ABDICHTVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM VERSCHLIEßEN VON GEBÄUDEÖFFNUNGEN, DURCHGÄNGEN UND DERGLEICHEN Die Erfindung betrifft eine Abdichtvorrichtung sowie ein Verfahren zum Verschließen von Gebäudeöffnungen, Durchgängen und dergleichen. Die Vorrichtung und das Verfahren dienen zum sicheren Verschließen von Gebäudeöffnungen-z. B. einem Tunnel, einem Flur in einem Gebäude oder einer Tür-oder Fensteröffnung-, um bestimmte Bereiche des Gebäudes von anderen abzutrennen und die Einwirkung unerwünschter Umwelteinflüsse wirksam zu verhindern. Bei den unerwünschten Umwelteinflüssen kann es sich beispielsweise um Hochwasser, ausströmendes Gas, Feuer und dergleichen handeln. Auch ist es möglich, die Vorrichtung zur Absperrung einer Gebäudeöffnung zu verwenden, um die Benutzung des abgesperrten Teils des Gebäudes, beispielsweise durch Fußgänger oder Kraftfahrzeuge, zu verhindern.

STAND DER TECHNIK Eine Abdichtvorrichtung zum Verschließen von Gebäudeöffnungen oder Grundstücks- einfassungen zum Schutz gegen Hochwasser ist aus der DE 39 05 660 C2 bekannt. Die Abdichtvorrichtung weist einen zusammenlegbaren Dichtkörper auf, der in seiner Ruhe- stellung unterhalb der Tür eines Gebäudes in dem Boden eingelassen bzw. unterhalb eines Fensters befestigt ist. Die Abdichtvorrichtung weist weiterhin eine Füllvorrichtung zum Bereit- stellen eines gasförmigen Füllmediums auf. Teil der Füllvorrichtung ist eine Druckluftflasche oder ein Kleinkompressor. Über diese Druckluftflasche oder den Kleinkompressor wird der zusammenlegbare Dichtkörper mit Druckluft befüllt. Die Abdichtvorrichtung wird entweder automatisch über einen Wasserstandsfühler oder von Hand in Betrieb genommen. In dieser Weise strömt Druckluft in den Dichtkörper derart ein, dass sich dessen Volumen langsam

vergrößert, um die gewünschte Abdichtung der Gebäudeöffnung oder dergleichen gegen Hochwasser zu erreichen.

AUFGABE DER ERFINDUNG Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtvorrichtung und ein Verfahren zum Verschließen von Gebäudeöffnungen, Durchgängen und dergleichen bereitzustellen, mit denen ein schnelles Reagieren auf sich plötzlich ändernde Umweltbedingungen und somit ein sehr schnelles Verschließen der Gebäudeöffnung, des Durchgangs oder dergleichen möglich ist.

LÖSUNG Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Abdichtvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merk- malen des unabhängigen Patentanspruchs 10 gelöst.

WEITERER STAND DER TECHNIK Eine Schutzvorrichtung gegen Hochwasser und/oder Rückhaltesicherung für umwelt- schädigende flüssige Medien ist aus der DE 38 44 641 A1 bekannt. Die Schutzvorrichtung weist ein fest im Boden verankertes Grundelement auf, in dem eine flexible Plane mit einem Dichtungsschlauch gelagert ist. Über den Dichtungsschlauch wird ein gasförmiges Medium in die flexible Plane eingebracht, so dass sich deren Volumen langsam vergrößert.

Eine Schutzeinrichtung, insbesondere Brandschutzeinrichtung für Torausfahrten und für Bereiche zwischen Brandabschnitten in Form einer Löschwasser-Rückhalteanlage, ist aus der DE 195 17 232 A1 bekannt. Die Schutzeinrichtung besitzt eine zusammenlegbare Dichtwand, die mittels automatisch oder manuell zugeführter Druckluft aus Druckflaschen langsam aufgeblasen wird.

