DE2100104C3 - Mehrschalige Tür zum Schutz eines Raums gegen AuBen-DruckstöBe - Google Patents

Description

45

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrschalige Tür zum Schutz eines Raums gegen Außen-Druckstöße mit y> einer äußeren schweren Türplatte, die sich in der Schließstellung annähernd über die Türöffnung erstreckt und auf ein von Widerlagern gehaltenes inneres Türblatt hin bewegbar ist sowie mit einem zwischen der schweren Türplattc und dem Türblatt angeordneten, federnden Mittel.

Die Türen von Schutzräumen haben insbesondere die Aufgabe, die Stoßwellen, die von Detonationen außerhalb der Schutzräume herrühren, abzufangen. Solche Türen sind schwere Stahlkonstruktionen, die so ausgelegt werden müssen, daß sie den auftretenden Druckkräften standhalten können. Dies führt bei großen Einfahrten zu Schwierigkeiten, da die Druckkräfte proportional mit den Türflächen zunehmen. Insbesondere werden die Türen, die als Membranen wirken, bei 6s sehr großen Weiten und Höhen durch erhebliche Biegespannungen belastet. Die bekannten Lösungen haben zusätzlich den Nachteil, daß die Druckwellen im Falle

unerwartet großer Brisanz beim Bruch der Türkonstruktion unmittelbar in den Schutzraum eindringen.

Eine mehrschalige Tür isc aus der USA.-Patentschrift 30 93 098 bekannt, die unter dem Gesichtspunkt konstruiert isi, daß in den zu schützenden Raum Luft durch ein in das Türblatt eingesetztes Filter hereingesaugt werden kann. Deshalb ist die schwere Türplatte so bemessen, daß sie oben, unten und zumindest auf einer Seite mit dem Türrahmen einen breiten Spalt bildet, durch den jederzeit Luft von außen her in einen zwischen der schweren Türplatte und dem Türblatt befindlichen Luftraum eintreten kann. Infolgedessen wirkt jeweils der volle Druck eine Außen-Druckstoßes auf das Türblatt, das durch die schwere Türplatte nur vor Splittern geschützt wird. Die federnd bewegliche Anordnung der schweren Türplatte bewirkt nur, daß diese selbst bei einem Außen-Druckstoß gegen Überbeanspruchung geschützt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mehrschaüge Tür der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß das Türblatt, die zu seiner Stützung dienenden Lager und der Türrahmen verhältnismäßig leichter konstruiert und ausgeführt werden können, als bei den gebräuchlichen Bauarten.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurcn gelöst, daß zum Verhindern einer Beaufschlagung des Türblatts durch den vollen Druck eines Außen-Druckstoßes das federnde Mittel ein sich über die Raumöffnung erstreckendes Polster aus Schaumstoff, wie aufgeschäumtes Polyurethan od. dgl., mit einer derartigen Dämpfungseigenschaft ist, daß es sich unter der Wirkung eines Außen-Druckstoßes an den Türrahmen dicht anlegt.

Durch die Erfindung wird der Fortschritt erzielt, daß die Energie der Außen-Druckstöße dadurch, daß sie die schwere Türplatte in Richtung nach dem Türblatt beschleunigen, großteils in Bewegungsenergie umgesetzt und diese durch das Zusammendrücken des federnden Mittels weitgenend aufgezehrt wird, so daß die höchste auftretende Druckbelastung des Tiirblatts auf einen Bruchteil des Drucks begrenzt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die maximale Pressung am Türblatt erst dann auftritt, wenn die kinetische Energie der Türplatte restlos in Federspeicherenergie umgesetzt worden ist, also zu einem Zeitpunkt, bei dem die Stoßwelle bereits wieder abgeklungen ist, so daß ein möglicher Bruch des Türblatts micht mehr zum Druckeinbruch führen kann. Da sonach insbesondere die beweglichen Teile der Tür nach der Erfindung leichter ausgeführt werden können als bisher, lassen sie sich mit geringerem Kraftaufwand beim Schließen oder öffnen der Tür bewegen. Das ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die im allgemeinen bei sehr großen Türen vorgesehenen maschinellen Einrichtungen zum öffnen und Schließen der Tür etwa infolge einer Zerstörung der Zuleitung der zum Betätigen der Einrichtungen erforderlichen Energie ausfallen. Es können dann wegen des verminderten Gewichts die beweglichen Teile der Tür von Hand in verhältnismäßig kurzer Zeit in die öffnungs- oder Schließstellung gebracht werden.

