DE3234742C2 - Stahlkammer zum Einschließen von darin aufgelösten Explosionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stahlkammer zum Einschließen von darin ausgelösten Explosionen. Eine solche Kammer be­ steht aus einem im wesentlichen zylindrischen Mantel und zwei Endwänden, die innerhalb der Endbereiche des Mantels angeordnet sind. Dabei weist jede Endwand eine Anzahl von rechtwinklig zur Wandebene angeordneten, parallel zueinan­ der verlaufenden Verstärkungsrippen auf.

Eine derartige Kammer ist bekannt aus der EP-A1 00 28 141. Bei dieser bekannten Kammer sind die Endwände als drei­ schichtige Anordnungen ausgebildet, wobei von innen nach außen zuerst eine Innenwand mit schlitz- und kreisförmigen Öffnungen, dann ein Innenbereich, der vorzugsweise mit Steinen aufgefüllt ist, und abschließend eine Außenwand aus I-förmigen Stahlelementen angeordnet ist. Die schlitz- und kreisförmigen Öffnungen in den Endwänden gewährleisten eine Druckentlastung der Kammer.

Eine solche druckentlastete Kammer hat den Nachteil, daß sie sehr viel Platz braucht und außerdem ein erhebliches Gewicht hat, so daß sie zudem nicht ortsbeweglich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde eine gat­ tungsgemäße Kammer zu schaffen, die leicht und einfach her­ stellbar und von leichtem Gewicht ist, so daß sie leicht für einen bestimmten Anwendungszweck hergestellt bzw. auf­ gestellt werden kann und ohne weiteres ortsbeweglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merk­ male im Hauptanspruch.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung beziehen sich auf Einzelheiten der Ausgestaltung der Verstärkungsrippen und ihre Anordnung an den jeweiligen Endwänden.

Durch die Erfindung wird eine Kammer geschaffen, die trotz ihres technisch einfachen Aufbaus außerordentlich widerstandsfähig gegen die Wirkungen ist, die durch ab­ sichtlich oder unabsichtlich in der Kammer ausgelöste Explosionen, Deflagrationen, Detonationen u. dgl. entstehen. Der zylinderförmige Mantel hat durch seine Formgebung eine große Widerstandskraft gegen von innen wirkende Kräfte. Die erfindungsgemäße Verstärkung der Endwände gewährleistet, daß die Endwände ebenfalls außerordentlich widerstands­ fähig gegen diese Kräfte sind. Die hochkant angeordneten und rechtwinklig zueinander verlaufenden Rippen stellen eine preisgünstige und wirksame Versteifung der flachen Teile der Endwände dar. Die miteinander ver­ bundenen Verstärkungselemente werden auch durch die Zylin­ derwand entlastet, mit der sie im Umfangsbereich verbunden sind. Jede Rippe ist an dem flachen Teil der Endwand mindestens auf dem größeren Teil seiner Längs­ erstreckung über diese Wand verankert.

Die Kammer kann in der Fabrik hergestellt und leicht zum Benutzer transportiert werden, und ihre Größe und Formgebung können variiert und in großem Umfang an verschiedene Bedürfnisse angepaßt werden. Die Kammer kann auch für andere Zwecke verwendet werden, z. B. um Widerstand gegen äußere Kräfte oder Drücke zu bieten, wobei es in einem solchen Fall vorteilhaft sein kann, die Rippen an der Innenseite statt der Außenseite der jeweiligen Endwand anzubringen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 bis 3 zeigen Seiten- und Stirnansichten der Kammer.

Fig. 4 bis 11 zeigen Einzelheiten der Verstärkungselemente an der einen Endwand.

Fig. 12 bis 14 zeigen Einzelheiten der Verstärkungselemente an der zweiten Endwand.

