-
Anlage zur Explosionsbearbeitung von Werkstoffen
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Explosionsbearbeitung
von Werkstoffen gemäss den Merkmalen des Oberbegriff 5 des Anspruchs 1.
-
Die Explosions- bzw. Sprengbearbeitung wird im Eisen- und Buntmetallhüttenwesen
sowie in verschiedenen Zweigen des Maschinenbaues usw. angewendet.
-
Die Sprengbearbeitung von Werkstoffen erfolgt in herkömmlicher Weise
dadurch, dass auf einem offenen Gelände räumlich voneinander getrennte Arbeitsplätze
eingerichtet werden,
die mit allen nötigen Ausrüstungen ausgestattet
sind, und auf denen die Werkstoffe durch Sprengen bearbeitet werden. Ein besonderer
Schutz gegen die Wirkungen der Explosion, wie die entstehende Stosswelle, das Auseinanderfliegen
der Detonationsprodukte sowie die durch das Sprengen entstandenen Werkstoffsplitter,
existiert dabei nicht.
-
In den anderen Fällen werden zur Durchführung der Sprengarbeiten,
mit denen Werkstoffe bearbeitet werden sollen, unterirdische Kammern (z.B. alte
Grubenbaue, verlassene Tunnels, Naturhöhlen usw.) benutzt. Sämtliche vorbereitenden
Arbeitsgänge werden dabei in der Regel in herkömmlichen Industriegebäuden, die Sprengarbeiten
selbst hingegen in unterirdischen Kammern durchgeführt.
-
Bekannt ist ferner über Tage angelegte Stahlbetonspr mmern, die bei
Versuchssprengarbeiten eingesetzt werden. Die Stahlbetonsprengkammern werden in
Form von halbsphärischen Schalen ausgeführt, die sich mit ihrer Stirnseite auf einen
Stahlbeton-Flachgrund abstützen.
-
Darüber hinaus ist eine zur Sprengbearbeitung von Werkstoffen dienende
Anlage bekannt, die eine Kammer umfasst, in der ein Objekttisch aufgestellt ist,
auf dem der zu bearbeitende Werkstoff mit einem Sprengstoff und einem Mittel zur
Initiierung der Ladung aufgebracht ist, und die mit einem speziellen System zur
Initiierung der Ladung ausgestattet ist. Die Anlage besitzt ferner ein System zur
Ventilation des Kammerarbeitsraumes. Der Tisch selbst besteht aus mehreren, durch
Zwischenlagen getrennten Platten.
-
Die Bearbeitung von Erzeugnissen durch Sprengen auf einem offenen
Gelände hängt von den Witterungsverhältnissen und der Jahreszeit ab. Sehr erschwert
sind die Arbeiten dabei
insbesondere im Winter. Ausserdem ist zur
Einrichtung einer offenen Anlage ein ziemlich grosses Gelände notwendig.
-
Die Arbeit in unterirdischen Kammern ist erschwert aufgrund der Begrenztheit
des Arbeitsraumes sowie infolge der Trennung von der übrigen Produktionsstätte des
Betriebs.
-
Die beschriebenen Stahlbetonkammern haben bei einer intensiven Ausnutzung
eine kurze Lebensdauer und strahlen ausserdem seismische Schwingungen aus.
-
Keine der genannten Einrichtungen gestattet es, den Bearbeitungsprozess
ausreichend zu mechanisieren und die nötigen Arbeitserleichterungen für das Bedienungspersonal
zu gewährleisten.
-
Der Nachteil des beschriebenen Objekttisches, der aus mehreren übereinander
angeordneten, durch Zwischenlagen getrennten Platten zusammengesetzt ist, besteht
darin, dass bei Verwendung von Zwischenlagen aus Werkstoffen, deren Schallhärte
höher oder gleich der Schallhärte der Platten ist, der Objekttisch gleich bei den
ersten Sprengungen zerstört wird. Folglich ist die ganze Anlage wenig leistungsfähig.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion für den
Objekttisch einer Anlage der vorausgesetzten Art zu schaffen, die es ermöglicht,
die Lebensdauer und die Leistung der ganzen Anlage zu erhöhen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Schallhärte
der-Zwischenlagm des Objekttisches von der Schallhärte der miteinander verbundenen
Platten derselben verschieden ist.
-
Gemäss einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist es zweckmässig,
dass die Schallhärte der Zwischenlagen kleiner als die der Platten ist.
-
Durch die erfindungsgemässe Lösung wird eine äusserst leistungsfähige
Anlage der zur Rede stehenden Art geschaffen, da die konstruktive Ausgestaltung
des Objekttisches seine mehrfache Verwendung ermöglicht. Folglich kann die Anlage
direkt im technologischen Fertigungsablauf in den herkömmlichen Wdrkshallen eingesetzt
werden.
-
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, in der die Anlage zur Bearbeitung
von Werkstoffen durch Sprengen dargestellt ist, näher erläutert.
-
Die Anlage zur Bearbeitung von Werkstoffen durch Sprengen weist eine
Kammer 1 auf. Die Kammer f besteht aus zwei zueinander parallelen Metallschalen
2 und 3, zwischen denen sich eine schallisolierende Schicht 4, z.B. aus Sand, befindet.
Im Inneren der Kammer 1, und zwar in deren unterem Teil, ist ein Objekttisch 5 aufgestellt.
