DE19754638C1 - Zarge aus Gießmaterial mit Füllstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zarge aus Gießmaterial mit Füllstoffen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE 30 06 987 A1 sind Einbauzargen insbesondere für Fenster aus Polymer­ beton bekannt, die aus einem Stück gegossen sind. Sie ent­ sprechen üblicherweise in den Außenmaßen den Nennmaßen der Mauerwerksbauweise. Für unterschiedliche Wanddicken werden entsprechende Leibungsrahmentiefen zur Verfügung gestellt. Das bei der Erstellung der Außenwand eingemauerte oder ein­ betonierte Bauteil bildet dann die Basis für maßlich abge­ stimmte Fenster oder Türen. Insbesondere werden derartige Einbauzargen oder Leibungsrahmen im Kellerbereich verwen­ det. Dies gilt insbesondere dann, wenn Kellerräume als Gästezimmer, Wohnraum oder Hobbyraum genutzt werden sollen.

Ein Problem im Wohnungsbau besteht nun darin, daß einer­ seits niedrige Herstellungskosten bei dennoch hoher Stabi­ lität und andererseits gute Wärmedämmeigenschaften gefor­ dert werden. Diese sind bisher fast nur mit Hohlprofil-Zar­ gen oder -Leibungsrahmen oder aber natürlich in Holzbau­ weise sicherzustellen. Der Aufwand hierfür ist aber sehr hoch.

Aus den deutschen Offenlegungsschriften 25 34 019 und 23 37 728 sind Betonplatten bekannt, die einen mehrschichtigen Aufbau haben und sich insbesondere zum Herstellen von Fassaden, Decken oder Wänden eignen. Diese Platten sollen insbesondere schalldämmend sein oder besondere optische Eigenschaften aufweisen. Die dort vorgesehenen Deckschichten haben jeweils ein höheres spezifisches Gewicht als die Mittelschicht.

Aus der DE OS 31 42 426 ist ein Verfahren zur Herstellung von doppelschaligen Beton-Fertigteilen als Fertigelemente mit Fenster- oder Türöffnungen bekannt, bei welchem eine oben offene Form derart horizontal liegend angeordnet ist, daß ein zur Bildung eines der beiden Randbereiche vorgesehener Formabschnitt unten und der andere Randbereich oben liegt.

Das so hergestellte Bauteil weist einen homogenen Aufbau auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zarge der eingangs genannten Art aufzuzeigen die eine einfache, stabile und dennoch gut wärmedämmende Bauweise ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Zarge nach Patentanspruch 1 ge­ löst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung besteht darin, daß die Füllstoffverteilung im Material inhomogen erfolgt und zwar derart, daß der innere Bereich, also der Rahmenbereich, eine höhere Wärmedämmung aufweist als die Randbereiche. Da­ durch wird einerseits die gewünschte Wärmedämmung erzielt, andererseits werden die Festigkeits- und Oberflächeneigen­ schaften der so hergestellten Zarge gegenüber herkömmlichen Zargen praktisch nicht verändert. Dennoch wird eine er­ staunlich hohe Wärmedämmwirkung zwischen dem Außen- und dem Innenbereich erzielt.

Vorzugsweise werden die zweiten, leichteren Füllstoffe in einer Konzentration vorgesehen, die nahe einem der Randbe­ reiche einen niedrigeren Wert aufweist, in Richtung auf den anderen Randbereich bis zu einem Maximalwert ansteigt und dann wieder auf einen niedrigeren Wert abfällt. Durch diese Maßnahme wird einerseits eine erhöhte Festigkeit erzielt, da sprungförmige Strukturänderungen fehlen. Andererseits wird dennoch eine hohe Dämmwirkung sichergestellt.

Vorzugsweise umfassen die zweiten, wärmedämmenden Füll­ stoffe verschiedene Korngrößen, wobei beim Maximalwert der Füllstoffkonzentration größere Korngrößen in einer erhöhten Konzentration gegenüber niedrigeren Korngrößen vorliegen. Auch diese Maßnahme hat positiven Einfluß auf die Festig­ keitseigenschaften bei mindestens gleichbleibenden bzw. so­ gar verbesserten Wärmedämmeigenschaften.

Vorzugsweise umfassen die zweiten wärmedämmenden Füllstoffe Blähton und/oder Glaskugeln. Beide Füllstoffe haben sich insbesondere in Bezug auf die Festigkeitseigenschaften der herzustellenden Zarge als sehr positiv erwiesen.

