsansicht; und
7 eine Detailansicht des gestrichelt umrandeten Bereichs aus 6.

1 zeigt eine Haustür 10 in einer Querschnittsansicht umfassend eine Zarge 12 und ein Türblatt 14. Das Türblatt 14 weist einen Türblattrahmen 16, ein Außenpaneel 18, ein Innenpaneel 20 und einen mit PU-Hartschaum gefüllten Türblatthohlraum 22 zwischen Außenpaneel 18 und Innenpaneel 20 auf. Zarge 12 und Türblattrahmen 16 sind durch je zwei Halbschalen 24, 26, 28, 30 thermisch getrennt ausgeführt.
Die Zarge 12 umfasst eine äußere Zargenhalbschale 24 aus Aluminium und eine innere Zargenhalbschale 26 aus Aluminium, die beide als Hohlprofile ausgebildet sind. Die beiden Zargenhalbschalen 24, 26 sind durch zwei senkrecht zu äußerer und innerer Breitseite 32, 34 der Haustür verlaufende Kunststoffisolierstege 36, 54 miteinander verbunden, die aus einem geeigneten Kunststoff, wie z. B. Polyamid, Aramid oder einem faserverstärkten Kunststoffmaterial (CFK, GFK) gebildet sind. Für die Verbindung sind die beiden Kunststoffisolierstege 36, 54 an ihren Isolierstegenden 38 schwalbenschwanzförmig ausgebildet und bilden mit entsprechend geformten Zargenhalbschalennuten 40 jeweils zwei formschlüssig hintergreifend ineinandergreifende Nut-Feder-Verbindungen.
Die Zargenhalbschaleninnenflächen 42 der äußeren und der inneren Zargenhalbschale 24, 26 bilden mit den dazu im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Kunststoff-Isolierstegen 36 einen ersten Hohlraum 44, der zur Wärmedämmung mit einer ersten PU-Hartschaumfüllung gefüllt ist.
Die äußere Zargenhalbschale 24 ist mit einem in Richtung auf das Türblatt vorspringenden ersten Anschlagfalz 46 versehen, gegen welchen der Randbereich des Außenpaneels 18 im geschlossenen Zustand der Haustür 10 anschlägt. Auf der Anschlagseite weist der erste Anschlagfalz 46 eine erste C-profilförmige Aufnahmenut 48 auf, in der eine äußere Anschlagdichtung 50 angreift. Die Kunststoffisolierstege 36 sind weiterhin als langgestreckte Aufnahmenuten 52 mit schwalbenschwanzförmigen Hintergriffen ausgebildet. In der langgestreckten Aufnahmenut 52 in dem türblattseitigen Kunststoffisoliersteg 54 greift eine mittlere Anschlagdichtung 56 an.
Das Türblatt 14 weist einen thermisch getrennten Türblattrahmen 16, ein Außenpaneel 18 in Form eines äußeren Aluminiumdeckblechs und ein Innenpaneel 20 in Form eines inneren Aluminiumdeckblechs auf. Die Deckbleche sind auf den Türblattrahmenaußenflächen befestigt und bilden die äußere Breitseite 32 und die innere Breitseite 34 des Türblattes 14.
Der thermisch getrennte Türblattrahmen 16 umfasst ein die äußere Türblattrahmenhalbschale 28 bildendes Polymerhohlprofil und ein die innere Türblattrahmenhalbschale 30 bildendes Aluminiumhohlprofil. Das Polymerhohlprofil kann aus Polyamid, faserverstärktem Kompositmaterial (CFK, GFK) bestehen. Aus dem Polymerhohlprofil stehen im Wesentlichen senkrecht zu den Breitseiten 32, 34 des Türblatts 14 verlaufende Polymerprofilstege 58 hervor, deren Polymerprofilstegenden 60 schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind. Diese schwalbenschwanzförmigen Polymerprofilstegenden greifen in entsprechend geformte Aufnahmenuten auf der Innenseite des die innere Türblattrahmenhalbschale 30 bildenden Aluminiumhohlprofils an. Der zwischen den Polymerprofilstegen 58, der Innenwand der äußeren Türblattrahmenhalbschale 28 und der Innenwand der inneren Türblattrahmenhalbschale 30 gebildete zweite Hohlraum 62 ist ebenso wie der dritte Hohlraum 64 in dem Polymerhohlprofil mit PU-Hartschaum gefüllt.