Die Kammer gemäß der dargestellten Ausführungsform der Erfindung hat eine Länge A von ca. 5 m. Sie besteht aus einem hauptsächlich zylinderförmigen Teil 1 mit einem Durchmesser von ca. 3 m. Diese Abmessungen können je nach dem Anwendungszweck der Kammer geändert werden, je nachdem ob die Kammer z. B. einen gesamten Herstel­ lungsprozeß, oder einen Teil davon, oder die Prüfung von Explosivstoffen, Zündern od. dgl. schließen soll.

Der Mantel ist ungefähr 30 mm dick und an beiden Enden mit abschließenden Wänden oder Deckeln 2 und 3 versehen. Die in Fig. 2 dargestellte erste Endwand ist mit einem Türrahmen versehen, dessen verschiedene Teile mit 4, 5, 6 und 7 bezeichnet sind. Eine Tür, die von an sich bekannter Konstruktion und stabiler Ausführung sein kann, ist in dem Rahmen gelagert. Die Tür öffnet sich nach innen und ist in teilweise geöffneter Stellung bei 8′ angedeutet.

Die Kammer ist mit einer Anzahl Fenstern 9 für Kameras oder direkten Einblick versehen, um die in der Kammer durchgeführte Bearbeitung oder Prüfung überwachen zu können. Diese Fenster können von bekannter Konstruktion sein. Ferner ist die Kammer mit (nicht dargestellten) Einlässen für elektrische oder Gasleitungen versehen, z. B. für Zündkabel. Die Kammer ist auch mit einer Absaug­ vorrichtung (nicht dargestellt) verbunden, die ein Aus­ blasrohr mit Schalldämpfer aufweist. Ferner können An­ schlüsse für Ablauf- oder Entwässerungsleitungen sowie andere Anschlüsse vorgesehen sein. Diese Anschlüsse kön­ nen in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein. Ein Teil einer flachen Bodenplatte d ist in Fig. 1 ange­ deutet.

Die Kammer ist ferner mit vier Hebeösen 10 und vier Beinen 11 versehen, mit denen sie auf ein Fundament ver­ ankert werden kann. Die Aufstellung der Kammer erfolgt in der Regel so, daß der Zylinder parallel zur Fundament­ oberfläche verläuft.

Die Endwände 2 und 3 haben eine im wesentlichen ebene, flache, kreisförmige Wandfläche und eine Dicke von ca. 30 mm. Die Teile 2 und 3 sind rund um ihren Umfang mit der Innen­ wandung des Zylinders 1 verschweißt. An jedem Ende steht der Zylinder über die Teile 2 bzw. 3 über. Diese überstehen­ den Teile sind mit 1a und 1b bezeichnet und mit Rippen 13 und 14 vorzugsweise an der Außenseite versehen, die im folgenden näher beschrieben werden. Die Rippen erstrecken sich von der zugewandten Seite der ent­ sprechenden Endwand 2 und 3 in Längsrichtung des Mantels.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind diese Verstärkungs­ elemente rechtwinklig zueinander angeordnet. Jede Endwand 2 und 3 ist mit ersten Rippen 13a bzw. 14a und zweiten Rippen 13b bzw. 14b versehen. Die ersten Rippen verlaufen bei der darge­ stellten Ausführungsform vertikal und die zweiten Rippen 13b und 14b erstrecken sich horizontal. Bei der dargestellten Ausführungsform bestehen die Rippen aus geraden Versteifungsblechen od. dgl., aber gegebenenfalls kann bei den ersten und/oder zweiten Rippen von der geraden Form abgewichen werden, so daß man gekurvte oder abgeknickte Verläufe bei der Draufsicht gemäß Fig. 2 oder 3 erhält.

Jede Rippe ist über den größeren Teil, und vorzugsweise über seine ganze Berührungsfläche mit den Teilen 2 bzw. 3 und/oder mit den angrenzenden Rippen und/oder mit dem Mantel verschweißt. Die Höhe, um die die Rippen von den Teilen 2 bzw. 3 wegstehen, beträgt mindestens 200 mm und höchstens 600 mm, vorzugsweise 400 mm. Die Rippen befinden sich mindestens größtenteils, und vorzugsweise zur Gänze innerhalb der überstehenden Teile 1a und 1b des Mantels an den Enden der Kammer, wobei diese vorzugsweise sogar noch über die Rippen hinaus ragen.

