DE20307778U1

DE20307778U1 - Sprengwirkungs- und/oder durchschusshemmende Schutzvorrichtung zum Schutz einer Wandöffnung

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Publication number: DE20307778U1
Application number: DE20307778U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Haverkamp De GmbH
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2013-05-20

Description

HABG 01 T3.doc

Sprengwirkungs- und/oder durchschusshemmende Schutzvorrichtung zum Schutz einer Wandöffnung

Die Erfindung betrifft eine sprengwirkungs- und/oder durchschusshemmende Schutzvorrichtung zum Schutz einer Wandöffnung in einer Gebäudewand, insbesondere vor Sprengstoffexplosionen.

Bei Explosionen in der Nähe von Gebäuden trifft in der ersten Phase der Explosion eine Druckwelle auf die Gebäudewand. Durch den enormen Druckanstieg werden insbesondere Fenster und Türen flächig zerstört. Soweit die Wand selber dieser Belastung standhalten kann, werden Personen- und Sachschäden im Gebäudeinneren insbesondere durch die Druckwelle, die durch die Gebäudeöffnungen ins Gebäude eindringt, hervorgerufen.

Es sind verstärkte Fenster und Türen bekannt, die über aufgebrachte flächige Verbundschichten, beispielsweise auf Fensterscheiben aufgeklebte Sicherheitsfolien, eine Zerstörung über die Fläche insofern verhindern können, als dass sie verhindern, dass die Druckwelle durch zerbrochenes Fensterglas oder Türfüllungen ins Gebäudeinnere eindringen kann. Der Druckanstieg an der Gesamtfläche des

Fensters oder der Tür führt zu starken Kräften, die sich punktförmig an den Verriegelungspunkten konzentrieren, welche bei einer Explosion abgeschert werden können. Selbst die Maueranker von Rahmen oder Zargen können abgeschert oder ausgezogen werden. Schwachpunkte solchermaßen verstärkter Fenster bleiben also die Verriegelungen des Fensterflügels im Rahmen bzw. des Türblatts in der Türzarge sowie die Rahmen- bzw. Zargenbefestigung in der Wandö f fnung.

Aus der DE 202 15 936 Ul ist eine sprengwirkungshemmende Verglasung bekannt, bei der der Rahmen über Dämpfungselemente in der Wandöffnung befestigt ist. Hierdurch wird zwar die Schockwirkung auf die Wandbefestigungspunkte gemindert. Bei Explosionen in unmittelbarer Nähe des Fensters können die Kräfte auf die Wandbefestigungspunkte aber immer noch so groß sein, dass das gesamte Fenster mit Rahmen aus der Wandöffnung ins Gebäude gedrückt wird. Die Rahmenkonstruktion ist überdies aufwändig, teuer und nicht nachrüstbar. Nachteilig ist auch, dass die Schutzfunktion dieses und anderer in bekannter Weise sprenghemmend ausgerüsteter Fenster aufgehoben ist, solange das Fenster zum Lüften geöffnet ist.

Es stellt sich damit die Aufgabe, eine sprengwirkungshemmende Schutzvorrichtung anzugeben, die einen Schutz vor Explosionen, insbesondere Sprengstoffexplosionen, auch in geringem Abstand zur Gebäudewand bietet, und die eine nachträgliche Anbringung an bestehenden Gebäuden ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst bei einer sprengwirkungs- und/oder durchschusshemmenden Schutzvor-

richtung zum Schutz einer Wandöffnung in einer Gebäudewand mit wenigstens einem plattenförmigen Schutzplattenelement:

dessen Fläche in einem Zentralbereich die Wandöffnung und in Überlappungsbereichen die an die Wandöffnung grenzende Gebäudewand überdeckt; das in wenigstens einem Überlappungsbereich an wenigstens zwei an der Gebäudewand befestigten Abstandselementen beabstandet zur Gebäudewand angeordnet ist und

das gegen die Kraft eines Energiespeicherelements und/oder eines Energiedissipationselements auf die Wandöffnung zu verschiebbar ist.

Erfindungswesentlich ist, dass das Schutzplattenelement größer als die zu schützende Wandöffnung ist und beabstandet vor dieser angebracht ist und dass das Schutzplattenelement im Explosionsfall auf die Wandöffnung geschoben werden kann, wobei entgegen den von der Druckwelle hervorgerufenen Kräften eine Gegenkraft wirkt.

