DE102022105276A1 - METHOD OF MAKING A FIRE RETARDANT CASE, FIRE RETARDANT CASE AND SYSTEM WITH A FIRE RETARDANT CASE - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Herstellen eines brandhemmenden Behälters (100) umfasst einen Schritt des Durchführens und einen Schritt des Auftragens. Im Schritt des Durchführens wird eine Oberflächenbehandlung zumindest einer Oberfläche eines Rohbehälters (110) aus Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast, durchgeführt, um eine behandelte Oberfläche (115) des Rohbehälters (110) zu erzeugen. Im Schritt des Auftragens wird eine brandhemmende Beschichtung (120) auf die behandelte Oberfläche (115) aufgetragen, um den brandhemmenden Behälter (100) herzustellen.A method for producing a fire-retardant container (100) comprises an implementation step and an application step. In the implementation step, a surface treatment is carried out on at least one surface of an unprocessed container (110) made of plastic, in particular made of a thermoplastic, in order to produce a treated surface (115) of the unprocessed container (110). In the application step, a fire retardant coating (120) is applied to the treated surface (115) to produce the fire retardant container (100).
Description
Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines brandhemmenden Behälters, beispielsweise für ein Schienenfahrzeug, auf einen brandhemmenden Behälter und auf ein System mit einem brandhemmenden Behälter, beispielsweise ein Scheibenwischwaschsystem für ein Schienenfahrzeug.The present approach relates to a method for producing a fire-retardant container, for example for a rail vehicle, to a fire-retardant container and to a system with a fire-retardant container, for example a windshield wiper washer system for a rail vehicle.
Gegenwärtige flammhemmende Kunststoffbehälter entsprechen lediglich veralterter Brandschutznormen. Die derzeit eingesetzten Waschwasserbehälter für Scheibenwischwaschsysteme für Schienenfahrzeuge sind, wenn aus Kunststoff, aus einem nicht mehr zugelassenen Material. Daher wird derzeit hauptsächlich eine Metall-Schweißkonstruktion als Alternative eingesetzt.Current flame retardant plastic containers only conform to outdated fire safety standards. If they are made of plastic, the wash water tanks currently used for windshield wiper systems for rail vehicles are made of a material that is no longer permitted. Therefore, currently a welded metal construction is mainly used as an alternative.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe des vorliegenden Ansatzes ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines brandhemmenden Behälters, einen verbesserten brandhemmenden Behälter und ein verbessertes System mit einem brandhemmenden Behälter zu schaffen.Against this background, the object of the present approach is to create an improved method for producing a fire-retardant container, an improved fire-retardant container and an improved system with a fire-retardant container.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines brandhemmenden Behälters, einen brandhemmenden Behälter und ein verbessertes System mit einem brandhemmenden Behälter mit den Schritten bzw. den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is achieved by a method for producing a fire-retardant container, a fire-retardant container and an improved system with a fire-retardant container having the steps or the features of the independent claims.
Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass schnell und einfach ein verbesserter brandschutztauglicher Kunststoffbehälter erzeugt werden kann.The advantages that can be achieved with the approach presented are that an improved plastic container that is suitable for fire protection can be produced quickly and easily.
Ein Verfahren zum Herstellen eines brandhemmenden Behälters weist einen Schritt des Durchführens und einen Schritt des Auftragens auf. Im Schritt des Durchführens wird eine Oberflächenbehandlung zumindest einer Oberfläche eines Rohbehälters aus Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast oder einem Duroplast, durchgeführt, um eine behandelte Oberfläche des Rohbehälters zu erzeugen. Im Schritt des Auftragens wird eine brandhemmende Beschichtung auf die behandelte Oberfläche aufgetragen, um den brandhemmenden Behälter herzustellen.A method for producing a fire-retardant container has an implementation step and an application step. In the performing step, a surface treatment is carried out on at least one surface of an unprocessed container made of plastic, in particular made of a thermoplastic or a duroplastic, in order to produce a treated surface of the unprocessed container. In the application step, a fire retardant coating is applied to the treated surface to produce the fire retardant container.
