DE3447589A1

DE3447589A1 - Detonationskammer

Info

Publication number: DE3447589A1
Application number: DE3447589A
Authority: DE
Inventors: Johnny Karlskoga Ohlson
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Dynasafe Karlskoga Se AB
Priority date: 1984-01-02
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1985-08-08
Also published as: GB8432803D0; FR2557612B1; IT8547502A1; FR2557612A1; SE440397B; SE8400003L; US4621559A; IT1181825B; GB2152022A; SE8400003D0; IT8547502A0; DE3447589C2

Description

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER

Aktiebolaget Bofors

S-691 80 Bofors / Schweden Detonationskammer

' .-JWENTANV/ALTE	KLAUS DELFS DIPL.-ING.
	ULRICH MENGDEHL DIPL-CHEM. DR. RER. NAT HEINRICH NIEBUHR DIPL-PHYS. DR. PHIL. HABIL
EUROPEAN PATENTATTORNEYS	2000 HAMBURG 13 POSTFACH 2S 70 ROTHENBAUM- CHAUSSEE 58 TEL. (040) 4102008 TELEX 212 921 SPEZ
RICHARD GLAWE OR-ING.
WALTER MOLL DIPL-PHYS. DR. RER. NAT. OFF. BEST. DOLMETSCHER
8000 MÜNCHEN 26 POSTFACH 162 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (089)226548 TELEXS2250SSPE2 TELECOPIER (089) 223938
MÜNCHEN
A 08

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter oder eine Kammer, die Druck und durch eine Explosion, wie beispielsweise Detonation oder Verpuffung, erzeugte Splitter halten kann.

5 Derartige Behälter sind allgemein als Detonationskammern bekannt. Sie werden im allgemeinen zum Schutz der Umgebung als Behältnis kritischer Herstellstufen bei der Herstellung von explosiven Substanzen, als Testbunker bei Versuchsdetonationen solcher Substanzen und zum Testen von Splitterwaffen 10 sowie zum Lagern von explosiven Gütern verwendet.

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Die bisher zur Verfügung stehenden Konstruktionen von Detonationskanunern bestanden immer aus massiven Betonbunkern, die in die Erde eingelassen waren. Es sind auch gewisse primär sphärische^ dickwandige Stahlkonstruktionen bekannt. Der Nachteil von leichteren Detonationskammerkonstruktionen besteht bis zu einem gewissen Grad in den Schwierigkeiten bei der Erstellung zuverlässiger Modelle für die Festigkeitsberechnung. Während der letzten Jahre hat jedoch die Computertechnologie die Zusammenstellung von Berechnungsprogrammen ermöglicht, die die Berechnung der Festigkeit von mehrwändigen kugelförmigen und zylindrischen Körpern mit hoher Genauigkeit zulassen. Diese Berechnungsprogramme eröffnen die Möglichkeiten für den Bau von leichten Detonationskammerkonstruktionen mit bekannter Festigkeit.

Einige dieser leichten Detonationskammerkonstruktionen sind in den SE-PA 80 06726-7, 81 05585-7 und 83 05758-8 beschrieben. In der SE-PA 80 06726-7 ist eine mehrschalige Konstruktion mit einer äußeren und einer inneren Stahlschale und einer Zwischenschale aus Kunststoffmaterial beschrieben, wobei die Zwischenschale verhindert, daß die beiden Stahlschalen mit gleicher Phase schwingen. Diese Konstruktion erfüllt bezüglich Festigkeit alle geforderten und versprochenen Ansprüche, ist jedoch schwierig herzustellen und noch schwie-

riger zu reparieren und daher relativ teuer. Ihr niedriges Gewicht macht sie jedoch für mobile Anwendungen geeignet, beispielsweise zum Entschärfen von zunehmend auftretenden terroristischen Bomben und zum Aufnehmen von kritischen Prozeßstufen bei sonst harmlosen chemischen Herstellanlagen. Auf dem Gebiet der zuletztgenannten Anwendungen wird in der Tat häufig eine Detonationskammer oberhalb der Erdoberfläche angeordnet, was durch die anderen, für die Herstellanlagen gültigen Bedingungen bedingt ist.

