Fachartikel vom 15.06.2010

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Zentralarmatur aus Kunststoff für Feuerlöscher

Dipl.-Ing. Herbert Eichler, Dipl.-Ing. Gottfried Steiner, IB Steiner Ingenieurbüro

Bei Handfeuerlöschern handelt es sich um genehmigungspflichtige Geräte. Änderungen in deren Aufbau und Material sind automatisch mit einer zeit- und kostenintensiven Neuzulassung und damit einem erheblichen Entwicklungsrisiko für den Kunden verbunden.
Trotzdem hat sich die Mulitplast Kunststoffverarbeitung GmbH, Moosbrunn/Österreich, dazu entschlossen, vom IB Steiner Ingenieurbüro, Spielberg/Österreich, eine Zentralarmatur komplett aus Kunststoff entwickeln zu lassen.

Zentralarmatur aus Kunststoff für Handfeuerlöscher
Zentralarmatur aus Kunststoff für Handfeuerlöscher
Eine Zentralarmatur für Handfeuerlöscher mit einer CO2-Gasaufladung steht nach der Aktivierung unter hohem Innendruck. Die Zentralarmatur wird in Handfeuerlöscher mit einem Gesamtgewicht bis zu 20 kg verbaut. Zurzeit werden sie überwiegend aus Messing oder Zinkdruckgusslegierungen gefertigt, woraus Einschränkungen hinsichtlich der einsetzbaren Löschmittel resultieren. Auf Grund der hohen Material- und Herstellungskosten geraten Zentralarmaturen aus Metall zudem immer mehr unter Wettbewerbsdruck durch Billiglieferanten aus Fernost.

Die Zentralarmatur ist nicht bloß ein Verschluss für einen zeitweise unter hohem Druck stehenden Behälter. Sie muss zusätzlich eine Vielzahl von funktionellen Elementen aufnehmen und in einem Temperaturbereich von –30 °C bis +60 °C gesichert funktionieren. Insbesondere sind in die Zentralarmatur bereits die Verschraubungen für den Anschluss von Gaskartusche und Schlauch sowie mehrere funktionelle Rohranschlüsse, der Sicherungs- und Auslösemechanismus sowie ein Griff zum Tragen des Feuerlöschers integriert.

Die besonderen Herausforderungen bestanden in der Materialauswahl sowie in der Auslegung der einzelnen Komponenten der Zentralarmatur, sodass diese nicht nur den hohen chemischen Anforderungen sondern auch den mechanischen Beanspruchungen durch einen Innendruck von bis zu 100 bar bzw. einer kurzzeitigen Druckspitze von über 200 bar standhält. Alle hoch beanspruchten Schraubanschlüsse, z.B. für die Gaskartusche oder für den Schlauchanschluss, wurden ebenfalls in Kunststoff ausgeführt.

Zentralarmatur aus Kunststoff für Handfeuerlöscher, Einzelteildarstellung
Zentralarmatur aus Kunststoff für Handfeuerlöscher, Einzelteildarstellung
Im Rahmen des Zulassungsverfahrens wird die Zentralarmatur einer Schlagbeanspruchung mit einem Gewicht von 4 kg und einer Fallhöhe von 1 m unterzogen. Diese Schlagbelastung wird nicht nur von oben in die Zentralarmatur eingeleitet, sondern auch seitlich. Erschwerend müssen die Schlagprüfungen bei -30 °C bestanden werden. Für Kunststoffe sind dies beachtliche Anforderungen, insbesondere wenn sie aufgrund der Druckbelastung im normalen Betrieb mit Glasfasern verstärkt werden müssen.

Die Zentralarmatur wurde in einer speziellen glasfaserverstärkten Polyamidtype realisiert, die auch bei Temperaturen über +60 °C und in sehr feuchter Umgebung über ein sehr vorteilhaftes mechanisches Eigenschaftsprofil verfügt. Auf diese Weise konnten die bei Polyamiden üblichen Festigkeitseinbußen bei hoher Umgebungsfeuchtigkeit vermieden werden. Zusätzlich konnte durch Beständigkeitsuntersuchungen belegt werden, dass der Polymerwerkstoff in seinen Eigenschaften auch durch die teilweise sehr aggressiven Löschmittelchemikalien nicht angegriffen wird. Damit ergeben sich für die Zentralarmatur aus Kunststoff deutliche Produktvorteile gegenüber den Lösungen in Metall, da diese entweder nur in Verbindung mit Schaum- oder mit Pulverlöschmittel eingesetzt werden können.

Durch eine materialgerechte Auslegung der Zentralarmatur und der dazugehörenden Komponenten ist es gelungen, ein mechanisch und chemisch hoch belastetes Bauteil in Kunststoff zu realisieren. Die Produktvorteile können wie folgt zusammengefasst werden:

  • Hohe mechanische Belastbarkeit der Zentralarmatur und deutlich höhere Betriebssicherheit als bei anderen Kunststoffarmaturen
  • Wesentlich bessere chemische Beständigkeit gegenüber den Löschmitteln als Armaturen aus Metall. Dieselbe Zentralarmatur kann für eine Vielzahl von Löschmittel, z.B. Wasser, Schaum, Pulver und Hochleistungslöschmittel, eingesetzt werden. Dies ist im Bereich der Handfeuerlöscher derzeit einzigartig.
  • Die Gestaltung der Schraubverbindungen der Zentralarmatur ermöglicht den Verzicht auf metallische Gewinde-Inserts, obwohl der einzuschraubende Gegenpart selbst in Metall ausgeführt ist. Durch den Einsatz eines Schraubadapters ist es zudem einfach möglich, die Zentralarmatur, rasch an unterschiedliche Gewindeformen von Gaskartuschen anzupassen.
  • Durch eine spezielle Prozessführung bei der Fertigung der Zentralarmatur im Spritzgussprozess konnte die Oberflächenqualität des Kunststoffteils trotz Verwendung von Glasfasern soweit optimiert werden, dass die von der Zulassungsbehörde vorgegebenen maximalen Leckagewerte nach Aktivierung der Gaskartusche unterschritten werden.
  • Durch die gegenüber den Metallausführungen günstigeren Material- und Herstellungskosten gelingt es, dem durch chinesische Importe ausgelösten Kostendruck zu widerstehen.

Den Anbietern von Handfeuerlöschern steht mit Multiplast ein kompetenter Lieferant zur Verfügung, der sie mit Zentralarmaturen für die meisten gebräuchlichen Löschmittel vom österreichischen Produktionsstandort Moosbrunn kurzfristig und auf höchstem Qualitätsniveau versorgen kann. Die Zentralarmatur von Multiplast stellt ein gutes Beispiel dar, wie es durch innovative Lösungen möglich ist, Marktanteile von Billiganbietern aus China zurück zu erobern.


IB STEINER

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8724 Spielberg, Oesterreich

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Internet: www.ibsteiner.com


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