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Brandsichere Abdichtungen sind vor allem beim Zusammenstoss von brandabschnittbildenden Bauteilen, wie z. B. bei Wänden und Mauern, die auch vorgefertigt sein können, erforderlich.
Da diese Wände und Mauern, welche im Brandfall einen lang anhaltenden Brandwiderstand bieten müssen, häufig in mehrere Abschnitte unterteilt sind, müssen auch die Fugen zwischen den einzelnen Bauteilen eine ebenso ausreichende brandschützende und feuerwiderstandsfähige Abdichtung erhalten.
Wegen der durch Temperaturschwankungen bzw. im Brandfall auftretenden Bewegungen der Bauteile müssen diese Abdichtungen entsprechend elastisch ausgeführt werden.
Aus DE-OS 32 35 571 ist eine brandschützende Fugenabdichtung bekannt, die durch Einlegen eines Mineralwollstreifens in die Fuge gebildet wird, worauf die Fuge beidseitig mit einer bei Beflammung aufschäumenden Masse verschlossen wird.
Diese Fugenabdichtung weist den Nachteil auf, dass sie keine ausreichend Elastizität besitzt, um die durch Insbesondere im Brandfall auftretenden Temperaturschwankungen bedingten Bewegungen der Bauteile auszugleichen, sodass sie sehr leicht zerstört wird und abbröckelt bzw. durch den Schrumpf der Mineralwolle bei Temperatureinwirkung herausfällt, wodurch die brandschützende Wirkung vermindert oder sogar unwirksam wird.
Es ist weiters bekannt (EP 0 332 928) Schaumstoffe, die in feuchtem Zustand elastisch sind und eine flüssige, Feuerwidrigkeit vermittelnde Imprägnierung enthalten, als Brandschutzelemente zu verwenden, die sich nach dem Einbau durch Trocknen verfestigen. So sind beispielsweise Dichtungselemente bekannt, die aus mit Natriumsilikat getränkten Schaumstoffen bestehen. Bei der Montage dieser Abdichtung wird der Schaumstoff in Wasser gelegt und nass eingebaut. Der Nachteil dabei ist erstens, dass durch das Einlegen in Wasser eine stark alkalische Lösung erhalten wird und zweitens, dass der Schaumstoff nach dem Trocknen seine Elastizität verliert.
Die Nachteile der bisher bekannten Dichtungselemente sind daher eine fehlende Elastizität, um Schwankungen der Bauteile auszugleichen, sowie ein komplizierter Einbau in die Bauöffnung, bel dem eine Vor- bzw. Nachbehandlung notwendig ist.
Aus EP 0 335 347 sind Schaumstoffkörper in Kombination mit Brandschutzlaminaten bekannt, die im Querschnitt rechteckig ausgebildet sind und wobei das zweilagige Brandschutzlaminat in einer quer zur Kompressionsrichtung des Schaumstoffkörpers gelegenen Ebene angeordnet ist. Da sich das Brandschutzlaminat aber nur an einer Seite des Dichtungselementes befindet, kann keine gleichmässige Ausdehnung in alle Richtungen und somit keine ausreichende Brandschutzwirkung erzielt werden. Eine weitere Variante aus EP 0 335 347 beschreibt ein Dichtungselement mit kreisförmigem Querschnitt, wobei jedoch die Brandschutzmasse im Inneren des Dichtungselementes angeordnet ist und dadurch vom Schaumstoff umschlossen wird. Diese Anordnung kann jedoch keine ausreichende Abdichtung im Brandfall gewährlei- sten.
In EP 0 312 937 ist ein Dichtungselement beschrieben, das aus einem auf Basis Chlorparaffin/Neopren imprägnierten, vorverdichteten Schaumstoffstreifen mit verzögerter Rückstellung besteht, der mit In Wärme expandierender Intumeszenzmasse durchsetzt ist.
DE 42 11 762 beschoot weiters Schaumstoffprofile, die in ihren Hohlräumen und/oder allseitig an ihren Oberflächen Dämmschichtbildner enthalten, die im Brandfall intumeszieren. Keine dieser Literaturstellen beinhaltet Dichtungselemente mit kreisförmigem Querschnitt bzw. in Rollenform.
