DE9419634U1

DE9419634U1 - Schienenfahrzeug

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Publication number: DE9419634U1
Application number: DE9419634U
Authority: DE
Original assignee: FEHRER GUMMIHAAR
Current assignee: FEHRER GUMMIHAAR
Priority date: 1993-12-11
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2004-12-10
Also published as: DE9319082U1

Description

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Schienenfahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit einer Doppelwandung, die aus einer Außen- und einer beabstandeten Innenhaut aufgebaut ist und bei der in den hierdurch begrenzten Zwischenraum Isolationsmaterial eingebracht ist.

Die Bewegung eines Schienenfahrzeuges entlang den Gleisen ist unvermeidlicher Weise mit einer nicht unerheblicher Geräuschentwicklung verbunden. Um die Insassen bestmöglich zu schützen, werden im Stand der Technik zwischen den aus Innen- und Außenhaut aufgebauten Wandungen schallisolierende Materialien eingebracht. Gleichzeitig sind zur Vereinfachung der Klimatisierung des Fahrzeuginnenraumes wärmedämmende Eigenschaften gefragt. Zudem muß das verwendete Isolationsmaterial aus Sicherheitsgründen bestimmten Anforderungen genügen, die das Entstehen und Ausbreiten von Bränden weitgehend unterdrücken. Aus diesen Gründen wird für das in die Doppelwandung eingebrachte Material auf der Grundlage der Deutschen Industrienorm DIN 5510 Teil 2 zur Voraussetzung gemacht, daß das Isolationsmaterial der Brennbarkeitsklasse S4, der Rauchentwicklungsklasse SR2 und der Tropfbarkeitskiasse ST2 angehören muß. Die Bestimmung der Brennbarkeitsklasse werden über 0 eine definierte, ebenfalls in der DIN wiedergegebene Anordnung bestimmt. Die Rauchentwicklungsklasse SR2 ergibt eine Integrale LichtSchwächung von weniger als 50%. Bei der Tropfbarkeitskiasse

ST2 fällt oder tropft das Material entweder überhaupt nicht oder doch zumindest nicht brennend ab. Alle Fahrzeuge müssen aus Gründen der Zulassung den in der vorgenannten DIN Vorschrift niedergelegten Sicherheitsstandards entsprechen.

Im Stande der Technik werden zwischen Innen- und Außenhaut der Doppelwand häufig mehrlagiges Material auf einer PVC-Basis als Lamellengewebe eingebracht. Als nachteilig ist anzusehen, daß aufgrund der mehrlagigen Struktur des Materials Knistergeräusche auftreten. Zudem ist das Material PVC, das in mehreren gewellten Lagen hergestellt ist und unter Einschluß von Zwischenräumen punktuell aneinander anliegt, im Hinblick auf die Entsorgung problematisch. Zum einen ist das Material weitgehend unverrottbar und zum anderen gehen von den verwendeten Treibgasen umweltbelastende Einflüsse aus. In einer Alternative wird der Zwischenraum mit Stein-0 oder Glaswolle erfüllt. Hier ist als entscheidender

Nachteil die kanzerogene Wirkung durch das Entstehen von krebserregenden Stäuben beim Schneiden anzusehen. Hinzu kommt die fehlende Recyclingfähigkeit.
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Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung eines neuartigen Aufbaus der aus Innen- und Außenhaut bestehenden Doppelwandung an Schienen-0 fahrzeugen zur Aufgabe gemacht, die die geforderte Schall- und Wärmedämmung sowie das Brandverhalten erfüllen.

Gelöst wird dieses Problem dadurch, daß das Isolationsmaterial einen Körper aus Schaumstoff oder aus Faserwerkstoff als Kern aufweist, der allseitig oder doch zumindest an jenen Seiten, die aufgrund der Einbausituation im Brandfall dem Brandherd zugänglich sind - und flächig anliegend mit einer als Gewebe oder Vlies oder Folie ausgebildeten Kaschierung umgeben ist, wobei das Kaschiermaterial mindestens die Brennbarkeitsklasse S4, mindestens die Rauchentwicklungsklasse SR2 und mindestens die Tropfbarkeitskiasse ST2 aufweist.