Eine weitere Abdichtvorrichtung zum Verschließen von Gebäudeöffnungen gegen Flüssig- keiten ist aus der PCTIGB 91/00037 (internationale Veröffentlichungsnummer WO 91/10803) bekannt. Die Abdichtvorrichtung besitzt einen zusammenlegbaren Dichtkörper, der mit

Druckluft oder einem anderen geeigneten Gas oder einer Flüssigkeit langsam gefüllt werden kann, um eine wasserdichte Abdichtung bereitzustellen.

Eine Brandschutz-Sperrvorrichtung zum Verschließen eines Innenraums ist aus der DE 199 64 021 bekannt. Die Brandschutz-Sperrvorrichtung verwendet zwei Komponenten von Blähmaterialien mit unterschiedlichen Funktionen. Das erste Blähmaterial gewährleistet den Verschluss einer Rohrleitung und verschließt bei einer ersten Reaktionstemperatur von rund 70 °C und darüber mit Explosionsgeschwindigkeit den Innendurchmesser der Rohrleitung, wobei eine Verfestigung und/oder Aushärtung erfolgt. Die zweite Komponente besitzt eine Reaktionstemperatur, welche größer ist als die der ersten Komponente, und zwar insbesondere bei einer Temperatur von 110 °C, bevorzugt 140 °C und darüber. Das Material der durch die zweite Komponente gebildeten zweiten Schicht dient nach der Expansion als Isolation, um den Wärme-und/oder Feuerdurchtritt zu verhindern, und kann lose ausflocken oder pulverisiert sein. Es besteht dabei der Nachteil, dass die feste Masse entsorgt werden muss und somit die Herstellung des Ausgangszustands sehr aufwendig ist.

Eine Vorrichtung zum Verschließen von Wandöffnungen, Rohren oder dergleichen Strömungsquerschnitten und eine im Brandfall expandierende Masse ist aus der DE 196 17 017 bekannt. Es findet eine Masse Verwendung, die bei Temperaturen von z. B. 300 °C bis 600 °C expandiert. Die anorganischen, nicht brennbaren Bestandteile der volumen- vergrößernden Masse versperren den Strömungsquerschnitt und schützen so gegen Feuer und Brandgase. Es besteht dabei der Nachteil, dass die feste Masse entsorgt werden muss und somit die Herstellung des Ausgangszustands sehr aufwendig ist.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Die erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung zum Verschließen von Gebäudeöffnungen, Durchgängen und dergleichen weist eine Füllvorrichtung zum Bereitstellen eines gasförmigen Füllmediums und einen zusammenlegbaren Dichtkörper auf. Der Dichtkörper ist derart ausgebildet und mit der Füllvorrichtung verbunden, dass sich dessen Volumen bei Befüllung mit dem gasförmigen Füllmedium derart vergrößert, dass die Gebäudeöffnung verschlossen wird. Die Füllvorrichtung weist einen pyrotechnischen Gasgenerator auf, der zumindest die initiale Befüllung des Dichtkörpers mit gasförmigen Füllmedium bereitstellt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verschließen von Gebäudeöffnungen, Durchgängen und dergleichen wird ein zusammengelegter Dichtkörper derart mit einem gasförmigen Füllmedium befüllt, dass sich das Volumen des Dichtkörpers so vergrößert, dass die Gebäudeöffnung verschlossen wird. Dabei wird der Dichtkörper zumindest initial mittels eines pyrotechnischen Gasgenerators mit dem gasförmigen Füllmedium befüllt.

Zumindest für die anfängliche Befüllung des Dichtkörpers mit gasförmigem Füllmedium wird also der Vorteil eines pyrotechnischen Gasgenerators genutzt, dass dieser schlagartig eine Befüllung des zunächst zusammengelegten Dichtkörpers und eine daraus resultierende rasche Volumenvergrößerung des Dichtkörpers bewirkt. In dieser Weise kann extrem schnell auf sich ändernde Umwelteinflüsse reagiert werden. Es findet also zunächst keine relativ langsame Befüllung des zusammengelegten Dichtkörpers mit gasförmigem Füllmedium über Druckflaschen, übliche Kompressoren oder dergleichen statt.