Das Gießmaterial umfaßt vorzugsweise eine kalt aushärtende Mischung aus Kunstharz und Härter. Kalkmehl wird ebenfalls als Füllstoff zugegeben. Die zweiten, isolierenden Füll­ stoffe umfassen vorzugsweise feinen Blähton mit einem Durchmesser bzw. einer Sieblinie von 0-6 mm, vorzugsweise von 0-5 mm. Der Anteil an feinem Blähton beträgt vorzugswei­ se 5-11 Vol%, vorzugsweise 7-9 Vol%, vorzugsweise 8 Vol%.

Die Glashohlkugeln werden vorzugsweise mit einem Anteil von 20-30 Vol%, vorzugsweise 22-26 Vol%, insbesondere mit einem Anteil von 24 Vol% zugegeben.

Außerdem umfassen die zweiten Füllstoffe vorzugsweise gro­ ben Blähton mit einem Durchmesser bzw. einer Sieblinie von 2-10 mm, vorzugsweise mit 4-8 mm Durchmesser und mit einem Anteil von 30-50 Vol%, vorzugsweise 35-45 Vol%, insbeson­ dere mit 39 Vol%. Hierbei kann bei einer anderen Ausfüh­ rungsform der Erfindung der grobe Blähton durch Kies mit einer Sieblinie von 2-9 mm, vorzugsweise von 3-8 mm bei glei­ chen Anteilen ersetzt werden. Diese Mischung hat eine höhe­ re Festigkeit bei einer etwas geringeren Wärmedämmwirkung.

Das Kalkmehl wird mit einem Anteil von 20-40 Vol%, vorzugs­ weise 25-35 Vol%, insbesondere mit einem Anteil von 29 Vol% zugegeben. Die Glashohlkugeln werden in einem Anteil von 16-32 Vol%, vorzugsweise 20-28 Vol%, insbesondere mit einem Anteil von 24 Vol% vorgesehen.

Vorzugsweise werden in mindestens einem Randbereich keine zweiten Füllstoffe vorgesehen, so dieser Randbereich eine besonders hohe Festigkeit erhält. Bei einer anderen Aus­ führungsform, die groben Blähton enthält, wird im Randbe­ reich dieser mit einem reduzierten Anteil von vorzugsweise höchstens 15-25 Vol%, vorzugsweise mit einem Anteil von 19 Vol% vorgesehen.

Beim Herstellen der Zarge aus Gießmaterial mit Füllstoffen, vorzugsweise Polymerbeton für ein Fenster oder eine Tür mit einem gebäudeinneren ersten Randbereich, einem gebäudeäuße­ ren zweiten Randbereich und einem zwischen den Randberei­ chen liegenden Rahmenbereich werden folgende Schritte durchgeführt:

Eine oben offene Form wird derart im wesentlichen hori­ zontal liegend angeordnet, daß ein zur Bildung einer der beiden Randbereiche vorgesehener Formabschnitt unten und der andere Randbereich oben liegt.

Ein erstes Gießmaterial enthaltend erste, schwerere Füll­ stoffe wie Sand, Kies oder dergleichen und zweite, leichte­ re und wärmeisolierende Füllstoffe wie Glashohlkugeln, Blähton oder dergleichen wird eingefüllt bis zu einer Höhe, die unterhalb des oberen Randbereiches liegt.

Der obere Randbereich der Form wird mit einem zweiten Gieß­ material gefüllt, das einen geringeren Anteil an zweiten Füllstoffen aufweist als das gerade zuvor eingefüllte Gieß­ material.

Nun läßt man das Material aushärten und öffnet die Form zum Herausnehmen der Zarge.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieses Verfah­ rens wird in den ersten Randbereich zweites Gießmaterial, also solches mit einem geringeren Anteil an zweiten, wärme­ isolierenden Füllstoffen eingefüllt, bevor das erste Gieß­ material mit dem erhöhten Anteil an isolierenden Füllstof­ fen eingefüllt wird. Die übrigen Schritte laufen ab wie zuvor beschrieben. Dadurch wird sichergestellt, daß auch der erste Randbereich eine erhöhte Festigkeit aufweist und nur der Rahmenbereich mit der (noch weiter) erhöhten Wärme­ dämmung ausgestattet ist.

