DE69513400T2 - Bausatz für eine formgepresste tür - Google Patents
Bausatz für eine formgepresste türInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Türanordnung. Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Türanordnung mit einer in einer Form hergestellten Außenhaut mit einer Struktur, die aussieht wie die Maserung von natürlichem Holz.
- Holz hat als Baumaterial Vorteile und Nachteile. Die Vorteile von Holz sind eine ansprechende Erscheinungsform aufgrund der Jahresringe, der Farbe und der sich beim Wachstum ergebenden, verschieden breiten Bänder. Außerdem sind die Zellen des Holzes porös und können Farbstoffe aufnehmen. Die Nachteile von Holz sind vielfältig. Zum Beispiel können sich die Abmessungen des Holzes bei Änderungen in der Temperatur und der Feuchtigkeit erheblich ändern, was zu einem Brechen und Reißen führen kann. Das natürliche Wachstum des Holzes kann zu ästhetischen und mechanischen Fehlern wie zu Harztaschen und Astknoten führen. Es besteht daher das Bedürfnis nach einer Türanordnung, die das Erscheinungsbild und die Einfärbbarkeit des Holzes mit verbesserten mechanischen Eigenschaften vereint.
- Türanordnungen aus formgepreßten Tür-Außenhäuten sind bekannt. Diese Türanordnungen stellen gleichmäßige und reproduzierbare Produkte dar, die ästhetisch zufriedenstellend sein können. Ein Beispiel für eine bekannte Tür ist im US- Patent Nr. 4 550 540 gezeigt. Die bekannten Türen weisen jedoch Mängel auf, die sachkundige Abnehmer und die im Türgeschäft tätigen Leute kennen. Zum Beispiel ist die Oberfläche der bekannten Tür-Außenhäute im mikroskopischen Maßstab nicht rauh genug, der Tiefenbereich der Maserung ist zu gering, das Muster der Maserung enthält keine Hinterschneidungen und Winkeländerungen, die Türanordnungen sind wesentlich leichter als Holztüren, die bekannten Türanordnungen biegen sich stärker als Holztüren, und die bekannten Türen können sich bei einem Unterschied in der Außenhaut-Oberflächentemperatur an den beiden gegenüberliegenden Tür-Außenhäuten verziehen. Es besteht daher ein Bedürfnis nach einer Türanordnung, die diese Probleme nicht aufweist.
- Die vorliegende Erfindung ist auf eine Türanordnung mit einem in einen Rahmen eingesetzten Kern oder einem in situ geformten Kern gerichtet. Am Rahmen sind gegenüber zwei in einer Form hergestellte Außenhäute angebracht. An die Außenhäute grenzen Ränder an. Die Außenhäute bestehen aus einem Polymermaterial, einem Low-Profile-Additiv und verstärkenden Fasern. Jede der Außenhäute weist eine Außenseite und eine Innenseite auf. Die Innenseite grenzt an den Kern an. Die Außenseite weist eine Struktur mit erhabenen Abschnitten und Vertiefungen auf. Die Vertiefungen liegen in einem Tiefenbereich von etwa 0,025 mm bis etwa 1,0 mm von den erhabenen Abschnitten. Die Außenhäute weisen des weiteren angrenzend an die Vertiefungen Hinterschneidungen auf. Das Ausmaß der Hinterschneidungen liegt in einem Bereich von etwa 0,025 mm bis etwa 0,10 mm von den Vertiefungen.
- Hauptaufgabe der Erfindung ist es, eine Türanordnung zu schaffen, die das Erscheinungsbild von natürlichem Holz hat.
- Eine wichtige Aufgabe der Erfindung ist es, eine Türanordnung mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften zu schaffen.
- Eine weitere wichtige Aufgabe der Erfindung ist es, eine Türanordnung zu schaffen, die einfärbbar ist.
- Andere Aufgaben und die Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und den beiliegenden Zeichnungen hervor.
- Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Türanordnung;
- Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Türanordnung;
- Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in der Fig. 2, die den Rahmen der vorliegenden Erfindung mit dem darin befindlichen Kern zeigt;
- Fig. 4 ist eine Teil-Schnittansicht längs der Linie 4-4 in der Fig. 1, die eine erfindungsgemäße Tür-Außenhaut mit erhabenen Abschnitten, Vertiefungen und Hinterschneidungen zeigt;
- Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, die einen auf der Tür-Außenhaut angebrachten Deckanstrich zeigt; und
- Fig. 6 eine Teil-Schnittansicht, die zeigt, wie die bei der erfindungsgemäßen Türanordnung verwendete Tür-Außenhaut geformt wird.
- Die vorliegende Erfindung wird nun genauer anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Türanordnung der vorliegenden Erfindung ist allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Wie in den Fig. 1, 2 und 3 zu sehen, umfaßt die Türanordnung 10 einen Kern 12 in einem Rahmen 14. Der Kern 12 kann ein eingesetzter oder ein in situ geformter Kern sein. Der Kern 12 kann, je nach Verwendung der Tür, aus einer Anzahl verschiedener Materialien hergestellt werden. Zum Beispiel kann ein eingesetzter Kern aus kontinuierlich oder diskontinuierlich gepreßten Mineralplatten, gepreßten anorganischen Füllstoffen mit Bindemitteln, gepreßten organischen Füllstoffen mit Bindemitteln, gepreßten organisch-anorganischen Mischungen mit Bindemitteln oder in situ geformten Bindemitteln; in einer Form hergestellten oder ausgeformten thermoplastischen Kunststoffen wie expandiertem Polystyrol, geschäumtem Polyvinylchlorid oder geschäumten oder expandierten Polyolefinen; in einer Form hergestellten oder ausgeformten wärmehärtenden Kunststoffen wie flexiblen oder festen, massiven oder geschäumten Polyurethanen, Polyurea-Urethanen, Polyharnstoffen, Polyisocyanuraten und Phenolen; aus blasgeformten Schalen; oder aus Bienenwabeneinsätzen aus organischen Fasern, organischen zermahlenen Massen, thermoplastischen oder wärmeaushärtenden Kunststoffen; Vorformlingen aus entweder luft- oder vakuumgelegten Matten aus Zellulosefasern, Glasfasern, thermoplastischen Fasern oder wärmeaushärtenden Fasern oder gewebten Matten oder Stoffen aus den gleichen Materialien, denen zum Ausformen eines Kerns ein Bindemittel oder Harz zugesetzt wurde; und Verbindungen und Mischungen dieser verschiedenen Arten von einsetzbaren Kernen bestehen. In situ geformte Kerne umfassen Kerne, die durch Reaktionsspritzgießen mit oder ohne verstärkende wärmeaushärtende Kunststoffe wie Polyurethane, Polyurea-Urethane, Polyisocyanurate und Phenole entstehen; die bei einer Gasinjektion eines thermoplastischen Kunststoffs, einer Keramik oder eines wärmehärtenden Kunststoffs entstehen; durch Aktivierung von in situ-Einblasmitteln oder dem Aufschäumen von in die Schale eingebrachten Materialien; durch an geschmolzenen oder erweichten thermoplastischen oder wärmehärtenden Materialien aufgebrachte mechanische Spannung entstehen; oder Mischungen und Kombinationen dieser in situ-Kerne bestehen. Die Wahl des Kernmaterials wird durch eine Abmessungsänderung von +/- 10%, vorzugsweise +/- 5%, im Bereich von -40ºC bis 95ºC eingeschränkt.