Die Verwendung von sehr weichem Schaumstoff als federndes Mittel hat den Vorteil, daß dieser von Natur aus gute Dämpfungseigenschaften hat. Weiterhin paßt er sich infolge seiner Elastizität den Maßen des Türrahmens !eicht an, so daß auf eine hermetische Abdichtung des Türblaus verzichtet werden kann.

Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar bei mehrschaügen Türen zum Abschluß von Schutzräumen

21 OO

IO

₂₅

der chemischen Industrie, in Kraftwerken, unter ¹ iden auch in Kernkraftwerken, Bergwerksstol- "" A h. überall dort, wo eine Explosionsgefahr besteht. Φ· _ders wirkt sich die durch die Erfindung erzielte V^ichtsersparnis bei großflächigen Türen, z. B. Eini hrtstoren von Schutzräumen, vorteilhaft aus. • '■ vorteilhaft kann die schwere Turplatte hohl ausge- ΊΛ t sein und öffnungen zum Einfüllen und Ablassen fließfähigem, schwerem Füllstoff aufweisen. Auch ^Vpn das Schaumstoffpolster mit Aussparungen versein Jie vorzugsweise durch Drosselkanäle mit der ^Vnlu'ft verbunden sind. Die hiermit erzielbaren Vor-^Αί werden in dem die Zeichnung betreffenden Be-Sreibungsteil näher erläutert.

4nf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Er- , , '_dungsgegenstands dargestellt. Es zeigt

Fi el ^einen l°^{trecnten Scnnitt} durch eine mit einer Tür abgeschlossenen Eingangsöffnung eines Schützte 2 in parallelperspektivischer Darstellung einen Teil einer Tür mit einer besonderen Ausführung der u-hweren Türplatte,

Fig 3 in parallelperspektivischer Darstellung einen τ Η eines das federnde Mittel bildenden Schaumstoff-Ulsters in einer anderen Ausführung und

Fig 4 einen Querschnitt durch einen Teil einer Tür mit einem Schaumstoffpolster in der Ausführung nach Fi8 3.

Der Schutzraum ist mit »1« und die tunnelartige Ein· gsöffnung _mj_t „2« bezeichnet. Innerhalb dieser ist ander Einmündung in den Schutzraum 1 ein Türblatt 3 «geordnet, das sich auf nicht dargestellte Widerlager stützt Es füllt den Querschnitt der Eingangsöffnung 2 nahezu, bis auf ein gewisses Spiel 4, aus. Vor dem Türblatt 3, d. h. auf dessen Außenseite, ist in der Eingangsfiffnung 2 eine schwere Türplatte 5 verschiebbar angeordnet. Diese füllt ebenfalls den Querschnitt der Eingangsöffnung 2 bis auf ein Spiel 6 aus. Sie kann beispielsweise aus Stahl und/oder Beton bestehen.

Zwischen der schweren Türplatte 5 und dem Türblatt 3 ist ein das federnde Mittel bildendes Schaumstoffpolster 7 untergebracht, das den Querschnitt der Eineangsöffnung 2 ausfüllt. Es besteht z. B. aus geschäumtem Kunststoff, etwa Polyurethan, der eine solche Zellstruktur hat, daß er volumenelastisch ist und beim Zusammendrücken und Wiederentspannen eine beträchtliche Dämpfung ergibt.