Die äußere Türblattrahmenhalbschale 28 weist in ihrem Inneren einen ersten und einen zweiten Diagonalversteifungssteg 66, 68 auf. Aus der äußeren Türblattrahmenhalbschale 28 ragt ebenso wie aus der inneren Türblattrahmenhalbschale 30 ebenfalls diagonal eine Hakenausbildung 70 in Richtung des Türblatthohlraums 22 hervor, die sich in der PU-Hartschaumfüllung im Türblatthohlraum 22 verhakt.
Auf der Außenwand 72 der äußeren und der inneren Türblattrahmenhalbschale 28, 30 sind das Außenpaneel 18 und das Innenpaneel 20 mit einem hart verklebenden Klebstoff befestigt. Der Klebstoff ist in in den Außenwänden 72 der Halbschalen 28, 30 vorgesehenen Klebstoffnuten 74 enthalten.
Die innere Türblattrahmenhalbschale 30 ist mit einem in Richtung auf die Zarge vorspringenden zweiten Anschlagfalz 76 versehen, gegen welchen der Randbereich der inneren Zargenhalbschale 26 im geschlossenen Zustand der Haustür 10 anschlägt. Auf der Anschlagseite weist der zweite Anschlagfalz 76 eine zweite C-profilförmige Aufnahmenut 78 auf, in der eine innere Anschlagdichtung 80 angreift.
Bei der Haustür 10 der Ausführungsform gemäß 1 ist der Abstand zwischen dem ersten Anschlagfalz 46 und dem Außenpaneel 18 des Türblattes 14 wegen der am äußeren Ende des ersten Anschlagfalzes 46 ausgebildeten ersten C-profilförmigen Aufnahmenut 48 gering, so dass für den Flügel 14 nur wenig Konstruktionsluft vorhanden ist. Ebenso ist der Abstand zwischen dem zweiten Anschlagfalz 76 und der inneren Zargenhalbschale 26 der Zarge 12 wegen der am äußeren Ende des zweiten Anschlagfalzes 76 ausgebildeten zweiten C-profilförmigen Aufnahmenut 78 gering, so dass für den Flügel 14 auch an dieser Stelle der Türkonstruktion nur wenig Konstruktionsluft vorhanden ist. Die Konstruktionsluft liegt jeweils bei etwa 3 mm. Dieser geringe Abstand ist nachteilig, weil er erhöhte Bedienungskräfte beim Öffnen und Schließen der Tür erfordert, was zu Verbiegungen und zu verformungsbedingten Reklamationen führen können.
2 zeigt eine Ausführungsform einer Haustür 10, bei der das Problem geringen Konstruktionsluft durch ein neues Dichtungssystem deutlich verringert ist. Die Haustür 10 gemäß 2 stimmt bis auf Änderungen im Bereich der äußeren Anschlagdichtung und der inneren Anschlagdichtung konstruktiv mit der Haustür 10 gemäß 1 überein. Hinsichtlich der Konstruktion dieser Haustür 10 kann daher im Wesentlichen auf die Beschreibung der Ausführungsform gemäß 1 verwiesen werden. Gleiche Bauteile werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Bei der Haustür gemäß 2 besteht die Verbesserung des Dichtungssystems darin, dass die erste C-profilförmigen Aufnahmenut 48 vom äußeren Ende des ersten Anschlagfalzes 46 an dessen inneres Ende und damit in die Ecke zwischen der Seitenwand der äußeren Zargenhalbschale 24 und dem ersten Anschlagfalz 46 verschoben ist. Gleichermaßen ist die zweite C-profilförmige Aufnahmenut 78 vom äußeren Ende des zweiten Anschlagfalzes 76 an dessen inneres Ende und damit in die Ecke zwischen der Seitenwand der inneren Türblattrahmenhalbschale 30 und dem zweiten Anschlagfalz 76 verschoben. Durch diese Verschiebung der C-profilförmigen Aufnahmenuten 48, 78 wird die Konstruktionsluft zwischen den Anschlagfalzen 46, 76 und im geschlossenen Zustand gegenüberliegendem Außenpaneel 18 und innerer Zargenhalbschale 26 deutlich vergrößert. Die vergrößerten Spalte werden durch eine flexible und deutlich größere äußere Anschlagdichtung 90 und eine flexible und deutlich vergrößerte innere Anschlagdichtung 92 abgedichtet. Es ergibt sich eine Haustür, die wegen der größeren Konstruktionsluft oder dem vergrößerten Spalt von bis zu etwa 5 mm mit geringeren Bedienungskräften bedient werden kann.