Das zweite Gießmaterial wird insbesondere hierbei auf eine derartige Viskosität eingestellt, daß wenigstens Anteile der leichteren Füllstoffe, insbesondere solche mit großen Durchmessern, in einem Entmischvorgang eine zonenweise höhere Dichte einnehmen als diese im zweiten Gießmaterial im Mittel vorgesehen ist. Bei einer entsprechenden Steue­ rung bzw. Einstellung der verschiedenen Schichtdicken be­ ziehungsweise der Viskosität kann man durch eine derartig inhomogene Wärmeleitfähigkeitsverteilung in den Zargenbe­ reichen extrem wirksame Wärmisolationszonen vorsehen, in denen es auf Festigkeit und auch auf eine entsprechende Oberflächenstruktur weniger ankommt. Darüber hinaus wird eine optimale Oberflächenstruktur ohnehin durch Verwendung von Gießmaterial mit weniger wärmedämmenden Füllstoffen er­ zielt.

Beim Füllen der Form wird das erste und das zweite Gießma­ terial entweder von zwei verschiedenen Extrudern, denen je­ weils das erste bzw. das zweite Gießmaterial zuführbar ist und die vorzugsweise eine gemeinsame Fülleinrichtung belie­ fern oder von einem Extruder mit einer ausgangsseitigen Fülleinrichtung und mit einem auf das erste oder das zweite Füllmaterial umschaltbaren Eingang geliefert. Dadurch ist eine ökonomische Arbeitsweise sichergestellt. Vorzugsweise wird beim Füllen einer Serie von Formen zunächst der erste Randbereich mit dem ersten Gießmaterial gefüllt, dann zum Füllen des Rahmenbereichs auf das zweite Gießmaterial umge­ schaltet, dann zum Füllen des zweiten Randbereiches auf das erste Gießmaterial umgeschaltet und dann wird schließlich nach dem Füllen des zweiten Randbereiches ohne umzuschalten der erste Randbereich einer nächsten Form unter Wiederho­ lung des beschriebenen Vorgangs gefüllt. Ungenauigkeiten beim Umschaltvorgang bzw. Ungenauigkeiten beim Trennen der verschiedenen Gießmaterialien spielen so keine erhebliche Rolle mehr. In jedem Fall kann sichergestellt werden, daß der Rahmenbereich mit einer in erhöhtem Maße wärmedämmenden Gießmasse gebildet werden kann.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnun­ gen. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Zarge im schematisierten Querschnitt,

Fig. 2 eine schematisierte Darstellung der Dichte­ verteilung an wärmeisolierenden Füllstoffen über die Tiefe der Zarge (von links nach rechts) in der Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 2, jedoch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 4 eine Darstellung ähnlich der nach den Fig. 2 und 3, jedoch einer dritten Ausfüh­ rungsform der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Fensterzarge ist der äußeren Form nach in üblicher Weise ausgebildet. Sie umfaßt einen gebäu­ deinneren ersten Randbereich 1, einen gebäudeäußeren zwei­ ten Randbereich 2 und einen dazwischen liegenden Rahmenbe­ reich 3, in welchem ein Fenster-Einsatzbereich 6 ausgebil­ det ist. Bei herkömmlichen aus Polymerbeton gefertigten Zargen besteht das Gießmaterial aus einer kalt aushärtenden Mischung von Kunstharz, Härter und mineralischen Füllstof­ fen, welche zähflüssig in eine Form verfüllt werden. Cal­ ciumcarbonat bzw. Kalk zum Einstellen der Fließfähigkeit, Aluminiumhydroxid zur Erhöhung der Feuerfestigkeit oder Graphit bzw. Ruß zur Verringerung der elektrostatischen Aufladung des Polymerbetons sind übliche Zusatz-Füllstoffe, die sich auch als Zusätze für die Mischung gemäß der nach­ folgenden Beschreibung eignen.

