[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Türkonstruktion.
[0002] Die Erfindung betrifft ferner eine Türkonstruktion, die eine aus wärmeisolierendem
Material gefertigte Innenschicht und zumindest auf ihrer anderen Oberfläche eine aus
Stahlblechmaterial bestehende Oberflächenschicht aufweist, wobei die Türkonstruktion
als eine Brandtür vorgesehen ist.
[0003] Insbesondere durch die vielseitige Entwicklung der Seefahrt, was u.a. durch das Verbreiten
der sog. Yachtschiffe und durch andere Bedürfnisse offenbar geworden ist, werden den
sich auf dem Wasser bewegenden Schiffen im ganzen immer höhere Anforderungen gestellt.
Ein besonderes Teilgebiet, an welches sich die vorliegende Erfindung anschließt, sind
die Kühl- und/oder Gefrierräume der sich auf dem Wasser bewegenden Schiffe. Diesen
Anforderungen können die zu dem heutigen Stand der Technik gehörenden Lösungen nicht
ausreichend standhalten.
[0004] Der Rahmen des Schiffes wird durch quergerichtete Hauptdecken in Hauptbrennzonen
eingeteilt. Innerhalb von diesen Hauptbrennzonen können dann je nach Verwendungszweck
des Schiffes durch zusätzliche Schotten (Schott = eine den Rahmen des Schiffes verstärkende
quer- oder längsgerichtete, brandfeste Wand mit einer Dicke von 4,5 mm ± 0,5 mm, versteift
in Abständen von 600 mm) verschiedenartige Abteilungen ausgebildet werden, von denen
insbesondere im Hinblick auf diese Erfindung die in verschiedenen Teilen des Schiffes
befindlichen Kühl- und/oder Gefrierräume wichtig sind. Es ist bekannt, dass es möglich
und oft auch erforderlich ist, an das Schott Durchfahrten auszubilden, die aber jeweils
mit einer Brandtürkonstruktion zu versehen sind, welche die der Abteilung gestellten
Anforderungen hinsichtlich der Brandschutzklassen erfüllt.
[0005] Bei den in den heute verwendeten Schiffen eingesetzten Kühlräumen oder dgl. wurde
konstruktiv gemäß der Figur 1 verfahren, wobei an das Schott L1 eine der besagten
Brandschutzklasse entsprechende Brandtür PO ausgebildet ist und in dem durch die Schotten
L1-L4 zusammen mit den Zwischenböden des Schiffes ausgebildeten Raum (z.B. die in
Figur 1 dargestellte rechteckige Form) mittels isolierter Wandelemente SE1-SE4 sowie
Dach- und Fußbodenelemente (nicht angeführt) ein Kühlraum K vorbereitet ist.
[0006] In Zusammenhang mit dem Wandelement SE1 des Kühlraumes K wird eine Durchfahrt ausgebildet,
die ferner mit einer wärmeisolierten Tür LEO an der Brandtür PO versehen wird, so
dass die beiden Türen sich gewöhnlich nach außen öffnen. Eine derartige aus zwei separaten
Türen bestehende Gesamtlösung ist demnach nicht vorteilhaft, wenn man das heutige
Anspruchsniveau und die gesamte Funktionalität beachtet.
[0007] Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren darzustellen, mittels welcher
die Nachteile der bekannten Technik fast vollkommen behoben werden können. Um diese
Aufgabe zu lösen ist kennzeichnend für das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen
das, was in dem kennzeichnenden Teil des auf das Verfahren gerichteten unabhängigen
Anspruchs dargestellt ist.
[0008] Indem in die gleiche Türkonstruktion sowohl eine der erforderlichen Brandschutzklasse
entsprechende Konstruktion als auch eine den Ansprüchen des besagten Kühl- und/oder
Gefrierraumes entsprechende Kühlisolierkonstruktion ausgebildet wird, ist es somit
möglich, eine und nur eine Türkonstruktion in der in dasenige Schott des Schiffes
ausgebildete Öffnung anzuordnen, welches Schott den Raum für den Kühl- und/oder Gefrierraum
abgrenzt. Hiermit wird die Gesamtkonstruktion des Kühl- und/oder Gefrierraumes einfacher
und es ist klar, dass die Funktionalität des Kühl- und/oder Gefrierraumes sich im
wesentlichen bessert.
