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Die
vorliegende Erfindung betrifft Metallgehäuseelemente sowie daraus hergestellte
Metall-Brandschutzgehäuse
insbesondere für
Elektro- und Installationsverteiler.
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Brandschutzgehäuse für Elektro-
und Installationsverteiler sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen
aus der Praxis bekannt. Handelsübliche Brandschutzgehäuse bestehen üblicherweise
aus Kalziumsilkatplatten oder Kalziumsulfatplatten (z. B. Gipsfaserplatten)
oder Kombinationen daraus. Die Brandschutzwirkung derartiger Platten
beruht darauf, dass in dem Plattenmaterial gebundenes Kristallwasser
im Brandfall zunächst
verdampft und währenddessen
die Temperatur nicht über
100°C ansteigt. Dieser
Vorgang hemmt das Feuer und nimmt ihm Intensität, sodass sich der Brandfortschritt
wesentlich verzögern
lässt.
Um eine ausreichend lang anhaltende Brandschutzsicherheit von über 30 Minuten
zu erhalten, werden zur Herstellung von Brandschutzgehäusen oftmals
Platten mit einer Stärke
von über
20 mm benötigt.
Daher weisen aus derartigen Platten bestehende Gehäuse im Allgemeinen
ein hohes Gewicht auf und erfordern einen hohen Platzbedarf.
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Weiterhin
sind intumeszierende Materialien bekannt. Unter intumeszierenden
Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Materialien
zu verstehen, die unter Einwirkung von Feuer oder Hitze bei Überschreitung
einer für
das jeweilige Material charakteristischen Expansionstemperatur expandieren,
z. B. sich ausdehnen, quellen oder schäumen. Intumeszierende Materialien
werden im Brandschutz beispielsweise zum Beschichten von Kabeldurchführungen
verwendet.
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Demgegenüber liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Brandschutzgehäuseelemente
und daraus hergestellte Brandschutzgehäuse zu schaffen, die einen
geringen Raumbedarf und ein geringes Eigengewicht aufweisen.
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Zur
Lösung
der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird ein
Metallgehäuseelement
mit einer mindestens einseitig aufgebrachten Beschichtung aus intumeszierendem
Material vorgeschlagen. Gegenüber
bekannten Brandschutzplatten aus Kalziumsilikat- oder Kalziumsulfatmaterialien
kann bei Verwendung der erfindungsgemäßen Metallgehäuseelemente
mit einer intumeszierenden Beschichtung eine Gewichtsersparnis von über 50%
erreicht werden. Aus erfindungsgemäßen Metallgehäuseelementen
gefertigte Gehäuse
haben zudem einen geringeren Platzbedarf und sind mechanisch stärker belastbar
als vergleichbare Gehäuse
aus Kalziumsilikat- oder
Kalziumsulfatmaterialien.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
dass auf beiden Seiten des Metallgehäuseelements jeweils eine Beschichtung
aus intumeszierendem Material aufgebracht ist. Das Metallgehäuseelement
und auch ein durch das Metallgehäuseelement
geschützter
Bereich können
dadurch gegen eine Brandeinwirkung auf beiden Seiten geschützt werden.
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Um
den Innenraum eines aus Metallgehäuseelementen gebildeten Metallgehäuses vor
einer äußeren Brandeinwirkung
schützen
zu können
ist vorgesehen, dass eine erste Seite des Metallgehäuseelements
eine Beschichtung aus intumeszierendem Material mit einer ersten
Expansionstemperatur aufweist und eine zweite Seite des MEtallgehäuseelements
eine Beschichtung aus intumeszierendem Material mit einer zweiten
Expansionstemperatur aufweist. Die Expansionstemperatur der an der
Außenseite
des Metallgehäuses
angeordneten Beschichtung ist zweckmäßigerweise geringer als die Expansionstemperatur
der an der Innenseite des Metallgehäuses angeordneten Beschichtung,
so dass bei einer äußeren Brandeinwirkung
zunächst
die Beschichtung an der Außenseite
expandiert und eine brandhemmende und hitzeabweisende Barriere bildet.
Erst wenn durch die Brandeinwirkung die Temperatur auch auf der
Innenseite des Metallgehäuses weiter
ansteigt, expandiert auch die Beschichtung auf der Innenseite des
Metallgehäuses
und bewirkt eine zusätzliche
brandhemmende sowie eine weitere Temperaturerhöhung im Innenraum verzögernde Schutzschicht.
In dem Innenraum angeordnete elektronische Komponenten und Bauteile
können
auf diese Weise über
einen längeren
Zeitraum funktionstüchtig
bleiben, bevor die Temperatur im Innenraum einen kritischen Wert übersteigt
und die elektronischen Komponenten ausfallen.
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Vorteilhafterweise
ist die mindestens eine Beschichtung aus intumeszierendem Material
zudem elastisch. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Beschichtung
auch bei einer mit der Verarbeitung des Metallgehäuseelement
zu einem Brandschutzgehäuse
einhergehenden Verformung nicht reißt und somit keine Beschichtungslücken oder
-risse entstehen können.