Wenn auf die schwere Türplatte 5 von außen her infolge einer Explosion ein Druckstoß wirkt, wird die Türplatte 5 auf das Türblatt 3 hin geschoben. Dabei wird infolge der Beschleunigung der Türplatte 5 die Energie der Druckwelle weitgehend in Bewegungsenergie umgewandelt. Gleichzeitig wird das Schaumstoffpolster 7 zusammengedrückt. Hierdurch wird die Bewegungsenergie der Türplatte 5 weitgehend aufgezehrt. Infolgedessen ist die größte Druckkraft, die auf das Türblatt 3 nach dem Zusammendrücken des Schaumstoffpolsters 7 wirkt, erheblich kleiner als der Druck, der auf die Türplatte 5 wirkt. Demgemäß können das Türblatt 3 und seine Widerlager verhältnismäßig leicht ausgeführt werden. Auch die Türplatte braucht nicht so widerstandsfähig ausgebildet zu werden, wie es erforderlich wäre, wenn sie sich gegen unnachgiebige Widerlager in der Eingangsöffnung 2 abstützen würde.

Der Schaumstoff des Polsters 7 wird beim Zusammendrücken gegen den Rahmen der Eingangsöffnung uenreßt und wirkt dabei abdichtend.

Zwischen der schweren Türplatte und dem Türblatt 3 kann außer dem Schaumstoffpolster 7 ein Lustpolster vorgesehen sein, das sich entweder zwischen dem Schaumstoffpolster 7 und dem Türblatt 3 oder zwischen dem Schaumstoffpolster 7 und der schweren Türplatte 5 befindet. Dabei kann das Schaumstoffpolster 7 an dem Türblatt 3 oder an der schweren Türplatte 5, z. B. durch Kleben, befestigt sein. Auch ist es möglich, daß das Luftpolster zwischen zwei Schaumstoff polstern angeordnet ist. Das Luftpolster wirkt ebenfalls als Federelement, das beim Zusammendrücken die Bewegungsenergie der schweren Türplatte 5 teilweise aufzehrt.

Das Türblatt 3, die schere Türplatte 5 sowie das Schaumstoffpolster 7 bilden beispielsweise eine Schiebetür, doch ist auch eine Ausführung als Drehtür denkbar.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die schwere Türplatle 5 hohl ausgebildet und mit einem schweren Füllstoff 9 ausgefüllt ist. Der Füllstoff 9 ist beispielsweise Sand, Schwerspat oder Wasser. Auf der Oberseite der Türplatte 5 befinden sich öffnungen 10 zum Einbringen des Füllstoffs 9, während unten verschließbare öffnungen zum Ablassen des Füllstoffs 9 vorgesehen sind. In der die Türöffnung oben abschließenden Gebäudewandung ist ein Raum zum Speichern von Füllstoff mit verschließbaren öffnungen in solcher Anordnung untergebracht, daß unter diesen öffnungen, wenn die Tür geschlossen ist, die öffnungen 10 liegen und so der Füllstoff in das Innere der Türplatte 5 fließen kann. Die Türplatte 5 kann im ungefüllten Zustand und daher mit geringem Gewicht in die Schließ- und die Öffnungsstellung bewegt, also erst in der Schließstellung gefüllt und vor dem öffnen der Tür entleert werden. Das hat den Vorteil, daß die Tür, sofern die beweglichen Teile leichtgängig gelagert sind, von Hand geschlossen und geöffnet werden kann, also ein motorischer Antrieb nicht erforderlich ist. Die sich hieraus ergebende Vereinfachung bedeutet eine Kostenersparnis Ao und eine Erhöhung der Sicherheit im Gefahrenfall.