Bei der erfindungsgemäßen Zarge werden nun die mineralischen Füllstoffe, welche dem Material eine hohe Festigkeit verleihen, mindestens teilweise durch Füllstoffe mit erhöhten Wärmedämmeigen­ schaften ersetzt. In Fig. 1 sind mit der Bezugsziffer 7 erste, mineralische Füllstoffe und mit der Bezugsziffer 8 zweite Füllstoffe bezeichnet, welche eine erhöhte wärme­ dämmende Wirkung aufweisen. Die zweiten Füllstoffe 8 sind insbesondere im Rahmenbereich 3 der Zarge in erhöhter Kon­ zentration angeordnet, so daß die Randbereiche 1 und 2 eine gegenüber dem Rahmenbereich 3 niedrigere wärmedämmende Wir­ kung aber dafür eine erhöhte Festigkeit aufweisen.

In den Fig. 2-4 sind verschiedene Möglichkeiten aufge­ zeigt, wie die Konzentration der zweiten Füllstoffe über die Tiefe (in Fig. 1 mit der Achse X bezeichnet) einge­ stellt werden kann.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die zweiten Füllstoffe mit ihrer erhöhten wärmedämmen­ den Wirkung im wesentlichen nur im Rahmenbereich vorge­ sehen. Beim Befüllen einer Form geht man so vor, daß man bis zum Punkt P1 in Fig. 2 in die Forte eine Mischung ein­ füllt, welche lediglich mineralische Füllstoffe und keine solchen Füllstoffe mit erhöhter Wärmedämmwirkung einfüllt. Sobald die Füllhöhe P1 erreicht ist, wird ein zum Befüllen verwendeter Extruder auf eine zweite Mischung umgeschaltet, welche einen erhöhten Anteil an wärmedämmenden zweiten Füllstoffen enthält. Alternativ wird ein zweiter, mit der zweiten Mischung versorgter Extruder verwendet. Durch die in einem hier verwendeten Füllorgan bzw. im Extruder vor­ handenen Restmengen an erster Mischung erfolgt keine plötz­ liche Änderung der Mischung, sondern ein "weicher" Über­ gang.

Sobald der Rahmenbereich im wesentlichen gefüllt ist (Fül­ lungspunkt P2), wird wieder auf die erste Mischung umge­ schaltet, so daß sichergestellt ist, daß der zweite Randbe­ reich zumindest in seinen zargenäußeren Zonen praktisch nur noch mineralische Füllstoffe enthält.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform der Erfindung unter­ scheidet sich von der nach Fig. 2 insbesondere dadurch, daß auch die Randbereiche 1 und 2 mit einer Mischung herge­ stellt werden, welche zweite Füllstoffe mit wärmedämmender Wirkung enthält. Die Konzentration der zweiten Füllstoffe wird jedoch in den beiden Randbereichen 1 und 2 niedriger gewählt als im Rahmenbereich, so daß das in Fig. 3 darge­ stellte "Befüllungsmuster" entsteht. Die Umschaltpunkte P1 und P2 entsprechen in ihrem Sinngehalt den soeben beschrie­ benen Umschaltpunkten. In Fig. 3 ist jedoch der zweite Um­ schaltpunkt P2 früher, schon innerhalb des Rahmenbereiches liegend gewählt, so daß der zweite Randbereich die gleiche Konzentration an zweiten Füllstoffen durchgängig aufweist wie der erste Randbereich.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird nun im Prinzip nach dem selben Muster eingefüllt wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3. Dadurch aber, daß die Viskosität der Gießmaterialien entsprechend niedrig gewählt wird, bildet sich schon während des Füll­ vorgangs und bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die zweiten Füllstoffe aufgrund des Aushärtevorgangs ihre Mobilität vollständig verlieren, eine erhöhte Konzentration an zwei­ ten Füllstoffen in X-Richtung, also beim Herstellen der Zargen in der Richtung vertikal nach oben. Dies geschieht in erster Linie durch die hydrostatischen Auftriebskräfte, welche auf die zweiten Füllstoffe aufgrund deren geringen spezifischen Gewichts wirken. Insbesondere bildet sich eine erhöhte Konzentration an solchen zweiten Füllstoffen, wel­ che besonders große Durchmesser haben. Die Randbereiche 1 und 2 bleiben von diesem Effekt im wesentlichen unberührt, da das eingefüllte Gießmaterial eine niedrigere Konzentra­ tion an zweiten Füllstoffen, insbesondere an solchen größe­ ren Durchmessers mit ihrer erhöhten Auftriebswirkung auf­ weisen.