Der brandhemende Behälter kann beispielsweise im Fahrzeugbereich, beispielsweise für ein Schienenfahrzeug oder einen Lastkraftwagen, oder im Gebäudebereich eingesetzt werden. Bei dem brandhemmenden Behälter, also einem Behälter mit Brandschutz, kann es sich beispielsweise um einen Kunststoffwaschwassertank für ein Scheibenwischwaschsystem für ein Schienenfahrzeug handeln. Der Rohbehälter kann tank- oder kanisterförmig und beispielsweise mit einem Volumen von mindestens 3 dm3, mindestens 5 dm3, mindestens 10 dm3, mindestens 1 qm3 oder mindestens 10 qm3 ausgeformt sein. Im Schritt des Durchführens kann bei der Oberflächenbehandlung eine Aufrauung zumindest der Oberfläche des Rohbehälters erfolgen, um eine aufgeraute Oberfläche des Rohbehälters zu erzeugen. Zusätzlich oder alternativ können bei der Oberflächenbehandlung chemisch polare Strukturen auf der Oberfläche erzeugt werden, zum Beispiel durch Plasma- oder Coronabehandlung oder ähnlicher Verfahren. Alternativ oder zusätzlich zu einer physikalischen Oberflächenbehandlung, wie einer Plasma- oder Corona-Behandlung, kann auch zumindest eine chemische Oberflächenbehandlung durchgeführt werden, beispielsweise unter Verwendung oxidativer Chemikalien. Die Oberflächenbehandlung kann dazu dienen, um eine Bindung der im folgenden Schritt aufgetragenen brandhemmenden Beschichtung an der Oberfläche zu verbessern. Im Schritt des Durchführens kann die Oberflächenbehandlung an mehreren Oberflächen des Rohbehälters durchgeführt werden. Beispielsweise kann im Schritt des Durchführens die Oberflächenbehandlung auch an der gesamten Außenfläche und/oder Innenfläche des Rohbehälters durchgeführt werden.The fire-retardant container can be used, for example, in the vehicle sector, for example for a rail vehicle or a truck, or in the building sector. The fire-retardant container, ie a container with fire protection, can be, for example, a plastic washing water tank for a windshield wiper system for a rail vehicle. The raw container can be tank- or canister-shaped and, for example, with a volume of at least 3 dm 3 , at least 5 dm 3 , at least 10 dm 3 , at least 1 qm 3 or at least 10 qm 3 . In the implementation step, at least the surface of the unprocessed container can be roughened during the surface treatment in order to produce a roughened surface of the unprocessed container. Additionally or alternatively, chemically polar structures can be produced on the surface during the surface treatment, for example by plasma or corona treatment or similar methods. As an alternative or in addition to a physical surface treatment, such as a plasma or corona treatment, at least one chemical surface treatment can also be carried out, for example using oxidative chemicals. The surface treatment can serve to improve bonding of the fire-retardant coating applied in the following step to the surface. In the performing step, the surface treatment may be performed on a plurality of surfaces of the green container. For example, in the performing step, the surface treatment can also be performed on the entire outer surface and/or inner surface of the raw container.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Erzeugens aufweisen, in dem der Rohbehälter unter Verwendung eines Kunststoffmaterials erzeugt wird. Das Kunststoffmaterial kann beispielsweise Polyethylen aufweisen. Derartige Kunststoffbehälter sind schnell, einfach und günstig herstellbar.The method may further include a producing step in which the green container is produced using a plastic material. The plastic material can include polyethylene, for example. Such plastic containers can be produced quickly, easily and inexpensively.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Durchführens als die Oberflächenbehandlung eine Aktivierung zumindest einer Oberfläche des Rohbehälters durchgeführt werden, um die behandelte Oberfläche des Rohbehälters zu erzeugen.According to one embodiment, in the performing step, as the surface treatment, activation of at least one surface of the unprocessed container can be performed in order to produce the treated surface of the unprocessed container.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Durchführens als die Oberflächenbehandlung eine Beflammung zumindest der Oberfläche des Rohbehälters durchgeführt werden, um die behandelte Oberfläche des Rohbehälters zu erzeugen. Eine solche Beflammung dient der Erhöhung der Oberflächenspannung der Oberfläche, also der Aktivierung der Oberfläche. Gegebenenfalls ergibt sich damit zudem eine bessere Klebbarkeit der Oberfläche. So ist ein geeignetes Haften/Adhäsion der brandhemmenden Beschichtung auf dem Rohmaterial sichergestellt. Bei der Beflammung kann beispielsweise eine Propan- oder Acetylen-Flamme mit Sauerstoffüberschuss verwendet werden.According to one embodiment, in the carrying out step, as the surface treatment, a flame treatment can be carried out at least on the surface of the unprocessed container in order to produce the treated surface of the unprocessed container. Such flaming serves to increase the surface tension of the surface, ie to activate the surface. If necessary, this also results in better adhesion of the surface. This ensures proper adhesion of the fire retardant coating to the raw material. For example, a propane or acetylene flame with an excess of oxygen can be used for flaming.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Durchführens als die Oberflächenbehandlung eine chemische Behandlung, insbesondere mit einem Primer, zumindest der Oberfläche des Rohbehälters durchgeführt werden, um die behandelte Oberfläche des Rohbehälters zu erzeugen.According to one embodiment, a chemical treatment, in particular with a primer, can be used as the surface treatment in the carrying out step, at least of the surface of the raw container to produce the treated surface of the raw container.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Durchführens als die Oberflächenbehandlung eine mechanische Behandlung, insbesondere durch Sandstrahlen, zumindest der Oberfläche des Rohbehälters durchgeführt werden, um die behandelte Oberfläche des Rohbehälters zu erzeugen.According to one embodiment, in the performing step, as the surface treatment, a mechanical treatment, in particular by sandblasting, can be performed on at least the surface of the unprocessed container in order to produce the treated surface of the unprocessed container.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Rohbehälter im Schritt des Erzeugens unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens erzeugt werden. Als das Spritzgießverfahren kann ein Spritzgießsonder-Verfahren, z. B. Rotationsformen, beispielsweise ein sogenanntes „Rotomold“, oder Rotationsluftstrahlen oder Rotationsblasen, beispielsweise ein sogenanntes „Blowmold“, u.a. zu einem Behälter verschweißte Kunststoffplattenware, alle möglichen Herstellmethoden, sowie die Kombination mehrerer Verfahren miteinander, zur Herstellung von Kunststoffbehältnissen (Tank, Kanister), durchgeführt werden. So kann schnell und einfach ein Rohbehälter aus beispielsweise Thermoplast entstehen.According to one embodiment, the raw container can be produced in the production step using an injection molding process. As the injection molding method, a special injection molding method, e.g. B. Rotational moulding, for example a so-called “rotomold”, or rotary air jets or rotary blowing, for example a so-called “blow mold”, including plastic sheet goods welded to form a container, all possible manufacturing methods and the combination of several processes with each other for the production of plastic containers (tank, canister) , be performed. In this way, a raw container made of thermoplastic, for example, can be created quickly and easily.