Die Abdichtvörrichtung besitzt im Wesentlichen zwei Zustandsformen betreffend ihre äußere Form bzw. ihr Volumen. Vor der Verwendung der Abdichtvorrichtung ist der zusammen- gelegte Dichtkörper in seinem unbefüllten Zustand derart komprimiert bzw. zusammengelegt, dass er nur ein geringes Volumen besitzt und dementsprechend nur einen geringen Platzbedarf hat. In dieser passiven Stellung oder Ruhestellung ist der Dichtkörper vorzugsweise an der Oberfläche einer Wandung des Gebäudes oder in einer in der Wandung des Gebäudes dafür vorgesehenen Öffnung angeordnet. An der gegenüberliegenden Seite der Gebäudeöffnung kann eine weitere Dichtvorrichtung angeordnet sein, so dass jede der Dichtvorrichtungen nur den halben Abstand zwischen den Wandungen der Gebäudeöffnung zu überbrücken hat und diese in der befüllten Stellung miteinander in dichtenden Wirkkontakt treten.

Die zweite Stellung bzw. Zustandsform der Abdichtvorrichtung ist die aktive Stellung, in welcher der Dichtkörper nicht mehr zusammengelegt ist, sondern aufgrund der Befüllung mit dem gasförmigen Füllmedium sein Volumen stark vergrößert hat. Dieses Volumen ist an die Abmaße der zu verschließenden Gebäudeöffnung angepasst. Wie bereits zuvor erläutert wurde, kann ein Dichtkörper derart ausgebildet sein, dass er die gesamte Gebäudeöffnung abdichtet oder auch mit einem oder mehreren weiteren Dichtkörpern so zusammenarbeiten, dass diese gemeinsam schließlich die gewünschte Dichtwirkung erbringen. Die Dichtwirkung basiert auf einem im Vergleich zum Umgebungsdruck im Dichtkörper vorhandenen

Überdruck und einer gewissen Elastizität des Werkstoffs des Dichtkörpers, so dass sich dieser passgenau der geometrischen Form der zu verschließenden Gebäudeöffnung anpasst. Die äußere Oberfläche des Dichtkörpers tritt dabei mit den Wandungen der Gebäudeöffnung, des Durchlasses und dergleichen in Reibkontakt. Dieser Reibkontakt zwischen der äußeren Oberfläche des Dichtkörpers und den Wandungen der Gebäude- öffnung sorgt schließlich für den gewünschten dichten Verschluss der Gebäudeöffnung. Je nach Ausbildung des Dichtkörpers sorgt dieser für einen gasdichten, flüssigkeitsdichten und/oder feuerfesten Verschluss.

Die Aktivierung der Abdichtvorrichtung erfolgt entweder manuell-beispielsweise durch Betätigung eines Schalters oder Hebels-oder automatisch mittels einer Steuerelektronik.

Aufgrund der Aktivierung wird zunächst der pyrotechnische Gasgenerator gezündet und Füllmedium dringt in das Innere des Dichtkörpers ein. Daraufhin entfaltet sich der zuvor zusammengefaltete Dichtkörper schlagartig und passt sein Volumen bzw. seine äußere Kontur an die zu verschließende Öffnung an. Zumeist war der zusammengelegte Dichtkörper zuvor in einer Einsiegelung angeordnet, welche eine Beschädigung oder Verschmutzung des Dichtkörpers verhindert. Bei Aktivierung der Abdichtvorrichtung wird diese Einsiegelung geöffnet.

Nachdem die verschließende Wirkung der Abdichtvorrichtung nicht mehr gewünscht ist, kann das gasförmige Füllmedium entweder automatisch oder manuell über ein Ventil aus dem Dichtkörper abgelassen werden. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, dass z. B.

Rettungskräfte den Dichtkörper mit geeignetem Schneidwerkzeug zerstören, so dass im Notfall die durch die Abdichtvorrichtung bereitgestellte Barriere schnellstmöglich beseitigt werden kann. Nach dem Entweichen des Füllmediums aus dem Dichtkörper stellt dieser ein Wegwerfprodukt dar, welches für den erneuten Einsatz der Abdichtvorrichtung ersetzt wird.