Wenn dieses neue Dichtungssystem zusätzlich mit einem optimierten GU-Schlosssystem kombiniert wird, kann eine Reduzierung der Bedienungskräfte um bis zu 80 % erzielt werden. Hierdurch können verformungsbedingte Reklamationen weitgehend vermieden werden. Restliche Verbiegungen einer Haustür 10 werden durch Temperaturänderungen auf der Außenseite der Haustür 10 hervorgerufen und müssen durch weitere konstruktive Maßnahmen verringert werden.
3A bis 3C zeigt das eine schematische Querschnittsdarstellung eines Teilbereiches eines Hauses umfassend eine Hauswand und die darin vorgesehene Haustür. Der Bereich links entspricht dem Bereich außerhalb des Hauses, der Witterungseinflüssen, insbesondere Temperaturänderungen, ausgesetzt ist. Der Bereich rechts entspricht dem Bereich innerhalb des Hauses, in dem die Temperaturen konstanter sind. Durch starke Temperaturänderungen ergeben sich im Bereich der Haustür Verbiegungsprobleme, für die die Erfindung einen neuen Lösungsansatz bietet.
Das Haustür-System ist zweischalig mit einer Wärmeschutzfüllung aufgebaut. Durch den hochwärmegedämmten Aufbau wird erreicht, dass die Oberflächentemperatur auf der Haustürinnenseite das ganze Jahr über im Bereich zwischen ca. 15 °C und 25 °C liegt. Die Oberflächentemperatur auf der Haustüraußenseite kann aber im Winter ca. - 10 °C und bei Sonneneinstrahlung im Sommer + 50 °C und mehr erreichen. Auf der Außenseite kann diese im Winter jedoch ca. -10 °C und darunter und bei Sonneneinstrahlung im Sommer + 50 °C und darüber erreichen.
Diese Temperaturdifferenzen führen an wärmegedämmten Türen zu Verformungen durch den physikalischen Bimetalleffekt. Der im Mauerwerk fest verankerte Türrahmen führt fast keine Verformungen durch. Der Türflügel allerdings biegt sich im Winter nach innen und im Sommer nach außen. Elastische Dichtungen und einstellbare Schließbleche gleichen diese Verformungen und Bewegungen aus. Trotzdem kann es sein, dass am Türgriff etwas nachgeholfen werden muss, um das Türschloss zu öffnen bzw. zu schließen. Der Anpressdruck des Türflügels kann über eine Verstellung im Schließblech der Jahreszeit entsprechend angepasst werden. Auch ein geringer Luftaustausch durch die Tür, insbesondere an der Türschwelle, darf stattfinden. Diese leichten Verformungen resultieren aus den physikalischen Eigenschaften wärmegedämmter Türen.
Aluminium-Haustüren sind entsprechend den RAL-Güterichtlinien RAL-GZ996 hergestellt und erreichen die Beanspruchungsgruppe A. Haustüren sind ein Fassadenelement des Objektes und dadurch den Temperaturdifferenzen zwischen Innen- und Außenklima ausgesetzt. Die extremen Außentemperaturen, im Sommer über 30 °C, im Winter unter -15 °C, können zu Flügelverformungen und damit zu Funktionsproblemen an Türen führen
Grenzwerte für zulässige Türflügelverformungen liegen nach RAL-GZ996 bei extremen Temperaturbelastungen für die Verformung bei ≤ 4,5 mm und für das Verriegelungsmoment bei ≤ 1,5 Nm.
Einen großen Einfluss auf die Temperatur einer Türoberfläche außen bei direkter Sonnenbestrahlung und damit auf das das Ausmaß der Verbiegung hat die Farbe der Tür. Eine weiße Tür erwärmt sich bei direkter Sonneneinstrahlung auf ca. 40 - 50 °C, eine dunkle Tür auf ca. 60 - 70 °C, eine sehr dunkle Tür auf ca. 70-80 °C.
3A zeigt die Situation für eine nach innen aufgehende Tür 10 bei einem Sommerklima. Außen herrschen 25-35 °C, innen beträgt die Temperatur 23 °C. Durch die Erwärmung und Ausdehnung des Außenpaneels 18 aus einem Aluminiumblech auf der äußeren Breitseite 32 ohne eine entsprechende Erwärmung und Ausdehnung des Innenpaneels 20 aus einem Aluminiumblechs auf der inneren Breitseite 34 kommt es zu einer konvexen Verformung 82. Die Haustür 10 verbiegt sich leicht in Richtung des Raumes. Haustüren 10 mit dunkler Oberfläche dürfen daher keiner direkten Sonneneinstrahlung und keinem Schlagregen ausgesetzt werden. Die Auswirkungen der konvexen Verformung 82 zeigen sich in einer schlechteren Dichtungsanlage. Die Tür 10 ist nur schwer zu schließen.
