DE2248078B2 - Vorrichtung zur Dämmung des Knalls und der Druckwelle von Detonationen - Google Patents

Description

m⁸ ^5?^{s die} 8^{röiJer als die} Endfestigkeit oder Auslegirogs-■vird im festigkeit des Stahls und somit wirtschaftlicher ist,

^UC3/t Z«nvJ n?,.S^{er wl}S^d ~^{r IrapuIs darauf} einwirkenden°Druck, IB^eine^ExpSiu? -? ^bÄr,Tli P»rcWükruBg der Detonation 5 stoß, im allgemeinen erheblicher groß* ist, als seine der Konstruktion der Explosionsdruck auf die Nennfestigkeit.

""* ?»5n^⁸l?S i^ht ^^ichmäßig »nd mit Die Erfindung betrifft demgemäß eine haiberzöge-rung zur Einwirkung kommt und durch geschlossene Vonichtung zur Schall- und Druck- »Anordnung der Offnungen m verteilter Weise das dämpfung der genannten Art, die bei Verwendung -treten anormaler Beanspruchungen in der Kon- »o für die Explosionsuraforamng oder -verformung oder ition vermieden wird. bei der Sprengstoffprüfung unter Verwendung von Wirksam ist ferner die Abschwachung de* Explo- großen Sprengstoffmengen Gefabren ausschließt, die -usknalls durch Anordnung von Schalldämpfern an durch die Stoß- oder Schockwellen oder durch umer öffnung (wie beispielsweise auf S. 78 des in bewegende Stücke entstehen können, die bei der pan herausgegebenen Journal of the Industrial 15 Detonation des Sprengstoffs erzeugt werden, und die plosive Association, Jahrgang 29, 1968, beschrie- weiterhin in der Lage ist, die Belästigung der Öffentn). Bei dieser Arbeitsweise muß jedoch der Schall- lichkeit durch den Explosionsknall auszuschalten und npfer genügend robust und einfach konstruiert den Arbeitswirkungsgrad zu steigern. x, weil die Geschwindigkeit des durch die öffnung Die halbgeschlossene Dämpfungskonstruktion getretenden Gases bis zu 2000 m/Sekunde erreicht, 20 maß der Erfindung ist für die Abdeckung mit einer wenn die verwendete Sprengstoffmenge hoch ist. Erd-oder Betonschicht geeignet und besteht aus einer Vorzugsweise wird ein Rohr als einfachstes und hohlen Trommel aus Stahl, Einern Tunnel für die wirksamstes Schalldämpfungsmittel verwendet. Die Zuführung der Werkstoffe und wenigstens einem mit Wirkung der Schalldämpfung durch ein .lohr wird der Trommel verbundenen Rohr, das eine Länge mit zunehmender Frequenz des Schalls und kleiner 25 von wenigstens 1000 mm hat und als Dämpfer wirkwerdendem Durchmesser des Rohrs im allgemeinen sam ist.

größer, jedoch ist auch die Länge des Rohres wichtig. Bei dieser Vorrichtung gemäß der Erfindung be-Sie sollte wenigstens das l.Ofache der Schallwellen- steht die Trommel, die die Explosionsdruckwellen länge betragen. Die Frequenz des Explosionsknalls oder -Schockwellen direkt auf ihrer Innenseite aufin der Nähe eines Explosionsortes beträgt 120 bis 3° nimmt, aus Stahl. Ein Tunnel für die Einführung des 400 Hz. Zur Dämpfung des Knalls werden daher Werkstoffs und wenigstens ein Rohr, das den Impuls 1000 mm als die erforderliche Mindestlänge des oder die Druckwelle abschwächt und als Schall-Rohres angesehen. dämpfer wirksam ist, sind mit der Trommel ver-Die vorstehend beschriebene Konstruktion ist eine bunden. Diese Vorrichtung ist außen von einer Erd-Art explosionsfester Konstruktion, bei der die Druck- 35 oder Betonschicht bedeckt, wodurch die Festigkeit festigkeit mit ihrem Gewicht im allgemeinen zunimmt. der Konstruktion in einem solchen Maße gesteigert Wenn die gesamte Konstruktion zur Steigerung ihres wird, daß mehrere zehn bis mehrere hundert Kilo-Gewichts aus Stahl hergestellt werden soll, muß das gramm Sprengstoff gefahrlos und ohne die übliche verwendete Stahlblech extrem dick sein, so daß die Belästigung der Öffentlichkeit zut Detonation ge-Herstellu%skosten äußerst hoch werden. Es ist daher 40 bracht werden können.

zweckmäßiger, die Stahlkonstruktion von außen mit Im Vergleich zu den bisher vorgeschlagenen

einer Beton- oder Erdschicht so abzudecken, daß der Dämpfungsvorrichtungen dieser Art hat die Dämp-