Die zweite der vorstehend genannten Detonationskammern ist eine zylindrische, einschalige Konstruktion mit Stirnteilen, die auf spezielle Art verstärkt sind. Die dritte Konstruktion ist eine teilweise doppelschalige, vorzugsweise zylindrische Detonationskammer, deren komplette innere Schale an ihren Stirnseiten zwischen kräftige Halterungen geklemmt ist, die an der Innenseite der Stirnseiten der zylindrischen Außenschalung befestigt sind. Diese Konstruktion ist relativ leicht herzustellen und auch relativ leicht zu reparieren. Der .innere zylindrische Mantel der Kammer ist in der Tat der Teil, der in erster Instanz zerstört wird und ersetzt werden kann, nachdem die äußere Schalung der Kammer quer geteilt und auseinandergezogen worden ist. Die Reparatur wird dann durch Zusammenschweißen der äußeren Schalung beendet. Obwohl ein solcher Austausch der Innenwandung theoretisch relativ einfach ist, wird es trotzdem, teilweise infolge der erforder-

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lichen qualifizierten Schweißarbeit, ein ziemlich teurer und zeitaufwendiger Vorgang sein.

Das Zerstörungsrisiko für Detonationskammern, die für Testzwecke vorgesehen sind, hängt in erster Linie vom Abfeuern von Ladungen ab, die eine Zunahme an Splittern ergeben.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein unterteiltes, leicht auswechselbares Futterstück für eine Detonationskammer, das geeignet ist, bei der Detonation von splitternden Ladungen den ersten Stoß aufzunehmen. D.h., das Futterstück ist in mehrere, leicht auswechselbare Abschnitte mit ein paar unterschiedlichen, standardjsierten Formen aufgeteilt, wobei jeder, durch die Splitter zerstörte Abschnitt leicht ausgewechselt werden kann. Am Aufstellungsort montiert bilden die unterschiedlichen Futterstückabschnitte zusammen ein miteinander verbundenes Futterstück, welches in zylindrischen Detonationskammern vollständig wenigstens die Innenseite der Mantelfläche der Detonationskammer bedeckt, da es die Innenseite der Manteloberfläche ist, die der schweren, sogenannten Splitterzerstörung, ausgesetzt ist. Die Grundidee der Erfindung besteht darin, daß die Funktion des Futterstückes darauf begrenzt ist, die Innenseite der Detonationskammer zuverlässig gegen Zerstörung durch Splitter zu schützen. Die Futterstückabschnitte können daher aus relativ billigem Stahl hergestellt

sein, obwohl sie relativ stabil dimensioniert sein müssen, um alle Splitter zu stoppen. Alle Druckbelastungen, die an der Detonationskammer an der Schalung auftreten, werden im Gegensatz hierzu, durch die gewöhnlichen Wände der Kammer absorbiert. Da das Futterstück keinerlei Druckbelastungen aufnehmen soll, besteht keine Notwendigkeit, die Futterstückabschnitte in der Kammer anstoßend zu befestigen. Im Gegenteil ist es von Vorteil, wenn die Futterstückabschnitte leicht in ihren Halterungen klappern können, da hierdurch das Auftreten von gleichphasigen Vibrationen der gewöhnlichen Außenwand und des Futterstückes der Kammer verhindert werden können.

Um einen adequaten Schutz gegen Splitter zu erzeugen, müssen die einzelnen Futterstückabschnitte eine halbwegs geeignete Dicke aufweisen. Gleichzeitig impliziert dies, daß ihre Abmessungen in seitlicher Richtung begrenzt sein müssen, damit es nicht unmöglich wird, die verschiedenen Abschnitte ohne Kran oder andere Hebeeinrichtungen zu handhaben.

Bei einer äußerst vorteilhaften Ausführungsform des Futterstückes gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Futterstück, wenn es die Mantelfläche einer zylindrischen Detonationskammer schützen soll, aus mehreren rechteckigen Teilen oder Kassetten, die in einer Richtung leicht gekrümmt sind, die Kante an Kante nebeneinander angeordnet sind, um

