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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Isolationsaufbau zur Innenisolierung
eines Fahrzeuges. Der Isolationsaufbau wird beitragen, den Brandschutz
für Innenraumbereiche
eines Fahrzeuges vor einem (denkbaren) Feuerübergriff von außerhalb
der Fahrzeugumgebung zu gewährleisten,
so dass eine Evakuierung der Passagiere aus dem Fahrzeug deutlich
erleichtert wird.
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Aus
dem Flugzeugbau sind konventionelle Isolationssysteme bekannt, die
aus einem Isolierpaket, das im wesentlichen mit einem Kern- bzw.
Isoliermaterial aufgebaut ist, und einer Umhüllung bestehen. Das verwendete
Kern- bzw. Isoliermaterial umfasst i. d. R. Produkte der Faserindustrie,
von denen insbesondere Glasfaser-Materialien (Glaswolle) verwendet
werden. Dieses Material wird weitestgehend den Anforderungen hinsichtlich
thermischer und akustischer Isolierung genügen. Es wird keinesfalls den
nicht auszuschließenden
Situationen eines auftretenden Feuers genügen, dessen Flammen in dieser
Situation auf das Isoliermaterial einwirken und es vollständig verbrennen.
Um ein Montieren (Befestigen) der relativ amorphen Halbzeuge an
der Fahrzeugstruktur umzusetzen, wird das (aus diesen Halbzeugen
bestehenden) Isolierpaket mit einer Umhüllungsfolie umschlossen. An
den Enden der Umhüllungsfolie
werden Verstärkungen
angebracht, um damit ein (dermaßen
komplettiertes) Isolierpaket mit Hilfe von Befestigungselementen
an den Strukturtlächen
eines Fahrzeuges zu befestigen. Im Flugzeugbau erfolgt die Befestigung
derartiger Isolierpakete an den Spanten der Flugzeug-Rumpfstruktur,
wobei Befestigungselemente eingesetzt werden, die zumeist aus Kunststoff(en),
beispielsweise aus einem Polyamid, bestehen. Auf den Anwendungsfall
von derartigen (konventionellen) Isoliersystemen im Flugzeugbau
bezogen, lassen sich folgende Nachteile angeben. Die herkömmlichen
Isoliersysteme, die aus Glaswolle und einfachen Kunststofffolien
bestehen, haben (lediglich) eine Durchbrandzeit, die bei unter sechzig
Sekunden liegt. Im angenommenen (und mit Sicherheit nicht gewünschten)
Brandfall eines am Boden parkenden Flugzeuges, dem sogenannten "Post-Crash-Fire-Szenario", kann brennendes
Kerosin bewirken, dass die Aluminium-Zelle der Flugzeugstruktur
und auch die Rumpfisolierung (Innenisolierung) des Flugzeuges durchbrennen
wird. Entsprechende Durchbrandtests mit Flugzeugrumpfstrukturen
haben bewiesen und die unangenehme(n) Tatsache(n) verdeutlicht,
dass innefialb von neunzig Sekunden sowohl die Aluminiumhaut des
Flugzeuges als auch die Rumpfisolierung vollständig durchgebrannt ist, weshalb
es in einer dermaßen
real denkbaren Situation unaufhaltbar zum Flammendurchschlag des
Feuers in die Passagierkabine kommen wird. Eine nicht auszudenkende
und dennoch höchst
bedenkliche Situation für
das Leben der begleitenden Passagiere und des Flugpersonals an Bord
eines Flugzeuges, sofern der Beobachter von ihrer Anwesenheit ausgehen
muss, denn eine Evakuierung der Unfallopfer und der (glücklicherweise) nicht
verunfallten Personen wird man als sehr kritisch bewerten müssen. Weiterhin
wird jener Beobachter nicht außer
acht lassen können,
dass die herkömmlichen
Befestigungen der Isolierungen aus nicht metallischen Werkstoffen
(Kunststoffen) bestehen, die dem Feuer im Katastrophenfall brandtechnisch
nicht wiederstehen werden.
