DE102012023458A1

DE102012023458A1 - Penetriervorrichtung mit Steuerkolben

Info

Publication number: DE102012023458A1
Application number: DE201210023458
Authority: DE
Inventors: Hubert Schulte; Wolfgang Krumm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-06-18

Abstract

Penetriervorrichtung 1 zum Ausbringen eines unter Druck stehenden Löschmittels 8 bestehend aus einem drehbaren Hüllrohr 2 und einem als Spitze ausgebildeten Penetrierwerkzeug 3, die jeweils an definierten Stellen 9 einzeln oder beide mindestens eine radiale Austrittsöffnung 4, 5 aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum 10 des Hüllrohrs 2 und/oder des Penetrierwerkzeugs 3 ein Steuerkolben 6 axial beweglich und einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchdringen einer Zellstruktur zum gezielten und diffusen Einbringen eines Feuerlöschmittels in den von der Zellstruktur umfassten Raum. EP 1 369 145 zeigt eine Feuerlöschvorrichtung auf einem Tragarm eines Fahrzeugs mit einer Penetriervorrichtung, die linear verstellbar ist. Der Antrieb zu Durchschlagen einer Zellstruktur erfolgt durch eine vorgespannte Feder.
Eine ähnliche Vorrichtung zeigt US 5,839,664 ; hier befinden sich an einem Gelenkarm eine Penetriervorrichtung und ein Wasserwerfer zum Ausbringen eines Löschmittels, wobei Penetriervorrichtung und Werfer unabhängig voneinander bewegbar sind und eine Kontrolleinrichtung eine gegenseitige Beeinflussung verhindert.
Aus US 7,055,613 ist ebenfalls eine Feuerlöscheinrichtung mit einem Penetrierwerkzeug an einem Auslegersystem bekannt, die linear verstellbar ist. Durch eine spezielle Anordnung des Penetrierwerkzeugs und einen entsprechenden Schwenkantrieb wird eine optimale Ausrichtung des Werkzeugs im Hinblick auf die Wirkrichtung beim Durchdringen einer Wand erzielt.
In EP 2 420 293 ist eine Feuerlöschvorrichtung gezeigt, die aus einem Wasserwerfer und einer Penetriervorrichtung zum Ausbringen eines Löschmittels besteht, dabei ist erfindungswesentlich das Penetrierwerkzeug mit Kommunikations- und/oder Erfassungsmitteln versehen, um dem Bedienungspersonal durch Bereitstellung von wesentlichen Informationen aus dem Raum hinter der durchdrungen Wand einen besseren Einsatz zu ermöglichen. Zudem soll es radialen Austrittsöffnungen verfügt.
In EP 1 989 294 ist ähnlich wie EP 2 420 293 in eine Feuerlöschvorrichtung gezeigt, die aus einem Wasserwerfer und einer Penetriervorrichtung zum Ausbringen eines Löschmittels besteht, dabei wird ein spezieller Hydraulikantrieb für das Penetrierwerkzeug beschrieben, der schnell aktivierbar ist und für eine hohe Beschleunigung und Endgeschwindigkeit des Penetrierwerkzeugs sorgt.
Die in den genannten Feuerlöschvorrichtungen beschriebenen Penetriervorrichtungen haben den Nachteil, dass sie zwar eine Wand oder Zellstruktur, die einen Raum umschließt, mit verschiedenen Wirkmechanismen durchdringen, um ein Löschmittel diffus abgeben zu können, aber es fehlen Möglichkeiten, um in dem von der Zellstruktur umfassten Raum das Löschmittel gerichtet und/oder dosiert abgeben zu können. Deswegen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, an oder in der Penetriervorrichtung Einrichtungen vorzusehen, um in dem von der Zellstruktur umfassten Raum die Richtung und/oder die Menge des abzugebenden Löschmittels einstellbar zu machen. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass ein Teil der Penetriervorrichtung drehbar ausgeführt und in der Penetriervorrichtung ein beweglicher Steuerkolben vorgesehen wird, der in einer bestimmten Stellung entsprechende Auslassöffnung verschließt oder freigibt, wobei die Auslassöffnungen verschiedene Querschnitte und Austrittsrichtungen haben sowie ggf. auch düsenförmig ausgebildet sein können. Wesentlich dabei ist, dass die Verstellung des Steuerkolbens während des Betriebes ermöglicht wird, und dadurch während des Löscheinsatzes die Löschmittelausbringung situationsabhängig angepasst werden kann. Eine weitere Einstellmöglichkeit besteht darin, den Steuerkolben mit einem Hohlraum zu versehen und in der Mantelfläche dieses Steuerkolbens selbst löschmittelbeaufschlagte Düsenöffnung vorzusehen, um darüber und über die Auslassöffnungen der Penetriervorrichtung zum Löschen auszubringen. Zwischen dem Hüllrohr und dem Steuerkolben sind jeweils an geeigneten Stellen Dichtelemente vorgesehen wie bspw. O-Ring, die entweder in einer umlaufenden Nut im Steuerkoben oder dem Hüllrohr eingelassen sind. Da ein Teil der Penetriervorrichtung drehbar ausgeführt wird, kann ein Penetrierwerkzeug mit einem größeren Durchmesser als dieser drehbare Teil vorgesehen werden, damit kein Festklemmen in der durchdrungenen Zellstruktur erfolgt. Dem Fachmann erschließt sich, dass solche Einrichtungen nicht nur mechanisch, sondern ebenfalls hydraulisch oder elektrisch betätigte Einrichtungen sein können.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren anhand von Ausführungsbeispielen erläutert:
1: Penetriervorrichtung mit Steuerkolben
2: Penetriervorrichtung mit drehbaren hohlen Steuerkolben
3: Penetriervorrichtung mit drehbaren hohlen Steuerkolben in Endposition
4: Penetriervorrichtung wie in 3 mit verstelltem Steuerkolben
In der 1 ist eine Penetriervorrichtung 1 gezeigt, die aus einem um die Drehachse 13 drehbaren Hüllrohr 2 mit einem Hohlraumvolumen 10 und einem Penetrierwerkzeug 3, das Austrittsöffnungen 5 für Löschmittel 8 umfassen kann, besteht. Ferner kann das Penetrierwerkzeug im Durchmesser 19 größer ausgeführt werden als das Hüllrohr 2, in dessen Wand an definierten Stellen 9 Austrittsöffnungen 4 für Löschmittel 8 eingelassen sind. Im Hüllrohr 2 ist ein Steuerkolben 6 mit Längsbohrungen 18 axial bewegbar angeordnet, der über geeignete Elemente 7 zum Abdichten gegenüber dem Hüllrohr 2 verfügen kann. Die Penetriervorrichtung umfasst eine geeignete Erfassungsvorrichtung, die hier nicht dargestellt ist, um die absolute und relative Lage des Hüllrohrs und des Steuerkolbens zu erfassen. Die axiale Bewegung des Steuerkolbens und die Drehbewegung des Hüllrohrs werden durch eine geeignete Verstellvorrichtungen einschl. geeigneter Steuereinheit gewährleistet, die ebenfalls hier nicht dargestellt sind, so dass in Abhängigkeit der Signale der Erfassungsvorrichtung das Hüllrohr punktgenau gedreht und der Steuerkolben punktgenau axial verfahren werden kann. Das Löschmittel 8 wird der Penetriervorrichtung über geeignete Verbindungsleitungen über eine Pumpe aus einem Löschmittelreservoir zugeführt. Das Löschmittel 8 gelangt dann über den Hohlraum/das Innenhüllrohrvolumen 10 zu den Austrittsöffnungen.