Die brandhemmende Beschichtung kann auf einem 1-Komponenten-System oder auf einem 2-Komponenten-System, beispielsweise Harz- und Härterkomponentebasieren. Somit kann im Schritt des Auftragens als die brandhemmende Beschichtung beispielsweise eine 1-komponentige Masse oder eine 2-komponentige polyurethan basierte Masse auf die behandelte Oberfläche aufgetragen werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine intumeszierende 2-komponentige polyurethan basierte Masse handeln. Ein solches Material zeichnet sich durch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen klimatische sowie mechanische Einflüsse aus.The fire-retardant coating can be based on a 1-component system or on a 2-component system, for example resin and hardener components. Thus, in the application step, a 1-component mass or a 2-component polyurethane-based mass can be applied to the treated surface as the fire-retardant coating. This can, for example, be an intumescent 2-component polyurethane-based mass. Such a material is characterized by high resistance to climatic and mechanical influences.
Beispielsweise kann im Schritt des Auftragens auf die behandelte Oberfläche die brandhemmende Beschichtung aufgetragen werden, die Harz und/oder einen Härter aufweist. Ein Mischungsverhältnis in Gewicht-% kann beispielsweise 100 Teile Harz zu 12,5 Teilen Härter sein. Ein Mischungsverhältnis in Volumen-% kann 100 Teile Harz zu 13,5 Teilen Härter sein. Dies kann eine Beschichtung mit besonders guten brandhemmenden Eigenschaften ermöglichen.For example, the fire-retardant coating, which has resin and/or a hardener, can be applied to the treated surface in the application step. A mixing ratio in % by weight can be, for example, 100 parts resin to 12.5 parts hardener. A mix ratio in volume % can be 100 parts resin to 13.5 parts hardener. This can enable a coating with particularly good fire-retardant properties.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn im Schritt des Auftragens auf die behandelte Oberfläche die brandhemmende Beschichtung aufgetragen wird, die eine Wärmeleitfähigkeit von im Wesentlichen 1,0 W/(m*K) aufweist. Eine solch geringe Wärmeleitfähigkeit ermöglicht gute brandhemmende Eigenschaften.It is also advantageous if the fire-retardant coating, which has a thermal conductivity of essentially 1.0 W/(m*K), is applied to the treated surface in the application step. Such low thermal conductivity allows for good fire retardant properties.
Beispielsweise kann im Schritt des Auftragens die brandhemmende Beschichtung im Airless-Verfahren, mittels Druckluft, durch Streichen oder Rollen oder Tauchen auf die behandelte Oberfläche aufgetragen werden. Beim Airless-Verfahren kann das Spritzmaterial ohne Luftzufuhr durch hohen Druck zerstäubt und auf die Oberfläche aufgebracht werden, eine Düsenbohrung kann hierbei > 0,127 cm betragen. Bei dem Einsatz von Druckluft kann eine Düsenbohrung beispielsweise 4 mm betragen. Streichen oder Rollen ist durch den Zusatz von Lösungsmitteln möglich.For example, in the application step, the fire-retardant coating can be applied to the treated surface using an airless method, using compressed air, by brushing or rolling or by dipping. The airless process allows the spray material to be atomized under high pressure and applied to the surface without air supply, a nozzle bore can be > 0.127 cm. When using compressed air, a nozzle bore can be 4 mm, for example. Brushing or rolling is possible by adding solvents.
Im Schritt des Auftragens kann die brandhemmende Beschichtung mit einer Schichtstärke von mindestens 300 µm aufgetragen werden. Beispielsweise kann im Schritt des Auftragens die brandhemmende Beschichtung mit einer Schichtstärke von mindestens 500 µm bis 3000 µm oder maximal 5000 µm aufgetragen werden. Eine derartige Dicke begünstigt die brandhemmende Wirkung.In the application step, the fire-retardant coating can be applied with a layer thickness of at least 300 µm. For example, in the application step, the fire-retardant coating can be applied with a layer thickness of at least 500 μm to 3000 μm or at most 5000 μm. Such a thickness favors the fire-retardant effect.