[0009] Im Hinblick auf den Stand der Technik auf dem Gebiet der Türkonstruktionen wird auf
die Veröffentlichung EP-294265 hingewiesen, aus welcher eine Industriebrandtürkonstruktion
bekannt ist, in der eine aus galvanisiertem Stahl gefertigte, perforierte Blechkonstruktion
als ihre Oberflächenschicht eingesetzt wird. Die in der genannten Veröffentlichung
angeführte Türkonstruktion ist ausschließlich als Brandtür vorgesehen.
[0010] Aufgabe dieser Erfindung ist es ferner, eine Türkonstruktion darzustellen, durch
welche es möglich ist, die Türkonstruktionsansprüche der sich auf dem Wasser bewegenden
Schiffe vielseitig zu erfüllen.
[0011] Um diese Aufgabe zu lösen ist die erfindungsgemäße Türkonstruktion hauptsächlich
als Kombination folgender Teilgebiete bekannt:
- die Oberflächenschicht besteht aus rostfreiem Stahl,
- die Türkonstruktion ist für eine aufschließbare Schließung der Verbindungsöffnung
der Kühl- und/oder Gefrierräume oder dgl. Räume vorgesehen, deren Temperatur niedriger
gehalten wird als die der Umgebung,
- an der Verbindungsstelle zwischen der Türkonstruktion und der Verbindungsöffnung ist
eine Gefrierschutzanordnung angebracht, und
- die Türkonstruktion ist als Brandtür der Kühl- und/oder Gefrierräume der sich auf
dem Wasser bewegenden Schiffe vorgesehen.
[0012] Die vorliegende Erfindung basiert also darauf, dass in der Türkonstruktion sowohl
konstruktiv als auch funktional derartige Eigenschaften kombiniert sind, dass die
Türkonstruktion sich als eine die Brandschutzanforderungen erfüllende Tür für Kühl-
und/oder Gefrierräume einsetzen lässt. Wenn die Oberflächenschicht aus rostfreiem
Stahl gefertigt ist, eignet sich die Türkonstruktion für Räume mit hohen Hygieneanforderungen.
Es ist zu beachten, dass die Kühl- und/oder Gefrierräume auf den Schiffen ausdrücklich
für die Lagerung von Lebensmitteln oder dgl. leicht verfaulenden Gütern vorgesehen
sind, wobei den hohen Hygieneanforderungen standgehalten werden muss. Eine Gefrierschutzanordhung
ist besonders erforderlich, damit die Türkonstruktion als eine Tür für Kühl- und/oder
Gefrierräume bei niedrigen Temperaturen, z.B. +2°C → -30°C, eingesetzt werden kann.
Hinsichtlich der Brandtüranforderungen ist die Türkonstruktion derart konstruiert,
dass sie die Konstruktionsanforderungen der Klasse A der Schiffe hinsichtlich des
Brandschutzes erfüllt.
[0013] Bei den vorliegenden unabhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen
der Türkonstruktion dargestellt.
[0014] Die erfindungsgemäße Türkonstruktion wird im folgenden näher u.a. anhand der beigefügten
Zeichnungen erläutert, wobei in
- Fig. 1
- schematisch in Horizontalschnitt eine dem Stand der Technik gemäße Art zum Bau eines
Kühl- und/oder Gefrierraumes in Verbindung mit dem Schiff dargestellt wird,
- Fig. 2
- schematisch in Horizontalschnitt eine erfindungsgemäße Art zum Bau eines Kühl- und/oder
Gefrierraumes in Verbindung mit dem Schiff dargestellt wird,
- Fig. 3
- eine erfindungsgemäße Türkonstruktion befestigt an das Schott in Frontalansicht (von
außerhalb des Kühl- und/oder Gefrierraumes) dargestellt wird,
- Fig. 4
- im Schnitt IV-IV der Fig. 3 ein Horizontalquerschnitt der Türkonstruktion dargestellt
wird,
- Fig. 5
- eine Teilvergrößerung der Figur 4 am Punkt X dargestellt wird, und
- Fig. 6
- eine Teilvergrößerung der Figur 4 am Punkt Y dargestellt wird.
