DE4303573A1 - Dichtungssystem mit Primär- und Sekundärdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungssystem mit Brandschutzwirkung für Raum-Schließeinrichtungen. Als solche Raum- bzw. Schließeinrichtungen kommen maßgeblich Türen und Fenster in Betracht. Bei Türen liegt in der Regel eine Holz oder eine Metallzarge vor, in welche eine Holz oder Metalltür eingesetzt wird. Statt einer Tür kann auch ein Fenster in einen Blendrahmen schwenkbar eingesetzt werden. Das Problem mit dem sich die Erfindung befaßt, ist dabei die Dichtungswirkung gegen Feuer und Rauch.

Bei Raum-Schließeinrichtungen bildet der zwischen Rahmen und Flügel meist verbleibende Spalt die Problemstelle. Diese Problemstelle schützt ungenügend meist eine umlaufende Primärdichtung, wie eine Lippendichtung. Sie sorgt für einen weichen Anschlag der Tür, oft an einer Anschlagstufe und dämmt gegen Luftzug. Bei Einwirkung von Flammen ist diese Dichtung jedoch ungenügend, denn sie verbrennt sofort, so daß der Spalt eine willkommene Öffnung für Rauch und Flammen bietet.

Aufgabe der Erfindung(en) ist es daher diesen Spalt gegenüber Flamm- und Rauchwirkung zu verschließen.

Das wird mit einem Dichtungssystem gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 1 erreicht. Dabei werden eine Primärdichtung und eine Sekundärdichtung eingesetzt. Beide Dichtungen wirken im wesentlichen senkrecht zueinander. So können sie im Brandfall ihre Kraft und Dichtungswirkung sowohl auf die Stirnseite des Flügels - meist: Stirnseite des Türblatts - als auch auf denjenigen Bereich des Flügels ausüben, der am Rahmen anschlägt. Den Anschlag des Flügels am Rahmen wird meist die (weichere) Primärdichtung dämpfen; sie ist auch dann im Eingriff, wenn kein Brandfall vorliegt. Erst im Brandfall kommt die Wirkung der (härteren) Sekundärdichtung hinzu. Sie wirkt dann auf die Stirnseite des Flügels und schützt die Primärdichtung.

Wird das Doppel-Dichtungssystem mit seiner Primär- und Sekundärdichtung in einem Metallrahmen (Metallzarge) angeordnet, so können Nuten für diese beiden Dichtungen unmittelbar in dem Rahmen (meist: Zarge) vorgesehen sein. Wird ein Holzrahmen (Holzzarge) eingesetzt, so kann eine umlaufende Profil- Metalleinlage Einsatz finden, in dessen Profilgestalt zwei Nuten vorgesehen sind (Anspruch 2). Keine dieser Nuten ist im Schließbereich zum Gewähren eines umfassenden Schutzes unterbrochen (Anspruch 3). Ist eine dieser Dichtungen doch unterbrochen, so empfiehlt es sich, die andere Dichtung ununterbrochen - rahmenumlaufend - auszugestalten (Anspruch 4) Sie verläuft im Schloßbereich dann zwischen dem Flügelanschlag - dem Eingriff der Primärdichtung - und der Schließeinrichtung - sprich: den zargenseitigen Türschloß-Eingriffen -, um so auch im Brandfall eine vollständige Abdichtung der Stirnseite des Flügels zu gewährleisten.