Ein brandhemmender Behälter für ein Schienenfahrzeug weist einen Rohbehälter mit zumindest einer behandelten Oberfläche und eine brandhemmende Beschichtung auf. Der Rohbehälter ist aus Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast ausgeformt. Die behandelte Oberfläche des Rohbehälters wurde unter Verwendung einer Oberflächenbehandlung zumindest einer Oberfläche des Rohbehälters erzeugt. Die brandhemmende Beschichtung ist auf der behandelten Oberfläche angeordnet.A fire-retardant container for a rail vehicle has a raw container with at least one treated surface and a fire-retardant coating. The raw container is formed from plastic, in particular from a thermoplastic. The treated surface of the green container was produced using a surface treatment of at least one surface of the green container. The fire retardant coating is placed on the treated surface.
Gemäß einer Ausführungsform kann der brandhemmende Behälter als ein Waschwassertank für ein Scheibenwischwaschsystem, beispielsweise für ein Schienenfahrzeug, ausgeformt sein.According to one embodiment, the fire-retardant container can be designed as a washing water tank for a windshield wiper washing system, for example for a rail vehicle.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der brandhemmende Behälter als ein Kondensatbehälter für ein Luftversorgungssystem ausgeformt sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der brandhemmende Behälter als ein Kondensatbehälter für eine Druckluftanlage beispielsweise eines Schienenfahrzeuges ausgeformt sein.According to another embodiment, the fire-retardant container can be designed as a condensate container for an air supply system. According to another embodiment, the fire-retardant container can be designed as a condensate container for a compressed air system, for example of a rail vehicle.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der brandhemmende Behälter als ein Fäkalienbehälter für ein Toilettensystem ausgeformt sein.According to another embodiment, the fire-retardant container can be shaped as a faecal container for a toilet system.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der brandhemmende Behälter als ein Betriebsmittelbehälter oder ein Treibstoffbehälter für beispielsweise ein Schienenfahrzeug, Kraftfahrzeug oder eine Hausanlage ausgeformt sein.According to another embodiment, the fire-retardant container can be shaped as an operating material container or a fuel container for, for example, a rail vehicle, motor vehicle or domestic system.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der brandhemmende Behälter als ein Trinkwasserbehälter, Brauchwasserbehälter oder Grauwasserbehälter ausgeformt sein.According to another embodiment, the fire-retardant tank can be formed as a drinking water tank, service water tank or gray water tank.
Ein Scheibenwischwaschsystem für ein Schienenfahrzeug weist den vorangehend beschriebenen brandhemmenden Behälter in einer der beschriebenen Varianten auf. Das Scheibenwischwaschsystem kann ferner eine Füllkappe zum Einfüllen von Fluid in den brandschutzhemmen Behälter, eine Pumpe zum Pumpen des Fluids aus dem brandhemmenden Behälter zu einem Wischarm, den Wischarm, einen Wischer-Antrieb zum Antreiben des Wischarms und/oder eine elektronische Kontrolleinheit zum Ansteuern des Scheibenwischwaschsystems aufweisen.A windshield wiper/wash system for a rail vehicle has the fire-retardant container described above in one of the variants described. The windscreen wiper/wash system can also have a filler cap for filling fluid into the flame-retardant container, a pump for pumping the fluid from the fire-retardant container to a wiper arm, the wiper arm, a wiper drive for driving the wiper arm, and/or an electronic control unit for controlling the windshield wiper/wash system exhibit.
Ein Luftversorgungssystem weist den vorangehend beschriebenen brandhemmenden Behälter in einer der beschriebenen Varianten auf.An air supply system has the fire-retardant container described above in one of the variants described.
Ein Toilettensystem weist den vorangehend beschriebenen brandhemmenden Behälter in einer der beschriebenen Varianten auf.A toilet system has the fire-retardant container described above in one of the variants described.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen seitlichen Querschnitt eines brandhemmenden Behälters gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug; -
2 einen seitlichen Querschnitt eines brandhemmenden Behälters gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
3 eine schematische Darstellung eines Scheibenwischwaschsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug; und -
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Herstellen eines brandhemmenden Behälters für ein Schienenfahrzeug.
-
1 a lateral cross-section of a fire-retardant container according to an embodiment for a rail vehicle; -
2 a side cross-section of a fire-retardant container according to an embodiment; -
3 a schematic representation of a windshield wiper washer system according to an embodiment for a rail vehicle; and -
4 a flowchart of a method according to an embodiment for producing a fire-retardant container for a rail vehicle.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable exemplary embodiments of the present approach, the same or similar reference symbols are used for the elements which are shown in the various figures and have a similar effect, with a repeated description of these elements being dispensed with.
