Die Erfindung betrifft eine Einlage für eine Brandschutztür und ein Verfahren zur Herstellung einer Einlage für eine Brandschutztür.

Brandschutztüren werden dazu benutzt, einen sicheren Abschluss gegen Feuer zu gewährleisten. In der Regel besteht ein Türblatt aus einem Rahmen, einer Einlage und beidseitigen Decklagen, die mit der Einlage bspw. verklebt sind. Eine besondere Herausforderung während eines Brandes bei Türen aus Holz und Holzwerkstoffen ist die Verformung des Türblattes, die zu sich vergrößernden Spalten zwischen Türblatt und Zarge führen können, durch die das Feuer sich dann in weitere Räume ausbreitet. Damit erhöht sich bei Verformung des Türblatts das Risiko, dass der Raumabschluss zwischen Türblatt und Zarge nicht mehr gewährleistet wird.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Stabilisierung der Tür durch Rahmenkonstruktionen, die die entstehenden Spannungen aufnehmen, sowie aufschäumende Mittel zum Verschluss von Fugen zwischen Tür und Zarge oder auch mechanische Verriegelungssysteme zu gewährleisten. Diese Konstruktionen sind teilweise sehr aufwendig und erfordern immer ein komplexes Zusammenspiel aller beteiligten Komponenten.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln im Brandfall eine Verformung eines Türblatts (aus Holz oder aus Holzwerkstoffen) zu verringern.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Einlage mit den Merkmalen nach dem unabhängigen Anspruch 1 sowie einem Verfahren zur Herstellung einer Einlage nach dem unabhängigen Anspruch 13. Abhängige Patentansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Einlage für eine Brandschutztür weist mindestens ein erstes und ein zweites Einlageelement auf, die jeweils eine Innenseite und eine Außenseite aufweisen, wobei sich die Innenseiten einander gegenüberliegen. Die Innenseite des Einlageelements ist dabei jene Seite, die einem weiteren Einlageelement zugewandt ist. Die Außenseite des Einlageelements ist hingegen jene Seite, an der kein weiteres Einlageelement angeordnet wird. Die Außenseite ist der Oberfläche der Einlage zugewandt.

Die Einlageelemente können unterschiedliche Dicken aufweisen und aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Alternativ können die Einlageelemente gleiche Dicken aufweisen und / oder aus gleichem Material sein, um die Effizienz und Kostenoptimierung des Herstellungsverfahrens und der fertigen Einlage zu gewährleisten. Die Dicke der Einlage definiert sich hierbei über die Summe der Dicken der Einlageelemente.

Vorteilhaft weist die Einlage einen symmetrischen Aufbau auf. Hierunter wird verstanden, dass die Einlageelemente die gleiche Dicke aufweisen.

Bei einer Anzahl von mindestens drei oder mehr Einlageelementen können die Einlageelemente derart angeordnet sein, dass zwei äußere Einlageelemente jeweils an einem inneren Einlageelement angeordnet sind. Hierbei weist ein inneres Einlageelement zwei Innenseiten und ein äußeres Einlageelement jeweils eine Innenseite und eine Außenseite auf. Die drei oder mehr Einlageelemente können funktionelle Eigenschaften verbessern. Hierbei kann bspw. die Formveränderung durch das Quellen aufgrund von Feuchtetransport weiter verzögert und damit verringert werden und/oder es kann bspw. der Schallschutz oder der Schutz vor Strahlung optimiert werden.

Unter einem Einlageelement wird grundsätzlich jede Art von plattenförmigem Werkstoff verstanden, die geeignet ist, ganzflächig zum Aufbau der Einlage verarbeitet zu werden. Typische Werkstoffe der Einlage sind Holz, Spanplatten, insbesondere Strangpressplatten, sowohl als Strangpressvollspanplatten als auch Strangpressröhrenspanplatten Faserplatten, mineralisch gebundene Platten, Kunststoffplatten, OSB-Platten aber auch Wabenelemente aus Pappe. Ebenso werden Matten aus Textilien, Pappe und Papier, Naturstoffen wie z.B. Kork, Kunststoffen, Gießharzen sowie daraus erzeugte Verbundmatten verwendet. Die Einlageelemente können untereinander verbunden oder lose angeordnet sein. Zwischen den Innenseiten ist eine Dampfbarriere angeordnet. Unter einer Dampfbarriere wird jede Art von Material verstanden, das dazu geeignet ist, einen Feuchtetransport zu behindern oder zu verhindern. Der Begriff der Dampfbarriere umfasst in Bezug auf diese Erfindung also beispielsweise auch Dampfsperren oder Dampfbremsen, die den Durchgang von Wasserdampf ganz oder teilweise ausschließen, ihn also nur behindern bzw. verzögern. Die Dampfbarriere ist bevorzugt bahnförmig, z. B. als Folie oder Blatt ausgestaltet. Typische Werkstoffe umfassen insbesondere Metall- und/oder Kunststofffolien, aber auch Papier. Dampfbarrieren können einlagig oder mehrlagig sein und sie umfassen auch laminierte Dampfbarrieren wie z. B. Verbundfolien, die Schichten aus bspw. Kunststoff oder Metall aufweisen, aber auch Verbundmaterial aus Papier und Kunststoff- bzw. Metallfolien. Schließlich sind auch beschichtete Dampfbarrieren, z. B. mit Wachs beschichtetes Papier, Silikonpapier oder dergleichen einsetzbar.

