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Durchführung für mindestens eine Leitung, insbeson-
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dere ein elektrisches Kabel.
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Die Erfindung betrifft eine Durchführung für mindestens eine Leitung,
insbesondere ein elektrisches Kabel, durch eine Wandöffnung, bestehend aus einem
in der Wandöffnung liegenden Futterrohr und zwei an den Enden des Futterrohres den
Leerraum zwischen der Leitung und der Laibung der Wandöffnung ausfüllenden Dichtkörpern,
die einerseits gegen die Leitung, andererseits gegen die Laibung abdichten.
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Bekannte Durchführungen dieser Art dienen dazu, einen Feuerschutzabschluß
zu bilden, durch den Leitungstrassen zwischen verschiedenen, durch die Wand voneinander
getrennten Brandabschnittzonen feuerbeständig abgeschottet werden. Außer einer möglichst
langen Feuerwiderstandsdauer soll die Durchführung außerdem die Eigenschaft einer
möglichst guten Abdichtung gegen Wasser, Gas und Rauch besitzen. Bei den bekannten
Durchführungen bestehen die Dichtkörper aus einem Kunstkautschuk wie Neopren oder
Chloropren, dem zur Erhöhung der Feuerwiderstandsdauer Flammschutzmittel beigefügt
sind. Hierfür ist insbesondere Aluminiumhydroxid Al(OH)3 bekannt, das sich in der
Erwärmung des Brandfalls unter erheblicher Wärmeaufnahme zersetzt
und
Wasser abspaltet, das dampfförmig freigesetzt wird. Die Wärmeaufnahme wirkt dabei
im Sinne einer Kühlung der Leitung und der Durchführungsteile in der Brandzone und
das entstehende Wasser, da es an der Brandstelle Sauerstoff verdrängt, im Sinne
eines flammhemmenden Schutzgases. Jedoch ist die Beimischung eines solchen Flammschutzmittels
zu Kautschuk auf vergleichsweise geringe Mengen begrenzt, weil die Beimischung die
technischen Werte der Kautschukmichung sehr stark beeinträchtigt und schon durch
die unvermeidbare Vulkanisation der Kautschukmischung ein starker thermischer Abbau
des beigegebenen Flammschutzmittels stattfindet, was ebenfalls hohe Flammschutzmittelgehalte
in der Kautschukmischung ausschließt. Da die Vulkanisationstemperatur im Hinblick
auf das Flammschutzmittel möglichst niedrig sein muß, ist die Vulkanisationszeit
für die Dichtkörper entsprechend groß, wobei sich die Vulkanisationszeit noch außerdem
dadurch verlängert, daß die zwischen den Leitungsaufnahmen im Dichtkörper vorhandenen
Wanddicken zumindest bereichsweise verhältnismäßig groB sind. Die Formen, in welchen
die Dichtkörper vulkanisiert werden, sind daher jeweils nachteilig lange belegt.