[0015] In Fig. 2 ist eine im Vergleich zu Fig.1 mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Türkonstruktion OR abgebildet, die in der Einbauöffnung AA angeordnet ist, die in
dem durch die Schotten L1-L4 und die Zwischenböden abgegrenzten Raum (Kühl- und/oder
Gefrierraum K) ausgebildet ist. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, wird die Gesamtkonstruktion
des Kühl- und/oder Gefrierraumes K bedeutend einfacher und die Raumanwendung (Nutzanwendung
des durch die Schotten L1-L4 begrenzten Raumes) effektiver.
[0016] Die in den Figuren 3-6 dargestellte Türkonstruktion OR umfasst eine aus wärmeisolierendem
Material gefertigte Innenschicht 1 (ein geeignetes Material ist Paroc® , fire slab™,
dessen Dichte (kg/m
3) je nach Verwendungszweck ausgewählt wird) und eine auf ihren beiden Seiten befindliche
aus rostfreiem Stahlblechmaterial bestehende Oberflächenschicht 2a, 2b. Die den Figuren
gemäße Türkonstruktion OR ist mit einem Scharniersystem 4 versehen, wobei sie an der
Verbindungsöffnung des Kühlraumes auf die Seite geschwenkt werden kann, wenn der Kühlraum
K benutzt wird. Gewöhnlich ist die Türkonstruktion geschlossen und durch eine Verschluss-
und Aufschlusskonstruktion 3 verschlossen, welche sich auf der bezüglich des Scharniersystems
4 gegenüberliegenden Vertikalseite der Türkonstruktion befindet. Es ist klar, dass
die Türkonstruktion OR sich auch als eine Schiebetürkonstruktion konstruieren lässt.
[0017] Die Türkonstruktion OR ist in der vorliegenden Ausführung rechteckig dargestellt
und die Oberflächenschicht 2a, 2b ist mittels der am Rande der Türkonstruktion befindlichen
Biegungen derart zusammengefügt, dass die Oberflächenschicht 2a, 2b die Innenschicht
1 im ganzen innerhalb der kapselförmigen Kombination der Oberflächenschichten 2a,
2b einschließt.
[0018] Aus den Figuren 3-6 ist eine Rahmenkonstruktion 5 ersichtlich, die die Türkonstruktion
OR sowohl von den Vertikalseiten als auch von oben umgibt. Zu der Rahmenkonstruktion
gehört ferner eine Schwellenkonstruktion, die auf eine zu der Türkonstruktion passende
Weise geformt ist. Die von der Querschnittform hauptsächlich L-förmige Rahmenkonstruktion
5 ist mit einem sich im wesentlichen an der Stirnfläche der Türkonstruktion anordnenden
herausragenden Flanschsystem 5a versehen, welche, wenn die Türkonstruktion OR an der
Außenfläche des Schottes L1 angebracht ist, in Richtung deren Hauptebene angeordnet
ist. Die Rahmenkonstruktion 5 ist ferner mit einem Rahmenteil 5b versehen, der senkrecht
auf die Hauptebene des Schottes L1 gerichtet ist. Die Rahmenkonstruktion 5 umfasst
noch einen zwischen den Teilen 5a und 5b befindlichen Vertiefungsteil 5c, der dazu
angeordnet ist, den verschmälerten Randteil der Türkonstruktion OR zu empfangen. An
die Rahmenkonstruktion 5 verbindet sich der Stützkonstruktionsteil 7, der sich zwischen
sowohl dem Flanschsystem 5a und dem Rahmenteil 5b als auch dem Schott L1 anordnet.