einen Mantelring zu bilden, dessen Außendurchmesser im Innendurchmesser der Detonationskammer aufgenommen werden kann. Die Länge des Mantelringes in Längsrichtung der Detonationskammer und die Breite der Kassetten und damit indirekt auch ihre Anzahl pro Mantelring sind durch die Dicke des Futterstückes bestimmt, da jede Kassette von Hand zu handhaben sein soll. Um die zahlreichen Kassetten im zugehörigen Mantelring zusammenzuhalten sind entlang der Enden derselben Verbindungsringe oder Stirneisen vorgesehen, in denen die Kassetten mittels Stiften oder Bolzen aufgenommen werden können. Die Verbindungsringe selbst können aus mehreren, miteinander verbundenen Teilen bestehen und jeder Teil soll als ein Verbindungsglied funktionieren. Das komplette Futterstück der Detonationskammer wird daher aus mehreren, aufeinanderfolgend angeordneten Mantelringen aus Kassetten gebildet, die voneinander durch Verbindungsringe oder Stirneisen getrennt sind. Zum Verbinden der Kassetten und Stirneisen kann es zweckmäßig sein, Kassetten , mit vorstehenden Stirnflanschen zu verwenden. Um die Verbindung zwischen den Stirneisen und den nicht durch Splitter zerstörten Kassetten und damit das Auswechseln von zerstörten Kassetten schwieriger zu machen, sollte die Verbindung zwischen den Stirneisen und den Kassetten durch Schutzabschnitte wie beispielsweise ein leicht entfernbares, anliegendes U-Stück, das an der Innenseite des Stirneisens befestigt ist, geschützt sein.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt :

Fig. 1 eine Detonationskanuner im Längsschnitt;

Fig. 2 die Detonationskammer gemäß Fig. 1 im Schnitt IX-II;

Fig. 3 einen Teil der in Abschnitte unterteilten,inneren Schalung der Detonationskammer in perspektivischer Darstellung;

Fig. 4 eine Kassette der inneren Schalung in vergrößerter perspektivischer Darstellung; und

Fig. 5 die Verbindung zwischen zwei benachbarten Mantelringen aus Kassetten mit der dazwischenliegenden ringförmigen Halterung in einem Schnitt in vergrößertem Maßstab.

In den' verschiedenen Figuren wurden entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, obwohl sie in unterschiedlichen Maßstäben dargestellt sind.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Detonationskammer 1 besteht aus einem äußeren zylindrischen Mantel 2 innerhalb dessen Enden vier starke Pfosten 3-6 sind. Der Pfosten 4 ist in diesen Figuren nicht dargestellt. Die innere Kammer 9 der Detonationskammer, die an den Enden mittels Stirnwänden 7 und 8 geschlossen ist, ist innerhalb und zwischen diesen Pfosten 3-6 eingeklemmt. Zusätzlich zu den an dem Pfosten anliegenden Stirnwänden 7 und 8 besteht die innere Kammer aus einer Mantelwand 10, in der mehrere Beobachtungsöffnungen 11 angeordnet sind.

In den Stirnwänden sind jeweils Türen 12 und 13 vorgesehen. Diese Türen öffnen sich nach innen in die Kammer hinein. Sie werden durch die Pfosten 3-6 und die Querbalken 14-17 gehalten. Zwischen den Stirnwänden 7 und 8 und der Mantelwandung 10 sind mehrere dreieckige Verstärkungsplatten 19 eingeschweißt. Zusätzlich ist die Detonationskammer mit einer gitterförmigen Grundplatte 18 versehen.

Die unterteilte Innenwandung gemäß der vorliegenden Erfindung ist entlang der Innenseite des mittleren Abschnittes der Schalungswand'10 der inneren Detonationskammer angeordnet. Die besagte unterteilte, innere Wandung enthält rechteckige Platten oder Kassetten 20, die in einer Richtung leicht gebogen sind, welche nebeneinander angeordnet sind, um Mantelringe zu bilden, die die Innenseite

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der Mantelwandung 10 entlang dem Teil, an dem sie angeordnet sind, vollständig bedecken.

Wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, hat jede Kassette einen rechteckigen Grundteil 21, der entlang einer Achse leicht gebogen ist, und zwei Enden 22 und 23. Die Enden folgen der Krümmung des Grundteils. Der einfachste Weg der Herstellung dieser Enden ist es, sie vorzuformen und dann an Ort und Stelle festzuschweißen. Jedes Ende hat zwei oder mehr Durchgangsbohrungen 25 - 28. Die Enden sind mit dem jeweiligen Grundteil über die Länge ihrer eigenen Verbindungsstelle 24 verschweißt. Die Enden 22, 23 der Kassette sind an Befestigungsringen 29 aufgenommen, die zwischen den einzelnen Mantelringen aus Kassetten angeordnet sind. Die Befestigungsringe 29 können,wie dies aus der Fig. 3 zu ersehen ist, aus mehreren Teilen 31-34 bestehen, die mittels Bolzen 30 miteinander verbunden sind. In den Befestigungsringen 29 sind mehrere öffnungen 35,deren Abstand zueinander dem Abstand zwischen den Bohrungen in den Enden der Kassetten entspricht.