In der 2 ist eine Penetriervorrichtung 1 gezeigt, die aus einem um die Drehachse 13 drehbaren Hüllrohr 2 mit einem Hohlraumvolumen 10 und einem Penetrierwerkzeug 3, das Austrittsöffnungen 5 für Löschmittel 8 umfassen kann, besteht. Ferner kann das Penetrierwerkzeug im Durchmesser 19 größer ausgeführt werden als das Hüllrohr 2, in dessen Wand an definierten Stellen 9 Austrittsöffnungen 4 für Löschmittel 8 eingelassen sind, wobei die Austrittsöffnungen gegenüber der Senkrechten zur Drehachse 13 geneigt angeordnet sein können 14. Im Hüllrohr 2 ist ein drehbarer Steuerkolben 6 mit einem Innenvolumen 17 axial bewegbar angeordnet, der über geeignete Elemente 7 zum Abdichten gegenüber dem Hüllrohr 2 verfügen kann. Der Steuerkolben 6 umfasst in seiner Mantelfläche 11 Düsen 12, die an bestimmten Stellen 9 angeordnet sind. Die Penetriervorrichtung umfasst eine geeignete Erfassungsvorrichtung, die hier nicht dargestellt ist, um die absolute und relative Lage des Hüllrohrs und des Steuerkolbens zu erfassen. Die axiale Bewegung des Steuerkolbens und die Drehbewegung des Hüllrohrs und des Steuerkolbens werden durch eine geeignete Verstellvorrichtungen einschl. geeigneter Steuereinheiten gewährleistet, die ebenfalls hier nicht dargestellt sind, so dass in Abhängigkeit der Signale der Erfassungsvorrichtung das Hüllrohr punktgenau gedreht und der Steuerkolben punktgenau gedreht und punktgenau axial verfahren werden kann. Das Löschmittel 8 wird der Penetriervorrichtung über geeignete Verbindungsleitungen über eine Pumpe 15 aus einem Löschmittelreservoir 16 zugeführt. Das Löschmittel 8 gelangt dann über den Innenraum/Steuerkolbeninnenvolumen 17 des Steuerkolbens 6 und den Düsen 12 in der Mantelfläche 11 des Steuerkolbens 6 zu den Austrittsöffnungen.
In der 3 ist eine Penetriervorrichtung 1 gezeigt, die aus einem um die Drehachse 13 drehbaren Hüllrohr 2 mit einem Hohlraumvolumen 10 und einem Penetrierwerkzeug 3, das Austrittsöffnungen 5 für Löschmittel 8 umfassen kann, besteht. Ferner kann das Penetrierwerkzeug im Durchmesser 19 größer ausgeführt werden als das Hüllrohr 2, in dessen Wand an definierten Stellen 9 Austrittsöffnungen 4 für Löschmittel 8 eingelassen sind, wobei die Austrittsöffnungen gegenüber der Senkrechten zur Drehachse 13 geneigt angeordnet sein können 14. Im Hüllrohr 2 ist ein drehbarer Steuerkolben 6 mit einem Innenvolumen 17 axial bewegbar angeordnet, der über geeignete Elemente 7 zum Abdichten gegenüber dem Hüllrohr 2 verfügt. Der Steuerkolben 6 umfasst in seiner Mantelfläche 11 eine Öffnung 21, die vorteilhafterweise kurz vor Ende des Steuerkolbens angeordnet ist, wobei die umlaufenden Dichtelemente 7 so angeordnet sind, dass das Löschmittel 8 über die Öffnung 21 nur die Öffnungen 4 im Hüllrohr 2 beaufschlagen kann, die gerade im Bereich zwischen den zwei umlaufenden Dichtelementen liegen, wo sich auch die Öffnung 21 befindet. Alle anderen Öffnungen im Steuerkolben sind aufgrund dieser Dichtelemente nicht mit Löschmittel beaufschlagbar. Durch die axiale Verschiebung und ggf. Drehung des Steuerkolbens können demnach die verschiedensten Öffnungen des Hüllrohrs, die sich in Form und freiem Querschnitt ändern können, gezielt für den Löschmitteldurchgang frei bzw. verschlossen werden. 4 zeigt 3 mit verschobenen Steuerkolben, so dass andere Öffnungen 4 für den Löschmitteldurchgang 8 freigegeben sind.
Bezugszeichenliste