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Diese
verbrennenden Befestigungen werden ein vorzeitiges Herunterfallen
der brennenden Isolierungen (Isolierpakete) kaum verhindern, wodurch
im Innenraum der Passagierkabine (plötzlich) unkontrollierbare Stolperwege
oder sonstige Brandgefährdungsstellen
vorhanden sein werden, welche wahrscheinlich die geordnete Durchführung einer
Evakuierung des brennenden Flugzeugs erschweren werden. Diese Aussage
wird noch soweit ergänzt,
dass es bekannt sein dürfte,
dass die Passagier-Kabinen-Verkleidung(en) eines herkömmlichen
Flugzeuges nicht dermaßen
ausgelegt ist (sind), einem größeren Brandherd
längere
Zeit stand zu halten, da auch diese Flugzeugteile bei einem "Post-Crash-Fre-Szenario" zu Boden fallen
werden und die beabsichtigte Evakuierung gefährden werden.
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Hinzukommend
offenbart die WO 00/75012 A1 eine Rumpfisolierung für einen
Flugzeugrumpf, die mit "feuerhemmend" angegeben wird. Diese Druckschrift
offenbart ein Isolierpaket, welches, ähnlich der vorbeschriebenen
Anordnung für
ein „Airbus"-Produkt, innerhalb
einem räumlichen
Bereich, der zwischen der Rumpfinnenverkleidung und der Rumpfaußenhaut
liegt, als primäre
Isolierung angeordnet ist. Dabei wird jenes Isolierpaket bereichsweise
durch eine Folie aus feuerhemmendem Material (engl. fire-blocking
material) geschützt,
wobei dieser feuerhemmend wirkende Folienbereich direkt (als Art Feuerschutzschild)
der Außenhaut
des Flugzeugrumpfes zugewandt ist. Ungeachtet dessen, dass mit diesem
Vorschlag nur ein unzureichender Schutz des Isolierpaketes und auch
des Rumpfinnenbereiches vor auftretendem Feuer gewährt werden
kann, da während
einer Feuerkatastrophe die Flammen des Feuers, die eben von außerhalb
des Flugzeuges durch eine beschädigte
Außenhaut
hindurchtreten und sich an der Innenisolierung nähren werden, also auch durch
die (nur) feuerhemmend, aber nicht feuerbeständig ausgebildete Folie bei
dauerhafter Feuerbeanspruchung treten werden, wird durch die beabsichtigte
bereichsweise Anordnung einer nur feuerhemmenden Folie gegenüber dem
Rumpfinnenbereich keine ausreichende brandschutztechnische Sicherheit
bestätigt
werden können.
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Demzufolge
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen bekannten Isolieraufbau
eines Fahrzeuges, der zur Innenisolierung eingesetzt wird, derart
zu verbessern, dass mit ihm ein Feuerübergriff der von außerhalb
der Fahrzeugumgebung einwirkenden Flammen eines Brandherdes bis
in den Fahrzeuginnenraum ausgeschlossen wird, wobei durch beabsichtigte
Modifizierungen an einem herkömmlichen Isolierpaket
eine Erhöhung
der brandschutztechnischen Sichefieit für abgetrennte und nahe einer Struktur-Außenhaut
liegende Innenraumbereiche umgesetzt wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Maßnahmen
gelöst.
In den weiteren Ansprüchen
werden zweckmäßige Ausgestaltungen
und Weiterbildungen dieser Maßnahmen
angegeben.
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Die
Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel
anhand der beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen
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1 einen
Isolationsaufbau zur Innenisolierung eines Verkehrsflugzeuges mit
einer durchbrandsicheren Folienumhüllung des Isolierpaketes;
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2 einen
folienumhüllten
Isolationsaufbau zur Innenisolierung eines Verkehrsflugzeuges mit
einer durchbrandsicheren Isolierung;
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3 einen
folienumhüllten
Isolationsaufbau zur Innenisolierung eines Verkehrsflugzeuges mit
einem aus zwei verschiedenartigen Isolierbereichen aufgebautem Isolierpaket;
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4 einen
folienumhüllten
Isolationsaufbau zur Innenisolierung eines Verkehrsflugzeuges mit
einem aus drei Isolierbereichen bestehenden und aus zwei verschiedenartigen
Isolierbereichen aufgebautem Isolierpaket;
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5 einen
folienumhüllten
Isolationsaufbau zur Innenisolierung eines Verkehrsflugzeuges mit
einer zwei Sperrschichten umfassenden durchbrandunsicheren Isolierung.
