DE19528858C2 - Feuerlöschroboter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Feuerlöschroboter mit einem ersten Schlauch, der mit einem Wasserwerfer und einer Antriebsquelle des Roboters verbun­ den ist, und einem durch die Antriebsquelle betätigbaren Bewegungsmecha­ nismus zur Bewegung des Roboters.

Bei Gebäudebränden befindet sich der eigentliche Brandherd zumeist im Ge­ bäudeinneren. Das Betreten brennender Gebäude durch das Löschpersonal ist wegen bestehender großer Gefahren, wie etwa der Einsturzgefahr eines Ge­ bäudes oder hoher Konzentration von giftigen und ätzenden Stoffen, hoher Temperaturen und hoher Strahlungshitze in der Regel nicht möglich. Die Einsatzleiter der Feuerwehr entscheiden sich daher zumeist für einen Lösch­ angriff von außen mit Hilfe von Wasserwerfern und großen Strahlrohren. Die­ ses Verfahren ist jedoch wenig effektiv. Es erfordert unverhältnismäßig gro­ ße Löschwassermengen, so daß sich das Problem der Entsorgung von konta­ miniertem Löschwasser ergibt. Die Möglichkeit, wertvolle Maschinen und An­ lagen im Gebäudeinneren wenigstens teilweise zu retten, ist wegen der ge­ ringen Effektivität eingeschränkt. Bei den heute zunehmend auftretenden Kunststoff- und Chemikalienbränden ist ein Löschangriff von der Gebäudeau­ ßenseite ebenfalls weitgehend unwirksam, und es können große Mengen gif­ tiger Gase entstehen.

Es sind daher zur Bekämpfung von Bränden an Ort und Stelle verschiedene Arten von Löschrobotern mit Raupenkettenantrieb bekannt.

Durch die DE-AS 14 09 740 wird ein Feuerlöschroboter mit Raupenketten­ fahrwerk vorgeschlagen, dessen Fortbewegung mit Hilfe des Löschwassers er­ folgt. Das Löschwasser, das dem Feuerlöschroboter von außen durch einen Schlauch zugeführt wird, versorgt neben einem Spritzkopf als Abgabepunkt des Löschwassers zur Brandbekämpfung auch den Antrieb. Der Antrieb wird gebildet durch einen durch das Löschwasser hin-und herbewegbaren Kolben, dessen Bewegung auf ein Getriebe und weiter auf die Antriebsachse übertra­ gen wird. Eine hydraulische Kupplung ist als lösbare Verbindung zwischen der Antriebswelle und den Antriebsrädern jeder Seite vorgesehen. Gemäß der Beschreibung der DE-AS 14 09 740 wird die Kupplung betätigt durch die Verminderung des Löschwasserdrucks, das heißt durch Absperrung des Schlauches, der den Antrieb und den Spritzkopf mit Wasser versorgt. Mit an­ deren Worten gelangt während des Stillstandes des Feuerlöschroboters dann wesentlich weniger Löschwasser durch den Spritzkopf, so daß die eigentli­ che Aufgabe des Roboters, nämlich das Löschen des Brandes, nicht oder nur eingeschränkt wahrgenommen werden kann.

Ein Feuerlöschroboter, der das Löschwasser als Energiequelle nutzt, wird fer­ ner in dem US-Patent 5 249 631 beschrieben. Eine Wasserturbine wird als Antriebsquelle für einen Generator oder eine Hydraulikpumpe verwendet, so daß der Antrieb entsprechend elektrisch oder hydraulisch erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Löschroboter der gattungs­ gemäßen Art zu schaffen, der klein und leicht ausgeführt werden kann, trotz geringen Aufwands hitzebeständig und explosionsgeschützt ist und flexibel und effektiv zur Brandbekämpfung eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Feuerlöschroboter der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß die Antriebsquelle durch eine Wasserturbine gebildet wird, die den Bewegungsmechanismus mechanisch betätigt, und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die wahlweise bewirkt, daß der erste Schlauch den Wasserwerfern oder die Wasserturbine speist.

Die Steuereinrichtung ermöglicht die wahlweise Betätigung des Wasserwer­ fers oder der Wasserturbine, so daß etwa auf dem Weg zur Brandstelle das ge­ samte Wasser für den Antrieb eingesetzt werden kann, während nach dem Eintreffen am Brandort der Antrieb abgeschaltet und das gesamte Wasser zum Löschen verwendet werden kann.