3B zeigt die Situation für eine nach innen aufgehende Haustür 10 bei einem Winterklima. Außen herrschen -15 °C, innen beträgt die Temperatur 23 °C. Durch die Erwärmung und das Zusammenziehen des Außenpaneels 18 aus einem Aluminiumblech auf der äußeren Breitseite 32 kommt es zu einer konkaven Verformung 84. Die Haustür 10 verbiegt sich leicht in Richtung des Außenbereichs. Die Auswirkungen der konkaven Verformung 84 zeigen sich in einer schlechteren Dichtungsanlage. Die Haustür 10 zeigt ein schlechteres Sperrverhalten.
Bei stark beheizten Innenräumen und bei gleichzeitig sehr kalten Außentemperaturen können die großen Temperaturdifferenzen zu Funktionsproblemen führen. Als Maßnahmen kommen in Frage: Zuschließen der Tür. Der Türflügel wird schlossseitig durch Mehrfachverriegelung zusätzlich oben und unten fixiert; 3-fache Verriegelung und Verstellbarkeit der Schließleiste ± 2 mm; bei den Türen mit extrem kaltem Klima ist es vorteilhaft, das Versteifungsprofil an der Schlossseite einzubauen.
3C enthält die Darstellung eines Lösungsansatzes ohne bauliche Veränderung an der wärmegedämmten Haustür 10. Bei direkter Sonneneinstrahlung können die großen Temperaturdifferenzen zu Funktionsproblemen führen. Als Gegenmaßnahmen sind möglich: Vermeidung des Türeinbaus mit direkter Sonneneinstrahlung; Tür 10 mit hellen Oberflächen und Einbau eines zusätzlichen Schutzes durch ein Vordach 86; Zuschließen der Tür 10. Der Türflügel wird schlossseitig durch Mehrfachverriegelung zusätzlich oben und unten fixiert; Dreifachverriegelung und Verstellbarkeit der Schließleiste ± 2 mm; Einbau des Versteifungsprofils an der Schlossseite.
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines thermisch getrennten Türblattrahmens 16. Auf der äußeren Breitseite 32 befindet sich eine äußere Türblattrahmenhalbschale 28 aus einem Polymermaterial, auf der inneren Breitseite 34 ist eine innere Türblattrahmenhalbschale 30 aus Aluminium angeordnet. Äußere Türblattrahmenhalbschale 28 und innere Türblattrahmenhalbschale 30 sind über Nut-Feder-Verbindungen 90 miteinander verbunden. Der zweite Hohlraum 62 und der dritte Hohlraum 64 sind mit einer PU-Hartschaumfüllung gefüllt. Auf der Außenwand der Türblattrahmenhalbschalen 28, 30 sind Aluminiumdeckbleche als Außenpaneel 18 und Innenpaneel schubfest aufgeklebt. Der Klebstoff ist hierfür in Klebstoffnuten 74 enthalten. Hakenausbildungen 70 erstrecken sich von den beiden Türblattrahmenhalbschalen 28, 30 in den mit einer PU-Hartschaumfüllung gefüllten Türblatthohlraum 22.
5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Türblattrahmens 16 mit einer Lösung zur Beseitigung der Verbiegung eines Türblatts 14 durch Temperaturänderung gemäß dem Stand der Technik. Die Ausführungsform gemäß 5 ist spiegelbildlich zur Darstellung in 4, ansonsten aber im Wesentlichen gleich aufgebaut, so dass für die Beschreibung auf die 4 Bezug genommen werden kann. Gleiche Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung. Zur Stabilisierung des Haustür-Türblatts ist in das Aluminiumhohlprofil ein massiver Stahlkern eingefügt.
6 zeigt eine Teilansicht einer Haustür 10 mit einem erfindungsgemäßen Türblatt 14 in einer Querschnittsansicht. Die Haustür umfasst das Türblatt 14 und eine Zarge 12. Die Zarge 12 stimmt mit der in 2 beschriebenen Zarge 12 mit dem verbesserten Dichtungssystem überein, so dass bezüglich ihrer Beschreibung auf 2 verwiesen werden kann. Ebenfalls mit der Ausführungsform gemäß 2 konstruktiv übereinstimmend ausgebildet sind die innere Türblattrahmenhalbschale 30 aus Aluminium, der daran vorgesehene zweite Anschlagfalz 76 mit zweiter C-profilförmiger Aufnahmenut und innerer Anschlagdichtung 80, und das Innenpaneel 20 aus einem Aluminiumblech.