Mindestens eine der umlaufenden Dichtungen kann einen aufschäumenden Dichtungskern aufweisen, der von einem Hartgummimantel ummantelt ist (Anspruch 5), wobei der auf schäumende Dichtungskern am Nutgrund seiner Nut unmittelbar anliegt (Anspruch 6). Diese Kombination aus aufschäumendem Dichtungskern und umgebendem Hartgummimantel kann sowohl für die Primärdichtung wie auch für die Sekundärdichtung Einsatz finden. Wird diese Kombinationsdichtung in einem Metallrahmen eingesetzt, so kann der aufschäumende Dichtungskern unmittelbar am metallischen Nutgrund anliegen. Bei Einsatz in eine Holzzarge findet die erwähnte Metalleinlage Anwendung (Anspruch 2), die einen engen thermischen Kontakt ermöglicht. Das Anliegen des aufschäumenden Werkstoffs bietet die Möglichkeit, daß eine thermische Beanspruchung der Schließeinrichtung schnellstmöglich zu einem Herausfahren einer oder beider Dichtungen führt, wenn der aufschäumende Dichtungskern den umgebenden Hartgummimantel aus der Nut gegen den Flügel schiebt. Diese Schub- und Sperrwirkung kann sowohl auf die Stirnseite des Flügels, als auch auf die Stirnseite und die Blattseite des Flügels erfolgen.

Die Sekundärdichtung kann auch in der Weise ausgestaltet werden, daß zwei Dichtungskerne in zwei parallel laufenden Nuten angeordnet sind und dort mit dem Nutgrund Berührung haben (Anspruch 7) . Die einzelnen Dichtungskerne werden von dem Hartgummimantel umfaßt und zwischen den Nuten erstreckt sich eine konvex gewölbte Dichtungsverbindung, die die beiden Nuten überbrückt. Mit diesen konvex gewölbten breiteren Andrückrücken kommt die Stirnseite des Flügels im Brandfalle in Berührung. Eine erhöhte Dichtungswirkung wird geschaffen; allerdings wird die doppelte Nutenführung nur bei stärkeren Türblättern sinnvoll sein.

Auch der einzelne hartgummiummantelte aufschäumende Dichtungskern, der in einer umlaufenden Nut angeordnet ist, kann eine konvexe Hartgummioberfläche haben.

Als Hartgummi eignet sich EPDM oder ein Naturkautschuk. Es können auch eine Mehrzahl anderer Terpolymere eingesetzt werden. Der aufschäumende Werkstoff kann ein wasserhaltiges Natriumsilikat sein, das geringe Mengen von organischen Zusätzen haben kann. Auch kann Vermekulit beigemischt sein.

Es ist zwar im Stand der Technik bereits versucht worden, Türzargen und Türblätter im Brandfall besser und dichter miteinandner zu verbinden, so daß der Türspalt, der zwangsläufig bei jeder Tür gegeben ist, eine längere Zeit gegen die einwirkenden Flammen Bestand hat. Dabei ist versucht worden, im Stirnbereich des Türblattes einen aufschäumenden Werkstoffstreifen anzubringen, der im wesentlichen wasserhaltiges Natriumsilikat enthielt. Dieser Streifen wurde mit einem Holzwerkstoff-Streifen bedeckt. Im Brandfall schäumte dann das wasserhaltige Natriumsilikat auf und preßte den abdeckenden Holzstreifen gegen die Zarge. Bei weiterem Temperaturanstieg verglüht allerdings der abdeckende (Holz-) Streifen und da das wasserhaltige Natriumsilikat zu diesem Zeitpunkt seine Aufschäumphase bereits hinter sich hat, entsteht ein neuerlicher Spalt zwischen begrenzt aufgeschäumtem Natriumsilikat und der noch gegen den Brand Bestand habenden Zarge. Durch diesen Spalt dringen Rauch und Flammen. Die beabsichtigte Wirkung wird also nur kurzzeitig erreicht; ganz zu Schweigen von dem Schließbereich der Tür, in dem die gesamte Stirnseite frei von aufschäumendem wasserhaltigen Natriumsilikat ist.

Auf die erwähnte - im Ergebnis erfolgsvereitelnde - Abdeckung kann gerade deshalb nicht verzichtet werden, weil das wasserhaltige Natriumsilikat vor klimatischen Einflüssen geschützt werden muß. Hohe Luftfeuchtigkeit, Kohlendioxid oder erhöhte Temperaturen - ohne tatsächlichen Brandfall - schädigen die Dauerwirksamkeit dieser Spaltabdichtung ohne den abdeckenden Holzstreifen.