Beim Weg zur Brandstelle, also außerhalb des Löschbetriebs, wird das zuge­ führte Löschwasser vorzugsweise über ein Umschaltventil und einen zweiten Schlauch zum Löschfahrzeug zurückgeführt, also im Kreislauf umgewälzt. Durch die ständige Löschwasserzufuhr wird der Roboter von innen her ge­ kühlt und damit von Anfang an gegen Überhitzung gesichert. Entsprechendes gilt für die beiden Schläuche, die vorzugsweise als Wasserdoppelleitung zu ei­ ner Einheit zusammengefaßt sind. Zum Umwälzen des Löschwassers wird vorzugsweise eine übliche Feuerlösch-Kreiselpumpe eingesetzt.

Nach Erreichen des Standortes zur Brandbekämpfung in der Halle des Ge­ bäudes oder dergleichen wird mit Hilfe eines Ventils die Rücklaufleitung ge­ schlossen und das Löschwasser über den Wasserwerfer abgegeben.

In der Praxis wird der Feuerlöschroboter vor dem Gebäudeeingang aufgestellt und an die üblichen Feuerwehr-Faltschläuche angeschlossen. Das Gerät zieht diese Schläuche so lange wie möglich hinter sich her. Wird der Widerstand wegen der sich summierenden Reibung des Schlauches oder eines Verklem­ mens des Schlauches zu groß, so kann eine weitere Schlauchlänge vorzugs­ weise von einer Haspel abgezogen werden, die auf dem Feuerlöschroboter an­ gebracht ist und durch eine Rutschbremse gehalten wird, deren Bremswir­ kung bei vorgegebenem Zug am Schlauch überwunden wird.

Zum Schutz gegen hohe Temperaturen und insbesondere große Strahlungs­ hitze ist in dem Roboter eine Wanne vorgesehen, die die Wasserturbine und das zugehörigen Getriebe abdeckt und mit Wasser gefüllt werden kann. Diese Füllung erfolgt unmittelbar am Einsatzort, so daß erst hier das Gewicht des Gerätes erheblich erhöht und damit die Standfestigkeit verbessert wird. Ein begrenzter Standortwechsel ist aber auch mit der Wasserfüllung noch mög­ lich. Durch Außendüsen zur Kühlung der Oberfläche des Roboters läßt sich der Eigenschutz weiter verbessern. Dies sollte jedoch nur im notwendigen Umfang geschehen, da Maßnahmen dieser Art zu Lasten der Löschwasser- Rückführung und Entsorgung gehen.

Neben dem Schutz des Gerätes ist auch der Schutz der Versorgungsleitungen von wesentlicher Bedeutung. Diese Versorgungsleitungen umfassen vorzugs­ weise eine Wasserdoppelleitung für die Zu- und Rückführung oder verstärkte Zuführung von Wasser, die durch einen einfachen, durchlässigen Gewebe­ schlauch umgeben ist. In diesem Gewebeschlauch befindet sich ferner ein ge­ lochter Schlauch nach Art eines Gartenbewässerungsschlauchs. Bei einer vor­ gegebenen Temperatur, die beispielsweise über einen Temperaturfühler er­ mittelt werden kann, wird über den gelochten Bewässerungsschlauch der Gewebeschlauch ständig befeuchtet und damit gekühlt. Die Faltschläuche zur Versorgung des Geräts befinden sich entweder außerhalb der Halle oder weit genug entfernt vom Brandherd.

Als Bewegungsmechanismus ist vorzugsweise ein Schreitmechanismus vorge­ sehen, der treppengängig ist und Hindernisse, wie etwa herabgefallene Ge­ bäudeteile, überwinden kann. Der Schreitmechanismus umfaßt beispielsweise eine Anzahl von parallelen, parallel zur Bewegungsrichtung des Roboters ge­ richteten Platten, die jeweils abwechselnd feststehend angeordnet und mit Hilfe einer Kurbelwelle entlang einer Kreisbahn schwenkbar sind. Während der unteren Hälfte der Kurbeldrehung ragen die schwenkbaren Platten nach unten über die feststehenden Platten hinaus, so daß sie den Roboter vor­ rücken und für die zweite Hälfte der Kurbeldrehung wiederum auf den fest­ stehenden Platten absetzen. Die feststehenden Platten können am unteren Rand gezackt sein, so daß sie bei der Überwindung von Hindernissen besser Halt finden.

