DE19715713A1 - Spannvorrichtung für Industriebarrieren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine autarke, d. h. von der öffentlichen Energiezufuhr unabhängige Spannvorrichtung für Sperrkörper, insbesondere Industriebarrieren.

Bei industriellen Anlagen kann im Brandfall eine Verseuchung des Löschwassers mit chemischen Substanzen auftreten, so daß ein wirksamer Schutz gegen das Auslaufen dieser Flüssigkeit in die Umgebung oder in Abwasserkanäle vorzusehen ist. Ein solcher Schutz ist auch im Störfall möglich, wenn flüssige Chemikalien wie Öle, Benzine unkontrolliert innerhalb der Anlage ausströmen. Dieser Schutz wird üblicherweise mittels sogenannter Industriebarrieren oder sogenannter Sperrkörper bewerkstelligt, die beispielsweise an entsprechenden Toröffnungen der Anlage angeordnet sind und im Brand- oder Störfall gelöst oder losgelassen und gegen den Boden gefahren, gegen diesen angedrückt und verriegelt werden, um ein Ausströmen der schädlichen Flüssigkeiten aus der Toröffnung zu verhindern.

Aus dem Stand der Technik ist eine Spann-Vorrichtung bekannt zum Andrücken und auch zum Verriegeln der Industriebarriere gegen den Boden mittels eines Pneumatikzylinders, der auf einen Hebelmechanismus wirkt. Der erforderliche Druck wird bei dieser Spannvorrichtung aus einer an einer Auslöseeinheit angebrachten Druckgasflasche zugeführt, wobei hierzu an der Auslöseeinheit eine Rohrverschraubung mit entsprechenden Leitungen zu dem Pneumatikzylinder vorgesehen sind. Die Druckgasflasche enthält üblicherweise Kohlendioxid oder ein Kohlendioxid-Gemisch.

Die Auslöseeinheit weist einen Auslösezylinder mit einer in einem Auslöse- Zylinder vorgesehenen Feder-Kolben-Anordnung sowie einen an dem Auslöse- Zylinder angebrachten, drehbaren Auslösehebel auf. Die Drehbewegung des Auslösehebels ist mittels entsprechender Verbindungselemente mit der translatorischen Bewegung des Kolbens gekoppelt.

Zur Inbetriebnahme der Auslöseeinheit ist der Auslösezylinder mittels einer Spannschraube vorzuspannen und bei der dadurch bewirkten Drehbewegung des Auslösehebels ein Seil in das freie Ende des Auslösehebels einzuhängen. Weiterhin ist zur Inbetriebnahme der Auslöseeinheit die Druckgasflasche in die Stirnfläche des Auslösezylinders einzudrehen.

Im Normalfall, also wenn kein Störfall vorliegt, wird der Sperrkörper in einer Ausgangslage oberhalb der Toröffnung mittels eines von einer zentralen und eigenständigen Stromversorgung gespeisten Haftmagneten gehalten. Im Störfall wird die Stromversorgung des Haftmagneten unterbrochen, so daß dieser den Sperrkörper losläßt. Wenn der Sperrkörper bis in die Bodennähe herabgesunken ist, zieht der Sperrkörper beispielsweise mittels eines an diesem angebrachten Mitnehmerelementes das Seil, das über Bowdenzüge den Auslösehebel von seiner Ausgangsstellung in eine zweite Stellung. Dadurch gibt der Auslösehebel einen Stift frei, so daß die Feder-Kolben-Anordnung der Auslöse-Einheit aus ihrem gespannten in ihren entspannten Zustand bewegt wird. Bei dieser Bewegung durchstößt eine an einer Stirnseite des Kolbens angebrachte Nadel das Verschlußstück der Druckgasflasche. Das aus der Druckgasflasche ausströmende Druckgas fließt durch den Auslösezylinder und verläßt diesen über die Rohrverschraubung, so daß das Druckgas zu dem Pneumatikzylinder gelangt, der den Sperrkörper mit der erforderlichen Kraft gegen den Boden preßt.