Druck der Beton- oder Erdschicht auf die Kon- fungskonstniktion gemäß der Erfindung die Vorteile,

struktion zur Einwirkung kommt und das Gewicht daß ihre Herstellungskosten sehr piedrig sind und

und die Druckfestigkeit der Konstruktion wesentlich 45 daß bei Durchführung routinemäßiger Umformung

gesteigert werden. Dieses Vorgeben hat den weiteren oder Verformung für Produktionszwecke, z. B. einer

Vorteil, daß die Ermüdung des Stahls stark verringert Explosionsverform'ar.g der Arbeitswirkungsgrad stark

wird, da die Vibration der Wand der Konstruktion gesteigert werden kann.

sehr schnell ausklingt. Die Beton- oder Erdschicht Die Erfindung kann in verschiedener Weise ausschwächt ferner wirksam den sogenannten Sekundär- 50 gestaltet sein. Einige Ausführungsformen werden knall ab, der durch des Stahlmaterial in die Atmo- nachstehend eis Beispiele in Verbindung mit den Sphäre austritt. Abbildungen beschrieben.

Vom Standpunkt des Gewichts kann festgestellt Fig. 1, 2 und 3 zeigen als Beispiel eine Konstrukwerden, daß ein verstärkter Beton oder eine tion, die bei den Versuchsarbeiten im Rahmen der PC-Betonkonstruktion ebenfalls wirksam sind, jedoch 55 Erfindung veiwendet wurde. Hierbei ist
nicht als bleibende oder permanente Konstruktion, Fig. 1 ein Längsschnitt durcn ein; aus Stahl herdie bei wiederholten Detonationen haltbar ist. ver- gestellte verschlossene Konstruktion,
wendet werden können, da die primären Impuls- Fig. 2 eire Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellwellen zum Zeitpunkt der Detonation eine Abtren- ten Konstruktion, jedoch mit daran angeschlossenen nung der Oberflächenschicht aus Beton zu ver- 60 Dämpfungsrohren gezeigt, und
Ursachen pflegen. Daher ist es zur Verhinderung der F i g. 3 ein Querschnitt durch eine Dämpfungs-Abtrennung des Betons ferner vorteilhaft, über der konstruktion mit einer Deckschicht aus Beton, wobei Innenfläche der Konstruktion ein Stahlblech anzu- die Konstruktion von Fig. 2 im Schnitt längs der ordnen, das die Explosionsimpulswellen direkt auf- Linie III-III von Fig. 2 dargestellt ist;
nimmt. Im Falle einer halbverschlossenen Dämp- 65 Fig. 4 zeigt als Längsschnitt und Seitenansicht fungskonstruktion hai die Verwendung von Stahl als einen Teil der inneren Stahlkonstruktion einer Aus-Innenschicht den weiteren Vorteil, daß die Kon- führungsform der halbgeschlossenen Dämmvorrichstniktion mit einer Festigkeit ausgelegt werden kann, tutig gemäß der Erfindung;

F i g. 5 zeigt im Querschnitt eine Vorderansicht der vollständigen halbgeschlossenen Dämmvorrichtung, wobei der in F i g. 4 dargestellte Stahlkonstruktionsteil im Boden eingebettet und längs der Linie V-V von F i g. 4 dargestellt ist;

F i g. 6 zeigt im Längsschnitt eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer halbgeschlossenen Dämmvorrichtung gemäß der Erfindung im gebrauchsfertigen Zustand;

Fig. 7 zeigt im Querschnitt eine Vorderansicht der Konstruktion längs der Linie VII-VII von Fi g. 6.

Im folgenden werden einige Ausführungen im Rahmen der Erfindung beschrieben.

Die als senkrechter Schnitt und Seitenansicht in Fig. 1 dargestellte verschlossene Stahlkonstruktion besteht aus einer zylindrischen Trommel 1 und Stirnwänden 2 und 2'. Die zylindrische Trommel hat eine Wandstärke von 18 mm, einen Innendurchmesser von 700 mm und eine Länge von 1200 mm. Die Stirnwände 2 und 2' haben eine Dicke von je 32 mm und eine Querschnittsform, die der Hälfte einer Ellipse mit einem Verhältnis der größeren Achse zur kleineren Achse von 2:1 entspricht. Die Stirnwand 2 ist an die zylindrische Trommel 1 geschweißt, während die Stirnwand 2' mit Schrauben 3 an der zylindrischen Trommel 1 befestigt ist. Die zylindrische Trommel 1 und die Stirnwände 2 und 2' bestehen sämtlich aus dem in den japanischen Industrienonnen spezifizierten Stahlblech SB 42 B.

Innerhalb der in der beschriebenen Weise ausgebildeten Konstruktion ist eine Sandschicht 4 mit einer maximalen Tiefe von 170 nun angeordnet. Ein schichtförmiger Sprengstoff 6 ist auf eine Stahlplatte 5 gelegt, die eine Dicke von 25 mm hat und auf der Sandschicht aufliegt. Die Anordnung ist so getroffen, daß der schichtförmige Sprengstoff durch einen elektrischen Zünder 7 zur Detonation gebracht wird.