Gegenüber der erwähnten Spaltabdichtung schafft das erfindungsgemäße Dichtungssystem mit Primär- und Sekundärdichtung auch eine leichte Kontrollmöglichkeit, da die offen zutageliegenden Hartgummioberflächen mit den innenliegenden Natriumsilikat-Dichtungskernen jederzeit optisch überprüfbar sind. Sollte das wasserhaltige Natriumsilikat bereits geringfügig aufgeschäumt sein, so würde dies bei einem einfachen Hinschauen bereits auffallen. Gegenüber der mit einem Holzstreifen abgedeckten Variante kann also mit der Erfindung jederzeit die (optische) Überprüfbarkeit sichergestellt werden.

Aber nicht nur die optische Überprüfbarkeit wird mit der Erfindung (Anspruch 1) gewährleistet, auch die jederzeitige Austauschbarkeit einer umlaufenden Sekundärdichtung ist möglich. Die Dichtungen sitzen kraftschlüssig in ihren Nuten und können mit einem Hilfswerkzeug leicht herausgenommen werden. Eine einfache Einbringungsweise ist die Verzahnung der Hartgummiummantelung, so daß sie sich an die Form der Nut anpassen kann und mit den Keillippen an den Seitenwänden der Nut lösbar gehalten wird.

Das Verständnis der Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen vertieft werden.

Fig. 1 veranschaulicht einen Ausschnitt aus einer Holzzarge 1, die ein umlaufendes Sekundär-Dichtelement 20 aufweist, das in einer Nut 21 eingebracht ist. Eine gegenüber dieser Nut 21 in etwa senkrecht ausgerichtete weitere Nut 22 kann eine Primär- Lippendichtung aufnehmen. Beide Nuten sind in einer Metalleinlage 30 ausgeführt, die im Anschlagbereich des Flügels 2 auf der gleichermaßen profilierten Oberfläche der Holzzarge 1 angebracht ist.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Metallzargen 3 und 4, wobei die Fig. 2 eine Sekundärdichtung 20 zeigt, die in einer Nut 21 eingebracht ist. Die senkrecht dazu orientierte weitere Nut 22 nimmt die Lippendichtung 11a auf. Fig. 3 zeigt eine parallel verlaufende Doppelnut 21a, 21b.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung - angewandt auf eine Tür als Raum-Schließeinrichtung, die eine Zarge 1 und ein gewälztes Türblatt 2 aufweist. Gezeigt ist in Fig. 1 nur der Anschlagbereich der Tür mit dem umlaufenden Falz 2a am Türblatt 2b und dem Tür-Anschlagbereich der Zarge 1. In Fig. 1 würde ein Öffnen des Türflügels 2 - Türblatt 2b mit umlaufendem Türfalz 2a - eine Bewegung nach oben gegenüber der Zarge 1 bedeuten. Die Zarge 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Holzzarge.

Neben dem Türanschlag im Bereich des Falzes 2a ist eine weitere Anschlagfläche 23 vorgesehen, die durch eine rechtwinkelige Aussparung an der - dem Türblatt 2b zugewandten - Kante der Türzarge 1 entstanden. Diese Anschlagstufe weist zwei Nuten 21 und 22 auf, die gegeneinander rechtwinkelig orientiert sind. Eine dieser Nuten - die schmale Nut 22 - ist in Öffnungsrichtung der Tür orientiert und beeinhaltet eine - hier nicht dargestellte - Dämpfungseinrichtung für den Türanschlag. Diese Dämpfung wird meist eine elastische Dichtung, wie eine Lippendichtung, sein. Eine solche Lippendichtung 10b ist in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt.

Die rechtwinkelig zu der schmalen Nut 22 orientierte breite Nut 21 ist in Richtung auf die Stirnseite des Türblattes 2b gerichtet. In ihr liegt ein sich entlang der Stirnseite in Nutrichtung erstreckender Hartgummi-Puffer 20. Dieser Hartgummi- Puffer 20 ist im Normalbetrieb der Tür 2 nicht im Eingriff mit der Stirnseite des Türblattes 2b. Deshalb verbleibt - außer der Lippendichtung 10b - im Normalfall noch ein Spalt entlang des Falzes, entlang der Stirnkante des Türblattes und der Anschlagfläche 23 der Türzarge. Im Brandfall jedoch, dann wenn eine Erwärmung eintritt, bewegt sich der Hartgummi-Puffer 20 aus seiner Nut 21 auf die Stirnseite der Tür. Diese Bewegung ist tragend für die feuerhemmende Wirkung der orthogonal zueinander orientierten Nutfüllungen.