Die Bedienung des Geräts kann über eine einfache Joy-Stick-Schaltung und über Kabel, die ebenfalls im Gewebeschlauch liegen, von außen erfolgen. Da­ bei beschränkt sich der Schaltungsaufwand auf einfache und sehr zuverlässige Schalt- und Magnetventile, die den Wasserfluß regeln. Die elektrische Ener­ gie wird entweder über das Kabel oder eine kleine Batterie im Gerät zuge­ führt. Anstelle elektrischer Ventile können auch pneumatisch oder hydrau­ lisch gesteuerte Schaltelemente verwendet werden.

Zur Erhöhung der Vielseitigkeit ist es möglich, den Wasserwerfer durch ei­ nen Greifarm oder etwas Ahnliches, etwa zum Bergen einer Gasflasche oder eines Chemikalienfasses zu ersetzen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Löschfahrzeugs mit ei­ nem erfindungsgemäßen Feuerlöschroboter;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Feuerlöschroboters in größerem Maß­ stab;

Fig. 3 ist ein senkrechter Querschnitt durch den Feuerlöschroboter gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schlauch;

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines zwischen Löschfahrzeug und Feuerlöschroboter angeordneten Bedienpults mit den Ver­ bindungsleitungen zum Löschfahrzeug und zum Roboter.

In Fig. 1 ist ein Löschfahrzeug insgesamt mit 10 bezeichnet, das im wesentli­ che herkömmlicher Technik entspricht und als solches nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist. Im Inneren des Löschfahrzeugs 10 befindet sich eine verdeckte und daher lediglich gestrichelt dargestellte Feuerlösch- Kreiselpumpe 12, die über ein Umschaltventil mit zwei Auslässen 14, 16 ver­ sehen ist. Die Auslässe 14, 16 sind in geeigneter, später genauer erläuterter Weise über Schläuche mit einem Bedienpult 18 verbunden, das über wenig­ stens einen weiteren Schlauch 20 mit einem Feuerlöschroboter 22 verbun­ den ist. An der Rückseite des Feuerlöschroboters 22 befindet sich eine Schlauchhaspel 24, auf die der Schlauch 20 aufläuft.

Nunmehr sollen zunächst anhand von Fig. 2 und 3 nähere Einzelheiten des Feuerlöschroboters mit dem zugehörigen Schreitantrieb erläutert werden. Der Feuerlöschroboter 22 gemäß Fig. 2 weist gemäß der schematischen Dar­ stellung dieser Zeichnungen ein kastenförmiges Gehäuse 26 auf, das im Be­ reich der gesamten oberen Oberfläche und der vier paarweise einander ge­ genüberliegenden Seitenwände, von denen die Seitenwände 30, 32 gezeigt sind, eine hohle, doppelwandige Wanne 34 bildet. Diese Wanne 34 wird, so­ bald der Feuerlöschroboter seinen Einsatzort erreicht hat, mit Wasser über den Schlauch 20 gefüllt, so daß sich das Gewicht des von seiner Konstruktion her relativ leichten Löschroboters erhöht und dessen Standfestigkeit, insbe­ sondere gegenüber der Rückstoßkraft des zugehörigen Wasserwerfers, der in Fig. 1 mit 36 bezeichnet wird, erhöht wird.

Im Mittelbereich des von der Wanne 34 abgedeckten Innenraumes befindet sich eine Wasserturbine 38 mit zugehörigem Getriebe, durch die eine Kurbel­ welle 40 gedreht wird, die quer zu den beiden Seitenwänden 30 und 32 bzw. den entsprechenden Bereichen der Wanne 34 in waagerechter Richtung ge­ lagert ist. Auf der Kurbelwelle 40 sind im wesentlichen rechteckige Platten 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56 gelagert, die an ihren unteren Rändern im wesent­ lichen waagerecht verlaufen, jedoch zickzackförmig ausgebildet sind. Insge­ samt sind wenigstens zwei synchron laufende Kurbelwellen 40 zur Führung der Platten 42 bis 56 vorgesehen, von denen jedoch nur eine mit Hilfe der Wasserturbine 38 angetrieben werden muß. Es ist erkennbar, daß eine Grup­ pe von Platten, die die Bezugsziffern 44, 48, 50, 54 trägt, auf den nicht be­ zeichneten Kurbelzapfen der Kurbelwelle 40 gelagert ist, die sich in Kreis­ bahnen bewegen, so daß sich die Platten in einem Zyklus zunächst vorwärts, dann abwärts, rückwärts und wieder aufwärts bewegen. Andererseits steht die andere Gruppe der Platten mit den Bezugsziffern 42, 46, 52, 56 fest. Diese Platten sind auf dem Lagerzapfen der Kurbelwelle gelagert. Während sich die anderen Platten in ihrem oberen Umlauf befinden, ruht der Feuerlöschrobo­ ter 22 auf den Platten 42, 46, 52, 56. Alternativ können die Platten 42, 46, 52, 56 auch auf gemäß Fig. 3 nicht vorgesehenen, jedoch denkbaren, entge­ gengesetzten Kurbelzapfen angeordnet sein, so daß die beiden Gruppen der Platten eine um einen Phasenwinkel von 180° versetzte Umlaufbewegung durchführen. Dadurch läßt sich die Bewegungsgeschwindigkeit erhöhen. Ein derartiger Schreitmechanismus bietet eine hohe Standfestigkeit, ist stufen­ gängig und gestattet auch das Überschreiten von schwierigen Hindernissen, wie etwa herabgestürzten Gebäudeteilen und dergleichen.