Diejenigen Teile des Rahmens, z. B. 5a und 5b, die sich in Längsrichtung des Zylinders erstrecken, sind jedoch etwas höher als die Rippen, z. B. 20-40% höher. Diese Teile können etwas über die verlängerten Teile 1a des Mantels an dem betreffenden Ende der Kammer überstehen.

Die Rippen haben eine Dicke von 10-40 mm, vorzugsweise ca. 25 mm. Der Mantel besteht aus Stahl der Qualität OX 812 E/Z, und die Teile, 2 und 3 der Endwände aus Stahl der Qualität OX 522 E/2. Die Rippen bestehen aus Stahl der Qualität SS 1412 oder einen äquivalenten Stahlsorte. Die Baunorm ist StBK-N1 und die Schweißnorm ist StBK-N2.

Die Fig. 4 bis 11 zeigen im Detail das Prinzip der Befestigung der Rippen an einem Teil der ersten Endwand der Kammer. Fig. 4 zeigt nicht die außen liegenden Kastenteile 5c (Fig. 5) und 7c (Fig. 11) der Kastenprofile, die von den Teilen 5a, 5b, 5c und 7a, 7b und 7c gebildet werden. Die Teile des Rahmens 4 und 6 (Fig. 2) haben die gleiche Konstruktion wie die Rahmen­ teile 5 und 7.

Die Teile 5a, 5b, 7a und 7b sowie die entsprechenden Teile, der Rahmenteile 4 und 6 sind Bestandteile der Ver­ stärkungsanordnung. In dem dargestellten Fall gehören die vertikalen Teile 5a und 5b zu den ersten Rippen und die Teile 7a und 7b zu den zweiten Rippen. Das erste Verstärkungselement umfaßt auch die vertikalen Teile 15 und 16 während die zweiten Rippen weitere horizontale Teile 17, 18 und 19 umfassen.

Die horizontale Rippe 17 umfaßt einen Teil 7b, der zwischen den Teilen 5a und 5b befestigt ist sowie einen Teil, der sich vom Teil 5b und durch Aus­ schnitte in den vertikalen Rippen 15 und 16 sowie zur Innenfläche 1c des Mantels erstreckt. Die horizontalen Teile 18 und 19 sind in entsprechender Weise wie die Teile 18b und 19b zwischen den Teilen 5a und 5b angeordnet. Die vertikalen Rippen, die durchgehende Ausschnitte für horizontale Elemente aufweisen, haben eine etwas größere Höhe, von der zuge­ wandten Seite der Wand 2 bzw. 3 aus gesehen.

Die vertikale Rippe 15 umfaßt einen ununterbrochenen Teil mit Ausschnitten für die Rippen 17, 18 und 19 und ein getrennten Teil 15a zwischen den Teilen 7a und 7b. Die kombinierten Verstärkungs- und Kastenprofilteile 5b umfassen einen ununterbrochenen Teil, an dem die Teile 17, 17b, 18, 19, 19b an wechselnden Sei­ ten befestigt sind, Teile 5b zwischen den Verstärkungstei­ len 7a und 7b, und einen Teil 5b′′ zwischen den Verstär­ kungsteil 7b und der Mantelfläche 1c. Das kombinierte Ver­ stärkungs- und Kastenprofilteil 5a hat eine entsprechende Zusammensetzung aus den Teilen 5a′ und 5a′′.