Die Verformung bei Brandbeanspruchung ist nach Erkenntnis des Erfinders in vielen Fällen auf das hygroskopische Verhalten des Holzwerkstoffes zurück zu führen. Holz und Holzwerkstoffe können aus der Umgebung Wasser aufnehmen und abgeben, wobei sich der Anteil des Wassers, die Holzfeuchte, aus den Umgebungsbedingungen ergibt. Eine Holzfeuchte von o% ist unter natürlichen Umgebungsbedingungen nicht möglich, d.h. Türen aus Holz und Holzwerkstoffen enthalten bei bestimmungsgemäßem Gebrauch immer Wasser. Bei der Erhitzung und Verbrennung findet ein Transport von Wasser bzw. Wasserdampf innerhalb des Türblatts auf Grund chemischer und physikalischer Prozesse statt. Das führt zu einer Erhöhung der Holzfeuchte auf der dem Feuer abgewandten Seite der Tür. Damit einhergehend quellen Holzfasern auf. Dabei ist in der Regel das Quellverhalten der Decklagen abweichend vom Quellverhalten der Einlage. Es entsteht eine Spannung insbesondere in den Grenzschichten der Einlage, die zu einer Verformung der Türfläche und zu Bewegungen der Ecken und Kanten führt.

Die erfindungsgemäße Einlage für eine Brandschutztür ermöglicht durch die Dampfbarriere somit eine effiziente Verringerung, also entweder eine Behinderung oder eine Unterbindung von Feuchtetransport innerhalb der Einlage, um eine Verformung der Tür und im Weiteren eine Ausbreitung eines Brandes zu verhindern. Durch die Hitze, die ein Brand entwickelt, wird in den Einlageelementen Wasserdampf freigesetzt, der sich in Richtung auf die weniger stark erhitzte, dem Brand abgewandte Außenseite bewegt, die die Oberfläche der Einlage bildet. Bereiche der Einlage, die mit diesem zusätzlichen Wasserdampf angereichert werden, erzeugen Spannungen im Türblatt. Dieses verformt sich und schließt nicht mehr dicht mit dem Türrahmen bzw. dessen Falzen ab, was ein Ausbreiten des Brandes begünstigt. Die Dampfbarriere verringert diesen Transport von Wasserdampf durch die Einlage und stabilisiert somit das Türelement.

Die Dampfbarriere, die bevorzugt bahnförmig oder als Folie ausgebildet ist, muss dabei keinen nennenswerten s _d -Wert aufweisen, wenn der Wasserdampftransport beispielsweise durch Absorption oder Adsorption verringert wird, wie es z. B. bei Papier der Fall ist. Die Dampfbarriere, die im Zusammenhang mit dieser Erfindung sowohl als Dampfsperre als auch als Dampfbremse sowie auch als Barriere mit geringem s _d -Wert ausgebildet sein kann, weist z. B. einen s _d -Wert von mindestens 0,1 m, bevorzugt von 1 m oder mehr als 1 m, vorteilhaft von mehr als 5 m, besonders bevorzugt von mehr als 1.500 m auf. Der s _d -Wert wird berechnet als Produkt aus der Dicke der Dampfbarriere bzw. -bremse und der dimensionslosen Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl p. Der s _d -Wert wird in „m“ angegeben. Die Obergrenze des s _d -Werts ergibt sich insbesondere durch die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl des jeweils für die Dampfbarriere verwendeten Materials. Schon eine Dampfbarriere mit geringem s _d -Wert reduziert ein Verformen der Einlage und damit in der Folge des Türblatts. Die Wirkung wird umso ausgeprägter, je höher der s _d -Wert der Dampfbarriere ist.