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Es
wird vorangestellt, dass der nachfolgend angegebene Isolieraufbau,
der zur Innenisolierung eines (allgemein bezeichneten) Fahrzeuges
und im besonderen eines Flugzeuges verwendet wird, ein Isolierpaket 3 und
eine (allgemein angegebene) Folie umfasst, wobei das Isolierpaket 3 eine
(allgemein angegebene) Isolierung berücksichtigt, die paketartig geformt
ist. Das Isolierpaket wird üblicherweise
von der Folie umhüllt
sein, um (aus welchen weiteren Gründen auch immer) gewissennaßen der
Isolierung einen inneren Halt zu geben und eine Beibehaltung der
gewünschten
Paketform des Isolierpaketes 3 zu gewährleisten. Jener Isolieraufbau
wird innerhalb eines Zwischenraumes, den beispielsweise eine Rumpfinnenverkleidung
und eine Rumpf-Außenhaut eines
Flugzeuges einschließen,
angeordnet.
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Um
die vorangestellte Darstellung für
einen Betrachter noch verständlicher)
zu machen, wird ergänzend
erwähnt,
dass im Festigkeitsverband des Flugzeugrumpfes letzterer neben den
Stringem mit denen alle Außenhautfelder
einer Flugzeugrumpfstruktur versteift sind, mehrere Spante aufweist,
die senkrecht zur (nicht gezeigten) Flugzeuglängsachse (etwa) in jenem definierten
Abstand angeordnet und am Stringer befestigt sind. Diesen Spanten
kann am nicht befestigten Ende ein (sogenannter) Spantenträger integriert
sein, der parallel zur Flugzeuglängsachse
fortgesetzt ist, wobei das (nicht befestigte freie) Ende des Spantenträgers beispielsweise
senkrecht zur Flugzeuglängsachse
abgewinkelt ist. Dabei wird jener Isolieraufbau, also das folienumhüllte Isolierpaket 3,
an oder nahe der Rumpf-Außenhaut
respektive einem Außenhaut-Abschnitt
von definierter Länge (entlang
einer Rumpflängsachse)
an Stringem gelegen sein und an im Abstand (der definierten Länge) angeordneten
Spanten befestigt werden.
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Mit
der Darstellung nach der 1 wird auch vorangestellt, dass
allein die Installation eines traditionell verwendeten Isolierpaketes 3,
das vollständig von
einer durchbrandsicheren Folie 11 umhüllt ist, ausreichen könnte, einen
wirksamen Brandschutz gegen die Flammen eines Feuers zu erreichen.
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Dabei
berücksichtigt
jener Isolieraufbau, der bekanntermaßen zur Rumpfisolierung alle
Flugzeuge vom Typ: „Airbus" verwendet wird,
ein Isolierpaket 3, das (nur) eine (sogenannte) zweite
Isolierung 1b berücksichtigt,
die mit einem durchbrandunsicheren Isolierwerkstoff aufgebaut ist,
wobei dieser Isolieraufbau bereits einen wirksamen Brandschutz gegen
die Flammen eines Feuers, das auf den Isolieraufbau – und im
besonderen auf den Außenbereich
der Folienoberfläche – einwirken
würde.
Diese zweite Isolierung 1b des Isolierpaketes 3 wird
als Feuerbarriere eingesetzt.