Der Vorteil der Verwendung eines Pneumatikzylinders zusammen mit der Auslöseeinheit und der Druckgasflasche ist, daß innerhalb kurzer Zeit relativ viel Energie erzeugt werden kann, da das Druckgas vor der Betätigung der Auslöseeinheit in der Druckgasflasche in flüssigem Zustand vorliegt und bei Öffnung der Druckgasflasche in einen gasförmigen Zustand zur Betätigung des Pneumatikzylinders entspannt wird. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, daß das Druckgas kein explosives Medium ist, so daß es sich für die Anwendung in Störfällen grundsätzlich eignet.

In einer alternativen Ausführungsform des beschriebenen Stands der Technik wird die Druckluft für den Pneumatikzylinder von einem Netz mit einem Zentralkompressor oder von einem Beistellkompressor zur Verfügung gestellt. Der Nachteil dieser Ausführungsform ist, daß nicht mit hundertprozentiger Sicherheit davon ausgegangen werden kann, daß die Druckluft im Störfall am Pneumatikzylinder tatsächlich zur Verfügung steht, da durch den Störfall beispielsweise Leitungsschäden oder Schäden am Kompressor aufgetreten sein können. Weiterhin ist nachteilig, daß diese Ausführungsform wegen der erforderlichen Steuereinheit und wegen der erforderlichen Zuleitungen die Kosten der gesamten Anlage erhöht. Auch ist eine laufende Überprüfung der Zuleitungen auf deren Dichtigkeit erforderlich, wobei diese Überprüfung wegen der Länge der Zuleitungen jedoch schwierig und aufwendig sein kann.

Ein Nachteil dieser Spannvorrichtung ist jedoch, daß bei jedem Funktionstest, der je nach Einsatzart und Einsatzort unter Umständen monatlich durchzuführen ist, eine Druckgasflasche verbraucht wird, was zu Unterhaltskosten führt. Auch ist es ein Nachteil des Stands der Technik, daß zur Inbetriebnahme der Auslöseeinheit Maßnahmen und Handgriffe durch eine darin eingewiesene Person durchzuführen sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die insgesamt kostengünstiger ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Alternative Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist, daß keine weiteren Zubehörteile erforderlich sind, um diese zu betreiben.

Vorteilhaft ist auch, daß das Auffüllen der Druckgasflasche sowie die Pneumatik- Versorgungsleitungen von der der Druckgasflasche zum Pneumatikzylinder entfallen.

Ein weiterer Vorteil ist, daß keine eigene Auslöseeinheit erforderlich ist, die mit dem Betätigungszylinder in Verbindung steht, so daß die erfindungsgemäße Spannvorrichtung insgesamt einfacher gebaut und somit einfacher herstellbar ist.

Auch ist ein Vorteil der Erfindung, daß die Temperaturbeständigkeit erhöht wird. Durch die begrenzte Anzahl von Bauteilen wird außerdem die Funktionssicherheit für die Anlagen nach dem Stand der Technik erhöht und der für sie erforderliche Wartungsaufwand reduziert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Spannvorrichtung, während sie sich in gespanntem Zustand befindet, d. h. es erfolgt kein Andrücken der Industriebarriere,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Spannvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Spannvorrichtung, während sie sich im entspannten Zustand befindet,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Spannvorrichtung nach Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine Spannvorrichtung 1 mit einem Spannzylinder 3 und einem Hebelmechanismus 5 mit einem Totpunktelement 6 mit Umlenkung, die auf einem Tragelement 7 angeordnet sind.

Der Spannzylinder 3 weist an seiner ersten kreisförmigen Stirnfläche 8 einen Kolben 11 sowie eine Kolbenstange 13 auf und ist an seiner ersten kreisförmigen Stirnfläche 8 mittels einer an dieser angebrachten Öse 9 an dem Tragelement 7 drehbar gelagert. Von der Umfangslinie des Kolben 11 ragt eine zylindrische Mantelfläche 15 weg, und zwar zumindest und im wesentlichen in einer Richtung, die von Kolben 11 aus gesehen der Richtung der Kolbenstange 13 entgegengesetzt ist. Durch die zylindrische Mantelfläche 15 wird der Kolben 11 in dem zylindrischen Gehäuse 17 des Spannzylinders 3 geführt. Weiterhin ist in der zylindrischen Mantelfläche 15 eine Druckfeder 21 angeordnet, deren eines Ende an einer Seite des Kolbens 11 anliegt und deren anderes Ende an der ersten kreisförmigen Stirnseite 8 des Zylindergehäuses 17 anliegt, wobei das andere Ende im entspannten Zustand der Druckfeder 21 über das betreffende freie Ende der zylindrischen Mantelfläche 15 hinausragt.