Die Dampfbarriere ist erfindungsgemäß nicht an der Oberfläche, sondern im Inneren der Einlage angebracht. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Dampfbarriere einen minimalen Abstand zur Außenseite im Bereich von z. B. 5% bis zu 50 % der Dicke der Einlage aufweisen. Die Position der Dampfbarriere kann innerhalb der Einlage variabel sein, z. B. in Abhängigkeit von der Dicke der einzelnen Einlageelemente. Beispielsweise können zwei gleich dicke Einlageelemente dazu führen, dass die Dampfbarriere einen Abstand von der Hälfte der Dicke der Einlage zur Außenseite aufweist. Im Falle von zwei Einlageelementen, bei denen das erste Einlageelement die dreifache Dicke des zweiten Einlageelements aufweist, kann dies zu einem Abstand der Dampfbarriere von einem Viertel der Dicke der Einlage zur nächstliegenden Außenseite führen. Die Dampfbarriere ist also typisch um mindestens die Dicke eines Einlageelements von der Außenseite bzw. Oberfläche der Einlage beabstandet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können in einer typischen Ausführung der Erfindung mindestens drei Einlageelemente angeordnet sein, wobei nur zwischen zwei der drei Einlageelemente mindestens eine Dampfbarriere angeordnet ist. Durch die Variation der Dicken der Einlageelemente kann die Position der mindestens einen Dampfbarriere exakt eingestellt werden, um die Einlage exakt an gewünschte Anforderungen anzupassen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können mindestens drei Einlageelemente angeordnet sein, wobei mindestens zwei Dampfbarrieren zwischen jeweils zwei verschiedenen Einlageelementen angeordnet sind. Beispielsweise kann eine erste Dampfbarriere zwischen einem ersten äußeren Einlageelement und einem mittleren Einlageelement angeordnet sein und eine zweite Dampfbarriere kann zwischen dem mittleren Einlageelement und dem zweiten äußeren Einlageelement angeordnet sein. Die Einlage weist damit drei Einlageelemente auf, zwischen denen jeweils eine Dampfbarriere angeordnet ist. Dies verringert oder unterbindet das Strömen von Wasserdampf in der Einlage im Brandfall sehr wirksam.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Dampfbarriere mindestens eine Perforation aufweisen. Unter einer Perforation können hierbei ein Loch oder mehrere Löcher verstanden werden. Besonders bevorzugt weist die Dampfbarriere eine Mehrzahl an Löchern auf, um die Einlageelemente mittels eines Klebstoffs untereinander zu verbinden, wobei gleichzeitig die Dampfbarriere fixiert wird, ohne dass für die Dampfbarriere eine eigene Fixierung erforderlich ist. Alternativ kann die Dampfbarriere durch Kleben bzw. Kaschieren mittels eines Klebstoffs mit den Einlageelementen verbunden werden. Die Perforationen können bspw. einen Durchmesser im Bereich von 20 bis 70 mm aufweisen, wobei die Perforationen in Abständen im Bereich von 100 bis 400 mm angeordnet sein können. Alternativ oder ergänzend zur Perforation kann die Dampfbarriere kleiner sein als die Einlageelemente, um einen Klebstoffverbund zwischen den Einlageelementen am Rand zu gewährleisten. Der Abstand zum Rand kann hierbei im Bereich von 20 mm bis 50 mm betragen. Besonders bevorzugt ist die Dampfbarriere mittels Klammern mit den Einlageelementen verbunden, wobei die Klammern durch die Dampfbarriere hindurch gehen können.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Dampfbarriere aus einem brennbaren Material, wie z. B. einem Kunststoff oder einem Papier, gebildet sein, also aus einem Material, das nach Entfernen der Zündquelle weiter brennt. Hierunter fallen beispielsweise Materialien wie Kunststoff, z. B. PE-Folie oder eine andere brennbare Kunststofffolie oder aus pflanzlichen Fasern bestehende Werkstoffe wie Papier oder Pappe. Es ist sehr überraschend, dass eine Lage Papier, das keine hohe Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl aufweist, sich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als wirksame Dampfbarriere erweist. Besonders bevorzugt kann die Dampfbarriere hierbei aus einem brennbaren Material mit einer Dicke im Bereich von i pm bis 50 pm, insbesondere 2 pm bis 20 pm, gebildet sein. Die Dampfbarriere kann beispielsweise aus Kork, Gummi, Latex, Polyethylen, Polypropylen, Polyacryl oder ähnlichen Kunststoffen oder aus einem Papier oder Pappe gebildet sein. Besonders vorteilhaft kann auch beschichtetes oder imprägniertes Papier, z. B. gewachstes oder silikonisiertes Papier eingesetzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Dampfbarriere aus einem schwer entflammbaren oder nicht entzündlichen Material, insbesondere einer Metallfolie wie bspw. Aluminiumfolie, gebildet sein. Unter einem schwer entflammbaren Material wird ein Stoff verstanden, der nach der Entzündung nicht weiterbrennt, wenn die Wärmequelle entzogen wird. Unter einem nichtbrennbaren Material wird ein Stoff verstanden, der bei Temperaturen jenseits von 100 °C entzündlich ist. Bevorzugt kann die Dampfbarriere hierbei aus Metall gebildet sein. Besonders bevorzugt kann die Dampfbarriere aus Aluminium, Eisen, Stahl, Blei oder einem ähnlichen Metall gebildet sein. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht hierbei die Verwendung von Aluminiumfolie vor. Das nicht brennbare Material kann dabei eine Dicke im Bereich von 1 pm bis 50 pm, insbesondere 2 pm bis 20 pm, aufweisen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Dampfbarriere aus einem der vorstehend genannten Stoffe oder einer Kombination von zwei oder mehr Werkstoffen, z. B. aus einem Verbund von Kunststoff und Metall oder einem Verbund von Kunststoff und Papier gebildet sein. Eine Kombination aus Kunststoff und Metall kann bspw. eine Dampfbarriere bereitstellen, die besonders effizient den Feuchtetransport behindern bzw. unterbinden kann. Hierbei kann die Dampfbarriere bspw. aus einer Kombination von Polyethylen und Aluminium gebildet sein. Ebenfalls sehr wirksam beim Behindern bzw. Unterbinden des Wasserdampftransports ist ein Verbund aus zwei außenliegenden Schichten von Polyethylen und einer mittleren Schicht aus Papier oder Metall. Dabei kann z. B. eine Kunststofffolie ein Papier oder eine sehr dünne Metallfolie stabilisieren, so dass auf einfache Weise der Wasserdampftransport eingeschränkt oder unterbunden wird.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können mindestens zwei Dampfbarrieren aus brennbaren und/oder nichtbrennbarem bzw. schwer entflammbaren Material angeordnet sein. Besonders bevorzugt können mindestens zwei Dampfbarrieren in einer Einlage mit mindestens drei Einlageelementen angeordnet sein. Hierbei kann jeweils zwischen zwei Einlageelementen eine Dampfbarriere angeordnet sein. Diese Weiterbildung kann weiterem Feuchtetransport durch die Einlage besser entgegenwirken, da der Transport von Wasserdampf unabhängig davon, auf welcher Seite des Türblatts ein Brand ausbricht, jeweils in kurzem Abstand zur Oberfläche behindert bzw. unterbunden wird. Zudem wird der Transport von Wasserdampf zwischen den Einlageelementen verringert, d. h., eingeschränkt bzw. unterbunden. Vorteilhafterweise kann eine Kombination aus brennbarem, schwer entflammbaren und/ oder nichtbrennbarem Material angeordnet sein, wie bspw. eine Dampfbarriere aus Kunststoff und eine Dampfbarriere aus Metall. Um dem Feuchtetransport möglichst effizient entgegenzutreten, können zwischen jeweils zwei Mittelelementen auch zwei Dampfbarrieren angeordnet sein.