Die äußere Türblattrahmenhalbschale 28, die beispielsweise aus Polyamid besteht, ist eine neue abgesetzte Polyamid-Außenschale. Sie umfasst im Wesentlichen ein U-förmiges Profil, das über Nut-Feder-Verbindungen 90 mit der inneren Türblattrahmenhalbschale 30 fest verbunden ist und somit einen U-Profil-Hohlraum aufspannt, der mit einer PU-Hartschaumfüllung gefüllt ist. In Richtung des Türblatthohlraumes 22 ist wie bei den vorherigen Ausführungsformen eine Hakenausbildung 70 vorhanden, die in die PU-Hartschaumfüllung in dem Türblatthohlraum 22 einhakend eingreift.
Die Außenwand 72 der äußeren Türblattrahmenhalbschale 28 weist zwei voneinander durch eine Stufe abgesetzte Oberflächenbereiche auf. Auf dem weiteren außen in Richtung des Türblattrahmenrandes liegenden Oberflächenbereich ist ein elastisches Element 96 beispielsweise in Form einer umlaufenden Abdichtung vorgesehen. Auf dem weiter innen liegenden Oberflächenbereich liegt unmittelbar an das elastische Element 96 angrenzend ein Versteifungspaneel 19 aus einem Stahlblech, vorzugsweise Edelstahlblech, auf, das mit Hilfe von Klebstoffnuten 74 und einem hart verklebenden Klebstoff fest mit der äußeren Türblattrahmenhalbschale 28 verbunden ist.
Oberhalb des Versteifungspaneels 19 ist ein Kompensationselement 98 in Form einer Kompensationsschicht 98 aus einer EPDM-Matte angeordnet. Das Kompensationselement 98 sorgt für einen Höhenausgleich mit dem dickeren elastischen Element 96, so dass eine insgesamt ebene Außenoberfläche für die Auflage des Außenpaneels 18 aus einem äußeren Aluminiumdeckblech entsteht.
7 zeigt diesen neu gestalteten Bereich in einer vergrößerten Ausschnittsdarstellung. Die Darstellung zeigt im Einzelnen den mit PU-Hartschaum gefüllten U-Profilhohlraum 94, das U-förmige Profil 92 aus Polyamid, das die äußere Türblattrahmenhalbschale 28 bildet, das auf der weiter außen liegenden Oberfläche angeordnete elastische Element 96, das mit einem Klebstoff in Klebstoffnuten 74 aufgeklebte Versteifungspaneel 19 aus einem Stahlblech, vorzugsweise Edelstahlblech, eine Kompensationsschicht 98 beispielsweise aus EPDM und das den Außenabschluss bildende Außenpaneel 18 aus einem Aluminiumdeckblech, das auf dem elastischen Element 96 und der Kompensationsschicht 98 angeordnet ist.
Zusammenfassung:
Es wird eine verzugsoptimierte Konstruktion erhalten. Stahl hat 50 % weniger Längenausdehnung als Aluminium, Edelstahl ca. 34 % weniger Längenausdehnung als Aluminium. Stahl hat außerdem eine 3-fache Steifigkeit gegenüber Aluminium. Der Verbund aus Versteifungspaneel 19 in Form eines Stahlblechs, insbesondere Edelstahlblechs, und äußerer Türblatthalbschale 28 aus einem PA-Profil ist schubfest. Der schubfeste Verbund hält beim Schäumen die Flügelprofile „auf Maß“.
Ein weiterer Vorteil dieser Sandwichanordnung aus Außenpaneel 18, Versteifungspaneel 19 und dazwischen angeordnetem elastischem Element besteht darin, dass das äußere Aluminiumblech 18 das darunterliegende Stahlblech, insbesondere Edelstahlblech 19 gegen Temperatur und Erwärmung durch die Außenluft und Sonnenlicht abschirmt.
Funktionsweise: Der schubfeste Verbund des Türblattrahmens 16 mit dem Versteifungspaneel 19 ist stärker als der Verbund mit dem über das elastische Element angebundene Außenpaneel 18 Das Aluminiumblech 18 mit dem hohen Längenausdehnungskoeffizienten kann sich freier ausdehnen, ohne den Flügel 14 mitzunehmen. Das Stahlblech oder Edelstahlblech 19 hält dagegen oder wirkt als Armierung gegen die Ausdehnung des Türblattrahmens 16. Die schubfeste Befestigung erfolgt durch das Stahlblech 19. Die Verbundwirkung ist daher wie bisher.