Es sei an dieser Stelle noch hervorgehoben, daß die anhand der Fig. 2-4 gezeigten Verfahrensschritte bzw. die dort gezeigten Materialaufbauweisen der Zarge miteinander im we­ sentlichen beliebig kombinierbar sind. Beispielsweise kön­ nen die Randbereiche gemäß Fig. 4 auch so ausgebildet sein, wie dies in Fig. 2 gezeigt wurde. Weiterhin ist es auch möglich, den Rahmenbereich in verschiedene Zonen bzw. Zonen verschiedener Festigkeit/Wärmedämmwirkung zu unterteilen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird beispielsweise der Fenstereinsatzbereich 6 als Zone erhöhter Festigkeit mit jeweils davor und dahinter liegenden Zonen erhöhter Wärmedämmwirkung ausgebildet.

Die Herstellung einer ganzen Reihe derartiger Zargen ist allerdings dann besonders einfach, wenn der erste Randbe­ reich und der zweite Randbereich mit identischen Mischungen gefüllt werden. Dann kann man das Füllorgan nach endgülti­ ger Befüllung einer ersten Form ohne Umschalten des Mi­ schungsverhältnisses zu einer zweiten Form führen.

Claims (14)

1. Zarge aus Gießmaterial mit Füllstoffen, vorzugsweise aus Polymerbeton für ein Fenster oder eine Tür mit einem (gebäudeinneren) ersten Randbereich (1), einem (gebäudeäußeren) zweiten Randbereich (2) und einem zwischen den Randbereichen (1, 2) liegenden Rahmen­ bereich (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe erste, schwerere Füllstoffe (7) wie Sand, Kies oder dergleichen und zweite, leichtere und wärmeisolierende Füllstoffe (8) wie Glashohlkugeln, Blähton oder dergleichen umfassen, wobei die zweiten Füllstoffe (8) im Rahmenbereich (3) in einer höheren Konzentration als in den Randbereichen (1, 2) vorge­ sehen sind.

2. Zarge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Füllstoffe (8) in einer Konzentration vor­ gesehen sind, die nahe einem der Randbereiche (1, 2) einen niedrigeren Wert aufweist, in Richtung auf den anderen Randbereich (2, 1) bis zu einem Maximalwert ansteigt und dann wieder auf einen niedrigeren Wert abfällt.

3. Zarge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Füllstoffe verschiedene Korngrößen umfas­ sen und daß beim Maximalwert größere Korngrößen in einer erhöhten Konzentration vorliegen.

4. Zarge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Füllstoffe (7) Blähton und/oder Glashohl­ kugeln umfassen.

5. Zarge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießmaterial mit Füllstoffen eine kalt aushärtende Mischung aus Kunstharz, Härter und Kalkmehl umfaßt.

6. Zarge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Füllstoffe (8) feinen Blähton mit einem Durchmesser (Sieblinie) von 0-6 mm, vorzugsweise 0-5 mm umfassen.

7. Zarge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der feine Blähton mit einem Anteil von 5-11 Vol%, vor­ zugsweise 7-9 Vol%, vorzugsweise 8 Vol% vorgesehen ist.

8. Zarge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Füllstoffe (8) Glashohlkugeln mit einem Anteil von 20-30 Vol% vorzugsweise 22-26 Vol%, vor­ zugsweise 24 Vol% umfassen.

9. Zarge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Füllstoffe (7) groben Blähton mit einem Durchmesser (Sieblinie) von 2-10 mm, vorzugsweise 4-8 mm und in einem Anteil von 30-50 Vol%, vorzugsweise 35-45 Vol%, vorzugsweise 39 Vol% umfassen.

10. Zarge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der grobe Blähton durch Kies mit einer Sieblinie von 2-9 mm, vorzugsweise 3-8 mm bei gleichen Anteilen er­ setzt ist.

11. Zarge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalkmehl mit einem Anteil von 20-40 Vol%, vorzugs­ weise 25-35 Vol%, vorzugsweise 29 Vol% vorgesehen ist.

12. Zarge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glashohlkugeln mit einem Anteil von 16-32 Vol%, vorzugsweise 20-28 Vol%, vorzugsweise 24 Vol% vorge­ sehen sind.

13. Zarge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Randbereich keine zweiten Füll­ stoffe (8) vorgesehen sind.

14. Zarge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einem Randbereich der grobe Blähton mit einem mindestens reduzierten Anteil von vorzugsweise höchstens 15-25 Vol%, vorzugsweise 19 Vol% vorgesehen ist.