Die feuerhemmende Wirkung äußert sich in einem vollkommenen Sperren des Spaltes zwischen Türblatt 2b und Zarge 1. Erreicht wird das vollständige Sperren durch ein Herausschieben des Puffers 20 aus der Nut 21, die durch den Pufferkern 20b veranlaßt wird. Der Pufferkern 20b ist ein quellfähiges Material, was unter Hitzeeinwirkung sein Volumen stark vergrößert. Verwendbar ist hierfür ein - unter der Marke Palusol bekannt gewordener - Werkstoff, der im wesentlichen wasserhaltiges Natriumsilicat enthält. Geringe Mengen organischer Zusätze oder Glasfasern oder geringe Mengen Vermekulit können enthalten sein. Umgeben ist der die Treibwirkung des Puffers 20 veranlassende Kern 20b von Hartgummimaterial 20a, das EPDM-Kautschuk sein kann. Auch andere Hartgummisorten sind im Rahmen der Terpolymere einsetzbar.

Aufgrund der entstehenden Wärme wird im Brandfall der Puffer 20 gegen die Stirnseite der Tür gepreßt. Da die Nut 21 so nah als möglich zu der Anschlagfläche 23 hin orientiert ist, kann sie hinter dem Schließbereich - den Öffnungen in der Zarge, in welche die Schlösser des Türblattes eingreifen - verlaufen. Damit wird auch der Schloßbereich von der Dichtungswirkung des austreibenden Puffers 20 erfaßt. Hier liegen maßgebliche Probleme bereits bestehender Brandschutz-Türen, die regelmäßig im Schloßbereich Rauch und Flammen passieren lassen.

Die sofortige Eingriffswirkung - durch Austreiben - des Puffers 20 kann weiter verstärkt werden, wenn bei Holzzargen - vgl. diejenigen der Fig. 1 - eine Metalleinlage 30 verwendet wird, die dasselbe Profil hat, wie beide zueinander orthogonal ausgerichtete Nuten. Dann ergibt sich eine erhöhte Wärmeleitung längs des Metallprofiles und der austreibende Kern 20b des Puffers 20 wird schneller auf eine Temperatur erwärmt, die sein Aufschäumen auslöst. Dazu ist es besonders wirksam, wenn der Puffer 20b unmittelbar am Nutgrund, also unmittelbar an an der Metalleinlage 30, anliegt.

Die Form des Puffers 20, respektive die mit der Stirnseite des Türblattes 2b in Eingriff zu bringende Puffer-Oberfläche, kann den Türgegebenheiten - Form, Werkstoff, Dicke - angepaßt sein. Es empfiehlt sich die in Fig. 1 gezeigte konvexe Oberfläche, die eine wirksame Kraftkomponente F in ihrem höchsten Punkt auf die Stirnseite der Tür aufbringen kann. Mit einer nahezu vergleichbaren Wirkung kann aber auch eine konkave Form eingesetzt werden, die zwei Eingriffspunkte mit der Stirnseite der Tür bewerkstelligen kann. Hinsichtlich des Flammenwiderstandes ist allerdings die zuerst genannte Form vorzuziehen, da sie die geringstmöglichen Angriffspunkte für - in den Schlitzbereich hineinzüngelnde - Flammen bietet.

Es versteht sich, daß auch andere Türen, solche ohne Falz 2a, mit dem beschriebenen Doppel-Dichtungssystem aus Puffer 20 und Dichtung 10b in den beiden Nuten 21 bzw. 22 versehen werden können. Auch solche Türen können mit dem System geschützt werden, die keine zweite Anschlagfläche 23 haben, sondern nur einen Falz 2a. Dann wird die Lippendichtung gegenüber dem Falz 2a wirksam, wobei der Hartgummipuffer 20 weiterhin die Stirnseite der Tür abdichtet.