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Um
nun eine weitere Erhöhung
(Steigerung) der brandschutztechnischen Sicherheit für abgetrennte
und nahe einer Struktur-Außenhaut
liegende Innenraumbereiche zu erreichen, werden weitere Modifikationen
eines Isolierpaketes 3 vorgeschlagen, die man aus den Darstellungen
der 2 bis 5 entnehmen wird.
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Die
Ausführung
nach der 2 berücksichtigt ein Isolierpaket 3,
das einheitlich (vollständig, gänzlich)
mit einer ersten (durchbrandsicheren) Isolierung 1a, deren
Isolierwerkstoff durchbrandsicher ausgebildet ist. Diese Isolierung 1a wird
mit einem durchbrandsicheren Werkstoff angegeben, der abschließend der
Erläuterung
aller Ausführungen
eines Isolierpaketes 3 näher angegeben wird. Mit dem
Folienschutz des Isolierpaketes, die beide einen durchbrandsicheren
Werkstoff berücksichtigen,
wird (im Vergleich dem Isolationsaufbau nach der 1)
prophylaktisch eine Steigerung der Brandsicherheit gegen von außerhalb
des Flugzeugrumpfes (ungünstigenfalls)
einwirkendes Feuer im Feuerkatastrophenfall umgesetzt werden, die
allerdings kostenintensiver belastet.
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Die
Ausführungen
nach den 3 und 4, die sich
gewissermaßen
sehr ähnlich
sehen, gehen davon aus, dass das Isolierpaket 3 mit verschiedenartigen
Isolierbereichen A, B, C aufgebaut ist, wobei eine Variation der
Stärke
des einzelnen ersten Isolierbereiches A, C durchaus (zu dem eingangs
angegebenen Zweck) einer Verbesserung der Brandsicherheit des Isolierpaketes 3 beeinflussen wird.
Gemäß dem Vorbild
der 4 werden diese Isolierbereiche A, B, C entlang
einer endlichen Reihe angeordnet, die in abwechselnder Reihenfolge, bspw.
in der Reihenfolge: "erster Isolierbereich A – mittlerer
Isolierbereich B – abschließender C" nebeneinander gelegen
sind. Jene Isolierbereiche A, C sind (bis zu einem die Reihe abschließenden Isolierbereich)
mit einer ersten Isolierung 1a realisiert, deren Isolierwerkstoff
durchbrandsicher ist. Ein zweiter Isolierbereich B, der entlang
der Reihe nebengelegen den Isolierbereichen A, C mit durchbrandsicherem Isolierwerkstoff
benachbart (zwischengeschichtet) angeordnet wird, ist mit einer
zweiten Isolienrung 1b ausgestattet, deren Isolierwerkstoff
durchbrandunsicher (brandgefährdet,
brennbar) ist. Der Aufbau des Isolierpaketes 3 wird dermaßen gestaltet,
dass ein erster Isolierbereich A und ein die Reihe abschließender Isolierbereich
mit dem Isolierwerkstoff der ersten Isolienrung 1a, also
mit einer durchbrandsicheren Isolierung, die als Feuerbarriere benutzt
wird, realisiert ist.
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In
der 3 wird eine Sonderform des Isolieraufbaus nach
der 4 dargestellt, die – im Vergleich der Darstellung
nach der 4 – auf die nebengelegene Anordnung
eines (die Reihe abschließenden
dritten Isolierbereiches C verzichtet. Bei dieser Anordnung wird
sich der erste Isolierbereich A mit dem durchbrandsicheren Isolierwerkstoff
der Außenhaut
zuwenden, will man nach außerhalb
des Flugzeuges einen wirksamen Brandschutz gegen die Flammen eines
Feuers erreichen.
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In
der 4 wird eine beispielhafte Reihenfolge des vorgenannten
Aufbaus dargestellt, also vorgesehen, dass einem zweiten Isolierbereich
B, der mit dem durchbrandunsicheren Isolierwerkstoff der zweiten
Isolierung 1b realisiert ist, jeweils ein erster und ein
dritter Isolierbereich A, C, der mit dem durchbrandsicheren Isolierwerkstoff
der ersten Isolierung 1b ausgestattet ist, nebengelegen
ist.