Aus EP 0 196 553 ist die Verwendung von Mineralfaserplatten bekannt. Diese Platten weisen jedoch keinerlei Flexibilität auf und können auch keine ausreichende Abdichtung im Brandfall gewährleisten. DE 29 42 333 beschreibt Brandschutzmanschetten, die jedoch ein völlig anderes System zur Abdichtung darstellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es demnach, ein verbessertes dauerelastisches Dichtungselement zu finden, das eine ausreichende Elastizität aufweist, leicht und ohne Vor- bzw. Nachbehandlung zu montieren ist, bereits vor einem Brand eine gute Abdichtung der Bauöffnung gewährleistet und im Brandfall eine ausreichende Brandwiderstandsklasse erreicht.
Unerwarteterweise konnte diese Aufgabe durch eine Anordnung, die mindestens zwei verschiedene Schichten aufweist und in Rollen- oder Zylinderform vorliegt, gelöst werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein mehrschichtiges, dauerelastisches Dichtungselement zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öffnungen in Bauteilen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Dichtungselement in Rollen- bzw. Zylinderform vorliegt und von innen nach aussen aus einer flexiblen Schicht bzw. einem flexiblen Körper A und einer auf einem Träger C befindlichen Brandschutzmassenschicht B besteht und das gegebenenfalls an der Aussenseite von einer Deckschicht D umgeben ist, wobei bei einer Querschnittsführung von innen nach auben im Falle der Rollenform die Schichten A und B mehrmals abwechseln und im Falle der Zylinderform der Körper A und die Schicht B nur einmal auftreten.
Das erfindungsgemässe Dichtungselement besteht somit aus mehreren
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Schichten. Geeignete Materialien für die flexible Schicht bzw. den flexiblen Körper A sind dabei Materialien, die eine ausreichende Flexibilität bzw. Elastizität aufweisen. Beispiele dafür sind unter anderem Schaumstoffe oder Mineralwolle. Als Schaumstoffe, die für die Schicht oder den Körper A eingesetzt werden können, eignen sich sowohl offenzellige als auch geschlossenzellige Schaumstoffe. Besonders geeignet sind flexible Silikonschäume und Kunststoffschäume, wie z. B. Polyurethanschäume, Polyvinylchloridschäume, Polyolefinschäume, Polystyrolschäume, Schäume auf Basis von Copolymeren des Acrylnitril, Styrols und gegebenenfalls Butadiens, sowie Schäume aus duromeren Kunstharzen, wie z. B. Melaminformaldehydharze oder Phenolformaldehydharze.
Bevorzugt werden Polyurethanschäume oder Polyolefinschäume eingesetzt. Die Schaumstoffe können dabei als Weichschäume, Hartschäume oder Integralschäume verwendet werden. Vorzugsweise sind die Schaumstoffe mit üblichen Flammschutzmitteln, beispielsweise auf Basis von Halogen-, Bor-, Phosphor- oder Stickstoffverbindungen, wie z. B. Melamin-,
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oder Cyanursäurederivaten,Gebräuchlich sind ausserdem die Bezeichnungen Mineral-, Glas-, Stein- und Schlackenfasern.
Bevorzugt wird Steinwolle verwendet. Es können aber auch Gemische aus unterschiedlichen Mineralwollarten eingesetzt werden.
Für die intumeszierende Brandschutzmassenschicht B eignen sich alle im Brandfall aufschäumende Massen. Solche Massen sind in Form von Dispersionen, Lösungen, Lacken, Mörteln und Kitten oder Pasten bekannt. Beispiele dafür sind Brandschutzmassen auf Basis von Blähgraphit oder von Alkalisilikaten, Massen auf Basis flammfest eingestellter, mit stickstoffhältigen oder phosphorhältigen Blähmitteln modifizierter Polyvinylazetatdispersionen, auf Basis mittels Latexdispersionen modifizierter, wässriger Alkan'silikate
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rethane.