Die Kolbenstange 13 ragt durch eine Bohrung der zweiten kreisförmigen Stirnfläche 23 des Zylindergehäuses 17 und ist an ihrem freien Ende mittels einer Lagerung 25 drehbar mit einem Hebel 27 verbunden. Der Hebel 27 wirkt über das Totpunktelement 6 mit einem Spannhebel 31 zusammen. Durch das Totpunktelement 6 wird der erforderliche Hub des Kolbens 11 reduziert, mit dem der Spannhebel 31 aus seiner in Fig. 1 gezeigten geöffneten Stellung um ungefähr 90° in die in Fig. 3 gezeigte Verriegelungsstellung gedreht wird.

Der Spannhebel 31 weist einen Stift 33 auf, der im Verlaufe der Drehbewegung des Spannhebels 31 in die Verriegelungsstellung (Fig. 3) auf den Sperrkörper (nicht gezeigt) wirkt, um diesen gegen den Boden zu drücken.

Der Spannzylinder 3 weist weiterhin eine Auslösevorrichtung 41 auf. Die Auslösevorrichtung 41 umfaßt einen Auslösehebel 43, der drehbar in einem Zwischenstück 45 gelagert ist, das seinerseits wiederum auf der Mantelfläche des Zylindergehäuses 17 angeordnet ist. Die Lagerung des Auslösehebels 43 auf dem Zwischenstück 45 wird durch eine Schraube 47 bewerkstelligt, die durch eine Bohrung in dem Auslösehebel 43 hindurchragt und in eine in das Zwischenstück 45 eingelassene Buchse 49 eingeschraubt ist.

An einem freien Ende des Auslösehebels 43 ist ein Seilzuganschluß 51 für die mechanische Betätigung des Auslösehebels 43 vorgesehen. Der daran angebrachte Seilzug 52 führt über einen in den Figuren nicht dargestellten Bowdenzug zum Sperrkörper, den die Spannvorrichtung 1 gegen den Boden andrücken und verriegeln soll. Wenn beispielsweise im Störfall der Sperrkörper beispielsweise von einem Haftmagneten aufgrund einer beispielsweise zentralen Auslösung losgelassen und gegen den Boden gefahren wird, zieht er über nicht dargestellte Verbindungselemente an dem Seilzug 52 und dreht über den nicht dargestellten Bowdenzug mittels des Seilzuganschlusses 41 den Auslösehebel 43.

In der in Fig. 1 dargestellten geöffneten Stellung der Spannvorrichtung 1, wenn sich also der Auslösehebel 43 in seiner Ausgangsstellung, also in der nicht durch den Seilzug 52 gedrehten Stellung befindet, ist zwischen dem Auslösehebel 43 und der innerhalb des Zylindergehäuses 17 angeordneten zylindrischen Mantelfläche 15 ein Sicherungsbolzen 53 angeordnet. Der Sicherungsbolzen 53 ist verschieblich in einer Führung 55 gelegen, die von dem Zylindergehäuse 17 radial wegragt. Dasjenige Ende des Sicherungsbolzens 53, das zur zylindrischen Mantelfläche 15 hin gerichtet ist, ist angeschrägt, so daß diese Ende eine kegelstumpfartige Gestalt hat, und wirkt formschlüssig mit einer Kerbe 57 oder einer Vertiefung mit einer ebenfalls schrägen Seitenfläche zusammen, die in der zylindrischen Mantelfläche 15 vorgesehen ist. In geöffnetem Zustand der Spannvorrichtung 1 liegt das zweite Ende 59 des Sicherungsbolzens 53 an der dem Zylindergehäuse 17 zugewandten Mantelfläche des Auslösehebels 43 an.