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Wie
erwähnt – ist es
allgemein beabsichtigt, das jeweils ein weiterer durchbrandunsicherer
Isolierbereich, der dem Vorbild des zweiten Isolierbereiches B entspricht,
immer nachfolgend dem dritten Isolierbereich C und jedem weiteren
Isolierbereich, der dem Vorbild der ersten Isolierung 1b entspricht, bis
zum Erreichen des abschließenden
(durchbrandsicheren) Isolierbereiches am Ende der Reihe fortgesetzt
wird.
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Die
Ausführung
nach der 5 geht davon aus, dass das Isolierpaket 3 einheitlich
mit einer zweiten Isolierung 1b [einer gleichartigen Isolierung], deren
Isolierwerkstoff durchbrandunsicher (brandgefährdet, brennbar) ist, realisiert
ist, der allerdings mehrere durchbrandsichere Sperrschichten 14, 14a, die
als Feuerbarriere benutzt werden, integriert sind. Im Einzelfall
kann es beabsichtigt sein, dass nur eine durchbrandsichere Sperrschicht 14 oder 14a der zweiten
Isolierung 1b als Feuerbarriere integriert ist. Dabei wird
die einzelne Sperrschicht 14, 14a ohne Unterbrechung
durch die zweite Isolierung 1b verlaufen, die bis an den
umfänglichen
Rand R (bis an den Umfang) der zweiten Isolierung 1b geführt ist.
Dabei wird (nach dem Vorbild der 5) der vertikale
Verlauf der einzelnen Sperrschicht 14a, 14b durch
zwei Randflächen
x, y der zweiten Isolierung 1b, die horizontal angeordnet
sind und sich vertikal gegenüberstehen,
begrenzt. Insofern wird der Verlauf der einzelnen Sperrschicht 14a, 14b also
bis nahe an jene Randflächen
w, z erfolgen oder anderenfalls das betreffende Ende der einzelnen
Sperrschicht 14a, 14b den beiden Randflächen w,
z anliegen.
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Der
geschlossene (nicht unterbrochene) Verlauf der Sperrschichten 14a, 14b durch
die zweite Isolierung 1b ist nach dem Vorbild der 5 gradlinig ausgeführt, wobei
anderenfalls auch ein zick-zack-förmiger oder
kurvenförmiger
Verlauf (aus welchen Gründen
auch immer) denkbar wäre.
Sofern ein kurvenförmiger
Verlauf der einzelnen Sperrschicht 14a, 14b beabsichtigt
wird, könnte
dieser Verlauf sinus- oder kosinusförmig gestaltet sein.
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Es
soll nicht unerwähnt
bleiben, dass weitere Ausgestaltungen des Isolieraufbaus nach der 5 die
weitere Anordnung von parallel im Abstand angeordneten und gradlinig
ausgeführten
Sperrschichten 14a oder 14b berücksichtigen
könnten.
Auch wäre ein
Isolieraufbau nach der 5, der nur eine einzige Sperrschicht 14a, 14b berücksichtigt,
durchaus denkbar. Dabei wird die Stärke der Sperrschicht 14, 14a und
deren differenzierte Anordnung innerhalb dem vorgestellten Aufbau
(nach der 5) von den gegebenen Umständen (Gewicht,
Auswahl des (nachfolgend angegeben) Schichtenmaterials, geforderte
Brandschutzsicherheit durch den Airliner ect.) abhängig sein.
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Alle
Ausführungen
eines Schichtenaufbaus nach den 2 bis 5 besitzen
folgende Gemeinsamkeiten.
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Die
erste und die zweite Isolierung 1a, 1b oder die
Isolierbereiche A, B, C (einschließlich weiterer angeordneter
Isolierbereiche) oder die Sperrschichten 14a, 14b (einschließlich weiterer
angeordneter Sperrschichten) sind mit einer annähernd parallel zur Außenhaut
eines (allgemein bezeichneten) Fahrzeuges oder (im besonderen) parallel
zur Rumpfaußenhaut
eines Flugzeuges befindlichen Lage angeordnet. Eine annähernd parallele
Lage gibt einen Hinweis auf das Vorhandensein von ähnlichen Lagen
dieser Elemente zur Außenhaut.