Lediglich beispielhaft ist der brandhemmende Behälter 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel in oder an dem Schienenfahrzeug 105 angeordnet. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der brandhemmende Behälter 100 im Zusammenhang mit einem anderen Fahrzeug, beispielsweise mit einem Nutzfahrzeug oder einem anderen Kraftfahrzeug, oder einer Hausanlage, beispielsweise einer Heizungsanlage, und/oder als Kondensatbehälter für ein Bremssystem oder Luftversorgungssystem, oder in anderen Anwendungsbereichen einsetzbar. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der brandhemmende Behälter 100 beispielsweise als ein Betriebsmittelbehälter, Treibstoffbehälter, Fäkalienbehälter, Brauchwasserbehälter oder Grauwasserbehälter einsetzbar.The fire-
Der brandhemmende Behälter 100 weist einen Rohbehälter 110 mit zumindest einer behandelten Oberfläche 115 und eine brandhemmende Beschichtung 120 auf. Der Rohbehälter 110 ist aus Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast ausgeformt. Die behandelte Oberfläche 115 des Rohbehälters 110 wurde unter Verwendung einer Oberflächenbehandlung zumindest einer Oberfläche des Rohbehälters 110 erzeugt. Die brandhemmende Beschichtung 120 ist auf der behandelten Oberfläche 115 angeordnet.The fire-
Lediglich beispielhaft ist der Rohbehälter 110 gemäß diesem Ausführungsbeispiel tankförmig oder kanisterförmig ausgeformt, hier beispielhaft als ein rechteckig ausgeformter Behälter ausgeformt. Der Rohbehälter 110 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Innenraum 125 zur Aufnahme eines flüssigen, festen und/oder gasförmigen Mediums auf. Ein Aufnahmevolumen des Innenraum 125 beträgt gemäß einem Ausführungsbeispiel mehrere Liter, beispielsweise mindestens 3 I. Der Rohbehälter 110 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mehrere winkelig, hier beispielhaft rechtwinkelig oder parallel, zueinander angeordnete Wände 130 auf, von welchen gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest eine die behandelte Oberfläche 115 aufweist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weisen mehrere der Wände 130, hier beispielsweise alle Wände 130, eine derartige behandelte Oberfläche 115 mit der brandhemmenden Beschichtung 120 auf. Die behandelte Oberfläche 115 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel an einer dem Innenraum 125 abgewandten Außenfläche der Wand 130 angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die brandhemmende Beschichtung 120 direkt, also unmittelbar, auf der behandelten Oberfläche 115 aufgetragen angeordnet.The
Die behandelte Oberfläche 115 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine mittels eines Aufrauungsprozesses erzeugte aufgeraute Oberfläche des Rohbehälters 110 ausgeformt. Zusätzlich oder alternativ weist die behandelte Oberfläche 115 nach der Oberflächenbehandlung chemisch polare Strukturen auf.According to this embodiment, the treated
Der hier vorgestellte brandhemmende Behälter 100 realisiert einen brandschutztauglichen Kunststoffbehälter. Der brandhemmende Behälter 100 ist als Kondensatbehälter für beispielsweise sogenannte „Air Supply Projekte“, also zur Bereitstellung und intelligenten Verteilung von Druckluft an verschiedene Verbraucher im Fahrzeug, beispielsweise im Zusammenhang mit einem Bremssystem, einsetzbar. Alternativ ist der brandhemmende Behälter 100, wie hier dargestellt, als Kunststofftank im Schienenfahrzeug 105 einsetzbar.The fire-
Anders als andere Werkstoffe, erfüllten die Werkstoffe des brandhemmenden Behälters 100 in ausreichendem Umfang die benötigten Eigenschaften in Bezug auf mechanische Belastungen, wie z. B. Steinschlagfestigkeit, Druckstabilität und Vibrationsbeständigkeit, sowie in Bezug auf eine ausreichende Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, wie z. B. UV-Belastung, über den Gesamtlebensdauerzeitraum des Produktes.Unlike other materials, the materials of the fire-
Anders als bisher angebotene, flammhemmende Kunststoffbehälter, welche lediglich veralterten Brandschutznormen entsprechen, entspricht der hier vorgestellte brandhemmende Behälter 100 erweiterten, aktuellen Brandschutzanforderungen.Unlike the previously offered flame-retardant plastic containers, which only correspond to outdated fire protection standards, the fire-
Die hohen Anforderungen an den Brandschutz von Kunststoffbehältern u. a. im Schienenfahrzeugbau werden durch diese Adaptionen, bzw. den brandhemmenden Behälter 100, erfüllt.The high fire protection requirements for plastic containers, e.g. in rail vehicle construction are met by these adaptations, or the fire-
Gegenüber alternativen Möglichkeiten wie eine Einhausung mit Blech, ein Behälter aus geschweißtem Plattenmaterial, oder ein Verkleben von brandhemmenden Platten, ist der hier vorgestellte brandhemmende Behälter 100 besonders wirtschaftlich.The fire-
Der brandhemmende Behälter 100 verfügt weiterhin über eine sehr große Formfreiheit, eine mechanische Festigkeit, Basis Substratmaterial, ist über den Behälter 100, unabhängig von der Geometrie, konstant. Die Wirtschaftlichkeit im Bereich der Herstellung ist hierbei auf einem besseren Niveau als bei anderen Verfahren. Zusätzlich ist eine relativ einfache Reparaturmöglichkeit des Materialverbundes des Behälters 100 realisierbar.The fire-