Bei dem pyrotechnischen Gasgenerator kann es sich um einen Festtreibstoffgenerator oder einen Hybrid-Gasgenerator handeln. Derartige pyrotechnische Gasgeneratoren sind aus dem Bereich der Automobil-Airbags bekannt. Bei einem Festtreibstoffgenerator findet ein Festtreibstoff in Form von Tabletten Anwendung. In diesen Tabletten ist zumeist Natriumazid (NaN3) oder auch ein azidfreier Treibstoff enthalten. Im Gasgenerator ist ferner eine Zündpille vorhanden, durch deren Zündung der Festtreibstoff schlagartig abbrennt. Dadurch

entstehen unter anderem Stickstoffverbindungen, die dann durch eine aggressive Entfaltung schlagartig den Dichtkörper füllen und somit dessen Volumen vergrößern.

Bei Hybrid-Gasgeneratoren ist eine Gaspatrone mit einem komprimierten Gas vorhanden, die über einen pyrotechnischen Treibsatz geöffnet wird. Die heißen Verbrennungsprodukte des ausströmenden Gases erwärmen das Füllgas, welches dann den Dichtkörper schlagartig auffüllt, so dass sich dessen Volumen entsprechend vergrößert. Das Füllgas besteht meist aus einer Mischung von Edelgasen (z. B. 98 % Argon und 2 % Helium), welche in einer Stahipatrone unter einem Druck von ca. 200 bar gespeichert sind.

Es kann eine Nachfüllvorrichtung zum Bereitstellen eines gasförmigen Füllmediums vorgesehen sein, die derart ausgebildet und mit dem Dichtkörper verbunden ist, dass das Volumen des Dichtkörpers nach der initialen Befüllung durch die Füllvorrichtung konstant gehalten wird. Eine derartige Nachbefüllung gleicht eine thermische Schrumpfung des Volumens des gasförmigen Füllmediums in dem Dichtkörper aus, so dass nicht nur eine kurzzeitige Abdichtung der Gebäudeöffnung, sondern ein bleibender Verschluss gewährleistet ist.

Die Nachfüllvorrichtung kann einen Nachfüllgasgenerator oder mindestens eine Druckflasche mit komprimiertem gasförmigem Füllmedium aufweisen. Für die Nachbefüllung ist kein schlagartiges Nachfüllverhalten der Nachfüllvorrichtung erforderlich. Hierfür ist es ausreichend, dass eine relativ langsame Nachbefüllung die Volumenverluste der initialen schnellen Befüllung ausgleicht, die in Abhängigkeit von den herrschenden Temperaturen auftreten.

Es kann ein Überdruckventil vorgesehen sein, das derart ausgebildet und angeordnet ist, dass bei Überschreiten eines bestimmten Druckniveaus in dem Dichtkörper Füllmedium über das Überdruckventil aus dem Dichtkörper entweicht. In dieser Weise wird sichergestellt, dass z. B. aufgrund von Erhöhungen der Außentemperatur auftretende, unerwünschte Volumen- vergrößerungen des Dichtkörpers ausgeglichen werden. In diesem Fall oder auch bei einer zu starken Befüllung des Dichtkörpers durch den pyrotechnischen Gasgenerator wird mittels des Überdruckventils verhindert, dass mechanische Überbelastungen der Außenhaut des Dichtkörpers auftreten, die zu einer Beschädigung des Dichtkörpers und schließlich zu einem Nachlassen der Dichtwirkung führen könnten.

Der Dichtkörper bzw. dessen Außenhaut kann aus einem hitzeresistenten, elastischen Werkstoff ausgebildet sein. Dieser Werkstoff sollte geeignet sein, einen gasdichten und flüssigkeitsdichten Verschluss bereitzustellen. Die hitzeresistenten Eigenschaften des Werkstoffs sind insbesondere für den Feuer-bzw. Brandschutz von Bedeutung. So kann der Werkstoff so gewählt werden, dass er über eine gewisse Zeitspanne den Brandherd von anderen Gebäudeteilen abtrennen kann.

