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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmeschutzfenster oder
Fenstertür nach Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Derartige
Wärmeschutzfenster oder Fenstertüren sind bekannt.
Siehe zum Beispiel www.ritter-fenster.de.
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Die
Hohlkammerprofile derartiger Wärmeschutzfenster oder Fenstertüren
sind zumeist aus Kunststoff und müssen daher insbesondere
aufgrund der auftretenden Belastungen verstärkt werden.
Hierzu sind in der jeweiligen Armierungskammer des Rahmen- und Flügelprofils
Armierungsprofile eingesetzt, deren Flächenträgheitsmomente
Iy für die Verstärkung der Hohlkammerprofile maßgeblich
sind.
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Um
ein möglichst hohes Flächenträgheitsmoment
Iy für die Verstärkungsprofile zu bekommen und
auch beispielsweise Beschlagteile eines Schließsystems
sicher bzw. aushebelsicher mit den Armierungsprofilen zu verschrauben,
sind diese daher vorzugsweise aus Stahl.
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Gerade
Stahl, aber auch jedes andere Material das als Armierungsprofil
in Frage kommt, hat einen höheren Wärmeleitwert
als üblicherweise eingesetzte Dämmmaterialen und
wirkt daher als Wärmebrücke der angestrebten Wärmedämmung
entgegen.
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Eine
Minderung der Wirkungsweise einer derartigen Wärmebrücke
bieten zum Beispiel thermisch getrennte Armierungsprofile, bei denen
zwei Armierungsprofilteile aus einem Ma terial mit einem zweiten
Material verbunden sind, welches eine niedrigere Wärmeleitzahl
aufweist, als die beiden Armierungsprofilteile.
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Diese
Sonderverstärkung verspricht zwar eine Verbesserung des
Wärmedämmwertes eines mit einer derartigen Verstärkung
versehenen Wärmeschutzfensters oder einer Fenstertür,
das Flächenträgheitsmoment Iy dieser Verstärkung
verringert sich aber gegenüber einer üblicherweise
bevorzugten Stahlverstärkung.
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Bei
Niedrigenergiehäusern mit Wärmeschutzfenstern
oder Fenstertüren die zum Beispiel in Regionen der Erde
stehen, die sich durch starke Kälteeinbrüche und
hohe auftretende Windgeschwindigkeiten kennzeichnen, ist aber sowohl
ein guter Wärmedämmwert Uw für die eingesetzten
Fenster oder Türen, als auch ein hohes Flächenträgheitsmoment Iy
der Armierungsprofile notwendig, um beispielsweise auftretende hohe
Windkräfte auf der Fenster- oder Türscheibe sicher
in die Rahmenprofile abzuleiten.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, unter Beachtung der einzuhaltenden
Stabilitätskriterien für das im Flügelprofil
eingesetzte Armierungsprofil, das Wärmeschutzfenster oder
die Fenstertür so zu gestalten, dass dessen/deren Wärmedämmwert
Uw verbessert wird.
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Diese
Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
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Aus
der Erfindung ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass zum einen
durch die Beschränkung der maximalen Breite des Armierungsprofils
eine zusätzliche wärmedämmend wirkende
Luftkammer geschaffen wird und zum anderen, dass sich derjenige Seitenschenkel
des Armierungsprofils, welcher nach außen weist bis auf
den Konturanfang der Euro-Nut der in die Armierungskammer hineinragt,
zurückzieht und sich dort abstützt. Vorteilhafterweise
verkürzt sich der Seitenschenkel und erhält gegenüber üblichen
Armierungsprofilen eine ver kleinerte Oberfläche, die zweckmäßigerweise
die wärmedämmende Luftkammer begrenzt.
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Um
insbesondere die Last der eingesetzten Glasscheiben sicher tragen
zu können, sind hierfür vorgesehene Armierungsprofile üblicherweise
U-förmig ausgeführt. Durch die Erfindung wird
die bewährte U-Form derartiger Profile beibehalten, die
Wirkung als Wärmebrücke aber gedämpft,
da die Oberfläche wenigstens eines kühlrippenartig
wirkenden aber sicher stützenden Seitenschenkels verkleinert
wird.
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In
Kombination mit der erfindungsgemäß am verkürzten
Seitenschenkel direkt angrenzenden Luftkammer, wird der Wärmedämmwert
des Wärmeschutzfensters oder der Fenstertür entscheidend
verbessert.
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Weiterhin
wesentlich ist, dass mit computerunterstützten Berechnungsmethoden
Werte für die Flächenträgheitsmomente
Iy von erfindungsgemäß ausgeführten Armierungsprofilen
bestimmt worden sind, die über dem Wert von 2,4 cm4 liegen.