Um die Funktionen der Einlage zu erweitern, kann eine weitere Schicht als Funktionsschicht an der Oberfläche der Einlage angeordnet werden. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann mindestens eine Funktionsschicht an der Außenseite von mindestens einem äußeren Einlageelement angeordnet sein. Die Funktionsschicht kann dabei eine weitere Isolationsschicht sein. Die Funktionsschicht kann dabei eine weitere Schicht sein, die dazu ausgelegt sein kann den Spannungen der Materialien, die auf Grund ihrer hygroskopischen Eigenschaften Spannungen aufbauen, entge- genzuwirken. Die Funktionsschicht kann dabei beispielsweise aus Kork oder einem Gummi-Kork-Gemisch gebildet sein. Um die Abriegelung gegen einen Brand weiter zu verbessern, kann bevorzugt eine Funktionsschicht aus einem Brandschutzmaterial an der Oberfläche der Einlage angeordnet sein. Ebenfalls vorteilhaft kann eine Funktionsschicht aus einem akustisch wirksamen Dämpfungsmaterial zum Schallschutz sein, beispielsweise Schwerschichtmatten, auch aus Biopolymeren. Die Funktionsschicht kann bspw. aus Blei gebildet sein, um einen Strahlenschutz zu gewährleisten. Es können auch mehrere Funktionsschichten auf der Oberfläche der Einlage angeordnet sein, bevorzugt übereinander angeordnet sein.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann mittels der Einlage eine Brandschutztür mit mindestens einer Einlage, mindestens einer Decklage und optional einem Rahmen hergestellt werden. Die Decklage, die z. B. aus einer Faserplatte oder einem anderen ebenen Material hergestellt ist, verbindet Rahmen und Einlage. Die Decklage ist meist gut zu beschichten, z. B. mit Schichtstoff, Lack oder Furnier und kann damit das ästhetische Erscheinungsbild einer Tür erhöhen. Der Rahmen, in den die Einlage eingelegt wird und der typisch die Einlage an zwei parallelen Kanten oder vollständig als Rahmen umschließt, kann die Stabilisierung des Türblatts optimieren, insbesondere wenn das Material der Einlageelemente weich oder empfindlich ist, wie z. B. bei einem Einlageelement aus Waben. Der Rahmen ist in der Regel aus Massivholz, Holzwerkstoff oder mineralischem Material.

Das Verfahren zur Herstellung einer Einlage für eine Brandschutztür umfasst die Schritte:

- Bereitstellen eines ersten und eines zweiten Einlageelements,

- Anordnen einer Dampfbarriere zwischen dem ersten und dem zweiten Einlageelement und

- Verbinden des ersten und des zweiten Einlageelements und Fixieren der Dampfbarriere.

Das erste Einlageelement wird bereitgestellt. Auf dessen Innenseite wird die Dampfbarriere gelegt. Auf die Dampfbarriere wird das zweite Einlageelement gelegt. Die ersten und zweiten Einlageelemente der so aufgebauten Einlage werden miteinander verbunden, wobei die Dampfbarriere fixiert wird. Die Dampfbarriere kann dabei mit einem oder beiden an die Dampfbarriere angrenzenden Einlageelementen verbunden sein, sie kann aber auch einfach durch die beiden miteinander verbundenen Einlageelemente fixiert sein. Das Verbinden erfolgt bevorzugt durch Klammern oder Nageln, kann aber auf beliebige Weise erfolgen, z. B. durch Kleben oder Dübeln oder durch Verpressen unter Einwirkung von erhöhtem Druck und/oder Temperatur, insbesondere wenn ein Klebstoff aushärten oder abbinden muss.

Das erste und das zweite Einlageelement sowie die Dampfbarriere weisen im Wesentlichen die gleiche Länge und Breite auf. Ggf. kann die Dampfbarriere etwas kleiner sein, um einen Randverbund der Mittellageelemente z.B. durch Kleben zu ermöglichen. Eine größere, über die Mittellageelemente hinausragende Dampfbarriere ist auch möglich und würde in einem späteren Formatierungsschritt abgetrennt werden.