Der Dichtkörper kann aus einem elastischen Werkstoff ausgebildet sein, in den Stahifasern oder Kevlarfasern eingearbeitet sind. Eine derartige Ausbildung ist besonders bevorzugt, um Personen oder Fahrzeuge von einem Passieren der Gebäudeöffnung, des Tunnels oder dergleichen abzuhalten. Die Stahl-oder Kevlarfasern führen zu einer Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit der Außenhülle des Dichtkörpers und können beispielsweise so ausgebildet sein, dass der Dichtkörper schussfest ist.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Aus- führungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Gebäudeöffnung gemäß l-l in Fig. 3 mit zwei schematisch dargestellten Abdichtvorrichtungen in der Ruhestellung.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Gebäudeöffnung gemäß l-l in Fig. 3 mit zwei schematisch dargestellten Abdichtvorrichtungen in der aktivierten Stellung.

Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Gebäudeöffnung und einer der Abdichtvorrichtungen gemäß Fig. 1.

Fig. 4 zeigt ein Funktionsschema der Abdichtvorrichtung.

FIGURENBESCHREIBUNG Fig. 1 zeigt zwei erfindungsgemäße Abdichtvorrichtungen 1, die in einer Gebäudeöffnung 2 angeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Gebäude um einen Tunnel 3, von dem aufgrund der geschnittenen Darstellung lediglich die Seiten- wandungen 4,5 erkennbar sind. Der Querschnitt ist dabei so gelegt, dass sich eine z. B. in dem Tunnel 3 befindende Fahrbahn in der Zeichnungsebene der Fig. 1 von links nach rechts erstreckt. An beiden Seitenwandungen 4,5 ist jeweils eine Abdichtvorrichtung 1 angeordnet.

Die Abdichtvorrichtungen 1 erstrecken sich dabei in etwa von dem Boden des Tunnels 3 bis zu dessen Decke (Fig. 3). Im Folgenden wird der Aufbau einer der zwei Abdichtvorrichtungen 1 beschrieben. Es versteht sich, dass die andere Abdichtvorrichtung 1 den gleichen Aufbau besitzt.

Die Abdichtvorrichtung 1 weist eine Füllvorrichtung 6 zum Bereitstellen eines gasförmigen Füllmediums auf. Weiterhin weist die Abdichtvorrichtung 1 einen zusammenlegbaren Dicht- körper 7 auf, der mit der Füllvorrichtung 6 derart verbunden ist, dass gasförmiges Medium aus der Füllvorrichtung 6 in den Dichtkörper 7 einströmen kann. Die Füllvorrichtung 6 besitzt einen pyrotechnischen Gassensor 8.

In Fig. 2 ist die aktivierte Stellung der Abdichtvorrichtungen 1 dargestellt. Es ist erkennbar, dass die Dichtkörper 7 über den pyrotechnischen Gasgenerator 8 der Füllvorrichtung 6 mit gasförmigem Füllmedium gefüllt wurden, so dass ihr Volumen stark expandiert ist und die Gebäudeöffnung 2 des Tunnels 3 sicher verschlossen ist. Die Dichtkörper 7 haben bei ihrer Expansion an der Abdichtvorrichtung 1 vorgesehene Abdeckklappen 9 geöffnet, die den Dichtkörper 7 im Ruhezustand vor Verunreinigungen und Beschädigungen schützen. Die Dichtkörper 7 kontaktieren dabei einander sowie den Boden 10 und die Decke 11 des Tunnels 3 (Fig. 3). In dieser Weise ist die gesamte Gebäudeöffnung 2 gas-bzw. flüssigkeitsdicht verschlossen.

In Fig. 3 sind einige weitere Elemente der Abdichtvorrichtung 1 schematisch dargestellt. Es handelt sich jedoch um keine konstruktive Darstellung, sondern lediglich um eine sym- bolische Funktionsdarstellung. Die Abdichtvorrichtung 1 weist eine Steuerelektronik 12 auf.

Die Steuerelektronik 12 dient zum Steuern bzw. Regeln des Befüllungs-und Entleerungsvorgangs des Dichtkörpers 7. Weiterhin sind ein Temperatursensor 13, ein

Drucksensor 14, ein elektrisches Überdruckventil 15 und ein mechanisches Überdruckventil 16 vorgesehen.