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Durch
die Erfindung wird also eine Verbesserung des Wärmedämmwertes
des Wärmeschutzfensters oder der Fenstertür erreicht,
unter Beibehaltung eines Minimalwertes für das Flächenträgheitsmoment
Iy des im Flügelprofil eingesetzten Armierungsprofils,
welcher 2,4 cm4 beträgt.
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Darüber
hinaus kann die Luftkammer ohne weiteres mit Dämmmaterial
auf gefüllt werden, um den Wärmedämmwert
des Wärmeschutzfensters oder der Fenstertür noch
weiter zu verbessern.
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Ergänzend
hierzu wird daher vorgeschlagen, dass die Armierungskammer im Flügelprofil
in einem außenseitigen Bereich mit Dämmmaterial
gefüllt ist und nur in einem innenseitigen Bereich mit
dem Armierungsprofil versehen ist.
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Bei
einem kalten Außenbereich und einem warmen Innenbereich,
kann so das Armierungsprofil die Wärme des Innenbe reiches
besser aufnehmen und auch speichern, da die Abgabe der gespeicherten
Wärme nach außen insbesondere durch das angrenzende
Dämmmaterial gedämpft wird.
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Um
diese Art der Dämmung und Dämpfung weiter auszunutzen
wird vorgeschlagen, dass jeweils benachbarte Kammern des Rahmen-
und Flügelprofils mit Dämmmaterial gefüllt
sind, die im Bereich einer vom Rahmen- und Flügelprofil
gebildeten äußeren Trennfuge unmittelbar benachbart
angeordnet sind, welche demjenigen Bereich der Armierungskammer
des Flügelprofils gegenüber liegt, der mit dem
Dämmmaterial gefüllt ist.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass die Armierungskammer im Rahmenprofil mit
Dämmmaterial gefüllt ist, welches im Gebrauchszustand
mittels eines ungleichschenklig U-förmig geformten Armierungsprofils
umfasst ist.
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Durch
ein derartiges Armierungsprofil im Rahmenprofil können
kühlrippenartige Effekte der jeweiligen Schenkel verringert
werden. Hierbei wird insbesondere der dem kalten Mauerwerk zugewandte
Schenkel als verkürzter Schenkel vorgeschlagen und der
dem Falzluftraum zugewandte Schenkel als längerer Schenkel.
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Durch
den längeren Schenkel können im Bereich des Falzluftraums
auf dem Rahmenprofil aufgebrachte Schließstücke,
Kämpferklötze oder dergleichen mit dem im Rahmenprofil
eingebrachten Armierungsprofil mittels Befestigungsschrauben sicher
verschraubt werden.
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Ergänzend
hierzu wird vorgeschlagen, dass der dem Falzluftraum zugewandte
lange Schenkel des Armierungsprofils zweigeteilt ist und der kurze Schenkel
auf der gegenüber liegenden Seite kürzer ist.
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Bei
gleich bleibender Qualität der Befestigungen von Schließstücken,
Kämpferklötzen oder dergleichen auf dem Rahmenprofil,
können hierdurch kühlrippenartige Effekte beider
Seitenschenkel noch weiter vermindert werden.
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Für
einen sicheren Verbund des Dämmmaterials mit dem im Rahmenprofil
eingesetzten Armierungsprofil, insbesondere wenn dieses einen geteilten
Schenkel aufweist, wird vorgeschlagen, dass das Armierungsprofil
mit dem Dämmmaterial verklebt ist.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass das Armierungsprofil im Flügelprofil
zwei oder mehrstückig zusammengesetzt ist.
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Ein
zweiteiliges Armierungsprofil welches ein gutes Flächenträgheitsmoment
Iy auf kleinem Raum aufweist, ist so im Walzverfahren besser herstellbar.
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Ergänzend
hierzu wird vorgeschlagen, dass das Armierungsprofil aus zwei gefalzten
Blechen besteht, wobei das erste Blech vom zweiten Blech umfasst
und getragen wird, und das erste Blech einen der Euro-Beschlagnut
zugewandten Quersteg aufweist.
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Der
dem Falzluftraum zugewandte Quersteg der Armierung ist hierdurch
entsprechend frei und ungehindert verformbar, so dass der Quersteg
unter elastischer Verformung mit dem Flügelprofil von Befestigungsschrauben
des Euro-Beschlags in Richtung zur Euro-Beschlagnut aushebelsicher
verspannt werden kann.