Im übrigen erfordert auch die Einarbeitung des Flammschutzmittels in die Kautschukmischung
einen erheblichen Aufwand durch Mischer, Kneter und dergl., was alles im Ergebnis
zu einem erheblichen Preis für derartige Kautschuk-Spezialmischungen führt. Neben
Aluminiumhydroxid können die Spezialmischungen auch Blähmittel enthalten, die in
der Hitze des Brandfalles aufgehen, um wenigstens zum Teil das durch den Abbrand
des Kabelmantels und des Dichtkörperwerkstoffes entstehende Lerrvolumen zu fUllen
und dadurch ein zu schnelles Fortschreiten der
Brandzone zu verhindern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Durchführung der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß die Menge des zum Einsatz kommenden Feuerschutzmittels
wesentlich erhöht und dadurch die Feuerwiderstandsdauer der Durchführung entsprechend
verlängert werden kann.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Futterrohr
hohlwandig ausgebildet und der Hohlraum mit einem Flammschutzmittel gefüllt ist,
das sich bei Erwärmung im Brandfall unter Wärmeaufnahme (endogen) zersetzt und ein
flammhemmendes Schutzgas abspaltet, und daß das Futterrohr zwischen dem Hohlraum
und dem Rohrinneren Öffnungen aufweist, die mit einem sich erst in der Wärme des
Brandfalles öffnenden Verschluß versehen sein können. Eine bevorzugte Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, daß das Futterrohr aus einem Innenrohr und einem Außenrohr
aufgebaut ist, die zwischen sich den Hohlraum einschließen und endseitig gegeneinander
abgeschlossen sind, und daß die Öffnungen als Perforation des Innenrohres ausgebildet
sind, die auf der Innenseite des Innenrohres mit einer Schwimmhaut überspritzt oder
durch eine Folie abgedeckt ist, wobei die Schwimmhaut oder Folie in der Wärme des
Brandfalles schmilzt oder auf andere Weise die Perforation freigibt. Zweckmäßig
ist die Perforation gleichmäßig verteilt über den Umfang und die Länge des Hohlraums
im Futterrohr vorgesehen. Vorzugsweise enthält das Flammschutzmittel überwiegend
Aluminiumhydroxid A1(OH)3; auch besteht
die Möglichkeit, dem Flammschutzmittel
einen bei Erwärmung im Brandfall aufgehenden Blähstoff beizumischen.
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Der durch die Erfindung erreichte Vorteil-besteht zunächst darin,
daß auf eine Beimischung des Flammschutzmittels zu anderen Werkstoffen, wie jenen
der Dichtkörper, verzichtet werden kann. Dadurch ist die Menge des Flammschutzmittels
nicht durch die Möglichkeit seiner Beimischung zu anderen Werkstoffen, sondern nur
durch die Größe des zu seiner Aufnahme im Futterrohr zur Verfügung stehenden Hohlraumes
begrenzt, was den Einsatz erheblich größerer Mengen an Flammschutzmittel als im
Fall nur einer Beimischung zu anderen Werkstoffen ermöglicht. Da der Hohlraum im
Futterrohr über die jedenfalls im Brandfall frei werdenden Offnungen mit dem die
Leitung aufnehmenden Rohrinneren in Verbindung steht, gelangt das im Brandfall aus
dem Flammschutzmittel frei werdende Schutzgas, im Fall von Aluminiumhydroxid also
Wasserdampf, unmittelbar in das Rohrinnere. Dieser Wasserdampf übt im Rohrinneren
eine stark flammhemmende und kühlende Wirkung sowohl gegenüber dem Kabelmantel als
auch gegenüber dem Futterrohr und den es an seinen Enden abschließenden Dichtkörpern
aus.
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Die Feuerwiderstandsdauer der erfindungsgemäßen Durchführung kann
noch dadurch erheblich verlängert werden, daß zumindest der auf der Brandseite der
Wand liegende Dlchtkörper selbst schon eine möglichst lange Standzeit besitzt, also
den von ihm bewirkten Verschluß des Futterrohres möglichst lange aufrecht erhält,
so daß das im Hohlraum des Futterrohres enthaltende Flammschutzmittel
und
die durch dessen Zersetzung entstehende FUllung des Rohrinneren mit Wasserdampf
entsprechend lange eingeschlossen bleiben. Daher empfiehlt es sich im Rahmen der
Erfindung, zumindest auch in dem auf der Brandseite der Wand liegenden Dichtkörper
sich zur Leitung hin öffnende und ebenfalls mit dem Flammschutzmittel gefüllte Hohlräume
vorzusehen. Soweit im übrigen die Durchführung mit einem eine Druckvorrichtung zum
Verpressen der Dichtkörper in der Wandöffnung bildenden Futterrahmen versehen ist,
empfiehlt es sich, auch im Futterrahmen bzw. in seinen die Druckvorrichtung bildenden
Teilen sich zum Dichtkörper hin öffnende und ebenfalls mit dem Flammschutzmittel
gefüllte Hohlräume vorzusehen. Durch die Anordnung des Flammschutzmittels in eigens
hierzu bestimmten Hohlräumen des Dichtkörpers bzw. des Futterrahmens werden deren
Werkstoffeigenschaften nicht durch Beimischung des Flammschutzmittels beeinträchtigt.