Da Hartgummi für den Puffer 20 eingesetzt wird, bietet es sich an, einen Weichgummi für die Lippendichtung zu verwenden. Einer dieser beiden Pufferschaft den Anschlag der Tür, der andere schafft die Flamm- und Rauchsperrung. Wird ein geringerer Wert auf die sanfte Anschlagwirkung gelegt, so können auch zwei Puffer mit Hartgummimantel 20a und aufschäumendem Puffer 20b eingesetzt werden. Auch der Lippendichtung 10b kann ein aufschäumender Kern 20a zugeordnet werden.

In allen beschriebenen Konfigurationen hat die Doppel-Dichtung den Vorteil, daß sie jederzeit optisch kontrollierbar ist. Eine regelmäßige Überprüfung kann somit einfachst erfolgen und beschädigte oder aufgrund von Temperatur- oder Witterungseinfluß veränderte Puffer 20 können ausgetauscht werden. Das Austauschen gestaltet sich denkbar einfach, da die Flammen- und Rauch- Dichtungskörper sich beim Einlegen durch vorgesehene Keillippen im Querschnitt der Zargennuten 22 und 21 anpassen können.

Die Form des innenliegenden Kerns 20b aus aufschäumendem Werkstoff ist von ungeordneter Bedeutung, jedoch empfiehlt sich eine im Querschnitt im wesentlichen rechteckförmige Form, die an der Nuttiefe orientiert ist.

War in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf Holzzargen beschrieben, so zeigen die Fig. 2 und 3 zwei wahlweise Gestaltungen für Metallzargen 3, 4. Dabei ist in Fig. 2 eine Metallzarge für ein schmales Türblatt gezeigt, während in Fig. 3 ein wesentlich breiteres Türblatt von der Anschlagstufe 23 aufgenommen werden kann. Die dazu jeweils passenden Türflügel sind in den Fig. 2 und 3 nicht dargestellt, sie können mit und ohne Falz ausgeführt sein.

Für die Erläuterung der Fig. 2 kann das für die Fig. 1 gesagte im wesentlichen auch zutreffen. Gegenüber der Fig. 1 ist hier die Lippendichtung 10a mit einem in ihr vorgesehenen aufquellenden (aufschäumenden) Kern 10b schematisch angedeutet. Der feuer- und rauchhemmende Puffer 20 hat - gegenüber der Fig. 1 - die bereits erwähnten Keillippen, mit denen sich dieser Puffer an den Seiten der Nut 21 festkrallt. Das für die Holzzarge erwähnte Profilblech 30 kann bei der Metallzarge 3 bzw. 4 entfallen, da diese inhärent die Wärme leitend. Wiederum in unmittelbarem Kontakt mit dem Nutgrund ist der aufschäumende Pufferkern 20b gezeigt.

Verdoppelt man die Anzahl der Nuten 21 in zwei parallel verlaufende Nuten 21a und 21b, so erhält man eine weit höhere Flammschutzwirkung, als bei den Beispielen gem. Fig. 1 oder 2. Eine solche Gestaltung ist in der Fig. 3 skizziert. Der Flammschutz-Puffer 20 wird dabei in seiner Breite stark vergrößert, er reicht nunmehr über den Abstand beider Nuten. Das führt zu einem Senken der Krümmung der konvex gewölbten Oberfläche des Puffers 20 bzw. des Hartgummimantels 20a. Eine reduzierte Krümmung bietet einen reduzierten Angriffspunkt für Flammen, die in den Türspalt hineinreichen. Nachdem aber auch zwei Treibwirkungen von zwei aufschäumenden Kernen 20b, 20c, den Hartgummimantel 20a gegen die Stirnseite des Türblattes 2b pressen, ist diese Dichtung für höchste Brandschutz-Klassen (beispielsweise T90, T120) geeignet.