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Um
die Wirkung der Armierungsprofile als Wärmebrücke
weiter zu verringern, wird vorgeschlagen, dass die Armierungsprofile
aus einem Stahl bestehen, dessen Wärmeleitzahl nicht größer
als 17 W/(mK) beträgt.
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Ergänzend
hierzu wird vorgeschlagen, dass der Stahl ein Edelstahl ist.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, ein Dämmmaterial zu verwenden, welches
eine Wärmeleitzahl von 0,013 W/(mK) aufweist.
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Für
eine in Längsrichtung der jeweiligen Dämmkammer
lückenlose Dämmung wird vorgeschlagen, dass das
Dämmmaterial aus Abschnitten verschiedener Dicke von einem
Rollenmaterial zugeschnitten wird.
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Ergänzend
zu den vorgeschlagenen Dämmkammern in den jeweiligen Hohlkammerprofilen, kann
auch jede andere Kammer als Dämmkammer in Frage kommen.
Das soll hier nicht ausgeschlossen werden, solange die erfindungsgemäße
Kombination nicht verlassen wird.
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Für
die Nutzung von erfindungsgemäßen Wärmeschutzfenstern
oder Fenstertüren in Niedrigenergiehäusern wird
insbesondere noch zusätzlich eine eingesetzte dreiteilige
Glasscheibe im Flügelprofil bevorzugt.
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Computerunterstützte
Berechnungsmethoden haben ergeben, dass der Uw-Wert von erfindungsgemäßen
Wärmeschutzfenstern oder Fenstertüren nicht größer
als 0,78 W/(m2K) ist. Insbesondere unter
Berücksichtigung von vorteilhaften Ausführungsformen
wurde ein Uw-Wert von 0,71 W/(m2K) ermittelt.
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Mit
Ausreizung aller vorgeschlagenen vorteilhaften Ausführungsformen,
beträgt der Uw-Wert von erfindungsgemäßen
Wärmeschutzfenstern oder Fenstertüren sogar nur
0,68 W/m2K).
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Hierbei
hat sich gezeigt, dass trotzdem der Wert des Flächenträgheitsmomentes
Iy, speziell des im Flügelprofil am stärksten
belasteten Armierungsprofils, größer gleich 2,45
cm4 erreichbar ist.
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Durch
die Erfindung können somit Wärmeschutzfenster
oder Fenstertüren für Niedrigenergiehäuser
angeboten werden, die sowohl starken Belastungen Stand halten können,
als auch einen guten Uw-Wert aufweisen, obwohl eine Stahlarmierung
als Verstärkung der Rahmen benutzt wird.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung des Rahmen- und Flügelprofils eines
erfindungsgemäß ausgeführten Wärmeschutzfenster
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2 eine
Schnittdarstellung gemäß 1 mit geteiltem
Armierungsprofil im Rahmenprofil
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Sofern
im Folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung
stets für alle Figuren.
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Die
Figuren zeigen ein Wärmeschutzfenster oder Fenstertür 1 mit
einem Rahmenprofil 2 und einem zugehörigen Flügelprofil 3 nach
vorliegender Erfindung.
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Die
jeweiligen Profile 2, 3 sind Hohlkammerprofile
aus Kunststoff. Die Kammern der Hohlkammerprofile sind zum einen
mit Dämmmaterial 4 gefüllt und zum anderen
jeweils eine Kammer 7, 8 des Rahmen- und Flügelprofils 2, 3 zusätzlich
mit eingebrachten Armierungsprofilen 5, 6 versehen.
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Das
Armierungsprofil 6 im Flügelprofil 3 ist insbesondere
für eine umfassende Stabilisierung der im Flügelprofil 3 eingesetzten
Glasscheiben 17 zuständig. Das Armierungsprofil 5 im
Rahmenprofil 2 ist dagegen in diesem Beispiel eher für
eine sichere Anbringung eines auf dem Rahmenprofil 2 aufgesetzten Kämpferklotzes 20 oder
eines Beschlages zuständig. Für die Funktionen
der Armierungsprofile ist es unerheblich, ob Dämmmaterial 4 in
den Armierungskammern 7, 8 vorhanden ist.
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In
den Figuren ist zu erkennen, dass in die Armierungskammer 8 im
Flügelprofil 3 die äußere Kontur
einer Euro-Beschlagnut 9 hineinragt.
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Wesentlich
ist nun, dass die sich aus der Breite der Armierungskammer 8 ergebende
maximal mögliche Breite 10 des eingebrachten Armierungsprofils 6 im
Flügelprofil 3 um mindestens einen Betrag verringert
ist, der dem Abstand 11 ei ner seitlichen Innenwandung der
Armierungskammer 8 zum gegenüber liegenden Konturanfang
der Euro-Beschlagnut 9 entspricht.