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In
besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die Beschichtung
aus intumeszierendem Material auf einer zum Gehäuseinneren zugewandten Seite
eine solche Stärke
auf, dass das intumeszierende Material im expandierten Zustand ein unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Metallgehäuseelements
hergestelltes Gehäuse
im Wesentlichen vollständig
ausfüllt.
Bei einer Brandeinwirkung von innen wird das Gehäuse durch das expandierende
intumeszierende Material vollständig
ausgefüllt, die
in dem Gehäuse
befindlichen Geräte
werden von dem expandierten intumeszierenden Material umschlossen
und alle Spalten abgedichtet. Das Austreten von Rauch, Gasen, Flammen
und Dampf wird dadurch wirksam verhindert. Der Brandherd verliert
die Sauerstoffzufuhr und wird erstickt.
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Typische
erfindungsgemäß geeignete
Beschichtungsstärken
des intumeszierenden Materials können
im Bereich von 0,1 bis 6 mm in Abhängigkeit von den Abmessungen
und der Anzahl der beschichteten Gehäusewandelemente des zu fertigenden
Gehäuses
liegen.
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Ein
erfindungsgemäß besonders
geeignetes Metallmaterial ist Stahlblech. Die Gesamtstärke eines
Stahlblech- Gehäuseelements
mit einer intumeszierenden Beschichtung kann bevorzugt im Bereich von
3 mm bis 6 mm liegen.
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Geeignete
intumeszierende Materialien sind Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt.
Besonders bevorzugt für
die Herstellung von Brandschutzgehäusen für Elektro- und Installationseinrichtungen, aber
auch für
andere Anwendungen sind intumeszierende Materialien, deren Expansionstemperatur
im Bereich von 100 bis 120°C
liegt.
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Die
erfindungsgemäßen Metallgehäuseelemente
sind insbesondere für
die Herstellung von Brandschutzgehäusen geeignet, wobei das Metallgehäuseelement
wenigstens ein Wandelement des Gehäuses bildet, das so angeordnet
ist, dass die mit intumeszierendem Material beschichtete Seite des
Metallgehäuseelements
in den Innenraum des Gehäuses
weist. Erfindungsgemäße Metallgehäuseelemente
können
selbstverständlich
auch Tür-
oder Klappenelemente oder andere, für den jeweiligen Gehäusetyp benötigte Bauelemente
sein.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch Metallgehäuse, welche aus wenigstens
einem erfindungsgemäßen Metallgehäuseelement
hergestellt sind. Wenn die mit intumeszierendem Material beschichtete
Seite des Metallgehäuseelements
in den Innenraum des Metallgehäuses
weist, kann das Metallgehäuse
einen besonders wirksamen Schutz bei in dem Innenraum auftretenden
Brandherden bieten. Bei einer äußeren Beschichtung
sowie bei einer beidseitigen Beschichtung kann bei einem außerhalb
des Metallgehäuses
befindlichen Brandherd ein funktionserhaltender Schutz der in dem
Innenraum befindlichen Elektro- und Installationseinrichtungen über einen
langen Zeitraum bewirkt werden.
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Aufgrund
der Verwendung der vorbeschichteten Metallgehäuseelemente zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Metall-Brandschutzgehäuse weist dieses
im Gegensatz zu einem nachträglich
beschichteten Gehäuse
eine definierte und besonders gleichmäßige, intumeszierende innere
Beschichtung auf, welche auch Kanten- und Eckbereiche vollständig umfasst.
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Besonders
vorteilhafterweise weist das erfindungsgemäße Metallgehäuse überlappende
Kantenbereiche auf. Dadurch wird gewährleistet, dass auch Kantenverbindungen
im Brandfall durch das expandierende intumeszierende Material zuverlässig lückenlos
abgedichtet werden.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung und der Zeichnung.
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Darin
zeigen
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1 eine
Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Metall-Brandschutzgehäuses bei
Ausbruch eines Brandes in einem Innenraum des Metall-Brandschutzgehäuses und
nach erfolgter Expansion der intumeszierenden Beschichtung,
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2 eine
Schnittansicht eines abweichend ausgestalteten Metall-Brandschutzgehäuses bei Ausbruch
eines Brandes in einem Innenraum des Metall-Brandschutzgehäuses, nach
erfolgter Expansion der intumeszierenden Beschichtung an der Außenseite
sowie nach erfolgter Expansion der intumeszierenden Beschichtung
an der Innenseite, und
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3 eine
vergrößerte Teilschnittansicht
einer Kantenverbindung zweier erfindungsgemäßer Metallgehäuseelemente.