Außerdem gehört zu den vertikalen Elementen ein frei­ stehendes kürzeres Teil 20 zwischen dem Verstärkungsteil 7a und der Innenwandung 1c. Weitere zwei unabhängige Elemente 21, 21′ zwischen den Elementen 7a und 7b und zwischen dem Element 7b und der Innenwandung 1c können ebenfalls als zu­ gehörig zu den ersten Rippen oder verti­ kalen Rippen betrachtet werden.

Die insoweit beschriebene Anordnung ist im wesent­ lichen die gleiche für die anderen drei Viertel der Ge­ samtfläche der Endwand. Die Rippen, die Teil des Türrahmens sind, sind dicker als die anderen Rippen, nämlich ca. 40 mm, während die Rippen sonst eine Dicke von etwa 25 mm haben. Die Menge der ersten und zweiten Rippen kann zwischen 9 und 15, d. h. die Gesamtzahl zwischen 18 und 30 variieren.

Jede Rippe ist an ihren sämtlichen Anlageflächen sowohl mit der darunter liegenden Wandfläche als auch mit den angrenzenden Rippen und der Mantelfläche verschweißt. Jede horizontale oder vertikale Rippe besteht aus einem oder mehreren Einzelteilen. Die Anordnung der Rippen kann jedoch in anderer Weise aufgebaut werden; beispielsweise können die vertikalen Rippen 15 und 16 jeweils einstückig ausgebildet werden, so daß sie durch Ausschnitte in den horizontalen Rippen verlaufen. Bei mehreren Einzelteilen in den horizontalen bzw. vertikalen Rippen können die Teile parallel verschoben oder gegeneinander gewinkelt werden, usw. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn diejenigen Rippen, die Teile der Kastenprofile sind, ununterbrochen durch­ gehen.

Durch die beschriebene Anordnung der Rippen erhält man eine Konstruktion, die unter dem Ge­ sichtspunkt der Eigenfestigkeit jeder Endwand besonders vorteilhaft ist.

Fig. 4 zeigt auch eine Naht 23, die sich in Längs­ richtung des Mantels, erstreckt, und zwar nur eine Naht pro Mantelteil.

Die Rippen für die andere Endwand ge­ mäß Fig. 12 umfassen eine Anzahl von durchgehenden ver­ tikalen Elementen 23 bis 28, die an ihren Enden an der Innenfläche des Mantels bei 1b sowie auf ihrer ganzen Anlagefläche an der Endwand 3 befestigt sind. Die horizon­ talen Rippen 29 bis 34 umfassen eine Anzahl von Einzelteilen, die mit Ausnahme des Teiles 3 jeweils zwischen einem Paar von vertikalen Rippen befestigt sind, mit Ausnahme des äußersten Teiles, welcher an der Mantelinnenfläche und an dem Rippen 28 befestigt ist. Die Aufteilung zwischen den vertikalen und horizontalen Rippen ist im wesentlichen dieselbe, so daß man ein Muster aus Quadraten sowie am Rande aus Drei- und Vierecken mit gekrümmter Außenseite erhält. Die Anordnung ist die gleiche für übrigen Quadran­ ten der Endwandfläche. Das vertikale Element 23 fällt mit der vertikalen Mittellinie zusammen, und das horizontale Element 29 mit der horizontalen Mittellinie. Dagegen ist die Anordnung im Querschnitt gemäß Fig. 4 etwas unregel­ mäßig aufgrund des Vorhandensein des aus Kastenträgern gebildeten Türrahmens. Auch ist der Abstand zwischen dem äußersten Element 16 und der Zylinderinnenwandung relativ groß.