Der hier vorgestellte Ansatz besteht darin, einen Rohbehälter 110 in Form eines Kunststoffbehälters, welcher beispielsweise hergestellt wurde mit einem Spritzgießsonder-Verfahren z. B. Rotomold oder Blowmold, aus beispielweise einem Polyethylen, durch eine geeignete Oberflächenvorbehandlung, in diesem Fall beispielhaft Beflammung, für den nachfolgenden Auftrag der brandhemmenden Beschichtung 120 vorzubereiten. Der nachfolgende Auftrag mit der brandhemmenden Beschichtung 120 führt zu einem verbesserten brandschutztauglichen Kunststoffbehälter. Durch das Beflammen eines thermoplastischen Kunststoffes wird dessen Oberflächenspannung erhöht, was zu einer besseren Klebbarkeit oder Haftung führt. Das Beflammen ist geeignet für den Rohbehälter 110, der gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen thermoplastische Polymere wie z. B. Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP) und/oder Polyamide (PA), und/oder auch andere Kunststoffe aufweist. Vor dem Beflammen sind die Oberflächen der Wände 130 gemäß einem Ausführungsbeispiel gereinigt und entfettet worden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wurde beim Beflammen eine Propan- oder Acetylen-Flamme mit Sauerstoffüberschuss verwendet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgte beispielsweise ein Entlangführen der Kunststoffoberfläche unter der Flamme. Bei der Beflammung entstehen eine sichtbare Aufrauung bei glänzenden Oberflächen und/oder chemisch polare Strukturen in der Oberfläche, was zur Erhöhung der Oberflächenspannung führt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wurde sofort nach dem Beflammen die brandhemmenden Beschichtung 120 auf die beflammte Oberfläche 115 aufgebracht, da der Vorbehandlungseffekt sehr schnell abklingt.The approach presented here is a
Die Beschichtung 120 weist gemäß einem Ausführungsbeispiel eine intumeszierende 2-komponentige polyurethan basierte Masse auf, welche eine Brandschutzabschottung in Schienenfahrzeugen erzielt. Es wurde durch Tests ermittelt, dass die Oberflächenvorbereitung durch Beflammung gemäß einem Ausführungsbeispiel erforderlich ist, sonst ist kein geeignetes Haften, auch „Adhäsion“ genannt, auf dem Rohmaterial gewährleistet. Der Einsatz eines Haftvermittlers ist vorteilhafterweise nicht erforderlich. Die Schichtstärke der brandhemmenden Beschichtung 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt mindestens 500 µm, bis beispielsweise 3000 µm oder maximal 5000 µm.According to one exemplary embodiment, the
Der brandhemmende Behälter 100 realisiert einen geeigneten und definierten Materialverbund unter wirtschaftlich vertretbaren Aspekten, welcher die oben genannten Anforderungen wie Brandschutz, hohe Formfreiheit, mechanische Festigkeit und die geforderte Lebensdauer erfüllt. Ebenso ist eine einfache Reparatur des gegenständlichen Materialverbundes des Behälters 100 ermöglicht.The fire-
Die praktische Anwendung/Verwendung des brandhemmenden Behälters 100 liegt bei Kunststoffbehältnissen mit hohen Brandschutzanforderungen,The practical application/use of the fire-
Zusammengefasst können dank des brandhemmenden Behälters 100 bei einem Kunststoffbehälter hohe Brandschutzanforderungen, große Formfreiheit, wirtschaftliche Herstellbarkeit, hohe mechanische Festigkeiten, eine hohe Lebensdauer und einfache Reparaturmöglichkeiten erzielt werden.In summary, thanks to the fire-
Der Rohbehälter weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Substrat 200 aus Thermoplast auf. Die behandelte Oberfläche ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine mittels der in
Die brandhemmende Beschichtung 120 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein 2-komponentiges polyurethan basiertes Material auf. Es eignet sich besonders für den äußeren Anwendungsbereich. Dieses Material zeichnet sich durch seine hohe Widerstandsfähigkeit gegen klimatische sowie mechanische Einflüsse aus.According to this exemplary embodiment, the fire-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die brandhemmende Beschichtung 120 eine erste Komponente A, welche hier beispielhaft Harz ist, und/oder eine zweite Komponente B, welche hier beispielhaft ein Härter ist.According to this exemplary embodiment, the fire-
Eine Harz-Dichte beträgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel bei +20°C 1,32 bis 1,36 kg/m3. Eine Härter-Dichte beträgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel bei +20°C 1,22 bis 1,24 kg/m3. Harz und/oder Härter weisen gemäß diesem Ausführungsbeispiel je eine Wärmeleitfähigkeit von im Wesentlichen 1,0 W/(m*K) auf.According to this exemplary embodiment, a resin density at +20° C. is 1.32 to 1.36 kg/m 3 . According to this exemplary embodiment, a hardener density at +20° C. is 1.22 to 1.24 kg/m 3 . According to this exemplary embodiment, resin and/or hardener each have a thermal conductivity of essentially 1.0 W/(m*K).