Wenngleich die erfindungsgemäße Konstruktion vorrangig auf den Schutz vor Sprengstoffexplosionen abzielt, so ist bei Verwendung an sich bekannter Plattenwerkstoffe für das Schutzplattenelement zugleich ein Schutz vor dem Beschuss mit Handfeuerwaffen gegeben.

Durch das beabstandete Schutzplattenelement und den erfindungsgemäß relativ breiten dahinter liegenden Luftspalt wird außerdem eine Art Zusatzpanzerung am Gebäudes adaptiert, die bei einfachen Panzerabwehrhandwaffen älterer Bauart mit Monohohlladung zur Detonation an dem Schutzplattenelement führen kann und damit zumindest die

Hauptwirkung der Waffe vor dem Gebäude und nicht im Innenraum entfalten lässt. Das gleiche gilt für den Bewurf mit Handgranaten oder Brandsätzen.

Die Überlappung ist vorgesehen, damit das Schutzplattenelement allenfalls auf die Wandfläche um die Wandöffnung herum gedrückt wird, jedoch nicht in die Wandöffnung hinein. Zugleich erfolgt eine Abdichtung der Wandöffnung, wenn das Schutzplattenelement an der Wand anliegt. Die Überlappung muss nicht notwendigerweise allseitig sein, obgleich dies die vorteilhafteste Ausführungsform darstellt.

Das Schutzplattenelement kann auch, gerade bei großen abzudeckenden Wandöffnungen, aus mehreren einzelnen flächigen Elementen zusammengesetzt sein, die überlappend angeordnet sind.

Die Gegenkraft kann eine Rückstellkraft in einem Energiespeicherelement sein. Darin steigt die Gegenkraft mit zunehmenden Weg des Schutzplattenelements an und bremst die weitere Vorwärtsbewegung des Schutzplattenelements.

Geeignete Ausführungsformen für ein solches Energiespeicherelement sind Schrauben- und/oder Gasdruckfedern.

Die Gegenkraft kann weiterhin eine Dämpfungskraft sein, die von einem Energiedissipationselement ausgeübt sein, in dem die Bewegungsenergie des von der Druckwelle beschleunigten Schutzplattenelements in andere Energieformen, beispielsweise Wärme, umgewandelt wird. Beispielsweise kann eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfung mit einem Öldruckstoßdämpfer erreicht werden.

Vorzugsweise ist das Energiedissipationselement eine plastisch verformbare, definiert kollabierende Crashbox, wie sie aus dem Automobilbau bekannt ist. Durch solche Crashboxen, die zugleich als Abstandselemente für das Schutzplattenelement dienen können, wird die Bewegungsenergie durch gezielte plastische Verformungen in der inneren Struktur abgebaut.

Kombinationen von dämpfenden und rückstellenden Elementen sind möglich.

Um auch der der Druckwelle nachfolgenden Sogwelle eine Gegenkraft entgegen zu setzen, kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein weiteres Energiespeicherelement und/oder ein weiteres Energiedissipationselement vorgesehen ist, gegen dessen Kraft das Schutzplattenelement von der Wand-Öffnung weg verschiebbar ist.

Es können jeweils separate Elemente für die Bewegung auf die Wandöffnung zu und die Bewegung von dieser weg vorgesehen sein. Außerdem kann ein einziges Element beide Funktionen übernehmen. So kann das Schutzplattenelement fest über eine Schraubenfeder je Befestigungspunkt mit der Gebäudewand verbunden ist, wobei die Schraubenfedern zugleich als Druck- und als Zugfeder wirkend sind.

In einer besonders kostengünstigen und leicht zu montierenden Ausführungsform sind die Abstandseiemente zylindrische Bolzen, auf denen das Schutzplattenelement über Gleitbuchsen gelagert ist. Schraubenfedern als Energiespeicherelemente können direkt auf die Bolzen aufgeschoben werden.