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In
den Beispielen wird gezeigt, dass hierdurch das Armierungsprofil 6 in
Richtung zum Innenbereich in der Armierungskammer 8 verlagert
angeordnet ist und so ein nach außen gerichteter freier Bereich
vor dem Armierungsprofil 6 entsteht.
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Bei üblichen
Armierungsprofilen 6 im Flügelprofil 3 würde
der in Richtung der Außenseite zeigende Seitenschenkel
des Armierungsprofils 6 bis zum Boden der Armierungskammer 8 ragen
und sich dort abstützen. Durch die Erfindung zieht sich
dieser Seitenschenkel bis zum Anfang der Kontur der Euro-Beschlagnut 9 zurück
und begrenzt dort die gebildete Luftkammer.
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Die
Wirkung als Wärmebrücke eines derartigen Armierungsprofiles 6 wird
verringert, da der zum Außenbereich 12 zeigende
Seitenschenkel des Armierungsprofils 6 eine verkleinerte
Oberfläche aufweist, die darüber hinaus an eine
wärmedämmende Luftkammer angrenzt.
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Um
insbesondere die Last der eingesetzten Glasscheiben 17 sicher über
den Rücken des Armierungsprofils 6 in das Flügelprofil 3 zu übertragen, bleibt
die bewährte grundlegende U-Form des Armierungsprofils 6 im
Flügelprofil 3 unberührt.
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Computerunterstützte
Berechnungsmethoden haben ergeben, dass der Wert des Flächenträgheitsmomentes
Iy des Armierungsprofils 6 hierbei mehr als 2,4 cm4 beträgt. Das Armierungsprofil 6 verstärkt
somit das Flügelprofil 3 im ausreichenden Maße.
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Durch
die Erfindung wird also eine Verbesserung des Wärmedämmwerts
Uw des Wärmeschutzfensters 1 erreicht, und dies
unter Beibehaltung eines Mindestwertes des Flächenträgheitsmomentes
Iy.
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Als
ergänzende Maßnahme zur Wärmedämmung
insbesondere in der Armierungskammer 8, ist die Armierungskammer 8 im
Flügelprofil 3 in einem außenseitigen
Bereich 12 mit Dämmmaterial 4 befällt.
Das Armierungsprofil 6 ist hier nur in einem innenseitigen
Bereich 13 in der Armierungskammer 8 angeordnet.
Ein beispielsweise warmer Innenbereich ist gegen einen kalten Außenbereich
hierdurch effektiver abgegrenzt.
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Die
Figuren zeigen, dass jeweils benachbarte Kammern des Rahmen- und
Flügelprofils 2, 3 mit Dämmmaterial 4 gefüllt
sind. Diese Kammern sind im Bereich einer vom Rahmen- und Flügelprofil 2, 3 gebildeten äußeren
Trennfuge 14 angeordnet. Die Trennfuge 14 liegt
dem Bereich 12 der Armierungskammer 8 des Flügelprofils 3 gegenüber,
der mit dem Dämmmaterial 4 gefüllt ist.
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Unterhalb
der einander gegenüber liegenden Kammern im Bereich der
Trennfuge 14, ist eine weitere Kammer mit einer passgenauen
Zusatzdämmung gefüllt.
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Die
Armierungskammer 7 im Rahmenprofil 2 ist mit Dämmmaterial 4 gefüllt,
welches in dem gezeigten Gebrauchszustand mittels eines ungleichschenklig
U-förmig geformten Armierungsprofils 5 umfasst
ist.
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Der
Rücken des Armierungsprofils 5 ist in Richtung
des Innenbereiches angeordnet. Der lange Schenkel des Armierungsprofils 5 weist
in Richtung des Falzluftraums 15 und der kurze Schenkel
weist in Richtung des Mauerwerkes.
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Im
Bereich des Falzluftraumes 15 können auf dem Rahmenprofil 2 Schließstücke,
in diesem gezeigten Fall Kämpferklötze 20,
oder dergleichen aufgebracht werden und mit dem im Rahmenprofil 2 eingebrachten
Armierungsprofil 5 mittels Befestigungsschrauben 19 aushebelsicher
verschraubt werden.
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Insbesondere 2 zeigt,
dass der dem Falzluftraum 15 zugewandte lange Schenkel
des Armierungsprofils 5 zweigeteilt ist und der kurze Schenkel
auf der gegenüber liegenden Seite nicht nur kürzer
ist sondern ganz fehlt.