Die Wasserturbine 40 wird durch das von der Kreiselpumpe 12 zugeführte Wasser angetrieben. Ein zusätzlicher Antriebsmechanismus ist daher nicht erforderlich. Auf dem Wege zum Einsatzpunkt läuft das Wasser zunächst in ei­ nem Schlauch vor und in einem zweiten Schlauch zurück, so daß es umge­ wälzt wird. Dabei wird es auch jeweils durch die Wanne 34 hindurchgeführt, so daß auch hier das Wasser nicht eine überhöhte Temperatur annehmen kann. Am Einsatzort läuft das Wasser dann durch die Wasserturbine zum Was­ serwerfer.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch den Schlauch 20 in vergrößertem Maß­ stab. Der Schlauch 20 wird gebildet durch einen Gewebeschlauch 58, der die äußere Hülle bildet und aus einem wasserdurchlässigen Material besteht. In­ nerhalb dieser äußeren Hülle des Gewebeschlauches 58 befindet sich eine Wasserzulaufleitung und eine Wasserzulauf- und -rücklaufleitung 62. Diese Wasserzulauf- und -rücklaufleitung 62 wird bei der Annäherung an den Brand­ ort zum Umwälzen des Wassers für den Antrieb der Wasserturbine verwen­ det, am Brandort dagegen als zusätzliche Zulaufleitung.

In dem Gewebeschlauch 58 befindet sich weiterhin ein Bewässerungs­ schlauch 64, der nach Art eines Bewässerungs-Gartenschlauchs gelocht ist und ständig geringe Mengen von Wasser auf seiner gesamten Länge abgibt, durch den der Gewebeschlauch 58 und dessen Innenraum feuchtgehalten werden. Die Wasserabgabe wird in Abhängigkeit von der Umgebungstempera­ tur gesteuert.

Schließlich befindet sich in dem Gewebeschlauch 58 ein Stromversorgungs­ kabel 66 und eine Steuerleitung 68. Diese Leitungen dienen beispielsweise zur Steuerung eines nicht dargestellten Umschaltventils im Feuerlöschrobo­ ter.

Fig. 5 zeigt in einer stark schematisierten Draufsicht das Bedientpult 18. Von dem Bedienpult 18 geht der Schlauch 20 vom Feuerlöschroboter aus, der im Querschnitt in der zuvor geschilderten Fig. 4 gezeigt ist. Auf der links in Fig. 5 liegenden Eingangsseite befindet sich eine Rücklaufleitung 70 zusam­ men mit zwei Zulaufleitungen 72 und 74. Die Zulaufleitungen 72 und 74 sind an den Auslaß 16 des Löschfahrzeugs 10 angeschlossen, während die beiden Zulaufleitungen mit dem Auslaß 14 des Feuerlöschfahrzeugs 10 bzw. der Krei­ selpumpe 12 in Verbindung stehen. Das bereits erwähnte, an der Kreisel­ pumpe 12 vorgesehene Umschaltventil gestattet die wechselweise Nutzung der Rücklaufleitung 70 als zusätzliche Vorlaufleitung.

Die Steuerung des Roboters bei der Annäherung an die Brandstelle und beim späteren Löschvorgang kann daher vom Bedienpult aus mit Hilfe der beiden Umschaltventile am Löschfahrzeug und am Roboter durchgeführt werden. Das Umschaltventil am Löschroboter bewirkt in einer ersten Stellung einen Hin- und Rücklauf des Wassers durch die Wasserturbine 38 hindurch und zurück zum Löschfahrzeug. Am Brandort werden alle Leitungen auf Wasserzulauf ge­ schaltet. Wenigstens ein Teil des Wasserstromes wird ständig durch die Wan­ ne 34 hindurchgeleitet, und das gesamte Wasser gelangt bei vollem Löschein­ satz zum Wasserwerfer 26.