- Wie in der Fig. 3 gezeigt, umfaßt der Rahmen 14 eine erste Längsleiste 16 und eine zweite Längsleiste 18. Die Längsleisten 16 und 18 verlaufen parallel zueinander. Die Längsleisten 16 und 18 sind senkrecht zu einer ersten Querleiste 20 und einer zweiten Querleiste 22 angeordnet. Der Rahmen der Fig. 3 weist eine rechteckige geometrische Gestalt auf. In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung kann der Rahmen jedoch natürlich auch eine andere geometrische Konfiguration haben. Die Längsleisten und die Querleisten können aus Holz oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Längsleiste 16 so ausgebildet, daß sie schwer ist. Die Längsleiste 16 kann aus am Kern 12 angebrachten oder davon unabhängigen Materialstreifen bestehen, die aus einer Anzahl Lagen eines Flachmaterials bestehen. Das Flachmaterial kann aus Zellulose- Furnierblättern oder Schichten oder einer gepreßten Aufschlämmung von Zellulosefasern bestehen. Die Längsleiste 16 sorgt dafür, daß die Türanordnung 10, wenn die Längsleiste 16 am äußeren Rand des Schwenkarmes entfernt von den Scharnieren angebracht ist, einen Schließimpuls besitzt, der einer die Tür schließende Person das Gefühl gibt, daß die Tür stabil und "massiv" ist. Die Längsleiste 16 hat eine Breite im Bereich von etwa 2,5 cm bis 16 cm. Die Längsleiste 16 kann je nach Verwendungszweck auch ein Hohlprofil aus pultriertem oder extrudiertem, verstärktem Kunststoff, ein Metall-Hohlprofil, ein teilweise oder insgesamt mit Metall verstärktes Hohlprofil aus einem Material, das kein Metall ist, oder eine gepreßte Mineralleiste sein.
- Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, umfaßt die Türanordnung 10 eine erste, in einer Form hergestellte Außenhaut 24 und eine gegenüberliegende zweite, in einer Form hergestellte Außenhaut 26. Die Strukturierung der Oberfläche der Außenhäute 24 und 26 kann mittels einer Anzahl verschiedener Guß- und Abscheideprozesse erfolgen. Die Gußprozesse umfassen das Silikongießen, das Epoxygießen, das Metall-Sandformgießen, metallische Schalen um einen Formkern, die stromlose Metallabscheidung an einem Formkern und das isostatische Kaltpressen mit einer der obigen Strukturübertragungstechniken zum Erzeugen der strukturierten Oberfläche für den Formkern. Die Außenhäute 24 und 26 können durch viele Formtechniken mit der Oberflächenstruktur versehen werden, etwa durch Harzübertragungsgießen, vakuumunterstützte Harzintrusion, Rotationsgießen, Hoch- und Niederdruck-Spritzgießen sowie Hoch- und Niederdruck-Formpressen.
- Bei der bevorzugten Ausführungsform bestehen die Außenhäute 24 und 26 aus formgepreßten Tür-Außenhäuten, die aus einem Material mit geringer linearer thermischer Ausdehnung (LCLTE-Material) wie einer modifizierten, ungesättigten Polyesterfolienverbindung, die mit 0,25-20 Gewichtsprozent einer nicht mischbaren Phase eines Low-Profile-Additivs dotiert ist, hergestellt werden. Die ungesättigte Polyesterfolienverbindung wird durch eine Kondensationspolymerisation mit Polyolen wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Neopentylglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Trimethylpentandiol, Cyclohexandiol, Propoxylat-Bispenol A, Hydrogen-Bisphenol A, Dibromneopentylglykol und Mischungen davon gebildet. Die bei der Polymerisation verwendeten Säuren oder Anhydride können die folgenden Substanzen sowie Dimere und Mischungen davon umfassen: Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Adipinsäure, Isophthalsäure, Orthophtalsäure, Terephthalsäure, Fumarsäure, Glutarsäure, Azelainsäure, Chlorendicsäure, Tetrabromphthalsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäure und Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid. Das Low-Profile-Additiv kann aus einer der folgenden Substanzen oder Mischungen daraus ausgewählt werden: Polymethylmethacrylat, Polymethylmethacrylat-Copolymere mit anderen Acrylaten; Polystyrol, Polystyrol-Copolymere, Polyvinylacetat, Polyethylen, gesättigte Polyester und Schrumpfhemmer. Die gesättigten Polyester und Schrumpfmittel umfassen Vinylchlorid-Vinylacetat- Copolymere, Polyurethane, Styrolbutadien-Copolymere, Polycaprolaktone und Zelluloseacetatbutyrate. Die Low-Profile- Additive können direkt zu der Formulierung hinzugefügt oder auf ein Trägermaterial wie einem Füllstoff aufgebracht oder darin inkorporiert werden. Die Gußverbindungen können zum Beispiel mit Glasfasern, Aramidfasern, Karbonfasern oder mineralischen Verstärkungen wie Glimmer verstärkt werden. Andere Polymermaterialien, die verwendet werden können, sind Block- oder Alkydpreßmassen, Knetpreßmassen, die als ZMC bekannte Spritzgußmasse und Dickpreßmassen.
