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Tür zum Schutz eines Raumes gegen Außen-Druckstöße Die Türen von
Schutzräi,em haben insbesondere die Aufgabe, die Stoßwellen, die von Detonationen
außerhalb der Schutzräume herrühren, abzufangen. Solche Türen sind schwere Stahlkonstruktionen,
die so ausgelegt werach müssen, daß sie den auftretenden Druckkräften Standhalten
können. Dies führt bei großen Einfahrten zu Schwi@@igkeiten, da die Druckkräfte
proportional mit den Türflächen zunchmen. Insbesondere werden die Türen, die als
Mombranen winden, bei sehr großen Weiten und Höhen durch erhebliche Biegespannungen
belastet. Die .annten Lösungen haben zusätzlich den Nachteil, daß die Druckwellen
i.il Falle unerwartet großer Brisan beim Bruch der Türkonstruktion unmittelbar in
den Schutszraum eindringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tür zum Schutz eines
Raumes gegen Außen-Druckstöße so zu gestalten, daß die gewünschte sicherheit durch
eine verhältnismäßig leichte Tür-Konstruktion geschaffen wird.
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Das wird in erster Linie dadurch erreicht, daß im Schließzustand der
Tür eine sich wenigstens annähernd über die Türöffnung erstreckende schwere Platte
in @ichtung der Außen-Druckstöße auf das von Widerlagern @@@@ttun@ Türblatt hin
verschi@bbar und zwischen der Platte und dem Türblatt ein federndes Zwisch@@@@ittel
mittel
ein Schaumstoff-Polster. Dieses erstreckt sich zweckmäßig derart über die TUröffnung,
daß es unter der Wirkung der Außen-Druckstöße am Umfang der Türöffnung dicht anliegt.
Das Schaumstoff-Polster kann an der schweren Platte oder an dem Türblatt befestigt
sein1 Durch die Erfindung wird der Fortschritt erzielt, daß die Energie der Außen-Druckstöße
dadurch, daß sie die schwere Platte in Richtung nach d.n Türblatt beschleunigen,
großenteils in Bewegungsenergle umgesetzt und diese durch das Zusammendrücken des
federnden Zwischenmittels weitgehend aufgezehrt wird und folglich die höchste auftetende
DrucL.belastung des Türblattes auf einen Bruchteil des Druckes der Stoßwelle begrenzt
wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die maximale Pressung am Türblatt
erst dann auftreitt, wenn die kinetische Energie der Platte restlos in Federspeicherenergie
umgesetzt worden ist, also zu einem Zeitpunkt, bei dem die Stobwelle bereits wieder
abgeklungen ist, so daß ein möglicher Bruch des Türblattes nicht mehr zum Druckeinbruch
fuhren kann. Da sonach insbesondere die beweglichen Teile einer Tur nach der Erfindung
leichter ausgeführt werden können als bisher, lassen sie sich mit geringerem Kraftaufwand
zum Schließen oder Öffnen der Tür bewegen. Das ist von Bedeutung, wenn die gewöhnlich
vorgesehenen maschinell*:n Einrichtungen zum Öffnen und Schlie-Ben der Tür etwa
infolge einer Zerstörung der Energiezufuhr ausfallen. Man Kanri dann wesen des verminderten
Gewichtes die beweglichen Teile der Tür von Hand in verhältnismäßig kurzer Zelt
in die Öffnungs- oder Schließstellung bringen.
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Die Verwendung von @chr weichem Schaumstoff als Federelement hat den
Verstil, des dieser von Natur aus gute D@@@-fungseigenschaften nat. Weiterhin @aßt
@@ sich infolge sola @@@ @@t@zit@@ @@ Tür@att@@ @icht in, so daß auf
eine
hermetische Abdichtung des eigentlichen Türblattes verzichtet werden kann.
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Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar für Türen zum Abschluß
von Schutzräumen, Bergwerksstollen, d.h. überall, wo eine Explosions-Gefahr besteht,
z.B. in der chemischen Industrie, in Kraftwerken, u.U. auch in Kernkraftwerken.
Besonders wirkt sich die durch die Erfindung erzielte Gewichtsersparnis bei großflächigen
Türen, z.B.
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Einfahrtstoren von Schutzräumen, vorteilhaft aus.
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Bei einer Tür nach der Erfindung kann die schwere Platte hohl ausgebildet
sein und Öffnungen zum Einfüllen und Ablassen von fließfähigem, schwerem Füllstoff
aufweisen.