Es ist auch möglich, Scherbolzen, als einfache und kostengünstige Energiedissipationselemente vorzusehen. Deren plastische Verformung bis zum Bruch trägt ebenfalls zur Verringerung der Bewegungsenergie bei. Die Scherbolzen können in Querbohrungen der bolzenförmigen Abstandselemente eingesetzt werden. Als Scherbolzen sind handelsübliche Splinte geeignet.

Vorzugsweise ist das Schutzplattenelement rechteckig und überlappt an allen vier Seitenkanten, wodurch es den meist rechteckigen zu schützenden Wandöffnungen mit den darin vorhandenen Fenstern oder Türen angepasst ist. Wenigstens in den Ecken ist jeweils ein Abstandselement und wenigstens ein Energiespeicherelement und/oder ein Energiedissipationselement vorgesehen.

Größere Fenster werden vorzugsweise durch ein Schutzplattenelement abgedeckt, das an sechs Abstandselementen und sechs Energiespeicherelementen und/oder Energiedissipationselementen an der Wand abgestützt ist. Die zusätzliche Abstützung im mittleren Bereich der langen Kanten mindert die Durchbiegung und damit die Bruchgefahr an dieser Stelle.

Der Abstand des Schutzplattenelements gegenüber der Gebäudewand sollte im Ausgangzustand 5 bis 15 cm betragen. Der dadurch entstehende Luftspalt zwischen Wand und Schutzplattenelement ist groß genug, um eine Raumlüftung bei Öffnung des dahinter liegenden Fensters zu erreichen. Zugleich ist er klein genug, um das Eindringen der Druckwelle durch den Luftspalt zu unterbinden.

Um ein Fenster in einem Gebäude zu schützen, besteht das Schutzplattenelement aus transparentem Glas oder Kunststoff, eventuell in einen Rahmen eingefasst.

Auch kann die Befestigung, alternativ zu einer Befestigung über Bohrungen in dem Schutzplattenelement, über einen randseitigen Rahmen erfolgen. Beispielsweise kann das Schutzplattenelement mit U-förmigen Profilen umfasst werden, die dann mit den Energiespeicher- bzw. -dissipationselementen verbunden sind. Vorteilhaft hierbei ist insbesondere, dass die Kerbwirkung von Bohrungen vermieden wird. Auch kann bei randseitiger Befestigung der Überdeckungsgrad zur Wandöffnung etwas geringer gewählt werden als, da bei in das Schutzplattenelement eingebrachten Bohrungen stets ein ausreichender Abstand zur Außenkante gewahrt werden muss und so das Schutzplattenelement unter Umständen größer dimensioniert werden muss als durch den Überdeckungsrad bedingt.

Um eine Nebentür zu schützen, kann das Schutzplattenelement auch ein undurchsichtiges Panzerelement sein, dass durch an sich bekannte Techniken verstärkt ist.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Abstandseiemente mit dem daran angebrachten Schutzplattenelement seitlich verschiebbar an der Gebäudewand angeordnet sind, um das Schutzplattenelement zeitweise von den zu schützenden Türen oder Fenstern wegzuschieben.

Um die Abdichtung der Wandöffnung gegenüber der Druckwelle zu verbessern, kann weiterhin vorgesehen sein, einen umlaufenden Profilrahmen auf die Gebäudewand aufzusetzen. Dieser umfasst das Schutzplattenelement, zumindest nach einer Verschiebung um die Hälfte der Weite des Luftspalts

• ·

auf die Wandöffnung vollständig, das heißt, das Schutzplattenelement kann schon in der Ausgangsstellung von dem Profilrahmen mit vorzugsweise U-förmigem Querschnitt umfasst sein und läuft im Explosionsfall innerhalb dieser Umfassung. Optisch ergibt sich der Eindruck eines nachträglich auf die Gebäudewand aufgesetzten, kastenförmigen Fensterelements.