Die Brandschutzmassen können auch Bindemittel wie z. B. Polyvinylacetat, Polyvinylacrylat, Polyvinylchlo- rid-Mischpolymerisate oder Polychlorprene und Kohlenstoff- bzw. Krustenbildner, wie z. B. Zucker, Melasse, Polyimide, Polyacrylnitril, Phenolharze, Melaminharze oder Phosphonate enthalten. Es sind sowohl Brandschutzmassen auf wässriger Basis als auch auf Lösungsmittelbasis einsetzbar. Derartige intumeszierende Brandschutzmassen bzw. Dämmschichtbildner sind beispielsweise in EP-B-0 153 564 beschrieben. Sie sind auch kommerziell erhältlich, beispielsweise eine Masse auf Basis von Blähgraphit als Intumex'bei Chemie Linz.
Die Brandschutzmassen können weiters mit Latex und Aluminiumhydroxid versetzt werden, um ihre Elastizität zu erhöhen, wobei die Konzentration an Latex und Aluminiumhydroxid je nach gewünschter Elastizität variieren kann. Es sind dabei Mischungen möglich, die bis zu 1/3 Latex, 1/3 Aluminiumhydroxid und 1/3 Brandschutzmasse enthalten.
Zur Beimischung eignen sich Im Prinzip alle Latex-Typen. Beispiele dafür sind Neoprene-Latex, AcralenLatex, Baystal-Latex, Pyrotex-Latex, Perbunan-N-Latex, Butadien-Latex und andere.
Die Brandschutzmassenschicht B wird bei dem erfindungsgemässen Dichtungselement auf einen Träger C aufgebracht. Als Träger C kann dabei die Schicht bzw. der Körper A fungieren, es kann aber auch ein von A verschiedener Träger C verwendet werden. Als von der Schicht bzw. vom Körper A verschiedener Träger C eignen sich verschiedene Gewebe oder Vliese, wie etwa Baumwollgewebe, Glasfaservlies, Polyester- oder Polypropylenviies oder Glasseidengewebe.
Das erfindungsgemässe Dichtungselement kann in Rollen- oder Zylinderform vorliegen.
Bei einem rollenförmigen Dichtungselement wechseln sich die Schichten A und B bei einer Querschnittsführung von innen nach aussen mehrmals ab. Dies wird dadurch erreicht, dass die Brandschutzmassenschicht B auf die Schicht A aufgebracht und die beschichtete Schicht A aufgerollt wird. Die Brandschutzmassenschicht B kann jedoch auch beidseitig auf die Schicht A aufgebracht werden.
Als Schicht A wird dabei bevorzugt einer der oben genannten Schaumstoffe eingesetzt. Die Schaumstoffdikke beträgt etwa 3 bis 20 mm, bevorzugt 5 - 15 mm. Die Schicht A ist entweder direkt mit einem der oben angeführten Brandschutzmassen B verbunden bzw. beschichtet, oder die Brandschutzmasse B wird zuerst auf einen von der Schicht A verschiedenen Träger C und anschliessend auf die Schicht A aufgebracht. Um eine ausreichende Brandwiderstandsklasse zu erhalten, liegt die Schichtdicke von B, bevorzugt bei 0, 5 bis 3
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Eine dickere Beschichtung mit Brandschutzmasse ist ebenfalls möglich, aber aus Kostengründen nicht sinnvoll. Die so beschichtete Schicht A wird dann aufgerollt, bis die der abzudichtenden Fuge entsprechende Dicke erreicht ist.
Der Durchmesser einer so erhaltenen Rolle sollte etwa um 10 bis 50 % grösser als die Fugenbreite sein.
Um einen entsprechenden Zusammenhalt der Rolle zu gewährleisten, können die Schichten A und B, falls B auf einen von A verschiedenen Träger C aufgebracht ist, über die ganze Fläche mit einem
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geeigneten Kleber verklebt sein. Es ist jedoch auch möglich, nur die Aussenkante der Rolle zu verkleben.