Bei einem Lichtausschnitt erhält das Stahlblech oder Edelstahlblech 19 einen größeren Ausschnitt als das Glas ist. Die Glasanbindung erfolgt wie bisher. Die Glasdicke ist wie bisher.
Das Türblatt stellt eine Weiterentwicklung der THS-Tür dar. Die ThermosSafe-Tür verhält sich aufgrund von Wechselklimata (Sommer, Winter) hinsichtlich der Ebenheit und Geradheit unterschiedlich. Aus der Physik heraus erfolgt eine Verformung (Bimetall Effekt), die sich so auswirkt, dass die Biegelinie sich zur warmen Seite hin verändert. Dies stellt einen Qualitätsverlust, dem konstruktiv begegnet wird. Aus dem Schnitt der hier vorgestellten Tür kann man erkennen, dass nach außen hin verschoben ein ca. 1 mm dickes Stahlblech hart mit dem Flügelprofil verklebt wird. Aufgrund des wesentlich geringeren Längenausdehnungskoeffizienten des Materials Stahl, insbesondere Edelstahl, ist die Tendenz der Verbiegung wesentlich geringer. Durch das Stahlblech oder Edelstahlblech wirkt eine Kraft dem sich ausdehnenden Flügelprofil entgegen.
Durch die Umsetzung eines Maßnahmenpaketes 1 betreffend ein neues Dichtungssystem (bis zu 5 mm „Konstruktionsluft“ für den Flügel“ und eines Maßnahmenpaktes 2 betreffend ein optimiertes GU-Schlosssystem (u. a. Verbesserung der Schließplattengeometrie) kann eine Reduzierung der Bedienungskräfte um bis zu 80 % erreicht werden. Hierdurch können etwa 90 % der verformungsbedingten Reklamationsfälle abgedeckt werden.
Beim neuen Dichtungssystem gibt es verglichen mit dem alten Dichtungssystem mehr „Luft“.
Zur Beseitigung der verbleibenden 10 % sind zusätzliche konstruktive Lösungen notwendig. Ansatzpunkte sind Flügelverformung und Montagetoleranzen (Rahmen).
Der Lösungsansatz betrifft einen Flügel mit Stahlblecheinlage, vorzugsweise Edelstahlblecheinlage. Damit ist eine Reduzierung der Flügelverformung bis zu 50 % möglich. Im Ergebnis hat man geringere Bedienkräfte bei thermischer Belastung, ist unempfindlicher gegenüber Montagetoleranzen und erzielt eine Verbesserung der Dichtungsperformance.
Die Höhere Flügelsteifigkeit führt zu besseren Werten hinsichtlich Luftdurchlässigkeit /Windlast. Die Einbruchhemmung ist erhöht. Man hat sicher eine RC3-Tür.
Es gibt eine zusätzliche „metallische“ Verstärkung.
Zwar kommt es zu einem verringertem U_D-Wert von ca. 0,95 W/m²K. Stahlblech und EPDM-Matte können dies aber durch einen besseren Uf-Wert des Flügels ganz oder teilweise kompensieren. Das Stahlblech wird durch Laser und Grundierung behandelt. Hinsichtlich der EPDM-Matte umfasst die Fertigung Zuschnitt, Verklebung, Dichtband. Die Fertigung umfasst ferner eine erweiterte Schachtelanlage, Portal, Kalander.