Zugleich mit dem Umschaltventil des Löschroboters schaltet das nicht darge­ stellte, am Fahrzeug vorgesehene Umschaltventil ebenfalls um zwischen Vor- und Rücklauf und reinem Vorlauf des Wassers.

Die Haspel 24 weist eine relativ straff eingestellte Rutschbremse auf. Soweit wie möglich, zieht daher der Löschroboter 22 den Schlauch 20 auf einem Weg zum Brandort hinter sich her. Erst wenn die Zugkräfte wegen Reibung des Schlauches am Boden und an Gebäudeecken oder eines Verklemmens des Schlauches einen vorgegebenen Wert überschreiten, läuft eine weitere Strecke des Schlauches 20 von der gebremsten Schlauchhaspel 24.

Claims (9)

1. Feuerlöschroboter mit einem ersten Schlauch (60), der mit einem Was­ serwerfer (36) und einer Antriebsquelle (38) des Roboters verbunden ist, und einem durch die Antriebsquelle (38) betätigbaren Bewegungsmechanis­ mus (40 bis 56) zur Bewegung des Roboters, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsquelle durch eine Wasserturbine (38) gebildet wird, die den Be­ wegungsmechanismus (40 bis 56) mechanisch betätigt, und daß eine Steuer­ einrichtung vorgesehen ist, die wahlweise bewirkt, daß der erste Schlauch (60) den Wasserwerfer (36) oder die Wasserturbine (38) speist.

2. Feuerlöschroboter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwei­ ten Schlauch (62), der mit Hilfe der Steuereinrichtung einen geschlossenen Kreislauf mit dem ersten Schlauch (60), der Wasserturbine (38) und einer Pumpe (12) bildet.

3. Feuerlöschroboter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein Umschaltventil aufweist, das am ersten Schlauch (60) zum Umschalten zwischen dem Löschbetrieb des Wasserwerfers (36) und der Wasserumwälzung im geschlossenen Kreislauf vorgesehen ist.

4. Feuerlöschroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (26) des Feuerlöschroboters wenigstens im Bereich der oberen Oberfläche (28) und der Seitenwände (30, 32) eine dop­ pelwandige Wanne (34) ausgebildet ist, die über das im Feuerlöschroboter vorgesehene Umschaltventil mit Wasser aus dem Schlauch befüllbar ist.

5. Feuerlöschroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (20) eine durch einen durchlässigen Ge­ webeschlauch (58) zusammengefaßte Einheit bildet, die eine Wasserzulauflei­ tung (60), eine Wasserzulauf- und -rücklaufleitung (62), einen Bewässerungs­ schlauch (64) sowie Stromversorgungs- und Steuerleitungen (66, 68) umgibt.

6. Feuerlöschroboter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewässerungsschlauch (64) ein über die Länge perforierter Schlauch in der Art eines Garten-Bewässerungsschlauches ist.

7. Feuerlöschroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsmechanismus ein Schreitmechanismus ist, der wenigstens eine im Gehäuse (26) des Feuerlöschroboters quer zu dessen Bewegungsrichtung gelagerte Kurbelwelle (40) umfaßt, auf deren Kur­ belzapfen wenigstens eine Gruppe von als Platten (44, 48, 50, 54) ausgebilde­ ten Schreitorganen gelagert ist, während eine zweite Gruppe von als Platten (42, 46, 52, 56) ausgebildeten Schreitorganen feststehend angeordnet ist.

8. Feuerlöschroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bewegungsmechanismus ein Schreitmechanismus ist, der wenigstens eine im Gehäuse (26) des Feuerlöschroboters (22) quer zu dessen Bewegungsrichtung gelagerte Kurbelwelle (40) mit Gruppen von entgegenge­ setzt gerichteten Kurbelzapfen umfaßt und daß auf der ersten Gruppen der Kurbelzapfen Schreitorgane in der Form von Platten (44, 48, 50, 54) und auf der zweiten Gruppe der Kurbelzapfen Schreitorgane in der Form von Platten (42, 46, 52, 56) gelagert sind, derart, daß die Platten jeweils versetzt zueinan­ der eine vorwärts, abwärts, rückwärts und aufwärts gerichtete umlaufende Bewegung durchführen.

9. Feuerlöschroboter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (42 bis 56) rechteckige Platten mit gezackter unterer Seite sind.