Handelt es sich um ein Dichtungselement in Zylinderform, so treten bei einer Querschnttsführung von innen nach aussen der Körper A und die Schicht B nur einmal auf, wobei der Körper A von B umhüllt wird. Der Körper A weist dabei einen runden Querschnitt auf. Bevorzugt hat der Querschnitt von A eine Kreisringform, sodass das Dichtungselement die Form eines Hohlzylinders besitzt.
Bevorzugt wird für den Körper A Mineralwolle oder grobporige Hartschäume, beispielsweise aus Polyurethan, verwendet. Die Hartschäume sind dabei mit den bereits erwähnten üblichen Flammschutzmitteln schwer brennbar oder nicht brennbar eingestellt. Besonders bevorzugt wird für den Körper A Mineralwolle eingesetzt.
Die Mineralwolle wird dabei bevorzugt in Rohrschalenform, wie sie beispielsweise für Heizungsrohrabdichtungen verwendet wird, eingesetzt, sodass eine Hohlzylinderform erreicht wird. Die Dicke des Körpers A ist dabei abhängig von der Breite der abzudichtenden Fuge. Der Körper A ist von der Brandschutzmasseschicht B umgeben. Auch in diesem Fall, kann die Brandschutzmasse direkt auf die Aussenfläche des Körpers A, gegebenenfalls, im Falle des Hohlzylinders, auch auf die Innenfläche, aufgebracht werden. Sie kann jedoch auch zuerst auf einen vom Körper A verschiedenen Träger C aufgebracht werden. Der beschichtete Träger wird dann mit dem Körper A verklebt. Die Dicke der Schicht B beträgt wiederum bevorzugt 0, 5 bis 3 mm.
Auch hier sind grössere Werte möglich, aus Kostengründen jedoch nicht sinnvoll und weiters nicht notwendig, um eine ausreichende Brandwiderstandsklasse zu erreichen. Das zylinderför- mige Dichtungselement sollte insgesamt einen Durchmesser erreichen, der 10 bis 50 % grösser als die Breite der abzudichtenden Fuge ist.
Das erfindungsgemässe Dichtungselement kann gegebenenfalls noch mit einer Deckschicht D versehen bzw. umgeben werden, um die Handhabbarkeit zu verbessern. Zur Abdeckung eignen sich dabei sowohl brennbare als auch unbrennbare Materialien, wie etwa Polyurethan- oder Polyethylenschaum, verschiedene Gewebe oder Silikon. Bevorzugt sind unbrennbare Abdeckungen.
Die Herstellung bzw. Beschichtung der Schicht bzw. des Körpers A bzw. des Trägers C mit Brandschutzmasse erfolgt mittels üblicher Methoden wie etwa Sprühen, Bestreichen, Walzen, Rakeln, Walken, Tränken oder Giessen.
Das erfindungsgemässe Dichtungselement liegt somit in Rollen- oder Zylinderform vor und kann zur Abdichtung von Bauöffnungen, bevorzugt von Fugen im Decken- und Wandbereich verwendet werden.
Besonders bevorzugt werden Fugen mit etwa 1 bis 10 cm Breite abgedichtet. Der Einbau in die Fuge erfolgt dabei durch einfaches Hineinstellen des Dichtungselementes. Das erfindungsgemässe Dichtungselement wird dazu bevorzugt in Stücken mit einer Länge von etwa 0, 5 bis 1, 5 m verwendet, beziehungsweise wird die Länge des Dichtungselementes den jeweiligen Anforderungen angepasst. Eine Vor- bzw. Nachbehandlung ist nicht notwendig.
Durch die Form und den Durchmesser des Dichtungselementes, sowie durch die Art der flexiblen Schicht A wird eine ausreichende Elastizität des Dichtungselementes und Abdichtung der Baufuge sowohl im Brandfalle als auch davor, gewährleistet. Das erfindungsgemässe Dichtungselement erreicht weiters die Brandwiderstandsklasse F90 nach ÖNORM B3800, sodass es über 90 Minuten feuerbeständig ist.
In Fig 1. ist der Querschnitt einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Dichtungselementes in Rollenform dargestellt.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt einer möglichen Ausführungsform des Dichtungselementes in Zylinderform.