Das Flammschutzmittel wird erst nach vollständiger Fertigstellung der Dichtkörper,
des Futterrahmens bzw. seiner die Druckvorrichtung bildenden Teile in wissen bzw.
deren Hohlräume eingefüllt und kann daher durch die für deren Herstellung erforderlichen
Fertigungs- und Wärmebehandlungsprozesse nicht beeinträchtigt werden. Ein vorzeitiger
thermischer Abbau des Flammschutzmittels ist also ausgeschlossen. Im übrigen gilt
selbstverständlich auch hier, daß die Menge des Flammschutzmittels nur durch die
Größe der zu seiner Aufnahme in den Dichtkörpern bzw. im Futterrahmen zur Verfügung
stehenden Hohlräume begrenzt ist, was auch hier den Einsatz erheblich größerer Mengen
an Flammschutzmitteln als im Fall nur einer Beimischung zu anderen Werkstoffen ermöglicht.
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Darüber hinaus besteht durch dLe Art der Anordnung und Ausbildung
dieser Hohlräume die Möglichkeit, das Flammschutzmittel im Bereich der Dichtkörper
und des Futterrahmens gezielt und bereichsweise konzentriert an im Brandfall besonders
kritischen Stellen der Durchführung zur Wirkung kommen zu lassen. Das Fortschreiten
der Brandzone im Bereich der Dichtkörper wird weiter noch dadurch verringert, daß
bei der Zersetzung des Flammschutzmittels, vor allem im Falle von Aluminiumhydroxid,
sich an der Oberfläche des Kunststoff- bzw.
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Kautschukwerkstoffs von Kabelmantel bzw. Dichtkörpern aus den Verkohlungsprodukten
und Al203 Schutzschichten bilden, die das Fortschreiten der Verbrennungsfront sehr
stark behindern. Auch der Abbrand des Dichtkörpers selbst außerhalb des Bereichs
der Leitung wird vermindert, nämlich durch das Flammschutzmittel in den Hohlräumen
des Futterrahmens bzw. seiner die Druckvorrichtung bildendrnlteile. Hierdurch wird
die Temperatur der Dichtkörper in den mit dem Futterrahmen bzw.
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mit den die Druckvorrichtung bildenden Teilen in Berührung stehenden
Bereichen begrenzt und ein schneller Abbrand des Dichtkörpers auch von dort aus
verhindert, zumal hier das aus den Hohlräumen frei werdende Schutzgas größere Oberflächenbereiche
der Dichtkörper bestreichen kann und in diesen Bereichen somit wiederum stark flammhemmend
wirkt. Im Ergebnis wird durch die Erfindung sowohl der Abbrand der Leitungen, insbesondere
Kabelmäntel, wie auch der der Dichtkörper insgesamt sehr wirksam behindert, so daß
die Feuerwiderstandsdauer im Vergleich zu Durchführungen mit Dichtkörpern aus bisher
üblicher teurer Spezialkautschukmischung wesentlich verlängert ist, ohne daß es
weitergehender Maßnahmen an der Durchführung, insbesondere
auch
keiner flammhemmender Zusatzarbeiten an den Leitungen selbst vor und/oder hinter
der Durchführung bedarf. So haben Versuche in praktischen Fällen bei einer Wand
von 24 cm Dicke an einem Kabel von 60 mm Durchmesser bei Beflammung auf einer Wandseite
bis zu einer Temperatur von 10600 C eine Standzeit der Durchführung von über 3 Stunden
und 30 Minuten ergeben, in der sich das Kabel auf der brandabgewandten Seite der
Wand nur auf Futterrohrs als auch in Hohlräumen der Dichtkörper und des Futterrahmens
vorgesehen. Ohne Flammschutzmittel im Hohlraum des Futterrahmens ergab sich dagegen
bei im übrigen gleichen Versuchsbedingungen eine Standzeit von nur 2 Stunden 10
Minuten.