Alternativ zu der vorgeschlagenen Gestaltung von Fig. 3 können auch zwei nebeneinander verlaufende Puffer 20 in nebeneinander verlaufenden Nuten 21a, 21b angeordnet werden; dabei ist es von Bedeutung, daß mindestens eine, am besten beide Nuten 21b, 21c in der Zarge hinter den Eingriffsöffnungen des Schlosses vom Türblatt verlaufen.

Zur Fertigung der flamm- und rauchbeständigen Zargen sei erwähnt, daß herkömmliche Metallzargen einfachst modifiziert werden können, indem ihnen eine weitere Nut - oder weitere zwei parallele Nuten eingefügt werden. Bei einer Holzzarge 1 kann die zusätzliche Nut - eine Nut ist bei handelsüblichen Holzzargen in der Regel bereits vorgesehen - eingefräst werden.

Die Metalleinlage 30 erhält dann ein entsprechendes Profil und wird mittels Harz in die vorgesehenen Nuten eingeklebt. Jeweils letzte Stufe der Fertigung dieser feuerhemmenden Zargen ist das Einlegen der umlaufenden Dichtungen, also des umlaufenden Hartgummimantels mit darin eingelegtem aufschäumenden Kern.

Claims (9)

1. Dichtungssystem mit Brandschutzwirkung für Raum- Schließeinrichtungen (1, 2), wie Fenster, Türen, bei dem

• (a) im Rahmen (1) der Schließeinrichtung (1, 2) eine Primär- Dichtung (10; 10a, 10b, 10c) und eine Sekundärdichtung (20; 20a, 20b, 20c) angeordnet sind;
• (b) beide Dichtungen (10; 20) im wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sind, um - im Brandfalle - Kraft und Dichtungswirkung auf die Stirnseite und den - an den Rahmen (1) anschlagenden - Bereich des Flügels (2) der Schließeinrichtung (1, 2) auszuüben.

2. Dichtungssystem nach Anspruch 1, bei dem beide Dichtungen (10; 20) auf einer Profilmetalleinlage (30) angeordnet sind, deren Profilgestalt zwei umlaufende Nuten (21, 22) aufweist (für Holzrahmen).

3. Dichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Schloßbereich der Schließeinrichtung (1, 2) keine der beiden rahmenumlaufenden (21, 22) und Dichtungen (10; 20) unterbrochen ist.

4. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem eine - insbesondere die gegenüber der Stirnseite des Flügels (1) angeordnete - Sekundärdichtung (20) rahmenumlaufend ist und im Schloßbereich der Schließeinrichtung (1, 2) zwischen Flügelanschlag (23) und Schloß verläuft.

5. Dichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens eine der umlaufenden Dichtungen (10; 20) einen Dichtungskern (20b, 20c) aus einem aufschäumenden Werkstoff - insbesondere einem wasserhaltigen Natriumsilicat - aufweist, der mit einem Hartgummimantel (20a) ummantelt ist.

6. Dichtungssystem nach Anspruch 5, bei dem der aufschäumende Dichtungskern (20b) den Nutgrund seiner Nut (21) unmittelbar berührt.

7. Dichtungssystem nach Anspruch 5, bei dem die Sekundärdichtung (20) in zwei parallele Nuten (21a, 21b) eingebracht ist, wobei

• (a) je ein eigenständiger Dichtungskern (20b, 20c) mit dem Nutgrund einer der parallelen Nuten (21a, 21b) in Kontakt steht;
• (b) der Hartgummimantel (20a) beide Kerne (20b, 20c) ummantelt und verbindet.

8. Dichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Hartgummimantel (20a) an derjenigen Oberfläche, die der Stirnseite des Flügels (2) gegenüberliegt, bogenförmig in Richtung zur Stirnseite des Flügels (2) ausgerichtet ist.

9. Dichtungssystem nach Anspruch l, bei der die Primärdichtung (10) und die Sekundärdichtung (20) in Nuten (21, 22; 22a, 22b) angeordnet sind, die bereits in dem Rahmen (1) profiliert sind (bei Metallrahmen).