Zwischen der Innen- und Außenhaut der Wandung wird ein Kern eingesetzt, dessen Oberfläche mit einem als Gewebe oder Vlies ausgebildeten Kaschiermaterial flächig anliegend umgeben ist. Im allgemeinsten Fall ist hierbei die Kaschierung auf allen Seiten aufzubringen; dann jedoch, wenn aufgrund der Einbausituation einzelne Seiten des Kerns abgedeckt 0 und somit im Brandfalle durch den Brandherd nicht beaufschlagt werden können, beispielsweise dann, wenn eine Verklebung des Kerns auf der Außen- und/ oder Innenhaut erfolgt, reicht die Kaschierung der verbleibenden freien Seiten aus. Verklebte Seiten 5 brauchen also nicht kaschiert zu werden. Als Material für den Kern kommen Schäume, insbesondere Polyurethanschäume und Faserwerkstoff in Betracht. Hierbei kann es sich sowohl um Kalt- als auch um Heißschaum handeln und die Herstellung erfolgt als 0 Block- oder Formschaum. Der Kern sorgt für eine hohe Schall- und Wärmedämmung, ist jedoch in der Regel nicht zur Lieferung des geforderten Brandverhaltens in der Lage. Durch Aufbringung einer Ka-

schierung entsprechendem Materials läßt sich das für das integrale Material geforderte Brandschutzverhalten erreichen. Der physikalische Aufbau, ob es sich also um ein Gewebe, ein Vlies oder eine Folie handelt, ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig. Erforderlich ist einzig die fehlende Brennbarkeit, d.h. eine hinreichend hohe Brennbarkeitsklasse von mindestens S4, eine Rauchentwicklungsklasse von mindestens SR2 und eine Tropfbarkeitsklasse von mindestens ST2 (alle gemäß DIN 5510 Teil 2). Eine Verbesserung des Brandschutzverhaltens wird unabhängig vom gewählten Material bzw. dessen Brennbarkeits-, Rauchentwicklungs- und Tropfbarkeitskiasse bereits allein durch die Kaschierung erreicht.

Im Ergebnis erhält man ein Isolationsmaterial, das dem geforderten Brandschutzverhalten gerecht wird und ein hohes Maß an Schall- und Wärmeisolation aufzuweisen in der Lage ist bei gleichzeitiger problemloser Verarbeitung und späterer Entsorgung.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung wurde das Kaschiermaterial mit hydrophoben Eigenschaften versehen, um zu erreichen, damit eindringendes Wasser abgewiesen wird und nicht in das Innere, also in den Kern gelangt und diesen durchfeuchtet. Es gilt sicherzustellen, daß bei etwaigen Wassereinbrüchen ein Eindringen in den Kern verhindert bzw. ein Ablaufen des Wassers sichergestellt wird. Eine Durchfeuchtung des Kernes hätte die nachteilige Folge, daß eine unerwünschte Gewichtszunahme eintritt, daß Wasser zum Abbau und zur Auflösung des Materiales

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des Kernes erheblichen Anlaß geben würde und zudem die Feuchtigkeit des Kerns zur Korrosion der anliegenden Metallteile beitragen würde. Aus diesem Grunde sind durch chemische Imprägnierung realisierbare hydrophobe Eigenschaften von Vorteil.

Gleichzeitig oder unabhängig davon ist sicherzustellen, daß das Kaschiermaterial für die kleinen Tropfen der Kondensatfeuchtigkeit durchlässig ist.

Bei einer solchen Materialwahl kann die Kondensatfeuchtigkeit das Kaschiermaterial passieren und in gewissem Umfang vom Kern aufgenommen bzw. durch diesen auch wieder nach außen abgegeben werden. Diese Eigenschaft ist insofern von Bedeutung, da im Inneren des Isolationsmateriales bei entsprechenden Witterungsbedingungen der Taupunkt unter Umständen mehrfach in kurzen zeitlichen Abständen durchfahren wird, so daß Kondenswasser ausgebildet wird, das es vorübergehend aufzunehmen gilt, damit sich keine 0 Korrosion ausbilden und entstehen kann.

Im Idealfall läßt sich erreichen, daß das Kaschiermaterial beide Eigenschaften, nämlich einerseits die Hydrophobie und andererseits die Durchläßigkeit für Kondensatfeuchtigkeit aufweist, in dem man das Material so einstellt, daß einerseits zur Herstellung der Hydrophobie große Tropfen nicht durchgelassen werden, andererseits zur Durchläßigkeit der Kondensatfeuchtigkeit jedoch die kleinen Tropfen passieren können. Materialien mit derartigen Eigenschaften sind auf gattungsfremden Gebieten grundsätzlich bekannt.

Um eine gewisse mechanische Entkopplung zwischen dem Kern und der Kaschierung zu erreichen, die in einer zusätzlichen Schalldämmung Ausdruck findet, wird vorgeschlagen, zwischen Kern und Kaschierung eine zusätzliche elastische Schicht einzubringen, wobei im Rahmen der Erfindung grundsätzlich freisteht, ob es sich hierbei um eine zusätzliche Folie, beispielsweise aus dem Material Polyethylen oder um eine Klebeschicht oder andere amorphe Materialien handelt.