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Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten
Ausfthrungsbeispielen näher erläutert; es zeigen: Fig.1 eine Durchführung nach der
Erfindung in einem Axialschnitt, und zwar im in die Wand eingebauten Zustand, Fig.1
eine im Verhältnis zu Fig. 1 vergrößerte Darstellung nur des in Fig. 1 rechten Durchführungsteils,
Fig.3 eine andere Ausführungsform des Dichtkörpers einer Durchführung nach Fig.
1 im Axialschnitt.
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Die Leitungsdurchführung durch eine Öffnung in einer Wand 1 ist für
nur eine Leitung 2, insbesondere ein
elektrisches Kabel von im
einzelnen nicht dargestellten Innenaufbau, bestimmt. Jedoch kann eine solche Durchführung
auch mehrere Leitungen aufnehmen. In diesem Fall besitzen die den Leerraum zwischen
jeweils den Leitungen 2 und der Laibung 3 der Wandöffnung ausfüllenden, zumindest
teilweise elastischen Dichtkörper 4 mehrere, dem jeweiligen Leitungsquerschnitt
angepaßte Leitungsaufnahmen 5, wie dies die Fig. 3 am Beispiel von etwa drei Leitungsaufnahmen
zeigt, wo allerdings nur eine Leitungsaufnahme sichtbar ist. In jedem Fall besteht
die Durchführung aus einem in der Wandöffnung liegenden Futterrohr 6 und den beiden
an den Enden des Futterrohres 6 den Leerraum zwischen der Leitung 2 und der Laibung
3 der Wandöffnung ausfüllenden Dichtkörpern 4, die einerseits. gegen die Leitung
2, andererseits gegen die Laibung 3 der Wandöffnung abdichten. Weiter besteht die
Durchführung aus in den Ausführungsbeispielen zumindest einen Teil der Laibung 3
der Wandöffnung bildenden Futterrahmen 7, die eine Druckvorrichtung zum elastischen
Verpressen des ihnen jeweils zugeordneten Dichtkörpers 4 in der Wandöffnung bilden.
Die Laibung 3 verjüngt sich von der Wandaußenseite zum Wandinneren nach Art eines
Kegelstumpfes. In diesen sich verjüngenden Teilen der Wandöffnung sind die Dichtkörper
4 jeweils mittels eines die Druckvorrichtung bildenden Druckringes 8 axial verspannt,
der in ein Muttergewinde innerhalb des fest in die Wand 1 eingelassenen Futterrahmens
7 eingeschraubt ist. Das Futterrohr 6 ist hohlwandig ausgebildet und der Hohlraum
9 mit einem durch Punktierung angedeuteten Flammschutzmittel gefüllt, das sich bei
Erwärmung im Brandfall unter Wärmeaufnahme zersetzt
und ein flammhemmendes
Schutzgas abspaltet. Das Futterrohr 6 ist mit Öffnungen 10 versehen, die den Hohlraum
9 mit dem Rohrinneren 11 verbinden, aber zunächst so verschlossen sind, daß sie
erst inder Wärme des Brandfalls wirksam werden. Im einzelnen ist das Futterrohr
6 aus einem Innenrohr 6.1 und einem Außenrohr 6.2 aufgebaut, die zwischen sich den
Hohlraum 9 einschließen und endseitig in einem an die Dichtkörper 4 grenzenden Rohrteil
6.3 gegeneinander abgeschlossen sind. Die Öffnungen 10 können als Perforation des
Innenrohres 6.1 ausgebildet sein. Diese Perforation kann auf der Innenseite des
Innenrohres 6.1 mit einer nicht dargestellten Folie abgedeckt sein, die in der Wärme
des Brandfalles schmilzt und dadurch die Perforation freigibt. Die Perforation ist
gleichmäßig verteilt über den Umfang und die Länge des Hohlraums 9 im Innenrohr
6.1 ausgebildet. Auch in den Dichtkörpern 4 und Futterrahmen 7, bzw. deren die Druckvorrichtung
zum Verpressen der Dichtkörper bildenden Teilen 8 sind sich zur Leitungsaufnahme
5, bzw. zum Dichtkörper 4 hin öffnende Hohlräume 12 vorgesehen, die ebenfalls mit
dem Flammschutzmittel gefüllt sind. Das die Hohlräume 9, 12 sowohl im Futterrohr
6 al's auch in den Dichtkörpern 4 bzw. den Futterrahmen 7 und den Druckringen 8
ausfüllende Flammschutzmittel enthält ganz überwiegend Aluminiumhydroxid Al(OH)3,
das sich im Brandfall unter der dann entstehenden Wärme thermisch unter Aufnahme
von Wärme zersetzt, wobei Al203 und H20 entsteht und je Mol A1(OH)3 eine Wärmemenge
von 70 Kcal latent aufgenommen wird. Diese endogene Wärme bedeutet einen erheblichen
Wärmeentzug an der Brandstelle. Das in Form von gasförmigem Wasserdampf entstehende
Wasser, das in die Leitungsaufnahmen 5 und in das Innere 11
des
Futterrohrs 6 gelangt, verdrängt an der Brandstelle den Sauerstoff und wirkt dadurch
flammhemmend.