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Insgesamt
erhält man für die Anordnung des Dämmmaterials 4 eine
lamellenartige Konstellation die dem Außenbereich zugeordnet
werden kann und für die Armierungsprofile 5, 6 eine
Anordnung, die dem Innenbereich zugeordnet werden kann.
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Wärme,
die die Armierungsprofile vom Innenbereich aufnehmen, wird so effektiv
nach außen hin isoliert.
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Das
Armierungsprofil 6 im Flügelprofil 3 ist
in den gezeigten Beispielen zweistückig zusammengesetzt.
Aber auch eine mehrstückige Zusammensetzung des Armierungsprofils 6 soll
hier nicht ausgeschlossen werden.
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Eine
zweiteilige Armierung ist leichter mit Walzverfahren herstellbar
um ein gutes Flächenträgheitsmoment Iy des Armierungsprofils 6 auf
kleinem Raum zu erhalten.
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Das
Armierungsprofil 6 besteht aus zwei gefalzten Blechen.
Das erste Blech wird vom zweiten Blech umfasst und getragen. Das
erste Blech weist einen der Euro-Beschlagnut 9 zugewandten
Quersteg 16 auf.
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Der
dem Falzluftraum 15 zugewandte Quersteg 16 ist
entsprechend frei und ungehindert verformbar, so dass der Quersteg 16 unter
elastischer Verformung mit dem Flügelprofil 3 von
Befestigungsschrauben 18 des Euro-Beschlags in Richtung
zur Euro-Beschlagnut 9 verspannt ist.
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Das
Armierungsprofil 6 beeinträchtigt somit nicht
die Unterbringung von Beschlagschlosskästen von Fenstergetrieben
oder dergleichen sondern unterstützt diese.
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Als
Werkstoff für die Armierungsprofile 5, 6 ist
ein Stahl vorgesehen, dessen Wärmeleitzahl nicht größer
als 60 W/(mK) beträgt.
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Vorzugsweise
ist dieser Stahl ein Edelstahl mit einer Wärmeleitzahl
von 17 W/(mK).
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Die
Wärmeleitzahl des Dämmmaterials für die
Nachbarkammer zur äußeren Trennfuge beträgt vorzugsweise
0,013 W/(mK).
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Dieses
Dämmmaterial 4 ist aus Abschnitten verschiedener
Dicke von einem Rollenmaterial zugeschnitten. Hierdurch erhält
man in Längsrichtung eine durchgehende Dämmung
in den Hohlkammerprofilen.
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Die
anderen Dämmmaterialien können Formprofile mit
Fixlängen und Wärmeleitzahlen von 0,024 W/(mK)
sein. Für noch bessere Wärmedichtigkeit können
alle Kammern mit Dämmmaterial der Wärmeleitzahl
0,013 W/(mK) gefüllt sein.
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Mit
dem Einsatz von dreiteiligen Glasscheiben 17 im Flügelprofil 3 lassen
sich für erfindungsgemäße Wärmeschutzfenstern
oder Fensterüren 1 Uw-Werte von nicht größer
als 0,78 W/(m2K) ermitteln. Unter Berücksichtigung
vorteilhafter Ausführungsformen sogar nicht größer
als 0,71 W/(m2K).
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Insbesondere
in der in 2 gezeigten Ausführungsvariante
sogar einen Uw-Wert von 0,68 W/(m2K).
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Der
Wert des Flächenträgheitsmomentes Iy des Armierungsprofils 6 ist
hierbei größer gleich 2,45 cm4.
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Selbst
mit einer thermisch getrennten Sonderverstärkung lassen
sich derartige Uw-Werte bisher nicht erreichen. Ein erfindungsgemäßes
Wärmeschutzfenster oder Fenstertür 1 erreicht
aber einen besseren Uw-Wert und das trotz Stahlarmierungen.
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- 1
- Wärmeschutzfenster
oder Fenstertür
- 2
- Rahmenprofil
- 3
- Flügelprofil
- 4
- Dämmmaterial
- 5
- Armierungsprofil
im Rahmenprofil
- 6
- Armierungsprofil
im Flügelprofil
- 7
- Armierungskammer
im Rahmenprofil
- 8
- Armierungskammer
im Flügelprofil
- 9
- Euro-Beschlagnut
- 10
- Breite
des Armierungsprofils 6
- 11
- Abstand
- 12
- außenseitiger
Bereich
- 13
- innenseitiger
Bereich
- 14
- äußere
Trennfuge
- 15
- Falzluftraum
- 16
- Quersteg
- 17
- Glasscheibe
- 18
- Befestigungsschraube
- 19
- Befestigungsschraube
- 20
- Kämpferklotz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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