Ggf. kann das Herstellen der Einlage vereinfacht werden, wenn die Einlageelemente und die Dampfbarriere jeweils in einer Form oder zwischen Anschlägen geschichtet werden. Die Form kann bspw. Teil einer Presse sein. Das Anordnen und Fixieren einer Dampfbarriere zwischen den Einlageelementen umfasst bspw. das Verbinden mit Klammern und/ oder das Aufträgen von Klebstoff, wie bspw. Leim, auf die Innenseite des ersten Einlageelements, das Anordnen der Dampfbarriere und das Aufträgen von Klebstoff auf die Dampfbarriere oder auf die Innenseite des zweiten Einlageelements. Nach dem Aufträgen von Leim wird das zweite Einlageelement auf der Dampfbarriere angeordnet und bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck gepresst, bis die Einlageelemente und die Dampfbarriere miteinander zu einer Einlage verbunden sind. Alternativ können das erste und zweite Einlageelement mittels Klammern mit der Dampfbarriere verbunden werden. Werden weitere Einlageelemente und Dampfbarrieren eingesetzt, werden auch diese vorteilhaft entweder mechanisch, z. B. durch Klammern, Heften oder Schrauben oder stoffschlüssig, z. B. durch Kleben miteinander verbunden bzw. fixiert.

In einem weiteren bevorzugten Verfahren kann zwischen dem ersten und zweiten Einlageelement eine Dampfbarriere in Form einer Lochfolie angeordnet werden, wobei das erste und zweite Einlageelement an den Löchern der Folie mit Klebstoff beschichtet und miteinander verleimt und verpresst werden. Die Dampfbarriere wird also zwischen den stoffschlüssig verbundenen Einlageelementen fixiert. Hierbei kann die Dampfbarriere nicht vollflächig mit den Einlageelementen verbunden sein. Auch für das Verfahren gilt, dass die Dampfbarriere mindestens den Transport von Wasserdampf in der Einlage behindert oder einschränkt, nicht aber vollständig unterbinden muss, so wie vorstehend für die Einlage beschrieben. Schon eine Reduktion des Wasserdampftransports bewirkt eine Verringerung der Verformung der Einlage. Bei einer dreischichtigen Einlage wird bevorzugt nur das mittlere Einlageelement beidseitig mit Leim bzw. Klebstoff bestrichen und auf das erste Einlageelement und die darauf liegende erste Dampfbarriere aufgelegt. Auf das mittlere Einlageelement wird dann eine zweite Dampfbarriere und ein zweites äußeres Einlageelement aufgelegt. Dieser Stapel aus drei Einlageelementen und zwei zwischen den Einlageelementen angeordneten Dampfbarrieren wird dann verpresst. Die Dampfbarrieren sind bei dieser Ausführung bevorzugt als Lochfolie ausgebildet Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren können beliebig viele Einlageelemente und Dampfsperren miteinander zu einer Einlage gefügt werden.

Die Einlage kann, wie vorstehend geschildert, mit einem Rahmen hergestellt werden, der die Einlage abschnittsweise oder vollständig umschließt. Der Rahmen kann auf seiner Außenseite, die der Zarge zugewandt ist, mit Brandschutzmitteln versehen sein, z. B. mit intumeszierenden Brandschutzmittelnd, die im Brandfall den Raum zwischen Türblatt und Zarge ausfüllen.

Die Brandschutztür wird nach einer ersten Ausführung hergestellt, indem auf einer Einlage ein- oder in der Regel beidseits eine Decklage befestigt wird, z. B. durch Kleben, Klammern oder Schrauben. Zwischen der Einlage und der Decklage können weitere Lagen angeordnet werden, die bevorzugt gewünschte Eigenschaften der Brandschutztür einstellen, z. B. verbesserten Strahlungs-, Brand- oder Schallschutz, eine verbesserte Maßhaltigkeit oder einen verbesserten Wärmedämmwert. Alternativ kann die Einlage ohne Vorfertigung in einem Arbeitsgang mit der Herstellung der Brandschutztür gefertigt werden. Beispielsweise kann eine erste, untere Decklage bereitgestellt werden, auf die optional weitere Lagen aufgelegt werden können, bis zur Herstellung der Einlage dann ein erstes Einlageelement und auf dieses eine erste Dampfbarriere aufgelegt werden, auf die dann mindestens ein zweites Einlageelement aufgelegt wird. Die Einlage kann optional von einem Rahmen umgeben sein. Auf dieses mindestens eine zweite Einlageelement, dass die Einlage abschließt, können optional weitere Lagen aufgebracht werden, die z. B. besondere, gewünschte Eigenschaften der Brandschutztür optimieren. Schließlich wird eine zweite, obere Decklage aufgebracht. Die einzelnen Lagen der Brandschutztür bzw. der Einlage werden entweder insgesamt oder jeweils nach Auflegen von einer oder mehreren weiten Lagen oder Einlageelementen bzw. einer oder mehreren Dampfbarrieren miteinander verbunden, beispielsweise durch Kleben oder Klammern bzw. Heften oder durch Schrauben oder durch eine Kombination von Befestigungsverfahren oder -mittel, wobei die Dampfbarriere zwischen den mindestens zwei Einlageelementen fixiert wird.

Es wird angemerkt, dass sich die einzelnen vorstehend beschriebenen Merkmale und Verfahrensschritte beliebig miteinander kombinieren lassen.

Details der Erfindung werden nachfolgend an Hand von drei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten, schematisch dargestellten Einlage mit zwei Decklagen und einem Rahmen;

Fig. 2 einen Querschnitt einer zweiten, schematisch dargestellten Einlage mit zwei Decklagen und einem Rahmen;

Fig. 3 einen Querschnitt einer dritten, schematisch dargestellten Einlage mit zwei Decklagen und einem Rahmen.