Danach kann es sein, dass die vertikale Lage der Isolierungen 1a, 1b oder
der Isolierbereiche A, B, C (einschließlich weiterer angeordneter
Isolierbereiche) oder der Sperrschichten 14a, 14b (einschließlich weiterer
angeordneter Sperrschichten) an die Kontur (an die Umrisslinie)
oder an die Krümmung
der Außenhaut (Rumpfaußenhaut
eines Flugzeuges) angepasst ist.
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Die
erwähnte
Folie 11, die erste Isolierung 1a und die Sperrschichten 14a, 14b (einschließlich weiterer
angeordneter Sperrschichten) sind mit einem Werkstoff von hoher
Feuerfestigkeit realisiert, der ausreichend widerstandsfähig und/oder
unempfindlich gegen auftretendes Feuer ausgebildet ist, weswegen
eine Ausbreitung des Feuers, das in dieser Situation gegen einen
Oberflächenbereich
der Sperrschicht flammen wird, verhindert wird.
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Dabei
wird vorgesehen, dass die erste Isolierung 1a und/oder
die Sperrschichten 14a, 14b (einschließlich weiterer
angeordneter Sperrschichten) mit einem feuerfesten Fasermateral
realisiert sind. Das Fasermaterial ist mit Keramik-, Karbon- oder
Silikatfasern realisiert ist.
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Auch
soll erwähnt
werden, dass das Isolierpaket 3 vollständig von der durchbrandsicheren
Folie 11 umhüllt
ist, wodurch eine zusätzliche
Erhöhung der
Brandschutzsicherheit erreicht wird. Auch die Isolierungen 1a, 1b oder
die Isolierbereiche A, B, C (einschließlich weiterer angeordneter
Isolierbereiche) nach den 2 bis 4 sind
vollständig
von der Folie 11 umhüllt.
Ebenso ist die zweite Isolierung 1b nach den 1 und 5 einschließlich der Sperrschichten 14a, 14b nach
der 5 vollständig von
der Folie 11 umhüllt.
Im besonderen Fall nach der 1 wird diese
Brandschutzsicherheit des Isolieraufbaus erst durch die Installation
der Folie 11 umgesetzt.
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Abschließend wird
auf die Verwendung der ersten Isolierung 1a und der Sperrschichten 14a, 14b (einschließlich weiterer
angeordneter Sperrschichten) hingewiesen, die als Feuerbarriere
oder Feuerbarrikade eine Art Schutzschild gegen das von außerhalb
des Fahrzeuges einwirkende und in Richtung des Fahrzeuginnenraums
eindringende Feuer durch die (beschädigte oder durchgebrannte)
Außenhaut
im Feuerkatastrophenfall bieten wird.
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- 1
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- 1a
- erste
Isolierung, durchbrandsicher
- 1b
- zweite
Isolierung, durchbrandunsicher
- 2
-
- 3
- Isolierpaket
- 4
-
- 5
-
- 6
-
- 7
-
- 8
-
- 9
-
- 10
-
- 11
- Folie
- 14a
- Sperrschicht,
durchbrandsicher
- 14b
- Sperrschicht,
durchbrandunsicher
- w
- Randfläche (der
zweiten Isolierung 1b), vertikal angeordnet
- x
- Randfläche (der
zweiten Isolierung 1b), horizontal angeordnet
- y
- Randfläche (der
zweiten Isolierung 1b), horizontal angeordnet
- z
- Randfläche (der
zweiten Isolierung 1b), vertikal angeordnet
- A
- erster
Isolierbereich, durchbrandsicher
- B
- zweiter
Isolierbereich, durchbrandunsicher
- C
- dritter
Isolierbereich, durchbrandsicher
- R
- umfänglicher
Rand (der zweiten Isolierung 1b)