[0019] Der Rahmenteil 5b der Rahmenkonstruktion 5 grenzt somit die Verbindungsöffnung zu
dem Kühl- und/oder Gefrierraum ab, wenn die Türkonstruktion OR an der Einbauöffnung
AA des Schottes L1 befestigt ist. Zwischen der Türkonstruktion OR und dem Rahmen 5
ist eine Verdichtung 6 angebracht (s. insbesondere die Figuren 5 und 6). An den Rahmen
5 und/oder an die Türkonstruktion OR ist an ihren in geschlossener Stellung (der Türkonstruktion
OR) einander gegenüberlegenden Flächen ein Nutensystem ausgebildet, das die Türkonstruktion
OR umgibt. Die genannte Verdichtung 6 ist an dem Nutensystem angebracht.
[0020] Innerhalb des Rahmensystems 5, d.h. auf der Oberfläche des in Richtung auf das Schott
1' gerichteten Rahmensystems 5 ist eine Gefrierschutzanordnung 8 angebracht. Vorzugsweise
ist sie an der Ecke angeordnet, die sich zwischen dem Rahmenteil 5b und dem Vertiefungsteil
5c bildet. Konstruktiv gesehen umfasst die Gefrierschutzanordnung 8 ein das Rahmensystem
5 im wesentlichen umgebendes Elektrowiderstandskabel, das an eine Stromquelle angeschlossen
ist. Die Leistung der Gefrierschutzanordnung 8 wird beispielsweise durch ein in Verbindung
mit der Türkonstruktion angebrachten Thermostat geregelt. Aufgabe der Gefrierschutzanordnung
8 ist es, die Türkonstruktion OR ständig funktionsfähig zu halten, so dass der zwischen
der Verbindungsöffnung der Türkonstruktion OR und des Kühl- und/oder Gefrierraumes
befindliche Raum nicht gefriert, und dass das Öffnen der Türkonstruktion durch das
Gefrieren nicht verhindert wird. Durch die gleiche Gefrierschutzanordnung wird die
Feuchtigkeitsbildung in ihrem Wirkungsgebiet verhindert.
[0021] Im folgenden werden einige wichtige Konstruktionseigenschaften der Türkonstruktion
erläutert.
I) Zusammensetzung des rostfreien Stahles
[0022] Der gewöhnliche Stahl besteht aus Eisen und gewissen anderen Grundstoffen, die bei
der Stahlherstellung entstehen, sowie Kohle (C), Mangan (Mn), Silizium (Si), Phosphor
(P) und Schwefel (S). Der typische bei den Konstruktionen eingesetzte unlegierte Kohlenstoffstahl
hat die folgende chemische Zusammensetzung (Gewicht-%):
C |
Mn |
Si |
P |
S |
Fe |
0,17 |
0,60 |
0,25 |
0,045 |
0,045 |
>98 |
[0023] Wird derartigem Stahl zumindest 11 % Chrom beigemengt, entsteht "rostfreier Stahl".
Die chemische Zusammensetzung ist in dem Fall (Gewicht-%):
C |
Mn |
Si |
P |
S |
Cr |
Fe |
0,10 |
1,0 |
1,0 |
0,045 |
0,030 |
11 |
≤ 87 |
[0024] Dabei ist Eisen immer noch der herrschende Grundstoff, aber zum Erleichtern der Stahlherstellung
setzt die Beifügung von Chrom auch kleine Veränderungen an Mangan- und Siliziummengen
voraus, ähnlich an den Mengen von Phosphor und Schwefel. Die letzteren zwei Grundstoffe
sind Verunreinigungen, und sie haben eine unvorteilhafte Wirkung auf viele Eigenschaften
des Stahles, wie etwa auf die Korrosionsbeständigkeit und Schweissbarkeit. Der Stahl,
der 11 Prozent Chrom enthält, stellt die einfachste Form von rostfreiem Stahl dar.
Er besitzt eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit in einer leicht dem Wasser ausgesetzten
Umgebung.
[0025] Als Folge der Chromlegierung des Stahles bildet sich auf der Oberfläche des Stahles
eine hauptsächlich aus Chromdioxid bestehende dünne, dichte, beständige und zähe Schicht,
falls sie mit der Luft oder einer anderen oxydierenden Umgebung Kontakt hat. Weil
diese Schicht den Stahl passiviert, welches bedeutet, dass die Korrosion nicht aktiv
voranschreitet, wird sie auch eine Passivschicht genannt. Darauf basiert das Vermögen
des Stahles, der Korrosion zu widerstehen. Die Dicke dieser sehr dünnen Schicht beträgt
ungefähr 1...10nm (1 Nanometer = 10
-9 m, d.h. 0,000 001 mm). Die Passivschicht ist reaktionsfähig, und ihre Dicke und Zusammensetzung
sind von der Zusammensetzung und Oberflächenbehandlung des Stahles sowie von der korrodierenden
Wirkung seiner Umgebung abhängig. Wenn diese Verhältnisse sich ändern, ändert sich
die Passivschicht entsprechend.