Wenn also der Auslösehebel 43 mittels des Seilzuges 52 gedreht wird, gibt dieser den Sicherungsbolzen 53 frei, d. h. der Sicherungsbolzen 53 kann sich aufgrund des Zusammenwirkens seines kegelstumpfartigen Endes mit der schrägen Seitenfläche der Vertiefung 57 in der Führung 55 radial von der zylindrischen Mantelfläche 15 weg bewegen. Das mit der Kerbe 57 zusammenwirkende Ende des Sicherungsbolzens 53 wird dadurch aus der Kerbe 57 herausgeschoben. Der Kolben 11 kann sich dadurch aufgrund der von der Druckfeder 51 ausgeübten Kraft im Zylindergehäuse 17 zur zweiten Stirnfläche 23 des Zylindergehäuses 17 hinbewegen. Die am Mittelpunkt des Kolbens 11 angebrachte Kolbenstange 13, die durch die zweite kreisförmige Stirnfläche 23 hindurchragt, wirkt dadurch auf den Hebelmechanismus 5 und bewirkt die Drehung des Spannhebels 31. Dieser wirkt dann auf einer bestimmten Drehstellung mittels eines Stiftes 33 auf den Sperrkörper und drückt diesen zum Boden.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Spannvorrichtung 1 beschrieben.

Es wird dabei zunächst von der in Fig. 1 und 2 gezeigten Stellung als Ausgangsstellung ausgegangen.

Im Störfall wird der Sperrkörper, der in der Ausgangsstellung in einer bestimmten Höhe über dem Boden angeordnet ist, durch eine zentrale Einheit ausgelöst. Beispielsweise wird der Sperrkörper durch einen Haftmagneten gehalten, der durch eine im Brandmeldebereich vorschriftsgemäße 24V- Dauerstromversorgung versorgt wird. Im Störfall wird die Stromversorgung abgeschaltet, so daß der Haftmagnet den Sperrkörper losläßt.

Aufgrund beispielsweise einer Federeinrichtung senkt sich der Sperrkörper geschwindigkeitsreguliert und gewichtskompensiert zum Boden hin ab. Der Sperrkörper weist einen Stift oder Finger auf, der mit dem Seil zusammenwirkt, das über einen Bowdenzug (nicht gezeigt) und beispielsweise einen zweiten Seilzug mit dem Seilzuganschluß 51 am Auslösehebel 43 zusammenwirkt. Beim Herabfahren des Sperrkörpers zum Boden hin drückt der Finger auf das Seil, so daß dieses im Bowdenzug gezogen wird. Dadurch wird der Auslösehebel 43 aus seiner in den Fig. 1 und 2 gezeigten Stellung in die in den Fig. 3 und 4 gezeigten Stellung gedreht.

Wie beschrieben wird durch die Drehung des Auslösehebels 43 der Sicherungsbolzen 43 freigegeben, der in der Ausgangsstellung zwischen der Vertiefung oder Kerbe 57 in der zylindrischen Mantelfläche 15 und dem Auslösehebel 43 in der Führung 55 festgelegt ist.

In der Ausgangsstellung, also vor der Drehung des Auslösehebels 43, ist die in dem Zylindergehäuse 17 angeordnete Druckfeder 21 im gespannten Zustand. Wenn also der Sicherungsbolzen 53 freigegeben wird, kann sich aufgrund des mit der Seitenfläche der Kerbe 57 zusammenwirkenden kegelstumpfartigen Endes des Sicherungsbolzens 53 der Kolben 11 mit der zylindrischen Mantelfläche 13 zur zweiten kreisförmigen Stirnfläche 23 des Zylindergehäuses 17 hin bewegen.

Wie beschrieben wirkt dadurch die am Kolben 11 befestigte Kolbenstange 13 auf den Hebelmechanismus 5 mit seinem Totpunktelement 6, so daß der zum Boden abgesenkte Sperrkörper nicht nur aufgrund seines Eigengewichts, sondern aufgrund der Kraft der Druckfeder 21 mittels des Spannhebels 31 gegen den Boden gedrückt und verriegelt wird.

Die Druckfeder 22 und die Abmessungen der Spannvorrichtung 1 müssen derart dimensioniert sein, daß die auf den Sperrkörper zum Boden hin gerichtete Kraft ausreicht, um den Sperrkörper mit dem Boden abzudichten.