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Prüfung des elektrischen Widerstands einer Einlage einer Brandschutztür

Ausführungsbeispiel I gemäß Fig. 1 bis Fig. 3

Ein in Fig. 1 dargestellter Querschnitt einer ersten, schematisch dargestellten Einlage 1 weist zwei Einlageelemente 2 und zwischen den Einlageelementen 2 eine Dampfbarriere 3 auf. Die Einlageelemente sind typisch aus Holz, Spanplatten, insbesondere Strang- pressspanplatten, z. B. Strangpressvoll- oder röhrenspanplatten, Faserplatten, mineralisch gebundenen Platten, Kunststoffplatten, OSB-Platten aber auch aus Wabenelementen aus Pappe hergestellt. Besonders bevorzugt werden Strangpressspanplatten eingesetzt. Ebenso werden Matten aus Textilien, Pappe und Papier, Naturstoffen wie z.B. Kork, Kunststoffen, Gießharzen sowie daraus erzeugte Verbundmatten eingesetzt. Alternativ oder in Kombination mit den vorgenannten Werkstoffen werden auch Matten aus Textilien, Pappe und Papier, aus Naturstoffen wie z.B. Kork, aus Kunststoffen, Gießharzen oder aus den vorgenannten Werkstoffen erzeugte Verbundmatten verwendet.

Die Dampfbarriere 3 kann auch hier als Dampfsperre oder Dampfbremse, aber bevorzugt auch als einfache Dampfbarriere mit einem Sj-Wert von mindestens 0,1 m, bevorzugt von bis zu 1 m oder mehr als 1 m, vorteilhaft von mehr als 5 m ausgebildet sein, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Alternativ kann eine Dampfbarriere 3 eingesetzt werden, die Wasserdampf adsorbiert oder absorbiert. Der Ausdruck Dampfbarriere bezieht im Zusammenhang mit dieser Erfindung auch solche Werkstoffe wie z. B. Papier ausdrücklich mit ein, die eine minimale Wasserdampfwiderstandszahl aufweisen.

Zwei äußere Einlageelemente 2 weisen jeweils eine Innenseite 21 und eine Außenseite 22 auf, die die Oberfläche der Einlage 1 bildet. Die Innenseiten 21 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Die Einlageelemente 2 weisen beim dargestellten Beispiel gemäß Fig.i die gleiche Dicke auf. Zwischen den Innenseiten 21 ist die Dampfbarriere 3 angeordnet. Alternativ können auch Einlageelemente unterschiedlicher Dicke eingesetzt werden. Ebenso können mehr als zwei Einlageelemente eingesetzt werden. Entsprechend können auch mehrere Dampfbarrieren 3 zwischen jeweils zwei Einlageelementen 2 angeordnet sein, wobei die Dampfbarrieren gleich oder ungleich sein können, z. B. hinsichtlich sd-Wert, Dicke, Material oder anderer Eigenschaften.

Aufgrund der symmetrischen Natur der gleich dicken Einlageelemente 2 weist bei der Ausführung gemäß Fig. 1 die Dampfbarriere 3 einen Abstand von der Hälfte der Dicke, also von 50 % der Einlage 1 zur Außenseite 22 auf. Der Abstand der Dampfbarriere zur Außenseite kann jedoch in Abhängigkeit von der Dicke und Anzahl der Einlageelemen- te 2 variieren. Die Dampfbarriere kann einen Abstand zur Außenseite 22 von z. B. mindestens 5 % der Dicke der Einlage aufweisen. Die Dampfbarriere 3 kann als durchgehende Bahn hergestellt sein. Die Dampfbarriere 3 kann aber auch Perforationen aufweisen, z. B., um optimal die Einlageelementen 2 miteinander zu verleimen und die Dampfbarriere 3 zu fixieren (hier nicht dargestellt). Routinemäßig kann sie auch durch Verbindungsmittel wie Klammern oder Nägeln durchbrochen sein, die die Einlageelemente 2 verbinden, und die die Dampfbarriere 3 fixieren. Weiter ist die Dampfbarriere 3 vorliegend z. B. aus einem brennbaren Material, hier beispielsweise einer PE Folie mit einer Dicke von 4 pm, gebildet, die einen Sj-Wert von 0,4 m aufweist. Alternativ können Folien aus anderen Kunststoffen oder aus Metall eingesetzt werden, aber auch Papier, Gummi, Latex oder aus Verbundfolien, die aus mindestens zwei Lagen verschiedener Werkstoffe aufgebaut sind, können als Dampfbarriere bzw. -bremse eingesetzt werden. Ebenso können die Dicke des Materials oder andere Materialeigenschaften variiert werden.

Um aus der Einlage 1 eine Brandschutztür herzustellen, ist an den Außenseiten 22 jedes Einlageelements 2 jeweils eine Decklage 4 angeordnet. Die Decklagen 4 können optional beschichtet werden, wobei die Beschichtung dabei der Stabilisierung der Tür, aber auch der optischen Aufwertung und der Abdeckung der Einlage 1 dient.

Zur weiteren Stabilisierung der Einlage 1 bzw. der daraus hergestellten Brandschutztür ist an der Oberkante und der Unterkante der Einlage oder umlaufend um die Einlage 1 zwischen den Decklagen 4 und angrenzend an die Einlage 1 typischerweise ein Rahmen 5 angeordnet. Die Einlage bzw. das Türblatt können auch ohne Rahmen hergestellt werden, doch der Rahmen verleiht dem Türblatt bzw. der Einlage besondere Stabilität.

