Kunststoffe in Schienenfahrzeugen müssen hohe Anforderungen an den Brandschutz erfüllen. Bis 2018 sind die Vorgaben der eurpäischen Bahnnorm DIN EN 45545-2 umzusetzen. (Bildquelle: Maexx/pixelio)

Kunststoffe in Schienenfahrzeugen müssen hohe Anforderungen an den Brandschutz erfüllen. Bis 2018 sind die Vorgaben der eurpäischen Bahnnorm DIN EN 45545-2 umzusetzen. (Bildquelle: Maexx/pixelio)

Häufige Brandursachen in Zügen sind vorsätzliche oder fahrlässige Brandstiftung sowie Defekte in elektronischen Anlagen. Brandrisiken und ihre Folgen sind im öffentlichen Verkehrswesen von höchster Bedeutung. Die Möglichkeit Schienenfahrzeuge im Brandfall möglichst gefahrlos verlassen zu können, ist ein entscheidender Faktor für die Sicherheit: „In Schienenfahrzeugen gelten daher andere Anforderungen als in Gebäuden, es müssen andere Kunststoffe verwendet werden“, erklärt Thomas Lorenz, Geschäftsführer der Lorenz Kunststofftechnik. „Diese Brandschutzanforderungen stellen Produzenten von Materialien und Komponenten vor Schwierigkeiten.“

Brandschutz-Prüfungen in Europa vereinheitlichen

Bislang gelten noch nationale Brandschutzbestimmungen wie zum Beispiel die NF F 16-101 in Frankreich oder die deutsche DIN 5510. Die neue DIN EN 45545-2 soll nun europaweit die Brandschutzanforderungen regulieren und vereinheitlichen, sodass die Interoperabilität im transeuropäischen Hochgeschwindigkeitsverkehr sowie die Sicherheit der Bahnreisenden garantiert werden können. Grundlage dafür sind die bestehenden Brandschutz-Vorschriften für Schienenfahrzeuge des Internationalen Eisenbahnverkehrs und verschiedener europäischer Staaten. Die Anforderungen können sich im Vergleich zu den bisherigen Regularien verschärfen.

 

Flammfestigkeit, Nachhaltigkeit und Langlebigkeit für Innen und Außen

Die mechanischen Eigenschaften und das brandhemmende Verhalten der Duroplaste BMC 0204 und SMC 0208 wurden an die neuen Anforderungen im Schienenfahrzeugbau angepasst. Die Werkstoffe bestanden als eine der ersten die Brandschutzprüfungen nach CEN/TS 45545-2. Im Fokus der neuen Werkstoff-Prüfverfahren stehen – neben der Entzündlichkeit und Flammenausbreitung – insbesondere die Prüfung der Rauchgasentwicklung, der Rauchdichte und der Toxizität des Rauches. Um diese Parameter zu erfüllen, ist eine geringe Abbaukinetik des Materials erforderlich. Einige Thermoplaste, die am häufigsten eingesetzten Werkstoffe im Schienenfahrzeugbau, werden die hohen Standards aufgrund ihrer mechanischen und thermischen Eigenschaften künftig nicht mehr in allen Bereichen erfüllen. Sie weisen eine zu hohe Rauchentwicklung auf und schmelzen wegen ihres niedrigen Erweichungspunktes zu schnell.

Gerade bei kritischen Bauteilen können solche Eigenschaften zum Risiko für die Passagiere werden. Die neue Norm berücksichtigt deswegen zur Einstufung des Brandverhaltens und der Brandnebenerscheinun­gen Entzündbarkeit und Flammausbreitung (ISO 5668-2), Wärmefreisetzungsrate (ISO 5660-1) und Rauchgasdichte sowie Toxizität der Rauchgase (ISO 5659-2). Um die Gefährdungsstufen (HL = Hazard Level) zu ermitteln, an denen sich die Anforderungen des Klassifizierungssystems orientieren, werden die Betriebs- und Bauartklassen nach DIN EN 45545-2 verwendet.

Die Anforderungen werden momentan in 26 Stufen vergeben (R1-R26). Je nach Einsatzbereich der Materialien oder der Bauteile innerhalb einer Konstruktion, der Form und der Anordnung des Materials sowie der direkten exponierten Fläche werden verschiedene Brandschutzprüfungen und Ergebnisse gefordert. Unterschieden wird zum Beispiel nach Werkstoffen in allgemein zugänglichen und nicht zugänglichen Bereichen, nach ihrem generellen Einsatzbereich innerhalb oder außerhalb des Zuges, und ihrem speziellen Einsatz wie zum Beispiel für Möbel, elektrotechnische und mechanische Einrichtungen. Aus SMC gefertigte Oberflächen beispielsweise wurden für die höchste HL-Stufe zugelassen (HL3).

Halbzeuge in Rollen

Aus dem Duroplast gefertigte Oberflächen werden für die höchste HL 3-Stufe zugelassen. (Bildquelle: Lorenz Kunststofftechnik)

Aus dem Duroplast gefertigte Oberflächen werden für die höchste HL 3-Stufe zugelassen. (Bildquelle: Lorenz Kunststofftechnik)

SMC steht als Halbzeug in Rollen zur Verfügung und kommt überall dort zum Einsatz, wo hohe mechanische Festigkeit und Steifigkeit gefordert ist. Im Bahnbereich wird der Kunststoff vor allem für Innen- und Außenverkleidung, Fensterrahmen, Sitze und Radkappen verwendet. BMC eignet sich besonders zur Produktion von Kleinteilen wie zum Beispiel Lichtschaltern oder elektronischen Steckverbindungen, da er sich im Press-, Spritzgieß-, Spritzpress- und Spritzprägeverfahren verarbeiten lässt. Dank seines CTI-Werts von 600 Volt und einer Wärmeleitfähigkeit von 1,35 W/mK lässt er sich zudem für Elektronikkomponenten einsetzen.

Die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten von BMC und SMC in allen Risikostufen kann die Vielfalt des Materialien im Schienenfahrzeugbau verringern und damit auch den Aufwand für Produktion und Lagerhaltung reduzieren. In Anbetracht des Trends, aus Gewichts-, Design- und Komfortgründen immer mehr Kunststoffkomponenten zu verbessern, bieten die Duroplaste aufgrund ihres günstigen Brandverhaltens zudem noch Optionen für weitere Leichtbaukomponenten in der Konstruktion von Triebzügen und Wagons, sowie von anderen Fahr- oder Flugzeugen.

Über den Autor

Peter Ooms

ist Vertriebsleiter bei Lorenz Kunststofftechnik, Wallenhorst-Hollage.