1: Penetriervorrichtung
2: Hüllrohr
3: Penetrierwerkzeug
4: Austrittsöffnung
5: Austrittsöffnung
6: Steuerkolben
7: Dichtelement
8: Löschmittel
9: Anordnungsstelle Austrittsöffnung/Düse
10: Hohlraum/Innenhüllrohrvolumen
11: Mantelfläche
12: Düse
13: Drehachse
14: Neigungswinkel
15: Pumpe
16: Löschmittelreservoir
17: Innenraum/Steuerkolbeninnenvolumen
18: Bohrung
19: Durchmesservergrößerung des Hüllrohrs
20: Steuerkolbenende
21: Öffnung im Steuerkolben

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1369145 [0001]
US 5839664 [0002]
US 7055613 [0003]
EP 2420293 [0004, 0005]
EP 1989294 [0005]

Claims

Penetriervorrichtung 1 zum Ausbringen eines unter Druck stehenden Löschmittels 8 bestehend aus einem drehbaren Hüllrohr 2 und einem als Spitze ausgebildeten Penetrierwerkzeug 3, die jeweils an definierten Stellen 9 einzeln oder beide mindestens eine radiale Austrittsöffnung 4, 5 aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum 10 des Hüllrohrs 2 und/oder des Penetrierwerkzeugs 3 ein Steuerkolben 6 axial beweglich und einstellbar ist.
Penetriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je nach der Drehstellung von Hüllrohr und Steuerkolben relativ zueinander und der Stellung des Steuerkolbens in axialer Richtung das unter Druck stehende Löschmittel die Penetriervorrichtung mindestens über eine Austrittsöffnung im Hüllrohr verlassen kann und die jeweils anderen Austrittsöffnungen im Hüllrohr durch den Steuerkolben allein und/oder in Wechselwirkungen mit den dichtenden Elementen 7 verschlossen sind und kein Löschmittel abgeben.
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel die Penetriervorrichtung bei einer definiert eingestellten radialen Position des Hüllrohrs und einer definiert eingestellten axialen Position des Steuerkolbens genau über eine Austrittsöffnung, die düsenförmig ausgebildet sein kann, verlässt und die Sprührichtung der einen Austrittsöffnung durch die Veränderung des Drehwinkels des Hüllrohrs eingestellt werden kann.
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel die Penetriervorrichtung bei einer definiert eingestellten radialen Position des Hüllrohrs und einer definiert eingestellten axialen Position des Steuerkolbens über mehrere Austrittsöffnungen, die düsenförmig ausgebildet sein können, verlässt, wobei die mehreren Austrittsöffnungen radial um das Hüllrohr und/oder Penetrierwerkzeug und in beliebiger axialer Richtung im Hüllrohr und/oder Penetrierwerkzeug angeordnet sein können.
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen im Hüllrohr, die düsenförmig ausgebildet sein können über den Innenraum 10 des Hüllrohrs mit dem unter Druck stehenden Löschmittel beaufschlagt werden und dass der Innenraum über eine Pumpe 15 mit einem Löschmittelreservoir 16 verbunden ist
Penetriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben drehbar ist und einen Hohlraum 17 sowie in seiner Mantelfläche 11 radiale Düsen 12 aufweist, wobei diese Düsen über den Umfang des Steuerkolbens gegenüber der Senkrechten zur Drehachse 13 unter einem bestimmten Neigungswinkel 14 und in beliebiger axialer Richtung angeordnet sein können, so dass je nach der Drehstellung von Hüllrohr und Steuerkolben relativ zueinander und der Stellung des Steuerkolbens in axialer Richtung das Löschmittel die Penetriervorrichtung über mindestens eine Düse 12 und über mindestens eine Austrittsöffnung des Hüllrohrs verlassen kann und die jeweils anderen Düsen durch das Hüllrohr selbst allein und/oder in Wechselwirkungen mit den dichtenden Elementen 7 verschlossen sind und kein Löschmittel abgeben, wobei die Sprührichtung der mindestens einen Düse über die Drehstellung des Hüllrohrs und des Steuerkolbens sowie die axiale Stellung des Steuerkolbens einstellbar ist.
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen 13 in der Mantelfläche des Steuerkolbens über den Hohlraum des Steuerkolbens mit dem unter Druck stehendem Löschmittel 8 beaufschlagt werden und dass der Hohlraum über eine Pumpe 15 mit einem Löschmittelreservoir 16 verbunden ist
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen des Hüllrohrs und der Düse des Steuerkolbens an definierten Stellen gegeneinander über geeignete Elemente abgedichtet sind, so dass sich in Abhängigkeit von der Lage von Hüllrohr und Steuerkolben bestimmte Austrittsöffnungen des Hüllrohrs und der Düsen des Steuerkolbens genau gegenüberliegen und das Löschmittel so die Penetriervorrichtung mindestens an einer Stelle gerichtet und/oder ungerichtet verlassen kann.
Penetriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben drehbar ist und einen Hohlraum 10 sowie in seiner Mantelfläche 11 mindestens eine Öffnung 21 aufweist, wobei je nach der Drehstellung von Hüllrohr und Steuerkolben relativ zueinander und der Stellung des Steuerkolbens in axialer Richtung das Löschmittel die Penetriervorrichtung über die Öffnung 21 und mindestens eine Öffnung 4 im Hüllrohr 2 verlassen kann und die jeweils anderen Öffnungen im Hüllrohr durch den Steuerkolben selbst allein und/oder in Wechselwirkungen mit den dichtenden Elementen 7 verschlossen sind und kein Löschmittel abgeben.
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschmittelabgabe nur über die mindestens eine Öffnung 4 im Hüllrohr 2 erfolgen kann, die sich in dem Bereich zwischen zwei umlaufenden Dichtelementen zwischen Hüllrohr und Steuerkolben befindet, indem sich auch die Öffnung 21 befindet.
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Öffnungen des Hüllrohrs an beliebiger Stelle im Hüllrohr angeordnet werden können und sie sich in Form und freiem Querschnitt unterscheiden können sowie gezielt für den Löschmitteldurchgang frei bzw. verschlossen werden können.
Penetriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben Längsbohrungen 18 zum Durchlass des Löschmittels aufweist.
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen im Hüllrohr in verschiedene Richtungen zeigen kann.
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Pentierwerkzeug einen größeren Durchmesser 19 hat als das Hüllrohr.
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Penetriervorrichtung eine geeignete Erfassungsvorrichtung umfasst, die absolut und relativ zueinander die radiale und axiale Lage des Hüllrohrs und des Steuerkolbens erfasst.
Penetriervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Penetriervorrichtung geeignete Vorrichtungen einschl. geeigneter Steuervorrichtungen zum Drehen des Hüllrohrs und zum Verfahren und Drehen des Steuerkolbens umfasst, so dass in Abhängigkeit der Signale der Erfassungsvorrichtung das Hüllrohr punktgenau gedreht und der Steuerkolben punktgenau gedreht und axial verfahren werden kann.