F i g. 2 zeigt die in F i g. 1 dargestellte Stahlkonstruktion als Seitenansicht mit Dämpfungsrohren 8, die mit der zylindrischen Trommel verbunden sind. Diese Dämpfungsrohre dienen zur Abschwächung der Explosionsdruckwellen oder -Schockwellen und des durch die Detonation erzeugten Knalls. Sie sind an der Oberseite der zylindrischen Trommel 1 an zwei Stellen und an jeder Seite der rcylindrischen Trommel an je drei Stellen in einer Höhe vorgesehen, die mit der Achse der zylindrischen Trommel zusammenfällt. Die Rohre haben einen Durchmesser von 75 mm und werden in drei Längen von 700, 120Q bzw. 2000 mm wahlweise verwendet und austauschbar mit der zylindrischen Trommel an Flanschen verbunden. Ferner sind Dehnungsmeßstreifen S₁, S₂ und S₃ an der Trommelwand an Stellen, die durch die Dreiecke gekennzeichnet sind, befestigt, um die in der Wand der Trommel auftretenden Beanspruchungen zu messen.

F i g. 3 zeigt den Querschnitt einer Vorderansicht der in Fig. 2 dargestellten Konstruktion, die außen mit Beton bedeckt und mit Rohren von 2 m Länge versehen ist. In dieser Abbildung bezeichnet die Bezugsziffer 9 einen bewehrten Beton, der die Konstruktion ringsum einschließt und eine Mindestdicke von SOO mnThat.

Ein Sprengstoff wurde in der in F i g. 1 dargestellten geschlossenen Konstruktion (α), in der in F i g. 2 dargestellten, auf dem Erdboden angeordneten halbgeschlossenen Konstruktion (b) mit den 2000 mm langen Rohren und in der in F i g, 3 dargestellten, mit bewehrtem Beton bedeckten halbgeschlossenen Konstruktion (c) zur Detonation gebracht. Die in den Wänden der jeweiligen Konstruktion auftretenden Belastungen wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt. Bei diesem Versuch wurden die Dehnungsmeßstreifen S₁, S₂ und S₃ an den Konstruktionen (et) und (b) an den Stellen befestigt,, die den in F i g. 2 angedeuteten Stellen entsprechen.

Tabelle 1

In den Wänden der Trommel auftretende maximale Belastungen in kg/mm²

»5 Stelle	ao	S2	0	Sprengstoff menge (kg)	(o)	(b)	(c)
S1				0,3	16	14	12
			0,6	32	22	19
			0,8	41	28	24
		1,2	60	38	31
1,8	—	50	42
0,3	12	8	δ
0,6	23	16	14
0,8	26	20	17
1,2	37	28	24
1,8	52	40	33
0,3
0,6	5,8	2,8	2,8
0,8	10	3,2	3,0
1,2	13	4,2	4,0
1,8	17	5,9	5,6

Der verwendete Sprengstoff enthielt PETN und Ammoniumnitrat als Hauptbestandteile. Die Detonationsgeschwindigkeit betrug etwa 3000 m/Sekunde. Die Werte in der vorstehenden Tabelle zeigen, daß

♦ο die in den Wänden der Trommeln auftretenden Belastungen bei den halbverscbJossenen Konstruktionen (6) und (c) viel geringer sind als bei der geschlossenen Konstruktion (α). Es ist ferner zu bemerken, daß zwar die Konstruktion (c) gemäß der

♦5 Erfindung nur eine geringe Verminderung der maximalen Belastung im Vergleich zu der Konstruktion (b) zeigt, daß sie jedoch die Frequenz des Explosionsknalls verringert, und zw.»r auf etwa ViC der Frequenz im Falle der Konstruktion (a) und auf

etwa Vs bis Vi der Frequenz bei der Konstruktion (6). Dies ist von großem Vorteil bezüglich der Ermüdung des Stahlwerkstoffs, aus dem die jeweiligen Konstruktionen hergestellt sind. Keine wesentlichen Unterschiede wurden hinsichtlich der Belastung und

Frequenz bei Verwendung von Rohren einer Länge von 2000 mm einerseits und einer Rohrlänge von 700mm oder 1200mm andererseits festgestellt. Ferner ergibt sich aus den Werten der Tabelle 1, das die Stahlkonstruktion keine bleibende Deformierung trotz der Tatsache zeigte, daß eine Belastung von 60 kg/mm² oder mehr, die höher ist als die statische Zugfestigkeit des Stahls, m den Wänden der Konstruktion zur Einwirkung kam. Dies bedeutet nichts anderes, als daß der Stahl gegen dynamische Impulse eine Festigkeit zeigt, die höher ist als seine Nennfestigkeit.