Eine Viskosität des Harzes weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ca. 25.000 mPa*s bei +50°C auf. Eine Viskosität des Härters weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ca. 100 mPa*s bei +20°C auf.According to this exemplary embodiment, the viscosity of the resin is approximately 25,000 mPa*s at +50°C. According to this exemplary embodiment, the viscosity of the hardener is approximately 100 mPa*s at +20°C.
Ein Mischungsverhältnis in Gewicht-% beträgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel 100 Teile Harz zu 12,5 Teilen Härter. Ein Mischungsverhältnis in Volumen-% beträgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel 100 Teile Harz zu 13,5 Teilen Härter.According to this exemplary embodiment, a mixing ratio in % by weight is 100 parts of resin to 12.5 parts of hardener. According to this exemplary embodiment, a mixing ratio in volume percent is 100 parts of resin to 13.5 parts of hardener.
Eine Verarbeitung bei der brandhemmenden Beschichtung 120 bei beispielsweise mindestens +5°C / < 85 % relativer Luftfeuchtigkeit erfolgt gemäß einem Ausführungsbeispiel folgendermaßen:
- Es wird sichergestellt, dass ein Untergrund, hier also die
beflammte Substratschicht 205, frei von Verunreinigungen ist. Zur leichteren Verarbeitung wird gemäß einem Ausführungsbeispiel die erste Komponente A auf +50°C temperiert, wobei vor der Verarbeitung die erste Komponente A gut aufgerührt wurde. Komponente A und B wurden im genauen Gewichtsverhältnis sehr gut durchmischt. Die Applikation erfolgt bevorzugt im Airless-Verfahren, beispielsweise mit einer Düsenbohrung von >0,127 cm. - In einem alternativen Verarbeitungsverfahren wird zur Applikation Druckluft eingesetzt, beispielsweise mit einer Düsenbohrung von 4 mm, oder es wird die
brandhemmende Beschichtung 120 mittels Streichen oder Rollen, beispielsweise mit dem Zusatz von Lösungsmittel, oder Tauchen, appliziert. Der ersten Komponente A wurde gemäß einem Ausführungsbeispiel Ethylacetat oder Xylol zugesetzt. Eine Topfzeit beträgt gemäß einem Ausführungsbeispiel ca. 10 Minuten bei beiden Komponenten A und B bei +20°C, oder alternativ ca. 8 Minuten, wenn die erste Komponente A auf +50°C temperiert wurde. Eine Aushärtezeit bei +20°C beträgt < 24 Stunden, bis diebeflammte Substratschicht 205 belastbar ist. Eine Temperaturbeständigkeit der beflammten Substratschicht 205 beträgt im Betrieb -25°C bis +60°C.
- It is ensured that a substrate, in this case the flame-treated
substrate layer 205, is free from contamination. For easier processing, according to one exemplary embodiment, the first component A is heated to +50° C., with the first component A being stirred well before processing. Components A and B were mixed very well in the exact weight ratio. Application is preferably carried out using the airless method, for example with a nozzle bore of >0.127 cm. - In an alternative processing method, compressed air is used for application, for example with a nozzle bore of 4 mm, or the fire-
retardant coating 120 is applied by brushing or rolling, for example with the addition of solvent, or by dipping. According to one exemplary embodiment, ethyl acetate or xylene was added to the first component A. According to one exemplary embodiment, a pot life is approx. 10 minutes for both components A and B at +20°C, or alternatively approx. 8 minutes if the first component A has been heated to +50°C. A curing time at +20° C. is <24 hours until the flame-treatedsubstrate layer 205 can be loaded. A temperature resistance of the flame-treatedsubstrate layer 205 is -25°C to +60°C during operation.
Im Folgenden wird ein Beispielverbrauch beschrieben:
- Harz: Festkörper (Gew.): 100 %, Auftragsmenge [g/m2]: 1.320 g/m2
- Härter: Schichtdicke [µm] Nass: 1.000 µm, Trocken: 1.000 µm
- Resin: solids (wt.): 100%, application quantity [g/m 2 ]: 1,320 g/m 2
- Hardener: layer thickness [µm] wet: 1,000 µm, dry: 1,000 µm
Die geforderte Trockenschichtdicke variiert in Abhängigkeit von den Brandschutzanforderungen und brandschutztechnischen Eigenschaften der zu schützenden Konstruktionen.The required dry layer thickness varies depending on the fire protection requirements and fire protection properties of the structures to be protected.