Wenn als Füllstoff 9 Wasser verwendet wird, erhalt man den weiteren Vorteil, daß im Brandfall das Wasser als Löschmittel wirkt, indem auf Grund der vom Wasser aufgenommenen Verdampfungswärme ein hoher Feuerwiderstand erzielt wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Schaumstoffpolster 7, das Aussparungen 12 hat, die sich - beispielsweise mit Durchmessern von 100 bis 300 mm - in waagerechter Richtung durchgehend von einer Seite des Polsters zur anderen erstrecken. Das ergibt einmal eine Gewichtsund Kostenersparnis. Zum andern kann durch Bemessung und Wahl der Anzahl der Aussparungen 12 die Federwirkung des Schaumstoffpolsters 7 den geforderten Bedingungen noch besser angepaßt werden. Die Aussparungen 12 können, vie es F ι g. 4 zeigt, über enge Drosselkanäln 13 in der schweren Turplatte 5 mit der Außenluft in Verbindung stehen. Infolgedessen wird zwar mit einer auf die Türplatte 5 auftretenden Stoßwelle Luft zwischen die Türplatte 5 und das Türblatt 8 gedrückt, so daß der Druck in den Aussparungen 12 ansteigt, wodurch das Türblatt 3 zusätzlich belastet wird, jedoch kann die Geschwindigkeit der Luft beim Einströmen in die Aussparungen 12 durch die engen Drosselkanäle 13 die Schallgeschwindigkeit nicht überschreiten, so daß während der Dauer der Explosionswelle von maxiamal 300 ms nur eine beschränkte Luftmenge einströmen kann. Es wird sich daher in den Aussparungen 12 nur ein geringer Über-

15

21 OO 104

druck einstellen. Beim Vorschnellen der durch die Explosionswelle beschleunigten Türplatte 5 baut sich zwar durch die Kompression der in den Aussparungen 12 eingeschlossenen Luft deren Überdruck weiter auf, er ist aber geringer, als der gleichzeitig im Schaumstoffpolster 7 entstehende Druck. Nun strömt auf Grund des umgekehrten Druckgefälles aus den Aussparungen 12 Luft durch die Drosselkanäle 13 nach außen, so daß ein Stoßdämpfereffekt eintritt. Auch bei dieser Strömung wird die Schallgeschwindigkeit nicht überschritten. Dabei ist die Dauer der Kompressionsphase je nach Größe der Masse der Türplatte 5 über eine relativ lange Zeit ausdehnbar. Da die Dauer der Bewegung der schweren Türplatte 5 länger ist als die Zeit während deren die Stoßwelle wirkt, dauert das Ausströmen der Luft aus den Aussparungen 12 langer, al: das Einströmen in diese. Die Drosselverluste, die mi¹ der Strömung der Luft durch die Drosselkanäle 13 auf treten und eine Dämpfung bewirken, können bei dei Auslegung des Feder-Masse-Systems von der dynami sehen Energie der durch die Stoßwelle beschleunigter schweren Türplatte abgezogen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche: 21 OO

1. Mehrschalige Tür zum Schutz eines Raums ge gen Außen-Druckstöße mit einer äußeren schweren Türplaite. die sich in der Schließstellung annähernd über die Türöffnung erstreckt und auf ein von Widerlagern gehaltenes inneres Türblatt hin bewegbar ist sowie einem zwischen der schweren Türplatte und dem Türblatt angeordnetes, federndes Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verhindern einer Beaufschlagung des Türblatts (3) durch den vollen Druck eines Außen-Druckstoßes das federnde Mittel ein sich über die Raumöffnung erstreckendes Polster (7) aus Schaumstoff, wie auffeschäjjmtem Polyurethan od. dg!., .nit slner derartigen Dämpfungseigenschaft ist, daß es sich unter der Wirkung eines Außen-Druckstoßes an den Türrahmen dicht anlegt.

2. Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaumstoff-Polster (7) an der schweren Türplatte (5) befestigt ist.

3. Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaumstoff-Polster (7) an dem Türblatt (3) befestigt ist.

4. Tür nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der schweren Türplatte (5) und dem Türblatt (3) außer dem Schaumstoff-Polster (7) ein Luftpolster befindet.

5. Tür nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die schwere Türplatte (5) hohl ausgebildet ist und Öffnungen (10) zum Einfüllen und Ablassen von fließfähigem, schwerem Füllstoff (9) aufweist.

6. Tür nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Türrahmens ein Speicher für den Füllstoff (9) vorgesehen ist.

7. Tür nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaumstoff-Polster (7) mit Aussparungen (12) versehen ist.

8. Tür nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (12) durch Drosselkanäle (13) in der schweren Türplatte (5) mit der Außenluft verbunden sind.