[0026] Die Passivschicht kann auch durch die Arbeitsphasen während der Fertigung (Walzen,
Schleifen, Polieren, Bohren, Perforieren) oder auch aus Versehen beschädigt werden.
In Normalverhältnissen (bei Anwesenheit von Luft) bildet sich die Passivschicht von
neuem; sie erneuert sich von selbst. Diese Eigenschaft des rostfreien Stahles hat
eine große Bedeutung für die Praxis, weil die Erneuerung und das Herrichten der korrosionsverhindernden
Schicht keiner Sondermaßnahmen bedürfen.
[0027] Die Oberflächenschichten, die für den Schutz anderer Stoffe vor Korrosion eingesetzt
werden, decken ihrer Natur nach die Flächen nicht vollständig ab, und sind deswegen
Beschädigungen ausgesetzt. Eine Beschädigung der Oberflächenschicht führt gewöhnlich
zur Korrosion.
[0028] Die rostfreien Stähle umfassen eine große Menge an verschiedenen Legierungen, Eine
jede davon ist dafür entwickelt, bestimmte Anforderungen zu erfüllen, sowie eine höhere
Korrosionsbeständigkeit, bessere mechanische Eigenschaften, sowie höhere Festigkeit,
Härte oder Formbarkeit, metallurgische Stabilität bei der Einwirkung von Schweißwärme
und in Sonderfällen bessere Bearbeitbarkeit. Weil alle diese Stähle zumindest 11 %
Chrom enthalten, werden sie alle durch die sich von selbst auf der Oberfläche bildende
Passivschicht geschützt.
[0029] Eine für das Einsatzgebiet dieser Erfindung vorteilhafte rostfreie Stahlart ist ASTM
304 (entspricht EN 1.4301.) oder eine ihr von Eigenschaften im wesentlichen entsprechende,
die auch in den dem Salzwasser ausgesetzten Verhältnissen beständig bleibt.
ASTM 304 hat die folgende Zusammensetzung
[0030]
C |
Mn |
Si |
P |
S |
Cr |
0,04 |
1,56 |
0,52 |
0,024 |
0,001 |
18,4 |
II Heizung des Kühl- und/oder Gefrierraumes in Verbindung mit der Türkonstruktion
[0031] Durch Heizung bzw. Gefrierschutzanordnung 8 wird die auf der Außenfläche der Oberflächenschicht
2b der warmen Seite der Türkonstruktion OR auftretende Kondensierung der Feuchtigkeit
verhindert. Die Kondensierung kann u.a. Folgendes verursachen:
- Schwächerwerden der Türfunktion → Benutzung wird verhindert
- Gefrieren der Tür
- Schwächerwerden der Isolierfähigkeit
III Standard (Konstruktion der Klasse A der Brandtür des Schiffes)
[0032] Der Standard weist auf den internationalen Brandversuchkode FTP Code hin (International
Code for Application of Fire Test Procedures), der ein Teil von SOLAS ist. In dem
SOLAS-Vertrag (International Convention for Safety of Life at Sea) werden die Prinzipien
und Regeln für die Sicherheit auf der See bestimmt. In dem Brandversuchkode sind die
Testverfahren und ihre Anordnungen näher angeführt.
[0033] Die erfindungsgemäße Türkonstruktion ist gemäß dem Testverfahren FTP Code (International
Code for Application of Fire Test Procedures); ISBN 92-801-1452-2, Part 3, getestet,
der von IMO (International Maritime Organization) veröffentlicht wurde. Hinsichtlich
der an der Konstruktion der Brandtüren der Klasse A gestellten Anforderungen kann
direkt auf die Seiten 127-173 der vorgenannten Veröffentlichung, so wie es zweckmäßig
erscheint, hingewiesen werden. Die an der Türkonstruktion ausgeführten, mit den Eigenschaften
der Brandtür zusammenhängenden Tests und Annahmeverfahren gehören zu diesem Abschnitt.