Aus Fig. 3 ist der Querschnitt einer Ausführungsform des Dichtungselementes in Hohlzylinderform ersichtlich.
In den folgenden Beispielen wurden u. a. folgende Einsatzstoffe und Abkürzungen verwendet.
Polyurethan-Weichschaum KF4040 (Fa. Greiner) PU
Dämmschichtbildner INTUMEX C (Fa. Chemie Linz) Int. C Beispiel 1 :
Auf einen PU-Schaum von 10 mm Dicke wurde einseitig eine Brandschutzmassenschicht B, bestehend aus einem mit Int. C beschichteten Glasgewebe, aufgebracht.
Der so beschichtete Schaum wurde zu einer Dicke von etwa 70 bis 80 mm aufgerollt, an der Aussenkante verklebt, in etwa 90 bis 100 cm grosse Stücke geschnitten und in eine Fuge mit 6 cm Breite und 180 cm Höhe eingebaut.
Der Brandversuch nach ÖNORM B3800 ergab die Brandwiderstandsklasse F90.
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Beispiel 2 :
Ein PU-Schaum mit 5 mm Dicke wurde beidseitig mit einem Dämmschichtbildner auf Basis von mit Polyphosphaten modifizierter Polyvinylacetatdispersion beschichtet, zu einer Rolle mit etwa 70 bis 80 mm aufgerollt, an der Aussenkante verklebt, in etwa 90 bis 100 cm grosse Stücke geschnitten und in eine Fuge mit 6 cm Breite und 180 cm Höhe eingebaut.
Der Brandversuch nach ÖNORM B3800 ergab die Brandwiderstandsklasse F90.
Beispiel 3 :
Ein 10 mm dicker PU-Schaum wurde beidseitig mit Glasgewebe beschichtet, mit einem Dämmschichtbildner auf Basis von mit Polyphosphaten modifizierter Polyvinylacetatdispersion versehen und analog Beispiel 1 weiterverarbeitet.
Das Dichtungselement erreichte die Brandklasse F90.
Beispiel 4 :
Mineralwolle in Rohrschalenform mit 20 mm Schichtdicke wurde mit Int. C besprüht bzw. beschichtet, sodass ein Hohlzylinder mit einem Aussendurchmesser von etwa 60 mm und einem Innendurchmesser von etwa 20 mm erhalten wurde.
Anschliessend wurde der Hohlzylinder mit einer etwa 3 mm dicken Deckschicht aus Polyethylenschaum versehen.
Der Brandversuch nach ÖNORM B3800 ergab die Brandklasse F90.
Beispiel 5 und 6 :
Analog Beispiel 4 wurden Dichtungselemente in Hohlzylinderform mit Mineralwolle von 20 mm Schichtdicke bzw. 30 mm Schichtdicke hergestellt, die einen Aussendurchmesser von 70 bzw. 85 mm und einen Innendurchmesser von 30 bzw. 25 mm aufwiesen. Die Deckschicht betrug jeweils3 mm.
Der Brandversuch ergab in beiden Fällen die Brandwiderstandsklasse F90.
Vergleichsversuch :
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Cklasse F90 wurde nicht erreicht.
Patentansprüche 1. Mehrschichtiges, dauerelastisches Dichtungselement zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öff- nungen in Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement in Rollenform vorliegt und von innen nach aussen aus einer flexiblen Schicht A und einer auf einem Träger C befindlichen
Brandschutzmassenschicht B besteht und das gegebenenfalls an der Aussenseite von einer Deckschicht
D umgeben ist, wobei bei einer Querschnittsführung von innen nach aussen die Schichten A und B mehrmals abwechseln.
2. Mehrschichtiges, dauerelastisches Dichtungselement zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öff- nungen in Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement in Zylinderform vorliegt und von innen nach aussen aus einem flexiblen Körper A und einer auf einem Träger C befindlichen
Brandschutzmassenschicht B besteht und das gegebenenfalls an der Aussenseite von einer Deckschicht
D umgeben ist, wobei bei einer Querschnittsführung von innen nach aussen der Körper A und die
Schicht B nur einmal auftreten.