Nach erfolgtem Einbau oder mit zunehmender Dauer der Benutzung läßt sich nicht sicherstellen, daß der Kern nach wie vor vollständig und allseitig durch die Kaschierung bedeckt bleibt, da Verletzungen geringfügiger Art nicht vollständig ausgeschlossen werden können. Das auch in solchen Fällen, d.h. bei Verletzungen der Außenhaut, das aus Sicherheitsgründen geforderte Brandschutzverhalten erhalten bleibt, wird vorgesehen, daß das Material des Kernes mindestens der Kantenbeflammungsklasse K2 gemäß der DIN 53 4 38 angehört.

Ebenfalls zur Verbesserung der Sicherheit im Brand-5 falle kann der Kern aus nichtschmelzendem Material bestehen. Unter Hitzeeinwirkung findet dann nicht ein Schmelzen sondern ein Verkoken des Materiales statt. Das Schmelzen ist insofern als nachteilig anzusehen, da es ein baldiges Zusammenbrechen des 0 Kernes bewirkt, was erhebliche Nachteile hinsichtlich der Isolation sowie der statischen Stabilität zur Folge hätte. Es empfiehlt sich deshalb, nichtschmelzendes Material, insbesondere verkokenden

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Schaum einzusetzen, wodurch die Feuerwiderstandsdauer wesentlich erhöht wird. Das verkokte Material im Vergleich zu einer Schmelze trägt wesentlich zur Aufrechterhaltung der Wärmeisolation und damit auch zur statischen Stabilität des Kernes bei, durch welchen die häufig aus Aluminium und deshalb leicht schmelzendem Material bestehende Außenhaut abgestützt und thermisch isoliert bleibt. Gravierende Beschädigungen treten bei verkokendem Kernmaterial erst nach wesentlich längerem Zeitraum ein.

Um dem Recyclinggedanken Rechnung zu tragen, wird zur sinnvollen Verwertung alter Schaumstoffmaterialien der Kern aus einem Flockenverbundschaum hergestellt. Schaumstoffabfalle können auf diese Weise Wiederverwendung finden.

Von den genannten Materialien für den Kern wird die Verwendung von Polyurethan-Weichschaum empfohlen.

0 Er ist problemlos und in weiten Grenzen an die räumlichen Verhältnisse innerhalb der Doppelwandung anpaßbar. Hohe Toleranzen im Zuschnitt sind somit möglich.

Eine andere Möglichkeit empfiehlt die Verwendung von EPS (expandiertem Polystyrol)-Schaum.

Als Material für den Faserwerkstoff kommen Polyester und/oder Naturfasern in Betracht, die durch 0 Vernadeln oder thermische Behandlung miteinander verfestigt sind. Erfolgt bei einem Faserwerkstoff das Verfestigen durch Vernadeln oder durch punktuelles Verschmelzen benachbarter Fasern, spricht man

von einem Vlies.

Zur Sicherung der geforderten Brennbarkeitsklasse ist der Kern allseitig oder zumindest von jenen, einem Brandherd zugänglichen Seiten her, vom Kaschiermaterial umgeben. Dessen Befestigung auf dem Kern ist grundsätzlich beliebig. Empfohlen wird jedoch ein vollflächiges Aufkleben. Andernfalls besteht die große Gefahr, daß es zu punktuellen Loslösungen der Kaschierung kommt, die sich bei Bränden oder im Brennbarkeitstest zuerst entzünden.

Selbstverständlich müssen Klebstoffe eingesetzt werden, die nicht zu einer wesentlichen Beeinträchtigung und Verschlechterung des Brandverhaltens beitragen. Als Lösung empfiehlt sich hier die Verwendung eines Dispersionsklebers auf Naturlatexbasis.

0 Weiterhin sollte der Kleber eine hinreichend hohe, d.h. eine Wärmestandsfestigkeit von 90⁰C für sechs Stunden besitzen, was voraussetzt, daß sich die Kaschierung unter diesen Bedingungen nicht ablösen darf. Andernfalls würde das Brandverhalten wesentlieh verschlechtert.

Als Material für die Kaschierung wird teilverkoktes Polyacrylnitril (PAN) besonders empfohlen. Dieses Material ist nicht brennbar und weist einen hohen Durchläßigkeitswiderstand auf, der die Zufuhr von Sauerstoff zu möglichen, sich in der Kaschierung bildenden Brandherden unterbindet. Eine Stabilisierung und eine Ausbreitung von Brandherden wird so-

mit vereitelt.