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Außerdem haben die sich bei der Zersetzung des Aluminiumhydroxid abspielenden
chemischen Reaktionen zur Folge, daß die sonst im Brandfall z. B. bei PVC-Kabelmänteln
entstehenden toxischen und korrosiven Gase gebunden werden und ihr Entstehen im
Ergebnis sehr vermindert wird. Dem Flammschutzmittel kann im übrigen ein bei Erwärmung
im Brandfall aufgehender Blähstoff beigemischt sein, was dazu führt, daß der durch
Abbrand des Kabelmantels und der Dichtkörper 4 im Bereich der Leitungsaufnahmen
5 unter Umständen entstehende Leerraum durch den Blähstoff abgeschottet wird.
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Der in Fig. 3 dargestellte Dichtkörper 4 besteht aus zwei im wesentlichen
quer zur Achse der Wandöffnung voneinander getrennten und in der Trennfläche 19
formschlüssig zusammengesetzten Teilen 110, 120. Das eine Teil 110 besteht aus einem
elastisch weich eingestellten, keine oder nur geringe Zusätze aufweisenden und daher
preiswerten Kautschuk und trägt die der Laibung 3 der Wandöffnung anliegende Dichtfläche
40. Das andere Teil 120 besteht aus einem durch Zugabe von Flammschutzmitteln und
dergleichen elastisch hart eingestellten Kautschuk und greift in eine Aussparung
des weich elastischen Teils 110, dem es in der Aussparung sowohl axial wie auch
in der Umfangsfläche einer die Aussparung nach außen begrenzenden Ringschulter 41
radial anliegt. Das elastisch weich eingestellte Teil 110 erfüllt die Dichtfunktion
zwischen der Leitung einerseits und der Laibung der Wandöffnung andererseits, das
elastisch hart eingestellte Teil dagegen die Funktion der mechanischen Stabilisierung
und des Feuerschutzes
bzw. der Feuerhemmung. Es befindet sich
daher an der der Wandaußenseite zugewandten Dichtkörperseite, die im Brandfall also
dem Feuer zugekehrt ist. Im elastisch hart eingestellten Dichtkörperteil 120 befinden
sich wiederum die mit dem Flammschutzmittel gefüllte Hohlräume 12, die über entlang
der Trennfläche 19 verlaufende Kanäle 100, 140 mit den Leitungsaufnahmen 5 in Verbindung
stehen. Die Hohlräume 12 sind durch sich gegen das elastisch weich eingestellte
Dichtkörperteil 110 erstreckende Ringkragen 113 des elastisch hart eingestellten
Teiles 120 vergrößert. Für diese Ringkragen 113 sind im ealstisch weich eingestellten
Teil 110 entsprechende Aufnahmen vorgesehen. Zur Verbindung der Hohlräume 12 einerseits
und der Kanäle 100, 140 andererseits dienen in in Ringkragen 113 befindliche Öffnungen
130.
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