1. Verfahren zum Herstellen einer Türkonstruktion,
dadurch gekennzeichnet, dass
A) an die Türkonstruktion (OR) eine der dem Verwendungszweck gemäßen Brandschutzklasse
entsprechende Brandschutzkonstruktion ausgebildet wird, dass
B) an die Türkonstruktion (OR) eine der jeweiligen Kühl- und/oder Gefrierraumausführung
entsprechende Wärmeisolierkonstruktion ausgebildet wird, dass
C) an das Schott (L1) des Schiffes, das den für den Kühl- und/oder Gefrierraum vorgesehenen
Raum abgrenzt, für die den Punkten A) und B) gemäße Türkonstruktion eine Einbauöffnung
(AA) ausgebildet wird, und dass
D) eine gemäß den Punkten A) und B) ausgebildete Türkonstruktion an der an das Schott
(L1) ausgebildeten Einbauöffnung (AA) angebracht wird.
2. Verfahren nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Türkonstruktion ein Rahmen (5) ausgebildet wird, der an der an das Schott
(L1) ausgebildeten Einbauöffnung (AA) angebracht wird, wobei die Türkonstruktion (OR)
mit der Einbauöffnung (AA) durch den Rahmen (5) in Verbindung steht.
3. Verfahren nach dem Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Rahmen (5) ein Flanschsystem (5a) ausgebildet ist, welches aus den Rändern
des Rahmens (5) in Richtung der Hauptebene der Außenseite der Türkonstruktion (OR)
nach außen ragt und welches Flanschsystem (5a) an der Außenfläche das Schott (L1)
die Einbauöffnung (AA) umgebend angebracht wird.
4. Verfahren nach dem Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der Türkonstruktion (OR) eine Gefrierschutzanordnung (6) ausgebildet
ist.
5. Verfahren nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (2a, 2b) der Türkonstruktion (OR) aus rostfreiem Stahl, vorzugsweise
aus der Stahlsorte ASTM 304 oder dgl. ausgebildet wird.
6. Türkonstruktion, die eine aus wärmeisolierendem Material gefertigte Innenschicht (1)
und zumindest auf ihrer anderen Oberfläche eine aus Stahlblechmaterial bestehende
Oberflächenschicht (2a, 2b) aufweist, wobei die Türkonstruktion (OR) als eine Brandtür
vorgesehen ist,
gekennzeichnet als Kombination folgender Teilgebiete:
- die Oberflächenschicht (2a, 2b) besteht aus rostfreiem Stahl,
- die Türkonstruktion (OR) ist für eine aufschließbare Schließung der Verbindungsöffnung
des Kühl- und/oder Gefrierraumes (K) oder dgl. Räume vorgesehen, deren Temperatur
niedriger gehalten wird als die der Umgebung,
- an der Verbindungsstelle zwischen der Türkonstruktion (OR) und der Verbindungsöffnung
ist eine Gefrierschutzanordnung (6) angebracht, und
- die Türkonstruktion (OR) ist als Brandtür des Kühl- und/oder Gefrierraumes (K) der
sich auf dem Wasser bewegenden Schiffe vorgesehen.
7. Türkonstruktion nach dem Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an die Türkonstruktion (OR) ein Rahmen (5) ausgebildet ist, mittels welcher die Türkonstruktion
(OR) dazu vorgesehen ist, an der an das Schott (L1 ) ausgebildeten Einbauöffnung (AA)
angebracht zu werden.
8. Türkonstruktion nach dem Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Rahmen (5) ein Rahmensystem (5a) ausgebildet ist, die derart vorgesehen ist,
dass sie sich an der Außenwand des Schottes (L1) anordnet.
9. Türkonstruktion nach dem Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Oberflächenschicht (2a, 2b) eingesetzte rostfreie Stahl die Qualität
ASTM 304 oder dgl. besitzt.