Das vorbeschriebene Isolationsmaterial wird im Hinblick auf die vorhandenen räumlichen Dimensionen, die durch den Abstand der Doppelwandung sowie der (Spanten und Stege) dazwischen bestimmt sind, so bemessen, daß es in seitlicher Hinsicht, d.h. lateral mit Übermaßen zurechtgeschnitten ist, eine Flexibilität aufweist, die eine gewisse Nachgiebigkeit und Fähigkeit zur Anpassung an die konkret vorliegenden räumlichen Verhältnisse erlaubt. Der Begriff "lateral" meint im Sinne der Erfindung die Ausdehnung des Isolationsmaterials senkrecht zum Abstand Außen- zu Innenhaut der Doppelwandung. Das Isolationsmaterial ist möglicherweise alternativ hierzu senkrecht zur Wandung lose und damit nicht anliegend eingebracht, da jede Art von Verbindung der Erzeugung von Schallübertragungs- und Wärmeleitungsbrücken Anlaß geben würde.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Refindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert ist. Sie zeigt in prinzipienhafter Querschnittsdarstellung einen Schnitt durch die aus Innen- und Außenhaut bestehende Wandung eines Fahrzeugs.

Die Doppelwandung wird im wesentlichen gebildet aus

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der Außenhaut (1) und der Innenhaut (2). Über Stege oder Spanten (3) wird der Zwischenraum senkrecht zum Abstand von Außen- (1) und Innenhaut (2) begrenzt. Dazwischen befindet sich das erfindungsgemaß vorgeschlagene Isolationsmaterial, das aus einem Kern (4) und einer oberflächlich aufgebrachten und allseitig umgebenden Kaschierung (5) umgeben ist. Der Kern (4) besteht aus einem die Schall- und Wärmedämmung liefernden Schaumstoffkörper. Die im Hinblick auf das Brandverhalten gestellten Anforderungen werden durch das allseitig angebrachte Material der Kaschierung (5) zur Verfügung gestellt.

Wie der Querschnittsdarstellung entnehmbar ist, besteht zwischen der Stirnseite des aus Kern (4) und Kaschierung (5) gebildeten Isolationsmaterxales, also jenen Flächen, die der Außen- (1) und Innenhaut (2) zugewandt sind ein gewisser Abstand, um die Ausbildung von Schall- und Wärmebrücken zu un-0 terbinden.

Im Ergebnis erhält man eine Isolierung der Doppelwandung an Schienenfahrzeugen mit einem hohen Schall- und Wärmeisolationsvermögen bei gleichzeitiger problemloser Verarbeitung und späterer Entsorgung des verwendeten Materials.

Claims

Patentanwalt:: Dipi:-Phys. Dr. W. Pöhner European Patent Attorney · Europäischer Patentvertreter · Mandataire en Brevets Europeens Postfach 63 23 · D-97013 Würzburg · Kaiserstr. 27 · ® 09 31 /145 66 · Fax 09 31 /185 66 ANSPRUCHE

1. Schienenfahrzeug mit einer Doppelwandung, die aus einer Außen- (1) und einer beabstandeten Innenhaut (2) aufgebaut ist und bei der in den hierdurch begrenzten Zwischenraum Isolationsmaterial eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsmaterial einen Körper aus Schaumstoff oder aus Faserwerkstoff als Kern (4) aufweist, der allseitig - oder doch zumindest an jenen Seiten, die aufgrund der Einbausituation im Brandfall dem Brandherd zugänglich sind - und flächig anliegend mit einer als Gewebe oder Vlies oder Folie ausgebildeten Kaschierung umgeben ist, wobei das Kaschiermaterial mindestens die Brennbarkeitsklasse S4, mindestens die Rauchentwicklungsklasse SR2 und mindestens die Tropfbarkeitskiasse ST2 aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaschiermaterial hydrophob imprägniert und/oder für Kondensatfeuchtigkeit (kleine Tropfen) durchlässig ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kern und Ka-0 schierung zusätzlich eine elastische Schicht angebracht ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Kerns mindestens der Kantenbeflammungsklasse K2 gemäß DIN 53 438 angehört.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus nichtschmelzendem verkokendem Material besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch flammgeschützten Elastomerschaum.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Flockenverbundschaum als Kern (4).

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kern (4) aus Polyurethan-Weichschaum.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kern (4) aus EPS (expandiertem Polystyrol)-Schaum.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserwerkstoff aus Polyester und/oder Naturfaser besteht.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserwerkstoff ein Vlies ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaschiermaterial vollflächig aufgeklebt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Kleber auf Naturlatexbasis.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch einen Kleber mit einer Mindestwärmestandsfest igkeit von 90° C über sechs Stunden.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch teilverkoktes Polyacrylnitril für die Kaschierung.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsmaterial elastisch ist und im Hinblick auf seine laterale 0 Abmessung mit Übermaß und/oder senkrecht zur Wand mit Untermaß zurechtgeschnitten ist.