- Ein Beispiel für eine Formulierung der LCLTE- Folienverbindung, die zur Herstellung der in einer Form ausgebildeten Außenhäute der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist:
- Ungesättigtes Polyester:
- Säuremodifiziertes Propylenglykolmaleat Low-Profile-Additiv 80-50
- Polyvinylacetat 20-50
- Kondensationsreaktionskatalysator 0,75-2,5
- Füllstoff 130-250
- Pigment 3-15
- Formtrennmittel 4-9
- Chemisches Verdickungsmittel 1,5-3,5
- Geschnittene Glasfaserverstärkung 15-35
- Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, weisen die Außenhäute 24 und 26 jeweils eine Außenseite 28 und eine Innenseite 30 auf. Die Innenseite 30 grenzt an den Kern 12 an. Die Innenseite 30 kann, für das freie Auge sichtbar, Bearbeitungsspuren zeigen (rohbearbeitet sein) oder strukturiert sein. Die Innenseite 30 kann auch mechanische Mittel wie Vorsprünge aufweisen, die die Haftung der Außenhäute am Kern verbessern (nicht gezeigt).
- Wie in den Fig. 1, 4 und 5 gezeigt, zeigt die Außenseite 28 einer Außenhaut ein strukturiertes Muster 31 aus erhabenen Abschnitten 32 und Vertiefungen 34. Der strukturierte Abschnitt sieht aus wie eine natürliche Holzmaserung. Die Bezeichnung "erhabener Abschnitt" umfaßt hier die äußersten ebenen Oberflächen der Tür-Außenhaut. Mit der Bezeichnung "Vertiefung" sind alle Abweichungen von den erhabenen Abschnitten bezeichnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform können die Vertiefungen 34 eine Tiefe von etwa 0,025 mm bis etwa 1,0 mm von den erhabenen Abschnitten 32 haben, wobei sich der bevorzugte Bereich von etwa 0,025 mm bis etwa 0,40 mm erstreckt. Wie in der Fig. 4 gezeigt, weist die Außenseite 28 zahlreiche Vertiefungen auf. Die Vertiefungen 34 in den Außenhäuten können durch verschiedene stumpfe und spitze Winkel festgelegt werden, um die Maserung in natürlichem Holz nachzuahmen. Die Außenseite 28 weist des weiteren Hinterschneidungen 36 auf. Das Ausmaß der Hinterschneidungen 36 variiert mit der Steifigkeit der Außenhäute zum Zeitpunkt des Ausformens aus der Form. Die Steifigkeit der Außenhäute hängt vom Gußprozeß und den verwendeten Materialien ab und von anderen Variablen wie der Zeit, der Temperatur und der Tiefe der Hinterschneidungen von der Oberfläche. Es hat sich gezeigt, daß ein LCLTE-Material im teilweise ausgehärteten Zustand genügend Festigkeit im warmen, grünen Zustand der Häute im Formprozeß zeigt, um relativ tiefe Hinterschneidungen zu ermöglichen. Die. Kombination aus der Materialschrumpfung und der Proportionalgrenze des Materials im heißen und teilweise ausgehärteten Zustand bestimmt das Ausmaß, bis zu dem Hinterschneidungen möglich sind. Das beste Verfahren zur Bestimmung der Kompatibilität der Materialzusammensetzung mit dem Hinterschneidungsdesign der Form ist ein Test. Um diesen bei der bevorzugten Ausführungsform zu bestehen, muß das Material so gewählt werden, daß die ersten 2,5% an Dehnung durch die Harzeigenschaften bestimmt werden und die Steifigkeit danach durch die Verstärkung. Die bevorzugten Koeffizienten der linearen thermischen Expansion (CLTE) sind in der folgenden Tabelle aufgelistet: TABELLE