Im folgenden werden noch alternative Ausführungsformen beschrieben:

Statt eines Zylindergehäuses 17 mit Druckfeder 21 kann auch ein hydraulisch oder pneumatisch betriebener Zylinder vorgesehen sein. Ebenso könnte auch eine Gasdruckfeder, d. h. ein permanent beaufschlagter Zylinder vorgesehen sein.

Statt der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Spiralfeder könnte auch eine andersartige Federanordnung vorgesehen sein, z. B. eine Tellerfeder-Anordnung.

Anstelle des in Fig. 1 und 3 dargestellten Hebelmechanismus 5 können auch andere Einrichtungen nach dem Stand der Technik vorgesehen sein, die die Kraft der Kolbenstange 13 auf ein Element überträgt, das den Sperrkörper zum Boden drückt.

Statt dem beschriebenen Bowdenzug-Mechanismus könne andere Übertragungselemente und -techniken nach dem Stand der Technik vorgesehen sein, die aufgrund des Absenkens des Sperrkörpers die Drehung des Auslöse-Hebels bewirken.

Claims (6)

1. Spannvorrichtung (1) zum Anpressen eines Sperrkörpers zum Abdichten von Toröffnungen in Industrieanlagen im Brand- oder Störfall gegen das Ausströmen schädlicher Flüssigkeiten,

• - mit einem Betätigungselement, das zwischen einer gespannten und entspannten Stellung beweglich ist und das mittels Betätigungselementen einen Hebelmechanismus (5) betätigt, der den Sperrkörper in der entspannten Stellung des Betätigungselementes gegen den Boden anpreßt und verriegelt,
• - mit einer mit dem Betätigungselement zusammenwirkenden Auslösevorrichtung (41), die sich aufgrund des Absenkens des Sperrkörpers von einer Ausgangsstellung in eine Auslösestellung bewegt wird und dabei bewirkt, daß das Betätigungselement aus seiner gespannten in seine entspannte Stellung fährt,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Auslösevorrichtung (41) mechanisch an dem Betätigungselement (11) angebracht ist, in ihrer Ausgangsstellung mittels Verbindungselementen in das Betätigungselement eingreift, um dieses in seiner entspannten Stellung zu halten, und in ihrer Auslösestellung den Eingriff in das Betätigungselement freigibt, so daß sich das Betätigungselement in seine entspannte Stellung bewegt.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement ein Spannzylinder (3) ist,

• - der ein auf einem Tragelement (7) drehbar gelagertes zylindrisches Gehäuse (17) umfaßt
• - und der in seinem Inneren eine Druckfeder (21) aufweist, die auf einen Kolben (11) mit einer Kolbenstange (13) einwirkt,
  wobei die Kolbenstange (13) den Hebelmechanismus (5) betätigt, wenn sich die Druckfeder (21) aufgrund der Bewegung der Auslösevorrichtung (41) von ihrer Ausgangs- in ihre Auslösestellung bewegt.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente für den Eingriff in das Betätigungselement einen Sicherungsbolzen (53) umfassen, der in einer an dem Spannzylinder (3) angebrachten Führung (55) verschieblich angeordnet ist,

• - daß die Auslösevorrichtung (41) einen Auslösehebel (43) umfaßt, der von einer Ausgangsstellung in eine Auslöse-Stellung drehbar ist,
  wobei das erste Ende des Sicherungsbolzens (53) angeschrägt ist und mit einer Kerbe (57) in der Mantelfläche (15) des Kolbens (11) zusammenwirkt,
  wobei der Auslösehebel (43) das zweite Ende des Sicherungsbolzens (53) gegen die Mantelfläche (15) des Kolbens (11) drückt, um den Kolben (11) in seiner gespannten Stellung zu halten, und
  wobei der Auslösehebel (43) aufgrund einer Drehung das zweite Ende des Sicherungsbolzens (53) freigibt, so daß sich der Kolben (11) aufgrund der Kraft der Druckfeder (21) und des Zusammenwirkens des ersten Ende des Sicherungsbolzens (53) mit der Kerbe (57) von dem Kolben (11) wegbewegt, so daß der Kolben (11) in eine entspannte Stellung gebracht wird.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement eine Gasdruckfeder umfaßt.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement ein Hydraulikzylinder ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement eine Tellerfeder-Anordnung ist.