Das Produkt, also der brandhemmende Behälter 100, erfüllt die erweiteren Anforderungen an den Brandschutz.The product, i.e. the fire-
Der brandhemmende Behälter 100 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein brandschutztauglicher Waschwassertank 305 des Scheibenwischwaschsystems 300 ausgeformt.According to this exemplary embodiment, the fire-
Das Scheibenwischwaschsystem 300 weist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Füllkappe 310 zum Einfüllen von Waschwasser in den Waschwassertank 305, eine Pumpe 315 zum Pumpen des Waschwassers aus dem Waschwassertank 305 zu einem Wischarm 320, den Wischarm 320 zum Reinigen einer Scheibe 322 des Schienenfahrzeugs, einen Wischer-Antrieb 325 zum Antreiben des Wischarms 320 und/oder eine elektronische Kontrolleinheit 330 zum Ansteuern des Scheibenwischwaschsystems 300 auf. Der Wischer-Antrieb 325 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel als ein elektro-pneumatischer Antrieb ausgeformt. Die Pumpe 315 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel an und/oder in dem brandhemenden Behälter/Waschwassertank 305 angeordnet.The windshield wiper/
Ein Schlauch 335 verbindet gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Füllkappe 335 fluidisch mit dem Waschwassertank 305 und/oder ein weiterer Schlauch 335 verbindet gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Waschwassertank 305 fluidisch mit dem Wischarm 320.According to this exemplary embodiment, a
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der brandhemme Behälter 100 im Zusammenhang mit einem Luftversorgungssystem oder Toilettensystem für beispielsweise ein Schienenfahrzeug, Kraftfahrzeug oder eine Hausanlage einsetzbar.According to an alternative exemplary embodiment, the fire-
Das Verfahren 400 weist einen Schritt 405 des Durchführens und einen Schritt 410 des Auftragens auf. Im Schritt 405 des Durchführens wird eine Oberflächenbehandlung zumindest einer Oberfläche eines Rohbehälters aus Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast, durchgeführt, um eine behandelte Oberfläche des Rohbehälters zu erzeugen. Im Schritt 410 des Auftragens wird eine brandhemmende Beschichtung auf die behandelte Oberfläche aufgetragen, um den brandhemmenden Behälter herzustellen.The
Optional weist das Verfahren 400 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ferner einen Schritt 415 des Erzeugens auf, in dem der Rohbehälter unter Verwendung eines Kunststoffmaterials erzeugt wird. Beispielsweise wird der Rohbehälter gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Schritt 415 des Erzeugens unter Verwendung eines Spritzgießverfahrens erzeugt. Der Schritt 415 des Erzeugens wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel vor dem Schritt 405 des Durchführens durchgeführt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 405 des Durchführens als die Oberflächenbehandlung eine Beflammung, Aktivierung, chemische Behandlung und/oder mechanische Behandlung zumindest der Oberfläche des Rohbehälters durchgeführt, um die behandelte Oberfläche des Rohbehälters zu erzeugen. Im Schritt 410 des Auftragens wird gemäß einem Ausführungsbeispiel die brandhemmende Beschichtung mit einer Schichtstärke von mindestens 300 µm oder mindestens 500 µm aufgetragen.Optionally, the
Anders als bei anderen Herstellverfahren wie z. B. der Verarbeitung von brandhemmend ausgerüsteten Kunststoffplattenmaterial, der Einhausung von Kunststofftanks mittels Metallhülle, der Herstellung eines Behälters aus Metall, oder der Anbringung von brandhemmenden Isolationsmaterialien auf einen Kunststoffbehälter, ist bei dem hier vorgestellten Verfahren 400 die Herstellung komplexerer Geometrien in vielfältigem Ausmaß gegeben.Unlike other manufacturing processes such as B. the processing of fire-retardant plastic plate material, the housing of plastic tanks with a metal shell, the production of a container made of metal, or the attachment of fire-retardant insulation materials on a plastic container, the production of more complex geometries in a variety of dimensions is given in the
BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE LIST
- 100100
- brandhemmender Behälterfire retardant container
- 105105
- Schienenfahrzeugrail vehicle
- 110110
- Rohbehälterraw container
- 115115
- behandelte Oberflächetreated surface
- 120120
- brandhemmende Beschichtungfire retardant coating
- 125125
- Innenrauminner space
- 130130
- Wand Wall
- 200200
- Substratsubstrate
- 205205
- beflammte Substratschicht flamed substrate layer
- 300300
- Scheibenwischwaschsystemwindshield wiper wash system
- 305305
- Waschwassertankwashing water tank
- 310310
- Füllkappefiller cap
- 315315
- Pumpepump
- 320320
- Wischarmwiper arm
- 322322
- Scheibedisc
- 325325
- Wischer-Antriebwiper drive
- 330330
- elektronische Kontrolleinheitelectronic control unit
- 335335
- Schlauch Hose
- 400400
- Verfahren zum Herstellen eines brandhemmenden Behälters für ein SchienenfahrzeugMethod of manufacturing a fire-retardant container for a rail vehicle
- 405405
- Schritt des Durchführensstep of performing
- 410410
- Schritt des Auftragensstep of application
- 415415
- Schritt des Erzeugensstep of creating
Claims (15)
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