- Gemessen von den Vertiefungen 34, liegen die Hinterschneidungen 36 im Bereich von 0,025 mm bis etwa 0,10 mm. Wie in der Fig. 6 gezeigt, kann eine Außenhaut 24 mit einer Gußform 38 und ersten und zweiten Gußwandplatten 40 und 42 formgepreßt werden. Die Gußform 38 weist eine Oberflächenstruktur 31 auf, die ein Spiegelbild der Außenseite 28 der Außenhaut 24 ist. Wie in der Fig. 4 gezeigt, können die aufrecht stehenden Teile 33 der Struktur 31 ein Höhen-Basis-Verhältnis von bis zu 4 haben und für mehr als 3000 Reproduktionen im Druckbereich von 21 bis 315 kg/cm² intakt bleiben, wobei mit freiem Auge nur geringe Änderungen erkennbar sind. Die Anzahl der Reproduktionen variiert in Abhängigkeit von vielen Variablen wie dem Gehalt an Verstärkungsmitteln in der Reproduktionsformulierung, dem Druck beim Gießen und den beim Gußprozeß verwendeten Materialien stark. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden die Außenhäute 24 und 26 mit Kompressiondrücken im Bereich zwischen 21 bis 315 kg/cm² formgepreßt. Die Außenhäute 24 und 26 können in einer Dicke im Bereich von etwa 0,125 cm bis etwa 3,0 cm ausgebildet werden.
- Wie in der Fig. 5 gezeigt, ermöglicht die durch die erhabenen Abschnitte 32, die Vertiefungen 34 und die Hinterschneidungen 36 gebildete Struktur 31 das Aufbringen einer Deckschicht 45 etwa aus einer Beize oder einem Anstrich. Die Struktur 31 hat eine rauhe Oberfläche, die der Bewegung einer Deckschicht 45 wie Holz Widerstand entgegensetzt, wenn diese mit dem Pinsel oder anderweitig auf die Außenhaut 24 aufgebracht wird. Die erhöhte Tiefe der Vertiefungen 34 ermöglicht auch das Aufstreichen/Abwischen von Farbstoffen mit geringem Pigmentgehalt. Das Produkt kann mit Farbstoffen mit einem Pigmentgehalt von 4-70 Gewichtsprozent verwendet werden, wobei der bevorzugte Bereich bei 15-25 Gewichtsprozent liegt. Bei den bekannten formgepreßten Türanordnungen hat sich gezeigt, daß bei Farbstoffen mit einem Pigmentgehalt von unter 15 Gewichtsprozent nicht genügend Pigment in der Struktur hängenbleibt, um die Struktur hervorzuheben. Bei den bekann ten Anordnungen wurde der Farbstoff vorzugsweise mit dem Pinsel aufgebracht und von Hand eingerieben. Dies sind nicht gerade die herkömmlichen Verfahren von professionellen Malern und Beizern.
- Wie in der Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Türanordnung 10 vertikale Kanten 46 und horizontale Kanten 48. Die Kanten grenzen an die Außenhäute 24 und 26 an und verlaufen im wesentlichen senkrecht dazu.
- Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, können die Tür- Außenhäute 24 und 26 größer sein als der Rahmen 14. Dadurch kann die Tür rechteckig beschnitten, mit einem Falz versehen oder abgekantet werden, wie es der Benutzer der Türanordnung 10 benötigt. Die Kanten 46 und 48 können Dichtungselemente aufweisen (nicht gezeigt).
- Die obige genaue Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur der Erläuterung. Der Fachmann weiß, daß die oben beschriebene Erfindung vielfach abgeändert und modifiziert werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die obige Beschreibung ist daher nur beispielhaft und nicht beschränkend, und der Umfang der Erfindung wird nur durch die anhängenden Ansprüche festgelegt.
Claims (15)
1. Türbaugruppe (10) mit, in Kombination, einem äußeren
Rahmen (14), einem innerhalb des Rahmens angeordneten Kern
(12) und einem Paar gegenüberliegender preßgeformter
Außenhäute (24, 26), die am Rahmen angebracht sind, wobei die
Außenhäute ein Polymermaterial, ein Low-Profile-Additiv und
Verstärkungen umfassen, die Innenseite (30) jeder Außenhaut
(24, 26) an den Kern angrenzt und die Außenseite (28) ein
Texturmuster (31) aufweist, das eine Holzmaserung simuliert
und das aus Erhebungen (32) und Vertiefungen (34) mit einer
Tiefe von 0,025 bis 1,0 mm besteht, wobei die Vertiefungen
Hinterschneidungen (36) aufweisen, die sich von den
Vertiefungen aus 0,025 bis 0,10 mm erstrecken.
2. Türbaugruppe nach Anspruch 1, bei der der Kern aus
einem geschäumten Material besteht.
3. Türbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, bei der der
Rahmen zwei parallele Vertikalstreben (16, 18) und zwei zu den
Vertikalstreben senkrechte parallele Horizontalstreben (20,
22) umfaßt.
4. Türbaugruppe nach Anspruch 3, bei der eine
Vertikalstrebe (16) schwerer ist als die andere Vertikalstrebe (18).
5. Türbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei
der das Polymermaterial aus Premix-Formmassen in Flächenform
(SMC), mit Faseranteilen (BMC), in dicker Flächenform (TMC),
aus einer knetbaren Formmasse oder einer Spritzgußmasse
ausgewählt wird.
6. Türbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei
der das Polymermaterial ein säuremodifiziertes
Propylenglykolmaleat ist.
7. Türbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei
der das Low-Profile-Additiv aus Polymetylmethacrylaten,
Methylmethacrylat-Copolymeren, Polystyrolen, Styrolcopolymeren,
Polyvinylacetat, Polyethylen oder gesättigten Polyestern
ausgewählt wird.
8. Türbaugruppe nach Anspruch 7, bei der das Low-
Profile-Additiv dem Polymermaterial direkt zugefügt wird.
9. Türbaugruppe nach Anspruch 7, bei der das Low-
Profile-Additiv dem Polymermaterial in Kombination mit einem
Trägermaterial zugeführt wird.
10. Türbaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei
der dem Low-Profile-Additiv ein Schrumpfhemmer zugefügt wird.
11. Türbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei
der die Verstärkungen aus Fiberglas, Aramidfasern,
Karbonfasern und mineralischen Verstärkungen ausgewählt werden.
12. Türbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei
der die Vertiefungen (34) ungleichförmige Tiefen aufweisen.
13. Türbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei
der die Hinterschneidungen ungleichförmig verlaufen.
14. Türbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei
der die Vertiefungen und Hinterschneidungen eine
Oberflächenbeschichtung (45) tragen.
15. Türbaugruppe nach Anspruch 14, bei der die
Oberflächenbeschichtung ein Farbstoff mit einem Pigmentanteil von 4
bis 70 Gew.-% ist.
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