Anschließend wurde der Explosionsknall in einem Abstand von 100 m von dem Ort, an dem sich jede

Dämpfungsvorrichtung befand, mit einem anzeigenden Geräuschmesser gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 genannt. In dieser Tabelle bedeutet die Spalte mit der Überschrift »im Freien«, daß der Sprengstoff auf dtm Erdboden im Freien zur Detonation gebracht wurde. »Halbgeschlossen (ohne Rohre auf dem Boden)« bedeutet, daß der Sprengstoff lediglich in der zylindrischen Trommel 1 der in F i g. 1 dargestellten Konstruktion, die nach dem Abbau der Dämpfungsrohre 8 auf den Boden gelegt worden war, zur Detonation gebracht wurde. Das Innere dieser Trommel bestand somit durch die in ihrer Wand gebildeten öffnungen mit der Atmosphäre in Verbindung. »Halbgeschlossen (Rohrlänge 700)« und »Halbgeschlossen (Rohrlänge 1200)« bedeuten, daß der Sprengstoff in der in F i g. 2 dargestellten Konstruktion mit Dämpfungsrohren einer Länge von 700 mm und in der gleichen Konstruktion mit Dämpfungsrohren von 1200 mm zur Detonation gebracht wurde.

Tabelle 2
Vergleich des Explosionsknalls (Einheiten: db)

Sprengstoffmenge, kg ..	0,1	0,3	0,6	0,8	1,2	1,8	2,6
Im Freien	124	128	129	130	130	132	134
Halbverschlossen (ohne
Rohre auf dem Boden)	93	99	103	107	109	112	114
Halbverschlossen
Rohrlänge 700	92	99	100	105	106	110	111
Rohrlänge 1200	90	92	94	96	98	102	104
Rohrlänge 2000,
Konstruktion (b)..	89	91	93	96	98	100	103
Konstruktion (c) ..	89	90	93	96	96	99	100

Wie die Tabelle zeigt, ist die Knallstärke der im Freie/i ausgelösten Detonation sehr hoch im Vergleich zu den in den Dämpfungsvorrichtungen ausgelösten Detonationen. Die Werte zeigen ferner, daß unter den vorstehend beschriebenen Versuchsbedingungen bei einer Länge der Dämpfungsrohre von 700 mm diese Rohre den Geräuschpegel nur um 2 bis 3 db gegenüber dem Fall senken, in dem die Detonation ohne Rohre ausgelöst wurde, das jedoch bei einer Länge von 1200 mm oder mehr der Knallpegel um fast 10 db gesenkt wird. Dies bedeutet, daß die Dämpfungsrohre eine erhebliche schalldämpfende Wirkung haben. Ferner beträgt bei einer Rohrlänge von 700 mm die Senkung des Knallpegels nur 2 bis 3 db gegenüber dem Fall »halbgeschlossen (ohne Rohre)«. Im Fall (c), wo die Stahlkonstruktion mit Beton bedeckt ist, ist die Schalldämpfungswirkung gering, nämlich nur 1 bis 2 db. Dies bedeutet, daß der Sekundärknall kein wesentliches Problem ist. Die Tatsache, daß die Rohrlänge, wie vorstehend festgestellt, einen großen Einfluß auf die Knalldämpfungswirkung hat, wird auch aus der Schallwellenlänge in der Nähe des Detonationsortes verständlich. Es wird angenommen, daß diese Wellenlänge etwa 1 bis 4 mm beträgt. Angesichts des Schalldämpfungseffektes ist es somit zweckmäßig, daß die Länge der Dämpfungsrohre größer ist als die Schallwellenlänge.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit F i g. 4 bis 7 beschrieben.

Beispiel 1

In Fig.4 und 5 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine zylindrische Stahltrommel aus einem 12 mm dicken Stahlblech SS 41 (japanische Industrienorm). Haltewinkei 11, die jeweils aus 200 mm langen gleichschenkligen Stahlwinkeln bestehen, sind an die ÄuSezVftSnd der zylindrischen Trommel 1 an fünf Stellen im Abstand von 2000 mm geschweißt. Die zylindrische Trommel hat einen Innendurchmesser von 6000 mm und eine lineare axiale Länge von 8000 mm. Die Stirnwände 2, 2' bestehen aus 12 mm dickem Stahlblech SS 41 und sind an die gegenüberliegenden Enden der zylindrischen Trommel 1 geschweißt. Ferner sind Verstärkungsteile 12, die aus 200 mm langen gleichschenkligen Stahlwinkeln bestehen, an die Außenflächen der Stirnplatten 2, 2' geschweißt. Ein Tunnel 14 dient zur Einführung der Werkstoffe in die zylindrische Trommel 1 und zur Entnahme der Werkstücke. Dieser Tunnel hat eine allgemein halbzylindrische Form, eine Breite von 2400 mm, eine Höhe von 1400 mm und eine Länge von 6000 mm. Dieser Tunnel 14 besteht ebenfalls aus 12 mm dickem Stahlblech SS 41 und ist mit dem mittleren Teil einer Seite der zylindrischen Stahl-

♦5 trommel 1 verschweißt.