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1 zeigt
links in Schnittansicht ein im Wesentlichen quaderförmiges erfindungsgemäßes Brandschutzgehäuse 10 mit
vier an ihren Kanten in hier nicht näher dargestellter Weise miteinander
verbundenen erfindungsgemäßen Wandelementen 12. Die
Wandelemente 12 bestehen jeweils aus einer Stahlblechplatte 14,
die auf ihrer Innenseite mit einer Beschichtung 16 aus
intumeszierendem Material versehen ist. Die Stärke der Beschichtung 16 ist
dabei so gewählt,
dass das intumeszierende Material im expandierten Zustand den Innenraum
des Brandschutzgehäuses 10 vollständig ausfüllt (1 rechts).
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Bei
Entstehung eines Brandherdes 18 im Inneren des Brandschutzgehäuses 10 expandiert
das intumeszierende Material der Beschichtung 16 nach Erreichen
der materialspezifischen Expansionstemperatur derart, dass der Brandherd 18,
wie in 1 rechts dargestellt ist, von dem expandierten
Material eingeschlossen, eingedämmt
und anschließend
erstickt wird.
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Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich auf
der Außenseite
der Wandelemente 12 eine weitere Beschichtung 20 aus
intumeszierendem Material angebracht (linke Abbildung). Die Expansionstemperatur
der weiteren Beschichtung 20 ist geringer als die Expansionstemperatur
der an der Innenseite angebrachten Beschichtung 16, so
dass bei einem außerhalb
des Brandschutzgehäuses 10 entstehenden
Brandherdes 22 zunächst
die äußere Beschichtung 20 expandiert
und für
einen gewissen Zeitraum eine brandhemmende und temperatursenkende
Barriere zu dem Wandelement 12 und zu der Innenseite des
Brandschutzgehäuses 10 hin
bildet (mittlere Abbildung).
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Erst
nach einer durch die Expansion der außen angebrachten weiteren Beschichtung 20 bewirkten
Verzögerung
expandiert bei fortdauernder Brandeinwirkung von außen auch
die an der Innenseite angebrachte Beschichtung 16 der Wandelemente 12 und
bildet einen weiteren Schutz für
in dem Innenraum des Brandschutzgehäuses 10 angeordnete Funktionselemente.
Da die Temperatur in dem Innenraum des Brandschutzgehäuses 10 auf
diese Weise über
einen längeren
Zeitraum niedrig gehalten werden kann, tritt ein Funktionsausfall
der in dem Innenraum angeordneten Funktionselemente, beispielsweise
der in dem Innenraum befindlichen Elektro- und Installationseinrichtungen,
erst erheblich zeitverzögert
ein.
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Zusätzlich können einige
oder alle Wandelemente 12 an der Innenseite oder an der
Außenseite angeordnete
Kühlelemente 24 aus
einem kristallwasserenthaltenden Baustoff aufweisen. So können insbesondere
Bereiche der Innenseiten der Wandelemente 12 mit Brandschutzplattenelementen
aus Kalziumsilikat- oder Kalziumsulfatmaterialien bedeckt sein,
um im Brandfall gebundenes Kristallwasser freisetzen zu können, das
zunächst
verdampft werden muss und dadurch gewährleistet, dass die Temperatur
im Innenraum des Brandschutzgehäuses 10 während des
Verdampfungsvorgangs nicht über
100°C ansteigt.
Auf diese Weise wird eine weitere Verzögerung eines übermäßigen Temperaturanstiegs
im Innenraum des Brandschutzgehäuses 10 erreicht,
so dass darin angeordnete elektronische Komponenten noch länger funktionstüchtig bleiben,
bevor sie auf Grund des Überschreitens
einer für
die elektronischen Komponenten kritischen Umgebungstemperatur versagen
und ausfallen.
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3 zeigt
eine bevorzugte Kantenverbindung zwischen zwei benachbarten erfindungsgemäßen Wandelementen 12a und 12b,
die, wie auch in 1 gezeigt ist, rechtwinklig
zueinander angeordnet sind. Beide Wandelemente 12a und 12b bestehen
aus jeweils einer Stahlblechplatte 14a bzw. 14b, die
jeweils auf ihrer in den Innenraum des aus den Wandelementen 12a und 12b gebildeten
Brandschutzgehäuses
weisenden Seite mit einer elastischen, intumeszierenden Beschichtung 16a bzw. 16b versehen
sind. Wandelement 12b weist an seiner Verbindungskante
eine rechtwinklige Abkantung 15 auf, die mit der Verbindungskante
von Wandelement 12a verbunden ist. Durch die intumeszierende Beschichtung 16a des
gesamten Wandelements 12a wird gewährleistet, dass im Brandfall
auch bei Vorliegen eines möglicherweise
nur abschnittsweise vorliegenden Spaltes 17 zwischen Wandelement 12a und Abkantung 15 des
Wandelements 12b durch die Expansion des intumeszierenden
Materials der Beschichtung 16b auch in den Verbindungsbereichen eine
zuverlässige
Abdichtung gewährleistet
ist, die zu einer sicheren Eindämmung
eines Brandherdes führt.