Ein Verfahren zur Herstellung der beschriebenen Kammer umfaßt das Anschweißen der Längsränder des Mantels (Schweiß­ klasse SV3) in der Art, daß jede Hälfte gleichzeitig auf beiden Seiten und von der Mitte nach außen geschweißt wird. Die flachen Endwände werden an den Mantel geschweißt. Im Fall der zweiten Endwand gemäß Fig. 12 werden die vertika­ len Elemente 23 bis 26 durch Punktschweißen angeheftet, und zwar in der Reihenfolge vom Mantel nach innen zum Zen­ trum. Danach werden sie in der umgekehrten Reihenfolge von der Mitte nach außen in beiden Richtungen festgeschweißt. Die Heftschweißung wird entsprechend dem Vorrücken des Schweißens weggeschliffen. Die einzelnen Teile werden in der gleichen Reihenfolge gleichzeitig in jedem Quadranten geheftet und geschweißt. Das Anschließen an die Innen­ wandung des Mantels geschieht fortlaufend. Das Material wird auf 100-150° für das Schweißen vorgewärmt. Es wird Horizontalschweißung und ebenso manuelle Lichtbogen­ schweißung angewendet. Nach dem Schweißen werden die Schweißnähte abgeschliffen.

Die Herstellung der ersten Endwand kann gleich­ zeitig bzw. vor oder nach der Herstellung der zweiten Endwand erfolgen und, wird im Prinzip in gleicher Weise durchgeführt. Die Rippen 7b, 7a, 20, 15a, 15b′, 15a′ und 21 werden in dieser Reihenfolge durch Punktschweißen geheftet und in entgegengesetzter Reihen­ folge festgeschweißt. Das Schweißen wird von der Mitte aus nach beiden Richtungen durchgeführt. Entsprechend dem Fortschreiten des Schweißens werden die Heftschweiß­ punkte abgeschliffen. Die Rippen 5b, 51, 17b, 17, 18b, 18, 19b, 19, 5b′′, 5a′′, 21, 21′, 15, 20, 15c, 7c usw. werden in der angegebenen Reihenfolge ge­ heftet und festgeschweißt. Die Reihenfolge ist in jedem Quadranten dieselbe, und das Festschweißen wird gleich­ zeitig durchgeführt. Auch in diesem Fall wird das Mate­ rial auf 100-150°C vorgewärmt.

Durch das beschriebene Festschweißverfahren erhält man eine außerordentlich feste Verankerung der Rippen an jeder Endwand 2 und 3 und an dem Mantel, und gleichzeitig wird der Aufbau von Spannungen in den verschiedenen Teilen der Kammer vermieden.

Claims (5)

1. Kammer aus Stahl zum Einschließen von darin ausgelö­ sten Explosionen, mit einem im wesentlichen zylindrischen Mantel und zwei Endwänden, die innerhalb der Endbereiche des Mantels angeordnet sind, wobei jede Endwand aus einer im wesentlichen ebenen Stahlplatte (2, 3) besteht, an deren Außenseite eine Anzahl von ersten, in einer ersten Richtung parallel zueinander verlaufenden Rippen (13a, 14a) sowie eine Anzahl von rechtwinklig dazu verlaufenden zweiten Rip­ pen (13b, 14b) auf ihre ganze Länge festgeschweißt sind, und wobei die Rippen (13, 14) an den Kreuzungsstellen mit­ einander verschweißt sind und die Stahlplatte (2, 3) sowie die Rippen (13, 14) mit dem Mantel verschweißt sind.

2. Kammer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer Gesamtlänge der Kammer von ca. 5 m sich jede Rippe (13, 14) von der Oberfläche der Endwand (2, 3) mit einer Höhe von mindestens ca. 200 mm er­ streckt.

3. Kammer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Gesamtlänge der Kammer von ca. 5 m jede Rippe (13, 14) von der entspre­ chenden Seite der Endwand (2, 3) mit einer Höhe von höchstens ca. 600 mm übersteht.

4. Kammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rippe eine Dicke von 10-40 mm, vorzugsweise ca. 25 mm hat.

5. Kammer nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Endwand (2) einen Türrah­ men (4, 5, 6, 7) aufweist, dessen Teile (5a, 5b), die in Längsrichtung des Mantels verlaufen, Teil der Rippen sind, und daß in dem Türrahmen eine sich nach innen öffnende Tür (8) gelagert ist.