Bezugszeichenliste

10: Haustür
12: Zarge
14: Türblatt
16: Türblattrahmen
18: Außenpaneel
19: Versteifungspaneel
20: Innenpaneel
22: Türblatthohlraum
24: äußere Zargenhalbschale
26: innere Zargenhalbschale
28: äußere Türblattrahmenhalbschale
30: innere Türblattrahmenhalbschale
32: äußere Breitseite
34: innere Breitseite
36: Kunststoffisoliersteg
38: Isolierstegende
40: Zargenhalbschalennut
42: Zargenhalbschaleninnenfläche
44: erster Hohlraum
46: erster Anschlagfalz
48: erste C-profilförmige Aufnahmenut
50: äußere Anschlagdichtung
52: langgestreckte Aufnahmenut
54: türblattseitiger Kunststoffisoliersteg
56: mittlere Anschlagdichtung
58: Polymerprofilsteg
60: Polymerprofilstegende
62: zweiter Hohlraum
64: dritter Hohlraum
66: erster Diagonalversteifungssteg
68: zweiter Diagonalversteifungssteg
70: Hakenausbildung
72: Außenwand der Türblattrahmenhalbschalen
74: Klebstoffnut
76: zweiter Anschlagfalz
78: zweite C-profilförmige Aufnahmenut
80: innere Anschlagdichtung
82: konvexe Verformung
84: konkave Verformung
86: Vordach
88: massiver Stahlkern
90: Nut-Feder-Verbindung
92: U-förmiges Profil
94: U-Profilhohlraum
96: elastisches Element
98: Kompensationselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1568842 A2 [0007]
EP 2581542 [0007]

Claims

Haustür-Türblatt (14) für eine als Außenabschluss eines Gebäudes geeignete Haustür (10) mit einem Türblattrahmen (16) aus einem oder mehreren Rahmenprofilen und die Türblattbreitseiten (32, 34) bildenden Paneelen umfassend ein Außenpaneel (18) und ein Innenpaneel (20), wobei zwischen dem Außenpaneel (18) und dem Türblattrahmen (16) mindestens ein Versteifungspaneel (19) und mindestens ein elastisches Element (96) vorgesehen sind.
Haustür-Türblatt (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Versteifungspaneel (19) einen kleineren Längenausdehnungskoeffizienten als das Außenpaneel (18) aufweist und/oder - das Versteifungspaneel (19) eine größere Steifigkeit als das Außenpaneel (18) aufweist und/oder - der Längenausdehnungskoeffizient des Außenpaneels (18) dem 1,1-fachen bis 3-fachen, vorzugsweise 1,3-fachen bis 2,7-fachen, besonders bevorzugt 1,5-fachen bis 2,5-fachen, noch bevorzugter etwa 1-5-fachen bis etwa 2,0-fachen des Längenausdehnungskoeffizienten des Versteifungspaneels (19) entspricht und/oder - die Steifigkeit des Versteifungspaneels (19) dem 1,1-fachen bis 5-fachen, vorzugsweise 1,8-fachen bis 4-fachen, besonders bevorzugt 2,5-fachen bis 3,5-fachen der Steifigkeit des Außenpaneels (18) entspricht.
Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenpaneel (18) und das Versteifungspaneel (19) aus Metallblechen bestehen.
Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Außenpaneel (18) um ein Aluminiumblech oder Aluminiumdeckblech und bei dem Versteifungspaneel (19) um ein Stahlblech handelt, das vorzugsweise unter Stahlblechen aus nicht-magnetischen Stählen, nichtrostenden Stählen, insbesondere nicht-magnetischen nichtrostenden Stählen, Edelstählen, insbesondere nicht-magnetischen und/oder nichtrostenden Edelstählen, und austenitischen Stählen ausgewählt ist.
Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenpaneel (20) den gleichen Längenausdehnungskoeffizienten und/oder die gleiche Steifigkeit wie das Außenpaneel (18) aufweist und/oder aus dem gleichen Material wie das Außenpaneel (18) besteht und/oder ein Aluminiumblech ist.
Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungspaneel (19) und das Innenpaneel (20) schubfest oder hart, insbesondere mit einem schubfest oder hart verklebenden Klebstoff, an dem Türblattrahmen (16) befestigt sind.
Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elastische Element (96) mindestens ein Material umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Materialien mit Gummielastizität oder Viskoelastizität, Materialien mit Abdichteigenschaften, komprimierbare Materialien, Materialien mit niedrigem Elastizitätsmodul und/oder Schubmodul, Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere, Naturkautschuke, Synthesekautschuke, Silikonkautschuke, anorganische Polymere, elastische natürliche Biomaterialien, anorganische oder organische Materialien, insbesondere organische Polymere oder Schäume, mit offenen und/oder geschlossenen Poren, umfasst.
Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das mindestens eine elastische Element (96) und das mindestens eine Versteifungspaneel (19) auf der Außenfläche des Türblattrahmens (16) angeordnet sind, und/oder - das mindestens eine elastische Element (96) und das mindestens eine Versteifungspaneel (19) aneinandergrenzend angeordnet sind und/oder - das mindestens eine elastische Element (96) weiter außen als das mindestens eine Versteifungselement (19) auf dem Türblattrahmen (16) angeordnet ist.
Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das mindestens eine elastische Element (96) eine umlaufendes elastisches Element, insbesondere eine umlaufende Abdichtung ist, die auf der Außenfläche des Türblattrahmens (16) an dessen äußeren Rand angeordnet ist, und/oder - sich das mindestens eine Versteifungspaneel (19) nach weiter innen an das umlaufende elastische Element (96) anschließt, und/oder. - das Versteifungspaneel (19) die von dem umlaufenden elastischen Element (96) umschlossene Türblattfläche vollständig von dem mindestens einen Versteifungspaneel (19) ausgefüllt ist.
Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kompensationselement (98), insbesondere mindestens eine Kompensationsschicht (98), auf dem mindestens einen Versteifungspaneel (19) angeordnet ist, um Höhenunterschiede zwischen dem mindestens einen elastischen Element (96) und dem mindestens einen Versteifungspaneel (19) auszugleichen und eine im Wesentlichen plane Oberfläche für die Auflage oder die schubweiche oder schubfeste Verklebung des Außenpaneels (18) auf dem mindestens einen elastischen Element (96) und/oder dem mindestens einen Kompensationselement (98) zu bilden.
Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Türblattrahmenprofil aus einer äußeren Polymerhalbschale (28) und einer inneren Metallhalbschale (30) zusammengesetzt ist
Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Mehrfachverriegelungseinrichtung aufweist, die von außen nur über Personenidentifikation betätigbar ist.
Verfahren zur Herstellung des Haustür-Türblatt (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche, das folgende Schritte umfasst: a) Herstellen eines Türblattrahmens (16) aus Rahmenprofilen; b) Befestigen des mindestens einen elastischen Elements (96), des mindestens einen Versteifungspaneels (19) und gegebenenfalls eines Kompensationselements (98) an dem Türblattrahmen; c) Befestigen des Außenpaneels (18) so, dass das mindestens eine elastische Element (96) und das mindestens eine Versteifungspaneel (19) zwischen Türblattrahmen (16) und Außenpaneel (18) angeordnet sind, d) Befestigen des Innenpaneels (20) an dem Türblattrahmen (16) auf der inneren Türblattbreitseite (34).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt a) umfasst: a1) Verwenden eines Türblattrahmens (16) aus zwei Halbschalen (28, 30), wobei die äußere Halbschale (28) eine Polymerhalbschale und die innere Halbschale (30) eine Metallhalbschale ist; und/oder a2) Verwenden eines Türblattrahmens (16) aus einer äußeren Polyamid-Halbschale (28) und einer inneren Aluminium-Halbschale (30); a3) Verwenden eines Türblattrahmens (16) mit mindestens zwei unterschiedlich hohen Außenoberflächenbereichen zur Ablage des mindestens einen elastischen Elements (96) auf einem der beiden so gebildeten Außenoberflächenbereiche; Schritt b) einen, mehrere oder alle der folgenden Schritte umfasst: b1) Schubfestes Verkleben des mindestens einen Versteifungspaneels (19) mit dem Türblattrahmen (16), und/oder b2) Verwenden eines Versteifungspaneels (19) mit einen kleineren Längenausdehnungskoeffizienten und/oder einer größeren Steifigkeit als das Außenpaneel (18) und das Innenpaneel (20), und/oder b3) Verwenden eines Metallblechs, vorzugsweise Stahlblechs, das besonders bevorzugt unter Stahlblechen aus nicht-magnetischen Stählen, nichtrostenden Stählen, insbesondere nicht-magnetischen nichtrostenden Stählen, Edelstählen, insbesondere nicht-magnetischen und/oder nichtrostenden Edelstählen, und austenitischen Stählen ausgewählt ist, als das mindestens eine Versteifungspaneel (19), und/oder b4) Aufkleben des mindestens einen Kompensationselements (98) auf das mindestens eine Versteifungspaneel (19); Schritt c) einen, mehrere oder alle der folgenden Schritte umfasst: c1) schubfestes oder schubweiches Verkleben des Außenpaneels (18) mit dem mindestens einen elastischen Element (96) und/oder dem mindestens einen Kompensationselement (98); und/oder c2) Verwenden eines Metallblechs, insbesondere Aluminiumblechs, als Außenpaneel (18); Schritt d) einen, mehrere oder alle der folgenden Schritte umfasst: d1) Schubfestes Verkleben des Innenpaneels (20) mit dem Türblattrahmen (16); und/oder d2) Verwenden eines Metallblechs, insbesondere Aluminiumblechs, als Innenpaneel (20).
Haustür (10) umfassend ein Haustür-Türblatt (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und eine Türzarge (12).