Rohre 8 zur Abschwächung des Explosionsimpulses und des Knalls sind mit dem oberen Ende der zylindrischen Trommel 1 verbunden, wie in F i g. 4 dargestellt. Jedes Rohr 8 besteht aus 9,5 mm dickem Stahlblech SS 41, hat eine Länge von 4500 mm und wird durch die Stützen 13 gehalten.

Eine Sandschicht 4 ist im Inneren der Stahlkonstruktion vorgesehen, die bis zur Höhe des Bodens des Tunnels 14 reicht und dabei eine maximale Tiefe von 1700 mm aufweist.

Fig. 5 zeigt die in Fig. 4 dargestellte Stahlkonstruktion, wie sie im Boden eingebettet ist Wie die Abbildung zeigt, ist Sand 15 dicht um die zylindrische Trommel 1, die Stirnwände 2, 2' und den Tunnel 14 gepackt. Der Sand 15 ist seinerseits von Erde 16 umgeben. Die Bezugsziffer 17 bezeichnet eine Stützmauer, die den Sand zurückhält Die Gesamtdicke der Sandschicht 15 und der Erdschicht 16 über der zylindrischen Trommel 1 beträgt etwa 4000 mm.

Explosionsschweißen wurde in der vorstehend beschriebenen halbgeschlossenen Dämpfungskonstruktion unter Verwendung von 36 bis 421ig dues

409540/211

ίο

Sprengstoffs durchgeführt. Die Belastungen, die in über der zylindrischen Trommel hat eine Dicke von der zylindrischen Trommel 1 und in den Stahlwin- etwa 4,5 m. In der bewehrten Betonschicht 9 sind kein 2 auftraten, wurden gemessen. Die maximale deformierte Stäbe von 22 mm Durchmesser in einem Belastung betrug 40 bis 50 kg/mm² in der zylin- Abstand von durchschnittlich 150 mm angeordnet, drischen Trommel und 14 bis 20 kg/mm² in den 5 Die Bezugzziffer 4 bezeichnet eine Sandschicht in Stahlwinkeln. Keinerlei Geruch oder bleibende De- der aus der zylindrischen Trommel 1 und den Stirnformierung dieser Teile wurde festgestellt. wänden 2, 2' bestehender Stahlkonstruktion. Am Der durch die Detonation in diesem Fall erzeugte Außenende des Tunnels 14 ist eine Stützwand 17 Knall wurde gemessen und mit dem Knall verglichen, angeordnet, die den Stand zurückhält. Die Bezugsder erzeugt wurde, wenn die gleiche Sprengstoff- io ziffer 18 in F i g. 7 bezeichnet ein Betonfundament menge an der freien Luft zur Detonation gebracht als Auflage für die waagerechten Rohre 8. Die Bewurde. Hierbei wurde festgestellt, daß an einer Stelle. zugsziffer 19 ist eine Stützwand, die an den Außendie zu dem Detonationsort einen Abstand von enden der waagerechten Rohre 8 an jeder Seite der 400 m hatte, die Knallstärke 82 bis 94 db und am zylindrischen Trommel vorgesehen ist und den Sand Detonationsort die Knallstärke 104 bis 116 db betrug. 15 zurückhält.

Dies bedeutet, daß eine Dämpfung der Knallstärke In der in dieser Weise ausgebildeten halbgeschlos-

von etwa 20 db möglich ist. senen Dämpfungskonstruktion wurde Explosions

schweißen unter Verwendung von IGO bis 140 kg

Beispiel 2 Sprengstoff durchgeführt. Der durch die Detonation

ao erzeugte Knall wurde an einer Stelle im Abstand von

F i g. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform 500 m von der Konstruktion gemessen. Die Knallder halbgeschlossenen Dämpfungskonstruktion, die stärke betrug hier 84 bis 96 db, während tier im größer ist als die in Beispiel 1 beschriebene Ausfüh- gleichen Abstand bei der Detonation der gleichen rungsform. Die zylindrische Stahltrommel 1 besteht Sprengstoffmenge an der freien Luft gemessene Knall aus 12 mm dickem Stahlblech SB 42 B und hat einen as eine Stärke von 118 bis 130 db hatte. Die Dämpfungs-Innendurchmesser von 9,6 mm und eine lineare konstruktion kann somit den Knall um etwa 30 db Länge von 10 m. Die Stirnwände 2, 2' bestehen aus abschwächen.