Um die Funktionalität der Einlage 1 weiter zu verbessern, sind im zweiten Ausführungsbeispiel zwei äußere Einlageelemente 2b und ein inneres Einlageelement 2a angeordnet (Fig. 2). Die äußeren und das innere Einlageelement 2a, 2b weisen die gleiche Dicke auf, können grundsätzlich aber auch unterschiedliche Dicken aufweisen, wobei ein symmetrischer Aufbau der Einlage bevorzugt wird. Die Einlageelemente 2 bzw. 2a und 2b können allgemein aus gleichem oder unterschiedlichem Material hergestellt sein, z. B. aus Spanplatte, Faserplatte oder Pappe bzw. Karton. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Dampfbarriere 3 zwischen einem äußeren Einlageelement 2b und dem inneren Einlageelement 2a angeordnet. Mithin weist die Dampfbarriere 3 einen Abstand von einem Drittel der Dicke der Einlage 1 zur Außenseite auf. Die Decklagen 4 decken dabei die Einlage ab.

Um den Feuchtetransport in der Einlage 1 optimal zu be- bzw. verhindern, ist im dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass jeweils eine Dampfbarriere 3 zwischen jeweils einem äußeren Einlageelement 2b und dem inneren Einlageelement 2a angeordnet ist. Zudem ist eine weitere Schicht, hier als Funktionsschicht 6 bezeichnet, jeweils außen an den Außenseiten 22 der Einlageelemente 2 angeordnet (Fig. 3). Die Dampfbarrieren 3 sind dabei einerseits aus einer Kunststofffolie, PE Folie mit einer Dicke von 4 pm und einem Sj-Wert von 0,4 m, und andererseits aus einer Metallfolie, Aluminiumfolie mit einer Dicke von 12 pm, Sj-Wert größer 500 m, gebildet. Die Funktionsschicht 6 ist hierbei aus einem Kork-Gummi-Gemisch gebildet. Um die Funktionsschicht 6 sowie die Einlage 1 miteinander zu verbinden und abzudecken und auch, um die Ästhetik zu erhöhen, sind jeweils an die Funktionsschichten 6 die Decklagen 4 angeordnet, die jeweils die Außenseite 22 einer Einlage 1 sowie optional einen Rahmen 5 oder eine oder mehrere weitere Funktionsschichten 6 in der Regel vollständig abdecken.

Ausführungsbeispiel 2

Anhand von Experimenten, die als Brandprüfung in Anlehnung an DIN 1634 durchgeführt wurden, konnte bestimmt werden, dass eine zeitliche Verbesserung der Brandbeständigkeit durch die Dampfbarriere 3 erzielt werden konnte. Ohne Dampfbarriere 3 kann das Versagen der Tür auf Grund der Verformung nach circa 20 Minuten eintreten. Bei Anordnung einer Dampfbarriere 3, hier einer Aluminiumfolie von 12pm Dicke oder einer Polyethylenfolie von 4 pm Dicke bei sonst gleichem Türaufbau, tritt die Verformung erst nach 30 Minuten auf. Mithin konnte mit sehr einfachen Mitteln eine Verzögerung des Versagens bzw. eine Verbesserung der Brandbeständigkeit von 10 Minuten erzielt werden.

Weitere Beispiele für die Verringerung der Verformung an der oberen Türecke auf der Seite, auf der das Türschloss angebracht ist, umfassen Experimente, wobei beim Referenz-Türblatt ohne Dampfbarriere 3 nach 15 Minuten eine Verformung von 9 mm, nach 20 Minuten eine Verformung von 13 mm und nach 30 Minuten eine Verformung von 32 mm messbar war. Das Türblatt hat sich damit weitgehend aus der Zarge gelöst, so dass die Schutzfunktion der Tür als Brandsperre verlorengeht. Mit einer Dampfbarriere 3 hingegen wurde lediglich eine Verformung von 2 mm nach 15 Minuten, 8 mm nach 20 Minuten und 16 mm nach 30 Minuten gemessen. Mithin konnte die Verformung um die Hälfte reduziert werden.

Im Einzelnen:

Untersucht wurde jeweils ein Türblatt einer Brandschutztür mit den Maßen 887 mm breit, 1910 mm hoch und 47 mm dick mit folgendem Aufbau: Zwischen außenliegenden Decklagen 6 aus 4 mm dicker Faserplatte (HDF-Platte) ist eine Einlage mit drei gleich dicken Einlageelementen 2a, 2b und 2c aus Spanplatten, hier Strangpressvollspanplatten, angeordnet, zwischen denen jeweils bei der Referenz keine Dampfbarriere, bei der Variante , Alufolie“ als Dampfbarriere eine 12 pm dicke Aluminiumfolie mit einem sa- Wert größer 500 m und bei der Variante „PE-Folie“ als Dampfbarriere 3 eine 4 pm dicke Polyethylenfolie mit einem Sa-Wert von 0,4 m fixiert war. Die Einlage wies also bei den Varianten , lufolie“ und „PE-Folie“ drei Einlageelemente 2a, 2b und 2c aus Spanplatte und zwei Dampfbremsen 3 auf. Auf die Außenseite 22 der Einlageelemente 2a, 2b war jeweils eine Funktionsschicht 6, hier eine 3 mm dicke Schicht aus Kork geklebt.