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Auch kann das Schaumstoff-Folster Aussparungen enthalten, die vorzugsweise
durch enge Kanäle mit der Außenluft verbunden sind. Die hiermit erzielbaren Vorteile
werden weiter unten erläutert.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestelit; u.zw. zeigen Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch eine von einer Tür
abgeschlossenen ingangsöffnung eines Schutzraumes.
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Fig. 2 in Schrägansicht einen Teil einer Tür mit einer besonderen
Ausführung der schweren Platte, Fig. 3 in Schrägansicht einen Ttil eines das federnde
Zwischenmittel bildenden Schaumstorr-Polsters in besonderer Ausführung und Fig.
4 einen Querschnitt durch einen Teil einer Tür in einer Ausführung nach Fig. 3
Dcr
Schutzraum ist mit 1 und die tunnelartige Lingangs-Öffnung mit 2 bezeichnet. Innerhalb
dieser ist an der Einmündung in den Schutzraum 1 ein Türplatt 3 angeordnet, das
sich auf nicht dargestellte Widerlager stützt. @s füllt den Querschnitt der Eingangs-Öffnung
2 nahezu, bis auf ein gewisses iel ll, aus. Vor dem Türblatt 3, d.@. auf dessen
Außenseite, ist in der Lingangs-Öffnung 2 eine schwere Platte 5 verschiebbar angeordnet.
Diese füllt obenfalls den Querschnitt der Eingangs-Öffnung bis auf ein Spiel 6 aus.
Sie kaun beispielsweise aus Stahl nd/oder B@ton bestehen.
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Zwischen der schweren Platte 5 und dem Türblatt j ist ein Schaumstoff-Polster
7 untergobracht, das den Querschnitt der Eingangs-Öffnung 2 ausfüllt. Es besteht
z.B. aus geschäumtem Kunststoff, etwa Polyurethan, der eine solche Zoll-Struktur
hat, daß or volumen@lastisch ist und beim Zusammen@rücken und Wiederentspannen eine
beträchtliche Dämp@ung orgibt.
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Wenn auf die schwere Platte 5 von außen ber infolge einer Explosion
ein Druckst@@ winkt, wird die Platt auf das Türblatt @ hin gesch@b@@. Dabei wird
infolg@ der Beschleuni @ung der Platte rzic der DiQei' welle weitgchend in Bewegungsonergi@
u@gewandelt.
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Gleichzeitig wird das Schau@@toff-Pol@ter 7 zusa@@engedrückt. Hier@urch
wird die Bewegungsenergie der P@atte weitgehend aufgezehrt. Infolgedessen ist die
größte Druckkraft, die auf das Türblatt am Ende der Zusammendrückung des Schaump@lsters
7 wirkt, erheblie@ kleiner als der Druck, der auf die Platte 5 wirkt. D@ gemäß können
das Türblatt und seind Widerlager ver-
hältnismäßig leicht ausgeführt
werden. Auch die Platte 5 braucht nicht so widerstandsfahi^ ausgebildet zu werden,
wie es erforderlich wäre, wenn sie sich gegen unnachgiebige Widerlager in der Eingangs-Öffnung
2 stützen würde.
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Der Schaumstoff des Polsters 7 wird beim Zusammendrücken gegen den
Umfang der Eingangs-Öffnung 2 gepreßt und wirkt daher abdichtend.
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Zwischen der schweren Platte 5 und dem Türblatt 3 kann außer dem Schaumstoff-Polster
7 ein Luftpolster vorgesehen sein, daß sich entweder zwischen dem 0chaumstoff-Polster
7 und dem Türblatt oder zwischen dem Schaumstoff-Polster 7 und der schweren Platte
5 befindet.
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Dabei kann das Schaumstoff-Polster 7 an dem Türblatt 3 oder an der
schweren Platte 5 z.B. durch Kleben befestigt sein. Auch ist es möglich, daß das
LuStpolster zwischen zwei Schaumstoff-Polstern angeordnet ist. Das Luftpolster wirkt
ebenfalls als Feder-Element, das beim Zusammendrücken die Bewegungsenergie der schweren
Platte 5 teilweise aufzehrt. Naturgemäß können auch irgendwelche andere Feder-Elemente,
die eine Dämpfung ergeben, angewendet werden.
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Das Türblatt, die schwere Platte 5 sowie das Feder-Element, z.B. das
Schaumstoff-Polster 7, bilden beispielsweise eine Schieber, doch ist auch eine Ausführung
als Drehtür denkbar.