16 mm dickem Stahlblech SB 42 B und sind an die Durch Verwendung der halbgeschlossenen Dämp-

gegenüberliegenden Enden der zylindrischen Stahl- fungskonstruktion gemäß der Erfindung ist es somit trommel 1 geschweißt. Der Krümmungsradius dieser 30 möglich geworden, die Belästigung der Öffentlichkeit Stirnwände beträgt 7,5 m. durch den Detonationsknall zu verhindern und

Die zylindrische Stahltrommel 1 ist durch Ver- Schaden an Einrichtungen in der Nähe des Detostärkungsteile 11 verstärkt, die jeweils aus einem nationsortes zu vermeiden. Ferner ermöglicht sie die 250 mm-Doppel-T-Stahl bestehen, der an die Außen- Durchführung von Explosionsschweißen, Exploseite der zylindrischen Trommel in Umfangsrichtung 35 sionsumformung usw. mit hohem Wirkungsgrad. Bei in Abständen von 1 m und in axialer Richtung in dem vorstehend beschriebenen Versuch erlitt die einem solchen Abstand geschweißt ist, daß die halbgeschlossene Dämpfungskonstruktion keinerlei Außenfläche in 12 gleiche Teile unterteilt ist. Die Zerstörung oder bleibende Deformierung, d. h., sie Stirnwände 2, 2' sind durch 12 Verstärkungsteile 12 kann ohne weiteres iu der Praxis auch vom Standverstärkt, die jeweils aus einem 250 mm-Doppel- 40 punkt der Festigkeit für die Detonation der genann-T-Stahl bestehen und diametral so an die Außen- ten Sprengstoffmengen verwendet werden, seite der Stirnwände geschweißt sind, daß sie jeweils Wie bereits erwähnt, ist die halbgeschlossene

mit den axialen Verstärkungsteilen 11 der zylin- Dämpfungsanlage des Typs, der aus einer aus Stahl drischen Trommel 1 verbunden sind. bestehenden Innenkonstruktion und einer die innere

Ein Tunnel 14, durch den die Werkstoffe in die 45 Stahlkonstruktion außen bedeckenden Erdschicht, die zylindrische Trommel eingeführt und aus der zylin- ihren Druck unmittelbar auf die Innenkonstruktion drischen Trommel entfernt werden, besteht aus ausübt, oder einer die Innenkonstruktion aus Stahl 12 mm dickem Stahlblech SB42B. Er hat eine Breite außen bedeckenden bewehrten Betonschicht oder dievon 3 m, eine Höhe von 2,2 m und eine Länge von ser bewehrten Betonschicht und einer die bewehrte 10 m. Dieser Tunnel 14 ist durch Verstärkungsteile 50 Betonschicht außen bedeckenden Erdschicht besteht, 10 verstärkt, die jeweils aus einem 150 mm-Doppel- und die mit einem Werkstoffeinführungstunnel und T-Stahl bestehen und an die Außenseite des Tunnels 1,0 m langen oder längeren Rohren zur Absowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Rieh- Schwächung des durch die Detonation in der inneren tung geschweißt sind. Stahlkonstruktion erzeugten Drucks und Knalls ver-

Die zylindrische Trommel 1 ist an der Oberseite 55 bunden ist, vorteilhaft für Bearbeitungen wie Explomit 4 Öffnungen und in der Mitte jeder Seite mit sionsschweißen, Explosionsumformung und -verfor-5 öffnungen versehen. An diese öffnungen sind mung unter Verwendung großer Sprengstoffmengen, Schalldämpfungsrohre 8 angeschlossen, die in der um die Impulswelle abzuschwächen und damit Hergestellten Weise senkrecht bzw. waagerecht ver- Schäden an nahe gelegene Einrichtungen zu verhinlaufen. Jedes Stahlrohr 8 hat einen Durchmesser von 60 dem und den Explosionsknall zu dämpfen, der 350 mm und eine Dicke von 9 mm. Die senkrechten anderenfalls eine Belästigung der Öffentlichkeit dar-Rohre haben eine Länge von 6 m und die waage- stellen würde. Ferner steigert diese Dämpfungsanlage rechten Rohre eine Länge von lim. Die Bezugs- den Arbeitswirkungsgrad erheblich ziffer 13 bezeichnet eine Halterung für das Rohr 8. Die Form und Größe der Dämpfunfsanlage, der

Die zylindrische Trommel und die Stirnwände sind 65 Werkstoff und die Größe der inneren Stahlkonstrukaußen mit einer bewehrten Betonschicht 9 bedeckt, tion, die Dicke der Erdschicht und der Schicht aus die eine Dicke voii.etwa 1 m hat und ihrerseits mit bewehrtem Beton usw. hängen hauptsächlich von der einer Erdschicht 16" bedeckt ist. Die Erdschicht 16 verwendeten Sprengstoff men «e und von der Art der

Bearbeitung ab. Die Größe des Tunnels hängt von der Größe des in die Anlage einzuführenden Materials a'o.