Die Kammer 1 hat einen Türdurchbruch, der durch die Krafttüre 6 und eine hermetisch
schliessende Tür 7 verschlossen wird. Die Krafttüre 6 nimmt die Belastungen auf,
die beim Sprengen der Ladung in der Kammer 1 auftreten, während die Türe 7 den Arbeitsraum
der Kammer 1 gegenüber der Umgebung hermetisch abschliesst. Die Kammer 1 ist mit
einem Ventilationssystem versehen, welches der Einfachheit halber in der Figur durch
zwei Rohrstutzen 8 und 9 dargestellt ist, die in eine Zufuhr-und eine Abfuhrleitung
(nicht abgebildet) übergehen. Zwischen
den Rohrstutzen 8 und 9 und
den Zufuhr- und Abfuhrleitungen sind Dämpfer 1o und 11 eingebaut, die die übertragung
von hochfrequenten Schwingungen von der Kammer 1 zu den Rohrleitungen verhindern.
Ausserdem ist die Kammer mit einem System 12 zur Initiierung der Ladung ausgestattet,
das in der Figur durch Linien angedeutet ist.
-
Auf dem Objekttisch 5 der Kammer 1 wird der zu bearbeitende Werkstoff
13 angeordnet, der mit einer Sprengstoffladung 14 verbunden ist. In die Ladung 14
ist ein Initiierungsmittel 15, z.B. eine elektrische Sprengkapsel, eingebracht,
Der Objekttisch 5 besteht aus Metallplatten 16 mit dazwischen angeordneten Zwischenlagen
17, deren Schallhärte sich von der Schallhärte der Platten 16 unterscheidet. Die
Platten 16 sind beweglich, z.B. durch Metallstäbe 18,miteinander verbunden. Die
Stäbe 18 ermöglichen beim Sprengen eine Annäherung oder ein Auseinandergehen der
Platten 16, verhindern aber ein Auseinanderfallen der Bauteile des Objekttisches
5.
-
Nach der Sprengung der Ladung 14 in der Kammer 1 breitet sich in den
Bauteilen des Objekttisches 5 eine starke Stosswelle aus. Im Objekttisch 5, der
aus einem homogenen Stoff, z.B.
-
aus Metall, hergestellt ist, entstehen dabei grosse Spannungen, die
zur Zerstörung des Objekttischkörpers führen können.
-
Für ein intensives Abklingen der Stosswelle im Körper des Objekttisches
5 ist es deshalb notwendig, dass er aus Schichten mit unterschiedlicher Schallhärte
konstruiert ist.
-
Die Schallhärte der Platten 16 und der Zwischenlagen 17 kann sich
wesentlich voneinander unterscheiden. Je grösser der Unterschied der Schallhärte
der Platten 16 und der Zwischenlagen 17 ist, um so mehr klingt die Stosswelle im
Objekttischkörper ab und um so höher ist offensichtlich die Leistungsfähigkeit der
Anlage.
-
Die Schallhärte für die Zwischenalgen 17 ist geringer als die der
Platten 16 zu wählen. Als Material für Zwischenlagen 17, die in der Konstruktion
des Objekttisches 5 verwendet werden, können technischer Gummi oder diskretverteilte
Mittel ( wie Schrot, Sand u.ä.) dienen.
-
Die AnlAge zur Bearbeitung von Werkstoffen durch Sprengen arbeitet
wie folgt. Bei geöffneten Türen 6 und 7 wird in die Kammer 1 (von Hand oder mechanisch)
der zu bearbeitende Werkstoff 13 mit der mit ihm vereinigten Sprengstoffladung 14
eingebracht. In die Ladung 14 wird das Mittel 15 zur Initiierung dieser Ladung einmontiert.
Wie bereits oben erwähnt, kann als Mittel zur Initiierung eine elektrische Standard-Sprengkapsel
benutzt werden. Im gezeigten Beispiel ist eine derartige elektrische Sprengkapsel
abgebildet.
-
Das Initiierungsmittel 15, nämlich die elektrische Sprengkapsel, wird
durch Leitungen mit dem Initiierungssystem 12 verbunden. Danach werden die Türen
6 und 7 geschlossen. Dem Mittel 15 zur Initiierung der Ladung wird mit Hilfe des
Initiierungssystems 12 eine elektrische Spannung zugeführt.
-
Die Ladung 14 explodiert, wodurch der Werkstoff 13 bearbeitet wird.
Während der Explosion nimmt die innere Metallschale 2 der Kammer 1 die Impulsbelastungen
auf. Die äussere Schale 3 der Kammer 1 und die schallisolierende Schicht 4 dienen
zur teilweisen Entlastung der inneren Schale 2 und zur Senkung des Schalleffekts
der Kammer 1 insgesamt.
-
Während der Sprengung verhindern die Stäbe 18 das Zerfallen des Objekttisches
5 in seine Bauteile.
-
Nach der Sprengung der Ladung 14 wird der Arbeitsraum der Kammer 1
von den Detonationsprodukten mit Hilfe des
Ventilationssystems gereinigt.
Über die Zufuhrleitung, den Dämpfer 11 und Rohrstutzen 9 wird der Kammer 1 Frischluft
zugeführt, während über den Rohrstutzen 8, den Dämpfer 10 und die Abfuhrleitung
die mit Detonationsprodukten der Ladung 14 vermischte Luft aus dem Arbeitsraum der
Kammer 1 entfernt wird. Die Türen 7 und 6 werden danach geöffnet und der bearbeitete
Werkstoff 13 wird (von Hand oder mechanisch) aus der Kammer entnommen. Danach kann
sich der Zyklus wiederholen.
-
Die Anlage schafft eine technologische Ausrüstung von hoher Leistungsfähigkeit.
Sie kann zur Bearbeitung von Werkstoffen durch Sprengen im technologischen Produktionsablauf
in herkömmlichen industriellen Werkhallen eingesetzt werden, wodurch es möglich
ist, den technologischen Prozess der Sprengbearbeitung von Werkstoffen sehr wirkungsvoll
durchzuführen.