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Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Fall, daß die schwere
Platte, 8, hohl ausgebildet und mit einem schweren Füllstoff 9 ausgefdilt ist, wobei
wieder das Türblatt mit 5 und das federnde Zwischenmittel in der Ausführung als
Schau1nstoff-Polster mit 7 bezeichnet sind. Der Füllstoff ist beispielsweise Sand,
Schwerspat, Wasser. Auf der Oberseite der Platte @ befinden sich Öffnungen 10 un
Einbringen des Füllstoffes, während die Platte unten mit verschließbaren Ö1"fnungen
zum Ablassen des Füllstoffes versehen ist. In der clie Türöffnung oben abschließenden
Gebäudewandung ist ein Raum zuia Speichern von Füllstoff mit verschließbaren Öffnungen
in solcher Anordnung untergebracht, daß unter diesen Öffnungen, wenn dit Tür geschlossen
ist, die Öffnungen 10 liegen und so der Füllstoff in das Innere der Platte 8 fließen
kann. Die Platte o wird in ungefüllten Zustand und sonach mit gelingen Gewicht in
die Schließ- und die Öffnungsstellung bewegt, also erst in der Schließstellung gefüllt
und vor dem Öffnen der Tür entleert.
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Das hat den Vorteil, daß die Tür, sofern die beweglichen Teile leichtgängigge
lagert sind, von Hand geschlossen und geöffnet werden kann, also ein motorischer
Antrieb hierfür entfällt. Die sich hieraus ergebende Voreinfachung bedeutet eine
Kostenersparnis und eine Erhöhung der Sicherheit im Gefahrenfall.
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Wenn als Füllstoff Wasser verwendet wird, erhält man den weiteren
Vorteil, daß in Brandfall das Wasser als Löschumittel wirkt, indem aufgrund der
vom Wasser aufgenommenen Vordampfungswärme ein hoher Feuerwiderstand (F 90) erzielt
wird.
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Die Fig. 5 und 4 zeigen, daß das Schaumstorf-Polster 11, das als federndes
Zwischenmittel dient, Aussparungen 12 hat, die sich - beispielsweise mit Durchmessern
von 100 bis 500 mm - in waagerechter Richtung durchgehend von
einer
Seite des Polsters zur andern erstrecken. Das ergibt einmal eine Gewichts- und Kostenersparnis.
Zum andern kann man durch Bemessung und Wahl der Anzahl der Aussparungen die Federcharakteristik
des Schaumstoff-Polsters den geforderten Bedingungen anpassen.
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Die Aussparungen 12 können, wie es Fig. 4 zeigt, durch cn Kanäle 1)
in der schweren Platte 5 oder 8 mit der Außenluft in Verkindung stehen. Infolgedessen
wird zwar init einer auf die Platte 5 oder :, treffellden Stoßwelle Luft zwischen
die Platte und das Türblatt 8 gedrückt, so daß der Druck in den Aussparungen 12
steigt, wodurch das Türblatt belastet wird. Doch kann die Geschwindigkeit der Luft
beim Einströmen in die Aussparun-Den 12 durch die engen Kanäle 17 die Schallgeschwin@digkeit
niciit überschreitei, so daß während der Dauer der Explosionswelle von maximal 300
ms nur eine beschränkte Luftinenge einströmen kann. Es wird sich daher in den Aussparungen
12 nur ein geringer Druck einstellen. Beim Vorschnellen der durch die Explosionswelle
beschleunigten Stoßplatte baut sich zwar durch die Kompression der in d@@@ Aussparungen
eingeschlossehen Luft deren Druck weiter auf, er ist aber geringer als der gleichzeitig
im Schaumstoffpolster 11 entstchende Druck. Nun strömt aufgrund des umgekehrten
Druckgefälles aus den Aussparungen 12 Luft durch die Kanä@@ 1 nach außen, so daß
ein Stoßdänpfereffekt eintritt. Auch bei dieser Strömung wird die Schallgeschwindigkeit
nicht überschritten. Dabei ist die Dauer der Kompressionsphase je nach Größe der
Masse der Platte 5 oder 3 über eine relativ lange Zeit ausdehnbar. Da die Dauer
dor Bewegung der schweren Platte 5 oder 8 länger ist als die Zeit, während deren
die Stoßwelle wirkt, dauert das Ausströmen der Luft aus den Aussparungen 12 länger
als das Einströmen in diese. Die
Drosselverluste, die mit der Strömung
der Luft durci die Kanäle 13 auftreten und eine Dämpfung bewirken, können bei der
Auslegung des Feder-Masse-Systems von der dynamischen Energie der durch die Stoßwelle
beschleunigton schweren Platte abgezogen werden.
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P a t e n t a n s p r ü c h e :