Die Abstandselemente können in den Profilrahmen integriert werden. Es kann bei einem zusätzlichen Profilrahmen sogar auf separate Abstandselemente verzichtet werden, das heißt, das Schutzplattenelement wird im Profilrahmen auf Abstand gehalten und die Energiespeicher-/ -dissipationselemente sind mit dem Profilrahmen verbunden. In beiden Fällen ergibt sich der Vorteil, dass keine Befestigungsbohrungen in das Schutzplattenelement eingebracht werden müssen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung in Ansicht von vorn;

die erste Ausführungsform in seitlicher Schnittansicht;

eine zweite Ausführungsform der Erfindung in seitlicher Schnittansicht;

eine dritte Ausführungsform der Erfindung in seitlicher Schnittansicht;

eine vierte Ausführungsform der Erfindung in seitlicher Schnittansicht;

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Fig. 6a, 6b eine fünfte Ausführungsform der Erfindung in seitlicher Schnittansicht;

Fig. 7 eine sechste Ausführungsform in Ansicht von vorn; und

Fig. 8 die sechste Ausführungsform nach einer Explosion in seitlicher Schnittansicht.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 100 wird vor einer Wandöffnung 12 in einer Gebäudewand 10 angebracht. Sie besteht im wesentlichen aus: - einem plattenförmigen Schutzplattenelement 20, Abstandselementen 30 und

Energiespeicher- und/oder Energiedissipationselementen 40, 50.

Über die an der Gebäudewand 10 befestigten Abstandselemente 30 ist das Schutzplattenelement 20 in einem Abstand parallel zu der zu schützenden Wandöffnung 12 mit dem Fenster 16 angeordnet, so dass zwischen der Gebäudewand 10 und dem Schutzplattenelement 20 ein Luftspalt von ca. 5 bis 15 cm Breite gebildet ist.

Das Schutzplattenelement 20 überdeckt in seinem Zentralbereich 21 die Wandöffnung und überlappt in Überlappungsbereichen 22 mit der Gebäudewand 10. Die Abstandselemente 30 und die Energiespeicher- und/oder Energiedissipationselemente 40, 50 sind in den Überlappungsbereichen 22 angeordnet.

In dem in Fig. 2 in seitlicher Ansicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind Schraubenfedern 40 als Energiespeicherelemente vorgesehen. Diese sind auf die als Bolzen

ausgebildeten Abstandselemente 30 aufgeschoben und liegen zwischen Gebäudewand 10 und Schutzplattenelement 20.

In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Schraubenfedern 40, 40' vorgesehen, von denen die an der Gebäudewand 10 angeordnete Schraubenfeder 40 eine Gegenkraft bei einer Druckwelle aufbaut und die weitere Schraubenfeder 40' eine Gegenkraft bei einer Sogwelle.

In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein Öldruckstoßdämpfer 50 als Energiedissipationselement vorgesehen. Dieser ist wegen seiner relativ großen Bauhöhe in die Gebäudewand 10 eingesenkt.

In Fig. 5a ist ein Abstandselement 35 dargestellt, das als sogenannte Crashbox ausgebildet ist, d. h. es besitzt eine innere Struktur, die gezielte plastische Verformungen entlang des zulässigen Verformungswegs ermöglicht.

Nach einer Ansprengung ist die Struktur des Abstandselemente 35 zerstört, wie Fig. 5b zeigt, und muss ausgetauscht werden. Jedoch ist mit der Verformung die Energie der Druckwelle abgebaut worden, so dass weder das Schutzplattenelement 20 noch das dahinter liegende Fenster 16 beschädigt sind.

Die Fig. 6a und 6b zeigen eine Ausführungsform, bei der das Schutzplattenelement 20 von einem umlaufenden Profilrahmen 60 umfasst ist, der die Abdichtung der Wandöffnung verbessert, indem er einem seitlichen Eindringen der Druckwelle in den Luftspalt 2 hinter dem Schutzplattenelement 20 entgegen wirkt. In dem Profilrahmen 60 können Lüftungsausnehmungen 61 vorhanden sein, die die Luftzirkulation im Luftspalt 2 erleichtern. Die Lüftungsausneh-

mungen 61 sind bevorzugt in dem von der Gebäudewand abgewandten Drittel angeordnet, so dass sie nach einer Vorwärtsbewegung des Schutzplattenelements 20 frei liegen und kein seitlicher Druck mehr in den Luftspalt wirken kann.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 7 und 8 ist ein Verstärkungselement 18 in die Laibung eingelassen, vorzugsweise bündig mit der äußeren Wandfläche. Dieses verhindert, dass ein verformtes oder teilzerstörtes Schutzplattenelement 2 0 in die Wandöffnung 12 hinein und auf das schützende Fenster 16 gedrückt wird. Das Verstärkungselement 18 ist vorzugsweise deckungsgleich mit den Profilen des dahinter liegenden Fensters 16 angeordnet, um ein harmonisches Erscheinungsbild zu schaffen.