Die Abdichtvorrichtung 1 weist weiterhin eine Nachfüllvorrichtung 17 zum Bereitstellen eines gasförmigem Füllmediums auf, die derart ausgebildet und mit dem Dichtkörper 7 verbunden ist, dass das Volumen des Dichtkörpers 7 nach der initialen Befüllung durch die Füllvorrich- tung 6 in etwa konstant gehalten wird. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform weist die Nachfüllvorrichtung 17 eine Druckflasche 18 mit komprimiertem gasförmigem Füllmedium auf. Statt der Druckflasche 18 oder zusätzlich dazu kann die Nachfüllvorrichtung 17 jedoch auch z. B. einen Nachfüllgasgenerator aufweisen. Auch eine Ausbildung mit einer Mehrzahl von Druckflaschen 18 ist möglich.

Zum Abdichten der Gebäudeöffnung 2 wird die Abdichtvorrichtung 1 entweder automatisch- beispielsweise über den Temperatursensor 13 bei Überschreiten einer gewissen Temperatur - oder manuell durch Betätigung eines Notfallhebels oder-schalters aktiviert. Daraufhin wird der pyrotechnische Gasgenerator 8 zur initialen Befüllung des Dichtkörpers 7 mit gasförmigem Füllmedium aktiviert. Das gasförmige Füllmedium expandiert schlagartig und füllt somit den Dichtkörper 7 in kürzester Zeit, bis dieser ein gewisses Volumen erreicht hat.

Um eine Überschreitung dieses Volumens zu verhindern, kann gasförmiges Füllmedium über die Überdruckventile 15,16 bei Überschreiten eines gewissen Drucks in dem Dichtkörper 7 ausströmen. Nach der initialen Befüllung des Dichtkörpers 7 mittels des pyrotechnischen Gasgenerators 8 wird nach einer Abkühlung des gasförmigen Füllmediums eine gewisse Volumenreduzierung auftreten. Damit die Dichtwirkung der Abdichtvorrichtung 1 nicht verloren geht, wird mittels der Nachfüllvorrichtung 17 und der Druckflasche 18 gasförmiges Medium über ein Nachfüllventil 19 in den Innenraum des Dichtkörpers 7 eingebracht.

Alternativ könnte auch Nachfüllgas über eine Zuleitung von außen zugeführt werden. Auch ist es möglich, statt der Druckflasche 18 einen Nachfüllgasgenerator, beispielsweise einen langsam abbrennenden pyrotechnischen Gasgenerator, einzusetzen.

Weiterhin könnte ein Entlüftungsventil vorgesehen sein, über das z. B. ferngesteuert Füll- medium aus den Dichtkörpern 7 abgelassen werden kann. Diese Funktion wird ansonsten über das elektrische Überdruckventil 15 wahrgenommen.

Ferner ist es möglich, ein mechanisches Entlüftungsventil vorzusehen, um beispielsweise bei gestörter Steuerelektronik 12 ein leichtes Öffnen der Abdichtvorrichtung 1 durch Ablassen des Füllmediums aus dem Dichtkörper 7 zu ermöglichen. Auch kann ein Absauggebläse verwendet werden. Dieses besitzt gewisse Vorteile, wenn die Abdichtvorrichtung 1 nach Abschluss des Gebrauchs schnell automatisch entleert werden soll.

Fig. 4 zeigt schließlich noch ein Funktionsschema der erfindungsgemäßen Abdicht- vorrichtung, wobei die einzelnen Funktionsteile mittels eines Datenbusses 20 miteinander verbunden sind.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Abdichtvorrichtung 2 Gebäudeöffnung 3 Tunnel 4 Seitenwandung 5 Seitenwandung 6 Füllvorrichtung 7 Dichtkörper 8 pyrotechnischen Gasgenerator 9 Abdeckklappe 10 Boden 11 Decke 12 Steuerelektronik 13 Temperatursensor 14 Drucksensor 15 elektrische Überdruckventil 16 mechanisches Überdruckventil 17 Nachfüllvorrichtung 18 Druckflasche 19 Nachfüllventil 20 Datenbus