Die Größe der Knalldämpfungsrohre hängt an sich von der verwendeten Sprengstoffmenge, dem Volumen der inneren Stahlkonstruktion usw. ab₅ jedoch sollte ihre Länge wenigstens 1,0 m betragen, weil die Frequenzen des Explosionsknalls in der Nähe des Detonationsortes in den meisten Fällen bei 120 bis 400Hz liegen dürften. Die Form der Rohre kann nicht vorgeschrieben werden, jedoch wird sie vorzugsweise so gewählt, daß die Summe der Querschnittsfiächen aller Rohre und des Tunnels, d. h. die Gesamtfläche der öffnungen, nicht größer ist als 25*/o der Querschnittsfläche der inneren Stahlkonstruktion in Längsrichtung oder Querrichtung, je nach dem, welche Dimension kleiner ist.

Der Innendurchmesser der einzelnen Rohre hängt von der Zahl und Länge der verwendeten Rohre ab, jedoch werden Lm allgemeinen Stahlrohre mit einem Durchmesser von 7,5 bis 120 cm verwendet.

Wenn, bedingt durch die Größe des durch den Tunnel zu transportierenden Materials, die vorstehend genannte Gesamtfläche der öffnungen das

Verhältnis der Gesamtquerschnittsfläche d^r öffnungen zur Querschnittsfläche der inneren Stahlkonstruktion in Längs- oder Querrichtung größer ist als 25 °Λ> oder eine größere Schalldämpfungswirkung auch bei einem Verhältnis von nicht mehr als 25°/o gewünscht wird, ist es möglich, bekannte Dämpfungsvorrichtungen (/.. B. die auf S. 78 de« in Japan 1968 herausgegebenen Journal of the Industrial Explosive Association, Jahrgang 29, beschriebenen Dämp'nngsvorrichtungen) an allen öffnungen einschließlich der Tunnelöffnung vorzusehen. Ferner ist es möglich, eine Abschirmwand vor jeder öffnung anzuordnen, um die durch die Detonation erzeugten Impulswellen oder Gase abzulenken und zu verteilen.

Zum Transport von Material in die Dämpfungsanlage gemäß der Erfindung kann ein bekanntet fahrbarer Kran oder ein feststehender ausfahrbarer Kran verwendet werden.

Natürlich können Sandsäcke, Balken oder Stahl-

ao bleche über der Innenseite der Stahlkonstruktion vorgesehen werden, um sie gegen Beschädigung zi schützen, die durch umherfliegende Stücke, die durcr die Detonation gebildet werden, z. B. Stahlstücke, zi schützen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. stoffmenge größer ist als mehrere zehn Kilogramm,

   Patentansprüche: weil ein übermäßig bober Druck auf den Verschluß-

   deckel des Behälters einwirkt, wenn auch der Be-

   J. Halbgeschlossene Vorrichtung zur Dämp- halter für ein teilweises Explosionsverbinden oder

   fung, des Knalls und der Druckwelle von Detooa- seine ähnliche Explosionsumformung bei Verwen-

   tionen, gekennzeichnet durch eine hohle dung von weniger als 10kg Sprengstoff ausreichend

   Trommel (X) aus Stahl, einen Materialeinföb- sein mag. Bei der letztgenannten Methode, bei der

   rungstunnel (14) und wenigstens ein mit der die Explosion in einem Tunnel durchgeführt wird,

   Trommel (1) verbundenes Därapfungsrohr (8) kann zwar Uer Tunnel so ausgelegt und konstruiert

   einer Länge von wenigstens 1,0 m und eine die io werden, daß eine große Menge Sprengstoff d«xin zur

   Trommel (1) außen umhüllende Erdschiebt (16) Explosion gebracht werden kann, jedoch ist die Ver-

   und/oder Betonschicht (9). wirklichung eines Tunnels, der allen Anforderungen
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich- genügt, schwierig, da die Festigkeit des Tunnels durch

   net durch eine die Trommel (1) außen zunächst die Wahl des Ortes umi die Art und Beschaffenheit

   umhüllende Betonschicht (9) und eine diese 15 dt 3 Gesteins am gewählten Ort begrenzt ist und

   Betonschicht umhüllende Erdschicht (16). außerdem die Baukosten übermäßig hoch sind.

   Für eine Umformung oder Verformung, z. B. die

   _; Explosionsumformung, deren Hauptziel die »Produktion«: ist, ist die wirksame Durchführung der ao Verformung ein wichtiger Faktor. Hierbei ist es

   Die Erfindung betrifft eine halbgeschlossene Vor- wünschenswert, die Umformung oder Verformung richtung zur Dämmung des Knalls und der Druck- an einem On in der Nähe des Verbrauchsortes der welle von Detonationen, die sich insbesondere für durch die Explosionsumformung hergestellten Mate-Prüfungen und Arbeiten unter Explosionsbedingun- rialien durchzuführen, und die Verwendung einer gen unter Verwendung von großen Mengen Spreng- 25 insbesondere an beliebigem Ort installierbaren stoff eignet. Dämpfungskonstruktion als Mittel zum Erreichen

   Bei der Prüfung von Sprengstoffen oder bei der dieses Ziels ist vorzuziehen.