Außerdem ist in der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform noch ein Verstärkungsgurt 32 vorgesehen, der flächig mit dem Schutzplattenelement 20 verbunden ist. Dieser kann Zugkräfte aufnehmen und ein Ausreißen des Schutzplattenelements 20 an den Bohrungen für die Aufnahme der Abstandselemente 3 0 verhindern.

Claims

1. Sprengwirkungs- und/oder durchschusshemmende Schutzvorrichtung (100) zum Schutz einer Wandöffnung (12) in einer Gebäudewand (10), insbesondere vor Sprengstoffexplosionen, mit wenigstens einem plattenförmigen Schutzplattenelement (20)

- dessen Fläche in einem Zentralbereich (21) die Wandöffnung (12) und in Überlappungsbereichen (21) die an die Wandöffnung (12) grenzende Gebäudewand (10) überdeckt;

- das in wenigstens einem Überlappungsbereich (22) an wenigstens zwei an der Gebäudewand (10) befestigten Abstandselementen (30; 35) beabstandet zur Gebäudewand (10) angeordnet ist und

- das gegen die Kraft eines Energiespeicherelements (40, 40') und/oder eines Energiedissipationselements (50) auf die Wandöffnung (12) zu verschiebbar ist.

2. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (30) zylindrische Bolzen sind, auf denen das Schutzplattenelement (20) über Gleitbuchsen gelagert ist

3. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Energiespeicherelement eine Schraubenfeder (40, 40') ist, das auf den Bolzen aufgeschoben ist.

4. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Energiespeicherelement eine Gasdruckfeder ist.

5. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Energiedissipationselement ein Ölstoßdämpfer (50) ist.

6. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Energiedissipationselement eine plastisch verformbare, definiert kollabierende Crashbox ist.

7. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement als Crashbox (35) ausgebildet ist.

8. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Energiedissipationselement ein Scherbolzen (52) ist.

9. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiteres Energiespeicherelement (40') und/oder ein weiteres Energiedissipationselement vorgesehen ist, gegen dessen (deren) Kraft das Schutzplattenelement (20) von der Wandöffnung (10) weg verschiebbar ist.

10. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzplattenelement (20) fest über Schraubenfedern mit der Gebäudewand verbunden ist, wobei die Schraubenfedern als Druck- und als Zugfeder wirkend sind.

11. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzplattenelement (20) rechteckig ist und an allen vier Seitenkanten Überlappungsbereiche (22) vorgesehen sind und dass wenigstens in den Eckbereichen des Schutzplattenelements (20) jeweils ein Abstandselement (30; 35) und wenigstens ein Energiespeicherelement (40) und/oder ein Energiedissipationselement (50) vorgesehen sind.

12. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sechs Abstandselemente (30; 35) und sechs Energiespeicherelemente (40, 40') und/oder Energiedissipationselemente (50) vorgesehen sind.

13. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verbindungsstellen der Abstandselemente (30) mit dem Schutzplattenelement (20) über einen Verstärkungsgurt (32) miteinander verbunden sind.

14. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite eines Luftspalts (2) zwischen dem Schutzplattenelement (20) und der Gebäudewand (10) im Ausgangzustand 5 bis 15 cm beträgt.

15. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzplattenelement (20) aus transparentem Glas besteht.

16. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzplattenelement (20) aus transparentem Kunststoff besteht.

17. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch einen auf die Gebäudewand aufgesetzten, umlaufenden Profilrahmen (60), der das Schutzplattenelement (20) zumindest nach einer Verschiebung um die Hälfte der Weite des Luftspalts (2) auf die Wandöffnung zu allseitig umgibt.

18. Schutzvorrichtung (100) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (30) durch den Profilrahmen (60) gebildet sind oder in den Profilrahmen (60) integriert sind.

19. Schutzvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch wenigstens ein in die Wandöffnung (12) vor ein zu schützendes Fenster (16) eingesetztes Verstärkungselement (18).