Die Einlage war von einem Rahmen umgeben, der aus 17 mm MDF-Material (MDF = mitteldichte Faserplatte) und 2 mm Blähgraphit aufgebaut ist, der als intumeszierendes Material im Brandfall aufschäumt und den Raum zwischen Türblatt und Zarge abdichtet. Dieser Rahmen wird verstärkt durch zwei Riegel aus furnierverleimter Fichte (sog. LVL-Fichte) mit einer Abmessung von 32 mm x 42 mm. Die Einlage füllt den Rahmen vollständig aus.

Das Türblatt wurde in einer einfachen Zarge gehalten, die aus Spanplatte gefertigt war.

Die Hitzequelle befand sich auf einer ersten Seite des Türblatts. Zum Erfassen der Verformung (maximale Durchbiegung) wird nachstehend die Verformung an den beiden oberen Ecken der Tür in Tabelle i dargestellt, da hier das Risiko der Verformung am größten ist. Die Werte für die beiden oberen Ecken sind jeweils durch einen Schrägstrich getrennt.

Es zeigt sich, dass die Verformung gerade an der oberen Ecke mit der stärkeren Verformung (Spalte vor dem „/“) bei der Variante mit Alufolie auf 53 % reduziert wurde. Besonders überraschend ist, dass die Verformung an dieser Ecke um 50% bezogen auf die Referenz für die Variante PE-Folie mit dem niedrigen Sj-Wert von 0,4 m reduziert wird. Diese Ausführung der Dampfbarriere ist besonders preiswert, aber nicht brandbeständig, so dass die Wirkung dieses Materials als Dampfbarriere besonders unerwartet ist.

Tabelle 1 maximale Biegung an der linken oberen

Ecke des Türblatts [mm]

* Referenz: ohne Dampfbarriere

Die Verformung wird insbesondere an der Ecke des Türblatts verringert, die bisher am stärksten verformt wurde. Die Verformung, die das Referenz-Türblatt bisher nach 15- 20 Minuten erfahren hat (9 mm bis 13 mm), wird an der am stärksten verformten oberen Ecke bei der Variante Alufolie und bei der Variante PE-Folie erst nach 30 Minuten erreicht. Unter Nutzung der erfindungsgemäßen Dampfsperre 3 in der Einlage wird also erreicht, dass das Türblatt sich nur um die Hälfte aus der Zarge herauswölbt, bezogen auf das Referenztürblatt ohne Dampfsperre. Damit überlappen Zarge und Türblatt der Brandschutztür weit stärker als bei der Referenz und die Schutzwirkung des Türblatts der Brandschutztür ist in sehr verbessertem Ausmaß gewährleistet.

Diese signifikante Halbierung der Verformung an der Ecke der Referenztür mit der stärksten Verformung kann sich dadurch erklären lassen, dass der Transport von Wasserdampf von der erhitzten Brandseite auf die nicht dem Brand ausgesetzte Seite der Tür unterbunden wird. Quantifizieren lässt sich dies durch die Messung des elektrischen Widerstands auf der dem Brand abgewandten Seite der Tür.

Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, wird der elektrische Widerstand auf der dem Brand abgewandten Seite der Tür gemessen. Zwei Schrauben 7 aus Metall werden auf dieser dem Brand abgewandten Seite der Tür im Abstand von 20 mm jeweils 15 mm tief in das Türblatt eingebracht. Die Schrauben durchsetzen die Decklage, die Funktionsschicht 6 aus Kork und dringen in das äußere Einlageelement 2b ein. Die Schrauben 7 messen also „vor“ der Dampfbremse; sie durchsetzen die Dampfbarriere auf der dem Brand abgewandten Seite nicht.

Tabelle 2 Widerstand [Mß], gemessen im Inneren der Einlage hinter der Dampfbarriere

Gemessen wird mit einer Spannung von 1.000 V; der Zeitpunkt „o min“ hält jeweils den Ausgangswert der Messung in Mß fest. Sinkt der Widerstand unter 1.000 Mß, wird die Messspannung auf 200 V gesenkt.

Die 1000 Mß-Grenze wird unterschritten bei der Referenz-Variante nach 10 Minuten, bei den Varianten Alufolie und PE-Folie jeweils erst nach 20 Minuten.

Die zum Zeitpunkt „o min“ gemessenen Werte zeigen, dass das Türblatt bei einem elektrischen Widerstand von mehr al 1.000 Mß als Isolator anzusehen ist. Der Verlauf der Messung zeigt weiter, dass der elektrische Widerstand bei der Referenz-Variante nach ca. 10 Minuten stark absinkt auf Werte unter 1.000 Mß, die nach 30 Minuten bis auf etwa o Mß fallen. Das heißt, dass bei der Referenz-Variante nach ca. 10 Minuten erhebliche Mengen von Wasserdampf die elektrische Leitfähigkeit der Einlage signifikant erhöhen bzw. den elektrischen Widerstand stark senken. Wasserdampf führt zum Quellen der Einlage und damit zum Verformen der Tür.

Tabelle 2 verdeutlicht, dass das Verformen der Tür um mindestens 10 Minuten hinausgezögert werden kann, so dass die besonders einfache und preiswerte Maßnahme des Einbringens einer Dampfbarriere in die Einlage einer Brandschutztür die Standzeit einer Brandschutztür ohne wesentliche Verformung um mindestens 10 Minuten verdoppelt bzw. auf insgesamt 30 Minuten verbessert.

Einlage Einlageelement a Inneres Einlageelement b, 2c Äußeres Einlageelement 1 Innenseite 2 Außenseite Dampfbarriere Decklage Rahmen Funktionsschicht Schrauben Elektrisches Widerstandsmessgerät