   Explosionsumformung oder -verformung, z. B. beim Die Durchführung der Explosionsverformung in Explosionsverbinden oder Explosionshärten, unter einer solchen Konstruktion hat den weiteren Vorteil, Verwendung einer großen Explosivstoffmenge wird 30 daß der Wirkungsgrad der Umformung oder Verzuweilen ein Sprengstoff auf einmal in einer Menge formung nicht durch die Witterungsbedingungen bebis zu mehreren hundert Kilogram ι verwendet. Die einflußt wird, wie dies beim Arbeiten an der freien Explosion einer so großen £preng^c.toffmenge wirft Luft der Fall ist. Die verwendete Konstruktion muß Probleme auf. Beispielsweise werdea die Gebäude jedoch so beschaffen sein, daß sie einem sehr großen in der Nähe des Explosionsortes durch die Explo- 35 Luftraum oder sehr große Druckfestigkeit aufweist, sionsdruckwellen beschädigt, und der durch die Dies ist dadurch bedingt, daß der durch die Detona-DiJtonation erzeugte Knall stellt eine Belästigung der tion erzeugte Druck ungeheuer hoch ist und beispiels-Bcvölkerung dar. weise bei der Detonation von etwa 500 kg Spreng-Aus diesem Grunde wurden diese Arbeiten bisher stoff bei 100 bis 400 kg/cm² an einer Stelle im an einem Ort weitab von Wohnbezirken durchgeführt, 40 Abstand von 4 m von der Detonationsstelle, aber nur oder es wurde versucht, die Explosionssdruckwelle noch 30 bis 70 kg/cm² an einer Stelle im Abstand oder -Schockwelle und den Knall durch Bedecken von 8 m vom Detonationsort beträgt. Wenn die Kondcr Dämpfungsvorrichtung, in der die Explosion struktion im wesentlichen verschlossen ist, sind der stattfindet, mit Erde abzuschwächen. Die Wahl des Grad der Beschädigung und die Verschiebung der Ortes, an dem die Explosionsumformung od. dgl. 45 Konstruktion als Folge der Detonation eines Sprengdurchgeführt wird, unterliegt jedoch Beschränkungen, Stoffs darin proportional dem Stoß oder Schock wenn man den Transport der zu bearbeitenden (Wert des Drucks integriert mit der Zeit) sowie dem Metallmaterialien berücksichtigt, weil bei dieser maximalen Druck, der auf die Innenwand der Kon-Bearbeitung oder Verformung das Gewicht des struktion zur Einwirkung kommt. Dieser Stoß oder metallischen Werkstoffs, z. B. Stahl, mehrere zehn 50 Schock ist am größten, wenn die Konstruktion vollbis mehrere hundert Tonnen erreicht. Ferner hat die ständig verschlossen ist, wird jedoch sehr gering bei Methode der Abschwächung der Druckwelle und des einer sogenannten halbverschlossenen Konstruktion, Knalls durch Verwendung eines Abdeckmaterials die einige öffnungen in ihrer Wand aufweist,
   eine ungenügende praktische Wirkung, wenn die Für eine wirtschaftliche Herstellung von Dämpviirwendete Sprengstoffmenge ein Gewicht bis zu 55 fungskonstruktionen ist daher eine halbverschlossene mehreren zehn Kilogramm oder mehr ist. Konstruktion der Haltbarkeit aus vorzuziehen, an-Bezüglich der Abschwächung der Druckwellen und dererseits sollte die Fläche der öffnungen im Hindes Knalls, die bei der Detonation von Sprengstoffen blick auf den Dämpfungseffekt möglichst klein sein. erzeugt werden, wurden bereits einige Vorschläge Ferner ist es bei gleicher Gesamtfläche der öffnungen gemacht. Beispielsweise beschreibt die japanische 60 vom Standpunkt des Dämpfungseffektes vorzuziehen, Patentschrift 544 285 die Verwendung eines halb- öffnungen von geringer Fläche zu verteilen, an Stelle verschlossenen schalldichten Behälters, und die diese öffnungen an einer Stelle zu konzentrieren. USA.-Patentschrift 3 397 756 schlägt ein Verfahren Dies ist auch vom Standpunkt der Abschwächung vor, bei dem die Explosion in einem Tunnel durch- der Druck- oder Schockwelle vorteilhaft. Bei der geführt wird, der mit einem beweglichen Stopfen 65 vorstehend beschriebenen Anordnung wird der verschlossen ist, und in den Wasser gesprüht wird. Dämpfungseffekt groß, weil bei der Schallschluckung Die erstgenannte Methode hat jedoch eine Reihe von durch ein Rohr der Wirkungsgrad der Schallschluknraktischen Nachteilen, wenn die verwendete Spreng- kung des Rohrs mit kleiner werdendem Durchmesser