Die Kassetten 20 werden mit den Halteringen 29 mittels glatter Stifte 36 (siehe Fig. 5) verbunden, die durch die jeweiligen Bohrungen gesteckt werden. Zusätzlich wird die Verbindung zwischen benachbarten Kassetten und dazwischenliegenden Befestigungsringen durch eine U-förmige Schutz-

schiene 37 abgedeckt, die an der Innenseite des Befestigungsringes aufgenommen ist und die mit ihren Planschen 38, 39 bis über die zugehörigen öffnungen reicht, um zu verhindern, daß die Stifte herausfallen. Die Schutzschiene ist an ihrem jeweiligen Befestigungsring 29 mittels eingeschraubter Bolzen 40 befestigt.

Beim Verbinden der Teile wird keine absolute Passung erwartet. Im Gegenteil ist es von Vorteil, wenn die Teile zueinander Spiel haben, um in Phase befindliche Vibrationen zu verhindern. Die Bohrungen für die Stifte und Bolzen können daher leicht unrund sein.

Bezüglich der Ausarbeitung der Schutzschienen 37 bewirken diese auch durch ihr übergreifen der Enden 22, 23 der Kassetten 20, daß ein Weggleiten dieser Enden und der Halteringe 29 verhindert wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Detonationskammer zum Halten von bei einer Explosion, wie beispielsweise Detonation oder Verpuffung, erzeugtem Druck und Splittern, dadurch gekennzeichnet , daß sie besteht aus einem äußeren einschaligen oder mehr-5 schaligen Gehäuse (2, 9) zum Aufnehmen des auftreffenden Druckes und einer unterteilten inneren Schalung, die in dem Gehäuse angeordnet ist und aus leicht auswechselbaren Teilen (20, 29) aufgebaut ist, um die bei der Explosion entstehenden Splitter aufzunehmen.

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2. Detonationskammer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß das äußere Gehäuse (2, 9) besteht aus einem zylindrischen Mantel (10), der an den Enden

durch Querbalken (7, 8) abgeschirmt ist, und daß die unterteilte innere Schalung, die wenigstens den mittleren Teil der Innenseite des Mantels (10) bedeckt, rundherum aus rechteckigen Platten oder Kassetten (20) besteht, die in einer Richtung leicht gebogen sind und nebeneinander zu Mantelringen angeordnet sind, die an der Innenseite des Mantels (10) anliegen.

3. Detonationskammer nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß die die innere Schalung bildenden Platten oder Kassetten (20) durch zu Mantelringen mittels Halteringe (29) zusammengehalten werden, die zwischen jedem Mantelring angeordnet sind und der Innenseite der Manteloberfläche der äußeren Schalung (10) folgen und in denen jede der Platten oder Kassetten (20) aufgenommen ist.

4. Detonationskammer nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , daß jeder an den Enden der Platten oder Kassetten angeordnete Haltering (29) aus mehreren, miteinander verbundenen Teilen (31-35) zusammengesetzt ist.

5. Detonationskammer nach Anspruch 4 , dadurch g e kennzeichnet, daß jede Platte oder Kassette (20) mit entlang der gebogenen Kanten vorstehenden Enden (22, 23) versehen ist, die Montageelemente (36) zur Befestigung der Halteringe (29) aufweisen.

6. Detonationskammer nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , daß an den Halteringen (29) Schutzelemente (37) befestigt sind» um die Verbindung zwischen diesen und den benachbarten Platten oder Kassetten

(20) zu schützen.

7. Detonationskammer nach Anspruch 5 oder 6 , dadurch gekennzeichnet , daß die Halteringe (29) und die Platten oder Kassetten (20) mittels Sperrstiften (36) miteinander verbunden sind, die durch einander benachbarte öffnungen in den Enden dieser Teile eingesetzt sind, wobei diese Sperrstifte (36) durch die Schutzelemente (37) der Halte ringe (29) in Form gebogener U-förmiger Teile, die nach unten über die öffnungen für die Sperrstifte ragen, an ihrem Platz gehalten werden.

8. Detonationskammer nach jedem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung zwischen allen Teilen der inneren Schalung ein kleines Spiel zwischen den Teilen aufweist.

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